2.2 化学平衡 课堂练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 2.2 化学平衡 课堂练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-08 09:49:02

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文档简介

2.2 化学平衡 课堂练习
一、单选题
1.在一定条件下,反应2HI(g) H2(g)+I2(g)△H>0达到平衡时,要使混合气体的颜色变浅,可采取的措施是(  )
①增大氢气的浓度 ②升高温度 ③降低温度 ④增大压强 ⑤增大HI的浓度 ⑥扩大体积 ⑦加催化剂.
A.①③⑥ B.③⑤⑥ C.①③⑤ D.②④⑤
2.已知反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)△H<0,下列说法不正确的是(  )
A.升高温度,正、逆反应速率均加快
B.增大压强,化学平衡正向移动
C.充入O2,可提高SO2的转化率
D.当气体总质量不变时,反应达平衡状态
3.对可逆反应,下列叙述正确的是(  )
A.若单位时间内生成的同时,消耗,则反应达到平衡状态
B.达到平衡后,保持温度不变,减小容器体积增大压强,平衡逆向移动,减小
C.降低温度,正反应速率增大,逆反应速率减少,平衡正向移动
D.其它条件不变,若增加的量,可以提高的转化率
4.在一密闭烧瓶中,在25℃时存在如下平衡:2NO2(g) N2O4(g)△H<0,将烧瓶置于100℃的水中,则下列几项性质中不会改变的是(  )
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强 ⑤密度.
A.①和③ B.③和⑤ C.④和⑤ D.②和④
5.一定条件下,A、B、C的起始浓度分别是0.5mol/L、0.1mol/L、1.6mol/L,可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,下列数据不合理的是(  )
A.c(A)=1.0mol/L c(B)=0.2mol/L
B.c(B)=0.5mol/L c(C)=1.2mol/L
C.c(A)=0.4mol/L c(C)=1.8mol/L
D.c(A)=0.9mol/L c(B)=0.5mol/L
6.可逆反应:2NO2 2NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是(  )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
7.下列图示与对应的叙述相符的是(  )
A.图一表示反应:mA(s)+nB(g) pC(g) △H>O,在一定温度下,平衡时B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示,反应速率x点比y点时的慢.
B.图二是可逆反应:A(g)+B(s) C(s)+D(g) △H>O的速率时间图像,在t1时刻改变条件一定是加入催化剂。
C.图三表示对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),A的百分含量与温度(T)的变化情况,则该反应的ΔH>0。
D.图四所示图中的阴影部分面积的含义是(v正-v逆)
8.已知反应A2(g)+2B(s) A2B2(g)△H<0,下列说法正确的是(  )
A.升高温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快,化学平衡向逆反应方向移动
B.增大压强,正反应与逆反应速率均增大,平衡不移动
C.增大A2(g)的浓度,化学平衡向正反应方向移动,A2的转化率增大
D.增大B的物质的量,化学平衡向正反应方向移动,A2的转化率增大
9.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.在硫化氢水溶液中加入碱有利于S2﹣的生成
B.加入催化剂有利于氨的氧化反应
C.高压有利于合成氨反应
D.向新制氯水中加入碳酸钙有利于次氯酸浓度增大
10.对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H<0已达平衡,如果其他条件不变时,分别改变下列条件,对化学反应速率和化学平衡产生影响,下列条件与图像不相符的是(  )
(t1时刻v正=v逆;t1时改变条件,t2时重新建立平衡)
A.加入催化剂
B.增加SO3浓度
C.升高温度
D.增大压强
11.将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 L溶液。下列各项中,表明已达到电离平衡状态的是(  )
A.醋酸的浓度达到1 mol·L-1
B.H+的浓度达到0.5 mol·L-1
