2022年高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率章末過(guò)關(guān)檢測(cè)卷 魯科版選修4
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1、2022年高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率章末過(guò)關(guān)檢測(cè)卷 魯科版選修4 (測(cè)試時(shí)間:90分鐘 評(píng)價(jià)分值:100分) 一、選擇題(本大題共15小題,每小題3分,共45分) 1.在紫外線的作用下,氧氣可生成臭氧:3O2 2O3,一定條件下該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( ) A.單位時(shí)間內(nèi)生成2 mol O3,同時(shí)消耗3 mol O2 B.O2的消耗速率0.3 mol·L-1·s-1,O3的消耗速率0.2 mol·L-1·s-1 C.容器內(nèi),2種氣體O3、O2濃度相等 D.容積中各組分的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化 解析:溫度和催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影
2、響,都是通過(guò)影響反應(yīng)速率常數(shù)來(lái)完成的。由k=A·e可以看出,活化能越大,溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度就越大,并且對(duì)于某個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng),溫度越高,k越大;活化能越高,k越小。 答案:D 2.在恒溫、恒容條件下,能使A(g)+B(g)C(g)+D(g)正反應(yīng)速率增大的措施是( ) A.減小C或D的濃度 B.增大D的濃度 C.減小B的濃度 D.增大A或B的濃度 解析:在恒溫、恒容條件下,正反應(yīng)速率取決于反應(yīng)物的濃度。增大A或B的濃度都會(huì)使正反應(yīng)速率增大,減小A或B的濃度都會(huì)使正反應(yīng)速率減??;而減小C或D的濃度,增大D的濃度的瞬間,正反應(yīng)速率不變。
3、答案:D 3.右圖表示反應(yīng)X(g)4Y(g)+Z(g) ΔH<0,在某溫度時(shí)X的濃度隨時(shí)間變化的曲線,下列有關(guān)該反應(yīng)的描述正確的是( ) A.第6 min 后,反應(yīng)就終止了 B.X的平衡轉(zhuǎn)化率為85% C.若升高溫度,X的平衡轉(zhuǎn)化率將大于85% D.若降低溫度,v正和v逆將以同樣倍數(shù)減小 解析:A項(xiàng),反應(yīng)進(jìn)行到第6 min時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,平衡狀態(tài)是動(dòng)態(tài)平衡,反應(yīng)未停止,故A錯(cuò);B項(xiàng),反應(yīng)進(jìn)行到第6 min時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,X物質(zhì)的量的變化量為1-0.15=0.85(mol),X的轉(zhuǎn)化率為=85%,故B正確;因?yàn)棣<0,反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡將逆向移動(dòng),
4、則X的轉(zhuǎn)化率減小,故C錯(cuò);D項(xiàng),若降低溫度,正、逆反應(yīng)速率同時(shí)減小,但是降溫平衡正向移動(dòng),故v正>v逆,即逆反應(yīng)減小的倍數(shù)大,故D錯(cuò)。 答案:B 4.工業(yè)上可利用合成氣(CO和H2的混合氣體)生產(chǎn)甲醇。已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-92.9 kJ/mol 一定條件下,該反應(yīng)在一體積固定的密閉容器中達(dá)到平衡。下列說(shuō)法正確的是( ) A.該反應(yīng)的ΔS<0 B.該反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行 C.向容器中充入少量He,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) D.升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 解析:已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-92.9 k
5、J/mol,由方程式中氣體的計(jì)量數(shù)可知反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量減小,所以熵減小,即ΔS<0,故A項(xiàng)正確?;瘜W(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,取決于焓變和熵變的綜合判據(jù),當(dāng)ΔG=ΔH-T·ΔS<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;已知ΔH<0,ΔS<0所以反應(yīng)的在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。向容器中充入少量He,容器體積不變,反應(yīng)物濃度不變,正逆反應(yīng)速率不變,所以平衡不移動(dòng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤。已知該反應(yīng)ΔH<0,所以升高溫度平衡逆移,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案: A 5.下列說(shuō)法正確的是( ) A.自發(fā)反應(yīng)是指在通常狀況下能自動(dòng)發(fā)生的反應(yīng) B.熵增大的反應(yīng)都是自發(fā)反應(yīng),熵減少的反應(yīng)都不能進(jìn)行 C.升高溫度,可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速
