2.2 化学平衡 (含解析)同步练习 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 (含解析)同步练习 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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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-04 13:25:35

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文档简介

2.2 化学平衡 同步练习
一、单选题
1.下列数据是一些反应的平衡常数,试判断,表示反应进行得最接近完全的平衡常数是(  )
A.K=1010 B.K=10-10 C.K=1 D.K=10-1
2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.溴水中有下列平衡Br2+H2O HBr+HBrO,当加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
B.合成氨反应,为提高氨的产率,理论上应采取降低温度的措施
C.反应CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)(正反应为放热反应),达平衡后,升高温度体系颜色变深
D.对于反应2HI(g) H2(g)+I2 (g),达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
3.已知反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )
A.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
B.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡逆向移动
C.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
D.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
4.在一定容积的密闭容器中进行反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2,H2,NH3的浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L,0.2mol/L。当反应达到平衡时,可能存在的数据是(  )
A.N2为0.2mol/L,H2为0.6mol/L B.N2为0.15mol/L
C.N2,H2均为0.18mol/L D.NH3为0.4mol/L
5.下图所示为800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是(  )
A.A是反应物
B.前2 min A的分解速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.前2 min C的生成速率为0.2 mol·L-1·min-1
D.反应的方程式为:2A(g) 2B(g)+C(g)
6.臭氧(O3)是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净等优点。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生如下反应:
反应Ⅰ: 平衡常数为K1;
反应Ⅱ: 平衡常数为K2;
总反应: 平衡常数为K。下列叙述错误的是(  )
A.适当升高温度,可提高消毒效率
B.
C.
D.对于总反应有:
7.以、和为原料,制备和氯化亚砜()的原理为: 。下列说法正确的是(  )
A.反应平衡常数
B.键断裂的同时有键形成,说明反应到达该条件下的平衡状态
C.使用催化剂可以同时降低正反应和逆反应的活化能
D.上述反应中消耗的,转移电子数为
8.向体积均为1L的两恒容密闭容器中分别充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g) △H,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.△H>0 B.气体的总物质的量:na<nc
C.平衡时容器的压强:p甲<p乙 D.反应速率:va正<vb逆
9.在H2S的饱和溶液中存在下列平衡:①H2S H++HS-,②HS- H++S2-。下列措施中既可增大c(S2-)又能提高pH,还能使电离平衡逆向移动的是(  )
A.加NaOH B.通入H2S气体
C.降温 D.加入Na2S晶体
10.在一定温度下的定容容器中,发生反应:2A(g)+B(s) C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是(  )
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④C(g)的物质的量浓度不变
⑤容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2:1:1
⑥单位时间内生成n molD,同时生成2n mol A
⑦单位时间内生成n molC,同时消耗n molD.
A.①②③ B.②③④⑥⑦ C.②③⑤⑥⑦ D.①③⑤⑦
11.对于可逆反应:mA(g)+nB(g) xC(g) ΔH=?,在不同温度及压强(P1,P2)条件下,反应物A的转化率如下图所示,下列判断正确的是 (  )
A.ΔH>0,m+n>x B.ΔH<0,m+n>x
C.ΔH>0,m+n<x D.ΔH<0,m+n<x
12.如图可逆反应A+2B 2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况,由此可推断(  )
A.正反应是吸热反应
B.若A、B是气体,则D是液体或固体
