2019-2020年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率過關(guān)檢測卷 魯科版選修4.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率過關(guān)檢測卷 魯科版選修4 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:3O22O3,一定條件下該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(D) A.單位時間內(nèi)生成2 mol O3,同時消耗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數(shù)隨時間變化 解析:溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響,都是通過影響反應(yīng)速率常數(shù)來完成的。由k=A·e-可以看出,活化能越大,溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度就越大,并且對于某個特定的化學(xué)反應(yīng),溫度越高,k越大;活化能越高,k越小。 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(D) 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的濃度都會使正反應(yīng)速率增大,減小A或B的濃度都會使正反應(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.下圖表示反應(yīng)X(g)4Y(g)+Z(g) ΔH<0,在某溫度時X的濃度隨時間變化的曲線,下列有關(guān)該反應(yīng)的描述正確的是(B) 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,反應(yīng)進行到第6 min時反應(yīng)達平衡,平衡狀態(tài)是動態(tài)平衡,反應(yīng)未停止,故A錯;B項,反應(yīng)進行到第6 min時反應(yīng)達平衡,X物質(zhì)的量的變化量為1-0.15=0.85(mol),X的轉(zhuǎn)化率為×100%=85%,故B正確;因為ΔH<0,反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡將逆向移動,則X的轉(zhuǎn)化率減小,故C錯;D項,若降低溫度,正、逆反應(yīng)速率同時減小,但是降溫平衡正向移動,故v正>v逆,即逆反應(yīng)減小的倍數(shù)大,故D錯。 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到平衡。下列說法正確的是(A) A.該反應(yīng)的ΔS<0 B.該反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進行 C.向容器中充入少量He,平衡向正反應(yīng)方向移動 D.升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動 解析:已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-92.9 kJ/mol,由方程式中氣體的計量數(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項正確。化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行,取決于焓變和熵變的綜合判據(jù),當(dāng)ΔG=ΔH-T·ΔS<0時,反應(yīng)能自發(fā)進行;已知ΔH<0,ΔS<0所以反應(yīng)的在高溫時能自發(fā)進行,故B項錯誤。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,故C項錯誤。已知該反應(yīng)ΔH<0,所以升高溫度平衡逆移,故D項錯誤。 5.下列說法正確的是(C) A.自發(fā)反應(yīng)是指在通常狀況下能自動發(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)都不能進行 C.升高溫度,可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(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項錯誤。反應(yīng)自發(fā)進行的判斷依據(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)進行,故B項錯誤。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項錯誤。 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,混合氣體的壓強是原來的87.5%,則化學(xué)方程式中n值是(A) A.2 B.3 C.4 D.5 解析:容器溫度不變,混合氣體的壓強是原來的87.5%,說明反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量減小,則反應(yīng)應(yīng)向物質(zhì)的量減小的方向進行,即方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之和大于生成物的化學(xué)計量數(shù)之和,則有:2+5>4+n,n<3,選項中只有A項符合。 7.在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g)達平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達到新的平衡時,B的濃度變?yōu)樵瓉淼?0%,則(C) A.平衡向逆反應(yīng)方向移動了 B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了 C.物質(zhì)B的質(zhì)量分數(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)體積增加一倍時平衡不移動,B的濃度應(yīng)為原來的50%,再進行比較,事實上B的濃度為原來的60%,大于50%,得出結(jié)論:說明平衡向生成B的正反應(yīng)方向移動了,即生成B的方向是氣體體積增加的方向,故aq,在恒容密閉容器中反應(yīng)達到平衡時,下列說法正確的是(B) A.