2.2 化学平衡 课时作业 (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 课时作业 (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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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-12 14:47:11

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文档简介

2.2 化学平衡 课时作业
一、单选题
1.在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g),5 s达到平衡。达到平衡时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol·L-1,下列判断正确的是(  )
A.x=1
B.B的转化率为20%
C.平衡时A的浓度为1.50 mol·L-1
D.B的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
2.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g),下列能说明反应达到平衡状态的是(  )
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变
D.每生成1molSO3的同时消耗1molNO2
3.化学与生活息息相关,下列说法错误的是(  )
A.冰淇淋的运输常用干冰来保冷是利用干冰升华发生吸热反应
B.食品中添加抗氧化剂可减缓食品变质速率
C.“刀耕火种”的原理是以灰肥田,降低土壤酸度
D.打开啤酒瓶盖子会有气泡逸出与平衡的移动有关
4.一定温度下,在一容积不变的密闭容器中发生的可逆反应2X(g) Y(g)+Z(s),以下能说明作为反应达到平衡标志的是()
A.X的分解速率与Y的消耗速率相等
B.X、Y与Z的物质的量之比为2:1:1
C.混合气体的密度不再变化
D.单位时间内生成1molY的同时分解2molX
5.已知反应,该反应的平衡常数表达式为(  )
A.
B.
C.
D.
6.可送反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(s) △H=-QkJ/mol,反应过程中,当其它条件不变时,C在混合物中的含量与温度(T)的关系如图1所示,反应速率(v)与压强(p)的关系如图2所示。据图分析,以下说法正确的是(  )
A.T1<T2,Q>0
B.增大压强,B的转化率减小
C.当反应达到平衡时,混合气体的密度不再变化
D.a+b>c+d
7.硫在不同温度下的状态和分子结构不同,单质硫S8环状分子的结构如图。把硫加热超过其熔点就变成黄色流动性液体;433K以上液态硫颜色变深,黏度增加;523K以上黏度下降;717.6K时硫变为蒸气,蒸气中存在3S8 4S6 6S4 12S2,温度越高,蒸气的平均相对分子质量越小。下列说法正确的是(  )
A.对于3S8 4S6 6S4 12S2△H<0
B.温度越高,S2蒸气中的含量越低
C.可用酒精洗涤试管中残留的硫单质
D.433K以上液态硫颜色变深,黏度增加,可能与S8的环状结构断裂变为无限长链状结构有关
8.如图所示,反应:X(气)+3Y(气) 2Z(气);△H<0,在不同温度、不同压强下(p1>p2),达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为:(  )
A. B.
C. D.
9.在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是(  )
A.A(g)+B(g) C(g) B.A(g)+2B(g) 3C(g)
C.A(g)+B(g) C(g)+D(g) D.以上都达到平衡
10.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(  )
①溴水中存在化学平衡:Br2+H2O HBr+HBrO,当加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
②铁在潮湿的空气中易生锈
③二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,压缩体积后颜色加深
④工业合成氨反应(放热)为加快反应速率,将温度升高到500℃左右
⑤钠与氯化钾共融制备钾:Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)
A.①④⑤ B.①②③ C.②③④ D.②④
11.可逆反应aA(g)+bB(s) cC(g)+dD(g),其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图,其中正确的是(  )
A.升高温度,平衡向逆反应方向移动
B.使用催化剂,C的物质的量分数增加
C.化学方程式系数a>c+d
D.根据图象无法确定改变温度后平衡移动方向
12.一定温度下,在三个体积均为0.5L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+Cl2(g) COCl2(g),其中容器I中5min时到达平衡.下列说法中正确的是(  )
温度/℃ 起始物成质的量/mol 平衡物质的两/mol
容器编马 CO Cl2 COCl2 COCl2
Ⅰ 500 1.0 1.0 0 0.8
Ⅱ 500 1.0 a 0 0.5
Ⅲ 600 0.5 0.5 0.5 07
A.容器I中前5min的平均反应速率v(CO)=0.16mol L﹣1 min﹣1
B.该反应正反应为吸热反应
C.容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55mol
D.若起始时向容器I加入CO0.8mol,Cl20.8mol,达到平衡时CO转化率大于80%.