C.改变物质浓度,平衡不会移动
D.A,B,C,D均为气体
13.在T℃下,分别在三个容积为10L的恒容绝热密闭容器中,发生反应:2CO(g)+SO2(g) S(g)+2CO2(g) ΔH>0,测得相关数据如下表所示。
容器 起始时物质的量/mol 平衡时CO2(g)的物质的量/mol
CO(g) SO2(g) S(g) CO2(g)
甲 1 0.5 0.5 0 a
乙 1 0.5 0 0 0.8
丙 2 1 0 0 b
下列说法正确的是(  )
A.其他条件不变,容器乙达到平衡后,再充入体系中四种气体各1mol,平衡逆向移动
B.b=1.6
C.平衡常数:K甲>K乙
D.其他条件不变,向容器甲再充入1mol CO,平衡常数(K)不变
14.氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。利用如图装置测定不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数Kp,实验步骤如下:
(Ⅰ)关闭K3,打开K1和K2,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1
(Ⅱ)关闭K2,缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变,读取压强数值。记录25℃、30℃下压强分别为12.0kPa、17.1kPa。下列说法不正确的是(  )
A.若保持温度和容器体积不变,平衡后再充入n(NH3):n(CO2)=2:1,再次达到平衡时c(NH3)不变
B.气体平均分子量不变不能作为判断反应达到平衡状态的依据
C.该反应25℃时的化学平衡常数Kp=2.56×1011Pa3
D.步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏低,Kp测量值偏大
15.将一定量的固体 置于容积不变的密闭容器中(装有少量 ,某温度下发生反应: , ,反应经过10 min达到平衡,测得c(SO3)=0.4mol/L,c(SO2)=0.1mol/L,则下列叙述中错误的是(  )
A.化学反应速率
B. 的分解率为20%
C.在这10 min内的平均反应速率
D.容器里气体的密度为
16.绝热密闭容器中发生反应H2(g) + I2(g) 2HI(g),下列说法正确的是(  )
A.反应达平衡之前,平衡常数的值会发生变化
B.压缩容器,体系颜色加深,说明平衡逆向移动
C.断裂1 mol H-H键的同时,生成2 mol H-I键,说明反应达到平衡
D.反应达平衡时一定满足c(H2):c(I2):c(HI) = 1:1:2
二、综合题
17.按要求回答下列问题:
(1)在下列物质中:①NaOH ②Na2O2③(NH4)2S ④CCl4 ⑤H-C≡C-H ⑥SiC ⑦晶体硅。含有非极性键的分子晶体是   ,既有离子键,又有极性键和配位键的离子晶体是   ,原子晶体中熔点较高的是   (以上均填写序号)。
(2)甲醇是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH2
①上述反应中原子利用率百分之百的是   (填“I”或“Ⅱ”)
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中数据判断ΔH1   0,T℃时,将2 mol CO和6 molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,此时T为   。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2
=-566.0kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:   。
18.氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I:氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键
键能 946 436.0 390.8
一定温度下,利用催化剂将 分解为 和 。回答下列问题:
(1)反应     ;
(2)已知该反应的 ,在下列哪些温度下反应能自发进行?_______(填标号)
A.25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将 通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变, 时反应达到平衡,用 的浓度变化表示 时间内的反应速率     (用含 的代数式表示)
② 时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后 分压变化趋势的曲线是   (用图中a、b、c、d表示),理由是   ;
③在该温度下,反应的标准平衡常数    。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应 , ,其中 , 、 、 、 为各组分的平衡分压)。
方法Ⅱ:氨电解法制氢气
利用电解原理,将氮转化为高纯氢气,其装置如图所示。
(4)电解过程中 的移动方向为   (填“从左往右”或“从右往左”);
(5)阳极的电极反应式为   。
KOH溶液KOH溶液
19.在一定条件下xA+yB zC达到平衡时,则:
(1)若A,B,C都是气体,在减压后平衡正向移动,则x、y、z的关系是   ;
(2)已知B、C是气体,现增加A的物质的量,平衡不移动,说明A是   状态;
(3)若容器容积不变,加入气体B,气体A的转化率   (填“增大”、“减小”,或“不变”)。
(4)若容器容积不变升高温度,A的百分含量减小,则正反应是   反应(填“放热”或“吸热”)。升高温度再次达到平衡,B、C的浓度之比c(B)/c(C)将
   (填“增大”、“减小”或“不变”)。
20.甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”。甲醇是一碳化学基础的原料和优质的燃料,主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。已知甲醇制备的有关化学反应如下:
