化学反应速率和化学平衡章末检测卷二教师版Word下载.docx
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分离出H2,平衡向右移动,
增大,C项正确;
再通入水蒸气,平衡向右移动,但H2O(g)的转化率降低,
降低,D项不正确。
5.一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:
MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
选项
x
y
A
温度
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量(忽略体积)
CO的转化率
解析 由于此反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,混合气体质量增加,密度增大,A正确;
当增加CO的物质的量时,相当于增大体系的压强,平衡逆向移动,CO的转化率减小,CO2与CO的物质的量之比减小,B错误;
平衡常数只与温度有关,与SO2的浓度无关,C错误;
MgSO4为固体,增加其质量对平衡无影响,所以CO的转化率不变,D错误。
6.将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中,发生反应:
H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),在不同温度下,该反应达到平衡状态时的部分数据如表所示。
下列说法正确的是( )
平衡浓度(mol·
L-1)
c(NH3)
c(CO2)
T1
0.1
T2
A.若T2>T1,则该反应的ΔH<0
B.向容器中充入N2,H2NCOONH4质量增加
C.NH3体积分数不变时,说明该反应达到平衡
D.T1、T2时,转化的H2NCOONH4的物质的量Δn(T2)=2Δn(T1)
解析 无论反应是否达到平衡状态,NH3的体积分数都是
,故C错误;
T2时c(NH3)、c(CO2)都是T1时的2倍,容器的容积又恒定不变,所以T2时转化的H2NCOONH4是T1时的2倍,D正确;
若T2>T1,则该反应的ΔH>0,若T2<T1,则该反应的ΔH<0,A错误;
N2和该反应的生成物与反应物都不反应,反应容器又固定,故向容器中充入N2,H2NCOONH4的量不发生变化,B错误。
7.在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如表:
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×
104
2
1.9×
10-5
下列说法不正确的是( )
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B.在25℃时,反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×
C.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol·
L-1,则此时v正>
v逆
D.在80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol·
L-1
解析 A项,升高温度,平衡常数减小,故该反应为放热反应,A项正确;
B项,25℃时,逆反应的平衡常数K′=
=
=2×
10-5,B项正确;
C项,80℃时,若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5mol·
L-1,则Q=
=8>
K,C项错误;
D项,80℃达平衡时若n(CO)=0.3mol,c(CO)=1mol·
L-1,故c[Ni(CO)4]=K·
c4(CO)=2×
14=2(mol·
L-1),D项正确。
8.一定条件下的密闭容器中:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.9kJ·
mol-1,下列叙述正确的是( )
A.4molNH3和5molO2反应,达到平衡时放出热量为905.9kJ
B.平衡时v正(O2)=
v逆(NO)
C.平衡后降低压强,混合气体平均摩尔质量增大
D.平衡后升高温度,混合气体中NO含量降低
解析 因为可逆反应不能进行彻底,所以4molNH3和5molO2反应平衡时放出热量小于905.9kJ,A项不正确;
平衡时,v正(O2)=
v逆(NO),B项不正确;
平衡后降低压强,平衡正向移动,n(混)增大,m(混)不变,故M(混)减小,C项不正确;
平衡后升高温度平衡逆向移动,n(NO)降低,D项正确。
9.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=
。
恒容时,温度升高,H2浓度减小。
A.该反应的焓变为正值
B.恒温缩小体积,H2浓度不变
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应化学方程式为CO+H2O
CO2+H2
解析 由K表达式可推断出该反应方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),D项不正确;
恒容升温,c(H2)减小,说明平衡向右移动,所以ΔH>
0,A项正确;
恒温缩小体积,平衡不移动,但c(H2)增大,所以B项不正确;
升温,v正和v逆都增大,C项不正确。
10.某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响图像如下,下列判断正确的是( )
A.由图1可知,T1<
T2,该反应的正反应为吸热反应
B.由图2可知,该反应m+n<
p
C.图3中,表示反应速率v正>
v逆的是点3
D.图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
解析 图1中,反应在T2条件下先到达平衡状态,故T2>
T1,因为升高温度(T1→T2),平衡体系中C%降低,平衡向左移动,所以ΔH<
0(放热反应),A项不正确;
图2中,增大压强,C%增大,故知平衡向右移动,m+n>
p,B项不正确;
图3中,点2、4对应v正=v逆,点1对应αB>
αB(平衡),故v正<
v逆,点3对应αB<
αB(平衡),需增大αB才能达到平衡,所以v正>
v逆,C项正确;
图4中,若m+n=p,则a曲线表示使用催化剂或增大压强(缩小体积),D项不正确。
11.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度c(NO)与温度T的关系如图所示。
则下列说法中正确的是( )
A.该反应的ΔH>
B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1<
K2
C.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时一定有v正<
D.在T3时,若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态C
解析 由图像可知,T1<
T2,升高温度c(NO)增大,平衡左移(吸热方向),所以ΔH<
0,且K1>
K2,A项和B项不正确;
T2时D点表示c(NO)>
