第二章第二节第三课时影响化学平衡的因素课后强化习题
一、单选题(共16题)
1.密闭的真空容器中放入一定量CaO2固体,发生反应2CaO2(s) 2CaO(s)+O2(g)并达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积为原来的一半,下列叙述正确的是( )
A.缩小容器的容积后,平衡正向移动 B.重新平衡后O2的浓度不变
C.重新平衡后CaO的量不变 D.重新平衡后CaO2的量不变
2.在一定条件下,将 3 mol A 和 1 mol B 两种气体混合于固定容积为 2 L 的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+ B(g)xC(g)+ 2D(g)。2 min 末该反应达到平衡,生成 0.8 mol D,并测得 C 的浓度为 0.2 mol·L-1.下列判断错误的是( )
A.x=1 B.增加B,平衡向右移动,B 的平衡转化率增大
C.平衡时 B 的转化率为 40% D.2 min 内 A 的反应速率为 0.3 mol·L-1·min-1
3.根据平衡移动原理,合成氨适宜的条件是( )
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
4.某小组进行如图实验。欲使溶液红色加深,下列操作或分析正确的是( )
A.再滴加3~5滴饱和FeCl3溶液
B.再滴加3~5滴0.01mol/LNaOH溶液
C.加入少量KCl固体
D.对溶液降温,也可观察到溶液红色加深,说明反应为:FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl ΔH>0
5.化学与生产生活密切相关。对现象或事实的相关解释错误的是( )
A.石油的裂化可提高汽油的产量和质量,利用高温条件下大分子烃分解为小分子烃
B.“84消毒液”可杀灭新冠病毒,利用次氯酸钠的强氧化性使蛋白质变性
C.打开啤酒倒入杯中立即产生大量气泡,压强减小使碳酸分解为CO2而大量逸出
D.使用BaSO4作钡餐进行X射线透视,利用了BaSO4难溶水而易溶于胃酸的性质
6.T℃时,气体物质A、B、C发生反应。反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示,则下列结论正确的是( )
A.反应方程式为:2A+B3C B.T1>T2,正反应为吸热反应
C.T1<T2,正反应为放热反应 D.保持容器总压强不变,通入稀有气体,平衡向逆反应方向移动
7.恒温恒容条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若将1 mol氮气和3 mol氢气充入密闭容器中,反应达平衡时,氨气的体积分数为a。保持相同条件,在密闭容器中分别充入下列物质, 反应达平衡时,氨气的体积分数不可能为a的是( )
A.2 mol NH3 B.1 mol N2、3 mol H2和2 mol NH3
C.0.5 mol N2、1.5 mol H2和1 mol NH3 D.0.1 mol N2、0.3 mol H2和1.8 mol NH3
8.有一可逆反应:2A(g)+3B(g) xC(g)+4D(g),若按下列两种配比在同温同体积的密闭容器中进行反应:①0.8 mol A+1.2 mol B+1.2 mol C+2.4 mol D②1.4 mol A+2.1 mol B+0.6 mol C+1.2 mol D达平衡后,C的质量分数相等,则方程式中x的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
9.根据相应的图像(图像编号与答案一一对应),判断下列相关说法正确的是( )
A.密闭容器中反应达到平衡,T0时改变某一条件有如图变化所示,则改变的条件一定是加入催化剂
B.反应达到平衡时,外界条件对平衡影响关系如图所示,则正反应为放热反应,且a>b
C.物质的百分含量和温度关系如图所示,则该反应的正反应为放热反应
D.反应速率和反应条件变化关系如图所示,则该反应的正反应为放热反应,A、B、C、D均是气体
10.下列说法正确的是( )
A.恒温恒容容器中,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡后,改变条件使平衡正向移动,再达平衡时NH3的体积分数一定增大
B.若S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C.放热反应均不需要任何外界条件即可发生
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
11.1868年,Deacon曾提出在反应温度430~475℃,以CuCl2为催化剂,用氧气直接氧化氯化氢来制备氯气。该反应为可逆反应,热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+H2O(g) △H=-116kJ·mol-1,关于Deacon提出的制Cl2的反应,下列有关说法不正确的是( )
A.催化剂CuCl2降低了该反应的活化能
B.标准状况下每生成22.4LCl2,放出58kJ的热量
C.在430~475℃加热条件下,较常温下更有利于平衡正向移动提高Cl2的产率
D.Deacon法制Cl2会遇到反应物转化率低、设备易被腐蚀的问题
12.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应达到平衡后,改变下述条件,NH3平衡浓度不改变的是( )
A.保持温度和容器压强不变,充入1 mol NH3(g) B.保持温度和容器体积不变,充入1 mol NH3(g)
