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能力提升训练7

能力提升训练(7)

1.(2017·福建厦大附中一模)将4molA(g)和2molB(g)在2L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应:

2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0;反应2s后测得C的浓度为0.6mol/L。

下列说法中正确的是(  )

A.2s后物质A的转化率为70%

B.当各物质浓度满足c(A)=2c(B)=c(C)时,该反应达到了平衡状态

C.达到平衡状态时,增加A的物质的量,A和B转化率都提高

D.达到平衡状态时,升高温度,则该化学平衡向左移动,同时化学平衡常数K减小

答案:

D

解析:

2s后C的物质的量为1.2mol,消耗A1.2mol,故A的转化率为30%,A项错误;反应达到平衡时各物质的浓度与化学计量数没有必然联系,B项错误;增加A的物质的量,A的转化率减小,B的转化率增大,C项错误;由于ΔH<0,所以升高温度,该化学平衡向左移动,同时化学平衡常数K减小,D项正确。

2.某1L固定容积的密闭容器中,1molA(g)与1molB(g)在催化剂作用下加热到500℃发生反应:

A(g)+B(g)

C(g)+2D(s) ΔH>0,下列有关说法正确的是(  )

A.升高温度,v正增大,v逆减小

B.平衡后再加入1molB,上述反应的ΔH增大

C.通入惰性气体,压强增大,平衡向逆反应方向移动

D.若B的平衡转化率为50%,则该反应的平衡常数等于2

答案:

D

解析:

本题主要考查化学平衡理论,意在考查考生对化学平衡知识的综合运用能力。

升高温度,v正和v逆都增大,A项错误;平衡移动与ΔH无关,B项错误;通入惰性气体,压强增大,但反应物和生成物浓度均保持不变,平衡不移动,C项错误。

3.(2017·河北衡水中学调研)T℃时,在1L的密闭容器中充入2molCO2和6molH2,一定条件下发生反应:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1,测得H2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。

下列说法不正确的是(  )

时间/min

v(正)和v(逆)比较

t0

6

0

t1

3

1

v(正)=v(逆)

A.t0~t1时间内v(H2)=

mol·L-1·min-1

B.t1时,若升高温度或再充入CO2气体,都可以提高H2的转化率

C.t0时,v(正)>v(逆)

D.T℃时,平衡常数K=

,CO2与H2的转化率相等

答案:

B

解析:

由表中数据知,t0~t1时间内v(H2)=

mol·L-1·min-1,A正确;t1时,升高温度平衡要向逆反应方向(吸热方向)移动,H2的转化率降低,B错误;t0时,反应物浓度最大,生成物浓度为0,故v(正)>v(逆),C正确;T℃时,反应达到平衡时,c(CH3OH)=c(H2O)=1mol·L-1,c(H2)=3mol·L-1,c(CO2)=2mol·L-1-1mol·L-1=1mol·L-1,平衡常数K=

,由于起始时,CO2(g)、H2(g)的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,则CO2的转化率与H2的转化率相同。

4.(2017·山东济宁一模)N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生以下反应:

2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0

T1温度时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表:

时间/s

0

500

1000

1500

c(N2O5)/(mol·L-1)

5.00

3.52

2.50

2.50

下列说法中不正确的是(  )

A.T1温度下,500s时O2的浓度为0.74mol·L-1

B.平衡后其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的

,则再平衡时c(N2O5)>5.00mol·L-1

C.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1

D.T1温度下的平衡常数为K1=125,平衡时N2O5的转化率为0.5

答案:

C

解析:

由表中数据可知,500s时Δc(N2O5)=(5.00-3.52)mol·L-1=1.48mol·L-1,c(O2)=

Δc(N2O5)=

×1.48mol·L-1=0.74mol·L-1,A正确;由表中数据可知,平衡时,c(N2O5)=2.50mol·L-1,其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的

