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文档简介
1、拼十年寒窗挑灯苦读不畏难;携双亲期盼背水勇战定夺魁。如果你希望成功,以恒心为良友,以经验为参谋,以小心为兄弟,以希望为哨兵。第七章 化学反响速率和化学平衡章末检测一、选择题(此题包括12个小题,每题4分,共48分。)1以下措施能明显增大原反响的化学反响速率的是()ANa与水反响时增大水的用量B将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反响制取H2C在H2SO4与NaOH两溶液反响时,增大压强D恒温恒容条件下,在工业合成氨反响中,增加氮气的量解析:A项,增大水的用量对Na与水的反响速率无明显影响,错误;B项,改为浓硫酸后将得不到H2,错误;C项,无气体参与或生成的反响,压强变化对化学反响速率无影响,错误;
2、D项,增大反响物的浓度可以加快反响速率,正确。答案:D2在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反响:4CO2NO2N24CO2,假设该反响的反响速率分别用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示,那么以下关系正确的选项是()A.v(CO)v(NO2)B.v(NO2)v(CO2)C.v(N2)v(CO2) D.v(N2)v(CO)解析:根据速率之比等于方程式的计量系数之比,可得12v(CO)v(NO2),2v(NO2)v(CO2),4v(N2)v(CO2),4v(N2)v(CO),故A项正确;B、C、D三项错误。答案:A3反响:2NO2 (g)N2O4(g),把NO2、N
3、2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用止水夹夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水里,把烧瓶B放入冰水里,如下图,与常温时烧瓶内气体的颜色进行比照发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅,以下说法错误的选项是()A上述过程中,A烧瓶内正、逆反响速率均加快B上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大C上述过程中,A、B烧瓶内气体密度均保持不变D反响2NO2(g)N2O4(g)的逆反响为放热反响解析:升高温度,正、逆反响速率都增大,故A正确;B烧瓶内气体颜色变浅,说明平衡向生成N2O4方向移动,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大,故B正确;容器的容积不变,混合气体的质
4、量不变,由可知,A烧瓶、B烧瓶内气体密度都不变,故C正确;放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深,放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动,降低温度平衡向生成N2O4的方向移动,故反响2NO2(g)N2O4(g)的正反响为放热反响,故D错误。答案:D4在某恒温恒容的密闭容器内发生反响:2A(g)B(g)C(g)H0。开始充入2 mol A和2 mol B,并到达平衡状态,以下说法正确的选项是()A再充入2 mol A,平衡正移,A的转化率增大B如果升高温度,C的体积分数增大C如果增大压强,化学平衡一定向正反响方向移动,B的体积分数减小D再充入1 mol C,C的物质的
5、量浓度将增大解析:再充入2 mol A,A的浓度增大,那么平衡右移,但A的转化的物质的量与参加的相比拟,参加的多,转化的少,转化率反而减小,A错误;如果升高温度,平衡向逆反响方向移动,C的体积分数减小,B错误;如果增大压强,平衡不一定右移,B的体积分数不一定变化,如参加惰性气体总压增大,分压不变,平衡不动,C错误;再充入1 mol C,平衡向逆反响方向移动,A、B的浓度增大,温度不变,平衡常数不变,那么平衡时C的浓度增大,D正确。答案:D5图一表示的是可逆反响CO(g)H2(g)C(s)H2O(g)H>0的化学反响速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反响2NO2(g)N2O4(
6、g)H0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。以下说法中正确的选项是()图一图二A图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强B图一t2时改变的条件是增大压强,那么反响的H增大C图二t1时改变的条件可能是升高了温度D假设图二t1时改变的条件是增大压强,那么混合气体的平均相对分子质量将减小解析:该反响是气体分子数减少的吸热反响,升高温度或增大压强,正、逆反响速率均增大,且平衡均向正反响方向移动,A正确;反响物的焓变只与反响物和生成物的能量有关,与压强没有关系,B错误;反响2NO2(g)N2O4(g)H0的正反响是气体体积减小的放热反响,升高温度,平衡向逆反响方向移动,改变条件的瞬间,浓度不变,
7、图二与实际不相符,C错误;假设图二t1时刻改变的条件是增大压强,平衡向正反响方向移动,反响混合气体总的物质的量减小,混合气体总质量不变,混合气体的平均相对分子质量将增大,D错误。答案:A6一定条件下合成乙烯:6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g);温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,以下说法不正确的选项是()A该反响的逆反响为吸热反响B平衡常数:KM>KNC生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)D当温度高于250 ,升高温度,催化剂的催化效率降低解析:升高温度二氧化碳的平衡转化率降低,那么升温平衡逆向移动,那么逆反响为吸热反响,故A正确;升高温度二