C.醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H+的浓度均为0.5 mol·L-1
D.醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等
12.在一定温度下的恒容容器中,反应A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡状态的是(  )
A.混合气体的压强不随时间变化而变化
B.混合气体的密度不随时间变化而变化
C.气体总物质的量不随时间变化而变
D.单位时间内生成n mol C,同时消耗2n molB
13.下列不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.用加压的方法促进CO2在水中的溶解
B.合成氨工业用铁触媒作催化剂
C.红棕色的NO2加压后颜色先变深再变浅
D.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
14.恒容密闭容器中发生以下反应:。下列叙述正确的是(  )
A.任意时刻,化学反应速率关系:
B.容器中气体的密度不再发生变化时,反应达到平衡状态
C.达到平衡状态时,若升高温度,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.达到反应限度时,每消耗同时生成
15.下列叙述与图像对应符合的是(  )
A.图1表示达到平衡状态的,在时刻增大压强,平衡逆向移动
B.对于反应,图2中y轴可以表示Y的百分含量
C.图3表示等体积、等浓度的盐酸和醋酸溶液分别与过量的Mg反应
D.图4表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则HB酸性强
16.已知下列反应的平衡常数: H2(g)+S(s) H2S(g) K1 S(s)+O2(g)SO2(g) K2则反应H2+SO2 O2+H2S的平衡常数为(  )
A.K1+K2 B.K1-K2 C.K1×K2 D.K1/K2
二、综合题
17.减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一、我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了均相NO-CO的反应[ ]历程,该反应经历的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个过渡态分别对应阶段①、阶段②、阶段③。图中显示的是反应过程中每一阶段内各驻点的能量相对于此阶段内反应物能量的差值(图中标出的物质均为气态)。
(1)反应历程Ⅲ的热化学方程式为   ;该反应过程中决速步为   (填“阶段①”、“阶段②”或“阶段③”)。
(2)若按的投料比将NO(g)与CO(g)充入体积可变的恒压密闭容器中,在一定条件下发生反应,用NO表示的正反应速率为,用表示的逆反应速率为(、表示速率常数且只与温度有关),NO(g)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①压强、、由大到小的顺序是   ,X、Y、Z三点的压强平衡常数由小到大的顺序是   。
②℃、压强为时,向VL容器中充入2.0molNO(g)和2.0molCO(g)发生上述反应,5min后反应达到平衡(X点),该温度下的浓度平衡常数   (不写单位,下同),   ,M点的   。
18.I.在恒温、体积为1.0L的密闭容器中通入1.0 mol N2和x mol H2发生如下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),20 min后达到平衡,测得反应放出的热量为18.4 kJ,混合气体的物质的量为1.6 mol,容器内的压强变为原来的80%。请回答下列问题:
(1)20 min内,v(N2)=   。
(2)该反应的热化学方程式为   。
(3)下列叙述中能表示该反应达到平衡状态的是   (填序号)。
①N2体积分数保持不变
②单位时间断裂0.3 mol H-H键,同时生成0.6 mol N-H键
③混合气体的密度不再改变
④2v正(H2)=3v逆(NH3)
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
19. ,反应过程的能量变化如图所示。
已知1mol 氧化为1mol 的ΔH= -99 。请回答下列问题:
(1)图中E的大小对该反应的反应热   (填“有”或“无”)影响。该反应通常用 作催化剂,加 会使图中B点    (填“升高”还是“降低”)。
(2) 氧化为 的热化学方程式   。
(3)该反应的平衡常数表达式为   。
(4)以下说法能证明恒温恒容条件下该反应已经达到平衡状态的是_________。
A.容器内压强保持不变
B.
