2.3 化学平衡的移动 同步练习 (含解析)2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1

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名称 2.3 化学平衡的移动 同步练习 (含解析)2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-11 12:20:09

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2.3 化学平衡的移动 同步练习
一、单选题
1.下列事实可用勒夏特列原理解释的是(  )
A.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
B.500℃左右比在室温时更有利于提高合成氨的转化率
C.硫酸工业中,将黄铁矿粉碎后加入沸腾炉中
D.对2HI H2+I2平衡体系增加压强使颜色变深
2.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
B.高压比常压有利于合成SO3的反应
C.Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
D.由H2、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深
3.下列反应的速率受温度影响不大,主要决定于浓度和扩散速率的是(  )
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH<0
C.H+ (aq)+ OH-(aq)=H2O(l) ΔH<0
D.CaCO3(s)=CaO(s)+ CO2 (g) ΔH >0
4.工业上可以发生反应:,下列有关说法错误的是(  )
A.增大的浓度,可加快反应速率
B.使用合适催化剂,可加快反应速率
C.达到平衡时,v(正)=v(逆)=0
D.达到平衡时,CO不可能完全转化
5.乙酸蒸汽能形成二聚分子:2CH3COOH=(可逆反应)(CH3COOH)2 △H<0
现欲测定乙酸分子的相对分子质量.应采用的条件为(  )
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压. D.高温低压
6.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.光照新制的氯水时,溶液黄绿色变浅
B.高温高压有利于N2和H2转化为NH3:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H<0)
C.打开汽水瓶时,有大量气泡逸出
D.氨水应密闭保存于低温处
7.aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH=Q,同时符合两图中各曲线规律的是(  )
A.a+b>c+d T1>T2 Q>0 B.a+b>c+d T1>T2 Q<0
C.a+b>c+d T18.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为: ,下列说法错误的是
A.增大压强,活化分子百分含量不变,单位体积内活化分子增多,反应速率加快
B.该反应在低温下能自发进行
C.为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”,原料气必须经过净化
D.能用勒夏特列原理解释通常采用500℃有利于氨的合成
9.化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列有些图像描述正确的是(  )
A.当反应COCl2(g) CO(g)+Cl2(g);△H>0,达到平衡时①升温②减压③加催化剂都能提高COCl2转化率
B.图1可能表示压强对可逆反应A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
C.图2可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化
D.据图3,若除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入适量Cu至pH在4左右
10.2022年全球首套千吨级二氧化碳加氢制汽油装置在中国山东开车成功,生产出符合国V1标准的清洁汽油产品,对助力实现“碳中和”及缓解石油短缺具有重大意义。其合成过程如图,下列有关说法正确的是(  )
A.转变成烯烃反应只有碳氢键的形成
B.催化剂可以提高汽油中芳香烃的平衡产率
C.由图可知合成过程中转化为汽油的转化率为
D.若生成及以上的烷烃和水,则起始时和的物质的量之比不低于
11.在恒温、恒容的密闭容器中进行反应 ,若反应物的浓度由 降到 需要 ,那么反应物浓度再由 降到 所需要的时间为(  )
A. B.小于 C.大于 D.无法判断
12.经催化加氢可合成乙烯:。在恒容密闭容器中按投入4 mol气体,此时容器内压强为0.24 MPa,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.曲线c代表
B.该反应的
C.其他条件不变,若增大投料比,则℃时曲线b、c的交点位置不变
D.若其他条件不变,在℃下将容器体积压缩为原来的一半进行反应,达到平衡时比M点大
13.下列图示与对应的叙述错误的是(  )
A. 表示反应4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g),保持其他条件不变,改变CO的物质的量,平衡时N2的体积分数变化情况。由图可知,NO2的转化率:c>b>a
B. b表示25℃时,分别加水稀释体积均为100 mL、pH=2的CH3COOH溶液和HX溶液,则25℃时HX的电离平衡常数小于CH3COOH的电离平衡常数
C. c是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象,压强p1 > p2
D. d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl固体后化学反应速率随时间变化的图象
