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【高中化学】人教版(2019)选择性必修1同步练习】第二节化学反应平衡
一、单选题
1.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.
B.
C.
D.
2.下列条件的改变,一定会同时影响化学反应速率和化学平衡的是( )
A.浓度 B.压强 C.温度 D.催化剂
3.下列条件的改变,一定会同时影响化学反应速率和化学平衡的是( )
A.浓度 B.温度 C.压强 D.催化剂
4.一定条件下的密闭容器中,发生可逆反应2A(g)+B(g)3C(g)。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A.A(g)、B(g)和C(g)的物质的量之比为2:1:3
B.B(g)的物质的量保持不变
C.正反应和逆反应的速率相等
D.A(g)的质量保持不变
5.在一定温度下,反应A2(气)+B2(气) 2AB(气)达到平衡状态的标志是( )
A.单位时间里生成n molA2,同时生成n molAB
B.容器中的总压强不随时间而变化
C.A2、B2、AB的物质的量之比满足1:2:3
D.单位时间里生成2n molAB的同时生成n molB2
6.在1L真空密闭容器中加入固体,t℃时发生如下反应:①②③,一段时间后达到平衡。下列说法不正确的是( )
A.通入,增大
B.
C.增大容器体积,减小
D.反应①的平衡常数表达式为,且仅与温度有关
二、多选题
7.如下图所示可逆反应:mA(g) + nB(g) xC(g) ΔH = Q kJ/mol;在不同温度、压强下反应物A的转化率的变化情况。下列对于反应的热效应Q和反应方程式A、B、C的化学计量数的判断中,正确的是( )
A.上述反应是放热反应 B.上述反应是吸热反应
C.m+n<x D.m+n>x
8.利用可实现对石膏中元素的脱除,涉及的主要反应如下:
在、和均为时,若仅考虑上述反应,平衡时各固体物质的物质的量随温度的变化关系如图所示。石膏中元素的脱除效果可用脱硫率表示。下列说法不正确的是
A.反应的平衡常数
B.图中曲线表示平衡时固体的物质的量随温度的变化
C.一定温度下,加入固体或增大体系压强,均可提高平衡时的脱硫率
D.其他条件不变,下,时,越多,平衡时的脱硫率越高
三、推断题
9.如NOx是大气中主要的污染物。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO、NO均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2[反应为 △H=-746.5kJ·mol-1];也可将水体中的NO、NO转化为N2。对于反应,下列说法正确的是( )
A.该反应在任何条件下都能自发进行
B.反应的平衡常数可表示为K=
C.使用高效的催化剂可以降低反应的焓变
D.其它条件不变,增大的值,NO的转化率下降
四、填空题
10.已知反应达到平衡后,改变反应条件(),A的转化率变化如下图所示。试分析该反应为吸热反应还是放热反应,与c的大小。
(1)该反应为 热反应(填“吸”或“放”)。
(2) c(填>、<或=)。
11.反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),在一容积可变的密闭容器中进行,试回答:
(1)将容器的体积缩小一半,其正反应速率 (填“增大”、“不变”或“减小”,下同),平衡 移动(填“不”、“向正反应方向”或“向逆反应方向”,下同)。
(2)保持体积不变,充入氩气使体系压强增大,其正反应速率 ,平衡 移动。
(3)保持体积不变,充入氢气,其正反应速率 ,平衡 移动。
12.工业制硫酸中的一步重要反应是在400~500℃下的催化氧化,。
(1)容积为2L的恒温密闭容器中通入和,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示,由图可知2min时, (填“>”、“<”或“=”)
(2)试在上图中画出的物质的量随反应时间变化的曲线 。
13.尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
I.二十世纪初,工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素,在合成塔中存在如下转化
(1)液相中,合成尿素的热化学方程式为 。
(2)在1L恒容密闭容器中,一定条件下发生反应,下列关于该反应表述错误的是___________。(复选)
A.低温更有利于该反应的自发进行
B.增大浓度,可提高的转化率
C.充入He,压强增大,反应速率加快,平衡向正反应方向移动
D.当混合气体的平均相对分子质量不变时反应达到平衡状态
(3)在上题条件下,充入和的原料气进行反应,10min后各组分浓度不再变化,温度与反应前相同时,测得平衡体系压强变为起始的一半,该过程中的平均速率为 ,该反应的平衡常数K的值为 。
14.可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);根据图回答:
(1)压强p1比P2 (填大或小)
(2)(a+b)比(c+d) (填大或小);
(3)温度t1℃比t2℃ (填高或低);
(4)正反应为 反应。
五、解答题
15.CO2的资源化利用能有效减少碳排放充分利用碳资源。
I.CO2合成甲醇(CH3OH)
该反应包括下列两步:
反应ICO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH1=+40.9kJ/mol
反应ⅡCO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.5kJ/mol
(1)由CO与H2合成CH3OH(g)的热化学方程式为 。
(2)在一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入3molH2和1molCO2,控制条件仅发生反应Ⅱ,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:
①0~3min内,用H2(g)表示的化学反应速率v(H2)= 。
②在平衡后,再向容器中加入2molCO2(g)和2molCH3OH(g)则平衡向 移动。(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(3)在光电催化下CO2可以合成甲醇,原理如图所示。阴极的电极反应式为 。
(4)II.CO2合成二甲醚(CH3OCH3)
控制反应条件,同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ,可以合成二甲醚(CH3OCH3)。
反应Ⅲ2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-24.5kJ/mol
在压强30MPa、=4时,CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性随温度变化情况如图所示(X的选择性=)
图中,代表CH3OCH3选择性的是曲线 (填“A”、“B”或“C”)。
(5)当温度超过290℃,曲线B随温度升高而增大的原因是 。
六、实验探究题
16.乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)25℃时,K=2.95×1011①
2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O2(g)25℃时,K=1.71×1022②