C.各气体百分含量保持不变
D.生成1mol 的同时消耗0.5mol
20.氮氧化物和SO2是大气主要污染物,研究它们的转化关系有利于防治污染。
(1)已知:
I.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-113.0kJ mol-1
II.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-196.6kJ mol-1
III.NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) △H=   。
(2)氨氧化物破坏臭氧层原理:①NO+O3=NO2+O2、②NO2+O=NO+O2。常温下反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则反应O3+O=2O2的平衡常数K=   。(用K1、K2表示)。一氧化氮在该反应中的作用是   。
(3)反应II2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)在0.1Mpa、450℃的恒压容器中测得相关数据如表:
  起始原料气体积分数 平衡混合气体积分数
N2 82% 84.9%
SO2 7% 0.18%
O2 11% 7.86%
SO3 0 7.06%
该温度下用分压表示的平衡常数(气体分压=总压x物质的量分数)Kp=   (列出计算式)。写出一种能提高SO2平衡转化率的措施   。
(4)烟气同时脱硫脱硝是目前的发展趋势。一种ClO2气相氧化法烟气脱硫脱硝反应机理和速率常数(k)如下:
脱硝:
a.NO(g)+ClO2(g)=NO2(g)+ClO(g) △H1 k1=1.7×10mL (mol s)-1
b.NO(g)+ClO(g)=NO2(g)+Cl(g) △H2 k2=8.8×1012mL (mol s)-1
脱硫:
c.SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g) △H3 k3=2.1×10-4mL (mol s)-1
d.SO2(g)+ClO(g)=SO2(g)+Cl(g) △H4 k4=6.9×1011mL (mol s)-1
①已知反应c、d的速率方程分別为v正=k3c(SO2) c(ClO2)、v正=k4c(SO2) c(ClO),试判断两反应的活化能大小:E3   E4(填“>”“<”或“=”)。控制脱硫速度的关键步骤是反应   (填c或d)。
②SO2、NO单独氧化及同时氧化对两气体氧化率变化如图,同时氧化对   气体的氧化率影响明显,结合以上反应及其速率常数分析原因   。
21.高炉煤气是炼铁厂排放的尾气,含有H2、N2、CO、CO2及O2,其中N2约为55%、CO约为25%、CO2约为15%、O2约为1.64% (均为体积分数)。某科研小组对尾气的应用展开研究:
(1)I.直接作燃料
已知:C(s)+O2(g)=CO2 (g) △H=-393.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO (g) △H=-221kJ/mol
CO燃烧热的热化学方程式为    。
(2)II.生产合成氨的原料
高炉煤气经过下列步骤可转化为合成氨的原料气:
在脱氧过程中仅吸收了O2;交换过程中发生的反应如下,这两个反应均为吸热反应:CO2+CH4 CO+H2 CO+H2O CO2+ H2
气体通过微波催化交换炉需要较高温度,试根据该反应特征,解释采用较高温度的原因:    。
(3)通过铜催化交换炉后,所得气体中V(H2):V(N2)=    。
(4)III.合成氨后的气体应用研究
氨气可用于生产硝酸,该过程中会产生大气污染物NOx。为了研究对NOx的治理,该科研小组在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO 和0.1molCl2,发生如下反应:2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) △H<0。10min时反应达平衡,测得10min 内v (ClNO)=7.5 10-3mol/(L·min),则平衡后n(Cl2)=   mol。
设此时NO的转化率为α1,若其它条件不变,上述反应在恒压条件下进行,平衡时NO 的转化率为α2,则α1   α2 (填“>”、“<”或“=”);平衡常数K    (填增大”“减小 ”或“不变”)
(5)氨气还可用于制备NCl3,NCl3发生水解产物之一具有强氧化性,该水解产物能将稀盐酸中的NaClO2氧化成ClO2,该反应的离子方程式为   。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】解:①增大氢气的浓度,平衡逆向移动,混合气体的颜色变浅,故正确;
②升高温度,平衡正向移动,混合气体的颜色加深,故错误;
③降低温度,平衡逆向移动,混合气体的颜色变浅,故正确;
④增大压强,相当于缩小体积,各种气体的浓度都增大,混合气体的颜色加深,故错误;
⑤增大HI浓度,平衡正向移动,碘浓度增大,混合气体的颜色加深,故错误;
⑥减小压强,各气体浓度减小,混合气体的颜色变浅,故正确;
⑦加催化剂,平衡不移动,混合气体的颜色不变,故错误;
故选A.
【分析】要使混合气体的颜色变浅,即减小碘的浓度,平衡逆向移动,从影响平衡移动的因素角度考虑.
2.【答案】D
【解析】【解答】解:A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)△H<0,是放热反应,升高温度平衡逆向进行,但反应速率增大,正、逆反应速率均加快,故A正确;
B.正反应是气体体积减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,故B正确;
C.反应中充入O2,可提高SO2的转化率,氧气转化率减小,故C正确;
D.反应前后气体质量始终保持不变,气体质量不变不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
故选D.