反应①:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=﹣92kJ/mol
反应②:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2
反应③:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=﹣49kJ/mol
(1)反应②的ΔH2=    kJ/mol
(2)500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2与K3,则K3=   (用K1、K2表示)。已知500℃时,K1=2.5,K2=1.0,并测得该温度下反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为1.0、0.2、0.6、1.5,则此时 v正   v逆(填“>”、“=”或“<”)
21.甲醇是一种易挥发的液体,它是一种重要的化工原料,也是一种清洁能源。
(1)已知:①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(l) ΔH=-128.1 kJ·mol-1
②2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
③H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
④2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式:   。
(2)不同温度下,将1.0 molCH4和2.4molH2O(g)通入容积为10 L的恒容密闭容器中发生如下反应: CH4(g)+ H2O(g) CO(g) + 3H2(g),测得体系中H2O的体积百分含量随着时间的变化情况如下图所示:
①T1   T2(填“>”“<”或“=”,下同),其对应的平衡常数K1   K2。
②温度T2下,从反应开始到2min时,ν(H2O)=   。
③T1温度时,若已知到达平衡是H2O(g)的体积百分含量为40%,则该温度下上述反应的平衡常数K=   。(保留两位小数点)
(3)科学家用氮化镓组成如图所示的人工光合系统,利用该装置成功地以CO2和H2O为原料合成了CH4。铜电极表面的电极反应式为   。
(4)已知CO可与I2O5反应:5 CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s)。将甲醇不完全燃烧产生的500mL(标准状况)气体用足量的I2O5处理后,将所得的I2准确地配成100mL碘的酒精溶液。再取25.00mL该溶液加入淀粉溶液作指示剂后用0.0100mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,消耗标准溶液20.00mL(气体样品中其它成分与I2O5不反应;2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6)。
①滴定终点时溶液颜色变化为   。
②气体样品中CO的体积分数为   。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】化学平衡常数= ,化学平衡常数越大,反应进行得越完全,
故答案为:A。
【分析】当平衡常数大于105时,表示反应是完全进行的。
2.【答案】D
【解析】【解答】勒夏特列原理为:如果改变影响化学平衡的一个条件,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,则A.溴水中有下列平衡Br2+H2O HBr+HBrO,当加入硝酸银溶液后,生成溴化银沉淀,平衡向正反应方向移动,溶液颜色变浅,A不符合题意;
B.合成氨反应,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),△H<0,为提高氨的产率,理论上应采取降低温度的措施,有利于平衡向正反应方向移动,B不符合题意;
C.反应CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)ΔH<0,达平衡后,升高温度平衡逆向移动,二氧化氮浓度增大,颜色加深,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.两边气体计量数相等,压强改变平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】本题考查化学平衡移动的现象及勒夏特列原理的应用,同时注意使用此原理的条件为:必须为可逆反应,并且存在着平衡移动;据此进行分析解答。
3.【答案】D
【解析】【解答】该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,
A.达平衡后,降低温度平衡正向移动、减小压强平衡逆向移动,A不符合题意;
B.达平衡后,升高温度平衡逆向移动、增大压强平衡正向移动,B不符合题意;
C.升高温度活化分子百分数增大,则正逆反应速率都增大,C不符合题意;
D.升高温度活化分子百分数增大,则增大反应速率,从而缩短反应达到平衡时间,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.降低温度平衡向放热方向移动,减小压强平衡向气体体积增大的方向移动;
B.升高温度平衡向吸热方向移动,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动;
C.升高温度正逆反应速率都增大;
D.升高温度正逆反应速率均增大。
4.【答案】B
【解析】【解答】A、可逆反应不能进行到底,N2的范围是0-0.2mol·L-1,H2的范围是0-0.6mol·L-1,NH3的范围是0-0.4mol·L-1,不能取得最大值和最小值,故A不符合题意;
B、氮气物质的量浓度在范围内,故B符合题意;