8、氧化碳的平衡转化率降低,那么升温平衡逆向移动,所以M点的化学平衡常数大于N点,故B正确;化学反响速率随温度的升高而加快,催化剂的催化效率先随温度升高而增大,后随温度升高而降低,所以v(N)有可能小于v(M),故C错误;根据图象,当温度高于250 ,升高温度催化剂的催化效率降低,故D正确。答案:C7(2021·天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 时,该反响的平衡常数K2×105。:Ni(CO)4的沸点为42.2 ,固体杂质不参与反响。第一阶段:将粗镍与CO反响转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反响后的气体别离出
9、来,加热至230制得高纯镍。以下判断正确的选项是()A增加c(CO),平衡向正向移动,反响的平衡常数增大B第一阶段,在30 和50 两者之间选择反响温度,选50 C第二阶段,Ni(CO)4分解率较低D该反响到达平衡时,v生成Ni(CO)44v生成(CO)解析:平衡常数只与温度有关,与浓度无关,所以增加c(CO),平衡虽然向正向移动,但反响的平衡常数不变,A错误;50 时,Ni(CO)4以气态存在,有利于别离,从而促使平衡正向移动,B正确;230 时,Ni(CO)4分解的平衡常数为5×106,可知分解率较高,C错误;v生成Ni(CO)4表示正向速率,v生成(CO)表示逆向速率,当4v生
10、成Ni(CO)4v生成(CO)时,反响到达化学平衡状态,D错误。答案:B8某温度下,反响2A(g)B(g)C(g)的平衡常数为1,在容积为2 L的密闭容器中参加A(g),20 s时测得各组分的物质的量如下表:物质A(g)B(g)C(g)物质的量/mol1.20.60.6以下说法正确的选项是()A反响前20 s的平均速率为v(A)0.6 mol·L1·s1B20 s时,正反响速率等于逆反响速率C达平衡时,A(g)的转化率为100%D假设升高温度,平衡常数变为0.5,那么反响的H<0解析:由题意知,前20 s的平均速率为v(A)1.2 mol/(2 L·20 s
11、)0.03 mol·L1·s1,A项错误;20 s时,Q0.25<K,可逆反响向正反响方向进行,正反响速率大于逆反响速率,B错误;反响是可逆反响,平衡时A(g)的转化率不可能为100%,C项错误;升高温度,平衡常数从1变为0.5,平衡常数变小,反响放热,H<0,D项正确。答案:D9在密闭容器中,5 mol H2与2 mol CO2发生反响:3H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g)。反响到达平衡时,改变温度(T)和压强(p),反响混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数变化情况如以下图所示。以下说法错误的选项是()Ap1>p2>p3>
12、p4B甲醇的物质的量分数越高,反响的平衡常数越大C假设T1> T2> T3>T4,那么该反响为放热反响D缩小容积,可以提高CH3OH在混合物中的质量分数解析:增大压强,平衡正向移动,那么反响混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数逐渐增大,即p1p2p3p4,A项正确;平衡常数只受温度的影响,甲醇的物质的量分数的上下和反响的平衡常数之间没有关系,B项错误;假设T1T2T3T4,那么升高温度,甲醇的物质的量逐渐减小,化学平衡逆向移动,所以该反响为放热反响,C项正确;缩小容积,增大压强,平衡正向移动,可以提高CH3OH在混合物中的质量分数,D项正确。答案:B10相同温度下,体积均
13、为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反响:X2(g)3Y2(g)2XY3(g)H92.6 kJ·mol1,实验测得反响在起始、到达平衡时的有关数据如下表所示:容器编号起始时各物质的物质的量/mol到达平衡时体系能量的变化X2Y2XY3130放热:23.15 kJ0.61.80.8Q(Q0)以下表达不正确的选项是()A容器、中反响的平衡常数相等B容器中反响到达平衡时放出的热量为Q kJC到达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 mol·L1D假设容器的体积为0.20 L,那么达平衡时放出的热量大于23.15 kJ解析:平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变
14、,A项正确;由达平衡时放出的热量为23.15 kJ,可知X2和Y2的转化率均为25%,即平衡时X2、Y2和XY3的物质的量分别为0.75 mol、2.25 mol和0.5 mol,此时XY3的物质的量浓度均为2 mol·L1,可知的反响应逆向进行,反响过程需要吸收热量,B项错误;两容器中反响达平衡时为等效平衡,C项正确;增大压强平衡向正反响方向移动,放出热量多,D项正确。答案:B11硫化氢分解制取氢气和硫磺的原理为2H2S(g)S2(g)2H2(g),在2.0 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S,不同温度下测得H2S的转化率与时间的关系如以下图所示。以下说法正确的选项是()A
15、图中P点:v(正)<v(逆)B正反响为放热反响C950 时,01.25 s生成H2的平均反响速率为0.008 mol·L1·s1D950 时,该反响的平衡常数的值小于3.125×104解析:图中P点未达平衡状态,在这种状态下最终到达平衡状态,硫化氢的转化率变大,反响向正反响方向进行,所以v(正)>v(逆),A错误;升高温度,H2S的转化率变大,正向移动,正反响方向是吸热反响,B错误;2H2S(g)S2(g)2H2(g),在2.0 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S,此时硫化氢的转化率为20%,那么氢气的变化量为0.1×0.20.02