13.在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq) I3- (aq)。某I2、KI混合溶液中I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是(  )
A.反应I2(aq)+I-(aq) I3- (aq)的ΔH>0
B.若温度为T1、T2时,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2
C.若反应进行到状态D时,一定有v(正) > v(逆)
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
14.对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,下列各项对示意图的解释与图像相符的是(  )
A.①压强对反应的影响
B.②温度对反应的影响
C.③恒容平衡体系增加c(N2)对反应的影响
D.④催化剂对反应的影响
15.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g) 2c(g);△H1<0
x(g)+3y(g) 2z(g);△H2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是(  )
A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
16.将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达到平衡:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0。当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的是(  )
A.升高温度,X的体积分数减小
B.增大压强(缩小容器体积),Z的浓度不变
C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,Y的浓度不变
D.保持容器体积不变,充入一定量的Z,X的体积分数增大
二、综合题
17.过氧化氢(H2O2)是重要的化工产品,广泛应用于绿色化学合成、医疗消毒等领域。回答下列问题:
(1)已知:
H2(g)+ O2(g)=H20(1) △H1=-286kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O2(l) △H2=-188 kJ·mol-1
过氧化氢分解反应2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)的△H=   kJ·mol-1。不同温度下
过氧化氢分解反应的平衡常数K313K   K298K (填“大于"“小于”或“等于”)。
(2)100℃时,在不同金属离子存在下,纯过氧化氢24h的分解率见下表:
离子 加入量/(mg·L-1) 分解率/% 离子 加入量/(mg·L-1) 分解率/%
无 __ 2 Fe3+ 1.O 15
Al3+ 10 2 Cu2+ O.1 86
Zn2+ 10 10 Cr3+ 0.1 96
由上表数据可知,能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是   。贮运过氧化氢时,可选用的容器材质为   (填标号)。
A.不锈钢 B.纯铝 C.黄铜 D.铸铁
(3)过氧化氢的Ka1=2.24×10-12,H2O2的酸性   H2O(填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明,过氧化氢溶液中HO2-的浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。常温下,不同浓度的过氧化氢分解率与pH求的关系如图所示。一定浓度的过氧化氢,pH增大分解率增大的原因是   :相同pH下,过氧化氢浓度越大分解率越低的原因是   。
18.二氧化氮是重要的氧化剂,存在如下平衡: 2NO2(g) N2O4(g)
(1)已知:2NO2(g) N2O4(g)△H=﹣57.20kJ·mol﹣1.一定条件下,在体积一定的密闭容器中反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡.其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是 (填字母).
A.减小NO2的浓度 B.降低温度
C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(2)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,
c(NO2)=0.0300mol·L﹣1、c(N2O4)=0.0120mol·L﹣1.反应2NO2(g) N2O4(g)的平衡常数K=   .
