2.2 化学反应的限度 (含解析)同步练习2023-2024学年上学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修1

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名称 2.2 化学反应的限度 (含解析)同步练习2023-2024学年上学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-29 21:59:26

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2.2 化学反应的限度 同步练习
一、单选题
1.H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是(  )①每生成34g NH3的同时消耗44g CO2②混合气体的平均相对分子质量不变③NH3的体积分数保持不变 ④混合气体的密度保持不变 ⑤c(NH3):c(CO2)=2:1
A.①③⑤ B.①③④ C.②④ D.①④
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.在恒容密闭容器中充入一定量的NO2(g)和N2O4(g),发生反应N2O4(g)2NO2(g)△H>0,体系中各物质的百分含量与温度的变化关系如图所示,下列说法错误的是(  )
A.曲线①表示NO2的百分含量
B.若m点为反应平衡点,此时平衡常数K=4
C.1molN2O4(g)的键能总和大于2molNO2(g)的键能总和
D.反应达到平衡后,保持其他条件不变,往该容器中充入少量稀有气体,反应速率不改变
4.合成氨反应,达到平衡后,改变下列条件后,对正反应速率影响大于逆反应速率的是(  )
A.减小生成物浓度 B.减小压强
C.升高温度 D.加入催化剂
5.可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法错误的是(  )
A.正反应速率等于逆反应速率
B.反应物和生成物浓度不再发生变化
C.反应体系中混合物的组成保持不变
D.正、逆反应速率都为零
6.一定温度下,可逆反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡状态的标志是(  )
A.单位时间内生成 n mol A2,同时生成 n mol AB
B.单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2
C.体系内的总压不随时间变化
D.单位时间内生成 n mol A2的同时,生成n mol B2
7.已知反应,在三个不同容积的容器中分别充入1molCO与2mol,恒温恒容,测得平衡时CO的转化率如表:
序号 温度/℃ 容器体积 CO转化率 平衡压强/Pa
① 200 50%
② 200 70%
③ 350 50%
下列说法正确的是(  )
A.平衡时反应速率;③>①>②
B.平衡时体系压强:
C.若容器体积,则
D.若实验②中CO和用量均加倍,则CO转化率小于70%
8.一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。4min后,NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法错误的是(  )
A.4min末,用NO表示的反应速率为0.03mol·L-1·min-1
B.4min末,NH3的浓度为0.14mol·L-1
C.0~4min内,生成的水的质量为3.24g
D.0~4min内,O2的物质的量减少了0.15mol
9.一定温度下,在2个容积均为1L的密闭容器中,充入一定量的反应物,发生反应: 。相关反应数据如下表所示:
容器编号 温度 起始物质的量/mol 10s时物质的量/mol
NO
I 0.2 0.2 0.05
II 0.2 0.2 0.05
下列说法正确的是(  )
A.10s时,容器I中的化学反应速率
B.该反应在任何条件下均能自发进行
C.10s时,容器I中的反应处于平衡状态
D.若起始时,向容器II中充入0.08mol NO、0.1mol CO、0.04mol和0.1mol,反应将向逆反应方向进行
10.工业上用重晶石与焦炭在高温下反应:,其与的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.该反应的
B.该反应在低温下能自发进行
C.其他条件相同时,T1比T3时反应先达到平衡状态
D.若温度在T2时达到平衡后,减压,再次到达平衡状态,CO的浓度增大
11.高中化学《化学反应原理》选修模块从不同的视角对化学反应进行了探究、分析.以下观点中不正确的是(  )
①放热反应在常温下均能自发进行;
②电解过程中,化学能转化为电能而“储存”起来;
③原电池工作时所发生的反应一定有氧化还原反应;
④加热时,化学反应只向吸热反应方向进行;
⑤盐类均能发生水解反应;
⑥化学平衡常数的表达式与化学反应方程式的书写无关.
