鲁科版高中化学选修四每课一练 第二章 反应的方向 限度与速率 第1---4节 (打包6份)

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名称 鲁科版高中化学选修四每课一练 第二章 反应的方向 限度与速率 第1---4节 (打包6份)
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版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2015-05-20 21:53:09

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一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.已知某条件下,合成氨反应的数据如下:
        N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始浓度/(mol/L)  1.0    3.0    0.2
2 s末浓度/(mol/L)  0.6   1.8    1.0
4 s末浓度/(mol/L)  0.4   1.2    1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时,下列说法中错误的是 (  )
A.2 s末时用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.4 mol/(L·s)
B.前2 s时间内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.4 mol/(L·s)
C.前4 s时间内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.3 mol/(L·s)
D.2~4 s时间内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.2 mol/(L·s)
解析:前2 s时间内,用氨气的浓度变化表示的反应速率为:=0.4 mol/(L·s),
前4 s时间内,用氨气的浓度变化表示的反应速率为:
=0.3 mol/(L·s),
2~4 s时间内,用氨气的浓度变化表示的反应速率为:
=0.2 mol/(L·s),
化学反应速率为平均速率,不是瞬时速率,故A项说法错误。
答案:A
2.(2011·如东高二检测)在铝与稀硫酸的 ( http: / / www.21cnjy.com )反应中,已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(  )
A.0.02 mol/(L·s) B.1.8 mol/(L·s)
C.1.2 mol/(L·s) D.0.18 mol/(L·s)
解析:由v=可知v(H2SO4)==
0.06 mol/(L·s),由反应 ( http: / / www.21cnjy.com )2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2可知:v(H2SO4)∶v[Al2(SO4)3]=3∶1,则21·cn·jy·com
v[Al2(SO4)3]==0.02 mol/(L·s)。
答案:A
3.已知某反应中各物质的浓度数据如下:
         aA(g)+bB(g) cC(g)
起始浓度/mol·L-1  3.0   1.0    0
2 s末浓度/mol·L-1  1.8   0.6   0.8
据此可推算出上述方程式为 (  )
A.A(g)+B(g) 2C(g) B.A(g)+2B(g) 2C(g)
C.3A(g)+B(g) 2C(g) D.2A(g)+B(g) 3C(g)
解析:由题意知Δc(A) ( http: / / www.21cnjy.com )=3.0 mol·L-1-1.8 mol·L-1=1.2 mol·L-1,Δc(B)=1.0 mol·L-1-0.6 mol·L-1=0.4 mol·L-1,Δc(C)=0.8 mol·L-1,www.21-cn-jy.com
a∶b∶c=∶∶=∶∶=3∶1∶2。
答案:C
4.将1 mol A和1 mol B充入V L某密闭容器内发生反应:A(g)+B(g) C(g),2 min时,c(A)=0.4 mol·L-1,平均反应速率v(C)=0.8 mol·L-1·min-1,则该容器的体积V的值为 2·1·c·n·j·y
(  )
A.0.2 B.0.5
C.1 D.2
解析:由化学方程式可得v ( http: / / www.21cnjy.com )(A)=v(C)=0.8 mol·L-1·min-1,则Δc(A)=v(A)·Δt=0.8 mol·L-1·min-1×2 min=1.6 mol·L-1,则c(A)始=1.6 mol·L-1+0.4 mol·L-1=2 mol·L-1,故V===0.5 L。【来源:21·世纪·教育·网】
答案:B
5.在2 L容器中发生3A(g)+B ( http: / / www.21cnjy.com )(g)===2C(g)的反应,最初加入的A、B都是4 mol,A的反应速率为0.12 mol/(L·s),10 s后容器内的B物质的量为 (  )
A.1.6 mol B.2.8 mol
C.3.2 mol D.3.6 mol
解析:由v(A)∶v(B)=3∶1,可 ( http: / / www.21cnjy.com )知v(B)===0.04 mol/(L·s),则Δc(B)=0.04 mol/(L·s)×10 s=0.4 mol/L,Δn(B)=2 L×0.4 mol/L=0.8 mol,故容器内的B物质的量为4 mol-0.8 mol=3.2 mol。21·世纪*教育网
答案:C
6.[双选题]已知可逆反应:mA+nBxC(A,B,C均为气体)在t s内的平均反应速率为:v(A)=a mol/(L·s),v(B)=b mol/(L·s),v(C)=c mol/(L·s)。则x的值为 (  )
A.bc/n B.nc/b
C.cm/a D.ac/m
解析:由m∶n∶x=a∶b∶c,得x=或。
答案:BC
7.aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g)在一定体积的密闭容器中反应5 min达到平衡时,X减少n mol·L-1,Y减少 mol·L-1,Z增加 mol·L-1。若将体系压强增大,W的百分含量不发生变化。则化学方程式中各物质的系数之比a∶b∶c∶d应为 (  )www-2-1-cnjy-com
A.3∶1∶2∶1 B.1∶3∶2∶2
C.1∶3∶1∶2 D.3∶1∶2∶2
解析:增大体系压强时,W的百分含量不发生 ( http: / / www.21cnjy.com )变化,说明a+b=c+d。由Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)=n∶∶=3∶1∶2可知a∶b∶c∶d=3∶1∶2∶2。
答案:D
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(9分)一定温度下,某2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,请回答下列问题:2-1-c-n-j-y
(1)该反应的反应物是__________。
(2)0~10 s时,平均反应速率v(Z)=__________。
(3)0~10 s时,平均反应速率v(X)=__________(填“>”“<”或“=”)v(Y)。
(4)该反应的化学方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由图像信息可知,反应过程中X、Y的物质的量不断减少,故X、Y为反应
物。
(2)v(Z)===0.079 mol·L-1·s-1。
(3)0~10 s时,Δc(X)=Δc(Y),故v(X)=v(Y)。
(4)由图中信息可知Δn(X)∶Δn(Y)∶ ( http: / / www.21cnjy.com )Δn(Z)=1∶1∶2,即三者在化学方程式中的系数之比为1∶1∶2,反应物、生成物共存,故为可逆反应。21cnjy.com
答案:(1)X、Y (2)0.079 mol·L-1·s-1 (3)=
(4)X+Y2Z
9.(9分)在反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)中:
(1)若开始反应时只充入了A和B,则v(正)________,而v(逆)________。
(2)若开始反应时只充入了C和D,则在达到平衡前的前t秒内都有v(正)________v(逆);
(3)若达平衡时c(A)增大了 ( http: / / www.21cnjy.com ) mol·L-1,那么在此过程中c(B)______(填“增大”或“减少”)了______mol·L-1;c(C)______(填“增大”或“减少”)了________ mol·L-1;若时间为t秒,用v(D)表示该反应的速率为__________mol·L-1·s-1,且v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=________。  21*cnjy*com
