【答案】D
【解析】试题分析:
由图象可知,温度为T1时,根据P2时到达平衡的时间短,可知P2>P1,且压强越大,B的含量高,说明压强增大平衡向逆反应方向移动,正反应为气体体积增大的反应,即m+n<p;压强为P2时,根据T1时到达平衡的时间短,可知T1>T2,且温度越高,B的含量低,说明温度升高平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,即△H>0,答案选D。
【考点定位】物质的量或浓度随时间的变化曲线。
【名师点睛】本题考查物质的量或浓度随时间的变化曲线。
注意根据图象判断温度、压强的大小,再根据温度、压强对平衡移动的影响分析。
温度相同时,根据到达平衡的时间判断压强大小,再根据压强对B的含量的影响,判断压强对平衡的影响,确定反应气体气体体积变化情况;压强相同时,根据到达平衡的时间判断温度大小,再根据温度对B的含量的影响,判断温度对平衡的影响,确定反应的热效应。
12.下列各图中,表示2A(g)+B(g)
2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图象为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】已知化学平衡2A(g)+B(g)
2C(g)(正反应放热),所以升高温度,平衡逆向移动,C的含量减小,A的转化率也减小,所以A正确,D错误;增大压强,正、逆反应速率都增大,B图象中逆反应速率是减小的,所以B错误;使用催化剂能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,即拐点前移,但平衡不移动,即水平线重合,所以C错误。
本题正确答案为A。
13.气体A、B分别为0.6mol和0.5mol,在0.4L密闭容器中发生反应:
3A+B
aC+2D,经5min后,此时C为0.2mol,又知在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol·(L·min)-1,下列结论正确的是( )
A.此时,反应混合物总的物质的量为1molB.B的转化率为50%
C.A的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1D.a值为2
【答案】D
【解析】试题分析:
D的平衡反应速率为0.1mol·L-1·min-1,则在平衡时生成D的物质的量为:
0.1mol·L-1·min-1×0.4L×5min=0.2mol;由于在平衡时,生成C、D的物质的量均为0.2mol,故a的值应为2;依据反应方程式,生成0.2molD,需消耗×0.2mol=0.1mol的B,故B的转化率为0.1/0.5="20%"
考点:
考查化学反应速率的相关知识点,难度适中。
14.已知反应①:
CO(g)+CuO(s)
CO2(g)+Cu(s)和反应②:
H2(g)+CuO(s)
Cu(s)+H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。
则下列说法正确的是( )
A.反应①的平衡常数K1=
B.反应③的平衡常数K=
C.对于反应③,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则该反应的焓变为正值
D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
【答案】B
【解析】试题分析:
A.化学平衡常数表达式中固体、纯液体不需要表示,反应①的平衡常数K1=
,故A错误;B.反应①的平衡常数K1=
,反应②的平衡常数K2=
,反应③:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K=
=,故B正确;C.对于反应③,恒容时,温度升高,H2的浓度减小,说明升高温度平衡向逆反应移动,正反应为放热反应,焓变为负值,故C错误;D.对于反应③,恒温恒容下,通入稀有气体增大压强,平衡不移动,H2的浓度不变,故D错误;故选B。
考点:
考查了化学平衡常数、化学平衡影响因素等相关知识。
15.一定条件下,在某密闭容器中进行如下反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),若增大压强或升高温度,重新达到平衡,反应速率随时间的变化过程如图所示,则对该反应的叙述正确的是( )
A.正反应是吸热反应B.逆反应是放热反应
C.m+n
p+q
【答案】C
【解析】试题分析:
A、升高温度,平衡逆向进行,说明反应正向是放热反应,故A错误;B、升高温度,平衡逆向进行,说明逆向是吸热反应,反应正向是放热反应,故B错误;C、增大压强平衡向逆向进行,说明逆向是气体体积减小的反应,m+n<p+q,故C正确;D、增大压强平衡向逆向进行,说明逆向是气体体积减小的反应,m+n<p+q,故D错误;故选C。
考点:
平衡移动
16.在密闭容器中发生反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)'ΔH=-92.4kJ·mol-1,NH3在平衡混合气中的体积分数(φ)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
下列判断正确的是( )
A.T1大于T2
B.升高温度,该反应的化学平衡常数增大
C.当n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=1∶3∶2时,反应一定达到平衡状态
D.其他条件不变,缩小体积增大压强,可提高单位时间内NH3的产量
【答案】D
【解析】A、由图象可知T1图象表示NH3的体积分数变化慢,T2图象表示NH3的体积分数变化快,所以T1的温度小于T2的温度,即A错误;B、这是一个放热反应,所以升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以B错误;C、物质的量之比等于化学计量数之比,与平衡状态无关,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;D、增大压强,加快反应速率,所以单位时间内生成更多的NH3,所以D正确。
本题正确答案为D。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、非选择题(本题包括5个小题,共50分)
17.氮氧化物污染日益严重,请分析下列有关NO、NO2等的试题,然后填空。
(1)如图1所示为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化。
由图1写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学反应方程式:
_______________________。
(2)图2所示是1molNO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
__________________________________________________________。
【答案】
(1).N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180kJ/mol
(2).NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ/mol
【解析】
(1)根据图中数据可知,N
N的键能为946kJ/mol,O=O的键能为498kJ/mol,而生成1molNO的键能为632kJ/mol,由反应热与键能的关系ΔH=反应物键能总和—生成物键能总和,可得该反应的ΔH=946kJ/mol+498kJ/mol—2×632kJ/mol=180J/mol,所以N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学反应方程式N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180kJ/mol;
