<1
C.当容器中Cl2为1.2mol时,反应达到平衡
D.平衡后移走2.0molPCl3和1.0molCl2,相同条件下再达平衡时,c(PCl5)<0.2mol·L-1
15.以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)ΔH<0。
某压强下的密闭容器中,按CO2和H2的物质的量比为1∶3投料,不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度变化如图所示。
下列说法正确的是
A.A点的平衡常数小于B点
B.B点,v正(CO2)=v逆(H2O)
C.A点,H2和H2O物质的量相等
D.其他条件恒定,充入更多H2,v(CO2)不变
16.活性炭可处理大气污染物NO,反应原理:
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
T℃时,在2L密闭容器中加入0.100molNO和2.030mol活性炭(无杂质),平衡时活性炭物质的量是2.000mol。
下列说法不合理的是
A.该温度下的平衡常数:
K=
B.达到平衡时,NO的转化率是60%
C.3min末达到平衡,则v(NO)=0.01mol·L-1·min-1
D.升高温度有利于活性炭处理更多的污染物NO
二、非选择题(共52分)
17.在一定条件下,二氧化硫和氧气发生反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1)降低温度,化学反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600℃时,在一容积为2L的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,在反应进行至10min和20min时,分别改变了影响反应的一个条件,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示,前10min正反应速率逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”);前15min内用SO3表示平均反应速率为___________________________。
(3)图中反应进程,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是______________________。
(4)根据如图判断,10min时改变的条件可能是________(填写编号,下同);20min时改变的反应条件可能是______。
a.加入催化剂b.缩小容器容积c.降低温度d.增加O2的物质的量
18.在一个容积不变的密闭容器中充入一定量A和B,发生如下反应:
xA(g)+2B(s)yC(g) ΔH<0。
在一定条件下,容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)用A的浓度变化表示该反应0~10min内的平均反应速率v(A)= ;
(2)根据图示可确定x∶y= ;
(3)0~10min容器内压强 (填“变大”“不变”或“变小”);
(4)推测第10min引起曲线变化的反应条件可能是 ;第16min引起曲线变化的反应条件可能是 (填序号)。
①减压 ②增大A的浓度 ③增大C的量 ④升温⑤降温 ⑥加催化剂
19.工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),对其研究如下:
(1)已知H-H键的键能为436kJ·mol-1,N-H键的键能为391kJ·mol-1,N≡N键的键能是945.6kJ·mol-1,则上述反应的ΔH=__________________________。
(2)上述反应的平衡常数K的表达式为___________________________________________。
若反应方程式改写为
N2(g)+
H2(g)NH3(g),在该温度下的平衡常数K1=________(用K表示)。
(3)在773K时,分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n(NH3)/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mol·L-1、3mol·L-1、3mol·L-1,则此时v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
②由上表中的实验数据计算得到“浓度时间”的关系可用下图中的曲线表示,表示c(N2)~t的曲线是___________。
在此温度下,若起始充入4molN2和12molH2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)~t的曲线上相应的点为_________。
20.Ⅰ.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。
反应
大气固氮
N2(g)+O2(g)2NO(g)
工业固氮
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
温度/℃
27
2000
25
400
450
平衡常数K
3.84×10-31
0.1
5×108
0.507
0.152
①分析数据可知:
大气固氮反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:
人类不适合大规模模拟大气固氮的原因:
________________________________
_________________________________________________________________________。
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是________(填“A”或“B”);比较p1、p2的大小关系:
________。
Ⅱ.目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。
(3)在一定温度下,将1molN2和3molH2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时,H2的转化率α1=________。
②已知平衡时,容器压强为8MPa,则平衡常数Kp=________________(用平衡分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
21.(2018安徽黄山二模)(18分)冬季是雾霾高发季节,其中汽车尾气和燃煤是造成雾霾的原因之一。
(1)工业上利用甲烷催化还原NOx,可减少氮氧化物的排放。
已知:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1160kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)将CO2转化为甲醇可以实现废物利用,达到节能减排的目的,反应原理可表示为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2进行上述反应。
测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。
请回答:
0~3min内氢气的平均反应速率为 mol·L-1·min-1;反应的平衡常数K= 。