【分析】A.温度升高反应速率增大,正逆反应速率都增大,吸热反应方向的速率增大多;
B.反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向气体体积减小的方向进行;
C.两种反应物增加其中一种会增大另一种物质的转化率,本身转化率减小;
D.反应前后都是气体,气体质量不变;
3.【答案】D
【解析】【解答】A.单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,都表示正反应速率,不能体现正逆反应速率相等,因此不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.达到平衡后,保持温度不变,减小容器体积,压强减小,平衡逆向移动,但平衡常数保持不变,B不符合题意;
C.降低温度,正逆反应速率都减小,由于该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,C不符合题意;
D.其他条件不变,增加n(O2):n(NH3),n(O2)增大,平衡正向移动,NH3的转化率增大,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、生成NO的同时消耗NH3,表示的都是正反应;
B、平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变;
C、降低温度,正逆反应速率都减小;
D、增加n(O2):n(NH3),则n(O2)增大,平衡正向移动;
4.【答案】B
【解析】【解答】解:升高温度,化学平衡向着吸热方向进行,所以化学平衡2NO2 N2O4向左进行.①二氧化氮的浓度增大,颜色加深;②混合气体总的物质的量增大,混合气体总的质量不变,根据M= 可知,混合气体的平均相对分子质量减小;③反应混合物都是气体,根据质量守恒定律,混合气体总的质量不变;④升高温度,化学平衡向左移动,混合气体总的物质的量增大、混合气体的温度升高,容器的容积不变,根据pV=nRT可知,容器内压强增大;⑤反应混合物都是气体,根据质量守恒定律,混合气体总的质量不变,容器的容积不变,根据ρ= 可知,混合气体的密度不变.
故选B.
【分析】可逆反应2NO2 N2O4,正反应放热,升高温度,化学平衡向着吸热方向进行,所以化学平衡2NO2 N2O4向左进行,①二氧化氮的浓度增大,颜色加深;②混合气体总的物质的量增大,根据M= 判断;③反应混合物都是气体,根据质量守恒定律判断;④升高温度,化学平衡向左移动,混合气体总的物质的量增大、混合气体的温度升高,容器的容积不变,根据pV=nRT判断;⑤根据ρ= 判断.
5.【答案】C
【解析】【解答】解:
A2(g)+ B2(g) 2C(g)
起始量(mol/L) 0.5 0.1 1.6
正向进行极值转化 0.4 0 1.8
逆向进行极值转化 1.3 0.9 0
达到平衡状态时:0.4mol/L<c(A)<1.3mol/L,0<c(B)<0.9 mol/L,0<c(C)<1.8mol/L,
故选C.
【分析】一定条件下,A、B、C的起始浓度分别是0.5mol/L、0.1mol/L、1.6mol/L,平衡从正向和逆向分别建立,依此利用三段式进行极值计算.
6.【答案】A
【解析】【解答】解:2NO2 2NO+O2,
①单位时间内生成nmolO2是正反应速率,同时生成2nmolNO2是逆反应速率,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等,说明达到平衡状态,故①正确;
②单位时间内生成nmolO2是正反应速率,同时生成2nmolNO也是正反应速率,故不能说明达到平衡状态,故②错误;
③化学反应速率之比等于化学计量数之比,故用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比始终为2:2:1,故不能说明达到平衡状态,故③错误;
④二氧化氮为红棕色气体,一氧化氮和氧气为无色气体,故混合气体的颜色不再改变,说明达到平衡状态,故④正确;
⑤密度= ,总质量不变,体积不变,故混合气体的密度不再改变,不能说明达到平衡状态,故⑤错误;
⑥反应前后气体的物质的量不等,故混合气体的压强不再改变,说明达到平衡状态,故⑥正确;
⑦平均相对分子质量= ,总质量不变,总物质的量会变,故混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明达到平衡状态,故⑦正确;
故达到平衡状态的标志是①④⑥⑦,
故选A.
【分析】化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断,得出正确结论.注意反应中反应物的化学计量数之和与生成物的化学计量数之和的大小关系.
7.【答案】A
【解析】【解答】A. x点压强比y低,所以反应速率x点比y点时的慢,故符合题意;
B. 在t1时刻改变条件使正逆反应速率仍相等,可能是加入催化剂或增大压强,故不符合题意;
C.M点为平衡状态,随着温度升高,A的百分含量增大,说明平衡逆向移动,则正反应为放热,故不符合题意;
D.图中阴影部分的面积表示反应物和生成物浓度的差值,故不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.压强升高可以使体系中每种气体的浓度都增大,这样反应的速率就会加快;
B.加大压强也可能会出现正逆反应速率同时加快的现象;
C.在正反应为吸热反应的可逆反应中,升高温度反应会向正反应方向进行;
D.正逆反应的速率只是用物质的浓度来表示。
8.【答案】B
【解析】【解答】解:A.升高温度,正逆反应速率均增大,向吸热的方向移动,正反应为放热反应,则化学平衡向逆反应方向移动,故A错误;
B.该反应为气体体积不变的反应,增大压强,正逆反应速率均同等程度增大,则平衡不移动,故B正确;
C.增大A2(g)的浓度,促进B的转化,平衡正向移动,但A2的转化率减小,故C错误;
D.B为固体,增大B的物质的量,平衡不移动,则A2的转化率不变,故D错误;
故选B.