A.①②④⑤ B.①④⑤⑥ C.②③⑤⑥ D.①②④⑤⑥
12.将5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液混合。达到平衡后溶液呈红色。再将混合液等分为5份,分别进行如下实验:
实验①:滴加4滴水,振荡
实验②:滴加4滴饱和FeCl3溶液,振荡
实验③:滴加4滴1 mol·L-1 KCl溶液,振荡
实验④:滴加4滴1 mol·L-1 KSCN溶液,振荡
实验⑤:滴加4滴6 mol·L-1 NaOH溶液,振荡
下列说法错误的是(  )
A.对比实验①和②,为了证明增加反应物浓度,平衡发生正向移动
B.对比实验①和③,为了证明增加生成物浓度,平衡发生逆向移动
C.对比实验①和④,为了证明增加反应物浓度,平衡发生正向移动
D.对比实验①和⑤,为了证明减少反应物浓度,平衡发生逆向移动
13.T℃时,向体积为1 L的刚性密闭容器中充入发生反应: 。实验测得与时间变化关系如下表所示:
t/min 0 20 40 60 80
/ 1.00 0.80 0.65 0.55 0.50
下列叙述错误的是(  )
A.0~20 min内,用M表示的平均反应速率为0.01
B.60 min时,反应达到平衡状态
C.其他条件不变,升高温度,Q的平衡转化率增大
D.其他条件不变,加入催化剂后N的平衡产率不变
14.反应Ⅰ:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)的平衡常数为;反应Ⅱ:SO3(g) SO2(g) + 1/2 O2(g)的平衡常数为,则、的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)(  )
A. B. C. D.
15.如图所示,隔板I固定不动,活塞II可自由移动,M、N两容器中均发生反应:A(g)+3B(g) 2C(g)△H=﹣192kJ mol﹣1,向M、N中都通入xmolA和ymolB的混合气体,初始M、N容积相同,保持温度不变.下列说法正确的是(  )
A.若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等,则x一定等于y
B.若x:y=1:2,则平衡时,M中的转化率:A>B
C.若x:y=1:3,当M中放出热量172.8kJ时,A的转化率为90%
D.若x=1.2,y=1,N中达平衡时体积为2L,含有C 0.4mol,再通入0.36molA时,υ正、υ逆大小无法比较
16.可逆反应2NO2 N2O4 △H<0在密闭容器中反应,达到平衡状态,要使混合气体颜色加深,可采取的方法是(  )
①减小压强;②缩小体积;③升高温度;④充入氦气
A.②④ B.①③ C.②③④ D.②③
二、综合题
17.的资源化利用能有效减少的排放,充分利用碳资源。回答下列问题:
(1)Ⅰ.把转化为HCOOH是降碳并生产化工原料的常用方法。工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:
反应的   。
(2)在恒温恒容密闭容器中,对于转化为HCOOH的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是____(填字母)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.和的转化率之比不再变化
D.生成HCOOH的速率与消耗的速率相等
(3)温度为 ℃时,在初始总压为 kPa的2 L恒容密闭容器中分别充入1 mol 和1 mol 发生反应:,体系达到平衡时容器内总压强变为原来的0.75倍。 ℃时,的平衡转化率为   ;上述反应的化学平衡常数   (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。若其他条件不变,将上述起始反应物置于某恒压密闭容器中,则的平衡转化率   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)Ⅱ.下图是某科研团队设计的光电催化反应器,实现了由制得异丙醇(常温下为液态)。其中A极是Pt/CNT电极,B极是Pt/CNT电极。
A极为   极(填“正”或“负”),其电极反应式为   。
(5)离子交换膜是   (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(6)该反应器工作一段时间,若A、B两极分别收集到标准状况下1.12 L和2.24 L的气体,则此时理论上制得异丙醇的质量为   g(保留1位小数)。
18.书写下列反应方程式并回答相关问题,能写离子反应的书写离子反应方程式。
(1)工业上合成氨气   
(2)铜和稀硝酸   
其中硝酸的作用为   
(3)氨气的催化氧化   ,其中氧化剂与还原剂物质的量之比为   
(4)用离子反应表示如何检验NH4+   
19.