c(NO)平衡,因此由D→B点需降低c(NO),即平衡向右移动,所以D点对应体系中,v正>
v逆,C项不正确;
由于C为固体,故容积不变时,反应后气体质量增大,混合气体的密度增大,当密度不再变化时,可以判断反应达到平衡状态,D项正确。
12.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<
0,一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的数据如下表,下列说法中正确的是( )
t/min
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
A.反应前2min的平均速率v(Z)=2.0×
10-3mol·
L-1·
min-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v逆>
v正
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D.其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大
解析 A项,反应前2min的平均反应速率v(Y)=
=2.0×
min-1。
故v(Z)=2v(Y)=4.0×
min-1;
B项,该反应ΔH<
0,即放热反应,其他条件不变,降低温度时平衡向正反应方向移动,达到新平衡前,v正>
v逆;
C项,该温度下7min时反应已达平衡,若设在此过程中Y消耗的物质的量为Δn,则
X(g) + Y(g)2Z(g)
起始0.16mol0.16mol0
转化ΔnΔn2Δn
平衡0.10mol0.10mol2Δn
Δn=0.16mol-0.10mol=0.06mol
平衡常数K=
=1.44;
D项,其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡与原平衡等效,X的体积分数不变。
13.已知:
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-25kJ·
mol-1。
某温度下的平衡常数为400。
此温度下,在1L体积不变的密闭容器中加入CH3OH,某时刻测得各组分的物质的量浓度如下表。
下列说法中不正确的是( )
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c/mol·
0.08
1.6
A.此时刻反应达到平衡状态
B.容器内压强不变时,说明反应达平衡状态
C.平衡时,再加入与起始等量的CH3OH,达新平衡后CH3OH转化率不变
D.平衡时,反应混合物的总能量降低40kJ
答案 B
解析 A项,此时刻的浓度商Q=
=400=K,反应达平衡状态,故A项正确;
B项,该反应前后气体的总物质的量不变,恒温恒容时气体压强不变,故B项不正确;
C项,平衡时,再充入与起始等量的CH3OH,新平衡与原平衡等效,α(CH3OH)不变,故C项正确;
D项,平衡时,参加反应的CH3OH为1.6mol×
2=3.2mol,反应混合物的总能量减少3.2mol×
=40kJ,D项正确。
14.已知:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·
相同温度下,在容积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。
相关数据如下:
容器编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡过程体系能量的变化
CO
CO2
H2
①
1
放出热量:
32.8kJ
②
热量变化:
QkJ
下列说法中,不正确的是( )
A.容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C.平衡时,两容器中CO2的浓度相等
D.容器①时CO的反应速率等于H2O的反应速率
解析 A项,1molCO完全反应时放出热量为41kJ,容器①中放出的热量为32.8kJ,所以实际反应的CO的物质的量为0.8mol,①中反应到达平衡时,α(CO)=80%;
B项,由①可计算出化学平衡常数为1,根据化学平衡常数为1,可计算出容器②中CO2的平衡浓度,从而计算出CO2的转化率为80%;
D项,v(CO)=v(H2O);
C项,平衡时两容器中的CO2浓度不相等,①>
②。
15.等物质的量的X(g)与Y(g)的密闭容器中进行可逆反应:
X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s) ΔH<
0,下列叙述正确的是( )
A.达到平衡时,X、Y的平衡转化率不同
B.升高温度,平衡常数K值增大
C.平衡常数K值越大,X的转化率越大
D.达到平衡时,反应速率v正(X)=2v逆(Z)
解析 A项,X与Y起始物质的量相等,转化物质的量之比=方程式化学计量数之比,故平衡时α(X)=α(Y),A项不正确;
0,即放热反应,升高温度K值降低,B项不正确;
C项,K值越大,反应进行程度即X的转化率越大,C项正确;
D项,平衡时,v正(X)=
v逆(Z),D项不正确。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(10分)在一固定容积的密闭容器中,充入2molCO2和1molH2发生如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数与温度(T)的关系如下表:
T/℃
700
800
830
1000
1200
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)若反应在830℃下达到平衡,则CO2气体的转化率为________。
(3)若绝热时(容器内外没有热量交换),平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大,则容器内气体温度________(填“升高”、“降低”或“不能确定”)。
(4)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是______________________(填字母)。
A.容器内压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
E.c(CO2)·
c(H2)=c(CO)·
c(H2O)
答案
(1)
(2)33.3% (3)降低 (4)BC
解析
(1)由K的定义,利用方程式可直接写出化学平衡常数的表达式为K=
(2)利用“三段式”法,结合化学平衡常数的表达式可以求出反应在830℃下达到平衡时CO2气体的物质的量,进而求出CO2气体的转化率为33.3%。
(3)利用表中数据:
升温,K值增大,说明反应是吸热反应,若在绝热条件下,平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大,则平衡正向移动,吸收热量,故容器内气体温度降低。
(4)因该反应反应前后气体物质的量不变,故压强不能作为判断是否达到平衡状态的标志,由平衡状态特征及本质可知选项B、C可作为判断反应达到化学平衡状态的依据,选项D、E与平衡状态无直接关系。
17.(10分)CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)图1是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH________(填“>
