2.2 化学平衡 课后训练 (含解析)2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

文档属性

名称 2.2 化学平衡 课后训练 (含解析)2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
格式 docx
文件大小 496.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-01-02 19:50:01

图片预览

文档简介

2.2 化学平衡 课后训练
一、单选题
1.在地壳内,深度每增加1km,压强大约增加25250~30300kPa,在这样的压强下,对固体物质的平衡会发生较大的影响。如:
CaAl2Si2O8+
(钙长石)
Mg2SiO4=
(镁橄榄石)
CaMg2Al2Si3O12
(钙镁)石榴子石
摩尔质量(g/mol) 278 140.6 413.6
密度(g/cm3) 2.70 3.22 3.50
在地壳区域变质的高压条件下,有利于(  )
A.钙长石生成 B.镁橄榄石生成
C.钙长石和镁橄榄石共存 D.(钙镁)石榴子石生成
2.在密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,一定条件下发生如下反应。反应达到平衡后,各物质的物质的量可能为(  )
A.A B.B C.C D.D
3.反应CO+H2O(g)CO2+H2在1000K达到平衡时,分别改变下列条件,K值发生变化的是
A.将压强减小至原来的一半 B.将反应温度升高至1200K
C.添加催化剂 D.增大水蒸气的浓度
4.利用I2O5可消除CO污染,其反应为:反应为I2O5(s)+5CO(g) 5CO2(g)+I2(s);不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2 mol CO,测得CO2气体体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A.b点时,CO的转化率为20%
B.容器内的压强保持恒定,表明反应达到平衡状态
C.b点和d点的化学平衡常数:Kb>Kd
D.0到0.5 min反应速率v(CO)=0.3 mol·L-1·min-1
5.在一密闭容器中加入A、B、C三种气体,在温度为T K和(T+10)K时,测得各物质的浓度如下表,据此得出的下列结论中符合题意的是(  )
温度 T K (T+10)K
测定时刻/s t1 t2 t3 t4 t5
c(A)/mol·L-1 6 3 2 2 2.2
c(B)/mol·L-1 5 3.5 3 3 3.1
c(C)/mol·L-1 1 2.5 3 3 2.9
A.在t3时刻反应已经停止
B.升高温度,该反应的化学平衡常数将增大
C.在t 3时刻,若增大压强,则A的转化率将减小
D.在t2~ t3内,A的平均反应速率为 mol·(L·s)-1
6.—定温度下,在三个等体积的恒容密闭容器中,反应2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)达平衡,下列说法正确的是(  )
容器 温度/K 物质的起始浓度(mol/L) 物质的平衡浓度(mol/L)
CO2(g) H2(g) C2H5OH(g) H2O(g) C2H5OH(g)
甲 500 0.20 0.60 0 0 0.083
乙 500 0.40 1.20 0 0
丙 600 0 0 0.10 0.30 0.039
A.该反应正反应为吸热反应
B.达平衡时,甲、乙容器内:2c(CO2,甲)C.达平衡时,容器甲中的逆反应速率比容器乙中的大
D.达平衡时,转化率:a(CO2,甲)+a(C2H5OH,丙)>1
7.对于可逆反应2AB3(g) A2(g)+3B2(g) △H>0下列图像错误的是(  )
A. B.
C. D.
8.温度为T时,向V L的密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g)+B(g) C(s)+xD(g)△H>0,容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示,下列说法不正确的是(  )
A.反应在前10min的平均反应速率v(B)=0.15mol/(L min)
B.该反应的平衡常数表达式K=
C.若平衡时保持温度不变,压缩容器体积平衡向逆反应方向移动
D.反应至1.5min时,改变的反应条件是降低温度
9.反应 ,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是(  )
A.该反应的
B.