通入稀有氣體使壓強增大,平衡將正向移動 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分子質(zhì)量變小 D.增加X的物質(zhì)的量,Y的轉(zhuǎn)化率降低 解析:因為該反應(yīng)是在恒容的密閉容器中進行,通入稀有氣體后,容器內(nèi)氣體壓強增大,但各反應(yīng)物、生成物的濃度未發(fā)生改變,平衡不移動,A項錯;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(正向),又由于m+n>q,M=,m不變,但n減小,M增大,C項錯誤;增加X的物質(zhì)的量,X的轉(zhuǎn)化率降低,Y的轉(zhuǎn)化率升高,D項錯誤。 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)達到平衡后,在t時刻改變條件,其反應(yīng)速率與時間的變化關(guān)系均可用右圖表示。那么對于不同反應(yīng)在t時刻改變條件的敘述正確的是(B) A.對于2HI(g)I2(g)+H2(g)反應(yīng),t時刻保持溫度和體積不變,再加入一定量的HI B.對于2HI(g)I2(g)+H2(g)反應(yīng),t時刻保持溫度和壓強不變,再加入一定量的HI C.對于PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反應(yīng),t時刻保持溫度和體積不變,再加入一定量的PCl5 D.對于PCl5 (g)PCl3(g)+Cl2(g)反應(yīng),t時刻保持溫度和壓強不變,再加入一定量的PCl3 解析:依據(jù)速率-時間圖象可知,在t時刻,原平衡被破壞,且正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,對于反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g),保持溫度和壓強不變,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。 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,改變某一條件對上述反應(yīng)的影響,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖: 下列判斷一定錯誤的是(A) A.圖Ⅰ研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響,且乙使用的催化劑效率較高 B.圖Ⅱ研究的是壓強對反應(yīng)的影響,且乙的壓強較高 C.圖Ⅲ研究的是溫度對反應(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反應(yīng)的影響,因為使用催化劑,化學(xué)平衡不移動,甲、乙的平衡濃度應(yīng)當(dāng)相同,故A項錯,同理可知D項正確;若圖Ⅱ研究的是壓強對反應(yīng)的影響,且乙的壓強較高,因為乙先達到化學(xué)平衡狀態(tài),并且乙中B的轉(zhuǎn)化率較高(增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動),故B項正確;若圖Ⅲ研究的是溫度對反應(yīng)的影響,且甲的溫度較高,因為甲先達到化學(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),故C項正確。 12.在一定溫度下,有A、B兩個容器,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)過一段時間后,A、B都達平衡,下列有關(guān)敘述正確的是(D) A.平均反應(yīng)速率A>B B.平衡時NO2的物質(zhì)的量B>A C.平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率A>B D.平衡時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)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(p)和NO2的物質(zhì)的量,所不同的是反應(yīng)過程中,A保持容積不變,B保持壓強不變,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是通過兩步達到平衡的: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′通過壓縮體積(增大壓強)達到B平衡,而B′→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)的過程是壓強增大,平衡向正向移動的過程,會使平衡時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。 13.已知反應(yīng):2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH>0,ΔS<0,設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化,下列說法中正確的是(D) 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)進行 D.任何溫度下都不能自發(fā)進行 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)進行,故A、B、C三項錯誤,而D正確。 14.反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進行,下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是(B) A.增加H2O(g)的量 B.保持體積不變,充入N2使壓強增大 C.將容器的體積縮小一半 D.壓強不變,充入N2使容器的體積增大 解析:增加H2O(g)的量,平衡向正方向移動,反應(yīng)速率發(fā)生改變;保持體積不變,充入N2使體系總壓強增大,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。 15.在一密閉容器中進行以下可逆反應(yīng):M(g)+N(g)P(g)+2 L。在不同的條件下P的百分含量P%的變化情況如圖,則該反應(yīng)(B) A.正反應(yīng)放熱,L是固體 B.正反應(yīng)放熱,L是氣體 C.正反應(yīng)吸熱,L是氣體 D.正反應(yīng)放熱,L是固體或氣體 解析:圖象橫軸為時間,縱軸為P的百分含量,所以圖中曲線的斜率表示反應(yīng)速率,斜率越大,反應(yīng)速率越大。