6、率和逆反應(yīng)速率都一定增大 D.使用催化劑可以增加反應(yīng)物分子的能量,從而增大反應(yīng)速率 解析:自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)判斷依據(jù)是ΔH-TΔS<0,有些自發(fā)反應(yīng)需要一定條件下才能發(fā)生反應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤。反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是ΔH-TΔS<0,熵增大的反應(yīng)ΔS>0,當(dāng)ΔH>0低溫下可以是非自發(fā)反應(yīng),熵減少ΔS<0,ΔH<0的反應(yīng)低溫下可以自發(fā)進(jìn)行,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析,升溫增大正逆反應(yīng)速率,增大程度不同,故C項(xiàng)正確。催化劑降低反應(yīng)的活化能增大反應(yīng)速率,不能增加反應(yīng)物的能量,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案: C 6.在一定體積的密閉容器中放入3 L氣體R和5 L氣體Q,在一定條件下發(fā)生反
7、應(yīng)2R(g)+5Q(g)4X(g)+nY(g),反應(yīng)完全后,容器溫度不變,混合氣體的壓強(qiáng)是原來(lái)的87.5%,則化學(xué)方程式中n值是( ) A.2 B.3 C.4 D.5 解析:容器溫度不變,混合氣體的壓強(qiáng)是原來(lái)的87.5%,說(shuō)明反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量減小,則反應(yīng)應(yīng)向物質(zhì)的量減小的方向進(jìn)行,即方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和,則有:2+5>4+n,n<3,選項(xiàng)中只有A項(xiàng)符合。 答案:A 7.在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g)達(dá)平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí),B的濃度變
8、為原來(lái)的60%,則( ) A.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)了 B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了 C.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了 D.a(chǎn)>b 解析:解本題常用的方法之一是分段假設(shè)分析。先假設(shè)當(dāng)體積增加一倍時(shí)平衡不移動(dòng),B的濃度應(yīng)為原來(lái)的50%,再進(jìn)行比較,事實(shí)上B的濃度為原來(lái)的60%,大于50%,得出結(jié)論:說(shuō)明平衡向生成B的正反應(yīng)方向移動(dòng)了,即生成B的方向是氣體體積增加的方向,故a
9、,在500℃時(shí),將2 mol N2和2 mol H2充入容積為10 L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),NH3不可能達(dá)到的濃度是( ) A.0.01 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1 C.0.05 mol·L-1 D.0.15 mol·L-1 解析:假設(shè)反應(yīng)完全進(jìn)行,由化學(xué)方程式知2 mol N2過(guò)量,因而2 mol H2完全反應(yīng)生成 mol NH3,則NH3濃度為 mol·L-1。但由于是可逆反應(yīng),NH3的濃度肯定小于 mol·L-1,故答案為D。 答案:D 9.(xx·廣東六校聯(lián)考)已知反應(yīng)mX(g)+nY(g)qZ
10、 (g)的ΔH<0,m+n>q,在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是( ) A.通入稀有氣體使壓強(qiáng)增大,平衡將正向移動(dòng) B.X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的倍 C.降低溫度,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變小 D.增加X(jué)的物質(zhì)的量,Y的轉(zhuǎn)化率降低 解析:因?yàn)樵摲磻?yīng)是在恒容的密閉容器中進(jìn)行,通入稀有氣體后,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,但各反應(yīng)物、生成物的濃度未發(fā)生改變,平衡不移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò);X的反應(yīng)速率與Y的反應(yīng)速率之比等于方程式的系數(shù)之比,B項(xiàng)正確;由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)(正向),又由于m+n>q,=,m不變,但n減小,增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;增加X(jué)的物質(zhì)
11、的量,X的轉(zhuǎn)化率降低,Y的轉(zhuǎn)化率升高,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:B 10.在一定條件下,向某一密閉容器中,加入一定量的HI或加入一定量的PCl5,反應(yīng)達(dá)到平衡后,在t時(shí)刻改變條件,其反應(yīng)速率與時(shí)間的變化關(guān)系均可用右圖表示。那么對(duì)于不同反應(yīng)在t時(shí)刻改變條件的敘述正確的是( ) A.對(duì)于2HI(g)I2(g)+H2(g)反應(yīng),t時(shí)刻保持溫度和體積不變,再加入一定量的HI B.對(duì)于2HI(g)I2(g)+H2(g)反應(yīng),t時(shí)刻保持溫度和壓強(qiáng)不變,再加入一定量的HI C.對(duì)于PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反應(yīng),t時(shí)刻保持溫度和體積不變,再加入一定量的PCl