C、虽然氮气和氢气物质的量浓度在范围内,N2和H2都是反应物,浓度要么都增加,要么都减小,故C不符合题意;
D、此反应是可逆反应,不能进行到底,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】利用极端假设法,假设氮气和氢气完全转化为氨气,则氨气浓度恒小于0.4mol/L
假设氨气完全转化为氮气和氢气,则氮气恒小于0.2mol/L,则氢气浓度恒小于0.6mol/L
5.【答案】C
【解析】【解答】A.根据图示可知:A是反应物,
B、C是生成物。不符合题意。
B.在前2 min A的分解速率(0.4mol/L -0.2mol/L)÷2min= 0.1 mol·L-1·min-1.不符合题意。
C.在前2 min C的生成速率为(0.1mol/L- 0mol/L) ÷min = 0.05mol/(L·min).符合题意。
D.在反应中各种物质的浓度的变化关系是:A:0.2mol/L;B: 0.2mol/L;;C:0.1 mol/L.在相同时间内,物质的浓度变化的比对于方程式该物质前边的计量数的比。所以反应的方程式为:2A(g) 2B(g)+C(g)。不符合题意。
故答案为:C
【分析】分析图像,A的浓度减小,A为反应物,B、C的浓度增大,为生成物,且在2分钟时达到平衡;2分钟时,A的浓度变化为0.2mo/L,B的浓度变化为0.2mol/L,C的浓度变化为0.1mol/L,根据浓度变化之比等于化学计量数之比,求得方程式。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.适当升高温度,导致反应 平衡逆向移动,O3的浓度增大,则可提高消毒效率,A不符合题意;
B.由题干方程式可知,K=,K1=,K2=,可得出,B符合题意;
C.由C可知,平衡常数为K=K1·K2,C不符合题意;
D.根据反应速率之比等于化学计量数之比,故对于总反应有:,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.依据温度对平衡的影响分析;
B.C.利用平衡常数与方程式的关系分析;
D.根据反应速率之比等于化学计量数之比。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.反应中为固体,由化学方程式可知,反应平衡常数,A不符合题意;
B.键断裂的同时有键形成,描述的都是正反应,不能说明反应到达该条件下的平衡状态,B不符合题意;
C.催化剂改变反应历程,加快反应速率;使用催化剂可以同时降低正反应和逆反应的活化能,C符合题意;
D.没有标况,不能计算转移的电子数,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.化学平衡常数,指在一定温度下,可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值;
B.描述的都是正反应;
C.催化剂改变反应历程,降低反应的活化能,加快反应速率;
D.没有标况,不能计算。
8.【答案】B
【解析】【解答】A.随反应进行,气体物质的量减少,开始反应时,甲容器内压强增大,可知温度升高,所以△H<0,故A不符合题意;
B.a、c两点压强相等,a点温度大于c,可知气体的总物质的量:na<nc,故B符合题意;
C.由图像可知,a、b为平衡点,平衡时容器的压强:p甲>p乙,故C不符合题意;
D.a、b点达到平衡,a点温度较高、压强较大,所以va正>vb逆,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.该反应前后气体分子数减小,恒容条件下,结合PV=nRT进行分析。
B.a、c两点压强相等,a点温度大于c,结合PV=nRT进行分析。
C.a、b为平衡点,据此分析。
D.a、b点达到平衡,结合反应速率的影响因素进行分析。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.向溶液中加入氢氧化钠,氢氧化钠和氢离子反应生成水,则电离平衡向正反应方向移动,A不符合题意;
B.向溶液中通入硫化氢,溶液为饱和溶液,则平衡不移动,B不符合题意;
C.弱电解质的电离为吸热过程,降低温度,平衡向逆反应方向移动,硫离子浓度减小,C不符合题意;
D.向溶液中加入硫化钠晶体,硫离子浓度增大,抑制硫化氢电离,平衡向逆反应方向移动,氢离子浓度减小,溶液的pH增大,D符合题意;
故答案为:D
【分析】pH值增大, 则溶液中c(H+)减小,结合平衡移动进行分析。
10.【答案】B
【解析】【解答】解:①反应前后气体的体积不变,故混合气体的压强不变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故①错误;②密度= ,总质量再变,体积不变,故密度会变,故混合气体的密度不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故②正确;③混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比,质量变,物质的量不变,所以混合气体的平均相对分子质量变,即混合气体的平均相对分子质量不变一定平衡,故③正确;④C(g)的物质的量浓度不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故④正确;⑤平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2:1:1不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故⑤错误;⑥生成nmolD是正反应,同时生成2nmolA是逆反应,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,故⑥正确;⑦生成nmolC是正反应,同时消耗nmolD是逆反应,说明正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故⑦正确;
故能表明反应已达到平衡状态的是②③④⑥⑦,
故选B.
