阶段检测七生成氨的反应速率最快测试题

阶段检测七（专题七）一、选择题(本大题共25小题，每小题2分，共50分。每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1.在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的反应速率最快的是()A.v(NH3)=0.1mol/(L·min)B.v(NH3)=0.2mol/(L·min)C.v(H2)=0.3mol/(L·min)D.v(H2)=0.4mol/(L·min)答案D反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，以氢气的反应速率为标准进行判断。A项，v(NH3)=0.1mol/(L·min)，所以v(H2)=0.15mol/(L·min);B项，v(NH3)=0.2mol/(L·min)，所以v(H2)=0.3mol/(L·min);C项，v(H2)=0.3mol/(L·min);D项，v(H2)=0.4mol/(L·min)，所以反应速率最快的是D。2.足量的锌块与一定量的盐酸反应，为了减慢反应速率，但不减少氢气的产量，可采取的措施是()A.加入CaCO3固体 B.加入NaOH固体C.加水稀释 D.改为锌粉答案CA项，CaCO3固体与盐酸反应，由于会消耗盐酸，因此会减少氢气的产量，错误;B项，加入的NaOH固体与盐酸反应，会消耗盐酸，因此会减少氢气的产量，错误;C项，加水稀释，盐酸浓度降低，但HCl的量不变，正确;D项，锌块改为锌粉会加快反应速率，错误。3.可逆反应达到平衡的根本原因是()A.反应混合物中各组分的浓度相等B.正、逆反应都还在继续进行C.正、逆反应的速率均为零D.正、逆反应的速率相等答案D可逆反应达到平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度不一定相等，这与物质的初始浓度和转化率有关，故A错误;无论反应是否达到平衡状态，正、逆反应始终都在进行，故B错误;可逆反应达到平衡状态时，反应始终在进行且正、逆反应速率相等但不为0，故C错误;当可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，故D正确。4.下列措施对增大反应速率明显有效的是()A.Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉B.Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸C.在K2SO4溶液与BaCl2溶液反应时，增大压强D.Na与水反应时增大水的用量答案AAl片改成Al粉时，Al的表面积增大，与氧气的反应速率也明显增大，A正确。Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸在常温下会发生钝化使反应停止，B错误。K2SO4溶液与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀和KCl，反应过程中没有气体参加也无气体生成，所以加压对该反应的反应速率没有影响，C错误。Na与H2O反应时增大H2O的用量，对于H2O的浓度没有影响，也不会影响该反应的反应速率，D错误。5.对于在密闭容器中进行的反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0，能增大正反应速率的措施是()A.通入大量N2 B.增大容器容积C.通入大量SO3 D.降低体系温度答案CA项，通入大量氮气，不能增大反应物的浓度，不能增大正反应速率，故A错误;B项，增大容器容积，体系的压强减小，正反应速率减小，故B错误;C项正确;D项，降低体系的温度，正、逆反应速率都减小，故D错误。6.工业上用CO2生产甲醇燃料的原理为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某温度下，将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图实线所示。图中a(1，6)表示在1min时H2的物质的量是6mol。下列时间段平均反应速率最大的是()A.0~1min B.1~3min C.3~8min D.8~11min答案A分别计算不同时间段的平均反应速率:0~1min内，v(H2)=1mol/(L·min);1~3min内，v(H2)=(6-3)mol2L×(7.在一定温度下，将一定量的N2和O2通入体积为1L的密闭容器中，当反应N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH<0达到平衡后，改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是()A.增大压强 B.增大反应物的浓度C.使用催化剂 D.升高温度答案BA项，反应前后气体总体积不变，增大压强平衡不移动，故A不正确;B项，增大反应物的浓度可促进平衡正向移动，且不影响平衡常数，故B正确;C项，使用催化剂，平衡不移动，故C不正确;D项，平衡常数只受温度影响，故D不正确。8.在一个容积不变的密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。下列各项能说明该反应已经达到平衡状态的是()A.容器内气体压强不再改变B.N2和H2的物质的量不变且比例为1∶3C.断裂1molNN键的同时，断裂3molN—H键D.反应消耗N2、H2与生成NH3的速率之比为1∶3∶2答案A体系的压强不再改变，则气体总物质的量不变，正、逆反应速率相等，A正确;N2和H2的物质的量不变且比例为1∶3，不一定达平衡状态，B不正确;断裂1molNN键的同时，相当于形成6molN—H键，平衡时也断裂6molN—H键，C不正确;反应消耗的N2、H2与生成的NH3的速率比v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)恒为1∶3∶2，D不正确。9.反应mX(g)+nY(g)qZ(g)ΔH<0，m+n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是()A.通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动B.X的正反应速率是Y的逆反应速率的mnC.降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小D.