14.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g) zC(g),平衡时测得A的浓度为0.5mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,测得A的浓度降低为0.3mol/L。下列有关判断正确的是(  )
A.x+y<z B.平衡向正反应方向移动
C.B的转化率增大 D.C的体积分数下降
15.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol Br2,在一定温度下使其发生反应:H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) ,达到化学平衡状态后进行如下操作,有关叙述错误的是(  )
A.保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,正反应速率增大,平衡正向移动,但H2的转化率比原平衡低
B.保持容器容积不变,向其中加入1mol He,不改变各物质的浓度,化学反应速率不变,平衡不移动
C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol He,反应物浓度下降,化学反应速率减慢,平衡逆向移动
D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2和1 mol Br2,平衡正向移动,但H2最终的转化率与原平衡一样
16.利用反应:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H=-746.8kJ·mol-1,可净化汽车尾气,如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是(  )
A.降低温度
B.增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.及时将CO2和N2从反应体系中移走
二、综合题
17.化学反应原理与生产、生活密切相关。
(1)(一)某温度下在2L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
该反应的化学方程式为   。
(2)2min内以气体X表示的平均反应速率为    。平衡时混合气体的平均相对分子质量比起始时   (填“大”“小”或“相等”)。
(3)下列描述中能说明该反应达到平衡状态的是   (填字母)。
a.Y的体积分数在混合气体中保持不变
b.X、Y的反应速率比为3∶1
c.容器内气体压强保持不变
d.容器内气体的总质量保持不变
e.生成1 molY的同时消耗2molZ
(4)(二)以Zn和Cu为电极,稀H2SO4为电解质溶液可以形成原电池。
H+向   极移动(填“正”或“负”)。
(5)电子流动方向由   极流向    极(填“Zn”或“Cu”)。
(6)若有1mole―流过导线, 则理论上负极质量减少    g。
(7)若将稀硫酸换成硫酸铜溶液,电极质量增加的是   (填“锌极”或“铜极”),原因是    (用电极反应式表示)。
18.在密闭容器中发生:2NO(g)+2CO(g) 2CO2+N2(g)△H=-QkJ/mol,已知:c(CO2)随温度(T)、时间(t)的变化曲线如图所示,则:
(1)T1    T2 ,其理由是   
(2)在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=   
(3)在温度T3下,在两个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生该反应.
容器编号 起始物质的量 平衡时物质的量
Ⅰ 2.0molNO,2.0molCO 1.0molCO2
Ⅱ 4.0molNO,4.0molCO
 
①T3时该反应的平衡常数K=   ,若起始时向容器Ⅰ中充入1.0mol NO,1.5mol
CO和2.0molCO2,0.5molN2,则反应向   (填“正”或“逆”)反应方向进行。
②平衡时两容器中CO的转化率:Ⅰ   Ⅱ,容器Ⅰ中反应达平衡后,若要进一步提高CO的转化率,可采取的措施为   (答一条即可)。
19.乙二醛(OHC-CHO )化学性质活泼,是纺织工业中常用的一种有机原料,能增加棉花、尼龙等纤维的防缩性和防皱性。其工业生产方法主要是乙二醇(HOCH2CH2OH )气相催化氧化法和乙醛液相硝酸氧化法。请回答下列相关问题:
(1)乙二醇气相催化氧化法
以乙二醇、氧气为原料,在催化剂存在的条件下,250℃左右开始缓慢进行,生成乙二醛和副产物乙醇酸[CH2(OH)COOH]的反应方程式:
I.HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g) △H1
II.HOCH2CH2OH(g)+O2(g) CH2(OH)COOH(g)+H2O(g) △H2
已知反应I中相关化学键键能数据如下:
化学键 C-H C-O H-O O=O
C=O
C-C
E/kJ·mol-1 413 343 465 498 728 332
①△H1=   kJ/mol,反应I的化学平衡常数表达式为K=   。
②欲提高I的平衡产率,可以采取的措施是    (填标号)。
A.升高温度
B.增大压强
C.降低温度
D.减小压强
③提高乙二醛反应选择性的关键因素是   。
④保持温度和容积不变,下列描述能说明反应I达到平衡状态的是     (填标号)。
A.v正(O2) =2v逆(H2O)
B.混合气体的压强不再随时间变化而变化
C.混合气体的密度不再发生变化
D.乙二醇与OHC-CHO 的物质的量之比为1: 1
E.混合气体中乙二醛的体积分数不再发生变化
(2)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法
11.0g40%的乙醛溶液和40%的硝酸,按一定比例投入氧化反应釜内,在Cu(NO3)2催化下,控制温度在38~40℃时,反应10h,再通过萃取等操作除去乙醛、硝酸等,最后经减压浓缩得4.35g40%乙二醛溶液。
①用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛时,有N2O产生。其化学方程式为   。