解析:(1)开始反应时只充入了A和 ( http: / / www.21cnjy.com )B,说明反应从反应物开始的,则刚开始时,v(正)最大,v(逆)为零,反应过程中v(正)逐渐减小,v(逆)逐渐增大。【来源:21cnj*y.co*m】
(2)开始反应时只充入了C和 ( http: / / www.21cnjy.com )D,说明反应从生成物开始的,则刚开始时,v(正)为零,v(逆)最大,在达到平衡前的过程中,始终存在v(正)(3)若c(A)增加了 mol·L-1,表 ( http: / / www.21cnjy.com )示反应从逆反应开始,因此,c(B)不断增加,c(C)不断减小。由=,则Δc(B)=· mol·L-1= mol·L-1,【版权所有:21教育】
=,则Δc(C)=· mol·L-1=
mol·L-1,
同理,Δc(D)=· mol·L-1= mol·L-1,
则v(D)==· mol·L-1·s-1=
mol·L-1·s-1。
根据用各物质的变化表示的反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比,则有:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。21教育名师原创作品
答案:(1)最大 为零 (2)<
(3)增加  减少   a∶b∶c∶d
10.(9分)(2012·海口模拟)将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)。经5 min后达到平衡,平衡时测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,21*cnjy*com
v(C)=0.1 mol·L-1·min-1。
则:(1)x=________。
(2)前5 min内B的反应速率v(B)=________。
(3)平衡时A的转化率为________。
解析:(1)v(D)==
0.1 mol·L-1·min-1=v(C),由此推知x=2。
(2)v(B)===
0.05 mol·L-1·min-1
(3)      3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)
起始浓度/mol·L-1  a    a      0   0
转化浓度/mol·L-1  0.75  0.25   0.5   0.5
平衡浓度/mol·L-1 a-0.75 a-0.25  0.5   0.5
(a-0.75)∶(a-0.25)=3∶5
解得:a=1.5
所以,A的转化率为αA=×100%=50%。
答案:(1)2 (2)0.05 mol·L-1·min-1 (3)50%
11.(12分)有人研究了340 K时N2O5的分解反应:2N2O5===4NO2+O2,所得实验数据见下表。21教育网
各物质在不同时刻的浓度
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/mol·L-1 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/mol·L-1 0 0.023 0.040 0.052 0.060
(1)图像能够非常直观地描述物理量的变化趋势。请你作出c(N2O5) t图及c(O2) t图,描述反应物、生成物的浓度与反应时间的关系。21世纪教育网版权所有
(2)数据处理是化学实验过程中非常重要的一个环节。请按下式计算化学反应速率,将计算结果填入表中。
v(B)=
Δt t1-t0 t2-t1 t3-t2 t4-t3
v(N2O5)/mol·(L·min)-1
v(O2)/mol·(L·min)-1
(3)根据计算结果寻找用各物质表示的化学反 ( http: / / www.21cnjy.com )应速率之间的关系:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)依据题给数据在坐标系内描点作图即可。
(2)将相关数据代入计算式分别求算。
(4)对照求出的数据在数值上进行其量的对比关系可知速率之比为化学计量数之比。
答案:(1)
(2)
Δt t1-t0 t2-t1 t3-t2 t4-t3
v(N2O5)/mol·(L·min)-1 0.046 0.034 0.024 0.016
v(O2)/mol·(L·min)-1 0.023 0.017 0.012 0.008
(3)用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
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一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.[双选题]盐酸与碳酸钠固体反应时,能使反应的最初速率明显加快的是 (  )
A.增加碳酸钠固体的量    B.盐酸的量增加一倍
C.盐酸的用量减半浓度加倍 D.温度升高40℃
解析:盐酸与Na2CO3固体反应的实质为
CO+2H+===CO2↑+H2O或CO+H+===HCO。增大c(CO)、c(H+)、升温均能加快反应速率。21世纪教育网版权所有
答案:CD
2.对于在一密闭容器中进行的下列反应:C(s)+O2(g)CO2(g)下列说法中错误的
是 (  )
A.将木炭粉碎成粉末状可以加快化学反应速率
B.升高温度可以加快化学反应速率
C.增加压强可以加快化学反应速率
D.增加木炭的量不能加快化学反应速率
解析:A.粉碎木炭可增加表 ( http: / / www.21cnjy.com )面积,可增加反应速率;B.升高温度,反应速率增加;C.如果增大压强不是通过缩小体积来实现,而是恒容条件下充入稀有气体,速率不变;D.固体物质在参加反应时,其浓度可看作为一定值,故加入木炭对反应速率无影响。
答案:C
3.下表中的反应是在温度相同时发 ( http: / / www.21cnjy.com )生的,则产生浑浊现象最快的是(已知:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S+SO2+H2O) (  )
选项 反应物
硫代硫酸钠溶液 硫酸溶液
A 0.2 mol·L-1,20 mL 0.2 mol·L-1,20 mL
B 0.5 mol·L-1,20 mL 0.5 mol·L-1,20 mL
C 1.0 mol·L-1,20 mL 1.0 mol·L-1,20 mL
D 1.0 mol·L-1,20 mL 1.2 mol·L-1,20 mL
解析:反应物浓度越大,反应速率越快,产生浑浊现象的时间越短。
答案:D
4.(2011·潍坊统考)下列有关化学反应速率的说法中,正确的是 (  )
A.100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变
B.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C.二氧化硫的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
解析:选项A中,加入氯化钠溶液,相 ( http: / / www.21cnjy.com )当于对盐酸稀释,浓度降低,反应速率减慢;选项B中,改用铁片与浓硫酸反应时,如常温则发生钝化,如加热,则反应生成二氧化硫气体,得不到氢气;选项C中,升温,化学反应速率加快;D项对有气体参与的反应,减小压强,反应速率减慢。21教育网
答案:D
5.可逆反应2X(g)+Y(s) 2Z(g)在t1时刻达到平衡状态。当增大平衡体系压强(减小容器体积)时,下列有关正、逆反应速率(v)随时间变化的图像正确的是 (  )
解析:此可逆反应是等体积反应,达到平衡状态后,增大平衡体系的压强,正、逆反应速率仍相等,但由于压强增大,所以反应速率都增大。21cnjy.com
答案:C
6.对已达化学平衡的下列反应2X(g)+Y(g) 2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是 (  )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
解析:减小压强时,反应物浓度和生成物 ( http: / / www.21cnjy.com )浓度均减小,故v(正)、v(逆)均减小;由于该反应正方向为气体体积减小的反应,故减小压强时,平衡向体积增大的方向移动,即逆向移动。21·cn·jy·com
答案:C
7.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是 (  )
A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
解析:若增大氧气的浓度,正反应速率 ( http: / / www.21cnjy.com )应突然变大,逆反应速率逐渐变大,A选项不正确;加入催化剂正逆反应速率同等倍数的增大,但平衡不移动,B正确;观察图Ⅲ,达到平衡时α(SO2)不相等,故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的,C选项不正确;增大压强反应速率加快,达到平衡的时间缩短,SO2的转化率增大,D选项不正确。
答案:B
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(8分)(1)判断下列各组反应速率是否相同?