【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.
11.【答案】B
【解析】【解答】由图a知,p2到达平衡时所用时间长,p1到达平衡时所用时间短,压强为p2的反应速率慢,p1的反应速率快,压强越大反应速率越大,所以p2<p1;增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动,由图象知,A的转化率增大,平衡向正反应方向移动,所以反应前的计量数大于反应后的计量数,即m+n>x;
图b知,随着温度的升高,A的转化率减低,平衡向逆反应方向移动,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,所以逆反应方向是吸热反应,正反应是放热反应,即△H<0。
故答案为:B。
【分析】根据化学平衡移动原理可解题,温度越高,A的转化率越低为放热反应,压强越大,转化率越高,则m+n>x
12.【答案】B
【解析】【解答】解:A.降低温度时平衡正向移动,则正反应为放热反应,故A错误;
B.增大压强平衡正向移动,若A、B是气体,则D是液体或固体,C为气体符合,故B正确;
C.改变物质浓度,平衡会移动,增大反应物浓度平衡正向移动,增大生成物浓度平衡逆向移动,故C错误;
D.A、B、C、D均为气体时,增大压强,平衡逆向移动,与图象不符,故D错误;
故选B.
【分析】由图可知,降低温度时平衡正向移动,则正反应为放热反应;后来增大压强时,正逆反应均增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,则正反应为气体体积减小的反应,以此来解答.
13.【答案】C
【解析】【解答】A.其他条件不变,容器乙达到平衡后,平衡时CO2(g)的物质的量0.8mol;容器的体积为10L,其浓度为0.08mol/L;
2CO(g)+ SO2(g) S(g)+ 2CO2(g)
起始(mol/L) 0.1 0.05 0 0
平衡(mol/L) 0.02 0.04 0.04 0.08
平衡常数=0.082×0.04/( 0.022×0.04)=16;
平衡后再充入体系中四种气体各1mol ,各物质浓度分别为:C(CO)=0.12mol/L,C(SO2)=0.14 mol/L, C(S)=0.14 mol/L, C(CO2)=0.18 mol/L,反应的浓度商为0.182×0.14/( 0.122×0.14)=2.25;浓度商小于平衡常数,平衡右移,A不符合题意;
B.丙容器中加入的各物质的物质的量是乙的2倍,乙容器中生成物多,温度低,平衡左移,b小于1.6,B不符合题意;
C.由于是恒容绝热的密闭容器,该反应为吸热反应,甲容器多加了S(g),相 对于 乙 容 器 来 说,平 衡 逆 向 移 动,所 以 甲 容 器 温 度比乙容器温度高,平衡常数K甲>K乙,C符合题意;
D.其他条件不变,向容器中再充入1mol CO,平衡右移,温度发生变化,平衡 常 数 发 生 改 变,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A,根据三段式求出平衡常数,比较浓度商和平衡常数的大小,浓度商小于平衡常数,平衡右移;
B, 该反应 ΔH>0,降低温度,平衡左移;
C,温度升高,平衡常数增大;
D,增加反应物浓度,反应右移;
14.【答案】D
【解析】【解答】A.温度体积不变,额外加入的NH3和CO2的量也为2:1,则整个体系中n (NH3):n(CO2)比值没有改变,依然为2:1,那么化学平衡常数表达式可表示为:K=c2(NH3)c(CO2)=c2(NH3)×c(NH3)=c3(NH3) ,温度不变,k值不变,NH3平衡浓度也不会改变,A不符合题意;
B.根据NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),=== g/mol,气体平均分子量始终不变,不能表明平衡,B不符合题意;
C.根据NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),设CO2的压强为xPa,则NH3的压强为2xPa,总压强为12.0kPa,则P(CO2)==4000Pa,p(NH3)=2p(CO2)=8000Pa,则Kp =P(CO2)×p(NH3)=2.56×1011Pa,C不符合题意;
D.步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏低,则证明左侧气压高于右侧,Kp测量值偏小,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据化学计量系数进行添加,即为等效平衡,最终含量不变