【分析】A.升高温度,正逆反应速率均增大,向吸热的方向移动;
B.该反应为气体体积不变的反应,增大压强,正逆反应速率均同等程度增大;
C.增大A2(g)的浓度,促进B的转化,平衡正向移动;
D.B为固体,增大B的物质的量,平衡不移动.
9.【答案】B
【解析】【解答】解:A、氢硫酸溶液中有下列平衡:H2S H++HS﹣,HS﹣ H++S2﹣.加碱后OH﹣中和H+,上述平衡正向移动,S2﹣增多,可用勒夏特列原理解释,故A不选;
B、加入催化剂,改变反应速率但不改变平衡状态,不会促进氨的氧化反应,不可用勒夏特列原理解释,故B选;
C、合成氨反应是气体体积减小的反应,高压有利于平衡向生成氨的方向移动,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D、碳酸钙能与氢离子反应,氢离子的浓度降低,平衡向正反应方向移动,次氯酸的浓度增大,能用勒夏特列原理解释,故D不选.
故选:B.
【分析】勒夏特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动.勒夏特列原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用勒夏特列原理解释.
10.【答案】D
【解析】【解答】A.催化剂只改变反应速率,不影响平衡,所以加入催化剂,v正、v逆同时同倍数增大,故A符合题意;
B.增加SO3的浓度,正反应速率瞬间不变,逆反应速率瞬间增大,平衡逆向移动,正逆反应速率逐渐相等,故B符合题意;
C.升高温度,正逆反应速率同时增大,该反应焓变小于0为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则逆反应速率增大的倍数比正反应速率增大的倍数要多,然后再逐渐相等,故C符合题意;
D.增大压强,正逆反应速率应瞬间同时增大,故D不符合题意;
故答案为D。
【分析】A:加催化剂,v正、v逆同时同倍数增大,平衡不移动
B:增加生成物的浓度,正反应速率瞬间不变,逆反应速率瞬间增大,平衡逆向移动
C:升高温度,正逆反应速率同时增大,该反应焓变小于0为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则逆反应速率增大的倍数比正反应速率增大的倍数要多
D:增大压强,相当于减小体积,反应物和生成物的浓度都增加,正逆反应速率应瞬间同时增大
11.【答案】D
【解析】【解答】在未电离时c(CH3COOH)=1 mol·L-1,当醋酸、H+、CH3COO-的浓度不再变化时(但此时三者的浓度不一定是0.5 mol·L-1),醋酸的电离达到平衡状态,故A、B、C均错。依据平衡状态的标志即电离成离子的速率与离子结合成分子的速率相等,可知D项正确。
故答案为:D
【分析】A.体系达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变;
B.体系达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变;
C.平衡转化率未知,无法进行计算;
D.离子化速率为正反应速率,分子化速率为逆反应速率;
12.【答案】B
【解析】【解答】解:A.反应前后气体的体积不变,无论是否达到平衡状态,都存在混合气体的压强不随时间变化而变化,故A错误;
B.反应中A为固体,当混合气体的密度不变时,达到平衡状态,故B正确;
C.反应前后气体的体积不变,无论是否达到平衡状态,都存在气体总物质的量不随时间变化而变化,故C错误;
D.无论是否达到平衡状态,都存在单位时间内生成n mol C,同时消耗2n molB,故D错误,
故选B.
【分析】反应中A为固体,反应前后气体的体积不变,当达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量也不发生变化,以此进行判断.
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A.加压能使CO2在水中的溶解向着二氧化碳溶解的方向进行,可用平衡移动原理解释,故A错误;
B.催化剂不影响化学平衡,故不能用勒夏特列原理解释,故B正确;
C.加压二氧化氮的浓度增大,平衡向生成四氧化二氮的方向移动,故加压后颜色先变深后变浅,但仍比原来的颜色深,可以勒夏特列原理解释,故C错误;
D.新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2O H++Cl﹣+HClO,在饱和食盐水中氯离子浓度较大,可抑制氯气和水的反应,减小氯气的溶解度,可用勒夏特列原理解释,故D错误;
故选B.