(1)I.在恒温、体积为1.0L的密闭容器中通入1.0molN2和xmolH2发生如下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),20min后达到平衡,测得反应放出的热量为18.4kJ,混合气体的物质的量为1.6mol,容器内的压强变为原来的80%。请回答下列问题:
20min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03tmolH-H键,同时生成0.6molN-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
(4)II.1883年,瑞典化学家阿伦尼乌斯创立了电离学说,在水溶液范围内对酸、碱作出了严密的概括。请回答下列有关水溶液的问题:
①用电离方程式表示氨水溶液是碱性的原因   ;
②用离子方程式表示碳酸钠溶液显碱性的原因   。
(5)25℃时,在含HA和A-的溶液中,HA和A-两者中各自所占的物质的量分数(a)随溶液pH变化的关系如下图所示。请比较下列大小关系(填编号)
①在pH<4.76的溶液中,c(A-)   (HA);
②在pH>4.76的溶波中,c(A-)+(OH-)   c(H+)。
A.大于
B.小于
C.等于
D.可能大于,也可能等于 E.可能小于,也可能等于
20.为了防止氮氧化物对空气的污染,人们采取了很多措施。
(1)如用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染,发生的反应如下: CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1。
①下列有关说法正确的是   。
A.在容器中充入1mol CH4和2 mol NO2,当体系中n(CH4)/n(NO2)比值不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.恒温恒容时,当混合气体的密度不随时间变化时,该反应达到平衡状态
C.体系达到平衡后,升高温度,体系中的混合气体的平均相对分子质量增大
D.恒温恒压时,充入氩气有利于提高氮氧化物的转化率
②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态。请在如图中补充画出从t2到t4时刻v正(N2) 随时间的变化曲线:   
(2)现有的汽车尾气处理的原理是:NO(g)+2CO(g) N2(g) +2CO2(g),通常使含适当比例的NO、CO尾气通过装有高效催化剂的处理装置。请根据以下相关数据,分析仅使用催化剂能否有效消除NO、CO尾气污染   。
反应 25℃时的平衡常数 焓变
反应I:2NO(g) N2(g)+O2(g) K1=1×1030 ΔH=-180.5kJ/mol
反应II:2CO2 (g) 2CO(g)+O2(g) K2=4×10-92 ΔH= +566.0kJ/mol
(3)用NH3催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染,其反应原理为:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g) 2N2(g) + 3H2O(g)。一定温度下,在某恒定压强为P的密闭容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,达到平衡状态后,容器中含n(NO)=a mol,n(NO2)=2a mol,n(NH3)=2a mol,n(N2)=2b mol,且N2(g)的体积分数为1/3,请计算此时的平衡常数Kp=   。(用只含P的式子表示,且化至最简式)。(备注:对于有气体参加的反应,可用某组分的平衡分压代替物质的量浓度计算平衡常数,记作KP。如P(NO2)为NO2的平衡分压,P(NO2)=x(NO2)P, P为平衡总压,x(NO2)为平衡体系中NO2的物质的量分数。)
(4)用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理,其原理示意如图(质子膜允许H+和H2O通过),电极I发生的电极反应为   。
21.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=﹣92kJ/mol
据此回答以下问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=   。
(2)根据温度对化学平衡的影响规律可知,随外界温度升高,该化学平衡常数的值    。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)控制在一定温度下,若把10molN2与30molH2置于体积为10L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体总物质的量变为初始时的。
则平衡时氢气的转化率α=   (用百分数表示)。
能说明该反应达到化学平衡状态的是    (填字母)。
a.容器内的密度保持不变
b.容器内压强保持不变
c.容器内c(NH3)不变