16、mol,浓度为0.01 mol·L1,所以v(H2)0.01 mol·L1÷1.25 s0.008 mol·L1·s1,C正确;Qc3.125×104,而反响正向移动,所以平衡常数的值大于3.125×104,D错误。答案:C12温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反响: 2NO2(g)2NO(g)O2 (g) (正反响吸热)。实验测得:v正v(NO2 )消耗k正c2(NO2 ),v逆v(NO)消耗2v(O2 )消耗k逆c2 (NO)·c(O2 ),k正、k逆为速率常数,受温度影响。 容器编号物质
17、的起始浓度(mol·L1)物质的平衡浓度(mol·L1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.200.50.35以下说法正确的选项是()A达平衡时,容器与容器中的总压强之比为 45 B达平衡时,容器中c(O2 )/c(NO2)比容器中的大C达平衡时,容器中NO的体积分数等于50%D当温度改变为T2时,假设k正k逆,那么T2>T1解析:容器中平衡时,c(NO2)0.2 mol·L1,c(NO)0.4 mol·L1,c(O2)0.2 mol·L1,容器容积为1 L,气体总物质的量为(0.20.40.2)mo
18、l0.8 mol,容器中投入量为(0.30.50.2)mol1 mol,假设容器中投入量与平衡量相等,那么两容器内压强之比为0.8145,根据容器中的相关数据,知该反响的平衡常数K0.8 mol·L1,容器中Qc0.56 mol·L1<K,说明容器中反响未到达平衡,反响向右进行,那么到达平衡时两容器中压强之比小于45,A项错误;容器中的反响相当于起始参加0.7 mol·L1NO2和0.1 mol·L1NO,到达平衡时,相对容器,平衡逆向移动,那么容器中的值小,B项错误;容器中到达平衡时NO的体积分数为×100%50%,容器中相当于起始参加
19、0.5 mol·L1NO2和0.1 mol·L1O2,到达平衡时,相对容器,平衡逆向移动,那么容器中NO的体积分数小于50%,C项正确;T2时,k正k逆,反响达平衡时,v正v逆,即k正c2(NO2)k逆c2(NO)·c(O2),得c2(NO2)c2(NO)·c(O2),Kc2(NO)·c(O2)/c2(NO2)1,平衡常数增大,反响正向移动,该反响为吸热反响,那么应升高温度,即T2>T1,D项正确。答案:D二、非选择题(此题包括4个小题,共52分。)13(12分)工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反响:CO(g)2H2(g)CH3O
20、H(g)。图1表示反响中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中参加 4 mol H2 和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。请答复以下问题:(1)在“图1中,曲线_(填“a或“b)表示使用了催化剂;该反响属于_(填“吸热或“放热)反响。(2)以下说法正确的选项是_。A起始充入的CO为2 molB增加CO浓度,CO的转化率增大C容器中压强恒定时,反响已达平衡状态D保持温度和密闭容器容积不变,再充入1 mol CO和2 mol H2,再次到达平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小(3)从反响开始到建立平衡,v(H2)_;该温度下CO(g)2H2(g)CH3
21、OH(g)的化学平衡常数为_。假设保持其他条件不变,将反响体系升温,那么该反响化学平衡常数_(填“增大“减小或“不变)。(4)请在“图3中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p1、p2,且p1<p2)。(5)CH3OH(g)O2(g)CO2(g)2H2O(g)H192.9 kJ/mol,又知H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol,请写出32 g的CH3OH(g)完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式_。答案:(1)b放热(2)AC(3)0.15 mol·L1·min112减小(4)(5)CH3OH
22、(g)O2(g)CO2(g)2H2O(l)H280.9 kJ/mol14(12分)近年来燃煤脱硫技术受到各界科研人员的重视,某脱硫技术涉及如下反响:.CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218.4 kJ·mol1。.CaO(s)3CO(g)SO2(g)CaS(s)3CO2(g)H394.0 kJ·mol1。(1)假设用K1、K2分别表示反响、的化学平衡常数,那么反响CaSO4(s)2CO(g)CaS(s)2CO2(g)的平衡常数K_(用含K1、K2的式子表示)。(2)某温度下在一密闭容器中假设只发生反响,测得数据如下:t/s010203050c(
23、CO)/(mol·L1)31.81.20.90.9前20 s内v(SO2)_mol·L1·s1,平衡时CO的转化率为_。(3)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始一氧化碳物质的量,对反响CaO(s)3CO(g)SO2(g)CaS(s)3CO2(g)的影响,实验结果如下图(图中T表示温度):比拟在a、b、c三点所处的平衡状态中,反响物SO2的转化率最高的是_点。图象中T2_(填“高于“低于“等于或“无法确定)T1,判断的理由是_。解析:(1)CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g),K1(反响),CaO(s)3CO(g)SO2(g)C