若平衡时X、Y的转化率相等，则说明反应开始时X、Y的物质的量之比为n∶m答案B恒容条件下，通入稀有气体使压强增大，反应混合物的浓度不变，正、逆反应速率不变，平衡不移动，故A错误;可逆反应达到平衡时不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍，说明反应达到平衡，故B正确;降低温度，平衡向正反应方向移动，由于m+n>q，反应混合气体总的物质的量减小，混合气体的总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量增大，故C错误;反应物的起始物质的量之比等于化学计量数之比，平衡时X、Y的转化率相等，说明反应开始时X、Y的物质的量之比为m∶n，故D错误。故选B。10.一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生反应∶2HI(g)H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L需要15s，则c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L，所需的时间()A.等于15sB.等于10sC.大于10sD.小于10s答案C若c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L，需要15s，即减少0.03mol/L需要15s;c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L时，浓度减少0.02mol/L，当速率与浓度变化成正比时，需要0.02mol/L0.03mol/L11.某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，则下列说法正确的是()A.该反应的化学平衡常数表达式是K=cB.此时B的平衡转化率是40%C.增大该体系的压强，化学平衡常数增大D.增加B，B的平衡转化率增大答案B化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A错误;根据化学方程式可知，平衡时减少的B的物质的量是1.6mol×0.5=0.8mol，所以B的转化率为40%，B正确;平衡常数只与温度有关，增大压强，平衡常数不变，C错误;增加B后平衡右移，A的转化率增大，而B的转化率减小，D错误。12.尿素是首个由无机物人工合成的有机物。工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，当氨碳比n(NH3)/n(CO2)=4时，CO2的转化率随时间的变化关系如图所示，则A点的逆反应速率v逆(CO2)与B点的正反应速率v正(CO2)的大小关系为()A.v逆(CO2)>v正(CO2)B.v逆(CO2)<v正(CO2)C.v逆(CO2)=v正(CO2)D.无法判断答案B由图像可知，在A点时反应还未达到平衡状态，反应仍继续正向进行，故v逆(CO2)小于B点平衡时的化学反应速率，故v逆(CO2)<v正(CO2)。13.高炉炼铁的主要反应为:3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/℃100011501300平衡常数4.03.73.5下列说法正确的是()A.增加Fe2O3固体可以提高CO的转化率B.该反应的ΔH<0C.减小容器体积既能提高反应速率又能提高平衡转化率D.容器内气体密度恒定时，不能标志反应达到平衡状态答案BA项，增加Fe2O3固体后，化学平衡不移动，不会提高CO的转化率，故A错误;B项，由题表中数据可知，温度越高平衡常数越小，故升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即ΔH<0，故B正确;C项，减小容器容积，压强增大，化学反应速率增大，由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，则化学平衡不移动，故反应物转化率不变，故C错误;D项，CO和CO2的密度不同，则反应过程中气体的密度不同，若容器内气体密度恒定，说明各组分的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故D错误。14.X(g)+2Y(s)2Z(g)ΔH=-akJ/mol，一定条件下，将1molX和2molY加入2L的恒容密闭容器中，10min后测得Y的物质的量为1.4mol。下列说法正确的是()A.10min内，X的平均反应速率为0.03mol/(L·min)B.若容器中气体的密度不再发生变化，说明上述反应已达到平衡状态C.10min时Z的浓度为0.7mol/LD.10min内，反应放出的热量为0.3kJ答案B根据“三段式法”解答:X(g)+2Y(s)2Z(g)ΔH=-akJ/mol起始物质的量(mol)12 0变化物质的量(mol)0.30.6 0.610min后物质的量(mol)0.71.4 0.610min内，X的平均反应速率为0.3mol2L×10min=0.015mol/(L·min)，A项错误;该反应有固体参加，随着反应的进行气体的质量不断变化，恒容密闭容器的体积不变，根据ρ=mV可知，当容器中气体的密度不再发生变化时，该反应达到平衡状态，B项正确;10min时Z的浓度为0.6mol2L=0.3mol/L，15.一定温度下，在0.5L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，10s时达到化学平衡状态。下列说法正确的是()A.该反应的化学方程式为2X(g)3Y(g)+Z(g)B.10s内Y的平均反应速率为0.12mol·L-1·min-1C.X的转化率为66.7%D.增大压强，反应速率一定加快答案A当反应达到平衡状态时，X反应了0.8mol，生成了1.2molY，0.4molZ，故X、Y、Z的化学计量数之比为2∶3∶1，A正确;10s内Y的平均反应速率为0.24mol·L-1·s-1，B错误;X的转化率为0.8mol2.4mol×100%≈33.3%，C错误;增大压强，反应速率不一定加快，比如在密闭容器中通入惰性气体，16.向甲、乙两个容积均为1L的恒容密闭容器中分别充入2molA、2molB和1molA、1molB。相同条件下，发生反应:A(g)+B(g)xC(g)ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.x可能等于2也可能等于3B.向平衡后的乙容器中充入氦气可使c(A)增大C.