版高考化学山东版总复习课标通用练习专题七专项突破四.docx
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版高考化学山东版总复习课标通用练习专题七专项突破四
专项提能训练(四)
化学平衡图像
1.对于可逆反应A(g)+2B(g)
2C(g) ΔH>0,下列图像中正确的是( )
答案 D 该反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,则图中交点后应正反应速率大于逆反应速率,故A错误;该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,则图中升高温度正、逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,故B错误;升高温度,反应速率加快,平衡正向移动,则图中500℃应先达到平衡,故C错误;升高温度,反应速率加快,达到平衡时间短,且平衡正向移动,A的体积分数减小,则500℃先达到平衡且A的体积分数小,故D正确。
2.I2在KI溶液中存在下列平衡:
I2(aq)+I-(aq)
(aq)。
某I2、KI混合溶液中
的物质的量浓度c(
)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
下列说法正确的是 ( )
A.反应I2(aq)+I-(aq)
(aq)的ΔH>0
B.若温度为T1、T2时,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1C.若反应进行到状态D时,一定有v(正)>v(逆)
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
答案 C 随着温度的不断升高,
的浓度逐渐减小,说明反应向逆反应方向移动,I2(aq)+I-(aq)
(aq)是一个放热反应,即ΔH<0,故A错误;因为K=
T2>T1,所以当温度升高时,反应向逆反应方向移动,即K1>K2,故B错误;从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,
的浓度应增加,平衡向正反应方向移动,所以v(正)>v(逆),故C正确;温度升高,平衡向逆方向移动,c(
)变小,则c(I2)应变大,所以状态B的c(I2)大,故D错误。
3.对于可逆反应:
mA(g)+nB(?
)
xC(g) ΔH,在不同温度及压强(p1,p2)条件下,反应物A的转化率如图所示,下列判断正确的是( )
A.ΔH>0,m+n>x,同时B为非气态
B.ΔH>0,m+nC.ΔH<0,m+n>x,同时B为气态
D.ΔH<0,m答案 C 由图
(1)知,p2达到平衡时所用时间长,p1达到平衡时所用时间短,压强越大反应速率越大,所以p2x,当B为非气态时,即m>x;由图
(2)知,随着温度的升高,A的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,所以逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,即ΔH<0,只有C符合。
4.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应:
C(s)+2NO(g)
CO2(g)+N2(g),平衡时c(NO)与温度T的关系如下图所示,则下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.若该反应在T1℃、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2,则K1C.若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD,则pC=pD>pB
D.在T2℃时,若反应体系处于状态D,则此时v正>v逆
答案 D 温度升高,NO的浓度增大,说明平衡左移,则该反应的ΔH<0,故A错误;ΔH<0,升高温度平衡常数减小,则K1>K2,故B错误;反应前后气体物质的量不变,压强与温度有关,温度越高压强越大,则pC>pD=pB,故C错误;在T2℃时,若反应体系处于状态D,达到平衡NO的浓度要减小,反应正向进行,则此时v正>v逆,故D正确。
5.已知:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,下图表示L一定时,H2的平衡转化率(α)随X的变化关系,L(L1、L2)、X分别代表压强或温度中的一种。
下列说法中,不正确的是( )
A.X表示温度
B.L2>L1
C.反应速率:
v(M)>v(N)
D.平衡常数:
K(M)>K(N)
答案 D A项,升高温度,平衡逆向移动,H2的平衡转化率(α)减小,故X表示温度;B项,相同温度时,压强越大,H2的平衡转化率(α)越大,故L2>L1;C项,压强越大,反应速率越快,故v(M)>v(N);D项,温度相同,平衡常数相同。
6.在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s)
2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。
下列说法正确的是( )
A.反应CO2(g)+C(s)
2CO(g) ΔH<0
B.体系的总压强p总:
p总(状态Ⅱ)<2p总(状态Ⅲ)
C.体系中c(CO):
6c(CO,状态Ⅰ)D.从状态Ⅰ到状态Ⅲ的升温过程中,每一时刻,正、逆反应速率:
v逆>v正
答案 B A项,根据图像,升高温度c(CO2)减小,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,A项错误;B项,状态Ⅱ和状态Ⅲ温度和体积相同,Ⅱ处于起始加入0.2molCO2的曲线上,Ⅲ处于起始加入0.1molCO2的曲线上,状态Ⅱ起始加入的CO2物质的量是状态Ⅲ的两倍,状态Ⅱ相当于在状态Ⅲ达平衡后将体积缩小一半,若平衡不移动,状态Ⅱ总压强等于状态Ⅲ的两倍,增大压强平衡逆向移动,p总(状态Ⅱ)<2p总(状态Ⅲ),B项正确;C项,Ⅰ处于起始加入0.1molCO2的曲线上,Ⅱ处于起始加入0.2molCO2的曲线上,根据图像Ⅰ、Ⅱ平衡时c(CO2)平衡相等且<0.08mol/L,Ⅰ平衡时c(CO)=2[0.1-c(CO2)平衡],Ⅱ平衡时c(CO)=2[0.2-c(CO2)平衡],若c(CO2)平衡=0.08mol/L,则6c(CO,状态Ⅰ)=c(CO,状态Ⅱ),而c(CO2)平衡<0.08mol/L,则6c(CO,状态Ⅰ)>c(CO,状态Ⅱ),C项错误;D项,该反应为吸热反应,从状态Ⅰ到状态Ⅲ升温过程中v正>v逆,D项错误。
7.(2018江西名校学术联盟质量检测)为了缓解温室效应,科学家提出了多种回收和利用CO2的方案。
方案Ⅰ:
利用CO2制备CH4
300℃时,向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2,发生反应CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) ΔH4,混合气体中CH4的浓度与反应时间的关系如图所示。