①0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的醋酸分别与大小相同的锌粒反应:__________。
②0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的HNO3分别与大小相同的大理石反应:__________。www.21-cn-jy.com
③Mg和Fe分别与0.1 mol·L-1的盐酸反应:__________。
④大理石块和大理石粉分别与0.1mol·L-1的盐酸反应:__________。
(2)反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 (  )
①增加原料Fe的量
②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大
④保持压强不变,充入N2使容器体积增大
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
答案:(1)①不同 ②相同 ③不同 ④不同
(2)D
9.(10分)(2012·台州期末)某同学设计以下4个实验考察过氧化氢分解速率的影响因素。各取5 mL的过氧化氢溶液完成下列实验。2·1·c·n·j·y
实验序号 浓度mol·L-1 温度℃ 加入0.1 mol·L-1FeCl3 主要实验现象
1 0.4 25 0滴 气泡生成速率较慢
2 0.4 25 1滴 气泡生成速率较快
3 1.2 25 1滴 气泡生成速率很快
4 1.2 100°水浴 1滴
(1)实验中FeCl3起__________作用。
(2)预计实验4的现象是:__________________________。
(3)设计实验3、4的目的是考查__________________对过氧化氢分解速率的影响。
(4)从实验2、3可以得出的结论是:__________________________________________。
解析:从表中数据可知,在过氧化氢的分解 ( http: / / www.21cnjy.com )实验中FeCl3能加快反应速率,起催化剂作用。实验4同样使用了催化剂但温度高于其他实验,反应速率最快。实验3、4浓度相同,都使用了催化剂,温度不同,是考查温度对化学反应速率的影响。实验2、3则是研究浓度对反应速率的影响,从表中描述可知,浓度越大反应速率越快。【来源:21·世纪·教育·网】
答案:(1)催化剂 (2)气泡产生速率很快 (3)温度 (4)在其他条件一定时,浓度越大,反应速率越快21·世纪*教育网
10.(10分)(2010·全国 ( http: / / www.21cnjy.com )高考,有改动)某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:2-1-c-n-j-y
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_____________________________________
________________________________________________________________________;
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_________________________________
________________________________________________________________________;
(3)实验室中现有Na2SO4、 ( http: / / www.21cnjy.com )MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________;【出处:21教育名师】
(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有___________________
_____________________________________________________(答两种)。
答案:(1)Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu Zn微电池,加快了氢气产生的速率
(3)Ag2SO4
(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(任写两种即可)
11.(11分)某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行。B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:【版权所有:21教育】
实验序号 0 10 20 30 40 50 60
1 800℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)实验1,反应在10至20分钟内的平均速率为____________ mol·L-1·min-1。
(2)实验2,A的初始浓度c2= ( http: / / www.21cnjy.com )________ mol·L-1,反应经20分钟就可达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是____________________________________________________。
(3)设实验3的反应速率 ( http: / / www.21cnjy.com )为v3,实验1的反应速率为v1,则v3________v1(填“>”“<”或“=”)且c3________1.0 mol·L-1(填“>”“<”或“=”)。www-2-1-cnjy-com
(4)比较实验4和实验1,可推 ( http: / / www.21cnjy.com )测该反应是________反应(填“吸热”或“放热”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:从数据中隐含的信息探究影响v的条件是命题方向之一,在本题中:
(1)实验1,反应在10至20分钟内的平均反应速率为=
0.013 mol·L-1·min-1。
(2)由实验1、2知:反应达平衡时 ( http: / / www.21cnjy.com ),1、2中A的平衡浓度相同,因此初始浓度也相同,即2中A的初始浓度也为1 mol·L-1;由表中数据可看出:温度相同时2中反应达到平衡所需要的时间大大缩短了,因此隐含的条件为使用催化剂。  21*cnjy*com
(3)比较实验1、3的平衡浓度,可知3的 ( http: / / www.21cnjy.com )平衡浓度大于1的平衡浓度,由温度相同,可知3的初始浓度大于1的初始浓度,从而确定3的反应速率大于1的反应速率。
(4)比较实验1、4的平衡浓度,可知1的平衡浓度大于4的平衡浓度,且初始浓度相同,说明升高温度,平衡正移(正反应吸热)。【来源:21cnj*y.co*m】
答案:(1)0.013 (2)1.0 使用催化剂 (3)> >
(4)吸热 温度升高,平衡向右移动
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一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.一定条件下,向2 L密闭容器中充入4 mol X,2 mol Y,发生反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),该反应的平衡常数的单位是 (  )
A.(mol·L-1)2 B.mol·L-1
C.(mol·L-1)-1 D.(mol·L-1)-2
解析:K=,故其单位为(mol·L-1)-1。
答案:C
2.在1 000 K时,已知反应Ni(s)+H2O(g) NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,此反应 (  )
A.已达平衡状态
B.未达平衡状态,反应正向进行
C.未达平衡状态,反应逆向进行
D.无法确定
解析:Q==1>0.005 9,故反应未达平衡状态,反应逆向进行。
答案:C