将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内的相同D.若向甲容器中再充入2molA、2molB，则再次达到平衡时甲容器中0.78mol·L-1<c(A)<1.56mol·L-1答案D由图像可知平衡时，甲容器内A的转化率为2mol-0.78mol2mol×100%=61%，乙容器内A的转化率为1mol-0.5mol1mol×100%=50%，甲容器内压强比乙容器内大，增大压强向正反应方向移动，增大压强平衡向着体积减小的方向移动，故1+1>x，所以x=1，A错误;向平衡后的乙容器中充入氦气，容器内压强虽然增大，但反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，转化率不变(压强影响平衡移动的本质是改变体积进而影响反应混合物各组分的浓度)，B错误;该反应为放热反应，将乙容器单独升温，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，乙容器中A的转化率比甲容器的转化率低，不可能使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内的相同，C错误;向甲容器中再充入2molA、2molB，可以等效为原平衡状态下压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，所以再次达到平衡时甲容器中A的浓度小于原平衡中A的浓度的2倍，平衡移动可以降低浓度增大的趋势，17.常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。下列判断正确的是()A.增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数增大B.第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃C.第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D.该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)答案B增加c(CO)，平衡正向移动，但由于反应温度不变，故平衡常数不变，A错;第一阶段的目的是得到气态Ni(CO)4，因为Ni(CO)4的沸点为42.2℃，故反应温度选择50℃，B正确;根据题给平衡常数知230℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为5×104，故第二阶段Ni(CO)4分解率较高，C错;反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO)，D错。18.一定条件下，在一个容积为2L的密闭容器中加入0.8molA2气体和0.6molB2气体反应达平衡生成1molAB气体并释放出热量，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是()A.图中a点的值为0.15B.该反应的平衡常数K=0.03C.温度升高，平衡常数K值减小D.平衡时A2的转化率为62.5%答案B当AB的浓度改变0.5mol·L-1时，A2、B2的浓度改变均为0.25mol·L-1，所以平衡时A2的浓度为(0.4-0.25)mol·L-1=0.15mol·L-1，B2的浓度为(0.3-0.25)mol·L-1=0.05mol·L-1，K=c2(AB)c(19.一定条件下存在反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0，现有三个相同的1L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molH2和1molI2(g)，在Ⅱ中充入2molHI(g)，在Ⅲ中充入2molH2和2molI2(g)，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是()A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同C.容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深D.容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和等于1答案CA项，到达平衡时容器Ⅰ与容器Ⅱ的温度不同，反应速率不同，故A错误;B项，容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上再加入1molH2和1molI2(g)，反应向正反应方向进行，故容器Ⅲ中到达平衡时温度更高，该反应正反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，故B错误;C项，容器Ⅱ中所到达的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应方向移动，故容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深，故C正确;D项，温度相同时，容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和等于1，容器Ⅱ中所到达的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应方向移动，HI的转化率比两容器温度相同时容器Ⅱ中HI的转化率低，则容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和小于1，故D错误。20.可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)，当其他条件不变时，C的质量分数与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。根据图中曲线判断下列叙述中正确的是()A.达到平衡后，若使用催化剂，C的质量分数增大B.达到平衡后，若升高温度，则平衡向逆反应方向移动C.达到平衡后，增大A的量，有利于平衡向正反应方向移动D.方程式中一定有m+n<p+q答案B使用催化剂，可以缩短反应到达平衡所需的时间，但平衡不移动，C的质量分数不变，A错误;由图知，升高温度，C%减小，则平衡逆向移动，B正确;达到平衡后增加A的量，因A为固体，故对平衡无影响，C错误;增大压强，C%减小，则平衡逆向移动，增大压强平衡向体积减小的方向移动，故n<p+q，D错误。