19.在容积为2.0 L的恒容密闭容器中,通入一定量的N2O4,发生反应:N2O4 (g)2NO2(g)△H>0。100℃时,各物质的物质的量浓度随时间变化如下图所示。
(1)60s内,v(NO2)=   。
(2)a点时,v正   v逆(填“>”、“<”或“=”),此时容器内压强与起始时压强之比为   。
(3)下列叙述中,能说明该反应达到化学平衡状态的是____(填字母序号)。
A.2v(N2O4)=v(NO2)
B.单位时间内消耗a mol N2O4,同时生成2a mol NO2
C.容器内的压强不再变化
D.容器内气体平均摩尔质量不再变化
E.容器内混合气体的密度不再变化
(4)欲提高N2O4的平衡转化率,理论上可以采取的措施为____。
A.减小压强 B.加入催化剂
C.降低温度 D.再充入一定量的N2O4
(5)100℃时,该反应的化学平衡常数数值为   。该温度下,在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.10mol/L、c(NO2)=0.20mol/L投料,反应向   方向进行(填“正反应”或“逆反应”)。
20.甲醇水蒸气重整制得的在催化剂作用下可去除水体中的。
(1)已知:甲醇水蒸气重整制氢发生的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①   。
②上述各反应的平衡常数如下表所示:
反应



甲醇水蒸气重整制氢控制温度不高于的原因是   。
(2)吸附强化:通过吸附剂移除气体可获得高纯。控制,实验测得甲醇转化率随温度和移除率()的变化如图1所示。重整制氢时进行吸附强化的优点是   。
(3)利用双催化剂两步法可实现有效去除水体中的,其反应的机理如图2所示。反应过程中、、质量浓度随时间变化如图-3所示。
①写出第二步反应的离子方程式:   。
②在双催化剂作用下去除水体中的过程可描述为:   。
21.研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)。
已知:①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2765.0kJ/mol
②2O2(g) +N2(g)=N2O4(l) ΔH2=-19.5kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol
则C2H8N2(1)+2N2O4(1)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)的ΔH为   。
(2)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)→2I(g)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是____
A.N2O分解反应中,k值与碘蒸气浓度大小有关
B.v(第二步的逆反应)<v(第三步反应)
C.IO为反应的催化剂
D.第二步活化能比第三步大
(3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ-mol-1。实验测得:v正=k正·p2(NO)·p2(CO),v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关;p为气体分压(分压=物质的量分数x总压)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数   (填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2:2:1,压强为p0kPa。达平衡时压强为0.9p0kPa,则   。
(4)我国科技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数Kp:
①3N2H4(1)=4NH3(g)+N2(g) ΔH1 Kp1
②4NH3(g)=2N2(g)+6H2(g) ΔH2 Kp2
绘制pKp1-T和pKp2-T的线性关系图如图所示:(已知:pKp=-1gKp)
①由图可知,ΔH1   0(填“>”或“<”)
②反应3N2H4(1)=3N2(g)+6H2(g)的K=   (用Kp1、Kp2表示);该反应的ΔH   0(填“>”或“<”),写出推理过程   
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】达到平衡时,生成了2molC,D的物质的量为4L×0.5mol/L=2mol;
  3A(g)+ B(g) 2C(g)+ xD(g)
起始(mol) 6 5 0 0
转化(mol) 3 1 2 x
平衡(mol) 3 4 2 2
A.根据参加反应的各物质的物质的量之比等于方程式中计量数之比,可知x=2,故A不符合题意;
B.B的转化率为 20%,故B符合题意;
C.平衡时A的浓度为 =0.75mol/L,故C不符合题意;
D.B表示该反应在5min内的化学反应速率为 =0.05mol·L-1·s-1,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】利用三段法计算各物质的起始浓度,变化的浓度以及平衡时的浓度,
A、速率之比等于计量数之比计算x的值,
B、利用变化的浓度与起始浓度之比计算转化率;
C、根据方程式计算平衡浓度;
D、利用变化的浓度与反应时间之比计算速率;
2.【答案】B
【解析】【解答】A.反应前后气体系数和相同,压强是恒量,体系压强保持不变,反应不一定平衡,故不选A;
B.混合气体颜色保持不变,说明NO2浓度不变,反应一定达到平衡状态,故选B;
C.SO3和NO都是生成物,SO3和NO的体积比始终为1:1,SO3和NO的体积比保持不变,反应不一定平衡,故不选C;
D.每生成1molSO3的同时消耗1molNO2,不能确定正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选D;
故答案为:B。
【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。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.干冰升华是物理变化,是吸热过程不是吸热反应,A符合题意;
B.食品中添加抗氧化剂可减缓食品变质速率,B不符合题意;
C.“刀耕火种”的原理是以灰肥田,草木灰的主要成分是碳酸钾,碳酸根水解使溶液呈碱性,降低土壤酸度,C不符合题意;