第10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1molCO2(g)和3molH2(g),则达到平衡时CH3OH的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
图1图2
(3)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:
2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH',已知一定条件下,反应中CO的平衡转化率α随温度、投料比
的变化曲线如图2所示。
①a、b、c按由大到小的顺序排序为 ;ΔH' 0(填“>”“<”或“=”)。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应平衡常数的表达式Kp= 。
③在恒容密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。
当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 。
A.逆反应速率先增大后减小B.混合气体的密度增大
C.化学平衡常数K值减小D.氢气的转化率减小
一轮单元训练金卷·高三·化学卷(B)
第十单元化学反应速率与化学平衡
答案
一、单选择题(每小题3分,共48分)
1.【答案】B
【解析】铁片遇98%的浓硫酸发生钝化,不能得到H2,①错误;升高温度,化学反应速率加快,②错误;决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,③错误;NO和CO都是气体,减小压强反应速率减慢,④正确;对于没有气体参与的反应,压强的改变不会影响化学反应速率,⑤错误;加入硫酸铜能够形成锌铜原电池,加快反应速率,⑥正确;使用催化剂能降低反应的活化能,使活化分子百分数增大,反应速率加快,⑦正确;氢气与氯气在光照条件下反应生成氯化氢,⑧正确;固体和纯液体用量的增加,不会影响化学反应速率,⑨错误。
2.【答案】D
【解析】反应生成固体D,气体质量发生变化,若混合气体的密度不再改变时,该反应一定达到平衡状态,A项错误;2min后,加压会使正、逆反应速率都加快,平衡正向移动,B项错误;将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,反应比和起始量之比相同,所以反应过程中A和B的转化率之比为1∶1,C项错误;2min内生成0.8molD,则消耗A的物质的量为1.2mol,故2min内v(A)=
=0.3mol·L-1·min-1,D项正确。
3.【答案】D
【解析】容器容积不变,充入氮气对反应物和生成物浓度没有影响,化学反应速率不变,故A项错误;不能用单位时间内固体的量的变化表示化学反应速率,故B项错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以2v(B)=3v(C),故C项错误;v(C)=v(B)=
=0.2mol·L-1·min-1,故D项正确。
4.【答案】C
【解析】在t1~t2时,v(正)=v(逆),A项错误;由图像可知第二次平衡后,反应速率与第一次平衡时相同,这说明反应物、生成物的浓度不变,所以A物质的体积分数相同,B项错误;加入物质C,物质C的浓度增大,逆反应速率瞬间增大,但容器体积增大,物质A、B的浓度降低,正反应速率瞬间减小,平衡左移,物质C的浓度逐渐减小,逆反应速率也逐渐减小,物质A、B的浓度逐渐增大,正反应速率也逐渐增大,最终又达到原来的平衡状态,C项正确;平衡常数只随温度的改变而改变,D项错误。
5.【答案】A
【解析】t2时刻改变条件,浓度增大而平衡不移动,催化剂只改变反应速率,不影响平衡,则只能是改变容器的容积,使浓度增大且平衡不移动,所以反应前后气体体积不变,故x=2,A项正确,B项错误;由于D是固体,D的多少不影响反应速率和化学平衡,故C项错误;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故D项错误。
6.【答案】D
【解析】熵增加的过程就是物质的混乱程度增大的过程。
水由气态变成液态是熵减小的过程,A项不符合题意;工业合成氨的反应为N2+3H22NH3,该反应为熵减小的过程,B项不符合题意;将散落的火柴放入火柴盒是熵减小的过程,C项不符合题意;固态碘升华属于熵增加的过程,D项符合题意。
7.【答案】C
【解析】若加入反应物,平衡向正反应方向移动,生成物的质量分数不一定增加,①错误;化学平衡向正反应方向移动时,生成物的产量一定增大,②正确;若加入反应物,平衡向正反应方向移动时,反应物的转化率不一定增大,如对于恒温恒容条件下的反应A(g)+B(g)C(g),加入A,B的转化率增大,A的转化率减小,③错误;增大压强,平衡向正反应方向移动至新的平衡,反应物的浓度比原平衡时增大,④错误;平衡向正反应方向移动时,正反应速率一定大于逆反应速率,⑤正确;温度不变,平衡常数不变,⑥错误。
故选C
8.【答案】A
【解析】反应自发进行需要满足ΔH-TΔS<0,由0℃为273K、ΔH=-2.1809kJ·mol-1、ΔS=-6.6J·mol-1·K-1代入公式:
ΔH-TΔS=-2.1809×103J·mol-1+273×6.6J·mol-1·K-1=-379.1J·mol-1<0,所以反应在0℃能自发进行,即在0℃、100kPa的室内存放,白锡会变成灰锡而不能再继续使用,A项正确。
9.【答案】C
【解析】①、②的温度相同,而转化率②>①,则②可看作在①的基础上加压,即V1>V2,因此反应速率:
②>①,A错误;①与②比较,到达平衡时,平衡混合物的物质的量之比为5∶4,但V1与V2不等,因此平衡时体系压强:
p1∶p2不等于5∶4,B错误;若容器体积V1>V3,温度相同,则①与③比较,CO的转化率③>①,而现在CO的转化率相同,则可看作在这个基础上③平衡逆向移动,而升温平衡向吸热反应方向移动,即逆向是吸热反应,C正确;若实验②中CO和H2用量均加倍,则可看作在②的基础上压缩,CO转化率增大,D错误。
10.【答案】D
【解析】106kJ·mol-1是反应的焓变,不是反应活化能,A项错误;AgO2是中间产物,不是反应的催化剂,B项错误;反应速率是由慢反应决定的,增大O2浓度才能显著提高环氧乙烷的生成速率,C项错误;将①×6+②×6+③得到7CH2=CH2+6O2
2CO2+2H2O+6
,D项正确。
11.【答案】C
【解析】温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A、B错误;设达到平衡时,B的转化量为xmol,则A、B、C、D的平衡量分别为(2-x)mol、(3-x)mol、xmol、xmol,设容器体积为1L,则平衡常数K=1=
,解得x=1.2,B的转化率=1.2÷3×100%=40%,C正确,D错误。
12.【答案】C
【解析】由表中数据可知随温度升高,平衡常数减小,故正反应为放热反应,A正确;1/(5×104)=2×10-5,B正确;代入数据计算可得Qc>K,平衡逆向移动,v(正)13.【答案】C
【解析】设转化的A的物质的量为a,则
A(g)+xB(g)2C(g)
起始物质的量(mol) 1 3 0
转化物质的量(mol)axa2a
平衡物质的量(mol)1-a3-xa2a
则2a=0.4mol,得a=0.2mol。
平衡时混合气体的总物质的量为3.4mol,1-a+3-xa+2a=3.4mol,x=4,B错误;平衡时A、B、C的物质的量分别为0.8mol、2.2mol、0.4mol,所以比值为4∶11∶2,A错误;A的转化率为
×100%=20%,C正确;B的平均反应速率为
=0.04mol/(L·min),D错误。
14.【答案】B
【解析】10min内,PCl5的浓度变化量为0.4mo