第1学期人教版选修4化学一周一练之第六周word文档.docx
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第1学期人教版选修4化学一周一练之第六周word文档
2019－2018学年第1学期人教版选修4化学一周一练之第六周
一、填空题（）
1.如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究该反应原理，进行如下实验：
在容积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，在500℃下发生发应，CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）实验测得CO2和CH3OH（g）的物质的量（n）随时间变化如图1所示：
（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=______．500℃达平衡时，CH3OH（g）的体积分数为______，图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图，则该反应的正反应为______反应（填“放热”或“吸热”）
（2）500℃该反应的平衡常数为______（保留两位小数），若提高温度到800℃进行，达平衡时，K值______（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）下列措施中不能使CO2的转化率增大的是______．
A．在原容器中再充入1mol H2B．在原容器中再充入1molCO2
C．缩小容器的容积 D．使用更有效的催化剂
E．将水蒸气从体系中分离出
（4）500℃条件下，测得某时刻，CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）和H2O（g）的浓度均为0.5mol/L，则此时v（正）______ v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
（5）下列措施能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是______．
A．升高温度 B．在原容器中充入1molHeC．将水蒸气从体系中分离出 D．缩小容器容积，增大压强．
2.近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如下：
（1）反应Ⅰ：
2H2SO4（l）=2SO2（g）+2H2O（g）+O2（g）+△H1=+551kJ•mol-1
反应Ⅲ：
S（s）+O2（g）=SO2（g）△H3=-297 kJ•mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式：
______。
（2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示，p2______p1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是______。
（3）I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下，将ii补充完整。
i．SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii．I2+2H2O+______=______+______+2I-
（4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：
分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象，（已知：
I2易溶解在KI溶液中）
序号
A
B
C
D
试剂组成
0.4 mol•L-1KI
amol•L-1KI
0.2mol•L-1H2SO4
0.2mol•L-1H2SO4
0.2 mol•L-1KI
0.0002molI2
实验现象
溶液变黄，一段时间后出现浑浊
溶液变黄，出现浑浊较A快
无明显现象象
溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快
①B是A的对比实验，则a=______。
②比较A、B、C，可得出的结论是______。
③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A．结合i，ii反应速率解释原因：
______。
3.一定温度下，在容积为VL的密闭容器中进行反应：
aN（g）⇌bM（g），N、M的物质的量随时间的变化曲线如图所示：
（1）此反应的化学方程式中 a：
b=______．
（2）t 1到t 2时，以N的浓度变化表示的平均反应速率为______mol•L-1•min-1．
（3）图中哪一时刻反应已经达到限度______
A．t1 B．t2 C．t3
（4）其他条件不变时，能使反应速率加快的是______
A．升高温度
B．容器体积固定不变时，充入He
C．容器体积固定不变时，充入气体N
D．容器内气体压强不变时，充入Ar
E．容器体积增大为原来的2倍
（5）若N为有色气体，且容器体积恒定，下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到反应限度的是______
A．M的消耗速率与N的生成速率之比为1：
2
B．容器内气体的压强不再变化
C．N的消耗速率与M的消耗速率之比为2：
1
D．容器内气体的质量不再变化
E．N的物质的量浓度不再改变
F．容器内气体的颜色不再改变
G．容器内气体的平均相对分子质量不再变化
H．容器内气体的密度不再变化．
4.450K时下列起始体积相同的密闭容器中充入2molSO2、1molO2，其反应是2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g）；ΔH＝－96.56kJ/mol，ΔS＝－190J·mol−1·K−1。
甲容器在反应过程中保持压强不变，乙容器保持体积不变，丙容器维持绝热，三容器各自建立化学平衡。
（1）平衡常数：
K（甲）___K（乙）___K（丙）（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）达到平衡时SO2的转化率：
α（甲）___α（乙）___α（丙）（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）达到平衡后，若向甲、乙两容器中分别通入少量且等量Ar气体，甲容器的化学平衡______移动，乙容器的化学平衡______移动。
（填“正向”、“逆向”或“不”）
（4）通过计算确定500K（温度）时正反应______（填“能”或“不能”）自发进行。
5.Ⅰ已知：
2NO（g）＋O2（g）
2NO2（g） ΔH1
2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） ΔH2=－196.6kJ·mol-1
①ΔH1=________________kJ·mol-1。
②写出NO2气体与SO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式________。
Ⅱ工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g） ΔH
（1）判断反应达到平衡状态的依据是___________（填字母）。