D.打开啤酒瓶盖子会使压强减小,有气泡逸出与平衡的移动有关,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.没有新物质生成的变化属于物理变化;
B.在食品中添加抗氧化剂,减少氧气的含量,可减缓食品变质速率;
C.草木灰的成分为碳酸钾,水解显碱性;
D.啤酒瓶中存在二氧化碳的溶解平衡,打开瓶盖子后,内部压强减小,二氧化碳逸出。
4.【答案】C
【解析】【解答】A、反应速率的方向相反,但不满足速率之比等于化学计量数之比,A不符合题意;
B、平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,B不符合题意;
C、混合气的密度是混合气的质量和容器容积的比值,容积不变,但混合气的质量是变化的,可以说明,C符合题意;
D、反应速率的方向是相同的,不能说明,D不符合题意。
【分析】要证明可逆反应达到平衡的标志就是正反应和逆反应的速率相等。
5.【答案】D
【解析】【解答】平衡常数是指在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,由于固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中,故反应的平衡常数表达式为:,
故答案为:D。
【分析】平衡常数是指各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。
6.【答案】C
【解析】【解答】A. 由以上分析可知T2>T1,Q<0,故A不符合题意;
B. 由以上分析可知,该反应为正反应为气体物质的量减小的反应,增大压强,平衡正移,B的转化率增大,故B不符合题意;
C. 反应前后气体体积不变,气体质量减少,所以密度减小,混合气体的密度不再变化即是平衡状态,故C符合题意;
D. 由以上分析可知,正反应为气体物质的量减小的反应,即a+b>c,但a+b>c+d不一定成立,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】可逆反应,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图象可知T2>T1,温度越高,平衡时C的百分含量(C%)越小,故此反应的正反应为放热反应;当其他条件一定时,增大压强,正速率大于逆反应速率,说明平衡正移,所以正反应为气体物质的量减小的反应,即a+b>c。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.对于3S84S66S412S2,温度越高,蒸气的平均相对分子质量越小,说明物质的量越多,则是S8向S2不断反应,升高温度,向正向移动,正向是吸热反应,即△H>0,故A不符合题意;
B.温度越高,蒸气的平均相对分子质量越小,说明物质的量越多,则是S8向S2不断反应,因此温度越高,S2蒸气中的含量越高,故B不符合题意;
C.硫是难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,因此不可用酒精洗涤试管中残留的硫单质,故C不符合题意;
D.433K以上液态硫颜色变深,可能是S8的环状结构断裂变为无限长链状结构有关,使得密度增大,黏度增加,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.温度越高,蒸气的平均相对分子质量越小,说明升温该反应逆向移动;
B.温度越高,蒸气的平均相对分子质量越小,可知温度越高,气体的物质的量越大;
C.根据相似相溶原理判断。
8.【答案】C
【解析】【解答】由方程式X(气)+3Y(气) 2Z(气) △H<0,可知:反应放热,升高温度平衡向逆反应方移动,则生成物Z的百分含量减小,A、B不符合题意;反应前气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和,则增大压强平衡向正反应方向移动,则生成物Z的百分含量增大,又P1>P2,则C符合题意,D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】放热反应,温度升高,逆向进行Z的百分数减小。
增大压强,往压强减小的方向进行,即往正向进行。
9.【答案】A
【解析】【解答】A中反应前后气体物质的量不等,恒温恒容下总压强不变,反应达平衡;B、C反应前后气体物质的量相等,不论是否达到平衡总压强不变。
【分析】化学反应前后气体物质的反应系数发生变化,说明恒温和恒压条件下压强对该反应有影响。
10.【答案】D
【解析】【解答】由题可知①加入NaOH溶液时,NaOH和HBr、HBrO发生中和反应,从而影响化学平衡,促进溴和水的反应,所以可以用勒夏特里原理解释,故①不选;
②铁在潮湿的空气中易生锈是电化学腐蚀,不是可逆反应,故②选;
③增大压强,平衡正向移动,气体颜色变浅,但颜色加深是体积缩小,二氧化氮浓度变大,不能用平衡移动原理解释,故③不选;
④合成氨反应是放热反应,温度升高,产物的产率降低,将温度升高到500℃左右是为了适当加快反应速率,与勒夏特列原理无关,故④选;
⑤K在该条件下为气体,逸出离开反应体系,生成物的浓度减小,可使平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,故⑤不选;
故答案为:②④,
故答案为:D。
【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。
11.【答案】A
【解析】【解答】解:可逆反应,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图象(1)可知T2>T1,温度越高,平衡时C的体积分数φ(C)越小,故此反应的正反应为放热反应;
当其他条件一定时,压强越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图(2)可知p2>p1,压强越大,平衡时C的体积分数φ(C)越小,可知正反应为气体物质的量增大的反应,即a<c+d;
A、正反应为放热反应,升温平衡逆向移动,故A正确;
B、催化剂只改变化学反应速率,对平衡移动没有影响,C的质量分数不变,故B错误;
C、压强越大,平衡时C的体积分数φ(C)越小,可知正反应为气体物质的量增大的反应,即a<c+d,故C错误;
D、T2>T1,温度越高,平衡时C的体积分数φ(C)越小,故此反应的正反应为放热反应,升温平衡逆向移动,故D错误;
故选A.