②利用上面数据,计算乙二醛的产率为   。
20.燃煤烟气中含有大量SO2和NO,某科研小组研究SO2和NO的吸收方法。回答下列问题:
(1)在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入1molNO和1molO3发生反应 ,2min时达到平衡状态,测得容器中 的物质的量是0.8mol。
①则2min内NO的平均反应速率为     ,平衡时NO的转化率    ;若其它条件保持不变,在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率为 。则     (填“>”“<”或“=”)。
②写出此反应的平衡常数表达式:   ;若保持温度不变,向2min后的平衡体系中再加入0.2molNO2和0.2molNO,此时平衡将   。
a.正反应方向移动 b.逆反应方向移动 c.不移动
③该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示,反应在t1、t3、t5时刻均达到平衡状态。t2、t6时刻都只改变了某一个条件,则t2时刻改变的条件可能是   ,t6时刻改变的条件可能是   ,t4时刻改变条件后v(正)   v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(2)处理烟气中 也可采用碱液吸收法。
已知25℃时, ; 。
第1步:用过量的浓氨水吸收 ,并在空气中氧化生成硫酸铵;
第2步:加入石灰水,发生反应 。
①25℃时,0.1mol/L ,溶液呈   (填“酸性”“碱性”或“中性”),其原因是   (用离子方程式表示)。
②计算第2步反应的平衡常数K=   (列出计算式即可)。
21.冬季是雾霾天气高发的季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
①在一定条件下,在一个容积固定为 2L的密闭容器中充入 0.8molNO和1.20mol CO,开始反应至 3min时测得 CO 的转化率为20%,则用 N2 表示的平均反应速率为 v(N2)=   。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强 (pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应平衡常数的表达式Kp=   。
③在某一绝热,恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO 发生上述反应,测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示(已知 t2~t1=t3~t2)。则下列说法错误的是   。(填编号)
A.反应在 c 点未达到平衡状态 B.反应速率 a 点小于 b 点
C.反应物浓度 a 点大于 b 点 D.NO 的转化率 t1~t2=t2~t3
(2)使用甲醇汽油能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在 体积可变的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),到达平衡时,测得 CO、H2、 CH3OH 分别为 1mol 、1mol 、1mol,容器的体积为 3L,现往容器中继续通入 3molCO ,此时v(正)   v(逆)(填‘‘>”、“<’’或“=”)。
(3)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)
已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比 的变化曲线如图:
①a、b、c 按从大到小的顺序排序为    。
②某温度下,将 2.0molCO(g)和 4.0mol H2(g)充入容积为 2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图所示,关于温度和压强的 关系判断正确的是    ;
A.p3>p2,T3>T2 B.p2>p3,T1>T3 C.p3>p4,T4>T2 D.p1>p4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1∶2 充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应 的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是    。
A.正反应速率先增大后减小 B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数 K 值增大 D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小 F.氢气的转化率减小
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】解:A.在平衡:H2CO3 CO2(g)+H2O,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,可以用勒夏特列原理解释,故A选;
B.合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g)△H<0,正反应为放热反应,降低温度利用氨气生成,500℃左右温度与室温相比不利用氨气生成,目的是提高反应速率,该温度下催化剂活性高,不能用勒夏特列原理解释,故B不选;
C.将黄铁矿粉碎后加入沸腾炉中,增大接触面积,提高反应速率,与平衡移动无关,不能用平衡移动原理解释,故C不选;
D.对2HI H2+I2平衡体系,增加压强平衡不移动,但碘蒸汽浓度增大,使颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,故D不选;
故选A.
【分析】勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应且存在平衡过程,否则勒夏特列原理不适用.