(4)可采取电解法在常温常压下合成氨,原理如图所示:
①阴极生成氨的电极反应式为    。
②阳极氧化产物只有O2。电解时实际生成的NH3的总量远远小于由O2理论计算所得NH3的量,结合电极反应式解释原因:   。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】①.每生成34g NH3的同时必然生成44g CO2,同时消耗44g CO2,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故①选;
②. 因反应物H2NCOONH4为固体,则混合气体的平均相对分子质量等于 =26恒不变,所以混合气体的平均相对分子质量不变,不能说明反应达到平衡状态,故②不选;
③. 由反应方程式可知,NH3的体积分数为 ×100%恒不变,所以NH3的体积分数保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故③不选;
④. 由于反应物H2NCOONH4是固体,没有达到平衡状态前,气体质量会变化,容器体积不变,则混合气体的密度也会发生变化,所以密度不变,说明反应达到了平衡状态,故④选;
⑤. 因氨气和二氧化碳均为生成物,所以c(NH3):c(CO2)恒等于2:1,不能说明反应达到平衡状态,故⑤不选,
故答案为:D。
【分析】化学平衡判据:根据化学平衡状态的特征进行解答。当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(且不为0),达到一种动态的平衡;各物质的溶度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生改变;对于反应前后气体分子数不同的反应,如果气体的压强不变,则其达到了平衡状态;由此即可得出答案。
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】B
【解析】【解答】A.N2O4(g)2NO2(g) △H>0,正反应是吸热反应,升高温度平衡正移,NO2(g)含量增大,N2O4(g)含量减小,则曲线①表示NO2的百分含量,A不符合题意;
B.由图知T1时两物质的含量都是50%,假设一共投入1mol/L,则c(N2O4)=c(NO2)=0.5mol/L,由N2O4(g)2NO2(g),K= c2(NO2)/ c(N2O4)=0.5,B符合题意;
C. H=反应物键能-生成物键能,△H>0,则1molN2O4(g)的键能总和大于2molNO2(g)的键能总和,C不符合题意;
D.在恒容密闭容器中体积不变,充入少量稀有气体,物质的浓度不变,反应速率不改变,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】B、根据题意算出消耗的物质的量浓度,由平衡常数计算公式计算得出答案。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.减小生成物浓度平衡正向移动,反应速率减小,瞬间正反应速率不变,逆反应速率减小,则对逆反应的反应速率影响更大,A不合题意;
B.该反应为气体体积减小的反应,减小压强正、逆反应速率均减小,但平衡逆向移动,则对正反应的反应速率影响更大,B符合题意;
C.该反应为放热反应,升高温度正、逆反应速率均增大,但平衡逆向移动,对逆反应的反应速率影响更大,C不合题意;
D.加入催化剂,同等程度地改变正、逆反应速率,平衡不移动,D不合题意;
故答案为:B。
【分析】合成氨反应是气体体积减小的放热反应,压缩气体体积增大压强、增大反应物浓度、减少生成物浓度、降低温度均能使化学平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.化学平衡为动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应速率相等,故A不符合题意;
B.达到平衡状态时,各组分浓度不变,包括反应物和生成物浓度不再发生变化,故B不符合题意;
C.当反应体系中混合物的组成保持不变时,达到平衡状态,故C不符合题意;
D.化学平衡为动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但都不等于零,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】化学平衡的判断,有如下四种方法
1、同一种物质正逆反应速率相等;
2、不同物质遵循“同侧异,异侧同,成比例”的规律;
3、各组分的浓度、质量、物质的量、质量分数、体积分数保持不变;
4、左右两边系数不相等时,总压强、总体积、总物质的量、平均相对分子质量、气体平均密度保持不变。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.单位时间内生成 n mol A2,同时生成 n mol AB,正逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,故A项不符合题意;
B.单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B项符合题意;