【分析】可逆反应,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图象(1)可知T2>T1,温度越高,平衡时C的体积分数φ(C)越小,故此反应的正反应为放热反应;当其他条件一定时,压强越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图(2)可知p2>p1,压强越大,平衡时C的体积分数φ(C)越小,可知正反应为气体物质的量增大的反应,即a<c+d,据此结合外界条件对化学平衡的影响分析解答.
12.【答案】C
【解析】【解答】解:A.容器I中前5min的平均反应速率v(COCl2)= =0.32mol/L Min﹣1,依据速率之比等于计量系数之比,则V(CO)=V(COCl2)=0.32mol/L Min﹣1,故A错误;
B.依据图中数据可知:Ⅱ和Ⅲ为等效平衡,升高温度,COCl2物质的量减小,说明平衡向逆向移动,则逆向为吸热反应,正向为放热反应,故B错误;
C.依据方程式:CO(g)+Cl2(g) COCl2(g),可知:
CO(g)+ Cl2(g) COCl2(g)
起始浓度(mol/L) 2 2 0
转化浓度(mol/L) 1.6 1.6 1.6
平衡浓度(mol/L) 0.4 0.4 1.6
反应平衡常数K= =10,平衡时CO转化率: ×100%=80%;
依据Ⅱ中数据,结合方程式可知:
CO(g)+ Cl2(g) COCl2(g)
起始浓度(mol/L) 2 2a 0
转化浓度(mol/L) 1 1 1
平衡浓度(mol/L) 1 2a﹣1 1
Ⅰ和Ⅱ温度相同则平衡常数相同则:K= =10,解得a=0.55mol;
故C正确;
D.CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)为气体体积减小的反应,若起始时向容器I加入CO0.8mol,Cl20.8mol,相当于给体现减压,减压平衡向系数大的方向移动,平衡转化率降低,小于80%,故D错误;
故选:C.
【分析】A.依据V= 计算用COCl2表示的反应速率,依据速率之比等于计量系数之比计算用CO表示速率;
B.Ⅱ和Ⅲ为等效平衡,依据温度改变后COCl2物质的量判断反应的热效应;
C.依据Ⅰ组数据计算反应平衡常数,Ⅰ和Ⅱ温度相同则平衡常数相同,依据平衡常数计算容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量;
D.CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)为气体体积减小的反应,减压平衡向系数大的方向移动;
13.【答案】C
【解析】【解答】A、随着温度的不断升高,I3-的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,I2(aq)+I-(aq) I3-(aq) 是一个放热反应,即△H<0,故A不符合题意;
B、因为K= ,T2>T1,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即K1>K2;故B不符合题意;
C、从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,I3-的浓度应增加,平衡向正反应方向移动,所以v正>v逆,故C符合题意;
D、温度升高,平衡向逆方向移动,c(I3-)变小,则c(I2)应变大,所以状态B的c(I2)大,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.正反应是吸热的反应,升高温度会使反应正向进行;
B.该反应是放热反应,因此升高温度反应会向逆反应方向进行,平衡常数会减小;
C.D点还未达到平衡状态,因此此时反应会正向进行;
D.B点的温度比A点的温度高,所以由A点到B点反应会逆向进行。
14.【答案】C
【解析】【解答】A.对于反应是体积减小的反应,增大压强平衡速率快且氨气的含量大,故A不符合题意;
B.温度升高,平衡向左移动,氮气转化率降低,故B不符合题意;
C.恒容增大氮气的浓度,平衡右移动,故C符合题意;
D.催化剂加快速率时间短,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.压强越大,速率越大,产率越高;