12、5 D.對(duì)于PCl5 (g) PCl3(g)+Cl2(g)反應(yīng),t時(shí)刻保持溫度和壓強(qiáng)不變,再加入一定量的PCl3 解析:依據(jù)速率-時(shí)間圖象可知,在t時(shí)刻,原平衡被破壞,且正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,對(duì)于反應(yīng)2HI(g) H2(g)+I(xiàn)2(g),保持溫度和壓強(qiáng)不變,加入HI,容器的體積增大,H2和I2的濃度減小,逆反應(yīng)速率減小,而HI的濃度增大,正反應(yīng)速率增大,故B正確。 答案:B 11.在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng):A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0。某研究小組研究了其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖:
13、 下列判斷一定錯(cuò)誤的是( ) A.圖Ⅰ研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且乙使用的催化劑效率較高 B.圖Ⅱ研究的是壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且乙的壓強(qiáng)較高 C.圖Ⅲ研究的是溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且甲的溫度較高 D.圖Ⅳ研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且甲使用的催化劑效率較高 解析:圖Ⅰ研究的不可能是催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,因?yàn)槭褂么呋瘎瘜W(xué)平衡不移動(dòng),甲、乙的平衡濃度應(yīng)當(dāng)相同,故A項(xiàng)錯(cuò),同理可知D項(xiàng)正確;若圖Ⅱ研究的是壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且乙的壓強(qiáng)較高,因?yàn)橐蚁冗_(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),并且乙中B的轉(zhuǎn)化率較高(增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)),故B項(xiàng)正確;若圖Ⅲ研究的是溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且甲的溫度
14、較高,因?yàn)榧紫冗_(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),并且甲中B的轉(zhuǎn)化率較小(升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)),故C項(xiàng)正確。 答案:A 12.在一定溫度下,有A、B兩個(gè)容器,A是恒容密閉容器,B是恒壓密閉容器。兩容器起始狀態(tài)完全相同,其中都充有NO2氣體,如果只考慮發(fā)生下列可逆反應(yīng):2NO2N2O4,分別經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,A、B都達(dá)平衡,下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.平均反應(yīng)速率A>B B.平衡時(shí)NO2的物質(zhì)的量B>A C.平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率A>B D.平衡時(shí)N2O4的物質(zhì)的量B>A 解析:合理假設(shè)中間狀態(tài),找到A、B兩容器內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系是解題的關(guān)鍵。根據(jù)
15、題意,A、B兩容器的起始狀態(tài)完全相同,即具有相同的容積(V)、溫度(T)、壓強(qiáng)(p)和NO2的物質(zhì)的量,所不同的是反應(yīng)過(guò)程中,A保持容積不變,B保持壓強(qiáng)不變,要比較的是A、B狀態(tài)中與平衡和速率有關(guān)的量。為方便比較,可假設(shè)B是通過(guò)兩步達(dá)到平衡的:首先B保持容積不變到平衡狀態(tài)B′,顯然B′與A平衡完全相同;其次B′通過(guò)壓縮體積(增大壓強(qiáng))達(dá)到B平衡,而B(niǎo)′→B的變化就是A平衡和B平衡的差別。示意圖如圖: 顯然由B′(平衡)→B(平衡)的過(guò)程是壓強(qiáng)增大,平衡向正向移動(dòng)的過(guò)程,會(huì)使平衡時(shí)N2O4的物質(zhì)的量B>A,NO2的轉(zhuǎn)化率B>A,NO2的物質(zhì)的量B<A。 答案:D 13.已知
16、反應(yīng)2CO(g)-2C(s)+O2(g)的ΔH>0,ΔS<0,設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.低溫下能自發(fā)變化 B.高溫下能自發(fā)變化 C.任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行 D.任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行 解析:已知反應(yīng)2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH>0,ΔS<0,所以ΔH-TΔS>0,反應(yīng)在任何溫度下都是不能自發(fā)進(jìn)行,故A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤,而D正確。 答案: D 14.(雙選題)反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g) ===Fe3O4(s)+4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是( ) A.