C.反应前后气体体积相等,所以压强不变不能说明各组分浓度不变,反应不一定达到平衡状态,故C项不符合题意;
D.单位时间内生成 n mol A2的同时,生成n mol B2,都是逆反应方向,无法证明是否达到平衡状态,故D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】判断可逆反应达到平衡的依据是正逆反应的速率相等。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.①、②的温度相同,而CO转化率②>①,则②可看作在①的基础上加压,即v1>v2,因此反应速率:②>①,故A不符合题意;
B.①与②比较,达到平衡时,平衡混合物的物质的量之比为5∶4,但V1与V2不相等,因此平衡时体系压强p1∶P2≠5∶4,故B不符合题意;
C.若容器体积V1>V3、温度相同,则①与③比较,CO的转化率③>①,而现在CO的转化率相同,则可看作在这个基础上③的平衡逆向移动,而升温平衡向吸热反应方向移动,即正向是放热反应,故C符合题意;
D.若实验②中CO和H2用量均加倍,则可看作在②的基础上压缩体积,CO转化率增大,则CO转化率>70%,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A和B:该题研究的是温度和压强对该反应平衡的影响,①和②探究压强对平衡的影响,该反应为气体体积减小的反应,加压平衡正向移动,CO转化率增大,所以,P2>P1,V1>V2,利用转化率,算出平衡时的物质的量为5:4,但是体积不同,所以压强之比无法确定。
C.①和③转化率相同,体积③大于①,P38.【答案】A
【解析】【解答】
A.4min末,用NO表示的反应速率为 =0.015mol·L-1·min-1,A符合题意;
B.4min末,NH3的浓度为 =0.14mol·L-1 ,B不符合题意;
C.0~4min内,生成的水的物质的量为0.18mol,质量为0.18mol 18g/mol=3.24g ,C不符合题意;
D.0~4min内,O2的物质的量减少了0.15mol,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据数据结合三行式即可计算,结合选项进行判断
9.【答案】D
【解析】【解答】A.10s时,氮气的物质的量为0.05mol,则二氧化碳的生成量为0.1mol,容器I中的化学反应速率,A不符合题意;
B.由方程式可知,,,根据时反应自发可知,该反应低温时自发,B不符合题意;
C.,容器II中反应速率快,10s两容器中氮气的物质的量相同,说明II中氮气的量已经保持不变,反应达到平衡状态,温度不同,反应平衡常数不同,则转化率不同,故10s时,容器I中的反应未处于平衡状态,C不符合题意;
D.容器II中平衡时氮气的物质的量为0.05mol,则二氧化碳的生成量为0.1mol,CO、NO的物质的量均为0.2mol-0.05mol×2=0.1mol,容积为1L,则平衡常数K=,若起始时,向容器II中充入0.08mol NO、0.1mol CO、0.04mol和0.1mol,,反应将向逆反应方向进行,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据计算;
B.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析;
C.可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知温度越低,Kp越小,则降温,平衡逆向移动,正反应吸热,,A不符合题意;
B.根据吉布斯自由能公式 ΔG=ΔH-TΔS,ΔH>0,ΔS>0,故在低温下 ΔG>0,反应不能进行,B不符合题意;
C.由图可知T1温度较高,反应速率较快,故可以先达到平衡状态,C符合题意;
D.减压时,体积增大,则再次平衡时,一氧化碳浓度会减小,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据化学平衡移动原理分析;
B.根据吉布斯自由能公式 ΔG=ΔH-TΔS分析;
C.温度高,反应速率快;
D.依据勒夏特列原理。
11.【答案】D
【解析】【解答】解:①放热反应是指:反应物的总能量大于生成物的总能量,与常温下能自发进行无关,如:碳在空气中燃烧,须加热达到碳的着火点才可进行,故①不正确;
②电解过程中,需要消耗电能,是将电能转化为化学能,故②不正确;
③原电池工作时,是将化学能转化电能,有电流产生,则有电子的定向移动,所以所发生的反应一定有氧化还原反应,故③正确;
④加热时,提供能量,无论是吸热反应,还是放热反应,反应速率都要加快,故④不正确;
⑤盐类水解的规律为:无弱不水解,有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,弱是指弱酸或弱碱的离子,故⑤不正确;
⑥化学平衡常数的表达式为:化学平衡常数K= ,与化学反应方程式的书写有关,故⑥不正确;
故选D.
【分析】①只有持续加热才反应的,一般为吸热反应,反之,一般为放热反应;
②电解过程中,电能转化为化学能;