B.温度升高,平衡右移;
C.恒容增大反应物浓度,平衡右向移动;
D.催化剂加快速率。
15.【答案】A
【解析】【解答】A、等压时,通入惰性气体,体积增大,平衡x(g)+3y(g) 2z(g)(△H2>0)向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡a(g)+b(g) 2c(g)也向左(吸热方向)移动,c的物质的量减小,故A符合题意;
B、等压时,通入z气体,增大了生成物的浓度,平衡x(g)+3y(g) 2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,容器内温度升高,虽然导致第一个反应向逆反应移动,但移动结果不会恢复到原温度,故平衡时温度升高,故B不符合题意;
C、等容时,通入惰性气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,各组分的浓度没有发生变化,所以各反应速率不发生变化,故C不符合题意;
D、等容时,通入z气体,增大了生成物z的浓度,平衡x(g)+3y(g) 2z(g)(△H2>0)逆向移动,所以y的物质的量浓度增大,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】本题考查外界条件对化学平衡的影响,难度中等,本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”,注意压强对第一个反应没有影响,根据第二个反应的移动热效应,判断第一个反应的移动。
16.【答案】C
【解析】【解答】A.由于该反应为放热反应,因此升高温度,平衡逆向移动,则X的体积分数增大,A不符合题意;
B.由于该反应为气体分子数不变的反应,因此增大压强,平衡不移动,由于容器体积减小,因此Z的浓度减小,B不符合题意;
C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,平衡不发生移动,因此Y的浓度不变,C符合题意;
D.保持容器的体积不变,充入一定的Z,平衡逆向移动,X的体积增大,但总体积增大,因此X的体积分数减小,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对平衡移动影响因素的考查,结合浓度、温度、压强对平衡移动的影响分析。
17.【答案】(1)-196;小于
(2);B
(3)大于;pH升高, 的浓度增加,分解速率加快;过氧化氢浓度越高,其电离程度越低,分解率越小
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)的△H=2△H1-2△H2=-196kJ·mol-1该反应为放热反应,温度升高,化学平衡常数减小K313<K298K
(2)由表中得,加入铬离子,加入量最小,分解率最大,能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是铬离子,过氧化氢具有氧化线,可以氧化其他金属,但铝表面可以生成致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝继续腐蚀,因此长时间可以选纯铝容器来运输过氧化氢。
(3)Ka1>Kw,故电离出氢离子大于水电离出的氢离子,故H2O2的酸性>H2OpH升高,氢离子浓度减小,反应正向进行, HO2-的浓度增加,分解速率加快。过氧化氢浓度越高,其电离程度越低,故分解率越小
【分析】(1)根据盖斯定律可解
(2)注意看清楚表格信息;铝的特性是铝表面能形成一层致密的氧化铝薄膜,保护内部铝不被腐蚀
(3)已知过氧化氢溶液中HO2-的浓度越大,利用化学平衡移动原理可求解此类题目
18.【答案】(1)B;C
(2)13.3
【解析】【解答】(1)A、减小NO2的浓度,平衡逆向移动,NO2的转化率减小,A不符合题意;
B、由于该反应为放热反应,因此降低温度,平衡正向移动,NO2的转化率增大,B符合题意;
C、由于该反应中反应物只有一种,且系数大于生成物,因此增大NO2的浓度,NO2的转化率增大,C符合题意;
D、由于该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO2的转化率减小,D不符合题意;
