高考化学大一轮复习配套练习题第7章第2讲.docx
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高考化学大一轮复习配套练习题第7章第2讲
课时规范训练
[单独成册]
1.对于以下反应:
A(s)+3B(g)
2C(g)+D(g),在一定温度、压强下,在一体积可变的容器中,当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是( )
A.容器的体积不再发生变化
B.B的生成速率和D的反应速率之比为3∶1
C.混合气体的密度不随时间变化
D.B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1
解析:
选C。
方程式两边气体物质的化学计量数之和相等,所以无论反应是否平衡,容器的体积均不改变,A项中的说法不能说明反应达到平衡状态;B项中的D的反应速率没有明确是生成速率还是消耗速率,因此,也不能说明反应一定达到平衡状态;平衡时B、C、D的分子个数之比不一定等于3∶2∶1,D项中的说法也不能说明反应达到平衡状态。
2.在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)
C(g)+D(g),当下列物理量不再变化时,能够表明该反应已达平衡状态的是( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的平均相对分子质量
C.A的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
解析:
选B。
因反应前后气体分子数不变,故无论反应是否达平衡,混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变,A、D错误;A为固态,其物质的量浓度为常数,C错误;若反应正向移动,混合气体的质量增加,则混合气体的平均相对分子质量变大,反之变小,故混合气体的平均相对分子质量不变时能够说明反应达到平衡状态,B正确。
3.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。
工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g)+Q(Q>0)。
一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是( )
A.3v(N2)=v(H2)
B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
C.混合气体密度保持不变
D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
解析:
选C。
A项没有指明正逆反应速率;B项均表示正反应,无论反应是否处于平衡状态,都成立;混合气体密度不变说明容器中气体质量不变,若平衡移动则气体质量改变,所以C项表示达到平衡状态;D项表示的浓度关系与是否平衡无关。
4.在恒容的密闭容器中,可逆反应X(s)+3Y(g)
2Z(g) ΔH>0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.充入少量He使容器内压强增大,平衡向正反应方向移动
B.升高温度,平衡向正反应方向移动,容器内压强减小
C.继续加入少量X,X的转化率减小,Y的转化率增大
D.继续加入少量Y,再次平衡时,Y的体积分数比上次平衡小
解析:
选D。
充入少量He使容器内压强增大,但各气体浓度不变,平衡不移动,A错误;升高温度,平衡向正反应方向移动,气体的物质的量减小,但是温度升高,所以压强不一定减小,B错误;继续加入少量X,X是固体,平衡不移动,Y的转化率不变,C错误;继续加入少量Y,平衡向正反应方向移动,再次平衡时,Y的体积分数比上次平衡小,D正确。
5.在密闭容器中,一定条件下进行如下反应:
NO(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2kJ/mol,达到平衡后,为提高NO的转化率和该反应的速率,可采取的措施是( )
A.加催化剂同时升高温度
B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.降低温度同时增大压强
解析:
选B。
催化剂能加快反应速率,正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,NO的转化率降低,A错误;催化剂能加快反应速率,正反应为体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,B正确;正反应放热,升高温度同时充入N2,平衡向逆反应方向移动,NO的转化率降低,C错误;降低温度同时增大压强,平衡向正反应方向移动,但反应速率不一定增大,D错误。
6.将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)
N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是( )
A.升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应
B.慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅
C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍
D.恒温恒容时,充入少量惰性气体,压强增大,平衡向右移动,混合气体的颜色变浅
解析:
选C。
升高温度,平衡向吸热反应方向移动,如果气体颜色加深,则平衡向逆反应方向移动,所以此反应为放热反应,故A错误;压缩气体体积,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,但平衡时混合气体颜色比原来深,故B错误;慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,因为存在化学平衡,所以虽然压强增大,但小于原来的两倍,故C正确;恒温恒容时,充入少量惰性气体,压强增大,但反应物浓度不变,所以平衡不移动,混合气体颜色不变,故D错误。
7.某恒温、恒容的容器中,建立如下平衡:
2NO2(g)
N2O4(g),在相同条件下,若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体,重新达到平衡后,容器内N2O4的体积分数比原平衡时( )
A.都增大
B.都减小
C.前者增大、后者减小
D.前者减小、后者增大
解析:
选A。
向某恒温、恒容的容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体,压强增大,平衡向右移动,容器内N2O4的体积分数比原平衡时都增大,A正确。
8.在盛有足量A的体积可变的密闭容器中,保持压强一定,加入B,发生反应:
A(s)+2B(g)
4C(g)+D(g) ΔH<0,在一定温度、压强下达到平衡。
平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图。
下列说法正确的是( )
A.当温度升高后,则图中θ>45°
B.若再加入B,则正、逆反应速率均逐渐增大
C.平衡时B的转化率为50%
D.再加入B,则平衡后反应体系气体密度减小
解析:
选C。
由于该反应的正反应是放热反应,所以保持压强一定,当温度升高后,根据平衡移动原理,平衡逆向移动,所以n(C)减小,所以θ<45°,A错误;因容器体积可变,压强一定,则B的浓度不变,则正反应速率不变,但C、D浓度瞬间减小,则逆反应速率减小,B错误;根据图像可知θ=45°,结合B与C的化学计量数关系,加入的B物质总有一半转化为生成物,所以平衡时B的转化率为50%,C正确;保持压强一定,再加入B,新平衡与原平衡为等温等压条件下的等效平衡,平衡后反应体系气体密度保持不变,D错误。
9.在一密闭容器中,反应aA(g)+bB(s)
cC(g)+dD(g)达平衡后,保持温度不变,将容器缩小为原来的一半,当达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.6倍,则下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动B.a<c+d
C.物质A的转化率增大D.物质D的浓度减小
解析:
选C。
体积变为原来的
,当平衡不移动时,各气体的浓度均变为原来的2倍,现在A的浓度是原来的1.6倍,说明平衡正向移动,A的转化率增大,说明正反应方向是气体体积减小的方向,即a>c+d,物质D的浓度增大。
10.体积一定的绝热密闭容器中加入等物质的量的X、Y,进行如下可逆反应:
X(g)+Y(g)
Z(g)+W(s) ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.平衡后若继续充入X,平衡正向移动,Y的转化率增大
B.平衡后若继续充入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数减小
C.平衡后若移走部分W,平衡正向移动
D.平衡后若移走X,上述反应的ΔH减小
解析:
选A。
继续充入X,增大X的浓度,平衡正向移动,Y的转化率增大,A项正确;继续充入Z,平衡逆向移动,但Z的体积分数增大,B项错误;因为W是固体,增加或减少固体的量,对平衡无影响。
C项错误;无论平衡如何移动,反应的ΔH不变,D项错误。
11.
(1)有反应aA(g)
bB(g)+cC(g)在一容积固定不变的容器内进行,反应达到平衡后:
(以下填“增大”、“减小”或“不变”)
①若a=b+c,增大A的浓度,A的转化率。
②若a>b+c,增大A的浓度,A的转化率。
(2)若将反应改为aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),容器体积固定不变,且起始时A与B的物质的量之比为a∶b。
①平衡时A与B的转化率之比是。
②若增大A的浓度,则A的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③若同时同等倍数地增大A、B的浓度,则a+b与c+d满足什么关系时,A与B的转化率同时增大?
a+b(填“>”、“=”或“<”)c+d。
解析:
(1)因为反应物只有一种,增大A的浓度,相当于增大压强。
(2)若反应物是两种,起始时A与B的物质的量之比为a∶b,转化的A与B的物质的量之比为a∶b,则A和B的转化率相等;平衡时,若只增大A的浓度,则B的转化率增大,但A的转化率减小;若同时同等倍数地增大A和B的浓度,则相当于增大压强,若要使A与B的转化率都增大,则平衡正向移动,正反应的化学计量数减小。
答案:
(1)①不变 ②增大
(2)①1∶1 ②减小 ③>
12.