故选B。21.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法正确的是()A.生成乙烯的速率:vM>vNB.平衡常数KM<KNC.催化剂可能会影响CO2的平衡转化率D.若投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1，则图中M点时，CO2的体积分数约为15.4%答案DA项，温度越高，反应速率越快，N点温度高，则生成乙烯的速率:vM<vN，故A错误;B项，由图可知，温度高时反应物的转化率低，则正反应为放热反应，N点温度高，则平衡常数KM>KN，故B错误;C项，催化剂对平衡移动无影响，则催化剂不能改变CO2的平衡转化率，故C错误;D项，若投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1，图中M点CO2的转化率为50%，设初始时投入3molH2和1molCO2，则:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)开始/mol 3 1 0 0转化/mol 1.5 0.5 0.25 1平衡/mol 1.5 0.5 0.25 1CO2的体积分数为0.5122.某温度下，H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=94。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。起始浓度甲乙丙c(H2)(mol/L)0.010.020.02c(CO2)(mol/L)0.010.010.02下列判断不正确的是()A.平衡时，乙中CO2的转化率大于60%B.平衡时，甲中和丙中CO2的转化率均是60%C.平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/LD.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢答案C设平衡时甲中CO2的转化浓度为xmol/L，则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为(0.01-x)mol/L、(0.01-x)mol/L、xmol/L、xmol/L，根据平衡常数K=x·x(0.01-x)(0.01-x)=94，解得x=0.006，则甲中CO2的转化率为0.0060.01×100%=60%，由于乙相对于甲增大了c(H2)，因此CO2的转化率增大，A项正确;设平衡时丙中CO2的转化浓度为ymol/L，则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为(0.02-y)mol/L、(0.02-y)mol/L、ymol/L、ymol/L，根据平衡常数K=y·y(0.02-y)(23.在温度相同、容积均为2L的3个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温，测得反应达到平衡时的有关数据如下，下列说法正确的是()甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molN2、6molH22molNH3NH3浓度(mol·L-1)c1c2c3反应的能量变化放热Q1kJ放热Q2kJ吸热Q3kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率α1α2α3已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。A.2p1=2p3>p2B.α2+α3<1C.达到平衡时丙容器中NH3的体积分数最大D.Q1+Q3>92.4答案AA项，甲和丙中平衡状态相同，乙中相当于在甲中平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，所以乙中压强减小，小于甲的2倍，即2p1=2p3>p2，故A正确。B项，丙容器中加入2molNH3，最后达到和甲相同的平衡状态，α1+α3=1;乙容器中反应物投入量为2molN2、6molH2，由于乙中相当于在甲平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率增大，所以转化率α2+α3>1，故B错误;C项，乙中氮气、氢气转化率大于甲和丙，平衡后乙中氨气体积分数最大，故C错误;D项，甲与丙中平衡完全等效，根据盖斯定律可知，Q1+Q3=92.4，故D错误。24.在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)，所得实验数据如下表:实验编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b下列说法正确的是()A.实验①中，若5min时测得n(M)=0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2mol/(L·min)B.实验②中，该反应的平衡常数K=2.0C.实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%D.实验④中，达到平衡时，b>0.060答案CA项，0至5min内，v(M)=0.050mol10L5min=1×10-3mol/(L·min)，v(N)=v(M)=1×10-3mol/(L·min)X(g)+Y(g)M(g)+N(g)初始(mol/L)0.0100.04000转化(mol/L)0.0080.0080.0080.008平衡(mol/L)0.0020.0320.0080.008K=0.008mol/实验③，根据“三段式”得:X(g)+Y(g)M(g)+N(g)初始(mol/L)0.0200.03000转化(mol/L)xxxx平衡(mol/L)0.020-x0.030-xxx根据温度不变，K不变可得x2(0X的转化率=0.012mol/由实验①②中数据可知该反应为放热反应，900℃时的平衡常数应小于800℃时的平衡常数，假设实验④中K=1，则(bb=0.06综上所述，900℃达到平衡时b<0.06，D项错误。25.温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。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。