A.CH3OH的浓度不再发生变化 B.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
C.氢气的体积分数保持不变 D.混合气体的密度不变
（2）为研究平衡时CO的转化率与反应物投料比
及温度的关系，研究小组在10L的密闭容器中进行模拟反应，并绘出下图。
①反应热△H_______0（填“＞”或“＜”）
②若其他条件相同，Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示投料比不同时的反应过程。
a.投料比：
Ⅰ______Ⅱ（填“＞”、“＜”或“＝”）。
b.若Ⅱ反应的n（CO）起始＝10mol、投料比为0.5，A点的平衡常数KA=________，B点的平衡常数KB_______KA（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③要提高CO的转化率，可以采取的措施是_______________。
（填字母）
a.升温 b.加入催化剂
c.增大压强 d.加入惰性气体
6.在2L密闭容器内，800℃时反应：
2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如表：
时间（s）
0
1
2
3
4
5
n（NO）（mol）
0.020
0.01
0.008
0.007
0.007
0.007
（1）已知：
K300℃＞K350℃，写出该反应的平衡常数表达式：
K=______
关于该反应的下列说法中，正确的是______．（填字母）
A．△H＞0，△S＞0
B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0
D．△H＜0，△S＞0
（2）如图中表示NO2的变化的曲线是______．用O2表示从0-2s内该反应的平均速率v=______．
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是______．
A．v（NO2）=2v（O2）
B．容器内压强保持不变
C．v逆（NO）=2v正（O2）
D．容器内密度保持不变
（4）下列措施中能使
增大的有______．（填字母）
A．升高温度
B．加入催化剂
C．不断充入O2
D．充入He（g），使体系总压强增大．
7.汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
（1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下所示：
在该条件下，1molN2和1molO2完全反应生成NO，会________（填“吸收”或“放出”）________kJ能量。
（2）化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：
Cd＋2NiO（OH）＋2H2O
2Ni（OH）2＋Cd（OH）2
已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸。
①放电就是使用电池的过程，充电是给电池补充电量的过程。
下列说法正确的是________（填字母代号）。
A．上述反应不属于置换反应
B．上述反应是可逆反应
C．充电时化学能转变为电能
D．放电时化学能转变为电能
②写出负极的电极反应式：
________。
③废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。
在酸性土壤中这种污染尤为严重。
这是因为________。
（3）一种新型催化剂能使NO和CO发生反应2NO＋2CO
2CO2＋N2。
已知增大催化剂的比表面积可提高该反应的反应速率。
为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。
实验编号
T（℃）
NO初始浓度
（mol／L）
CO初始浓度
（mol／L）
催化剂的比表面积（m2／g）
Ⅰ
280
1.20×10－3
5.80×10－3
82
Ⅱ
280
1.20×10－3
B
124
Ⅲ
350
A
5.80×10－3
82
①请把表中数据补充完整：
A________；B________。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验________（填实验编号）。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c（NO）随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线________（填“甲”或“乙”）。
8.如图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置．甲管中注入10mL CH4，同温、同压下乙管中注入50mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管用日光照射一段时间．
（1）下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花．
其中正确的是______．
（2）甲管中发生的化学反应类型为______．
（3）反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是______．
A．水 B ．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
（4）反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到______，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到______．
9.（I）一密闭容器中发生下列反应：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）；ΔH＜0下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图。
回答下列问题：
（1）t1、t3、t4时刻，体系中分别是什么条件发生了变化？
（每次只改变了一个条件）
t1______，t3______，t4______。
（2）下列时间段中，氨的百分含量最高的是______。
A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6．
（II）在一定体积的密闭容器中，进行反应CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）。
其平衡常数K和温度T的关系如表所示：
T/0C
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）该反应为______反应（填“吸热”或“放热”）
（3）能判断该反应达化学平衡状态的依据是______。
A．容器中压强不变 B．混合气体中c（CO）不变
C．v正（H2）=v逆（H2O） D．c（CO2）=c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：
c（CO2）•c（H2）=c（CO）•c（H2O）试判断此时的温度为___。
（5）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c（CO2）为2mol/L，c（H2）为1.5mol/L，c（CO）为1mol/L，c（H2O）为3mol/L，则此时刻反应向____（填“正向”或“逆向”）进行。
10.