17、增加Fe的量 B.保持體積不變,充入N2使壓強(qiáng)增大 C.將容器的體積縮小一半 D.壓強(qiáng)不變,充入N2使容器的體積增大 解析:Fe為固體反應(yīng)物,因此增加其用量對(duì)反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響;保持體積不變,充入N2使體系總壓強(qiáng)增大,但是N2不參加反應(yīng),容器中H2O(g)和H2(g)的濃度并未發(fā)生變化,因此正、逆反應(yīng)速率均基本不變;容器的體積縮小一半,則壓強(qiáng)增大,正、逆反應(yīng)速率均提高;充入N2使體積增大,雖然總壓強(qiáng)不變,但是體系內(nèi)H2O(g)和H2(g)的濃度均減小,正、逆反應(yīng)速率均減小。 答案:AB 15.(雙選題)可逆反應(yīng):3A(g)3B(?)+C(?) ΔH>0,隨著溫度
18、升高,氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量有變小趨勢(shì),則下列判斷正確的是( ) A.B和C可能都是固體 B.B和C一定都是氣體 C.若C為固體,則B一定是氣體 D.B和C可能都是氣體 解析:本題考查同學(xué)們對(duì)外界條件對(duì)平衡移動(dòng)方向的影響的應(yīng)用。升溫時(shí),平衡向吸熱的正反應(yīng)方向移動(dòng),氣體的相對(duì)分子質(zhì)量減小有兩種可能,即(1)氣體的質(zhì)量不變,氣體的物質(zhì)的量增加,此時(shí)B、C均為氣體。(2)氣體的質(zhì)量(m)減小,即有一生成物不再是氣態(tài)物質(zhì),氣體的物質(zhì)的量不變,此時(shí)B為氣體,而C為液體或固體,故題C、D兩選項(xiàng)均正確。 答案:CD 二、非選擇題(共55分) 16.(6分)已知?dú)溲趸}在水
19、中存在下列溶解平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。為了除去有害氣體SO2,并變廢為寶,常常用粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣,反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。 (1)寫出上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式: SO2和CaCO3懸濁液反應(yīng):______________________。SO2和Ca(OH)2懸濁液反應(yīng): ________________________________________________________________________。 (2)試說(shuō)明用熟石灰的懸濁
20、液,而不用澄清石灰水洗滌廢氣的理由: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在英國(guó)進(jìn)行的一個(gè)研究結(jié)果表明:高煙囪可以有效地降低地表SO2濃度。在20世紀(jì)的60—70年代的10年間,由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%,但由于建造高煙囪,地表SO2濃度降低了30%之多。請(qǐng)你從全球環(huán)境保護(hù)的角度,分析這種方法是否可取 _____
21、___________________________________________________________________。 解析:此題與元素化合物知識(shí)相聯(lián)系,應(yīng)用平衡移動(dòng)原理解決實(shí)際問(wèn)題。氫氧化鈣微溶于水,澄清石灰水中氫氧化鈣濃度小,不利于吸收大量的SO2,用懸濁液吸收,由于溶解平衡的移動(dòng),可以吸收大量SO2。因?yàn)镾O2的排放總量沒(méi)有減少,所以進(jìn)一步形成的酸雨仍會(huì)造成對(duì)全球環(huán)境的危害。因此,建造高煙囪這種方法不可取。 答案:(1)2SO2+O2+2CaCO3+4H2O===2(CaSO4·2H2O)+2CO2 2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O===2(Ca
22、SO4·2H2O) (2)氫氧化鈣微溶于水,澄清石灰水中氫氧化鈣的濃度小,不利于吸收大量的SO2 (3)不可取,因?yàn)镾O2的總排放量沒(méi)有減少,進(jìn)一步形成的酸雨仍會(huì)造成對(duì)全球環(huán)境的危害 17.(6分)已知在恒容條件下,氣體壓強(qiáng)與氣體溫度(熱力學(xué)溫度T)、氣體的物質(zhì)的量成正比,即p∝nT。反應(yīng)CaCO3 CaO+CO2,在恒容和不同溫度下CO2的平衡壓強(qiáng)如下表所示: 溫度/℃ 550 650 750 850 897 壓強(qiáng)/Pa 5.32×10 9.17×102 8.37×103 4.34×104 1.01×105 根據(jù)表中數(shù)據(jù),填寫下列空白