(1)①从反应开始到恰好达到平衡时,H2的平均反应速率v(H2)= 。
②300℃时,反应的平衡常数K= 。
③保持温度不变,向平衡后的容器中再充入2molCO2和8molH2,重新达到平衡时CH4的浓度 (填字母)。
A.等于0.8mol·L-1
B.等于1.6mol·L-1
C.0.8mol·L-1D.大于1.6mol·L-1
(2)300℃时,如果该容器中有1.6molCO2、2.0molH2、5.6molCH4、4.0molH2O(g),则v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)已知:
200℃时,该反应的平衡常数K=61.8。
则ΔH4 0(填“>”“<”或“=”)。
答案
(1)①0.32mol·L-1·min-1 ②25 ③D
(2)> (3)<
解+析
(1)①从反应开始到恰好达到平衡时,H2的平均反应速率v(H2)=4v(CH4)=
×4=0.32mol·L-1·min-1。
②CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
起始(mol·L-1)1 4 0 0
反应(mol·L-1)0.8 3.2 0.8 1.6
平衡(mol·L-1)0.2 0.8 0.8 1.6
300℃时,反应的平衡常数K=
=25。
③保持温度不变,向平衡后的容器中再充入2molCO2和8molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,则重新达到平衡时CH4的浓度大于1.6mol·L-1。
(2)Qc=
=14v逆。
(3)200℃时,该反应的平衡常数K=61.8,说明升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则ΔH4<0。
8.(2018山东济南一模,27)在一定条件下,将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应为:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH。
已知:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1
(1)ΔH kJ·mol-1。
(2)某温度下,在体积固定为2L的密闭容器中进行反应①,将1molCO和2molH2混合,测得不同时刻的反应前后压强关系如下:
时间(min)
5
10
15
20
25
30
压强比(p后/p前)
0.98
0.90
0.80
0.70
0.70
0.70
则达到平衡时CO的转化率为 。
(3)已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时,CO2的转化率如图所示。
从图中可得出三条主要规律:
①增大投料比,CO2的转化率增大;② ;③ 。
答案
(1)-122.5
(2)45% (3)升高温度,CO2的转化率降低 温度越低,增大投料比使CO2的转化率增大的越显著(答案合理即可)
解+析
(1)根据盖斯定律可知,①×2+②-③×2可得所求反应方程式,则ΔH=2ΔH1+ΔH2-2ΔH3=2×(-90.7kJ·mol-1)-23.5kJ·mol-1+2×41.2kJ·mol-1=-122.5kJ·mol-1。
(2)温度、体积不变的可逆反应中,气体的压强之比等于其物质的量之比,20min时反应达到平衡,压强比
=0.70,则反应后气体的物质的量=3mol×0.70=2.1mol,气体减少的物质的量=3mol-2.1mol=0.9mol,根据气体减少的物质的量与CO之间的关系式知参加反应的CO的物质的量为
=0.45mol,则CO的转化率=
×100%=45%。
9.工业上以CO为原料生产二甲醚的反应为3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=akJ·mol-1。
T℃时,起始时在恒容密闭容器中加入一定量的H2和CO,实验内容和结果如下表和下图所示。
实验序号
容器体积
起始物质的量
达平衡时放出热量
H2
CO
Ⅰ
2L
8mol
8mol
494kJ
Ⅱ
2L
4mol
4mol
——
(1)上述反应平衡常数K的表达式为 。
(2)由题意可知,a= ,b 1(填“>”“<”或“=”)。
(3)实验Ⅰ中,反应前10min内的平均速率v(H2)= 。
(4)下列条件能使上述反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 (填写字母)。
a.及时分离出CH3OCH3气体
b.保持容器的容积不变,再充入1molCO和1molH2
c.适当升高温度
d.保持容器的容积不变,充入1mol氦气
(5)T℃时,若容器中含1mol·L-1H2、2mol·L-1CO、2mol·L-1CH3OCH3、3mol·L-1CO2,则此时v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
答案
(1)
(2)-247 <
(3)0.3mol·L-1·min-1 (4)b (5)>
解+析
(1)3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)平衡常数表达式为
根据图像分析该反应是放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡常数增大。
(2)实验Ⅰ中,
3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=akJ·mol-1
起始(mol)8800
变化(mol)6622
平衡(mol)2222
反应放出的热量与物质的量成正比,则有2∶(-494)=1∶a,解得a=-247。
实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,等温等容,反应物浓度减半,相当于减小压强,平衡左移,所以实验Ⅱ达到平衡时,CH3OCH3(g)的物质的量比1要小,即b<1。
(3)实验Ⅰ中,反应前10min内的平均速率v(H2)=
=0.3mol·L-1·min-1。
(4)及时分离出CH3OCH3气体,生成物浓度减小,反应速率减小,平衡正向移动,故a错误;保持容器的容积不变,再充入1molCO和1molH2,相当于增大压强,反应速率增大,平衡正向进行,b项正确;该反应是放热反应,适当升高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,故c错误;保持容器的容积不变,充入1mol氦气,平衡不移动,故d错误。
(5) 3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)
起始(mol)8800
变化(mol)6622
平衡(mol)2222
容器容积为2L,则平衡浓度均为1mol/L,平衡常数K=
=1,若容器中含1mol·L-1H2、2mol·L-1CO、2mol·L-1CH3OCH3、3mol·L-1CO2,则Qc=
=0.75v逆。