【分析】勒夏特利原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,勒夏特利原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程的平衡移动无关,则不能用勒夏特利原理解释.
14.【答案】D
【解析】【解答】A.化学反应速率之比等于化学量计量数之比,即2v(Y)正=3v(Z)正,故A不符合题意;
B.组分都是气体,气体总质量相等,容器为恒容,气体总体积不变,根据密度的定义,任何时刻密度保持不变,因此密度不变,不能说明反应达到平衡,故B不符合题意;
C.升高温度,正逆反应速率都增大,故C不符合题意;
D.用不同物质表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且速率之比等于化学计量数之比,每消耗1molX同时生成3molY,说明反应达到平衡,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】A、注意比例式和乘积式的区别;
B、气体密度判断平衡时要注意结合公式和质量、体积进行判断;
C、升高温度,正逆反应速率都增大,降低温度则相反;
D、不同物质速率的关系满足同侧异,异侧同,成比例。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.在时刻增大压强,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,但是反应物中没有气体,增大压强,正反应速率不变,A项不符合题意;
B.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,Y的百分含量减小,故y轴可以表示Y的百分含量,B项符合题意;
C.等体积、等浓度的盐酸和醋酸溶液分别与过量的Mg反应,两种酸中含有的酸的物质的量相等,则生成H2的体积相同,且开始反应后,盐酸中氢离子浓度大于醋酸,生成氢气反应速率快(斜率大),C项不符合题意;
D.等pH的酸,加水稀释时,HA的pH变化幅度大,故HA的酸性强,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.在时刻增大压强,平衡逆向移动;
B.升温,该反应的平衡正向移动,Y的百分含量减少;
C.等体积,等浓度的盐酸和醋酸溶液,盐酸中氢离子浓度大于醋酸,生成氢气反应速率快;
D.pH相同的一元酸分别稀释相同的倍数,pH变化较大的酸性较强。
16.【答案】D
【解析】【解答】H2(g)+S(s) H2S(g)的平衡常数K1= ,S(s)+O2(g) SO2(g)的平衡常数K2= ,反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数K= = ,
故答案为:D。
【分析】根据已知可逆反应结合平衡常数的表达式计算目标方程的平衡常数,据此分析解答。
17.【答案】(1) ;阶段①
(2);Z【解析】【解答】(1)反应Ⅰ:2NO= ΔH1=+312kJ/mol,
反应Ⅱ:+CO=CO2+N2O ΔH2=-513kJ/mol,
反应Ш:CO2+N2O+CO=2CO2+N2 ΔH3= kJ/mol,
由题意知,反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ш三个相加得到总反应,则ΔH3=ΔH-ΔH1-ΔH2=-557 kJ/mol -312 kJ/mol -(-513 kJ/mol)=-356 kJ/mol,则反应历程Ⅲ的热化学方程式为CO2+N2O+CO=2CO2+N2 ΔH3=-356kJ/mol;正反应活化能大,反应速率小,是反应的决速步骤,则该反应过程中决速步为阶段①;
(2)①是气体体积系数减小的反应,其他条件不变时,增大压强,平衡向着正向移动,NO(g)的平衡转化率增大,则可知;平衡常数只与温度有关,该反应是放热反应,升温,平衡常数K变小,则根据图像可知,X、Y、Z三点的压强平衡常数由小到大的顺序是Z②℃、压强为时,NO的平衡转化率为40%,则NO转化了2mol×40%=0.8mol,则建立三段式为:
该反应是在容器可变的恒压条件下进行,平衡时容器体积为Vˊ,根据pV=nRT可知,体积与气体的物质的量成正比,则,Vˊ=0.9V,则该温度下的浓度平衡常数==;平衡时,正逆反应速率相等,所以,代入题中等式,,则2×Kc=;在M点是,NO的转化率是20%,同样建立三段式可知,在M点时各物质的物质的量为n(NO)=1.6mol,n(CO)=1.6mol,n(N2)=0.2mol,n(CO2)=0.4mol,与上面同样原理计算,则M点时体积为,则M点的=×=×=(或47.9)。
【分析】(1)决速步骤为活化能最高的步骤;
(2) ① 增大压强,平衡朝气体系数缩小的方向移动;
② 化学平衡常数=生成物浓度幂之积/反应物浓度幂之积。
18.【答案】(1)v(N2)=0.010 mol/(L·min)
(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92 kJ/mol