23、: (1)若升高原CaCO3分解平衡體系的溫度,同時(shí)給反應(yīng)容器加壓,則原平衡________。 A.向逆反應(yīng)方向移動(dòng) B.向正反應(yīng)方向移動(dòng) C.不移動(dòng) D.無(wú)法確定平衡移動(dòng)方向 (2)在一個(gè)不與外界進(jìn)行熱交換的密閉容器中,足量的CaCO3在850 ℃時(shí)建立分解平衡。若將該容器的容積擴(kuò)大為原來(lái)的2倍,則重新達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)的溫度將________,CaCO3的分解率將________,CO2的平衡壓強(qiáng)將________4.34×104 Pa(選填“>”、“<”或“=”),其理由是 ______________________________________
24、__________________________________。 解析:本題主要考查條件的改變(溫度和壓強(qiáng))對(duì)化學(xué)平衡的影響。解本題的關(guān)鍵是根據(jù)題給數(shù)據(jù)推斷出CaCO3的分解過(guò)程是吸熱反應(yīng);另外就是理解影響化學(xué)平衡的條件之一壓強(qiáng),實(shí)質(zhì)上是通過(guò)容器體積的變化(即改變平衡體系中物質(zhì)的濃度)引起的。 答案:(1)D (2)降低 增大 < 體積增大使c(CO2 )減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故體系溫度降低,重新達(dá)到平衡時(shí),CO2氣體壓強(qiáng)小于850 ℃的平衡壓強(qiáng) 18.(6分)Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)如下: 2I-+2Fe3+2Fe2++I(xiàn)
25、2(aq) (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為K=________。當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,加入CCl4萃取I2,且溫度不變,上述平衡________移動(dòng)(選填“向右”“向左”或“不”)。 解析:K= 答案: 向右 (2)上述反應(yīng)的正反應(yīng)速率和I-、Fe3+的濃度關(guān)系為:v=kcm(I-)cn(Fe3+)(k為常數(shù))。 c(I-)/mol·L-1 c(Fe3+)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1 ① 0.20 0.80 0. 032 k ② 0.60 0.40 0.144 k ③ 0.80 0.20 0.128 k 通過(guò)上表所
26、給的數(shù)據(jù)計(jì)算,得知v=kcm(I-)cn(Fe3+)中m、n的值為( ) A.m=1,n=1 B.m=1,n=2 C.m=2,n=1 D.m=2,n=2 I-濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響________(選填“大于”“小于”或“等于”)Fe3+濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。 解析:加入CCl4萃取I2,使I2的濃度減小,平衡向右移動(dòng)。 將①③數(shù)據(jù)分別代入 v=kcm(I-)cn(Fe3+) 得0.032 k=k×0.20m×0.80n① 0.128 k=k×0.80m×0.20n② 得:=m×4n,化簡(jiǎn)得:4n-m=,即m=n+1。將各選項(xiàng)數(shù)據(jù)代入,m=2
27、、n=1符合,因m=n+1,故c(I-)的m次方大于c(Fe3+)的n次方,所以I-濃度對(duì)反應(yīng)速率影響大。 答案:C 大于 19.(6分)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。設(shè)在容積為2.0 L的密閉容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí),NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為。計(jì)算: (1)該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率; 解析:設(shè)反應(yīng)過(guò)程消耗x mol N2(g)。 N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) 起始物質(zhì)的量/mol 0.60
28、1.60 0 平衡物質(zhì)的量/mol 0.60-x 1.60-3x 2x 平衡時(shí)反應(yīng)體系總物質(zhì)的量=mol=(2.20-2x)mol NH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=2x÷(2.20-2x)= 解得x=0.40 則N2的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=66.7%。 答案:66.7% (2)該條件下反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)。 解析:設(shè)反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)為K。 平衡時(shí),=2×0.40 mol÷2.0 L=0.40 mol·L-1 =(0.60-0.40)mol÷2.0 L=0.10 mol·L-1 =(1.