③原电池工作时,是将化学能转化为电能;
④加热时,化学反应不只向吸热反应方向进行;
⑤盐类水解,有弱酸或弱碱的离子才水解反应;
⑥化学平衡常数的大小只与温度有关,化学平衡常数的表达式与化学反应方程式的书写有关.
12.【答案】B
【解析】【解答】A. 实验②与实验①对比,只改变了Fe3+浓度,故A说法不符合题意;
B. FeCl3溶液和KSCN溶液反应的实质是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,改变钾离子或氯离子的浓度对平衡无影响,故B说法符合题意;
C. 实验④与实验①对比,只改变了SCN-浓度,故C说法不符合题意;
D. 在原平衡体系中加入NaOH溶液,Fe3+与之反应生成氢氧化铁沉淀,溶液中Fe3+的浓度减小,故D说法不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据浓度对化学平衡的影响和对比试验的作用进行分析即可。
13.【答案】B
【解析】【解答】A.0-20min内,Q的浓度变化量为0.2mol/L。根据方程式 ,M的变化量也为0.2mol/L,计算出速率=0.2mol/L/20min= 0.01 故A不符合题意;
B.根据题意达到平衡,浓度不在变化,而60min后浓度还在辩护,故未达到平衡,故B不符合题意;
C.根据 ,反应为吸热升高温度平衡向右移动,Q的平衡转化率增大,故C不符合题意;
D.催化剂只是改变反应速率,不会改变产率,故D不符合题意;
故正确答案为B
【分析】A.结合Q的变化量计算出M的变化量即可计算出速率;
B.浓度不再变化说明达到平衡;
C.反应为吸热,温度升高平衡向右移动;
D.催化剂只是改变速率。
14.【答案】A
【解析】【解答】反应Ⅰ的平衡常数;反应Ⅱ的平衡常数。所以K1、K2的关系为,A符合题意。
故答案为:A
【分析】平衡常数是用平衡时生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积之比表示。据此写出反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数的表达式,从而判断二者的关系。
15.【答案】A
【解析】【解答】解:M容器保持恒容,N容器保持恒压,由于反应前后的气体系数和不等,所以两个平衡态也不一样,
A.要让M、N中平衡时A的体积分数一样,那么只能是M或N中,反应前后不论限度多少,A的体积分数始终为定值,假定反应的A为zmol,则:
A(g)+ 3B(g) 2C(g)
起始 x y 0
转化 z 3z 2z
平衡 x-z y-3z 2z
故平衡时A的体积分数为: ,A的体积分数始终为定值,则x=y,故A正确;
B.x:y=1:2,即y=2 x,设反应中消耗掉amolA,则:
A(g)+ 3B(g) 2 2C(g)
起始(mol) x 2x 0
转化(mol) a 3a 2a
故A的转化率= ,B的转化率= ,则平衡时,M中的转化率:A<B,故B错误;
C.题目中热化学方程式的意义:若1molA完全反应,放热192 kJ,当M中放出热量172.8 kJ时,参加反应的A的物质的量为: ×1mol=0.9mol,故A的转化率为: ,故C错误;
D.x=1.2,y=1,N中达到平衡时体积为2 L,含有C 0.4 mol,则:
A(g)+ 3B(g) 2C(g)
起始 1.2 1 0
转化 0.2 0.6 0.4
平衡 1 0.4 0.4
故A、B、C的平衡浓度分别为0.5mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L,
则平衡常数K= =10,
原平衡体系中,2.0L容器中含有分子物质的量为(1.0+0.4+0.mol=1.8mol,当加入0.36molA,体系瞬间有分子物质的量为(1.8+0.36)mol=2.16mol,N容器恒温、恒压,则容器体积比=气体的物质的量比,即:2.16mol:1.8mol=V:2L,瞬间总体积(V)变为 =2.4L,此时的浓度商Qc= =2.4L=10.6,Qc>K,所以,平衡要逆向移动,即v(正)<v(逆),故D错误;
故选A.
【分析】M容器保持恒容,N容器保持恒压,由于反应前后的气体系数和不等,所以两个平衡态也不一样,
A.让M、N中平衡时A的体积分数一样,那么只能是M或N中,反应前后不论限度多少,A的体积分数始终为定值,假定反应的A为zmol,利用三段式表示平衡时各组分的物质的量,进而表示出A的体积分数,据此判断;
B.由于x:y=1:2,即y=2 x,设反应中消耗掉amolA,用a表示参加反应的B的物质的量,表示出转化率,据此比较;
C.题目中热化学方程式的意义为1molA完全反应,放热192 kJ,根据实际放出的热量计算参加反应的A的物质的量,进而表示出转化率进行判断;
D.根据平衡时C的物质的量,利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量,进而计算平衡常数.再通入0.36 molA时,假定平衡不移动,恒温恒压下,体积之比等于物质的量之比,据此计算通入0.36 molA时瞬间体积,再计算各物质的量的浓度,进而计算浓度商,与平衡常数比较,判断平衡移动,据此确定.