(3)①④⑤
【解析】【解答】(1)设参与反应的N2的物质的量为y
反应后混合气体的物质的量为1.6mol,故可得(1.0-y)+(x-3y)+2y=1.6
同温同压下,压强之比等于物质的量之比,故(1.0-y)+(x-3y)+2y=(1.0+x)×80%
解得 x=1.0mol y=0.2mol
故20min内用N2表示的反应速率
(2)已知参与反应的N2为0.2mol时,放出的热量为18.4kJ,故参与反应的N2为1.0mol时放出的热量为,故该反应的热化学方程式为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.0 kJ/mol
(3)①N2体积分数保持不变,说明反应已达到平衡状态,①符合题意;
②该表述体现的都是正向进行的反应,无法得出正逆反应速率相等,故无法说明反应是否达到平衡状态,②不符合题意;
③根据公式,由于反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,混合气体的质量保持不变,而体系是一个恒容装置,故气体体积不变,因此混合气体的密度一直保持不变,无法根据密度不变判断反应是否达到平衡状态,③不符合题意;
④反应速率之比等于化学计量系数之比,该等式可体现正逆反应速率相等,可说明反应达到平衡状态,④符合题意;
⑤根据公式,混合气体的总质量不变,但混合气体的物质的量在反应前后发生变化,故M在反应过程中一直在变,当M不变时,反应达到平衡状态,⑤符合题意;
【分析】(1)先由反应三段式计算出参与反应的N2的物质的量,再根据反应速率的计算公式进行计算;
(2)根据参与反应的N2的物质的量为0.2mol时放出的热量,计算1molN2参与反应时放出的热量,从而得出该反应的热化学方程式;
(3)根据平衡状态的判断进行分析;
19.【答案】(1)无;降低
(2)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -198 mol/L
(3)K=
(4)A;C
【解析】【解答】(1)由分析知,活化能受反应物的性质及催化剂的种类的影响,通常催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,但图中E的大小对该反应的反应热无影响。该反应通常用 作催化剂,加 会使图中B点降低。答案为:无;降低;(2)由信息知,1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的ΔH= -99 mol/L,则SO2(g)氧化为SO3(g)的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -198 mol/L。答案为:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -198 mol/L;(3)对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K= 。答案为:K= ;(4)A.温度、容积不变时,由于反应前后气体的分子数不等,达平衡前压强在不断改变,所以当容器内压强保持不变时,反应达平衡状态,A正确;
B.反应物的转化率未知,所以 时,反应不一定达平衡状态,B不合题意;
C.各气体百分含量保持不变时,正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,C正确;
D.不管反应是否达到平衡,生成1mol 的同时一定消耗0.5mol ,所以反应不一定达平衡状态,D不合题意;
故答案为:AC。答案为:AC。
【分析】一个化学反应,活化能与是否加催化剂及催化剂的催化能力有关,但催化剂的加入,不影响反应的ΔH;对于恒温恒容条件下的密闭容器内的可逆反应,变量不发生变化时,反应达平衡状态。
20.【答案】(1)-41.8kJ mol-1
(2)K1·K2;催化剂
(3)Kp= ;降温、加压或增大氧气的浓度等
(4)>;c;SO2;单独氧化时,SO2的氧化率低是因为c反应的k3很小,ClO2氧化SO2产生的ClO的速率很慢;NO氧化率相对较高的是因为ab两反应k1k2都很大;同时氧化时,a反应产生的ClO部分参与d反应,使SO2的氧化率明显提高
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律:可知方程式之间的关系为 可求得III反应的反应热为-41.8kJ mol-1;
(2)根据方程式之间的关系O3+O 2O2可由①+②得K=K1·K2,且得出NO的作用为催化剂;
(3)平衡时分压p(SO3)= ,p(SO2)= p(O2)= ,所以平衡常数 , 能提高SO2平衡转化率的措施为增大压强,降温,增大氧气的浓度等;
(4)根据速率公式以及速率常数可知脱硫反应中反应c为慢反应,其反应的活化能高。因此控制脱硫反应速度的关键为c反应;