29、60-3×0.40)mol÷2.0 L=0.20 mol·L-1 K==÷(0.40 mol·L-1)2=5.0×10-3 mol2·L-2。 答案:5.0×10-3 mol2·L-2 20.(6分)某校課外活動(dòng)小組利用NO2與N2O4的反應(yīng)來(lái)探究溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響。 已知: 2NO2(g)N2O4(g) ΔH(298 K)=-52.7 kJ·mol-1 (1)該化學(xué)反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)的表達(dá)式為_(kāi)_______。 解析:根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式有:K=/2。 答案:K=/2 (2)該小組的同學(xué)取了兩個(gè)燒瓶A和B,分別加入相同濃度的NO2與N2O4的混合氣體,
30、中間用夾子夾緊,并將A和B浸入到已盛有水的兩個(gè)燒杯中(如右圖所示),然后分別向兩個(gè)燒杯中加入濃硫酸和NH4NO3固體。 請(qǐng)回答: ①A中的現(xiàn)象為_(kāi)___________________,B中的現(xiàn)象為_(kāi)_____________________。 ②由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,降低溫度,該反應(yīng)化學(xué)平衡向________(選填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動(dòng)。 ③升高溫度,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)將________(選填“增大”“減小”或“不變”)。原因是________________________________________________。 解析:①A中的燒杯內(nèi)加濃H2SO4
31、,使體系的溫度升高,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),NO2的濃度增大,氣體的顏色加深。B中的燒杯內(nèi)加入NH4NO3,使體系的溫度降低,化學(xué)平衡正向移動(dòng),氣體的顏色變淺。②降低溫度,化學(xué)平衡正向移動(dòng)。③升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)減小,因?yàn)樯邷囟?,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),生成物的濃度減小,反應(yīng)物的濃度增大,故化學(xué)平衡常數(shù)減小。 答案:①A中氣體的顏色加深 B中氣體的顏色變淺?、谡、蹨p小 升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),生成物的濃度減小,反應(yīng)物的濃度增大,故化學(xué)平衡常數(shù)減小 21.(10分)氨氧化法制硝酸的主要反應(yīng)是:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) (1)①該反應(yīng)的熵變?chǔ) __
32、________0(選填“>”、“<”或“=”); ②升高溫度,反應(yīng)的平衡常數(shù)K值減小,則該反應(yīng)的焓變?chǔ) ___________0(選填“>”、“<”或“=”)。 解析:①已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量增大,所以熵增大,即ΔS>0;②升高溫度,反應(yīng)的平衡常數(shù)K值減小,說(shuō)明平衡逆移,升高溫度平衡逆移,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即ΔH<0。 答案:①>?、冢? (2)若其他條件不變,下列關(guān)系圖錯(cuò)誤的是 ____________(選填序號(hào))。 解析:已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,即該反
33、應(yīng)為體積增大的放熱反應(yīng)。升高溫度平衡逆移,所以溫度越高NH3的含量越多,與圖象相符,故A項(xiàng)正確。增大壓強(qiáng)平衡逆移,所以壓強(qiáng)越大NO越小,與圖象相符,故B項(xiàng)正確。升高溫度平衡逆移,所以溫度越高H2O的含量越小,與圖象不相符,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。加催化劑不改變平衡,所以O(shè)2的含量不變,反應(yīng)速率增大,到達(dá)平衡的時(shí)間變小,與圖象相符,故D項(xiàng)正確。 答案:C (3)在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度如下表: 時(shí)間/濃度/(mol·L-1) c(NH3) c(O2) c(NO) c(H2O) 起始 4.0 5.5 0 0 第2 min 3.2 ______
34、________ 0.8 1.2 第4 min 2.0 3.0 2.0 3.0 第6 min 2.0 3.0 2.0 3.0 ①反應(yīng)在第2 min到第4 min時(shí),反應(yīng)速率v(O2)= __________; ②反應(yīng)在第2 min時(shí)改變了條件,改變的條件可能是 ________________________________________________________________________, 該條件下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________(只寫計(jì)算結(jié)果,不標(biāo)單位)。 解析:①第2 min 到第4 min 時(shí)Δc (NH3)=3.2-