C.B、C两点化学平衡常数:
D.A,C两点的反应速率:
10.某反应2X(g)+Y(g) 3Z(g)+M(s) △H=-akJ/mol(a>0),在与外界隔热且容积不变的密闭容器中进行时,下列关于平衡的相关说法错误的是(  )
A.达到平衡时,反应放出的总热量可能为akJ
B.当容器内气体的百分含量V(X)%:V(Y)%不变时,肯定不能判断反应达到平衡状态
C.当容器内气体的密度不再变化时,则反应达到平衡状态
D.当容器内压强不再变化时,则反应达到平衡状态
11.向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中分别充入一定量的A和B,发生反应:A(g)+xB(g) 2C(g) △H=akJ·mol-1。相关数据如表所示,反应过程中C的浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
容器 甲 乙 丙
容积 0.5L 0.5L 1.0L
温度 T1 T2 T2
反应物起始量 1.5molA0.5molB 1.5molA0.5molB 6molA2molB
A.10min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.10mol·L-1·min-1
B.a>0,x=1
C.T2时,该反应的平衡常数为0.8
D.平衡时,C的体积分数:丙>乙
12.一定量的一氧化氮和足量碳在恒容密闭容器中发生反应:,下列不能说明反应已达平衡状态的是(  )
A.NO的转化率不再发生变化
B.容器内压强不再发生变化
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
D.容器内混合气体的密度不再发生变化
13.25℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下表所示,下列说法正确的是(  )
化学式 HCOOH H2CO3 HCN
电离平衡常数 K=1.8×10-4 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 K=4.9×10-10
A.H2CO3溶液和NaCN溶液反应的离子方程式为H2CO3+CN-=HCO3-+HCN
B.HCOOH的电离平衡常数表达式为K= c(HCOOH)/[c(HCOO-)·c(H+)]
C.Na2CO3溶液显碱性,NaHCO3溶液显酸性
D.酸性强弱顺序是HCOOH>HCN>H2CO3
14.有一化学平衡mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),图中表示A的转化率α(A)与压强、温度的关系。由此得出的正确结论是(  )
A.正反应是吸热反应,m+n>p+q B.正反应是吸热反应,m+nC.正反应是放热反应,m+n>p+q D.正反应是放热反应,m+n15.一定条件下,在密闭容中进行2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。下列图像及对图像的分析均正确的是(  )
A.只改变温度时,(1)中甲的温度比乙的温度高
B.(2)表示起始时只加反应物达平衡,在t1时刻使用催化剂对平衡的影响
C.(3)表示容积不变增加氧气的浓度,平衡右移,平衡常数增大
D.容积可变时,在t1时刻向达平衡的上述反应加入SO3可用图像(4)描述
16.在恒容绝热的容器中,发生反应2HI(g) H2(g)+I2(g),下列方法中能证明已达到平衡状态的是(  )
①混合气体的颜色不再变化 ②各组分浓度相等
③体系压强不再变化 ④一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂
⑤混合气体的平均摩尔质量不再变化 ⑥体系温度不再变化
A.①③④⑤ B.①②④⑥ C.①②③⑤ D.①③④⑥
二、综合题
17.一定条件下,在体积为3L的密闭容器中反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)达到化学平衡状态.
(1)该反应的平衡常数表达式K=   ;根据图,升高温度,K值将   增大压强K值将   (填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是   (用nA、nB、tA、tB表示).
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是   (填字母).
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的 ,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是   (填字母).
a.c(H2)减少 b正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH 的物质的量增加 d.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小.