(5)通过图像可知同时氧化SO2比单独氧化时的氧化率变化程度大,单独氧化时,SO2的氧化率低是因为c反应的k3很小,ClO2氧化SO2产生的ClO的速率很慢;NO氧化率相对较高的是因为ab两反应k1k2都很大。同时氧化时,a反应产生的ClO部分参与d反应,使SO2的氧化率明显提高。
【分析】(1)考查的是对盖斯定律的使用
(2)结合平衡常数的计算公式,用K1和K2表示出即可,根据物质在前后的变化情况即可判断
(3)根据平衡时的体积分数,计算出压强,再结合Kp的计算公式进行计算即可,提高反应物的转化率,主要从温度,压强,浓度方面
(4)①根据平衡常数确定速率的大小,速率的快慢和活化能有关②据图就能看出对一氧化氮的影响明显,反应物的浓度对反应的速率有一定的影响
21.【答案】(1)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol
(2)该反应是吸热且熵增的反应,只有在较高温度下ΔG=ΔH-TΔS 才有可能小于0,反应才有利于自发进行
(3)88.36∶55(或1.61∶1或8∶5)
(4)0.025;<;不变
(5)HClO+2ClO2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O
【解析】【解答】(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol,②2C(s)+O2(g)=2CO (g) △H=-221kJ/mol,根据盖斯定律,将(①×2-②)× 得:CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH=[(-393.5kJ/mol)×2-(-221kJ/mol)]× =-283kJ/mol,故答案为:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol;(2)该反应是吸热反应,且属于熵增的反应,只有在较高温度下ΔG=ΔH-TΔS 才有可能小于0,反应才有利于自发进行,因此气体通过微波催化交换炉需要较高温度,故答案为:该反应是吸热且熵增的反应,只有在较高温度下ΔG=ΔH-TΔS 才有可能小于0,反应才有利于自发进行;(3)含有H2、N2、CO、CO2及O2,其中N2约为55%、CO约为25%、CO2约为15%、O2约为1.64%,则H2约为1-55%-25%-15%-1.64%=3.36%,假设气体总量为100mol,经过脱氧后含有55mol N2,25molCO、15molCO2、3.36molH2,经过CO2+CH4 2CO+2H2,反应后气体中含有55mol N2,(25+15×2)molCO、(15×2+3.36)molH2,再经过CO+H2O CO2+ H2反应后,气体中含有55mol N2,(25+15×2)molCO2、(25+15×2+15×2+3.36)molH2,因此V(H2):V(N2)= n(H2):n(N2)= (25+15×2+15×2+3.36)mol:55mol= 88.36∶55,故答案为:88.36∶55;(4)10min 内v (ClNO)=7.5 10-3mol/(L·min),则平衡是c (ClNO)=7.5 10-3mol/(L·min)×10min =0.075 mol/L,n (ClNO)= 0.075 mol/L×2L=0.15mol,根据2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g),反应的氯气为0.075mol,则平衡后n(Cl2)= 0.1mol-0.075mol=0.025mol,由于该反应为气体体积减小的反应,若反应在恒压条件下进行,相当于平衡时增大压强,平衡正向移动,NO 的转化率增大,即α1 <α2;温度不变,平衡常数K不变,故答案为:0.025;<;不变;(5)NCl3中Cl元素为+1价,NCl3发生水解产物之一具有强氧化性,为次氯酸,次氯酸能将稀盐酸中的NaClO2氧化成ClO2,反应的离子方程式为HClO+2ClO2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O,故答案为:HClO+2ClO2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O。
答案为:(1)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol;(2)该反应是吸热且熵增的反应,只有在较高温度下ΔG=ΔH-TΔS 才有可能小于0,反应才有利于自发进行;(3)88.36∶55(或1.61∶1或8∶5); (4)0.025、<、不变; (5)HClO+2ClO2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O
【分析】(1)根据盖斯定律求解;
(2)ΔG=ΔH-TΔS的运用,ΔG小于0,反应才有利于自发进行;
(3)设具体的值代入计算,便于求解,假设气体总量为100mol是关键;
(4)增大压强,平衡正向移动,温度不变,平衡常数K不变。
(5)陌生氧化还原方程式的书写,