B.图2表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)
3C(g)+D(s)的影响,乙的压强比甲的压强大
C.图3中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态
D.图4是向20mLpH=3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液过程中pH变化曲线
3、已知:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ?
mol-1。
一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入2molCO2和6molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如右图所示。
下列叙述中,正确的是()
A.10min后,升高温度能使
增大
B.反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为75%
C.3min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
D.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率υ(H2)=0.075mol·L-1?
min-1
4、有甲、乙两个相同的恒容密闭容器,体积均为0.25L,在相同温度下均发生可逆反应:
X2(g)+3Y2(g)
2XY3(g) ΔH=-92.6kJ·mol-1。
实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示:
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
平衡时体系
能量的变化
X2
Y2
XY3
甲
1
3
0
放出热量:
23.15kJ
乙
0.9
2.7
0.2
放出热量:
Q
下列叙述错误的是( )
A.若容器甲体积为0.5L,则平衡时放出的热量小于23.15kJ
B.容器乙中达平衡时放出的热量Q=23.15kJ
C.容器甲、乙中反应的平衡常数相等
D.平衡时,两个容器中XY3的体积分数均为1/7
5、某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜,工艺流程如下所示:
已知:
[Cu(NH3)4]2+(aq)
Cu2+(aq)+4NH3(aq)
根据以上工艺流程,下列说法不正确的是( )
A.气体X中含有SO2
B.为实现溶液C到溶液D的转化,加NH3·H2O至红棕色沉淀刚好完全,过滤即可
C.蒸氨过程发生总反应的化学方程式为:
D.在制备产品时,溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu2+浓度太低
6、在-50℃时液氨中有2NH3(液)
NH
+NH
电离平衡关系,两离子的平衡浓度均为1×10-15mol·L-1,下列对-50℃时液氨的电离平衡常数的表达中正确的是()
A.电离平衡常数是1×10-15
B.不加入其他物质,液氨中c(NH
)=c(NH
)
C.降低温度,其电离平衡常数数值增加
D.此液氨中放入NH4Cl,其电离平衡常数的数值增加
7、化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律()
A.可逆反应B.化合反应C.离子反应D.气体反应
8、在一定条件下,能说明可逆反应X(g)+Y(g)
Z(g)+W(g)已经达到平衡状态的是()
A.容器内压强不随时间的变化而变化B.X、Y、Z、W的浓度比保持不变
C.X的消耗速率与Z的生成速率相等D.c(X)·c(Y)=c(Z)·c(W)
9、将H2和Br2充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g)
2HBr(g)△H<0。
平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,在绝热条件下进行上述反应(反应体系与),平衡时Br2(g)的转化率为b。
a与b的关系是()
A.a>bB.a=bC.a<bD.无法确定
10、一定条件下,二氧化氮和四氧化二氮之间存在平衡:
2NO2(g)
N2O4(g)△H<0在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中测定结果误差最小的是()
A.130℃3.03×105PaB.25℃1.01×105Pa
C.130℃5.05×104PaD.0℃5.05×104Pa
11、向容积为2L的密闭容器中充入2molA和1molB,在一定条件下发生反应:
2A(g)+B(g)
3C(g)经2s达到平衡后,测得C气体的浓度为0.6mol·L-1。
下列说法中正确的是()
①用物质A表示该反应的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1
②用物质B表示该反应的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1
③平衡时物质A与B的转化率相等
④平衡时物质B的浓度为0.2mol·L-1
⑤其它条件不变,向容器中再加入1molC气体,达到新平衡时,C的体积分数不变
A.①②③ B.①③⑤ C.②④⑤ D.①③④
12、可逆反应aX+2Y(g)
2Z(g)在一定条件下的达到平衡后,t1和t2时各改变某一种外界条件,化学反应速率(v)-时间(t)图象如图。
则下列说法中正确的是()
A.若X是固体,则t1时一定是增大了容器的压强
B.若X是气体,则t2时可能是增大了容器的压强
C.若X是固体,则t1时可能是增大了X的质量
D.t2时不可能是减小容器压强;若采用了降温措施,
则该反应的正反应方向△H<0
二、非选择题
13、氨气是一种重要的化工产品,是生产铵盐、尿素等的原料.工业合成氨的反应如下:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=﹣92.4KJ·mol﹣1
(1)2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)在恒容密闭容器中达到平衡的标志有
①单位时间内生成3nmolH2:
同时生成2nmolNH3
②用NH3、N2、H2表示反应速率比为2:
1:
3
③混合气体的密度不再改变
④混合气体压强不再改变
⑤混合气体平均相对分子质量不再改变
A.①③④B.①②④⑤C.①④⑤D.②③④
(2)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素.
CO2(g)+2NH3(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0
t℃时,向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10molCO:
和0.40molNH3,70min开始达到平衡.反应中CO2(g)的物质的量随时间变化如下表所示:
时间/min
0
30
70
80
100
n(CO2)/mol
0.10
0.060
0.040
0.040
0.040
①20min时,υ正(CO2)80min时.υ逆(H2O)(填“>”、“=”或“<”).