2.【答案】D
【解析】【解答】A.可逆反应2NO2 N2O4,加压条件下,体积减小,混合气体各组分的浓度增大,故颜色变深,但增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即正向移动,颜色逐渐变浅,所以可以用平衡移动原理解释,A项不符合题意;
B.2SO2+O2(g) 2SO3(g),正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应移动,有利于合成SO3,能用平衡移动原理解释,B项不符合题意;
C.向硫氰化铁溶液中加入硫氰化钾固体时,硫氰根离子浓度增大,平衡向正反应方向移动,则硫氰化铁浓度增大,溶液的颜色变深,可用平衡移动原理解释,C项不符合题意;
D.H2+I2(g) 2HI(g),该反应前后气体的体积不变,增大压强,平衡不移动,增大平衡体系的压强气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,不能用平衡移动原理解释,D项符合题意。
【分析】勒夏特列原理(又称平衡移动原理)主要内容为:在一个已经达到平衡的反应中,如果改变ing想平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加化学反应的物质的浓度),平衡将向着减弱这种改变的方向移动。

A、2NO2 N2O4,加压使浓度瞬间增大,颜色加深,据移动原理,平衡向压强减小方向进行,颜色变浅
B、2SO2+O2(g) 2SO3(g),增大压强,平衡向压强减小方向进行,有利于合成SO3
C、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3加入固体KSCN,使SCN-浓度增大,平衡向减小SCN-浓度的方向移动
D、H2+I2(g) 2HI(g),反应前后气体压强不变,所以加压,平衡不移动。但加压造成各物质浓度增大,气体颜色加深。
3.【答案】C
【解析】【解答】离子反应的速率取决于溶液中离子的浓度和离子的扩散速率,受温度影响不大,是一类不需要活化能来引发的反应,所以答案选C。故答案为:C。
【分析】气体反应温度升高,反应速率加快,故A,B不符合题意。碳酸钙分解在高温条件下才能发生,温度对反应速率影响较大。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.增大反应物的浓度可以加快反应速率,故A不符合题意;
B.合适的催化剂可以降低反应的活化能,加快反应速率,故B不符合题意;
C.当可逆反应达到平衡时,v(正)=v(逆)0,故C符合题意;
D.可逆反应有限度,反应物不能完全转化为生成物,则CO不能完全转化,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】化学平衡判断:1、同种物质正逆反应速率相等,2、不同物质速率满足:同侧异,异侧同,成比例,3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变,4、左右两边化学计量数不相等,总物质的量、总压强(恒容)、总体积(恒压)不变,5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算,6、体系温度、颜色不变。
5.【答案】D
【解析】【解答】由于该反应为放热反应,因此要使平衡逆向移动,则应升高温度;由于该反应为气体分子数减小的反应,因此要使平衡逆向移动,应减小压强;
故要测定乙酸分子的相对分子质量,应采用高温低压的条件,D符合题意;
故答案为:D
【分析】要测定乙酸分子的相对分子质量,则应使可逆反应平衡逆向移动,结合温度、压强对平衡移动的影响分析。
6.【答案】B
【解析】【解答】解:A.黄绿色的氯水中存在可逆反应Cl2+H2O HCl+HClO、2HClO 2HCl+O2↑,光照后促进HClO分解,导致平衡右移,所以颜色变浅,可以用勒夏特里原理解释,故A不选;
B、合成氨是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,所以抑制氨气的生产,所以温度过高不利于合成氨生产,不可以用勒夏特里原理解释,故B选;
C、因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,打开汽水瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D、氨水中存在化学平衡:NH3+H2O NH3 H2O,平衡是放热反应温度降低,平衡向生成一水合氨的方向进行,避免氨气挥发,故D不选;
故选B.
【分析】勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用.
7.【答案】C
【解析】【解答】由左图可知T1<T2 ,升高温度生成物浓度降低,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应放热,Q<0;由右图可知增大压强,正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,则a+b>c+d,
故答案为:C。
【分析】结合甲确定根据温度对生成物浓度的影响确定放热和吸热,结合乙。根据压强对速率的影响,确定系数的大小
8.【答案】D
【解析】【解答】A.增大压强,单位体积内的活化分子数目增加,但活化分子总数不变,反应速率加快,A不符合题意;
B.根据时反应能自发进行,已知、,则该反应在低温下能自发进行,B不符合题意;
C.催化剂“中毒”是因吸附或沉积毒物而使催化剂活性降低或丧失的过程,因此为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”,原料气必须经过净化,C不符合题意;
D.合成氨为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,但采用500℃是为了加快反应速率,因此不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据增大浓度、增大压强能增大单位体积内的活化分子数;升高温度、使用催化剂可以增大活化分子百分数。
B.根据分析;
C.催化剂“中毒”是因吸附或沉积毒物而使催化剂活性降低或丧失的过程;
D.依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。
9.【答案】B
【解析】【解答】A、化学反应COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)△H>0;是气体体积增大的反应,正向反应是吸热反应;①升温平衡向吸热反应方向移动;平衡正向进行,COCl2转化率增大,符合;②减压平衡向气体体积增大的方向进行,平衡正向进行;COCl2转化率增大,符合;③加催化剂,改变速率不改变平衡;COCl2转化率不变,不符合,故A错误;
B、从图象可知,乙曲线斜率大,乙反应到达平衡用得时间少,则乙反应速率快,根据压强对反应速率的影响,压强越大反应速率越大,则乙曲线压强大,根据反应方程式可以看出,物质D为固体,则增大压强平衡不移动,与图像符合,故B正确;
C、乙酸和氨水都为弱电解质,二者反应生成醋酸铵为强电解质,溶液中离子浓度增大,导电性增强,图象不符合,故C错误;
D、CuSO4溶液中加入适量CuO,发生:CuO+2H+═Cu2++H2O,溶液中H+浓度减小,易于Fe3+水解生成沉淀,当调节pH在4左右时,Fe3+全部水解生成沉淀而除去,加入的Cu不能和稀酸溶液发生反应,不能调节溶液的pH,故D错误;故选B。
【分析】A、催化剂不能影响化学平衡
C、乙酸铵为强电解质,无论如何,溶液中都要导电粒子,因此导电性不可能为0.