,若平衡不移动,c(N2O5)=5.00mol·L-1,由于容器体积减小,压强增大,平衡逆向移动,故c(N2O5)>5.00mol·L-1,B正确;若T1>T2,T1→T2,温度降低,平衡向放热反应方向移动,即逆向移动,则K1>K2,C错误;平衡时,c(N2O5)=2.50mol·L-1,c(NO2)=2Δc(N2O5)=2×(5.00-2.50)mol·L-1=5.00mol·L-1,c(O2)=

Δc(N2O5)=1.25mol·L-1,则K1=

=125,平衡时N2O5的转化率为

=0.5,D正确。

5.(2017·安徽合肥一中期末)在一个容积为2L的密闭容器中,加入0.8molA2气体和0.6molB2气体,一定条件下发生反应:

A2(g)+B2(g)2AB(g) ΔH<0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是(  )

A.图中a点的值为0.15

B.该反应的平衡常数K=0.03

C.温度升高,平衡常数K值减小

D.平衡时A2的转化率为62.5%

答案:

B

解析:

抓住图中各物质的变化量与化学方程式中化学计量数的关系,求得a值是解题的关键。

6.(2017·福建质量检查)甲、乙两个密闭容器中均发生反应:

C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH>0,有关实验数据如表所示:

下列说法正确的是(  )

A.T1

B.K2=1.35mol·L-1

C.混合气体的密度始终保持不变

D.乙容器中,当反应进行到1.5min时,n(H2O)=1.4mol

答案:

B

解析:

本题考查化学反应速率和化学平衡。

若T1=T2,则平衡时n(H2)甲=2n(H2)乙,实际上n(H2)甲>2n(H2)乙,说明T1>T2,因为该反应为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动,A项错误;乙容器中反应达平衡时,c(H2O)=0.8mol·L-1、c(CO2)=0.6mol·L-1、c(H2)=1.2mol·L-1,K2=

=1.35mol·L-1,B项正确;容器容积不变,正反应方向气体的质量增大,因此反应正向进行时混合气体的密度增大,C项错误;乙容器中,3min内H2O减少了1.2mol,而前1.5min内反应速率大于后1.5min内反应速率,故前1.5min内H2O的物质的量减小得快,反应进行到1.5min时,n(H2O)<1.4mol,D项错误。

7.(2017·湖北枣阳月考)将E(s)和F(g)加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:

E(s)+4F(g)G(g),已知该反应的平衡常数如表所示。

下列说法正确的是(  )

温度/℃

25

80

230

平衡常数/(L3·mol-3)

5×104

2

1.9×10-5

A.上述反应是熵增反应

B.25℃时,反应G(g)E(s)+4F(g)的平衡常数是0.5mol3·L-3

C.在80℃时,测得某时刻,F、G的浓度均为0.5mol·L-1,则此时v正>v逆

D.恒温恒容下,向容器中再充入少量G(g),达新平衡时,G的体积百分含量将增大

答案:

D

解析:

由化学方程式可知,该反应为反应后气体分子总数减小的反应,故该反应为熵减反应,A项错误;正反应和逆反应的平衡常数互为倒数,故25℃时,反应G(g)E(s)+4F(g)的平衡常数是2×10-5mol3·L-3,B项错误;80℃时,浓度商为

=8L3·mol-3>2L3·mol-3,平衡逆向移动,v逆>v正,C项错误;可逆反应中,加入一种物质,反应向消耗这种物质的方向移动,但加入后的物质不能完全转化,D项正确。

8.(2017·陕西西工大附中质检)PCl3和PCl5都是重要的化工原料。

将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2L密闭容器中,在一定条件下发生反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g),并于10min时达到平衡。

有关数据如下:

PCl3(g)

Cl2(g)

PCl5(g)

初始浓度(mol/L)

2.0

1.0

0

平衡浓度(mol/L)

c1

c2

0.4

下列判断不正确的是(  )