18.汽车尾气主要污染物有、、CO、及固体颗粒物等,研究汽车尾气成分及其发生的反应,可以为更好地治理汽车尾气提供技术支持。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ的   。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有____。
A.增大的浓度,反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正反应速率都增加
B.加入反应Ⅰ的催化剂,可提高CO的平衡转化率
C.反应Ⅱ:
D.升高反应温度,反应Ⅲ的正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡正向移动
(3)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的对数随反应温度T的变化曲线如图所示,曲线②为反应   (填写“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”);结合各反应的,归纳曲线变化规律:   (任意一条)。
(4)汽车排气装置中的三元催化装置,可以利用反应 实现气体的无害化排放。T℃时,在恒容的密闭容器中通入一定量的CO和NO,能自发进行上述反应,测得不同时间的CO和NO的浓度如表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
1.50 1.15 0.75 0.55 0.50 0.50
3.00 2.65 2.25 2.05 2.00 2.00
①该反应在1~3s内的平均反应速率为   。
②反应达平衡时压强为100kPa,求压强平衡常数   (列式计算,结果保留2位有效数字)。(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)
③某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将CO、NO以一定流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO转化率),结果如图所示,若高于450℃,曲线Ⅱ中脱氮率随温度升高而降低的主要原因可能是:   。
19.乙酸是生活中常见的调味品。工业上,在一定条件下合成乙酸的原理为 。
(1)3种物质的燃烧热如表所示:
物质
燃烧热
上述反应中     。
(2)在恒温恒压条件下,进行上述反应,测得达到平衡时 ,在温度不条件下,将容器体积缩小至原来的 (不考虑液体的体积),则从缩小体积时到再次平衡时, 变化范围为   。相对第一次平衡,达到第二次平衡时 将   (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)温度对上述反应的平衡常数K的影响如图A所示。
图A 图B
其中,能真实表示平衡常数K受温度影响的曲线是   。
(4)一定温度下,在恒容密封容器中充入 和 ,CO的平衡转化率与外界条件(温度、压强)的关系如图B所示。
①L代表   。
②M点对应的体系中,    。
20.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   反应(选“吸热”或“放热”)。
(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.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2),试判断此时的温度为   ℃。
21.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“<”)
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】由题中信息可知,压强越大,生成的固体物质的密度越大,所以高压应有利于向反应体积减小的方向移动,即有利于密度小的物质转化为密度大的物质,所以在地壳区域变质的高压条件下,有利于生成(钙镁)石榴子石,故D正确。
故答案为:D
【分析】根据题中固体的密度分析,压强越大,固体的密度越大,体积越小,符合勒夏特列原理,所以增大压强有利于生成密度大(体积小)的固体.
2.【答案】C
【解析】【解答】2SO2+O2 2SO3为可逆反应,达到平衡后每一种物质的物质的量均不为0,
A. 达到平衡后SO3的物质的量不能为0,故A不符合题意;
B. 达到平衡后,O2的物质的量不能为0,故B不符合题意;
C. 当生成1.8mol SO3时,消耗1.8mol SO2、0.9mol O2,剩余0.2mol SO2、0.1mol O2,每种物质的物质的量均不为0,故C符合题意;
D. 达到平衡后,SO2和O2的物质的量不能为0,故D不符合题意;
答案选C。
【分析】根据2SO2+O2 2SO3为可逆反应,反应达到平衡状态时是一种动态平衡,各组分的物质的量均不为0解答。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.将压强减小至原来的一半,压强变化,平衡常数不变,A不符合题意;
B.升高温度平衡常数变化,B符合题意;
C.加入催化剂,对平衡常数无影响,C不符合题意;
D.增大水蒸气的浓度,平衡常数不变,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】平衡常数只与温度有关。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.