3.某温度时,化学反应SO2(g)+O2(g) SO3(g)的平衡常数K=50,在同一温度下,化学反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K值应为 (  )
A.2500          B.100
C.4×10-4 D.2×10-2
解析:由原平衡知:
SO3(g) SO2(g)+O2(g)的平衡常数
K1==,
所以:2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K2=K==4×10-4。
答案:C
4.298 K时,各反应的平衡常数如下:
① N2(g)+O2(g) 2NO(g)   K=1×10-30;
②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)  K=2×1081;
③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)  K=4×10-92,
则常温下,NO、H2O、CO2这三种化合物分解放氧的倾向最大的是 (  )
A.① B.②
C.③ D.无法判断
解析:要判断NO、H2O、CO2这三种化合物分解放氧的倾向,则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数,然后比较大小。由计算可知:21·cn·jy·com
①2NO(g) N2(g)+O2(g) K=1×1030
②2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) K=5×10-82
③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) K=4×10-92
平衡常数越大,表示反应进行得越彻底,因此反应①即NO分解放氧的倾向最大。
答案:A
5.在一定温度下,反应H2(g)+X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于 (  )
A.5% B.17%
C.25% D.33%
解析:由题意可知HX(g) H2(g)+X2(g)的平衡常数为,由三段式可知:
       HX(g) H2(g)+X2(g)
起始(mol·L-1) 1     0     0
转化(mol·L-1) x         
平衡(mol·L-1) 1-x        
K=eq \f([H2][X2],[HX])==
解得:x=
则HX的最大分解率为α(HX)=×100%=17%。
答案:B
6.某温度时,可逆反应:X(g)+Y(g) Z(g)的平衡常数K=1.0(mol·L-1)-1,若反应物的初始浓度c0(X)=4 mol·L-1,c0(Y)=a mol·L-1,达到平衡后[Z]=2 mol·L-1。则a为
(  )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:据“三段式”法分析
      X(g)+Y(g) Z(g)
起始(mol·L-1) 4   a    0
转化(mol·L-1) 2   2    2
平衡(mol·L-1) 2   a-2   2
则K==
=1.0 (mol·L-1)-1
解得:a=3。
答案:C
7.[双选题]在一定条件下,向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气,使其反应,当反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)达到平衡时,水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是 (  )
A.平衡后CO的体积分数为40%
B.平衡后CO的转化率为25%
C.平衡后水的转化率为50%
D.平衡后水的体积分数为30%
解析:设CO的转化体积为x,则有
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始: 30 mL  20 mL    0   0
变化:  x     x     x   x
平衡: 30 mL- x 20 mL-x  x   x
由题意知:20 mL-x=x
故x=10 mL
故平衡后CO的体积分数为×100%=40%
CO的转化率为×100%=33.3%
H2O的转化率为×100%=50%
H2O的体积分数为×100%=20%。
答案:BD
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(9分)一定温度下,向10 L恒 ( http: / / www.21cnjy.com )容密闭容器中充入5 mol SO2、3 mol O2,反应达到平衡时有3 mol SO3(g)生成。试回答下列问题:www.21-cn-jy.com
(1)该温度下,此反应的平衡常数K=________。
(2)SO2的平衡转化率为________。
解析:据“三段式”法分析:
       2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始(mol·L-1)  0.5    0.3    0
转化(mol·L-1)  0.3    0.15   0.3
平衡(mol·L-1)  0.2    0.15   0.3
则K==
=15(mol·l-1)-1
α(SO2)=×100%=60%。
答案:(1)15 (mol·L-1)-1 (2)60%
9.(9分)下列反应在210℃时达到平衡:
①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,K=1
②CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) ΔH<0,K=5×104
③COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)
(1)根据反应①的平衡常数K的表达式,下列等式必定成立的是________。
A.[PCl5]=[PCl3]=[Cl2]=1
B.[PCl5]=[PCl3][Cl2]=1
C.[PCl5]=[PCl3][Cl2]
反应②和反应③的平衡常数K表达式________(填“相同”或“不同”)。
(2)降低Cl2浓度,反应③的K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:(1)反应①的平衡常数K1==1 [PCl3][Cl2]=[PCl5];反应②和反应③的平衡常数表达式分别为:K2=,K3=。21教育网
(2)平衡常数K只受温度变化的影响,故降低Cl2浓度,对反应③的K值无影响。
答案:(1)C 不同 (2)不变
10.(10分)25℃时,在密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质 X Y Z
初始浓度/mol·L-1 0.1 0.2 0
平衡浓度/mol·L-1 0.05 0.05 0.1
请回答下列问题:
(1)X的平衡转化率为________。
(2)该反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)该反应的平衡常数为________,压缩容器体积,平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。2·1·c·n·j·y
解析:(1)α(X)=
×100%=50%。
(2)由初始浓度和平衡浓度可知X、Y、 ( http: / / www.21cnjy.com )Z的转化浓度依次为:0.05 mol·L-1、0.15 mol·L-1、0.1 mol·L-1,三者转化浓度之比即为化学方程式中各物质的系数之比。
(3)据平衡常数的定义式及影响因素分析。
答案:(1)50% (2)X+3Y2Z
(3)K=1 600(mol·L-1)-2 不变
11.(11分)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________。
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.混合气中CO2的体积分数不变
D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:[CO2]·[H2]=[CO]·[H2O],试判断此时的温度为________℃。21世纪教育网版权所有