A.10min内,v(Cl2)=0.04mol/(L·min)

B.升高温度(T1

<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

答案:

B

解析:

10min内,PCl5的浓度变化量为0.4mol/L,故Cl2的浓度变化量为0.4mol/L,所以v(Cl2)=0.04mol/(L·min),A正确;升高温度(T1

9.(2017·江西宜春樟树联考)已知温度为T0时,可逆反应X(g)+Y(g)―→Z(g)(未配平),在容积固定的容器中发生反应,各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。

其他条件相同,温度分别为T1、T2时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。

下列叙述正确的是(  )

A.发生反应时,各物质的反应速率大小关系为:

v(X)=v(Y)=2v(Z)

B.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%

C.T0℃时,该反应的平衡常数为33.3

D.该反应正反应的反应热ΔH<0

答案:

C

解析:

温度为T0时,X的物质的量浓度的变化量=(0.3-0.05)mol·L-1=0.25mol·L-1,Y的物质的量浓度的变化量=(0.4-0.15)mol·L-1=0.25mol·L-1,Z的物质的量浓度的变化量=(0.5-0)mol·L-1=0.5mol·L-1,则该反应的方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),所以发生反应时,各物质的反应速率大小关系为2v(X)=2v(Y)=v(Z),故A错误。

Y的转化率=

×100%=62.5%,故B错误。

平衡常数K=

≈33.3,故C正确。

“先拐先平,数值大”,所以T1>T2,升高温度,Z的物质的量浓度增大,平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,所以该反应的正反应是吸热反应,故D错误。

10.(2017·湖北武汉4月调研)一定温度下,密闭容器中进行反应:

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。

测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。

下列有关说法正确的是(  )

A.t2时改变的条件是:

只加入一定量的SO2

B.在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3

C.t1时平衡混合气的

1大于t3时平衡混合气的

3

D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数

答案:

D

解析:

t2时,v正(SO2)突然增大,且达到平衡后速率恢复至原来的速率,如果只加入一定量的SO2,达到新的平衡后,速率大于原来的速率,A错误;t1、t3时刻的两个平衡状态速率相等,各物质的浓度相等,故平衡浓度相等,平衡常数相等,B错误;平衡状态相同,各物质的百分含量相同,平均摩尔质量相同,故C错误,D正确。

11.(2017·厦门一中月考)在100℃时,将0.40molNO2气体充入2L的密闭容器中,发生如下反应:

2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。

监测反应获得如下数据:

时间/s

0

20

40

60

80

n(NO2)/mol

0.40

n1

0.26

n3

n4

n(N2O4)/mol

0.00

0.05

n2

0.08

0.08

下列说法正确的是(  )

A.0~20s内,v(NO2)=0.005mol/(L·s)

B.59s时,c(NO2)一定大于0.12mol/L

C.若仅将起始时充入NO2的量增至0.80mol,则该反应的平衡常数K>

D.若上述反应在120℃时进行,则反应至80s时,n(N2O4)<0.08mol

答案:

D

解析:

根据化学反应速率表达式和反应速率之比等于化学计量数之比可知,0~20s内,v(NO2)=2v(N2O4)=

=0.0025mol/(L·s),A错误。

由数据可以看出,平衡时n(N2O4)=0.08mol,故此时NO2物质的量n3=n4=0.40mol-2×0.08mol=0.24mol,60s时反应达到平衡c(NO2)=0.12mol/L,但59s时不能确定是否达到平衡,故NO2的浓度无法确定,B错误。

原平衡体系中平衡时c(NO2)=0.12mol/L,c(N2O4)=0.04mol/L,平衡常数K=

,平衡常数的值只与温度有关,故增加反应物的量,平衡常数不变,C错误。

正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,且反应速率加快,反应至80s时n(N2O4)减小,即n(N2O4)<0.08mol,D正确。

12.(2017·江西联考)一定温度下,在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应:

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。

三个容器中各物质的起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示。

容器

温度/℃

起始物质的量浓度/(mol·L-1)

NO

CO

N2

CO2

T1

0.10

0.10

0

0

T1

0

0

0.10

0.20

T2

0.10

0.10

0

0

下列说法正确的是(  )

A.该反应的正反应为吸热反应

B.乙容器中反应达到平衡时,N2的转化率大于40%

C.达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器中的2倍

D.丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10molNO和0.10molCO2,此时v(正)

答案:

B

解析:

容器中发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),由题中图象分析,曲线变化中“先拐先平温度高”,可知甲容器中的温度高于丙容器,T1>T2,此时甲容器中平衡时二氧化碳的物质的量较小,说明温度升高,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,故A错误;T1℃时,甲容器中达到平衡时CO2的物质的量为0.1mol,根据题意可得:

         2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

起始浓度/(mol·L-1)0.100.1000

转化浓度/(mol·L-1)0.050.050.0250.05

平衡浓度/(mol·L-1)0.050.050.0250.05

平衡常数K=

=10,则N2(g)+2CO2(g)2NO(g)+2CO(g)的平衡常数K=

若乙容器中N2的平衡转化率等于40%,则有

         N2(g)+2CO2(g)2NO(g)+2CO(g)

起始浓度/(mol·L-1)0.100.2000

转化浓度/(mol·L-1)0.040.080.080.08

平衡浓度/(mol·L-1)0.060.120.080.08

K=

=0.047<0.1,因此反应需要继续向右进行,N2的转化率大于40%,故B正确;乙容器中的气体总量相当于甲容器中气体的2倍,建立平衡后,相当于甲容器平衡后增大压强,平衡向右移动,气体的物质的量减少,压强小于甲容器的2倍,故C错误;丙容器中反应达到平衡后,CO2的物质的量为0.12mol,则NO、CO、N2和CO2的物质的量浓度分别为0.04mol·L-1、0.04mol·L-1、0.03mol·L-1和0.06mol·L-1,平衡常数K=

=42.2,再充入0.10molNO和0.10molCO2,则NO、CO2的浓度变为0.09mol·L-1、0.11mol·L-1,此时Qc=

=28v(逆),故D错误。

13.在容积均为1L的三个密闭容器中,分别放入镍粉并充入1molCO,控制在不同温度下发生反应:

Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),当反应进行到5min时,测得Ni(CO)4的体积分数与温度的关系如图所示。

下列说法正确的是(  )

A.正反应为吸热反应,平衡常数:

K(T1)>K(T2)

B.反应进行到5min时,b容器中v(正)=v(逆)

C.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>a>c

D.减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态

答案:

D

解析:

本题考查化学反应速率与化学平衡。

温度越低,反应速率越慢,因此再结合a、b、c三容器对应数值知,a容器中反应未达到平衡,b→c的变化则说明随温度升高化学平衡逆向进行,则正反应为放热反应,A错误;反应进行到5min时,b容器未必达到平衡状态,则b容器中v(正)不一定等于v(逆),B错误;其他条件相同时,随温度升高平衡左移,K值减小,CO转化率减小,达到平衡时,CO的转化率为a>b>c,C错误;结合A项分析知,升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态,减压平衡逆向移动,导致Ni(CO)4浓度变小,即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态,D正确。

14.能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。

(1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1。

相关数据如下:

①c1________c2(填“>”“<”或“=”),a=________。

②该温度下反应的平衡常数K=________;若甲中反应10s时达到平衡,则0~10s内甲中的平均反应速率v(H2)=________。

③下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是________(填字母编号)。

a.v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成

b.气体的密度不再随时间改变

c.CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变

d.气体的平均相对分子质量不再随时间改变

④其他条件不变,达到平衡后,下列不能提高H2转化率的操作是________(填字母编号)。

a.降低温度        b.充入更多的H2

c.移除甲醇d.增大容器体积

(2)若反应C(g)A(g)+B(g)进行时需加入稀释剂X气体(不参与反应),则C的平衡转化率与体系的温度、压强、X的物质的量的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。