D、铜的活泼性比氢弱,不能与稀酸反应调节pH。
10.【答案】D
【解析】【解答】A.碳原子之间存在碳碳双键的烃为烯烃,即烯烃中除了C-H键、碳碳单键外,还有碳碳双键,故CO转变成烯烃反应不止有碳氢键的形成,还有碳碳单键、碳碳双键的形成,故A不符合题意;
B.催化剂只能改变反应速率,不能使平衡移动,催化剂HZMS-5不可以提高汽油中芳香烃的平衡产率,故B不符合题意;
C.由图可知合成过程中CO2除了转化为汽油外,还有其他的产物生成,其中生成汽油的选择性是78%,故C不符合题意;
D.生成的烷烃分子中C原子数越少,耗氢量越低,当生成C5的烷烃和水时,起始时CO2和H2的物质的量之比为5:16,故当生成C5及以上的烷烃和水,则起始时CO2和H2的物质的量之比不低于5:16,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 转变成烯烃的过程中有C=C形成;
B.催化剂不影响平衡转化率;
C.合成过程中CO2除了转化为汽油外,还有其他的产物生成。
11.【答案】C
【解析】【解答】反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L时的平均反应速率v= = =0.12 mol/(L s),假设以0.12mol/(L s)的反应速率计算反应物A的浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L所需反应时间t= = =5s,实际上A物质的化学反应速率是随着物质浓度的减小而减小,所以反应物的浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L时的平均反应速率小于0.12mol/(L s),所用时间应大于5s,
故答案为:C。
【分析】要注意浓度对反应速率的影响,10s后A的浓度减小,以后的反应速率要小于10s内的反应速率。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.曲线a代表,故A不符合题意;
B.由图可知,温度升高,H2的浓度增大,平衡逆移,则该反应为放热,△H<0,故B不符合题意;
C.其他条件不变,若增大投料比,则c(CO2)增大,平衡正向移动,c(H2O)也增大,则℃时曲线b、c的交点位置要上移,故C不符合题意;
D.其它条件不变,在℃下将容器体积压缩为原来的一半,即增大压强,c(H2)先增大,平衡正移,c(H2)后减小,根据勒夏特列原理,达平衡时c(H2)比M点大,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 在恒容密闭容器中按投入气体,与化学计量数之比相同,则曲线a代表H2,曲线b代表CO2,曲线c代表H2O,曲线d代表C2H4。
13.【答案】D
【解析】【解答】A. 增加CO的量,促使平衡向正反应方向进行,NO2的转化率增大,即c>b>a,故A说法不符合题意;
B. 相同pH时,加水稀释相同倍数,酸性强的酸pH变化大,根据图像,CH3COOH的酸性强于HX,即HX的电离平衡常数小于CH3COOH的电离平衡常数,故B说法不符合题意;
C. 根据反应方程式,增大压强,促使平衡向正反应方向进行,A的转化率增高大,根据图像p1>p2,故C说法不符合题意;
D. 该反应的离子方程式为Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,加入少量KCl固体,对平衡移动无影响,故D说法符合题意;
故答案为:D。
【分析】易错点是选项D,学生根据FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,加入KCl固体,KCl浓度增大,逆反应速率增大,平衡向逆反应移动,认为选项D符合题意,忽略了此题应从离子方程式角度进行分析,KCl不参与反应,对平衡无影响。
14.【答案】D
【解析】【解答】A. 平衡时测得A的浓度为0.5mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍的瞬间A的浓度为0.25mol/L,再达到平衡时,测得A的浓度为0.3mol/L,这说明反应逆向进行,则x+y>z,A不符合题意;
B. 平衡向逆反应方向移动,B不符合题意;
C. 平衡向逆反应方向移动,B的转化率降低,C不符合题意;