下列说法正确的是()容器编号物质的起始浓度(mol·L-1)物质的平衡浓度(mol·L-1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.30.50.2Ⅲ00.50.35A.达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5B.达平衡时，容器Ⅱ中c(C.达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%D.当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T2<T1答案CA项，根据题表中Ⅰ的数据，2NO2(g)2NO(g)+O2(g)c(始)/mol·L-1 0.6 0 0c(转)/mol·L-1 0.4 0.4 0.2c(平)/mol·L-1 0.2 0.4 0.2算出Ⅰ中平衡时K=0.8，采用代入法利用A项数据，根据阿伏加德罗定律得出Ⅱ中平衡时n(总)=1mol，据此算出Ⅱ中平衡时K≠0.8，故A项错误。B项，设Ⅱ中NO2转化了xmol·L-1，2NO2(g)2NO(g)+O2(g)c(始)/mol·L-10.3 0.5 0.2c(转)/mol·L-1 x x 0.5xc(平)/mol·L-1 0.3-x 0.5+x 0.2+0.5x若平衡时c(O2)c(NO2此时c(NO2)=3.515mol·L-1，c(NO)=8.5153.515mol·L-1，将数据代入平衡常数表达式可得3.515×8.51523.5152≈1.4>0.8，说明平衡时c(O2)c(NO2)≠1，因为1.4>0.8，说明平衡时c(O2)<3.515mol·L-1，c(NO2)>3.515mol·L-1，c(O2)c(NO2)应小于1，B不正确。C项，假设某状态时Ⅲ中NO的体积分数为50%，计算可得此时Qc=4.8>K，则反应逆向进行，观察方程式中各物质的化学计量数可知n(总)每减少amol，n(NO)必减少2amol，故平衡时NO体积分数必小于50%二、非选择题(本大题共7小题，共50分)26.(6分)氮化铝(AlN)是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在温度高于1500℃时，通过碳热还原法制得。实验研究认为，该碳热还原反应分两步进行:①Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X(X中Al与O的质量比为6.75∶2);②在碳存在下，X与N2反应生成AlN。请回答:(1)X的化学式为。(2)碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为:Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)①在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是。A.从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率B.c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率C.在不同时刻都存在关系:v(N2)=3v(CO)D.维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙②该反应在高温下自发进行，则随着温度升高，反应物Al2O3的平衡转化率将(填“增大”“不变”或“减小”)，理由是。③一定温度下，在压强为p的反应体系中，平衡时N2的转化率为α，CO的物质的量浓度为c;若温度不变，反应体系的压强减小为0.5p，则N2的平衡转化率将α(填“<”“=”或“>”)，平衡时CO的物质的量浓度。A.小于0.5c B.大于0.5c，小于cC.等于c D.大于c(3)在氮化铝中加入氢氧化钠溶液，加热，吸收产生的氨气，进一步通过酸碱滴定法可以测定氮化铝产品中氮的含量。写出上述过程中氮化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式。答案(1)Al2O(2)①CD②增大该反应高温下自发进行，且ΔS>0，所以ΔH>0，即正反应为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动③>B(3)AlN+NaOH+H2ONH3↑+NaAlO2解析(1)X中，n(Al)∶n(O)=6.7527∶216=2∶1，故X的化学式为Al2O。(2)①由a、b两点纵坐标可得Δc(CO)，由横坐标可得Δt，从而可求出从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确;c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率，B正确;在不同时刻存在关系:3v(N2)=v(CO)，C错误;减少N2的物质的量，平衡逆向移动，平衡时CO浓度比甲曲线的CO浓度小，D错误。②该反应的ΔS>0，反应在高温下自发进行，说明反应的ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，故反应物Al2O3的平衡转化率将增大。③减小压强，平衡正向移动，N2的平衡转化率将增大，故大于α。若平衡不移动，CO的物质的量浓度相应减为0.5c，但平衡右移，故0.5c<c(CO)<c，B正确。(3)AlN+3H2OAl(OH)3↓+NH3↑，Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O，两式相加即得总反应:AlN+NaOH+H2ONaAlO2+NH327.(10分)Ⅰ.用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。已知:反应①:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)ΔH1反应②:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH2(已知|ΔH1|=2|ΔH2|)反应③:4NH3(g)+6NO2(g)5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l)ΔH3反应①和反应②在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表:温度/K反应①反应②已知:K2>K1>K'2>K'1298K1K2398K'1K'2(1)推测反应③是反应(填“吸热”或“放热”)。