根据b点时CO2的体积分数φ(CO2)=y÷2=0.80,得y=1.6mol,转化率等于=(变化量÷起始量)×100%=(1.6÷2)×100%=80%,A不符合题意;
B.两边计量数相等,所以压强始终不变,不能做平衡状态的标志,B不符合题意;
C.b点比d点时生成物CO2体积分数大,说明进行的程度大,则化学平衡常数:Kb>Kd,C符合题意;
D.0到0.5min时,a点时CO2的体积分数φ(CO2)=0.30,起始时加入的CO为2mol,反应过程中混合气的总物质的量不变,所以a点时n(CO2)=2×0.3=0.6mol,所以消耗的CO为0.6mol,则从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)=(0.6mol÷2L)÷0.5min=0.6 mol·L-1·min-1,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据三段式和转化率的计算方法判断;
B. 容器内的压强是不变量,不能说明反应达平衡;
C.b点时CO2的转化率更大,反应更彻底,平衡常数更大;
D.根据三段式和反应速率的计算公式判断。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.在t3时刻时物质的浓度不再发生变化,证明反应已经处于平衡状态,反应物还在变为生成物,生成物还在变为反应物,只是消耗的速率与产生的速率相等,反应并没有停止,不符合题意。
B.根据图表可知,当反应达到平衡后升高温度,反应物的浓度增大,生成物的浓度减小,说明化学平衡逆向移动。根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热的反应方向移动,所以该反应的化学平衡常数将减小,不符合题意。
C.在反应达到平衡前,各种物质的浓度变化为:Δc(A)=6-2=4mol/L;Δc(B)= 5-3=2mol/L;Δc(C)=3-1=2mol/L,Δc(A):Δc(B):c(C)=4:2:2=2:1:1,由于物质反应时变化的物质的量的比为方程式中该物质的化学计量数的比,所以该反应的方程式是:,2A(g)+B(g) C(g)。可见该反应的正反应是气体体积减小的反应,在t 3时刻,若增大压强,平衡向气体体积减小的正反应方向移动, A的转化率将增大,不符合题意。
D.在t2~ t3内,A的平均反应速率为V(A)= Δc(A)÷t=1mol/L÷(t3-t2)s= mol·(L·s)-1,符合题意。
故答案为:D
【分析】A.化学平衡状态是一种动态平衡;
B.正反应是放热反应,因此升高温度,平衡常数会减小;
C.增大压强,反应会向气体计量数之和小的方向进行;
D.某一物质在某一时间段内的平均反应速率等于物质的量浓度的变化量与时间间隔的比值。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.在容器甲和容器丙中,若温度一样,二者将建立完全相同的平衡。由表中数据可知,由于丙升高温度使C2H5OH(g)的平衡浓度减小,说明升温使化学平衡向逆反应移动,则正反应为放热反应,故A正确;
B、乙容器中反应物浓度相当于在甲容器中等比例增大,若平衡不移动,则有2c(CO2,甲)=c(CO2,乙),但浓度等比例增大,相当于加压,该平衡向正反应移动,使c(CO2,乙)减小,所以有2c(CO2,甲)>c(CO2,乙),故B正确;
C、由于容器乙中各物质的浓度比容器甲中的大,所以不论正逆反应速率,容器甲中反应速率都比容器乙中的小,故C不正确;
D、由A中的分析可知,当温度相同时,容器甲和容器丙将建立完全相同的平衡,即有a(CO2,甲)+a(C2H5OH,丙)=1,但容器丙由于升高温度,使平衡向逆反应方向移动,使a(C2H5OH,丙)转化率增大,所以a(CO2,甲)+a(C2H5OH,丙)>1,故D正确。
故答案为:C。
【分析】A由甲丙可得,升高温度化学平衡常数,减小,故该反应为放热反应
B该反应中,压强增大,该反应往正反应方向移动,所以有2c(CO2,甲)>c(CO2,乙)
C压强增大,正反应速率和逆反应速率均增大
7.【答案】D
【解析】【解答】A. 2AB3(g) A2(g)+3B2(g) △H>0升高温度,反应速率加快;因为正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,故不选A;
B.温度越高,化学反应速率越快,到达平衡所需时间越短;由于正反应吸热,温度升高,有利于反应正向进行,剩余反应物百分含量减少,故不选B;
C.升高温度,平衡正向进行,平衡后AB3的百分含量越低;正反应为体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,反应物的含量增大,故不选C;
D.正反应为体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,反应物的转化率应该减小;正反应为吸热反应,当压强相同时,温度越高,越有利于反应正向移动,反应物转化率越高,
故答案为:D;
【分析】可逆反应2AB3(g) A2(g)+3B2(g)△H>0,升高温度,反应速率加快,缩短到达平衡的时间,平衡向正反应方向移动,正反应速率增大的更多,反应物的含量减少;正反应为体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,反应物的含量增大,以此来解答。
8.【答案】C
【解析】【解答】解:A.由图象可知,10min时到达平衡,平衡时B的浓度变化量为:2.5mol/L﹣1.0mol/L=1.5mol/L,则v(B)= =0.15mol L﹣1 min﹣1,故A正确;
B.由图可知,平衡时A、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3mol/L,故1:x=1.5mol/L:3mol/L,所以x=2,可逆反应A(g)+B(g) C(s)+xD(g)的平衡常数表达式K=,故B正确;
C.由图可知,平衡时A、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3mol/L,故1:x=1.5mol/L:3mol/L,所以x=2,反应前后气体的体积不变,增大压强平衡不移动,故C错误;
D.由图可知,改变条件瞬间,反应混合物的浓度不变,平衡向逆反应移动,该反应正反应为吸热反应,故改变条件应是降低温度,故D正确;
故选C.