”、“<
”或“=”)0。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________(填“>
”或“=”)K2。
在T1温度下,往体积为1L的密闭容器中,充入1molCO和2molH2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。
则该反应的平衡常数为__________________________。
③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是________(填字母)。
a.升高温度
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂
d.充入He,使体系总压强增大
(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。
如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是________℃;
该温度下上述反应的化学平衡常数为________。
曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为________。
答案
(1)①<
②>
12 ③b
(2)270 4 K1=K2<
K3
解析
(1)①T2温度下先达到平衡,所以温度T2>
T1,由T1→T2升高温度时CO的转化率降低,平衡向左移动,所以正反应为放热反应,ΔH<
0。
②K=
=12。
③升高温度,平衡向左移动;
分离出CH3OH,平衡向右移动;
使用催化剂,平衡不移动;
充入He,反应混合物各物质浓度不变,平衡不移动,故选b。
(2)该反应的ΔH<
0,n(H2)/n(CO)相同时,升高温度,平衡向左移动,K减小,由图像可知曲线Z表示的温度为270℃。
a点:
起始浓度c(CO)=1mol·
L-1,c(H2)=1.5mol·
L-1;
平衡浓度c(CO)=0.5mol·
L-1,c(CH3OH)=0.5mol·
L-1-1mol·
L-1=0.5mol·
L-1,所以K=
=4。
温度相同K不变,该反应ΔH<
0,温度越高K越小,所以K1=K2<
K3。
18.(12分)一定条件下,反应室(容积恒定为2L)中有反应:
A(g)+2B(g)C(g)。
(1)能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母,下同)。
A.反应中A与B的物质的量浓度之比为1∶2
B.混合气体总物质的量不再变化
C.混合气体的密度不随时间的变化而变化
D.2v正(A)=v逆(B)
(2)1molA(g)与2molB(g)在催化剂作用下在反应室反应生成C(g),A的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①p1________(填“<
”、“>
”或“=”,下同)p2,正反应的ΔH________0。
②下列措施中一定能使c(C)/c(A)增大的是________。
B.恒温恒容再充入A
C.恒温恒容再充入B
D.恒温恒容再充入1molC
(3)100℃时将1molA和2molB通入反应室,保持温度不变,10min末C(g)的浓度为0.05mol·
L-1,则10min末B的转化率为_____,此时v正_____(填“<
”或“=”)v逆。
答案
(1)BD
(2)①<
<
②CD (3)10% >
解析
(1)建立平衡后,各组分的物质的量浓度不变,但不一定满足物质的量浓度之比等于化学计量数之比,A项错误;
因该反应是气体物质的量减少的化学反应,若混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化,则达到平衡状态,B项正确;
混合气体的质量、体积一直不变,则密度始终不变,此项不能作为判断平衡的依据,C项错误;
由化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,2v正(A)=v正(B),当2v正(A)=v逆(B)时,则v正(B)=v逆(B),反应达到平衡状态,D项正确。
(2)①A(g)+2B(g)C(g)是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,A的转化率增大,由图可知,相同温度下p2时A的转化率大,故p1<
p2;
压强相同时,温度升高,A的转化率降低,平衡逆向移动,正向放热,ΔH<
②A项,温度升高,A的转化率降低,平衡逆向移动,c(C)/c(A)减小;
B项,恒温恒容再充入A,平衡正向移动,c(B)减小,由K=
不变知c(C)/c(A)减小;
C项,恒温恒容再充入B,平衡正向移动,c(C)增大,c(A)减小,c(C)/c(A)增大;
D项,恒温恒容再充入1molC,c(C)/c(A)增大。
(3) A(g)+2B(g)C(g)
初始量/mol·
L-1 0.5 1 0
转化量/mol·
L-10.050.10.05
终态量/mol·
L-10.450.90.05
B转化率=
×
100%=10%,
由图知,100℃时A的转化率为50%时,则A、B、C各物质的平衡浓度分别为0.25mol·
L-1、0.5mol·
L-1、0.25mol·
L-1,K=
=4,Q=
<
K,反应正向进行,此时v正>
v逆。
19.(10分)某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照以下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
10mL2%H2O2溶液
无
10mL5%H2O2溶液
③
1mL0.1mol·
L-1FeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液
(1)实验①和②的目的是______________________。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1。
分析图1能够得出的实验结论是____________________。
(3)加入0.1gMnO2粉末于50mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2所示。
反应速率变化的原因是________________。
答案
(1)探究H2O2溶液浓度的变化对分解速率的影响
(2)FeCl3对H2O2的分解有催化作用,碱性条件比酸性条件催化效果好 (3)H2O2的浓度逐渐减小
20.(13分)硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:
O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH
两种反应物的初始浓度均为0.050mol·
L-1,15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示,回答下列问题:
t/s
120
180
240
330
530
600
α/%
33.0
41.8
48.8
58.0
69.0
70.4
71.0
(1