②在100min时,保持其它条件不变,再向容器中充入0.050molCO2和0.20molNH3,重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将(填“增大”、“不变”或“减小”).
③上述可逆反应的平衡常数为(保留二位小数).
④根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图象;保持其它条件不变;则(t+10)℃下正确的图象可能是(填图甲中的“A”或“B”).
⑤图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH2)2〕的碱性溶液制取氢气.该装置中阳极的电极反应式为,若两极共收集到气体22.4L(标况),则消耗的尿素为g(忽略气体的溶解).
14、
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol-1
②H2O(l)H2O(g)△H=+44.0kJ/mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式。
(2)甲醇是一种重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
方法一
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
方法二
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
工业上可用如下方法合成甲醇:
方法一方法二
①方法一:
该反应的△S0(填“>”或“<”)。
图中曲线a到曲线b的措施是,恒温恒容时,下列说法能说明反应到达平衡状态的是。
A.体系的平均摩尔质量不再改变B.V(CO)=V(CH3OH)
C.H2的转化率达到了最大限度D.△H不再改变
②方法二:
将CO2和H2按物质的量之比1:
3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应,如图两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO2转化率随温度的变化关系,其中a点的平衡常数表达式为:
;a,b两点化学反应速率别用Va、Vb表示,则VaVb(填“大于”、“小于”或“等于”)。
已知原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比,则方法一的原子利用率是方法二的原子利用率的
倍(保留两位小数).
甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是通电后将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。
写出除去甲醇的离子方程式。
15、碳及其化合物有广泛的用途。
(1)C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2的产率的是。
(填序号)
A.升高温度 B.增加碳的用量
C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO
(2)又知,C(s)+CO2(g)
2CO(g)△H=+172.5kJ·mol-1
则CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的△H=
(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为。
(4)在一定温度下,将CO(g)和H2O(g)各0.16mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
t/min
2
4
7
9
n(H2O)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
①其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)______v(正)(填“>”、“<”、“=”)
②该温度下此反应的平衡常数K=___________
③其他条件不变,再充入0.1molCO和0.1molH2O(g),平衡时CO的体积分数___________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
16、2015年全国各地都遭遇“十面霾伏”。
其中,机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。
⑴汽车尾气净化的主要原理为:
2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)。
△H<0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是__________________________________(填代号)。
(下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)
(2)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知:
①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol
②2NO2(g)
N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:
__________________。
(3)用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。
右图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:
脱氮率即氮氧化物转化率),
反应原理为:
NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)
2N2(g)+3H2O(g)。
①该反应的△S______0,△H_________0(填“>”、“=”或“<”)。
②对于气体反应,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),
则上述反应的KP=__________________________________
③以下说法正确的是_______________________________
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见右图。
该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为_____________________________
(5)硝酸工业尾气中氮氧化物(NO和NO2)可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。
反应生成对大气无污染的气体。
1mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设NO、NO2体积比为1:
1)的质量为___________g。
第三部分:
答案解析
命题人:
侯远卓审题人:
范方君
1.【答案】C
2.【答案】A
3.【答案】B
4.【答案】B
【解析】平衡常数属于温度的函数,相同温度下两容器中反应的平衡常数相同。
若容器甲的体积增大一倍,平衡逆向移动,故放出的热量小于23.15kJ。
根据热量的变化可计算出XY3的生成量。
5.【答案】B
6.【答案】B
7.【答案】A
8.【答案】B
9.【答案】A
10.【答案】C
11.【答案】B
12.【答案】D
13.【答案】
(1)C;
(2)①>;
②增大;
③76.53;
④B;
⑤CO(NH2)2﹣6e-+8OH﹣=CO32﹣+N2↑+6H2O;15.
【解析】
(1)单位时间内:
①生成3nmolH2是正反应,同时生成2nmolNH3为逆反应,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等,故①正确;
②用NH3、N2、H2表示反应速率比为2:
1:
3,化学反应速率之比等于化学计量数之比,与平衡无关,故②错误;
③密度=
,总质量不变,体积不变,故混合气体的密度不再改变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故③错误;
④反应前后气体的化学计量数之和不等,故混合气体压强不再改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故④正确;
⑤平均相对分子质量=
,总质量不变,总物质的量在变,故混合气体平均相对分子质量不再改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故⑤正确;故在恒容密闭容器中达到平衡的标志有①④⑤,
故选C;
(2)①20min时,n(CO2)=0.06~0.10mol,80min时,n(H2O)=0.06mol,n(CO2)>n(H2O),故20min时,υ正(CO2)>80min时.υ逆(H2O),故答案为:
>;
②原始投料n(CO2):
n(NH3)=0.1mol:
0.4mol=1:
4,新增投料n(CO2):
n(NH3)=0.05mol:
0.2mol=1:
4,恒温恒容,投料比相同,相当于增大压强,有利于平衡正向移动,故平衡后CO2的转化率增大,故答案为:
增大;
③平衡时,c(CO2)=0.04÷2=0.02mol/L,c(NH3)=(0.4﹣0.06×2)÷2=0.14mol/L,c(H2O)=0.06÷2=0.03mol/L,故K=
=76.53,故答案为:
76.53;
④升高温度,化学反应速率加快,平衡逆向移动,氨气的转化率减小,故答案为:
B;
⑤CO(NH2)2中N的化合价升高,被氧化,在阳极放电,失电子,生成碳酸根离子,电解反应式为:
CO(NH2)2﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+N2↑+6H2O;n(气体)=
=1mol,总反应为:
CO(NH2)2+2OH﹣
N2↑+3H2↑+CO32﹣,
故CO(NH2)2~N2+3H2
14
0.25mol1mol
故m(CO(NH2)2)=0.25mol×60g/mol=15g,
故答案为:
15.