【分析】A.由图象可知,10min时到达平衡,平衡时B的浓度变化量为:2.5mol/L﹣1.0mol/L=1.5mol/L,根据v= 计算v(B);
B.由图可知,平衡时A、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3mol/L,利用浓度变化量之比等于化学计量数之比计算x的值.化学平衡常数,是指在一定温度下,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,据此书写,注意固体、纯液体不需要写出;
C.由图可知,平衡时A、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3mol/L,利用浓度变化量之比等于化学计量数之比计算x的值,增大压强平衡向体积减小的方向移动,据此解答;
D.由图可知,改变条件瞬间,反应混合物的浓度不变,平衡向逆反应移动,该反应正反应为吸热反应,故改变条件应是降低温度.
9.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知温度升高,Y的体积分数增大,说明平衡正向移动,则正向为吸热反应,故A不符合题意;
B.由图可知,增大压强,Y的体积分数减小,说明平衡逆向移动,则m<n+p,故B不符合题意;
C.对吸热反应来说,温度升高,K增大,KB<KC,故C符合题意;
D.A、C温度相同,C点压强大,则C点的速率大于A点,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.升温Y的体积分数增大,说明升温平衡正向移动;
B.增大压强Y的体积分数减小,说明增大压强平衡逆向移动;
D.A、C温度相同,C点的压强更大。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.反应放出的总热量与起始加入的反应物物质的量和达到平衡时的转化率有关,故起始加入的X物质的量大于2mol、Y物质的量大于1mol且有合适转化率时就可能使达到平衡时,反应放出的总热量为akJ,A不符合题意;
B.若起始时X与Y的物质的量之比不等于2:1,建立平衡的过程中转化的X与Y物质的量之比为2:1,则建立平衡的过程中容器内气体的百分含量V(X)%:V(Y)%为变量,当容器内气体的百分含量V(X)%:V(Y)%不变时能说明反应达到平衡状态,B符合题意;
C.由于M为固态,则建立平衡的过程中容器内气体的质量是变量,容积不变,容器内气体的密度是变量,当容器内气体的密度不再变化时能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.该反应反应前后气体分子物质的量不变,建立平衡的过程气体分子总物质的量始终不变,容积不变,但由于与外界隔热,建立平衡的过程中温度发生变化,容器内压强发生变化,当容器内压强不再变化时能说明反应达到平衡状态,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、若达到平衡时,参与反应的n(X)=2mol,则反应放出的热量为akJ;
B、若起始时X、Y的浓度比不是2:1,则可判断反应达到平衡状态;
C、反应后有固体生成,混合气体的质量发生变化;
D、反应过程中混合气体的分子数不变,压强一直保持不变;
11.【答案】C
【解析】【解答】A.据图可知10min内甲中Δc(C)=1.0mol/L,所以v(C)== 0.10mol·L-1·min-1,速率之比等于计量数之比,所以v(A)=0.5v(C)=0.05mol·L-1·min-1,A不符合题意;
B.比较甲与乙可知,乙先到达平衡,故温度T1<T2,温度越高C的浓度越低,升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,a<0,B不符合题意;