24、aS(s)3CO2,K2(反响),依据盖斯定律计算,得反响CaSO4(s)2CO(g)CaS(s)2CO2(g),K1,K2,K3,计算得到:K3(K1·K2)。(2)CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)起始量(mol·L1)30变化量(mol·L1)1.8 1.820 s(mol·L1) 1.2 1.8前20 s内v(SO2)1.8 mol·L1÷20 s0.09 mol·L1·s1;30 s到达平衡状态,平衡时CO的转化率(3 mol·L10.9 mol·L1)
25、247;3 mol·L1×100%70%。(3)依据图象分析,随一氧化碳量的增加,二氧化硫的转化率增大,c点最大;该反响是放热反响,依据平衡移动原理,升温,平衡逆向进行,二氧化碳含量减小,所以T2>T1。答案:(1)(K1·K2)(2)0.0970%(3)c高于该反响为放热反响,升高温度平衡向逆反响方向移动,CO2体积分数降低,故T2高于T115(14分)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反响:A(g)B(g)C(g)H85.1 kJ·mol1;反响时间(t/h)与容器内气体总压强(p/100kpa)的数据见下
26、表:时间0124816202530总压强4.915.586.327.318.549.509.529.539.53答复以下问题:(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反响物A的转化率(A)的表达式为_。平衡时A的转化率为_,反响的平衡常数K_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反响体系的总物质的量n总和反响物A的物质的量n(A),n总_mol,n(A)_mol。下表为反响物A浓度与反响时间的数据,计算:a_。反响时间t/h04816c(A)/(mol·L1)0.10a0.0260.0065分析该反响中反响物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规
27、律,得出的结论是_,由此规律推出反响在12 h时反响物的浓度c(A)为_mol·L1。解析:(1)由于该反响的正反响为一个气体体积增加的吸热反响,要提高A的平衡转化率,其实就是要让平衡正向移动,所以应采取的措施为升高温度,降低压强。(2)设到达平衡时A减少了x mol,那么由三段式有:A(g)B(g)C(g)起始量0.10 mol00变化量x mol x molx mol平衡量(0.10x)molx molx mol根据阿伏加德罗定律可得: 0.10/(0.10xxx)p0/p,求得A的转化率表达式为(A)x/0.10×100%(p/p01)×100%,将题目中数
28、据p04.91,p9.53代入表达式求得平衡时A的转化率为94.1%。将x0.094 1代入上面的三段式中可以求得该反响的平衡常数为Kc(B)·c(C)/c(A)0.094 1×0.094 1/(0.100.094 1)1.5;(3)由以上三段式知平衡时n(总)(0.10x)mol,n(A)(0.10x)mol,将(2)问中的x代入即可得到n(总)0.10×p/p0,n(A)0.10×(2p/p0);由表中数据可以看出规律为平衡前每间隔4小时,A浓度约变为原来的一半,故可知a0.051,反响在12 h时A的浓度为0.013 mol·L1。答案:
29、(1)升高温度、降低压强(2)×100%941%1.5(3)0.10×0.10×0.051到达平衡前每间隔4 h,c(A)减少约一半0.01316(14分).(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、某温度和催化剂的条件下合成碳酸二甲酯(DMC)的研究开发。:.CO的燃烧热:H283.0 kJ·mol1;.1 mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量;.2CH3OH(g)CO2 (g)CH3OCOOCH3 (g)H2O(g)H15.5 kJmol1。那么2CH3OH(g)CO (g)O2(g)CH3OCOOCH3 (g)H2O(l
30、)H_。该反响平衡常数K的表达式为_。(2)甲醇也是制备甲酸的一种重要原料。某温度时,将10 mol甲酸钠溶于水,溶液显碱性,向该溶液中滴加1 L某浓度的甲酸,使溶液呈中性,那么滴加甲酸的过程中水的电离平衡将_(填“正向“逆向或“不) 移动, 此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。.甲醇和CO2可直接合成DMC:2CH3OH(g)CO2 (g)CH3OCOOCH3 (g)H2O(g),但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反响走向工业化生产。(1)在恒容密闭容器中发生上述反响,能说明反响到达平衡状态的是_(选填编号)。A2v正(CH3OH)v逆(CO2)BCH3OH与H2O的物质的量之比保持不变C容器内气体的密度不变D容器内压强不变(2)某研究小组在某温度下,在100 mL恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×105 mol催化剂,研究反响时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如下图。计算公
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