（1）科学家常用量热计来直接测定某一反应的反应热，现测得：
CH3OH（g）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-192.9kJ/mol，又知H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，请写出32g CH3OH（g）完全燃烧生成液态水的热化学方程式______
（2）已知C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol，
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566.0kJ/mol，
C（s）+0.5O2（g）=CO（g）△H3=akJ/mol，则a=______
（3）已知N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）1，0.5N2（g）+1.5H2（g）⇌NH3（g），NH3（g）⇌0.5N2（g）+1.5H2（g） 的平衡常数分别为k1，K2，K3，写出K1和K2的关系式______，写出K2和K3的关系式______．
11.在容积为100L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4g）
2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
（1）反应的
___________0（填“大于”或“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。
在0～60s时段，反应速率
为______mol·L
·s
；N2O4的转化率为________。
（2）100℃时达平衡后，改变反应温度为
，
以0.0020mol·L
·s
的平均速率降低，经10s又达到平衡。
①
_____100℃（填“大于”或“小于”），判断理由是_____。
②列式计算温度
时反应的平衡常数K_____。
（3）温度
时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。
平衡向__________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动。
12.
（1）一定温度下，在密闭容器内进行某化学反应，气体X、Y的物质的量随反应时间变化的曲线如如图所示｡
①写出该反应的化学方程式 ｡
②在t1和t2时正反应速率分别为v1和v2，则二者大小关系为v1 v2（填“＞”、“＜”或“＝”）｡
③在t1、t2和t3三个时刻中，反应限度最大的是________（填“t1”、“2”或“t3”）｡
（2）一定温度下，将一定量的N2和H2充入固定体积的密闭
容器中进行反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）｡
①下列描述能说明该可逆反应达到化学平衡状态的有________｡
A．容器内的压强不变
B．容器内气体的密度不变
C．相同时间内有3molH－H键断裂，有6molN－H键形成
D．c（N2）：
c（H2）：
c（NH3）＝1：
3：
2
E．NH3的质量分数不再改变
②若起始时向容器中充入10mol·L－1的N2和15mol·L－1的H2，10min时测得容器内NH3的浓度为1.5mol·L－1｡0min内N2表示的反应速率为________；此时H2的转化率为_______｡
13.二甲醚（CH3OCH3）是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：
（1）煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：
______．
（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2（g）+CO（g）=CH3OH（g）；△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ•mol-1
③CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ•mol-1
总反应：
3H2（g）+3CO（g）=CH3OCH3（g）+CO2 （g）△H=______；
则该反应______．
A．任何温度下都能进行 B．任何温度下都不能进行
C．高温下能自发进行 D．低温下能自发进行
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是______（以上都填字母代号）．
a．高温高压 b．加入催化剂 c．减少CO2的浓度d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚
（3）已知反应②2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）某温度下的平衡常数为400．此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/（mol•L-1）
0.44
0.6
0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小：
v正______ v逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，此时c（CH3OH）=______．
答案和解析
1.【答案】0.225mol/（L•min）；30%；放热；5.33；减小；BD；＞；CD
【解析】
解：
（1）由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，由方程式CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O可知，氢气的浓度变化等于甲醇的浓度变化量为0.75mol/L×3=2.25mol/L，故v（H2）=
=0.225mol/（L•mon）；