(1)写出反应①的平衡常数表达式K= 。
(2)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是 。
(3)在一定压强下,测得反应①的实验数据如下表。
根据表中数据分析:
温度(K)CO2/转化率(%)n(H2)/n(CO2) 500 600 700 800
1.5 45 33 20 12
2 60 43 28 15
3 83 62 37 22
①温度升高,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],K值 填“增大”、“减小”或“不变”),对生成乙醇 (填“有利”或“不利”)
七、综合题
17.研究化学反应的速率和限度对于日常生活和工农业生产都具有重要的意义。
(1)某温度时,在容积为2L的密闭容器中发生A、B两种物质间的转化反应,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。请分析图中数据,回答下列问题。
①该反应的化学方程式为 。
②该反应进行到4min时,B的平均反应速率为 ,A的转化率为 。
③4min时,反应是否达到平衡? (填“是”或“否”);16min时,正反应速率逆反应速率 (填“>”“<”或“=”)。
(2)一种“碘钟实验”是将浓度均为0.01 mol/L的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。某小组同学在室温下对该实验原理进行探究。资料:该实验的总反应为。反应分两步进行,第i步:,第ii步:……;
①第ii步的离子方程式是 。
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验I、实验Ⅱ(溶液浓度均为0.01 mol/L)。
实验序号 溶液 溶液 溶液 KI溶液 (含淀粉) H2O 变蓝时间
实验I 5 mL 4 mL 8 mL 3 mL 0 30 min
实验Ⅱ 5 mL 2 mL x mL y mL z mL 40 min
实验Ⅱ中,x、y、z所对应的数值分别是 、 、 。对比实验I、实验Ⅱ,可得出的实验结论是 。
18.甲烷和甲醇(CH3OH)既是重要的化工原料,又是未来重要的能源物质。
(1)通过CO(g)和H2(g)化合可制得甲醇。反应为,反应过程中能量变化如图所示。则1molCO(g)和2molH2(g)的总能量 (填“>”、“<”或“=”)1molCH3OH(g)的能量。
(2)将2.0molCH4(g)和3.0molH2O(g)通入容积为V的恒容密闭容器中,恒温条件下发生反应:。测得在10min时反应达到平衡,此时CH4的物质的量为1.6mol,CO的物质的量浓度为0.2mol·L-1.则0~10min内,用CO表示该反应的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1,V= L;下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是 (填标号)。
A.断裂3molH-H键时,生成2molH-O键
B.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器内混合气体的压强保持不变
D.容器内CO与H2的体积之比保持不变
(3)在容积为1L的恒容密闭容器中投入等物质的量的CO2(g)和H2(g),进行反应:。CO2(g)、CH3OH(g)的物质的量随时间变化关系如图所示:
根据图1可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点是 (填“a”、“b”、“c”或“d”);用同一物质表示反应速率时,a、c两点的正反应速率:a c。(填“>”、“<”或“=”,下同)。
(4)为探究反应能量变化情况,取五份等体积CO2和H2的混合气体物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,tmin后,测得甲醇的体积分数Φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述合成甲醇的反应的逆反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(5)中国科学院应用化学研究所在甲醇燃料电池(以甲醇燃烧反应为原理)技术方面获得新突破。该反应每消耗1.6g甲醇,外电路中通过导线的电子的数目为 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】化学平衡移动原理
2.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
3.【答案】B
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
4.【答案】A
【知识点】化学平衡状态的判断
5.【答案】D
【知识点】化学平衡状态的判断
6.【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡移动原理
7.【答案】A,D
【知识点】化学反应中能量的转化;化学平衡的影响因素
8.【答案】C,D
【知识点】化学平衡常数
9.【答案】D
【知识点】催化剂;化学平衡常数;化学平衡的影响因素
10.【答案】(1)放
(2)<
【知识点】化学平衡的影响因素
11.【答案】增大;不;不变;不;增大;向正反应方向
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
12.【答案】(1)>
(2)
【知识点】化学平衡状态的判断
13.【答案】(1)-93.7kJ/mol
(2)C;D
(3);2.56
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数
14.【答案】(1)小
(2)小
(3)大
(4)吸热
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线
15.【答案】(1)CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.4 kJ/mol
(2)0.25mol/(L min);正反应方向
(3)CO2+6H++6e-= CH3OH+H2O
(4)A
(5)曲线B表示的是CO2的平衡转化率;反应Ⅰ为吸热反应,温度升高平衡正向移动,CO2平衡转化率升高,反应Ⅱ、Ⅲ为放热反应,温度升高平衡逆向移动,CO2平衡转化率降低;当温度超过290℃时,升高程度大于下降程度,CO2平衡转化率升高。
【知识点】热化学方程式;电极反应和电池反应方程式;化学反应速率与化学平衡的综合应用;原电池工作原理及应用
16.【答案】(1)
(2)②
(3)减小;不变;有利
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
17.【答案】(1)2AB;;50%;否;=
(2);8;3;2;其它条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡状态的判断;化学反应速率和化学计量数的关系
18.【答案】(1)>
(2)0.02;2;BC
(3)d;>
(4)吸热
(5)1.806×1023
【知识点】吸热反应和放热反应;电极反应和电池反应方程式;化学平衡状态的判断
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