故答案为:BC
(2)该温度下,反应的平衡常数;
【分析】(1)要提高NO2的转化率,则应使平衡正向移动,结合浓度、温度对平衡的移动的影响分析;
(2)根据平衡常数的表达式,结合平衡浓度进行计算;
19.【答案】(1)0.002mol/(L·s)
(2)>;4:3
(3)C;D
(4)A
(5)0.36;逆反应
【解析】【解答】(1)根据图示可知:在60 s内,NO2的浓度升高0.12 mol/L,则v(NO2)=。
(2)反应从正向建立平衡,到a点时,反应尚未到达平衡状态,所以v正>v逆;
根据图像,设达到a点时两物质的浓度均为x mol/L,列出三段式:
2(0.10-x)=x,解得x=1/15。在容积为2.0 L的恒容密闭容器中,压强比等于浓度之比,所以容器内压强:起始时压强=。
(3)A.速率并未说明是正反应速率等于逆反应速率,故A不正确;
B.单位时间内消耗,同时生成,都是正反应速率,不能说明该反应达到化学平衡状态,故B不正确;
C.该反应是气体体积增大的反应,压强增大,当压强不变了说明该反应达到化学平衡状态,故C正确;
D. ,气体质量始终不变,气体物质的量变大,平均分子质量在变化,当容器内气体平均摩尔质量不再变化说明达到平衡,故D正确;
E.该反应气体的质量不变,则容器内气体的密度始终没有变化,不能说明该反应达到化学平衡状态,故E不正确;
故答案为:CD。
(4)A.该反应的正反应是气体体积增大的反应,在其他条件不变时减小压强,化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动,导致N2O4的平衡转化率升高,A正确;
B.在其它条件不变时,加入催化剂,能够降低反应的活化能,使反应速率加快,但由于对正、逆反应速率影响相同,因此不能使化学平衡发生移动,不能提高N2O4的平衡转化率,B不正确;
C.该反应的正反应是吸热反应,在其它条件不变时,降低温度,化学平衡向放热的逆反应方向移动,导致N2O4的平衡转化率降低,C不正确;
D.再充入一定量的N2O4,相当于体系压强增大,平衡向气体分子数减小的逆反应方向移动,N2O4的平衡转化率下降,D不正确;
故答案为:A。
(5)根据图象可知:反应在100℃,反应达到平衡时c(NO2)=0.12 mol/L,c(N2O4)=0.040 mol/L,则该时刻的化学平衡常数K==;100℃时,在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.10 mol/L、c(NO2)=0.20 mol/L投料,此时的浓度商Qc==>0.36,则化学反应向逆反应方向进行。
【分析】(1)利用υ=Δc/Δt计算;
(2)利用“三段式”法计算;
(3依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断;
(4)根据影响化学平衡移动的因素分析;
(5)通过计算比较Qc与K的大小判断。
20.【答案】(1);控制反应向反应Ⅰ进行,减少体系中CO的含量
(2)通过吸附强化,二氧化碳的含量减小,该反应会正向进行,提高甲醇的转化率
(3);硝酸根被铜催化剂(Cu和Cu2O)还原成亚硝酸根,同时铜催化剂变成氧化铜,氢气与催化剂Pd反应生成Pd-H,Pd-H一方面将亚硝酸根还原成铵根和氮气,另一方面将氧化铜还原成铜催化剂(Cu和Cu2O),经反应后Pd-H变成催化剂Pd
【解析】【解答】(1)①反应Ⅰ. ;
反应Ⅱ. ;
反应Ⅲ由反应Ⅰ+Ⅱ所得,则,故答案为:;
②根据表格平衡常数可知,温度高于时,有利于反应Ⅲ进行,导致体系中一氧化碳含量偏高,不利于吸附强化,即醇水蒸气重整制氢控制温度不高于的原因是控制反应向反应Ⅰ进行,减少体系中CO的含量,故答案为:控制反应向反应Ⅰ进行,减少体系中CO的含量;
(2)根据反应Ⅰ.,通过吸附强化,二氧化碳的含量减小,该反应会正向进行,提高甲醇的转化率,故答案为:通过吸附强化,二氧化碳的含量减小,该反应会正向进行,提高甲醇的转化率;
(3)①第一步反应是将硝酸根还原成亚硝酸根,第二步反应是将亚硝酸根还原成铵根,则第二步反应的离子方程式:,故答案为:;