16.【答案】D
【解析】【解答】要使混合气体颜色加深,应增大NO2的浓度。①反应2NO2 N2O4是气体体积减小的反应,增大体积,减小压强,反应逆向移动,但是平衡时NO2的浓度会变小,故不符合题意;②缩小体积,压强增大,平衡虽然向正反应移动,但平衡时NO2的浓度会增大,故符合题意;③正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,NO2的浓度增大,故符合题意;④充入氮气,反应物浓度不变,平衡不移动,颜色不变,故不符合题意,
故答案为:D。
【分析】本题考查了外界条件对化学平衡的影响,可以借助平衡常数理解压强变化对浓度的影响,难度不大。
17.【答案】(1)
(2)A
(3)50%;();增大
(4)正;,
(5)阳
(6)1.0
【解析】【解答】(1) 根据盖斯定律,反应 是①-②+③得到, ;
(2) A.是体积减小的反应,混合气体的平均相对分子质量不再变化,反应达平衡,A符合题意;
B.混合气体的密度始终不变,不能判断反应达平衡,B不符合题意;
C. 和 的系数相同,不能判断反应达到平衡,C不符合题意;
D.生成HCOOH的速率与消耗 的速率都是正反应速率,不能判断反应达到平衡,D不符合题意;
(3) 根据三段式:可得1-n+1-n+n/2=0.75,得n=0.5, 平衡转化率0.5/1x100%=50%,化学平衡常数Kp=0.5/2xP0/(0.5/2xp0)x(0.5/2xp0)=4/p0() ,其他条件不变,将上述起始反应物置于某恒压密闭容器中,增大压强,平衡正向移动, 平衡转化率增大;
(4) A极H+得到电子生成H2,CO2转化为CH3CH(OH)CH3,得电子发生还原反应是正极,A电极反应式 ;
(5)B中水失电子生成氧气、氢离子,氢离子通过离子交换膜到A电极,离子交换膜是阳离子交换膜;
(6) 若A、B两极分别收集到标况下1.12 L和2.24 L气体,n(H2)=1.12/22.4=0.05mol;n(O2)=2.24/22.4=0.1mol,电子得失数目相等,可得2n(H2)+18n(异丙醇)=4n(O2),0.05 mol×2+18n(异丙醇)=4×0.1 mol,得n(异丙醇)=1/60,反应产生的异丙醇的质量m(异丙醇)=1/60×60 g/mol=1.0 g;
【分析】(1) 盖斯定律计算焓变 ;
(2) A.混合气体的平均相对分子质量不再变化,反应达平衡;
B.混合气体的密度始终不变,不能判断反应达平衡;
C. 和 的系数相同,不能判断反应达到平衡;
D.生成HCOOH的速率与消耗 的速率都是正反应速率,不能判断反应达到平衡;
(3) 根据三段式计算平衡转化率,化学平衡常数,增大压强,平衡向体积减小的方向移动;
(4) 得电子发生还原反应是正极,电极反应式的书写 ;
(5)水失电子生成氧气、氢离子;
(6) 根据物质的量计算质量。
18.【答案】(1)N2 + 3H2 2NH3
(2)3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O;氧化剂
(3)4NH3+5O2 4NO+6H2O;5:4
(4)NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
【解析】【解答】(1)合成氨的反应为氮气和氢气在高温高压、催化剂的条件下的可逆反应:N2 + 3H2 2NH3。(2)铜和稀硝酸反应得到NO,方程式为:3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O。硝酸的作用是表现酸性和强氧化性。(3)氨气的催化氧化反应为:4NH3+5O2 4NO+6H2O,反应中有5个氧气被还原,4个氨气被氧化,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为5:4。(4)检验铵根离子的方法为加入浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验气体。所以反应为:NH4+ + OH- NH3↑+ H2O。
【分析】书写离子反应时需要注意的是:先写出化学反应方程式;将可以拆分的物质拆成离子形式;删掉没有参与反应的离子;检查离子方程式中是否有味标注的符号等。
19.【答案】(1)V(N2)=0.010mol/(L·min)
(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92kJ/mol
(3)①④⑤
(4)NH3·H2O NH4++OH-;CO32-+H2O HCO3-+OH-
(5)B;D
【解析】【解答】设平衡时氮气转化率为a,则
  N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)
开始的量(mol) 1.0 x 0
改变的量(mol) a 3a 2a
平衡的量(mol) 1.0-a x-3a 2a