D. 平衡向逆反应方向移动,C的体积分数下降,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】平衡时测得A的浓度为0.5mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,A的浓度降低为0.25mol/L,而再次达到平衡时,测得A的浓度降低为0.3mol/L,可知压强减小,平衡逆向移动,以此来解答。
15.【答案】C
【解析】【解答】A. 保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,正反应速率增大,平衡正向移动,但为增肌溴的量,导致H2的转化率比原平衡低,A不符合题意;
B. 保持容器容积不变,向其中加入1mol He,不改变各物质的浓度,各反应量的化学反应速率不变,平衡不移动,B不符合题意;
C. 保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol He,反应体积增大,导致反应物浓度下降,化学反应速率减慢,但平衡不移动,C符合题意;
D. 保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2和1 mol Br2,平衡正向移动,但H2浓度不变,最终的转化率与原平衡一样,D不符合题意;
答案为C
【分析】此题是对反应速率和化学平衡的考查,结合温度、浓度、压强、催化剂对反应速率和平衡移动的影响分析。
16.【答案】B
【解析】【解答】A.降低温度,化学反应速率减慢,化学平衡向放热方向移动,即正反应方向,NO的转化率转化率增大,故A不符合题意;
B、增大压强平衡向正反应方向移动,NO的转化率转化率增大,化学反应速率加快,故B符合题意;
C.升高温度,化学反应速率加快,化学平衡向吸热方向移动,即逆反应方向,NO的转化率转化率减小,同时充入N2,化学平衡向逆反应方向移动,NO的转化率转化率减小,故C不符合题意;
D.将CO2和N2从反应体系中移走,平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,但反应速率减小,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】本题主要考查化学反应速率与平衡移动。提高该反应的速率可以采取增大压强、加入催化剂、升温等;同时提高NO的转化率,应采取措施使平衡正向移动,结合平衡移动原理进行分析。
17.【答案】(1)3X(g)+Y(g) 2Z(g)
(2)0.075mol·L-1·min-1;大
(3)ac
(4)正
(5)Zn;Cu
(6)32.5
(7)铜极;Cu2++2e-=Cu
【解析】【解答】(1)△Y==0.2mol,△X=0.6mol,△Z=0.4mol,故化学方程式为 3X(g)+Y(g)2Z(g)
(2)v==0.075mol·L-1·min-1,反应前后质量守恒,则平均摩尔质量与物质的量成反比,物质的量减小,则平均相对分子质量增大
(3)a、体积分数不变,达到平衡
b、没有说正逆反应速率
c、同温同体积下,压强之比,等于物质的量之比,是变量,故达到平衡
d、反应前后质量守恒,不是变量,不能判断
e、生成1molY,向逆反应,消耗2molZ向逆反应,故不能判断
故选择ac
(4)原电池中阳离子移向正极
(5)电子由负极流向正极,锌比铜活泼,故锌做负极
(6)负极的反应为Zn-2e-=Zn2+,则1mol电子,反应0.5molZn,则负极减小的质量为32.5g
(7)质量增加的为铜极,发生的反应为 Cu2++2e-=Cu
【分析】(1)注意写可逆符号
(2)注意除体积,用浓度去计算
(3)判断可逆反应达到平衡
1、正反应速率等于逆反应速率
2、变量不变
原电池中,一般谁活泼,谁作负极,电子由负极流向正极。
18.【答案】(1)>;因为T1温度下先达到平衡,说明反应速率快,温度高
(2)0.025mol/(L s)
(3)0.5 L/mol;逆;<;增加NO量或降低温度或增大外部压强或缩小容器容积(任一条即可)
【解析】【解答】(1)由图可以看出,在T1时先达到平衡,即T1时的反应速率大于T2时的反应速率,温度越高反应速率越快,故T1大于T2;
故答案为:> , 因为T1温度下先达到平衡,说明反应速率快,温度高(2)在T2温度下,V(CO2)= =0.05mol/(L s), V(N2)= V(CO2)=0.025 mol/(L s);