B.根据气体的比值计算出平均相对分子质量判断
C.根据该温度的总压强以及化学方程式计算出平衡分压,计算出常数
D.根据液面的高低即可判断出压强的大小,液面偏低导致压强增大即可计算出常数
15.【答案】A
【解析】【解答】A.硫酸银为固体,浓度基本不变,不能比较与三氧化硫的化学反应速率关系,故A符合题意;
B.SO3的分解率为 ×100%=20%,故B不符合题意;
C.v(O2)= v(SO2)= × =0.005 mol mol-1 min-1,故C不符合题意;
D.c(SO3)=0.4mol/L,c(SO2)=0.1mol/L,由2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),可知c(O2)=0.05mol/L,则容器里气体的密度为 =40g/L,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】在平衡反应中,固体和纯液体不能用来表示化学反应的速率。
16.【答案】A
【解析】【解答】A.该反应在绝热容器中进行,反应达平衡之前,容器内温度会变化,平衡常数K的值发生变化,故A符合题意;
B.压缩容器,各物质的浓度增大,体系颜色加深,但平衡不移动,因此体系颜色加深,不能说明平衡逆向移动,故B不符合题意;
C.断裂1 mol H—H键的同时,生成2 mol H—I键,都是正反应方向,不能说明反应达到平衡,故C不符合题意;
D.反应达平衡时不一定满足c(H2):c(I2):c(HI) = 1:1:2,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.化学平衡常数只与温度有关;
B.反应前后气体分子数不变,压强改变,平衡不移动;
C.根据化学平衡达到时,不同物质的互为逆向的反应速率之比等于两物质化学计量数之比;
D.利用“变者不变即平衡”。
17.【答案】(1)⑤;③;⑥
(2)Ⅰ;﹤;250℃
(3)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-442.8kJ·mol-1
【解析】【解答】(1)①NaOH 是由Na+、OH- 形成的离子晶体,②Na2O2 是由Na+、O22-形成的离子晶体,③(NH4)2S是由NH4+、S2-形成的离子晶体,④CCl4 是由C和Cl通过极性共价键形成的分子晶体,⑤H-C≡C-H 是由H C极性共价键和C C非极性共价键形成的分子晶体,⑥SiC 是由C和Si通过极性共价键形成的原子晶体,⑦晶体硅是Si原子间通过非极性键形成的原子晶体。
故答案为:⑤ ,③ , ⑥。(2)①反应中反应物中的原子完全转化成了生成物的是:I反应;
故答案为:I。②由表中数据变化可知,温度升高,K减小,所以该反应为放热反应,即ΔH1 ﹤0;T℃时,将2 mol CO和6 molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则达到平衡时c(CO)=0.2mol/L、c(H2)=1.4mol/L、c(CH3OH)=0.8mol/L,依据平衡常数计算公式:K=0.8/(0.2 )=2.04,所以此时温度为250 ;
故答案为:﹤,250 。(3)根据① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =-566.0kJ/mo
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol依据盖斯定律:(①-②) ③ 2得:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-442.8kJ·mol-1;
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H= 442.8kJ·mol-1。
【分析】(1)非极性键指的是相同的原子之间形成的共价键;离子晶体是指由离子化合物结晶成的晶体,离子晶体属于离子化合物中的一种特殊形式,不能称为分子;相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体。
(2)温度升高反应逆向进行,这说明该反应是放热反应;由于气态水液化需要放热,那么甲醇燃烧生成液态水放出的热量就小于生成气态水的热量。
18.【答案】(1)+90.8
(2)C;D
(3);b;开始体积减半,N2分压变为原来的2倍,随后由于加压平衡逆向移动,N2分压比原来2倍要小;0.48
(4)从右往左
(5)2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O