35、2.0=1.2 mol·L-1,所以Δc (O2)=5/4×1.2 mol·L-1=1.5 mol·L-1,則v(O2)=1.5 mol②由表中數(shù)據(jù)可知從0到2 min時(shí)消耗了NH3為0.8 mol·L-1;第2 min到第4 min時(shí)消耗NH3為1.2 mol·L-1,說(shuō)明第2 min以后反應(yīng)速率加快,所以改變的條件為升高溫度(或使用催化劑);平衡時(shí)c(NH3)=2.0 mol·L-1,c(O2)=3.0 mol·L-1,c(NO)=2.0 mol·L-1,c(H2O)=3.0 mol·L-1,則K===3。 答案:①0.75 mol·L-1·min-1?、谏邷囟?或使用催化劑) 3
36、 22.(9分)高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)不能自發(fā)進(jìn)行,已知正反應(yīng)吸熱。 (1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)ΔH-T·ΔS>0,反應(yīng) __________(選填“能自發(fā)”、“不能自發(fā)”)進(jìn)行。 解析:反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH>0,ΔS=0;ΔH-T·ΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 答案:不能自發(fā) (2)該反應(yīng)中平衡常數(shù)的表達(dá)式 K=__________。 溫度升高,化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡,平衡常數(shù)K值 __________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。 解析:可逆反應(yīng)Fe
37、O(s)+CO (g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式k=c(CO2)/c(CO);該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO2的物質(zhì)的量增大、CO的物質(zhì)的量減小,故到達(dá)新平衡是CO2與CO的體積之比增大。 答案:c(CO2)/c(CO) 增大 (3)1 100 ℃時(shí)測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.1 mol/L,已知1 100 ℃時(shí)平衡常數(shù)K=0.263.在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài) ____________(選填“是”或“否”),此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率是v正______v逆(選填“=”、“>”或“<”)。 解析:此時(shí)濃度
38、商Qc=0.025/0.1=0.25,小于平衡常數(shù)2.63,故反應(yīng)不是平衡狀態(tài),反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行,v正>v逆。 答案:否?。? (4)反應(yīng)達(dá)到平衡后,若保持容器體積不變時(shí),再通入一定量的CO,則CO的轉(zhuǎn)化率將 ____________(選填“增大”、“減小”、“不變”)。 解析:若保持容器體積不變時(shí),再通入一定量的CO,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡不移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率不變。 答案:不變 23.(6分)在某一容積為5 L的密閉容器內(nèi),加入0.2 mol和CO和2 mol的H2O,在催化劑存在的條件下高溫加熱,發(fā)生如下反應(yīng): CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
39、 ΔH>0 反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變化情況如圖所示: (1)根據(jù)右圖數(shù)據(jù),反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí),CO的平均反應(yīng)速率為_(kāi)___________;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),=______________。 (2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是 ________________________________________________________________________(填序號(hào))。 ①CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等。 ②CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等 ③CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化 ④正、逆反應(yīng)速率都為零 (3)如果一開(kāi)始加入0.1 mol的CO、0.1 mol 的H2O、0.1 mol的CO2和0.1 mol 的H2,在相同的條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),=________。 解析:本題是一個(gè)簡(jiǎn)單的平衡計(jì)算題,只要能看懂圖象就能得到結(jié)論。拐點(diǎn)為平衡點(diǎn),由此就可得到平均反應(yīng)速率。根據(jù)CO2的平衡濃度可計(jì)算出H2的平衡濃度。在等效平衡中對(duì)于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),轉(zhuǎn)化在同一邊后各物質(zhì)的量只要成比例就能形成等效平衡。 答案:(1)0.003 mol·(L·min-1) 0.03 mol·L-1 (2)①③ (3)0.01 mol·L-1
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