(1)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) ΔH<0
为研究不同条件对反应的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应达到平衡。
测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=mol,NO的转化率α1=。
其他条件保持不变,反应在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2(填“>”、“<”或“=”)α1。
(2)①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。
上图表示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:
。
②制氢气的原理如下:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
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的转化率为。
解析:
(1)平衡时容器中Δn(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol,
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)
起始:
0.2mol0.1mol0
转化:
0.15mol0.075mol0.15mol
平衡:
0.05mol0.025mol0.15mol
则平衡后n(Cl2)=0.025mol;NO的转化率=
×100%=75%;恒压下达到平衡态相当于将原平衡加压,平衡正向移动,NO的转化率增大。
(2)①由图中看出a点时,N2与H2物质的量之比为1∶3,NH3的平衡体积分数为42%。
设起始时N2的物质的量为1mol,H2的物质的量为3mol,平衡时转化的N2的物质的量为xmol,由三段式:
N2 + 3H2
2NH3
起始/mol:
130
转化/mol:
x3x2x
平衡/mol:
1-x3-3x2x
×100%=42%,则x=0.59
则平衡时N2的体积分数为
×100%=14.5%。
②CO与H2的混合气体与水蒸气的反应中,反应体系中的气体的物质的量不变,而1molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18mol混合气体,说明有0.18mol水蒸气参加反应,则根据化学方程式可知参加反应的CO也为0.18mol,则其转化率为
×100%=90%。
答案:
(1)2.5×10-2 75% >
(2)①14.5% ②90%
13.用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益、减少污染。
新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
(1)实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl~T曲线如上图,则总反应的ΔH(填“>”、“=”或“<”)0;A、B两点的反应速率中较大的是。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应的αHCl~T曲线示意图,并简要说明理由:
。
(3)下列措施有利于提高αHCl的有(填字母)。
A.增大n(HCl)B.增大n(O2)
C.使用更好的催化剂D.移去H2O
解析:
(1)由图可知,温度越高,平衡时HCl的转化率越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,即ΔH<0;温度越高,反应速率越快,所以B点反应速率比A点快。
(2)反应的化学方程式为4HCl(g)+O2
2Cl2(g)+2H2O(g),正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大。
(3)增大n(HCl),HCl浓度增大,平衡右移,但HCl的转化率降低,故A错误;增大n(O2),氧气浓度增大,平衡右移,HCl的转化率提高,故B正确;使用更好的催化剂,加快反应速率,缩短达到平衡的时间,不影响平衡移动,HCl的转化率不变,故C错误;移去生成物H2O,有利于平衡右移,HCl的转化率增大,故D正确。
答案:
(1)< B
(2)
增大压强,平衡向正反应方向移动,αHCl增大,相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大
(3)BD
14.
(1)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH<0。
①平衡后将容器的容积压缩到原来的一半,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是(填字母)。
A.c(H2)减小
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.反应物转化率增大
D.重新平衡
减小
②若容器容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是
(填字母)。
A.升高温度
B.将CH3OH从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
(2)新型O3氧化技术对尾气中的氮氧化物脱除效果显著,尾气中的NOx多数以NO形式存在,可发生反应NO(g)+O3(g)
NO2(g)+O2(g)。
在一定条件下,将NO和O3通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。
由图可得出的正确说法是(填字母)。
a.反应在c点达到平衡状态
b.反应物浓度:
b点小于c点
c.反应物的总能量低于生成物的总能量
d.Δt1=Δt2时,NO的转化量:
a~b段小于b~c段
(3)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚,反应的化学方程式为2CO2+6H2
CH3OCH3+3H2O。
一定条件下,上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是(填字母)。
a.逆反应速率先增大后减小
b.H2的转化率增大
c.反应物的体积分数减小
d.容器中的
值变小
解析:
(1)①平衡后将容器的容积压缩到原来的一半,压强增大,平衡向正反应方向移动,尽管n(H2)减小,但体积减小,浓度还是增大,故A项错误;压强增大,正、逆反应速率都增大,但正反应速率增大得更多,故B项错误;压强增大,平衡向正反应方向移动,反应物转化率增大,氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大,故C、D项正确。
②要增大甲醇的产率,应使平衡正向移动,由于该反应的正反应为放热反应,则升高温度平衡逆向移动,A错误;从体系中分离出甲醇,降低了生成物的浓度,平衡正向移动,B正确;充入He,平衡不移动,C错误。
(2)达到平衡时,反应速率应不变,但由曲线可看出,速率始终在变,故c点并没有达到平衡状态,a错误;随着反应进行,反应物浓度减小,故b点反应物浓度大于c点,b错误;随着时间的推移,正反应速率逐渐加快,说明温度逐渐升高,故正反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,c错误;由于正反应速率逐渐增加,故在相同的时间间隔内,b~c段要比a~b段消耗的NO多,故NO的转化量b~c段多,d正确。
(3)a.增大生成物的浓度,逆反应速率先增大后减小,平衡逆向移动,错误;b.H2的转化率增大,平衡一定向正反应方向移动,正确;c.减小反应物的浓度,反应物的体积分数减小,平衡逆向移动,错误;d.减小二氧化碳的浓度,平衡逆向移动,容器中的
值变小,错误。
答案:
(1)①CD ②B
(2)d (3)b