故答案为:0.025mol/(L s)。(3)①依据表中Ⅰ所给数据,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2+N2(g),平衡常数K=[(1mol/L)2 (0.5mol/L)]/[ (1mol/L)2 (1mol/L)2]= 0.5 L/mol, 若起始时向容器Ⅰ中充入1.0mol NO,1.5mol CO和2.0molCO2,0.5molN2,由此计算浓度商, Qc=c2(CO2)c(N2)/C2(NO)c2(CO)= [(2mol/L)2 (0.5mol/L)]/[ (1mol/L)2 (1mol/L)2]=2mol/L,Qc>K,反应向逆反应进行;
故答案为:0.5 L/mol,逆②Ⅱ和Ⅰ比较,Ⅱ中气体反应物的物质的量增加,相当于加压,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,由图中曲线可以看出,该反应是放热反应,所以还可以采用降低温度或增加NO量或增大外部压强或缩小容器容积,达到进一步提高CO的转化率的目的。
故答案为:< ,降低温度或增加NO量或增大外部压强或缩小容器容积。
【分析】(1)温度越高反应速率越快,曲线的斜率越大,说明反应的速率越快;
(2)在一定时间内,某个物质的平均反应速率等于物质浓度的变化量除以时间;
(3)反应的平衡常数就是平衡时生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值;浓度商指的是在某一时刻生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的比值,当浓度商小于平衡常数时,反应正向进行,但是浓度商大于平衡常数时,反应逆向进行。增大反应物的转化率可以增加另一反应物的量;由于反应放热,所以也可以降温等。
19.【答案】(1)-376;;CD;催化剂;BE
(2)2CH3CHO+2HNO3 2OHC—CHO+N2O↑+3H2O[Cu(NO3)2写成催化剂也符合题意];30%
【解析】【解答】(1)①△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和,△H1=(2×465+4×413+2×343+332+498)kJ/mol -(2×728+332+2×413+4×465)kJ/mol =-376kJ/mol,反应I的化学平衡常数表达式为K= ,故答案为:-376; ;
②反应I为放热反应,欲提高I的平衡产率,需要使平衡正向移动。
A.升高温度,平衡逆向移动,错误;
B.增大压强,平衡逆向移动,错误;
C.降低温度,平衡正向移动,符合题意;
D.减小压强,平衡正向移动,符合题意;
故答案为:CD;③催化剂具有选择性,提高乙二醛反应选择性的关键因素是性质合适的催化剂,故答案为:催化剂;④反应I为HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g) ,保持温度和容积不变。A.v正(O2) =2v逆(H2O),表示逆反应速率小于正反应速率,不是平衡状态,错误;
B.反应前后气体的物质的量发生变化,混合气体的压强不再随时间变化而变化,能够说明达到了平衡状态,符合题意;
C.容器的体积和气体的质量均不变,混合气体的密度始终不变,不是平衡状态,错误;
D.乙二醇与OHC-CHO 的物质的量之比为1: 1与平衡状态无关,与反应起始的量和转化率有关,不能表示平衡状态,错误;E.混合气体中乙二醛的体积分数不再发生变化,说明是平衡状态,符合题意;
故答案为:BE;
(2)①用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛时,有N2O产生,反应的化学方程式为2CH3CHO+2HNO3 2OHC—CHO+N2O↑+3H2O,故答案为:2CH3CHO+2HNO3 2OHC—CHO+N2O↑+3H2O;
②4.35g40%乙二醛溶液中含有乙二醛的物质的量= =0.03mol;11.0g40%的乙醛溶液中含有乙醛的物质的量= =0.4mol,理论上生成0.1mol乙二醛, 乙二醛的产率= ×100%=30%,故答案为:30%。
【分析】(1)②根据产率与平衡移动方向的关系,结合温度、压强对化学平衡的影响进行分析即可。
20.【答案】(1)0.2;80%;=;;a;增大生成物的浓度(或升高温度);使用催化剂(或增大压强);>
(2)酸性;;