(2)相同条件下，反应①在2L密闭容器内，选用不同催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。①计算0~4min内在A催化剂作用下，反应速率v(NO)=。②下列说法正确的是。A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)B.增大压强能使反应速率加快，是因为增加活化分子百分数C.单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当温度不变时，说明反应已经达到平衡Ⅱ.(1)对于反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)，探究反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到如图1所示的曲线。试分析实际化工生产中不采用高压的原因:。(2)探究上述反应中平衡时CO2的体积分数与反应物中的n(NO)①在X、Y、Z三点中，CO的转化率从大到小的顺序是。②若保持其他条件不变，请在图2中画出温度为T2(T2<T1)时的变化趋势曲线。图1图2答案Ⅰ.(1)吸热(2)①0.375mol·L-1·min-1②CDⅡ.(1)常压下NO的转化率已经较高，继续增大压强，转化率增大程度不大，并且高压要增加成本(2)①Z>Y>X②解析Ⅰ.(1)已知K1>K'1，说明随温度升高，K减小，则反应Ⅰ为放热反应，ΔH1<0;K2>K'2，说明随温度升高，K减小，则反应Ⅱ为放热反应，ΔH2<0;反应Ⅰ-反应Ⅱ×3得到反应Ⅲ，则ΔH3=ΔH1-3ΔH2，已知|ΔH1|=2|ΔH2|，所以ΔH3=ΔH1-3ΔH2=|ΔH2|>0，即反应Ⅲ为吸热反应。(2)①已知4min时n(N2)为2.5mol，则消耗的NO为3mol，所以v(NO)=3mol2L×4min=0.375mol·L-1·min-1。②C项，单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，则消耗的NH3和消耗的水的物质的量之比为4∶6，说明反应已经达到平衡，故C正确;D项，该反应为放热反应，在恒容绝热的密闭容器中反应时温度会升高，当温度不变时，说明反应已经达到平衡，Ⅱ.(2)①从X点到Z点，n(NO)n(CO)增大，促进CO的转化，在X、Y、Z三点中，CO的转化率从大到小的顺序是Z>Y>X。②由题图1可知，温度越高，转化率越低，该反应为放热反应，28.(6分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义。(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-12NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-113.0kJ·mol-1则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=kJ·mol-1。(2)一定条件下，将NO2与SO2以体积比2∶1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。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1molSO3的同时生成1molNO若测得上述反应达平衡时NO2与SO2的体积比为5∶1，则平衡常数K=。(3)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图甲所示。该反应的ΔH0(填“>”或“<”)。图甲(4)依据燃烧的反应原理，用合成的甲醇可以设计如图乙所示的原电池装置。图乙①该电池工作时，OH-向极移动(填“正”或“负”)。②该电池正极的电极反应式为。答案(1)-41.8(2)BD1.8(3)<(4)①负②2H2O+O2+4e-4OH-解析(1)根据盖斯定律，将第二个热化学方程式颠倒过来，与第一个热化学方程式相加得:2NO2(g)+2SO2(g)2SO3(g)+2NO(g)ΔH=-83.6kJ·mol-1，则NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ·mol-1。(2)该反应是反应前后气体分子数不变的反应，故体系的压强保持不变，不能说明反应已达到平衡状态，A错误;随着反应的进行，NO2的浓度减小，颜色变浅，颜色保持不变可以说明反应已达平衡，B正确;SO3和NO都是生成物，比例保持1∶1，不能作为平衡状态的判断依据，C错误;题述的两个速率分别表示正、逆反应速率，能作为平衡状态的判断依据，D正确;设起始时二氧化氮的体积为2a、二氧化硫的体积为a，二氧化氮转化的体积为x，NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)起始物质的体积 2a a00转化物质的体积 xxxx平衡物质的体积 2a-x a-xxx平衡时NO2与SO2的体积比为5∶1，即(2a-x)∶(a-x)=5∶1，解得x=0.75a，反应前后体积不变，故平衡常数K=c(SO(3)由图可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，ΔH<0。(4)①该电池工作时，OH-向负极移动。②该电池正极是氧气得到电子，电解质溶液显碱性，则电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-。29.(10分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式:。(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.4kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是。a.升高温度 b.增大水蒸气浓度c.加入催化剂 d.降低压强利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为。(3)图1表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:。(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: 。