解析:(2)由化学平衡常数K和 ( http: / / www.21cnjy.com )温度t的关系可以看出,温度越高,平衡常数越大,说明反应混合物中CO和水蒸气的浓度越大,即升高温度,有利于向正反应方向进行,则正反应为吸热反应。21cnjy.com
(3)化学平衡状态的特征是各组分的浓度 ( http: / / www.21cnjy.com )保持不变,或各物质的百分含量不变,此反应是反应前后气体体积不变的反应,容器中压强不变不能作为反应达到平衡状态的依据。
(4)当[CO2]·[H2]=[CO]·[H2O]时,即K=1,查表对应温度为830℃。
答案:(1) (2)吸热 (3)BC (4)830
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一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.下列可逆反应达到平衡时,降低温度,平衡向正反应方向移动的是 (  )
A.CO+NO2CO2+NO ΔH<0
B.3O22O3  ΔH>0
C.PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0
D.N2O3N2O+O2 ΔH>0
解析:降低温度平衡向放热(ΔH<0)方向移动,A项为放热反应,B、C、D三项反应均为吸热反应。
答案:A
2.制取水煤气的反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),欲增大C(s)的平衡转化率,可采取的措施是 (  )
A.增大水蒸气的浓度 B.增大C(s)的量
C.增大CO(g)的浓度 D.增大压强
解析:增大反应物浓度促使平衡正向移动 ( http: / / www.21cnjy.com );增大固体反应物的量对平衡无影响;增大生成物CO(g)的浓度,平衡逆向移动,C(s)的转化率减小;增大压强平衡逆向(气体系数减小的方向)移动,C(s)的转化率减小。2·1·c·n·j·y
答案:A
3.(2012·青岛高二检测)利用反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.8 kJ/mol,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.增大压强同时加催化剂
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
解析:该反应是放热反应,降低温度可以使 ( http: / / www.21cnjy.com )平衡正向移动,提高NO的转化率,但会减慢反应速率;该反应是气体体积减小的反应,增大压强可使平衡正向移动,提高反应速率和NO的转化率,加入催化剂可以增大反应速率;充入N2和升高温度都会使平衡逆向移动,NO的转化率减小;及时移走反应的生成物虽然会提高NO的转化率,但不能加快反应速率。21教育网
答案:B
4.[双选题]在一定温度下的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)中,生成物C的体积分数与压强p1和p2、时间t的关系如图所示,则下列关系正确的是 (  )
A.p1>p2
B.p1C.m+n>p+q
D.m+n解析:由图像可知p2时曲线“先拐先平”, ( http: / / www.21cnjy.com )则p2>p1;再由p2状态下C%小于p1状态,即加压平衡逆向移动,故逆反应为气体系数减小的反应,则m+n答案:BD
5.(2012·武汉高二联考)某温 ( http: / / www.21cnjy.com )度下,密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如下表,下列说法错误的是 (  )
物质 X Y Z W
初始浓度/mol·L-1 0.5 0.6 0 0
平衡浓度/mol·L-1 0.1 0.1 0.4 0.6
A.反应达到平衡时,X的转化率为80%
B.该反应的平衡常数表达式为K=
C.增大压强其平衡常数不变,但使平衡向生成Z的方向移动
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析:A项正确,X的转化率=×100%=80%;B项,从表中数据可推出其反应比例为0.4∶0.5∶0.4∶0.6=4∶5∶4∶6,正确;C项,前句对,后句错,因方程式右边系数大,所以增大压强时平衡向左移动,选项错,D项正确。21cnjy.com
答案:C
6.(2010·安徽高考)低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g)
ΔH<0
在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是 (  )
A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大
B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小
C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时,反应达到平衡
D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
解析:本题考查化学平衡知识,意在考查考 ( http: / / www.21cnjy.com )生运用平衡理论解决实际问题的能力。该反应是气体体积增大的放热反应,A项升高温度,平衡逆向移动 ,平衡常数减小,不正确;B项,增大NH3的浓度,平衡向右移动,使氮氧化物的转化率增大,不正确;C项NO,N2的消耗分别代表正反应和逆反应,正确;D项,催化剂不影响化学平衡的移动,不正确。
答案:C
7.汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.4 kJ/mol。在恒容的密闭容器中,反应达平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是
(  )
解析:该反应为气体系数减小的 ( http: / / www.21cnjy.com )放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A选项错误;同理,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,B选项错误;平衡常数只与温度有关,与物质的量无关,C选项正确;增加氮气的物质的量,平衡逆向移动,NO的转化率减小,D选项错误。
答案:C
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(10分)在10℃和4×105Pa条件下,当反应aA(g) dD(g)+eE建立平衡后,保持温度不变,逐步增大体系的压强,在不同压强下该反应建立平衡后物质D的浓度见下表(在增大压强的过程中无其他副反应发生):【来源:21·世纪·教育·网】
压强(Pa) 4×105 6×105 1×106 2×106
D的浓度(mol/L) 0.085 0.126 0.200 0.440
(1)压强从4×105Pa ( http: / / www.21cnjy.com )增加到6×105Pa时,平衡向______反应方向移动(填“正”或“逆”,下同)。理由是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)压强从1×106Pa增加到2×106Pa时,平衡向______反应方向移动。此时平衡向该方向移动的两个必要条件是:www.21-cn-jy.com
①__________________,②______________________。
解析:(1)压强从4×105 Pa增加到6× ( http: / / www.21cnjy.com )105 Pa时,压强增了1.5倍,如果平衡不移动,则c(D)应为0.170 mol·L-1,现新平衡时,c(D)=0.126 mol·L-1。说明增大压强,平衡逆向移动,Δν>0。21·世纪*教育网
(2)压强从1×106 Pa增加到2×106 ( http: / / www.21cnjy.com ) Pa时,压强增大了2倍,D的浓度增大了两倍多,说明平衡正向移动,则Δν(g)<0,说明2×106 Pa时,E变为液态或固体。