【解析】【解答】(1)①根据方程式可知:每反应产生1molNO2,就会同时消耗1molNO和1molO3,反应进行到2min时达到平衡状态,测得容器中NO2的物质的量是0.8mol,则反应消耗0.8molNO,用NO浓度变化表示反应速率为v(NO)= =0.2mol/(L·min),平衡时NO的转化率a1= ×100%=80%;该反应是反应前后气体体积不变的反应,所以从反应开始至平衡状态,体系的压强始终不变,则若其它条件保持不变,在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率为a2,则a2=a1。②化学平衡常数是可逆反应达到化学平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,则该反应的化学平衡常数K= ;对于该反应,开始时向2L恒容密闭容器中加入1molNO和1molO3,达到平衡时各种气体的物质的量分别是n(NO)=n(O3)=1mol-0.8mol=0.2mol,n(NO2)=n(O2)=0.8mol,物质的平衡浓度c(NO)=c(O3)=0.1mol/L;c(NO2)=c(O2)=0.4mol/L,该条件的化学平衡常数K= 。若保持温度不变,向2min后的平衡体系中再加入0.2molNO2和0.2molNO,此时容器内各种气体的浓度分别是c(NO)=0.2mol/L;c(O3)=0.1mol/L;c(NO2)=0.5mol/L;c(O2)=0.4mol/L,此时的浓度商Qc= <16,说明反应未达到平衡状态,此时化学平衡向正反应方向移动,故合理选项是a;
③t2时刻逆反应速率突然增大,然后逐渐减小,说明反应逆向移动。改变的条件可能是增大生成物的浓度;由于该反应的正反应是放热反应,在其它条件不变时,升高温度,正、逆反应速率都增大;升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,使逆反应速率减小,最终达到平衡时速率比原平衡时大;故改变的条件可能是增大生成物浓度或升高温度;在t6时刻改变外界条件,v逆突然增大,但增大后一直不变,说明反应处于平衡状态,改变的外界条件可能是增大压强或使用催化剂;t4时刻v逆突然减小,然后逐渐增大至t5时速率不变,反应达到平衡状态,反应正向进行,说明改变的外界条件是减小生成物的浓度,此时反应速率关系:v(正)>v(逆);
(2)①(NH4)2SO4是强酸弱碱盐,在溶液中盐电离产生的 与水电离产生的OH-结合生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液显酸性,盐水解的离子方程式为: ;
②第二步反应 的化学平衡常数K= 。
【分析】(1)①根据三段式计算:
②根据K=计算平衡常数,根据Qc与K的关系判断平衡移动方向;
③根据影响平衡移动的因素结合图像分析;
(2)①根据水解分析溶液酸碱性;
②根据K= 计算。
21.【答案】(1)0.02mol·(L·min)-1;;D
(2)=
(3)a>b>c;BD;B
【解析】【解答】(1)①根据题意可建立三段式:
根据 = =0.02mol/(L·min),故填0.02mol/(L·min);
②根据浓度表示的平衡常数,可得出用压强表示的平衡常数为Kp= ,故填 ;
③A.从图中可以看出,从t1~t4正反应速率一直在改变,故c点未达到平衡,故A正确;
B.从图中可以看出,a点反应速率小于b点,故B正确;
C.从a点到b点的过程中反应正向进行,所以a点反应物浓度大于b点浓度,故C正确;
D.根据 ,图中t1~t2的面积小于t2~t3的面积,故转化率 ,故D不正确;
故填D;
(2)反应 的平衡常数 = =9,恒压状态下,通入3molCO后,体积扩大到原来的2倍, = =9, ,平衡不移动,v(正) = v(逆),故填=;
(3)①相同温度下投料比 越大,CO的转化率越高,故 ,故填 ;
②在相同投料比下,升高温度CO的转化率降低,故该反应为放热反应。该反应为分子数减小的反应,在相同温度下,从三维柱形图中可以看出,p1、p2、p3、p4对应的生成物含量依次减少,故 ;在相同压强下,T1、T2、T3、T4对应的生成物浓度依次增大,故 ,
故答案为:BD;
③A.正反应速率先增大后减小,表明反应正向进行,故A不正确;
B.逆反应速率先增大后减小,表明反应逆向进行,故B正确;
C.该反应放热,平衡常数增大,反应正向进行,故C不正确;
D.反应物的体积百分含量增大,可能为增加反应物浓度,平衡正向进行,故D不正确;
E.混合气体的密度减小,可能为移除生成物,平衡正向进行,故E不正确;
F.增大氢气浓度时,氢气的转化率降低,平衡正向进行,故F不正确;
故填B。
【分析】关于反应速率、平衡常数、转化率等问题,可以建立三段式进行解决。