答案(1)2NH4HS+O22NH3·H2O+2S↓(2)a90%(3)14.5%(4)(5)Ⅳ对原料气加压;分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用解析(1)由题给反应信息不难写出再生反应的化学方程式为2NH4HS+O22S↓+2NH3·H2O。(2)增大水蒸气浓度，平衡右移，但H2百分含量不一定提高;加入催化剂，对平衡无影响，不能提高H2百分含量;降低压强，反应速率减慢。设达到平衡时CO转化了xmol。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)n起始 0.2mol 0mol 0.8moln平衡 (0.2-x)mol xmol (0.8+x)mol(0.2-x)+x+(0.8+x)=1.18，x=0.18，αCO=0.(3)方法1:设达到平衡时N2转化了xmol。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)n起始 nmol 3nmol 0n平衡 (n-x)mol(3n-3x)mol 2xmol2x(n-故N2体积分数=n-x4方法2:由N2、H2按1∶3投料，N2与H2又按照1∶3发生反应，故从反应开始到反应平衡，N2和H2之比始终为1∶3。N2体积分数=13+1(4)反应初期，NH3从无到有，在未达到平衡前，NH3物质的量是增大的，达到平衡后，温度升高，平衡向逆向移动，NH3物质的量逐渐减小，曲线见答案。(5)通过热交换器(步骤Ⅳ)，加热进入合成塔的原料气，同时冷却从合成塔出来的平衡混合气。提高原料总转化率的方法有:①对N2、H2加压;②将产物NH3液化分离，减小生成物浓度;③将未反应的N2、H2循环使用。30.(6分)在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度的升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题:(1)该反应的ΔH0(填“>”或“<”);100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s内，反应速率v(N2O4)为mol·L-1·s-1;该反应的平衡常数K1为 。(2)100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。①T100℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是。②计算温度T时反应的平衡常数K2=。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减小一半，平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是。答案(1)>0.0010.36(2)①大于正反应吸热，反应向吸热方向移动，故温度升高②1.28(3)逆反应对气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动解析(1)随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡正向移动，即ΔH>0;0~60s内，N2O4浓度变化为0.1mol·L-1-0.04mol·L-1=0.06mol·L-1，v(N2O4)=0.06mol·L-160s=0.001mol·L-1·s-1(2)①N2O4的平均反应速率降低，平衡正向移动，由于正反应方向吸热，故T>100℃;②平衡时，c(NO2)=0.120mol·L-1+0.002mol·L-1·s-1×10s×2=0.160mol·L-1，c(N2O4)=0.04mol·L-1-0.002mol·L-1·s-1×10s=0.020mol·L-1，K2=0.(3)反应容器的容积减小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动。31.(6分)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-③2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-若某反应的平衡常数表达式为K=c(N2)·(2)N2O5在一定条件下可发生分解反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表:t/min0.001.002.003.004.005.00c(N2O5)/mol·L-11.000.710.500.350.250.17①反应开始时体系压强为p0，3.00min时体系压强为p1，则p1∶p0=;2.00min~5.00min内，O2的平均反应速率为。②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是。a.容器中压强不再变化b.NO2和O2的体积比保持不变c.2v正(NO2)=v逆(N2O5)d.气体的平均相对分子质量保持不变(3)N2O4与NO2之间存在反应:N2O4(g)2NO2(g)ΔH=QkJ·mol-1。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度变化如图所示。上图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强p0为200kPa，该温度下反应的平衡常数Kp=(小数点后保留一位数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。答案(1)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5kJ·mol-1(2)①1.9750.055mol·L-1·min-1②ad(3)213.3解析(1)若某反应的平衡常数表达式为K=c(N2)·c2(CO2)c2(NO)·c2(CO(2)①2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)开始(mol/L) 1.00 0 0反应(mol/L) 0.65 1.30 0.3253min时(mol/L) 0.35 1.30 0.325反应前后气体的压强之比等于其物质的量浓度之比，所以p1∶p0=(0.35+1.30+0.325)mol·L-1∶1.00mol·L-1=1.975;2.0