【解析】【解答】(1) 根据方程式:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),△H=390.8kJ mol-1 -(946 kJ mol-1+436.0kJ mol-1 )= +90.8kJ mol-1,故答案为:+90.8;
(2)若反应自发进行,则需要满足△H-T△S<0,T> = =456.5K,即温度应高于(456.5-273)℃=183.5℃,CD符合,故答案为:CD;
(3)①设t1时达到平衡,转化的N2的物质的量为x,列出三段式:
根据同温同压下,混合气体的物质的量等于体积之比, = ,解得x=0.02mol, (H2)= = mol L-1 min-1,故答案为: ;
②t2时将容器体积压缩到原来的一半,N2分压变为原来的2倍,随后由于加压平衡向左移动,导致氮气的小于N2分压比原来2倍,故b曲线符合,故答案为:b;开始体积减半,N2分压变为原来的2倍,随后由于加压平衡逆向移动,N2分压比原来2倍要小;
③由图可知,平衡时,NH3、N2、H2的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa,反应的标准平衡常数 == =0.48,故答案为:0.48;
(4)由图可知,通NH3的一极氮元素化合价升高,发生氧化反应,为电解池的阳极,则另一电极为阴极,氢离子的得到电子变为氢气,电解过程中OH-移向阳极,则从右往左移动,故答案为:从右往左;
(5)阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2,结合碱性条件,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O,故答案为:2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O。
【分析】
(1)根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能即可计算
(2)根据<0,即可判断
(3)① 利用三行式进行计算,根据压强之比等于物质的量之比,计算出物质的量即可计算出氢气的速率②体积减小原来的 一半,浓度增大一倍,即压强增大一倍选择b ③根据物质的量之比压强之比,计算出平衡时的压强,计算出压强的平衡常数即可
(4)氨气中氮元素为-3价,氢元素为+1价,氨气中氮元素变为氮气,化合价升高,被氧化,做阳极,因此吸引大量的阴离子,氢氧根离子向左移动,氨气中的氢元素变为氢气,化合价降低,被还原,做阴极。
(5)阳极发生的是氨气失去电子变为氮气结合氢氧根变为氮气
19.【答案】(1)x+y(2)固体或纯液体
(3)增大
(4)吸热;减小
【解析】【解答】在一定条件下:xA+yB zC的反应达到平衡,(1)若A、B、C都是气体,减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,则x+y<z,故答案为:x+y<z。
(2)增大固体或液体的量,可逆反应的平衡不移动,B、C是气体,当其他条件不变,增大A的物质的量时,平衡不移动,则A是固或液态,故答案为:固体或纯液体。
(3)若容器容积不变,加入气体B,气体A的转化率增大,故答案为:增大。
(4)升高温度平衡向吸热反应方向移动,加热后A的质量分数减少,则平衡向正反应方向移动,正反应方向是吸热反应;升高温度时,平衡正向移动,c(B)减小,c(C)增大,故c(B)/c(C)减小,故答案为:吸热,减小。
【分析】(1)减小压强平衡向气体体积增大的方向移动;
(2)在气体反应中改变固体或纯液体的量平衡不移动;
(3)增大一种反应物的量会增大另一种反应物的转化率;
(4)升高温度,A的百分含量减小,平衡向正反应方向移动,则正反应是吸热反应。
20.【答案】(1)+43
(2)K1·K2;<
【解析】【解答】(1)反应①:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=﹣92kJ/mol
反应②:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2
反应③:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=﹣49kJ/mol
盖斯定律计算③-①得到反应②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)△H2=[-49-(-92)]kJ mol-1=+43kJ mol-1,故答案为:+43;
(2)反应①:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ,
反应②:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ,