答案:(1)逆 当压强从4× ( http: / / www.21cnjy.com )105Pa增加到6×105Pa时,压强增大了1.5倍,而D的浓度小于0.085 mol/L的1.5倍,从而说明平衡逆向移动www-2-1-cnjy-com
(2)正 E在2×106 Pa时变为液态或固态 a>d
9.(9分)可逆反应2X(g)+aY(g) 3Z(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,产生Z的物质的量n和反应时间t的关系如图所示,根据图像回答下列问题:  21*cnjy*com
(1)温度T1和T2的关系为T1________(填“>”、“<”或“=”,下同)T2,压强p1和p2的关系为p1______p2。【来源:21cnj*y.co*m】
(2)a________1。
(3)该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”反应)。
解析:(1)据“先拐先平,数值大”原则分析,温度为T2时,p1曲线先拐,说明p1>p2;压强为p2时,T1曲线先拐,说明T2(2)同温下,增大压强(p2→p1)n(Z)增大,说明平衡正向移动,即正反应为气体系数减小的反应,故2+a>3 a>1。【版权所有:21教育】
(3)同压下,升高温度(T2→T1),n(Z)减小,说明平衡逆向移动,即逆反应为吸热反应。
答案:(1)> > (2)> (3)放热
10.(10分)可逆反应2A+B2C在不同温度及压强下达到平衡时,C的质量分数的变化情况如图所示。请回答下列问题:21教育名师原创作品
(1)该反应的正反应是________热反应,逆反应是气体体积________的反应。
(2)若C为气态,则A为________态,B为________态。
(3)若B为固态,则A为________态,C为________态。
(4)若A、C均为固态,则B为________态。
解析:由图像可知,等温线为增函数 ( http: / / www.21cnjy.com ),即压强增大,w(C)增大,故增压时平衡正向移动;由等压线可知(作垂直于横坐标的直线),温度越高,w(C)越大,即正反应为吸热反应。
答案:(1)吸 增大 (2)气 气 (3)气 液或固 (4)气
11.(10分)反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH1=-a kJ·mol-1,平衡常数为K;反应②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1。测得在不同温度下,K值如下:21·cn·jy·com
温度/℃ 500 700 900
K 1.00 1.47 2.40
(1)若500℃时进行反应①,CO2起始浓度为2 mol·L-1,CO的平衡浓度为________。
(2)反应①中的a________0(填大于、小于、等于)。
(3)700℃反应①达到平衡,要使得该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有________(填序号)。21*cnjy*com
A.缩小反应器体积      B.通入CO2
C.升高温度到900℃ D.使用合适的催化剂
(4)下列图像符合反应①的是________(填序号)(图中φ是混合物中CO的含量,T为温度)。
(5)反应③2Fe(s)+O2(g)===2FeO(s) ΔH3=__________________。
解析:(1)由Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)知该反应的化学平衡常数K=,由表中数据知500℃时K=1,则2-1-c-n-j-y
      Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)
初始浓度(mol·L-1) 2         0
转化浓度(mol·L-1) x x
平衡浓度(mol·L-1) 2-x x
K==1,所以x=1。
(2)由表中数据知,温度升高,K值增大,说明正反应是吸热反应,ΔH1=-a kJ·mol-1>0,a<0。21世纪教育网版权所有
(3)该反应为正向吸热,可采用升温或增加反应物的办法使平衡右移,所以B、C正确。
(4)由反应①的特点知图像A正确。
(5)利用盖斯定律,①×2+②×2可得③式,
ΔH3=ΔH1×2+ΔH2×2=
-a kJ·mol-1×2+(-b kJ·mol-1)×2=
-2(a+b) kJ·mol-1。
答案:(1)1 mol·L-1 (2)小于 (3)BC (4)A
(5)-2(a+b) kJ·mol-1
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一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.自发进行的反应一定是 (  )
A.吸热反应         B.放热反应
C.熵增加反应 D.ΔH-TΔS<0
解析:焓因素和熵因素共同影响一个化学反应方向。
答案:D
2.如果一个反应的ΔH-TΔS=0,则此反应 (  )
A.能自发进行 B.是放热反应
C.不进行 D.处于平衡状态
解析:ΔH-TΔS<0自发进行的反应;ΔH-TΔS=0反应处于平衡状态;ΔH-TΔS>0反应不自发进行。21教育网
答案:D
3.对于反应4Fe(OH)2(s)+2H ( http: / / www.21cnjy.com )2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH=-444.3 kJ·mol-1,ΔS=-280.1 J·mol-1·K-1。在常温、常压下反应能自发进行,对反应的方向起决定性作用的是
(  )
A.熵变 B.温度
C.压强 D.焓变
解析:ΔH<0时利于反应自发进行,ΔS>0 ( http: / / www.21cnjy.com )时利于反应自发进行。由题意知反应的熵变ΔS<0,不利于反应自发进行,且|ΔH| |ΔS|,所以焓变对反应的方向起决定性作用。
答案:D
4.下列反应中,在高温下不能自发进行的是 (  )
A.CO(g)===C(s)+O2(g)
B.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)
C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)
D.MgCO3(s)===MgO(s)+CO2(g)
解析:A、B、C、D都是分解反应,都是吸热 ( http: / / www.21cnjy.com )反应。B、C、D三个反应又都是熵增的反应,所以能自发进行,A是熵减的反应,ΔH-TΔS>0在高温下不能自发进行。
答案:A
5.反应A(s)===D(g)+E(g) ΔH-TΔS=(-4 500+11 T)J·mol-1,要防止该反应的发生,温度必须 (  )
A.高于409 K
B.低于136 K
C.高于136 K而低于409 K
D.低于409 K
解析:防止该反应发生须让ΔH-TΔS>0,即11 T>4 500,知T>409 K。
答案:A
6.已知“凡气体分子总数增多的反应一定 ( http: / / www.21cnjy.com )是熵增大的反应”。根据所学知识判断,下列反应中,在所有温度下都不自发进行的是 (  )
A.2O3(g)===3O2(g) ΔH<0
B.2CO(g)===2C(s)+O2(g) ΔH>0
C.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH<0
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
解析:对于ΔH-TΔS>0的反应在任何温度下均不自发进行,即ΔH>0、ΔS<0的反应符合题意。
答案:B
7.[双选题](2011·潍坊高二检测)下列内容与结论相对应的是 (  )
选项 内容 结论
A H2O(g)变成H2O(l) ΔS<0
B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为ΔS>0
C 一个反应的ΔH>0,ΔS>0 反应一定不自发进行
D H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-271 kJ·mol-1ΔS=8 J·mol-1·K-1 反应在任意外界条件下均可自发进行