(2)由图象可知反应物的总键能为134kJ/mol,生成物的总键能为368kJ/mol,所以该反应的ΔH=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol,则反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)==CO2(g)+NO(g)ΔH=-234kJ/mol。
18.在化学反应A(g)+B(g)
2C(g)+D(g) ΔH=QkJ·mol-1过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)Q________0(填“>”“<”或“=”)。
(2)熵变ΔS________0(填“>”“<”或“=”)。
(3)该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。
(4)升高温度平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向________方向移动。
【答案】
(1).<
(2).>(3).能(4).减小(5).逆反应
【解析】
(1)由图象可知,反应物的键能总和E1<生成物键能总和E2,则ΔH=E1-E2<0,即Q<0,所以该反应为放热反应;
(2)由反应方程式可知,反应前后气体体积增大,所以熵变ΔS>0;(3)由ΔH-TΔS<0可判断,该反应能够自发进行;(4)由于该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,所以平衡常数K减小。
19.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)下图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式:
____________________________________________。
(2)已知化学键键能是形成或拆开1mol化学键放出或吸收的能量,单位kJ·mol-1。
若已知下列数据:
化学键
HH
键能/kJ·mol-1
435
943
试根据表中及图中数据计算N—H的键能________kJ·mol-1。
(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。
已知:
4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g)ΔH1=-akJ·mol-1 ①
N2(g)+O2(g)===2NO(g)ΔH2=-bkJ·mol-1 ②
若1molNH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=________kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
【答案】
(1).N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92kJ•mol-1
(2).390(3).(3b-a)/4
【解析】
(1)由图象可知该反应的反应热ΔH=E1-E2=254kJ•mol-1-300kJ•mol-1=-46kJ•mol-1,所以其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)
NH3(g)ΔH=-46kJ•mol-1,或者N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92kJ•mol-1;
(2)已知ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=943kJ•mol-1+3×435kJ•mol-1—6E=-92kJ•mol-1,E=390kJ•mol-1,即N—H的键能为390kJ•mol-1;(3)根据盖斯定律,(①-②×3)/4即得1molNH3还原NO至N2的过程中的反应热ΔH3=(3b-a)/4kJ•mol-1。
20.在2L的密闭容器中,某化学反应2A
B+D在四种不同条件下进行,A、B、D都为气体,且B、D起始浓度为0,反应物A的物质的量(mol)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,回答以下问题:
(1)实验1中,10至30分钟时间内A的平均反应速率为________mol·L-1·min-1,达平衡时B物质的浓度为________,A的转化率为________。
(2)实验2中,隐含的反应条件可能是________。
(3)实验3中,A的起始的物质的量________(填“>”“<”或“=”)1.0mol,实验3和实验1的起始速率v3________(填“>”“<”或“=”)v1,由实验1和实验5可确定上述反应为________(填“放热”或“吸热”)反应,实验4中,该反应温度下其平衡常数为________。
(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1.0molB,1.0molD,达平衡时A物质的浓度为________。
【答案】
(1).5.75×10-3
(2).0.125mol•L-1(3).50%(4).缩小容器的体积或使用催化剂(5).>(6).>(7).吸热(8).4(9).0.5mol•L-1
【解析】
(1)实验1中10至30分钟A的物质的量的改变量为0.80mol-0.57mol=0.23mol,所以用A表示的反应速率ν(A)=
5.75×10-3mol/(L·min);
(2)实验1、2相比,实验2在相同的时间段内,A消耗的多,即实验2的速率比实验1大,但平衡时A的物质的量不变,结合反应前后气体体积不变的特点,所以实验2中隐含的反应条件可能是缩小容器的体积即加压、或使用了催化剂;
(3)实验3和实验1相比,平衡时A的物质的量增大,说明A的起始物质的量大于1.0mol;因此A的起始浓度大于实验1的,反应速率也大于实验1的,即v3>v1;实验5是实验1升高温度的结果,平衡时A的物质的量减小了,即升高温度,平衡正向移动,说明该反应为吸热反应;根据实验4的数据可知,该温度下的平衡常数K=
=
=4;
(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1molB,1molD,由于反应前后气体体积不变,所以这时建立的平衡与实验2是等效平衡,只是浓度是实验2的二倍,即达平衡时A物质的浓度为=
=0.50mol/L。
21.一定温度下,向一容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4molSO2和0.2molO2,发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)'ΔH=-196kJ·mol-1。
当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的
。
请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________(填字母序号)。
a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.SO3的物质的量不再变化
e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
(2)①SO2的转化率为________;
②达到平衡时反应放出的热量为________;
③此温度下该反应的平衡常数K=________。
(3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线,则:
①温度关系:
T1________T2(填“>”“<”或“=”,下同);
②平衡常数关系