反应③:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ,500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0,则K3=K1 K2=2.5,该温度下该时刻 ,所以平衡逆向移动,v正<v逆,故答案为:K1 K2;<。
【分析】(2)计算此时反应的浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向;
21.【答案】(1)CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2(g)+H2O(l)ΔH=-726.5 kJ·mol-1
(2)<;<;0.04mol·L-1·min-1;0.04
(3)CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
(4)蓝色褪为无色;8.96%
【解析】【解答】本题考查盖斯定律的应用,图像分析,化学反应速率和化学平衡常数的计算,电极反应式的书写,氧化还原反应的滴定实验。
(1)应用盖斯定律,将②+④ -①得,CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=(-571.6kJ/mol)+ (-566.0kJ/mol)-(-128.1kJ/mol)=-726.5kJ/mol,CH3OH燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.5kJ/mol。
(2)①根据图示,T2时达到平衡所需时间小于T1时,其他条件相同时升高温度反应速率加快,则T1 T2。T2平衡时体系中H2O(g)的体积百分含量小于T1时,升高温度平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,则对应的平衡常数K1 K2。②根据图像,温度T2下,2min时体系中H2O(g)的体积百分含量为32%,设从开始到2min时转化H2O(g)物质的量浓度为x,用三段式
CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+ 3H2(g)
起始(mol/L) 0.1 0.24 0x 0
转化(mol/L) x x x 3x
2min末(mol/L) 0.1-x 0.24-x x 3x
=32%,解得x=0.08mol/L,从反应开始到2min时υ(H2O)= =0.04mol/(L·min)。③T1温度时,设从开始到平衡转化CH4物质的量浓度为y,用三段式
CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+ 3H2(g)
起始(mol/L) 0.1 0.24 0y 0
转化(mol/L) y y y 3y
平衡(mol/L) 0.1-y 0.24-y y 3y
平衡时H2O(g)的体积百分含量为40%,则 =40%,解得y=0.058mol/L,平衡时CH4、H2O(g)、CO、H2物质的量浓度依次为0.042mol/L、0.182mol/L、0.058mol/L、0.174mol/L,该温度下反应的平衡常数K= = =0.04。
(3)根据图示在Cu电极表面CO2得到电子被还原成CH4,1molCO2得到8mol电子被还原成1molCH4,Cu电极表面的电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。
(4)①碘的酒精溶液中加入淀粉溶液,溶液变蓝,用Na2S2O3滴定到终点,I2被完全消耗,滴定终点时溶液颜色的变化为:蓝色褪为无色。②根据方程式5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s)和2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,写出关系式5CO~I2~2Na2S2O3,500mL气体样品中含CO物质的量为 0.0100mol/L 0.02L =0.002mol,标准状况下V(CO)=0.002mol 22.4L/mol=0.0448L=44.8mL,气体样品中CO的体积分数为 100%=8.96%。
【分析】(1)根据盖斯定律构造甲醇燃烧的方程式,然后计算焓变;
(2)①甲烷燃烧是放热反应,升高温度水的体积分数增大;平衡常数是温度的函数,平衡常数的变化结合平衡移动进行分析;
③根据化学平衡的计算三段式得到数据,然后结合平衡常数的概念计算其平衡常数;
(3)电子由外电路流向铜电极,则铜电极为正极,正极发生还原反应;
(4)根据滴定过程计算CO的体积分数。