②在双催化剂作用下去除水体中的过程可描述为:硝酸根被铜催化剂(Cu和Cu2O)还原成亚硝酸根,同时铜催化剂变成氧化铜,氢气与催化剂Pd反应生成Pd-H,Pd-H一方面将亚硝酸根还原成铵根和氮气,另一方面将氧化铜还原成铜催化剂(Cu和Cu2O),经反应后Pd-H变成催化剂Pd,故答案为:硝酸根被铜催化剂(Cu和Cu2O)还原成亚硝酸根,同时铜催化剂变成氧化铜,氢气与催化剂Pd反应生成Pd-H,Pd-H一方面将亚硝酸根还原成铵根和氮气,另一方面将氧化铜还原成铜催化剂(Cu和Cu2O),经反应后Pd-H变成催化剂Pd。
【分析】(1)根据盖斯定律计算;
②根据表格平衡常数,控制反应进行;
(2)依据化学平衡移动原理分析;
(3)①将亚硝酸根还原成铵根;
②依据反应的机理进行描述。
21.【答案】(1) 2550.0kJ·mol-1
(2)B;D
(3)小于;或
(4)<;Kp1·Kp2;<;设T2>T1,由图可知:pKp1(T2)-pKp1(T1)>∣pKp2(T2)-pKp2(T1)∣则:pKp1(T2)-pKp1(T1)> pKp2(T1)-pKp2(T2),pKp1(T2)+pKp2(T2)>pKp1(T1)+pKp2(T1),lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)]即K(T1)>K(T2),因此该反应正反应为放热反应
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,①-2×②-4×③得反应:C2H8N2(1)+2N2O4(1)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g),则ΔH=ΔH1-2ΔH2-3ΔH3= 2550.0kJ·mol-1;
(2)A.k为速率常数受温度、催化剂、固体表面积性质等影响,不受浓度影响,A不符合题意;
B.平衡时v(正)=v(逆),第二步反应为慢反应,反应速率较慢,则v(第二步的逆反应)也较慢,第三步反应为快反应,反应速率较快,故v(第二步的逆反应)<v(第三步反应),B符合题意;
C.催化剂改变反应速率,反应前后质量和化学性质不变;IO为中间过程产物,不是反应的催化剂,C不符合题意;
D.活化能越大反应越慢,第二步反应为慢反应、第三步反应为快反应,故活化能第二步比第三步大,D符合题意;
故答案为:BD;
(3)①达到平衡后,v正= v逆=k正·p2(NO)·p2(CO) =k逆·p(N2)·p2(CO2),反应的平衡常数K=,反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,则仅升高温度,k正增大的倍数小于k逆增大的倍数;
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2:2:1,设初始CO、NO和N2物质的量分别为2mol、2mol、1mol,生成N2的物质的量为x;
则反应后总的物质的量为(5-x)mol,初始压强为p0kPa,达平衡时压强为0.9p0kPa,则,x=0.5mol,平衡时CO、NO、N2、CO2物质的量分别为1mol、1mol、1.5mol、1mol,总的物质的量为4.5mol,则K=;
(4)①由图可知,Kp1随着温度的升高而减小,则平衡逆向移动,正反应为放热发应,ΔH1<0;
②由盖斯定律可知,①+②得反应3N2H4(1)=3N2(g)+6H2(g),则该反应的 K= Kp1·Kp2;
设T2>T1,由图可知:pKp1(T2)-pKp1(T1)>∣pKp2(T2)-pKp2(T1)∣则:pKp1(T2)-pKp1(T1)> pKp2(T1)-pKp2(T2),pKp1(T2)+pKp2(T2)>pKp1(T1)+pKp2(T1),lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)]即K(T1)>K(T2),因此升高温度,K值减小,平衡逆向移动,则该反应正反应为放热反应。
【分析】(1)根据盖斯定律即可计算
(2)A.K与温度有关
B.根据正反应速率快慢即可判断
C.根据反应流程即可判断是否为催化剂
D.活化能越大,速率越慢
(3)①正反应是吸热,温度对逆反应影响大
②根据平衡时物质的量即可计算出比值
(4)①根据图示即可判断焓变的正负
②利用方程式即可计算出关系利用盖斯定律即可计算出能量