开始时c（CO2）=1mol/L、c（H2）=3mol/L，平衡时c（CO2）=0.25mol/L，c（CH3OH）=c（H2O）=0.75mol/L，则c（H2）=3mol/L-0.75mol/L×3=0.75mol/L，CH3OH的体积分数等于甲醇的物质的量浓度与总物质的量浓度之比，所以甲醇的体积分数=
×100%=30%
根据图象知，升高温度，逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应；
故答案为：
0.225mol/（L•min）；30%；放热；
（2）由
（1）可知平衡时各组分的浓度c（CO2）=0.25mol/L，c（CH3OH）=c（H2O）=0.75mol/L，则c（H2）=3mol/L-0.75mol/L×3=0.75mol/L，所以k=
=
=5.33，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，
故答案为：
5.33；减小；
（3）A．在原容器中再充入1molH2，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故正确；
B．在原容器中再充入1molCO2CO2的转化率反而减小，故错误；
C．缩小容器的容积即增大压强，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故正确；
D．使用更有效的催化剂，平衡不移动，CO2的转化率不变，故错误；
E．将水蒸气从体系中分离出，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故正确；
故答案为：
BD；
（4）500℃条件下，测得某时刻，CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）和H2O（g）的浓度均为0.5mol/L，浓度商Q=
=4＜K=5.33，说明反应正向进行v正＞v逆；
故答案为：
＞；
（5）要使n（CH3OH）/n（CO2）增大，应使平衡向正反应方向移动，
A．因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n（CH3OH）/n（CO2）减小，故A错误；
B．充入He（g），使体系压强增大，但对反应物质来说，浓度没有变化，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，故B错误；
C．将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应方法移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故C正确；
D．缩小容器容积，增大压强，平衡向正反应方向移动，则n（CH3OH）/n（CO2）增大，故D正确．
故答案为：
CD．
（1）由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，由方程式可知氢气的浓度变化等于甲醇的浓度变化量3倍为2.25mol/L，据此计算；先根据浓度变化计算平衡时各物质的浓度，CH3OH的体积分数等于甲醇的物质的量浓度与总物质的量浓度之比；根据升高温度平衡向吸热反应方向移动判断；
（2）平衡常数等于生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比值；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；
（3）要提高CO2的转化率，应使平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理结合选项判断；
（4）依据计算浓度商和该温度下的平衡常数比较分析判断反应进行方向；
（5）要使n（CH3OH）/n（CO2）增大，应使平衡向正反应方向移动．
本题考查较为综合，涉及化学平衡计算以及平衡移动等问题，题目难度较大，注意根据图象计算各物质的平衡浓度为解答该题的关键．
2.【答案】
（1）3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）△H=-254kJ/mol
（2）＞ 当温度相同时，增大压强2H2SO4（l）⇌2SO2（g）+2H2O（g）+O2（g）正向移动，导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大
（3）SO2 4H+ SO42-
（4）①0.4
②在酸性条件下，SO2与I-反应速率更快，且SO2与稀硫酸不发生反应
③反应i、ii知，SO2先和I-反应生成I2，I2再和SO2进一步反应，D中KI溶液溶解了I2，导致D中的ii的反应较A快
【解析】
【分析】
（1）根据图知，反应II为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s），将方程式-I-III即得3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s），△H进行相应的改变；
（2）相同温度下，增大压强2H2SO4（l）⇌2SO2（g）+2H2O（g）+O2（g）逆向移动；
（3）化学反应中的催化剂在第一个反应中作反应物、第二个反应中作生成物，总方程式为得3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s），催化过程中i。
SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O，说明I-、H+在i作作反应物，在ii中作生成物，同时ii中还生成H2SO4，根据元素守恒知，反应物还有SO2；
（4）①B是A的对比实验，所用c（KI）应该相等；
②比较A、B、C，A中只含KI、B中含有KI和硫酸、C中只含硫酸，反应快慢顺序是B＞A＞C，且C中没有明显现象，说明不反应；
③反应i、ii知，SO2先和I-反应生成I2，I2再和S
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