C.保持温度和容器压强不变,充入1 mol N2(g) D.保持温度和容器体积不变,充入1 mol H2(g)
13.将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),得到如下三组数据:
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O CO2
1 650 4 2 1.6 5
2 900 2 1 0.4 3
3 2 1 0.4 1
下列说法不正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应 B.实验1中,前5min用CO表示的速率为0.16 mol/(L·min)
C.实验2中,平衡常数K=1/6 D.实验3跟实验2相比,改变的条件可能是温度
14.在一密闭容器中发生反应: ,达到平衡时采取下列措施,可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是( )
A.移走少量C B.扩大容积,减小压强
C.缩小容积,增大压强 D.体积不变,充入惰性气体
15.为探究氯气和氯水的性质,向一个带刻度的针筒(容积为100mL)里吸入60mL氯气后再吸入40mL的水,密封后在光照条件下放置(针筒内压强保持不变),可观察到的现象是( )
①吸入水后,黄绿色气体体积缩小;
②针筒内溶液为浅黄绿色,光照一段时间后颜色变浅;
③针筒内最后得到无色液体和无色气体,其气体的体积约为10mL。
A.仅①② B.仅②③ C.仅①③ D.①②③
16.在体积为VL的恒容密闭容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)发生反应:H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)△H。已知温度T1>T2,平衡时,H2的体积分数与Br2(g)的物质的量变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图分析可知:△H>0
B.a、b两点Br2的转化率:b>a
C.T1时,随着Br2(g)加入,平衡时HBr的体积分数不断增加
D.为了提高Br2(g)的转化率,可采取将HBr液化并及时移走的方法
二、综合题(共4题)
17.(14分)新型洁净能源能够解决环境污染、能源短缺等问题,真正把“绿水青山就是金山银山”落实到我国的各个角落。氢气作为清洁高效、可持续“零碳”能源被广泛研究,而水煤气变换反应(WGSR)是一个重要的制氢手段。
(1)WGSR 的氧化还原机理和羧基机理如图所示。则热化学方程式CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH中,对ΔH表述错误的是________(填字母)。
A.氧化还原机理途径:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH5a+ΔH7 B.羧基机理途径:ΔH=ΔH1+ΔH4+ΔH5d+ΔH7
C.氧化还原机理途径:ΔH=ΔH1+ΔH3+ΔH5a+ΔH7 D.羧基机理途径:ΔH=ΔH1+ΔH4+ΔH5c+ΔH7
E.ΔH=ΔH1++ΔH7
(2)水煤气变换反应在不同条件时CO的转化率不同,下图为压力、温度、不同温度时钾的化合物对CO的转化率的影响关系图,请认真观察图中信息,结合自己所学知识及生产实际,写出水煤气变换反应的条件:温度选择________℃;钾的化合物中_______催化效果最明显;压力选择______Mpa,选用此压力的原因为________。
(3)如图是Au12Cu、Au12Pt、Au12Ni三种催化剂在合金团簇上WGSR最佳反应路径的基元反应能量图,反应能垒(活化能)最_______(填“高”或“低”)的步骤,为整个反应的速控步骤;三种催化剂催化反应的速控步骤__________(填“相同”或“不相同”);三种催化剂中,___________在合金团簇上的WGSR各基元反应能垒较小,对 WGSR 表现出较好的催化活性。
(4)已知某密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO的平衡物质的量浓度c(CO)与温度T的关系如图所示。若T1、T2、T3时的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3由小到大的关系为____________。
18.2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会上表示,中国将争取在2060年前实现碳中和。研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义:
(1)以与为原料可合成尿素,已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
在相同条件下,反应的正反应的活化能为179,则逆反应的活化能为_______。
(2)一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下: 。现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器甲、乙,在甲中充入1mol 和4mol ,在乙中充入1mol 和2mol (g),300℃下开始反应,达到平衡时,容器中的压强P甲_______P乙(填“”、“”或“”),的物质的量分数X甲_______X乙(填“”、“”或“”)