解析:ΔH>0,ΔS>0时,ΔH- ( http: / / www.21cnjy.com )TΔS在高温下小于零,即在高温下能自发进行,C项错;ΔH-TΔS只适用于一定温度,一定压强条件下判断反应方向,D项错。
答案:AB
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(8分)判断下列过程熵变的正负(填“>0”或“<0”)
(1)少量蔗糖溶于水中,ΔS__________;
(2)双氧水分解生成水和氧气,ΔS__________;
(3)液态水蒸发变成水蒸气,ΔS__________;
(4)NaHCO3固体加热分解,ΔS__________。
解析:固体的溶解过程,水的汽化过程和气体的扩散过程,都是体系混乱度增大的过程,即熵增加的过程。
答案:(1)>0 (2)>0 (3)>0 (4)>0
9.(8分)已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K时,ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980 K时,估计ΔH-TΔS________0(填“大于”、“小于”、“等于”);当体系温度高于980 K时,估计ΔH-TΔS________0(填“大于”、“小于”、“等于”)。在冶金工业中,以C为还原剂,温度高于980 K时的氧化产物是以________为主;温度低于980 K时的氧化产物是以________为主。21世纪教育网版权所有
解析:根据反应:2CO(g) CO2(g)+C(s),得到ΔS<0,根据T=980 K时,ΔH-TΔS=0,推出ΔH<0,即反应是放热反应。当T<980 K时,ΔH-TΔS<0,正反应能够自发进行,主要产物是二氧化碳;当T>980 K时,ΔH-TΔS>0,正反应不能够自发进行,逆反应能够自发进行,主要产物是一氧化碳。21cnjy.com
答案:小于 大于 CO CO2
10.(11分)工业上用赤铁矿生产铁,可以选择的还原剂有C和H2。根据所学的知识判断:哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低?www.21-cn-jy.com
已知:Fe2O3(s)+C(s)===2Fe(s)+CO2(g)
ΔH=+233.8 kJ·mol-1,ΔS=0.279 kJ·mol-1·K-1
Fe2O3(s)+3H2(g)===2Fe(s)+3H2O(g)
ΔH=+98 kJ·mol-1,ΔS=0.144 2 kJ·mol-1·K-1
解析:根据ΔH-TΔS=0为平衡状 ( http: / / www.21cnjy.com )态,ΔH-TΔS<0为自发状态,故T>时该反应能自发进行。用C作还原剂时T1>==838.0 K;用H2作还原剂时T2>==679.6 K。故用H2作还原剂时,反应自发进行的温度较低。
答案:用H2作还原剂时反应自发进行的温度较低
11.(12分)已知下列数据:CaO(s)+SO3(g)===CaSO4(s) ΔH=-401.9 kJ·mol-1
CaSO4(s) CaO(s) SO3(g)
S/J·mol-1·K-1 107.0 39.75 256.65
试通过计算说明能否用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境。
解析:根据已知数据求得ΔS=107.0 J· ( http: / / www.21cnjy.com )mol-1·K-1-39.75 J·mol-1·K-1-256.65 J·mol-1·K-1=-189.4 J·mol-1·K-1,ΔH-TΔS=21·cn·jy·com
-401.9 kJ·mol ( http: / / www.21cnjy.com )-1-298 K×(-189.4×10-3 kJ·mol-1·K-1)=-345.46 kJ·mol-1,所以反应在常温下能自发进行。令ΔH-TΔS=0,可求得T=2122 K,即反应的转折温度较高,因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。
答案:反应在常温下能自发进行,同时反应的转折温度较高,约2122 K,因此是可行的。
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一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.[双选题]下列有关工业合成氨的叙述中正确的是 (  )
A.温度升高,不利于提高合成氨的反应速率
B.工业上选择合适的条件,可以使氮气全部转化为氨
C.合成氨反应化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响
D.使用铁触媒,可以使氮气和氢气化合的速率明显加快
解析:A项,升温能加快合成氨反应速率;B项,合成氨反应为可逆反应,不可能将反应物全部转化为生成物。
答案:CD
2.工业上合成氨一般采用700 K左右的温度,其原因是 (  )
①适当提高氨的合成速率 ②提高H2的转化率
③提高氨的产率 ④催化剂在700 K时活性最大
A.只有①        B.①②
C.②③④ D.①④
解析:从影响化学反应速率和催化剂的活性两方面考虑。
答案:D
3.当反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡后,若将容器体积扩大,则此时反应速率的变化情况是 (  )
解析:若扩大容器体积c(反应物)和c(生成物)均减小,则v正、v逆均减小,v逆减小的程度小,v正减小的程度大,故v逆>v正,平衡逆向移动。【出处:21教育名师】
答案:D
4.(2012·临沂高二检测)对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),在一密闭容器中加入一定量的N2和H2,达到平衡时气体压强为p1,迅速缩小体积使气体压强为p2,一段时间后达到新的平衡,此时气体的压强为p3,则p1、p2、p3的大小关系 (  )
A.p2>p1>p3 B.p2>p3>p1
C.p2>p1>p3 D.p2>p1=p3
解析:根据勒夏特列原理,改变某一外界条件,平衡只能向着减弱这种改变的方向移动。
答案:B
5.[双选题]在一定条件下,当单独改变可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(放热反应)的下列条件后,有关的叙述中错误的是 (  )
A.加入催化剂,v(正)、v(逆)都发生变化,且变化的倍数相等
B.增大压强,v(正)、v(逆)都增大,且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数
C.降低温度,v(正)、v(逆)都减小,且v(正)减小的倍数大于v(逆)减小的倍数
D.加入氩气,v(正)、v(逆)都增大,且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数
解析:C项,降低温度时,v(正)减小的倍数小于v(逆)减小的倍数,平衡正向移动;D项,v(正)、v(逆)均不变。21教育网
答案:CD
6.工业合成氨的正反应是放热反应,下列关于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应的图像中,错误的是 (  )
解析:A项,升温,v(逆 ( http: / / www.21cnjy.com ))增大倍数大于v(正)增大倍数,平衡逆向移动,正确;B项,T1时反应达到平衡状态,再升温时平衡逆向移动,NH3%减小,正确;C项,温度越高NH3%应越低,错误;D项,压强越高越有利于合成氨,正确。21·cn·jy·com
答案:C
7.在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器, ( http: / / www.21cnjy.com )甲容器中充入1 g N2和1 g H2,乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列叙述中,错误的是 (  )
A.化学反应速率:乙>甲
B.平衡后N2的浓度:乙>甲
C.H2的转化率:乙>甲
D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲
解析:因为乙的原料投入量正好是甲的两倍,假设开始时乙的容器体积也是甲的两倍(如图所示),则此时甲与乙是等效平衡。再将乙容器体积压缩至与甲相等(如图中丙),在此过程中平衡:N2+3H22NH3要向正反应方向移动,即N2、H2的转化率增大,在体系中的体积分数减小。但此时,丙中N2、H2、NH3的浓度都比甲中大,但丙中N2、H2的浓度要小于甲中的两倍,而丙中NH3的浓度要大于甲中的两倍。H2的体积分数:乙<甲。
答案:D
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(8分)合成氨的反应原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.2 kJ·mol-1。
(1)合成氨工业反应的适宜条件 ( http: / / www.21cnjy.com )是:__________K,采用________(“高”或“低”)压,用________作催化剂,并按n(N2)∶n(H2)=________投料。2·1·c·n·j·y
(2)298 K,1.01×105 kP ( http: / / www.21cnjy.com )a,在恒压的密闭容器中充入10 mol氮气、30 mol氢气和20 mol氨气,开始的瞬间,反应向________(“正”或“逆”)方向进行,反应一段时间(t min)后体系放出184.4 kJ热量,容器的体积变为原来的________倍,t min时反应物(若正向进行则为氮气,若逆向进行则为氨气)的转化率为________。  21*cnjy*com
解析:(2)放热184.4 kJ,说明生成NH3:×2 mol=4 mol
      N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
开始(mol)  10   30     20
转化(mol)   2    6     4
t min(mol) (10-2)=8 (30-6)=24 (20+4)=24
体积变为原来的:=。
N2的转化率:×100%=20%。
答案:(1)700 高 铁 1∶2.8
(2)正 放出  20%
9.(10分)已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0的实验数据如下表:
温度 不同压强下SO2的转化率(%)
1×105Pa 5×105Pa 1×106Pa 5×106Pa 1×107Pa
450℃ 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550℃ 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
(1)应选择的温度是__________。
(2)应采用的压强是____________,理由是____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在合成SO3的过程中,不需要分离出SO3的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:该反应与合成氨的反应相似:都是气体体 ( http: / / www.21cnjy.com )积缩小的放热反应,温度升高有利于加快反应速率,但降低了反应物的转化率,适宜条件的选择需要综合考虑。
答案:(1)450℃
(2)1×105 Pa 因为常压下SO2的转化率已经很高,若采用较大的压强,SO2的转化率提高很少,但需要动力更大,对设备的要求更高21世纪教育网版权所有
(3)因为SO2的转化率比较高,达到平衡后的混合气体中SO2的余量很少,故不需要分离SO3
10.(10分)某刚性容器内有一活塞和弹簧,B内为真空,A内已充入3 mol H2和1 mol N2,发生可逆反应:3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应),平衡时,活塞保持静止。此时,21cnjy.com
(1)往A内迅速再充入3 m ( http: / / www.21cnjy.com )ol H2和1 mol N2,活塞将如何运动?____________;当活塞再次保持静止时,H2的反应速率v与原平衡时H2的反应速率v0的大小关系为v________v0(填“<”、“>”或“=”),同时H2的转化率比原平衡时________(填“增大”、“减小”或“不变”)。www.21-cn-jy.com
(2)如果对容器加热,使A内气体温度升高,活塞将向下移动,活塞下滑的原因是:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
解析:(1)迅速充入H2和N2时, ( http: / / www.21cnjy.com )容器A中的压强迅速增大,推动活塞向下滑动;由于压强增大平衡向正反应方向移动,使气体的总物质的量减小,A内气体压强逐渐减小,所以活塞又向上滑动最后静止;活塞再次保持静止时,反应重新达到平衡。因为容器B中的弹簧被压缩,因此新平衡体系的压强比原平衡体系相对较大,相当于原平衡体系被加压,原平衡向正反应方向移动,所以达到新平衡状态时H2的反应速率比原平衡时增大,即v>v0;同时H2的转化率比原平衡时增大。【来源:21·世纪·教育·网】
(2)加热使A内气体升温时,平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大;同时A内气体受热膨胀,气体压强增大,活塞向下滑动。21·世纪*教育网
答案:(1)先向下滑动后向上滑动,最后静止 > 增大
(2)①升温后平衡向逆反应方向移动,气体物质的量增大
②气体受热膨胀
11.(11分)(2011·山东高考,有改动)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。2-1-c-n-j-y
(1)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)
ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的
ΔH=________kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是________。www-2-1-cnjy-com
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.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6,则平衡常数K=________。
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是
________________________________________________________________________。
解析:(1)根据盖斯定律,由第一个反应减去第二个反应,然后除以2,可得:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g),则ΔH=(-196.6 kJ·mol-1+113.0 kJ·mol-1)×=-41.8 kJ·mol-1。该反应前后气体分子数不变,因此压强保持不变不能作为平衡的标志,a错;混合气体颜色不变,则NO2浓度保持不变,可以作为平衡的标志,b对;无论何种状态,SO3、NO的体积比始终为1∶1,不能作为平衡的标志,c错,每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2,是同方向的反应,不能作为平衡的标志,d错。假设起始时NO2、SO2的物质的量分别为x、2x,则平衡时NO2、SO2、SO3、NO的物质的量分别为0.2x、1.2x、0.8x、0.8x,则K===。(2)根据图示,当压强相同时,降低温度,CO的平衡转化率升高,说明降温平衡向正反应方向移动,因此正反应为放热反应,ΔH<0。
答案:(1)-41.8 b 2.67或
(2)< 在1.3×104 kPa下,CO转化率已较高,再增大压强,CO转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失【来源:21cnj*y.co*m】
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