14.【答案】
(1)CH3OH(l)十O2(g)CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol-1
(2)①<加入催化剂AC
②
大于1.56
(3) 6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
【解析】
(1)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量,书写热化学方程式时,注意可燃物前面的计量数为1;运用盖斯定律,①/2-2×②得:
CH3OH(l)十5/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol-1
方法一:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),这是个熵减的反应,△S<0;图中曲线a到曲线b的变化是降低了反应所需的最高能量,改变的条件是催化剂;恒温、恒容时:
A、反应是非等体反应,体系的平均摩尔质量不改变,可以作为平衡的判据,故A正确;B、不能表明正逆反应速率相等,故B错误;C、H2的转化率达到了最大限度,说明平衡不再移动,故C正确;D、反应热只与温度有关,故D错误。
②方法二:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),平衡常数表达式为
;增大压强,平衡正向移动,CO2的转化率增大,则A表示的压强大,等温条件下,压强越大,反应速率加快,故Va大于Vb;原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比,方法一的原子利用率=100%,方法二的原子利用率=32/(32+18)=64%,
则方法一的原子利用率是方法二的原子利用率的100/64=1.56
(3)要消除甲醇的污染,Co3+做氧化剂把甲醇氧化成CO2,氧化还原反应:
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
15.【答案】
(1)AD
(2)-41.2KJ/mol
(3)CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+(4)<0.36不变
【解析】
(1)达到平衡后,体积不变时,能提高H2的产率,应使平衡向正反应方向移动,反应是吸热反应;A.反应是吸热反应,升高温度平衡正向进行,反应速率增大,有利于提高H2的产率,故A符合;B.增加碳的用量,固体不改变化学平衡,H2的产率不变,故B不符合;C.加入催化剂改变化学反应速率,不改变化学平衡,H2的产率不变,故C不符合; D.用CO吸收剂除去CO,平衡正向进行,H2的产率增大,故D符合;
故答案为:
AD;
①C(s)+CO2(g)
2CO(g)△H=+172.5kJ·mol-1,
②C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ·mol-1,
依据热化学方程式和盖斯定律②-①得到,CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),△H=-41.2kJ·mol-1;
甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,负极电极反应为:
CH3OH(g)+H2O-6e-=CO2+6H+;
①反应是放热的,其他条件不变,降低温度,平衡正向移动,反应达到新平衡前v(逆)②依据平衡三段式列式计算
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
起始(mol/L)0.080.0800
转化(mol/L)0.030.030.030.03
平衡(mol/L)0.050.050.030.03
K=C(H2)C(CO2)/C(CO)C(H2O)=0.36
③其他条件不变,再充入0.1molCO和0.1molH2O(g),等体反应与先前反应式等效的,所以平衡时CO的体积分数不变。
16.【答案】⑴BD
⑵CH4(g)+N2O4(g)==N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=—898.1kJ/mol
(3)①> <②KP=
;③C
(4)NO2+NO3——e-=N2O5(5)76g
【解析】本题考查平衡常数的计算、平衡状态的判断、平衡移动、盖斯定律、电解。
⑴反应体系为绝热、恒容,说明与外界没有能量的交换。
随着反应的进行,体系的热量会升高,a不能说明平衡建立。
b、随反应进行温度升高,平衡向左移动,K值降低,当达平衡,温度就不变,此时平衡常数不再变化,d、当NO的质量分数不变时,说明达到平衡。
因此选bd。
⑵根据盖斯定律①-②+③×2:
CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=—898.1kJ/mol
⑶①该反应的气体计量数是增大的反应,因此熵增大,根据图分析脱氮率先随温度的升高增大,后减小,因此反应是放热反应②KP的写法与用浓度表示的平衡常数写法相同为
。
③催化剂对平衡移动没有影响,脱氮率不变,A错误;增大压强,平衡逆向移动,脱氮率减小,B错误;催化剂①在250℃、②在450℃左右脱氮率最高,C正确。
⑷通入氧气的电极是正极,因此石墨I是负极,电极上发生氧化反应:
NO2+NO3——e-=N2O5
⑸该反应是CO(NH2)2+NO+NO2=2N2+2H2O+CO2,因此吸收氮氧化物的质量为30+46=76g。