C.乙中平衡时A的转化率为=,丙中A的转化率为=,丙的容器体积为乙的2倍,投料为4倍,但达到的为等效平衡,说明该反应前后气体系数之和相等,所以x=1;乙中初始投料为3mol/L的A、1mol/L的B,平衡时C的浓度为1.0mol/L,根据方程式可知平衡时c(A)=2.5mol/L,c(B)=0.5mol/L,则平衡常数K==0.8,C符合题意;
D.根据C选项分析可知丙和乙达到等效平衡,所以C的体积分数:丙=乙,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.据,速率之比等于计量数之比计算;
B.升高温度,平衡吸热反应方向移动;
C.利用等效平衡计算;
D.根据等效平衡分析。
12.【答案】B
【解析】【解答】A、若反应正向进行,则NO的转化率变大;若反应逆向进行,则NO的转化率变小。因此当NO的转化率不变时,说明反应达到平衡状态,A不符合题意。
B、该反应中反应前后气体分子数不变,因此反应过程中压强保持不变,不属于变量。所以容器内压强不变不能说明反应达到平衡状态,B符合题意。
C、该反应中反应物含有固体,因此反应过程中混合气体的质量发生变化,根据公式可知,混合气体的平均相对分子质量是一个变量,当其不变时,说明反应达到平衡状态,C不符合题意。
D、由于混合气体的质量发生变化,根据密度公式可知,混合气体的密度是一个变量,则当其不变时,说明反应达到平衡状态,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】当正逆反应速率相等,或变量不变时,说明反应达到平衡状态。
13.【答案】A
【解析】【解答】A.酸的电离平衡常数HCOOH>H2CO3>HCN>HCO3-,酸性强弱顺序是HCOOH>H2CO3>HCN->HCO3-,H2CO3溶液和NaCN溶液反应的离子方程式为H2CO3+CN-=HCO3-+HCN,故A符合题意;
B.甲酸电离平衡常数K= ,故B不符合题意;
C.NaHCO3溶液中碳酸氢根离子水解,HCO3-+H2O H2CO3+OH-,水解平衡常数Kh= = = =2.3×10-8>Ka2,水解程度大,溶液显碱性,故C不符合题意;
D.酸的电离平衡常数HCOOH>H2CO3>HCN>HCO3-,酸性强弱顺序是HCOOH>H2CO3>HCN,故D不符合题意;
故答案选A。
【分析】A、酸的电离平衡常数越大,则酸性越强;
B、根据电离平衡常数公式做答;
C、NaHCO3溶液显碱性;在水溶液中进行水解;水解平衡常数Kh=,比较水解平衡常数与电力平衡常数的大小;
D、酸的电离平衡常数越大,则酸性越强碳酸分两级电离;
14.【答案】A
【解析】【解答】由图可知,相同温度下,压强越大,A的转化率越大,可知正反应为气体体积减小的反应,则m+n>p+q;相同压强时,温度越高,A的转化率越大,可知正反应为吸热反应,△H>0,
故答案为:A。
【分析】温度相同时,压强越大,A的转化率越大,则m+n>p+q;压强相同时,温度越高,A的转化率越大,则该反应的正反应为吸热反应。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.根据先拐先平数值大的原则,只改变温度时,(1)中乙的温度比甲的温度高,故A错;
B.(2)催化剂只影响化学反应速率,不改变平衡移动,故B错;
C. (3)表示容积不变增加氧气的浓度,平衡右移,平衡常数不变,故C错;
D.容积可变时,在t1时刻向达平衡的上述反应加入SO3,使SO2.O2的浓度降低,SO3浓度升高,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】
16.【答案】D
【解析】【解答】①该体系中只有I2具有颜色,该反应在恒容容器中进行,当混合气体的颜色不再变化,说明I2浓度不再变化,能说明反应已达到平衡状态;②因不确定各组分起始浓度以及转化率,因此平衡时各组分浓度不一定相等,故不能说明反应已达到平衡状态;③该反应为气体体积相等的反应,且在恒容绝热的容器中进行,容器压强与温度呈正比,当体系压强不再变化,说明体系温度不变,能够说明反应已达到平衡状态;④由化学计量数以及物质所含化学键可知,任意时刻一个H-H键断裂的同时会形成两个H-I 键,若同时有两个H-I 键断裂,则说明正逆反应速率相等,能证明反应已达到平衡状态;⑤该反应为全气体反应,反应过程中气体总质量以及气体的总物质的量均不变,混合气体的平均摩尔质量始终不变,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态;⑥因该反应在绝热体系中进行,任何化学反应均存在热效应,当体系温度不再变化时,说明正逆反应速率相等,能证明反应达到平衡状态;