①图Ⅰ可知,T1________(填“>”“<”或“=”)T2。

②由图Ⅱ可知,当其他条件不变时,增大X的物质的量,C的平衡转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”),其原因是______________________________。

答案:

(1)①= 19.6 ②2.1 0.09mol·L-1·s-1

③cd ④bd

(2)①> ②增大 随着X的物质的量的增多,容器体积增大,相当于减小反应体系的压强,平衡右移,C的平衡转化率增大

解析:

(1)①等效平衡,等温等容条件下,反应前后气体化学计量数之和不相等,转化到同一半边,投入量跟原平衡投入量相等,这两个平衡是全等平衡,即c1=c2,根据等效平衡得出:

29.4+a=49.0,a=19.6。

②设消耗CO2物质的量为xmol

根据放出的热量得出x=

=0.6。

K=

=2.1,

v(H2)=

=0.09mol·L-1·s-1。

③用不同种物质表示反应速率达到平衡状态时,要求反应方向一正一逆,且反应速率之比等于其化学计量数之比,消耗CO2和生成CH3OH是同一方向,故a不能作为达到平衡状态的标志;依据ρ=m/V,反应物和生成物都是气体,反应过程中气体的质量不变,条件是等温等容,V不变,故b不能作为达到化学平衡的标志;依据化学平衡状态的定义:

一定条件下,当各组分的浓度不再改变,此状态为化学平衡状态,故c能作为达到化学平衡状态的标志;M=m/n,m始终不变,根据反应方程式的化学计量数判断,随着反应的进行气体的物质的量减小,n是改变的,故d能作为达到化学平衡状态的标志;④此反应是放热反应,根据勒夏特列原理,降低温度,反应向正反应方向移动,氢气的转化率升高,故a不符合题意;充入更多的氢气,反应虽然向正反应方向移动,但氢气的转化率降低,故b符合题意;移除甲醇,减少生成物的浓度,反应向正反应方向移动,氢气的转化率增大,故c不符合题意;增大容器体积,组分浓度减小,平衡向逆反应方向移动,氢气的转化率减小,故d符合题意。

(2)①由题图Ⅰ可知,在相同压强下,T1温度下C的平衡转化率大于T2温度下的,而该反应为吸热反应,升温平衡正向移动,C的平衡转化率增大,故T1>T2。

②由图Ⅱ可知,随着X的物质的量的增多,C的转化率逐渐增大,其原因是随着X的物质的量的增多,容器容积增大,相当于减小反应体系的压强,平衡右移,C的平衡转化率增大。

15.(2017·河北保定一模)雾霾天气严重影响人们的生活和健康。

其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。

因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。

请回答下列问题:

(1)将一定量的某PM2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样(忽略OH-)。

常温下测得该试样的组成及其浓度如下表:

根据表中数据判断该试样的pH=__________。

(2)汽车尾气中NOx和CO的生成:

已知汽缸中生成NO的反应为:

N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH>0。

恒温、恒容密闭容器中,下列说法中,能说明该反应达到化学平衡状态的是________。

A.混合气体的密度不再变化

B.混合气体的压强不再变化

C.N2、O2、NO的物质的量之比为112

D.氧气的转化率不再变化

(3)为减少SO2的排放,常采取的措施有:

①将煤转化为清洁气体燃料。

已知:

H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1

C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:

_________________。

②洗涤含SO2的烟气。

下列可作为洗涤含SO2的烟气的洗涤剂的是________。

A.浓氨水         B.碳酸氢钠饱和溶液

C.FeCl2饱和溶液D.酸性CaCl2饱和溶液

(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。

某研究性小组在实验室以Ag—ZS

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