,解得x=1.0,2.0-2a=1.6,解得a=0.2。(1)20min内,V(N2)= ;(2)0.2mol氮气参与反应时放出18.4kJ热量,则1mol氮气参与反应时的焓变为- ,该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92kJ/mol;(3)根据“变量不变达平衡”进行判断。①反应为气体体积缩小的反应,N2体积分数为变量,当其体积分数保持不变时反应达平衡状态,故正确;②单位时间断裂0.3molH-H键,同时生成0.6molN-H键,都是指正反应速率,无法说明正逆反应速率相等,反应不一定达平衡,故错误;③反应在恒容条件下进行且所有反应物均为气体,密度不是变量,故混合气体的密度不再改变平衡不一定达平衡,故错误;④2v正(H2)=3v逆(NH3),说明正逆反应速率相等,反应达平衡状态,故正确;⑤混合气体的平均摩尔质量为变量,若其不再改变则反应达平衡,故正确。
故答案为:①④⑤;(4)①一水合氨属于弱碱,能部分电离出氢氧根离子,其电离方程式为:NH3·H2O NH4++OH-;②碳酸钠为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解而使其溶液呈碱性,水解方程式为CO32-+H2O HCO3-+OH-;(5)①A.在pH<4.76的溶液显酸性,c(A-)<c(HA),
故答案为:B;②在pH>4.76的溶液中存在电荷守恒,c(A-)+(OH-)可能大于c(H+),若无其他阳离子则可等于,
故答案为:D。
【分析】(1) 在一段时间内,某物质的反应速率等于浓度的变化量与时间的比值;
(2)热化学方程式是用以表示化学反应中的能量变化和物质变化,热化学方程式的意义为热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和生成物,还表明了一定量物质在反应中所放出或吸收的热量;
(3)判断反应达到平衡的标志是正逆反应的速率相等;
(4)用化学式和离子符号表示电离过程的式子,称为电离方程式,表示物质溶解于水时电离成离子的化学方程式。离子所带电荷数一般可根据它们在化合物中的化合价来判断。所有阳离子带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等;
(5)在体系内,存在电荷守恒、质子守恒和物料守恒三大守恒关系。
20.【答案】(1)CD;
(2)由反应I和II的平衡常数,可知2NO(g)+2CO(g) N2(g) +2CO2(g)的K= K1/K2=2.5×10121数值很大,该反应向正方向进行的程度很大
(3)
(4)2HSO + 2e-+ 2H+ = S2O +2H2O
【解析】【解答】(1) ①A.在容器中充入1 mol CH4和2 mol NO2,加入的甲烷和二氧化氮的物质的量之比等于其计量数之比,则无论反应是否达到平衡状态,体系中n(CH4)/n(NO2)比值始终不变,所以不能据此判断平衡状态,故A不正确;
B.恒温恒容时,反应前后气体总质量不变、容器体积不变,则密度始终不变,不能据此判断平衡状态,故B不正确;
C.该可逆反应正反应为放热反应,体系达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,导致气体总物质的量减小,则混合气体平均摩尔质量增大,其平均相对分子质量增大,故C正确;
D.恒温恒压时,充入氩气相当于体积不变,压强减小,平衡正向移动,则氮氧化物转化率增大,故D正确;
故答案为:CD;②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,压强减小,正逆反应速率都减小,平衡向气体体积增大的方向移动,即向正反应方向移动,随着反应的进行氮气反应速率逐渐减小,所以其图象为: ;
故答案为: 。(2) 由反应I和II的平衡常数知,NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)的 ,该反应向正方向的趋势很大,使用合适的催化剂加快反应速率,基本上可以除去污染气体;
故答案为:由反应I和II的平衡常数,可知2NO(g)+2CO(g) N2(g) +2CO2(g)的K= K1/K2=2.5×10121数值很大,该反应向正方向进行的程度很大。(3) 根据方程式知, ,则平衡时混合气体总物质的量=(a+2a+2a+2b+3b)mol =(5a+5b)mol,N2(g)的体积分数为 ,则
,所以b=5a,则总混合气体物质的量=(5a+5b)mol=30amol,P(NO)= P,P(NH3)= P(NO2)= ,P(N2)= 、P(H2O)= ,所以平衡常数 ,
故答案为: ;(4) HSO 在电极I上转化未S2O ,过程中S的化合价降低,得到电子发生还原反应,则电极I为阴极,电极反应为:2HSO + 2e-+ 2H+ = S2O +2H2O,电极Ⅱ为阳极,H2O在电极Ⅱ上被转化为O2,发生电极反应:2H2O - 4e- ═ O2↑+4H+;
故答案为:2HSO + 2e-+ 2H+ = S2O +2H2O。
【分析】(1) ①结合化学平衡状态判断方法和影响化学平衡移动的因素进行分析即可;②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,压强减小,平衡正向移动,据此分析作图;(2)根据平衡常数进行分析即可;(3)根据平衡常数的表达式进行计算即可;(4) HSO 在电极I上转化为S2O ,过程中S的化合价降低,得到电子发生还原反应,则电极I为阴极,据此分析作答。
21.【答案】(1)
(2)越小
(3)20%;bc
(4)N2+6H++6e﹣=2NH3;电解时,阴极除了N2得电子外,还可能发生N2+8H++6e﹣=2,2H++2e﹣=H2