综上所述,能证明已达到平衡状态的是①③④⑥,故答案为:D。
【分析】判断化学平衡状态的方法:各种“量”不变:①各物质的质量、物质的量或浓度不变;②各物质的百分含量、物质的量分数、质量分数等不变(反应中存在至少两种相同状态的物质);③温度(绝热体系)、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等且恒容装置中进行)或颜色(某组分有颜色)不变;总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量始终为“不变量”,则不能作为平衡标志。
17.【答案】(1);减小;不变
(2) mol/(L min)
(3)cd
(4)cd
【解析】【解答】解;(1)化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,反应物的生成物都是气体,故平衡常数表达式为K= ,由图象可知升高温度乙醇的物质的量减少,平衡向逆反应方向移动,K减小,
故答案为:K= ,减小;(2)υ(CH3OH)= mol/(L.min),故υ(H2)=2υ(CH3OH)= mol/(L.min),
故答案为: mol/(L.min);(3)达到平衡时,正逆反应速率相等,混合气体的平均相对分子质量不再改变,CO、H2、CH3OH的浓度不再改变,在体积不变时,气体的密度不变,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,
故答案为:c、d;(4)将容器的容积压缩到原来的 ,压强增大,正逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,CH3OH的物质的量增加,氢气的物质的量减少,但浓度增大,甲醇的物质的量增多,故有c(H2)/c(CH3OH)减小,
故答案为:c、d.
【分析】(1)根据化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,列出平衡常数的表达式;根据升高温度乙醇的物质的量减小,平衡逆向移动,判断平衡常数的变化;(2)根据化学反应速率是υ(H2)=2υ(CH3OH)计算;(3)达到平衡时,正逆反应速率相等,混合气体的平均相对分子质量不再改变,CO、H2、CH3OH的浓度不再改变;(4)将容器的容积压缩到原来的 ,压强增大,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,以此判断.
18.【答案】(1)
(2)A;C
(3)Ⅰ;放热反应,随T增大而减小;吸热反应,随T增大而增大;焓变越大,随T的变化程度越大
(4);2.0×10-2;反应温度太高,催化剂活性降低,反应放热,平衡向逆反应方向移动
【解析】【解答】(1)已知反应I可由反应II减去反应III得到,根据盖斯定律可知,==-95.2kJ/mol,故答案为:;
(2)A.由题干信息可知,三个反应中H2均作反应,则增大的浓度,反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正反应速率都增加,A正确;
B.催化剂只能改变反应速率,即改变达到平衡所需要的时间,不能是平衡发生移动,则加入反应Ⅰ的催化剂,不可提高CO的平衡转化率,B不正确;
C.已知反应Ⅱ为,根据反应速率之比等于化学计量数之比可得,现又有,则可推出即正逆反应速率相等,达到平衡状态,C正确;
D.升高温度,任何反应的化学反应速率均增大,故升高反应温度,反应Ⅲ的正反应速率增大,逆反应速率增大,正反应是个吸热反应,故平衡正向移动,D不正确;
