2013-2014学年度化学选修4 第2章 化学反应速率与化学平衡(化学平衡的移动,化学反应进行的方向)单元检测试卷(含详解答案)

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名称 2013-2014学年度化学选修4 第2章 化学反应速率与化学平衡(化学平衡的移动,化学反应进行的方向)单元检测试卷(含详解答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2014-04-09 22:18:45

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文档简介

2013~2014学年度第一学期高二化学单元检测试卷
第二章 化学反应速率与化学平衡
(考查范围:化学平衡的移动,化学反应进行的方向)
学校 班级 姓名 考号 得分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N14 O 16 S 32
一、选择题(本题共10个小题,每小题5分,共50分)
1.在已经处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中一定能表明化学平衡移动的是
A.反应混合物的浓度    B.反应体系的压强
C.正、逆反应的速率   D.反应物的转化率
2.对于反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH=-444.3 kJ/mol,且熵减小,在常温常压下该反应能自发进行,对反应的方向起决定作用的是
A.焓变   B.温度
C.压强   D.熵变
3.下列反应中符合图像的是
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1(Q1>0)
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+Q2 kJ·mol-1(Q2>0)
C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol-1(Q3>0)
D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH=+Q4 kJ·mol-1(Q4>0)
4.对已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是
①生成物的百分含量一定增加 ②生成物的产量一定增加 ③反应物的转化率一定增大 ④反应物的浓度一定降低 ⑤正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥使用了适宜的催化剂
A.②⑤ B.①②
C.③⑤ D.④⑥
5.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是]
A.①②④ B.①④⑥   
C.②③⑤ D.③⑤⑥
6.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)nY(g) ΔH=Q kJ/mol。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积(容器容积)的关系如下表所示:
气体体积/L
c (Y)/mol·L-1
温度/℃
1
2
3
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列说法正确的是
A.m>n B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少 D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
7.下列反应是工业生产硝酸的一个反应过程,4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) 
ΔH=-1025 kJ/mol,若反应物起始的物质的量相同。下列关于该反应的示意图不正确的是
8.已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。一定条件下,向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化曲线如右图所示。下列叙述中正确的是
A.欲增大平衡状态时c(CH3OH)/c(CO2)的比值,可采用升高温度的方法
B.3 min时,CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率,且二者浓度相同
C.欲提高H2的平衡转化率只能加压减小反应容器的体积
D.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=0.075 mol·L-1·min-1
9.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如右图所示:
下列说法中正确的是
A.30 min~40 min间该反应使用了催化剂 B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30 min时降低温度,40 min时升高温度 D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
10.在恒温、恒压下,a mol A和b mol B在一个容积可变的容器中发生反应:A(g)+2B(g)2C(g),一段时间后达到平衡,生成n mol C。则下列说法中正确的是
A.物质A、B的转化率之比为1∶2
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为(a+b)∶(a+b-0.5n)
C.当2v正(A)=v逆(B)时,反应一定达到平衡状态
D.充入惰性气体(如Ar),平衡向正反应方向移动
选择题答题栏
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
选项
二、非选择题(本题共4个小题,共50分)
11.(10分)密闭容器中mA(g)+nB(g)pC(g),反应达到平衡状态,经测定增大压强p时,A的转化率随p而变化的曲线如右图所示:
则:(1)增大压强,A的转化率________(填“增大”、 “降低”),平衡________移动(填“正向”、“不”、“逆向”),达到平衡状态后,混合物中C的质量分数_____________(填“增大”、“降低”)。
(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是____________,再加入B,则平衡_______移动(填“正向”、“不”、“逆向”)。
(3)当降低温度时,C的质量分数增大,则A的转化率________(填“增大”、“降低”),正反应是____热反应。
12.(12分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,可替代氟利昂作制冷剂,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
(1)利用水煤气合成二甲醚的总反应为:3H2(g)+3CO(g) ===CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=-246.4 kJ·mol-1。它可以分为两步,反应分别如下:
①4H2(g)+2CO(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-205.1 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2=__________________。
(2)在一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,只改变一个条件能同时提高反应速率和CO转化率的是______________(填字母代号)。
a.降低温度 b.加入催化剂 c.缩小容器体积 d.增加H2的浓度 e.增加CO的浓度
(3)在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,在一定温度和压强下发生反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。
问:①反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)______ v(逆) (填“>”、“<”或“=”)。