(3)用催化剂催化加氢合成乙烯的反应,所得产物含、、等副产物,反应过程如图所示:
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得转化率和各产物的物质的量占比见下表。
助剂 转化率(%) 各产物在所有产物中的占比(%)
其他
Na 42.5 35.9 39.6 24.5
K 27.2 75.6 22.8 1.6
Cu 9.8 80.7 12.5 6.8
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在中添加_______助剂效果最好﹔加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的原因是_______。
②下列说法正确的是_______(填字母)。
a.第一步反应为 b.使加氢合成低碳烯予的减小
c.添加助剂不同,反应的平衡常数不同
(4)和在催化剂作用下可发生以下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①为降低含量,增大含量,可采取的措施有_______。
②恒温恒容密闭的1L容器中加入2mol (g)和4mol (g),初始压强为10MPa,在300℃发生反应,达到平衡时,的转化率为50%,容器内压强为7.5MPa,则反应Ⅰ的平衡常数_______。
19.氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3,还有其它稀土元素)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料,以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:铈的常见化合价为+3、+4。四价铈不易进入溶液,而三价铈易进入溶液。
(1)焙烧后生成CeO2,焙烧氟碳铈矿的目的是______________________。
(2)酸浸时双氧水的作用是____________。
(3)为了提高酸浸率,可以适当提高反应温度,但温度偏高浸出率反而会减小,其原因是_______________________________________。
(4)有机物HT能将Ce3+从水溶液中提取出来,该过程可表示为Ce3+(水层)+3HT(有机层)CeT3(有机层)+3H+(水层)。向CeT3(有机层)中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3+水溶液,从平衡角度解释其原因:_________。
(5)已知,298K时,Ksp[Ce(OH)3]=5×l0-20,若溶液中c(Ce3+)=0.05 mol·L-1,加碱调节pH到______________时Ce3+开始沉淀(忽略加碱过程中溶液体积变化)。
(6)写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)4的化学方程式:________________________。
20.氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下:
回答下列问题:
(1)过程I加NaOH溶液的作用是___________________________(用离子方程式表示);鼓入大量空气的目的是____________________________。
(2)已知:水体中以+l价或单质形式存在的氯元素,称为“余氯”。过程Ⅱ中加入适量液氯,控制pH在6-7,将氨氮转化为N2。实验测定氯铵比与余氯、残余NH4+的浓度关系如下图所示。
①为了完全从废水中去除氨氮,根据图像分析,投入的Cl2与NH4+的最佳比值为_________。
②过程Ⅱ分步发生3个反应:
i.Cl2+H2O =H++Cl- +HClO
ii.NH4++HClO==NH2Cl+H++H2O(NH2Cl中Cl元素为+l价)
iii.HClO继续参与反应,其离子方程式为________________________________。
③图中a点余氯浓度较大的原因是________________________________________。
(3)若含余氯废水中折合Cl2的含量是71 mg·L-1,则处理10m3含余氯废水,至少添加Na2SO3_____kg(溶液体积变化忽略不计)。
参考答案
1.B
2.B
3.C
4.A
5.D
6.D
7.B
8.B
9.C
10.B
11.C
12.A
13.D
14.C
15.A
16.D
17.(1)CD(2分)
(2) 600(1分) KHCO3(1分) 25(1分) 在23~25 MPa,随着压力的升高,CO 转化率先快速增加,但在压力达到 25 MPa之后,CO 转化率的增加减缓(2分)
(3) 高(1分) 不相同(1分) Au12Cu(2分)
(4) K3<K2<K1(3分)
18.(1)222 (2) > <
(3) Cu 助剂能起催化剂的作用,能加快反应速率 a
(4) 升高温度 0.384
19.(1)将铈氧化为四价,与其它稀土元素分离
(2) 还原剂
(3) 温度升高,双氧水发生分解,造成浸出率偏小
(4)向混合液中加入稀硫酸,使c(H+)增大,平衡向形成Ce3+水溶液方向移动
(5) 8
(6)4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
20.(1)NH4++OH-=NH3·H2O 使NH3从水体中挥发出来
(2) 2NH2Cl+HClO= N2↑+3Cl-+3H++H2O Cl2投入量不足,生成了NH2C1
(3) 1.26