故答案为:AC;
(3)由题干信息结合(1)解析可知,反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正反应分别是一个放热反应、放热反应和吸热反应,则升高温度,化学平衡分别向逆方向、逆方向和正方向移动,平衡常数分别减小、减小和增大,lgK是个增函数,故有题干图可知,曲线①②表示平衡常数的对数随反应温度T的升高而减小,曲线③表示平衡常数的对数随反应温度T的升高而减小,已知曲线①代表反应II,故曲线②为反应Ⅰ,结合各反应的,归纳曲线变化规律:放热反应,随T增大而减小;吸热反应,随T增大而增大;焓变越大,随T的变化程度越大,故答案为:I;放热反应,随T增大而减小;吸热反应,随T增大而增大;焓变越大,随T的变化程度越大;
(4)①由表中数据可知,该反应在1~3s内的平均反应速率为=,故答案为:;
②由三段式分析可知,,则反应达平衡时压强为100kPa,平衡时CO的分压为:=50kPa,同理可得NO的平衡分压为:12.5kPa,N2的平衡分压为:12.5kPa,CO2的平衡分压为:25kPa,求压强平衡常数==2.0×10-2,故答案为:2.0×10-2;
③由题干信息可知,正反应是一个放热反应,曲线是在相同时间内测量的,曲线II的最高点为反应的平衡点,故若高于450℃,曲线Ⅱ中脱氮率随温度升高而降低的主要原因可能是反应温度太高,催化剂活性降低,反应放热,平衡向逆反应方向移动,故答案为:反应温度太高,催化剂活性降低,反应放热,平衡向逆反应方向移动。
【分析】
(1)由题意可知=
(2)根据影响化学平衡相关因素可得出正确答案。
(3) 曲线② 随着温度升高,平衡常数减小,反应逆向进行,说明曲线②代表的是放热反应,Ⅰ、Ⅱ为放热反应,且曲线②平衡常数的变化幅度更大一些,所以放出的热量更多一点,结合题意应该为Ⅰ。
(4)主要考查化学平衡的相关计算,根据反应速率公式和平衡常数计算公式即可计算出答案。
19.【答案】(1)
(2);减小
(3)Ⅱ
(4)温度;3
【解析】【解答】(1)根据题目给出的燃烧热写出燃烧热方程式为①
根据盖斯定律得到:CH3OH(l)+CO(g)CH3COOH(l) , =-727+2X(-283)-(-875)KJ/mol= ,故正确答案是:-135
(2)此反应是体积减小的反应,缩小体积压强增大,平衡正向移动,缩小至原来的一半时,瞬时浓度为原来的两倍,为2mol/L,由于加压平衡正向移动,导致平衡浓度小于2mol/L,再次平衡的浓度大于等于起始的浓度1mol/L,故 变化范围为 ,相对于第一次平衡,平衡向右移动,导致反应物甲醇的物质的量减小,故正确答案是: , 减小
(3)正反应是放热,温度升高导致平衡逆向移动,因此导致平衡常数减小,故II符合题意,故正确答案是: II
(4)①根据图示X增大,一氧化碳的转化率越大,此反应是放热反应,温度升高,转化率降低,因此X表示的是压强,L表示的是温度
②根据坐标,一氧化碳的转化率为50%,转化的一氧化碳为2molx50%=1mol,根据 CH3OH(l)+CO(g)CH3COOH(l),得到乙酸的物质的量为1mol。参加反应的甲醇为1mol.剩余的甲醇为3mol、因此 =3
【分析】(1)写出燃烧热化学方程式根据盖斯定律即可求出
(2)根据压强对平衡的影响进行判断即可
(3)温度升高平衡逆向移动常数降低
(4)①通过图示控制变量进行判断即可②根据图示转化率计算出平衡时的数据即可
20.【答案】(1)
(2)吸热
(3)bc
(4)830
【解析】【解答】(1)K=
(2)温度升高,K值增大,则可知该反应为吸热反应。
(3)a压强不是变量,bc(CO)是变量c v正(H2)=v逆(H2O) 可判断化学反应达到平衡;d浓度相等并不能说明反应达到平衡
(4)此时K=1,故温度为830K
【分析】(3)平衡状态判断①正反应速率=逆反应速率;②变量不变
(4)判断平衡常数可根据Q与K的关系进行判断
21.【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;