]②平衡时n(CH3OCH3)=________________,平衡时CO的转化率=___________。
13.(14分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O2 2Cl2+2H2O
(1)已知:ⅰ.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.①H2O的电子式是__________________。
②反应A的热化学方程式是____________________________________________。
③断开1 mol H-O键与断开1 mol H-Cl键所需能量相差约为________ kJ,H2O中H-O键比HCl中H-Cl键(填“强”或“弱”)_______________________。
(2)对于反应A,下图是在4种投料比【n(HCl)∶n(O2),分别为1∶1、2∶1、4∶1、6∶1】下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是_____________。
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是__________________________________________________。
③投料比为2∶1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是___________。
14.(14分)汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH>0,已知该反应在2 404℃,平衡常数K=64×10-4。请回答:
(1)某温度下,向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol,5分钟后O2的物质的量为0.5 mol,则N2的反应速率为_____________________。
(2)假定该反应是在恒容条件下进行,判断该反应达到平衡的标志________。
A.消耗1 mol N2同时生成1 mol O2 B.混合气体密度不变
C.混合气体平均相对分子质量不变 D.2v正(N2)=v逆(NO)
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,右图变化趋势正确的是____________(填字母序号)。
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1 mol/L、4.0×10-2 mol/L和
3.0×10-3 mol/L,此时反应_______________________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是________________________________________________________________。
答案详解
1.答案:D
解析:对于“等体反应”,缩小反应容器,压强增大,平衡不移动,但反应混合物的浓度增大,正逆反应速率增大,可知A、B、C错误。
2.答案:A
解析:化学反应的方向由(ΔH-TΔS)共同决定,该反应为熵减且能自发进行的反应,故对该反应方向起决定作用的是焓变。
3.答案:B
解析:由左图知升高温度平衡正移,正反应为吸热反应;由右图知增大压强平衡向逆向移动,正反应为气体体积增大的反应。
4.答案:A
5.答案:B
解析:该反应为吸热反应,升温则平衡正向移动,反应物转化率提高,①正确;恒容时,通入惰性气体,反应物与生成物浓度不变,平衡不移动,②错误;增加CO浓度,平衡逆向移动,反应物转化率降低,③错误;该反应正反应为气体分子数增大的反应,减压时平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高,④正确;催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡状态,⑤错误;恒压时,通入惰性气体,容器体积增大,反应物与生成物浓度降低,平衡向气体分子数增大的方向移动,即向正反应方向移动,反应物转化率提高,⑥正确。
6.答案:C
解析:升温,c(Y)增大,平衡右移,所以,向右吸热,Q>0,B、D错误;气体体积增大,若平衡不移动,c(Y)应减小一半,现c(Y)比一半大,即减压,平衡向右移动,m<n,A错,C对。
7.答案:C
解析:因该反应是一个正反应气体体积增大的放热反应。因此,升高温度时,平衡向逆反应方向移动,NO的含量降低,故A正确,C错误。增大压强,平衡向逆反应方向移动,NO的含量降低,故B正确。加入催化剂,反应速率加快,达到平衡的时间缩短,但平衡时NO的含量不变,故D正确。
8.答案:B
解析:该反应正反应为放热反应,升温平衡逆移,c(CH3OH)/c(CO2)减小,A错;欲提高H2转化率,还可用降温等其他方法,C错;达平衡时v(H2)=3v(CO2)=3×0.075 mol/L·min=0.225 mol/L·min,D错。
9.答案:D
解析:A项,若使用催化剂,则化学反应速率加快,A不正确。由第一个图可知,A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1,由第二个图可知,30 min时改变的条件为降压,40 min时改变的条件为升温,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应B、C项不正确。8 min前A的平均反应速率为(2.0 mol·L-1-1.36 mol·L-1)/8 min=0.08 mol·L-1·min-1,D项正确。
10.答案:C
解析:根据三段式计算:
   A(g) + 2B(g) 2C(g)
起始  a    b 0
转化      n n
平衡 (a-)  (b-n) n
则A、B转化率之比为∶=b∶2a,A项错误;起始量与平衡量的物质的量之比为(a+b)∶(a+b-),但容器容积可变,即恒压,压强比为1∶1,B项错误;充入惰性气体,恒压容器中的平衡应向气体体积增大的方向移动,即逆向移动,D项错误。
11.(10分)
答案:(1)降低 逆向 降低
(2)m+n<p 正向移动 (3)增大 放
12.(12分)
解析:(1)由盖斯定律①+②=总反应,故ΔH=ΔH1+ΔH2,ΔH2=ΔH-ΔH1=-246.4 kJ·mol-1+205.1 kJ·mol-1=-41.3 kJ·mol-1。
(2)降温反应速率会减小,加入催化剂不改变转化率,增加CO的浓度会减小CO的转化率,c和d符合题意。
(3)3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)
始 3   3 1 1
转 3x   3x x x
平 3-3x 3-3x 1+x 1+x
由密度之比等于体积反比,即物质的量的反比,得:
= 解得x=0.75
CO的转化率为×100%=75%。
答案:(1)-41.3 kJ·mol-1 (2)cd
(3)①> ②1.75 mol 75%
13.(14分)
解析:本题考查化学反应与能量变化以及化学平衡图像等考点,意在考查考生处理解答图像试题的能力与计算能力。(1)①H2O是共价化合物,原子间通过共用电子对结合,故H2O的电子式为:;②利用反应A与题中信息“氧化4 mol HCl放出115.6 kJ的热量”可写出热化学方程式:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ/mol;③设H-Cl键键能为x kJ/mol、H-O键键能为y kJ/mol,依据②中热化学方程式和题干中已知数据有:4x+498-243×2-4y=-115.6,解之得:y-x=32,说明H-O键与H-Cl键键能相差32 kJ/mol。因为“键能越大,键越牢固”,所以H-O键强于H-Cl键。(2)①依据反应A可知投料比越大,HCl的转化率越低,因此结合图像,对比同温度时HCl的平衡转化率可知a、b、c、d线分别代表投料比为6∶1、4∶1、2∶1、1∶1的曲线,故b线对应投料比为4∶1;②结合图像,做纵坐标垂线可知,达到相同的HCl的平衡转化率,投料比越高,对应温度越低;③由图像可知投料比2∶1、400℃时,HCl的平衡转化率为80%。设起始时,HCl为2 mol,O2为1 mol,则平衡时HCl为0.4 mol,O2为0.6 mol,生成的Cl2和H2O均为0.8 mol,平衡时Cl2的物质的量分数为
×100%=30.8%。
答案:(1)①
②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ/mol ③32 强
(2)①4∶1 ②投料比越高,对应的反应温度越低 ③30.8%
14.(14分)