曲線Ⅰ表示的反應(yīng)速率最小,達到平衡所需時間最長;曲線Ⅲ表示的反應(yīng)速率最大,達到平衡所需時間最短。三條曲線水平部分的高低不同則表示達到平衡狀態(tài)時生成物P的百分含量的高低。聯(lián)系反應(yīng)條件,曲線Ⅰ和Ⅱ壓強相同,但Ⅱ的溫度較高,所以反應(yīng)速率Ⅱ>Ⅰ,但達到平衡時P%卻是Ⅰ>Ⅱ,這說明升高溫度時P%降低,因而平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動,則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng);比較曲線Ⅱ和Ⅲ,二者溫度相同,但壓強Ⅲ>Ⅱ,這時P%卻是Ⅱ>Ⅲ,這說明增大壓強時P%降低,因此生成物氣體的總體積應(yīng)大于反應(yīng)物中氣體的總體積,由此判斷L一定為氣體。 二、非選擇題(共55分) 16.(8分)已知氫氧化鈣在水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)試說明用熟石灰的懸濁液,而不用澄清石灰水洗滌廢氣的理由:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在英國進行的一個研究結(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。請你從全球環(huán)境保護的角度,分析這種方法是否可取________________________________________________________________________。 解析:此題與元素化合物知識相聯(lián)系,應(yīng)用平衡移動原理解決實際問題。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,可以吸收大量SO2。因為SO2的排放總量沒有減少,所以進一步形成的酸雨仍會造成對全球環(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(CaSO4·2H2O) (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,因為SO2的總排放量沒有減少,進一步形成的酸雨仍會造成對全球環(huán)境的危害 17.(8分)已知在恒容條件下,氣體壓強與氣體溫度(熱力學(xué)溫度T)、氣體的物質(zhì)的量成正比,即p∝nT。反應(yīng)CaCO3CaO+CO2,在恒容和不同溫度下CO2的平衡壓強如下表所示: 溫度/℃ 550 650 750 850 897 壓強/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: (1)若升高原CaCO3分解平衡體系的溫度,同時給反應(yīng)容器加壓,則原平衡________。 A.向逆反應(yīng)方向移動 B.向正反應(yīng)方向移動 C.不移動 D.無法確定平衡移動方向 (2)在一個不與外界進行熱交換的密閉容器中,足量的CaCO3在850 ℃時建立分解平衡。若將該容器的容積擴大為原來的2倍,則重新達到平衡時,容器內(nèi)的溫度將________,CaCO3的分解率將________,CO2的平衡壓強將________4.34×104 Pa(選填“>”“<”或“=”),其理由是________________________________________________________________________。 解析:本題主要考查條件的改變(溫度和壓強)對化學(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,實質(zhì)上是通過容器體積的變化(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?。肌◇w積增大使c(CO2 )減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故體系溫度降低,重新達到平衡時,CO2氣體壓強小于850 ℃的平衡壓強 18.(8分)Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)如下: 2I-+2Fe32Fe2++I2(aq) (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達式為K=________。當(dāng)上述反應(yīng)達到平衡后,加入CCl4萃取I2,且溫度不變,上述平衡________移動(選填“向右”“向左”或“不”)。 (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 通過上表所給的數(shù)據(jù)計算,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-濃度對反應(yīng)速率的影響________(選填“大于”“小于”或“等于”)Fe3+濃度對反應(yīng)速率的影響。 解析:(1)K= (2)加入CCl4萃取I2,使I2的濃度減小,平衡向右移動。 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:=×4n,化簡得:4n-m=,即m=n+1。將各選項數(shù)據(jù)代入,m=2、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-濃度對反應(yīng)速率影響大。 答案:(1) 向右 (2)C 大于 19.(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)”或“不能自發(fā)”)進行。 (2)該反應(yīng)中平衡常數(shù)的表達式 K=__________。 溫度升高,化學(xué)平衡移動后達到新的平衡,平衡常數(shù)K值 __________(選填“增大”“減小”或“不變”)。 (3)1 100 ℃時測得高爐中c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.1 mol/L,已知1 100 ℃時平衡常數(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”),此時化學(xué)反應(yīng)速率是v正______v逆(選填“=”“>”或“<”)。 (4)反應(yīng)達到平衡后,若保持容器體積不變時,再通入一定量的CO,則CO的轉(zhuǎn)化率將 ________(選填“增大”“減小”或“不變”)。 (1)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)進行。 (2)可逆反應(yīng)FeO(s)+CO (g) =Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)表達式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,CO2的物質(zhì)的量增大、CO的物質(zhì)的量減小,故到達新平衡是CO2與CO的體積之比增大。(3)此時濃度商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)進行,v正>v逆。(4)若保持容器體積不變時,再通入一定量的CO,相當(dāng)于增大壓強,化學(xué)平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變。 答案:(1)不能自發(fā) (2)c(CO2)/c(CO) 增大 (3)否?。尽?4)不變 20.(10分)某校課外活動小組利用NO2與N2O4的反應(yīng)來探究溫度對化學(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)的表達式為________。 (2)該小組的同學(xué)取了兩個燒瓶A和B,分別加入相同濃度的NO2與N2O4的混合氣體,中間用夾子夾緊,并將A和B浸入到已盛有水的兩個燒杯中(如下圖所示),然后分別向兩個燒杯中加入濃硫酸和NH4NO3固體。 請回答: ①A中的現(xiàn)象為____________________,B中的現(xiàn)象為______________________。 ②由上述實驗現(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。 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:(1)根據(jù)平衡常數(shù)的表達式有:K=[N2O4]/[NO2]2。(2)①A中的燒杯內(nèi)加濃H2SO4,使體系的溫度升高,化學(xué)平衡逆向移動,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,氣體的顏色變淺。②降低溫度,化學(xué)平衡正向移動。③升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)減小,因為升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動,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:(1)K=[N2O4]/[NO2]2 (2)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,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.(12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ΔS __________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ΔH ___________0(選填“>”“<”或“=”)。 (2)若其他條件不變,下列關(guān)系圖錯誤的是 ____________(選填序號)。 (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 ______________ 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,反應(yīng)速率v(O2)= __________; ②反應(yīng)在第2 min時改變了條件,改變的條件可能是________________________________________________________________________, 該條件下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________(只寫計算結(jié)果,不標(biāo)單位)。 解析:(1)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。(2)已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,即該反應(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項正確。增大壓強平衡逆移,所以壓強越大NO越小,與圖象相符,故B項正確。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項錯誤。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,到達平衡的時間變小,與圖象相符,故D項正確。(3)①第2 min 到第4 min 時Δc (NH3)=3.2-2.0=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 mol·L·1/2 min=0.75 mol·L-1·min-1,②由表中數(shù)據(jù)可知從0到2 min時消耗了NH3為0.8 mol·L-1;第2 min到第4 min時消耗NH3為1.2 mol·L-1,說明第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: (1)①>?、冢肌?2)C (3)①0.75 mol·L-1·min-1 ②升高溫度(或使用催化劑) 3 一、選擇題(本大題共15小題,每小題3分,共45分) 1.下圖中,表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是(A) 解析:吸熱反應(yīng)中,生成物總能量大于反應(yīng)物的總能量,只有A圖符合要求。 2.反應(yīng)4NH3+5O24NO+ 6H2O在10 L密閉容器中進行,半分鐘后水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol,則此反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(X)可表示為(C) A.v(NH3)=0.002 mol·L-1·s-1 B.v(O2)=0.001 mol·L-1·s-1 C.v(NO)=0.001 mol·L-1·s-1 D.v(H2O)=0.001 mol·L-1·s-1 解析:根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達式求解。 v(H2O)==0.001 5 mol·L-1·s-1,接下來,一種辦法是根據(jù)化學(xué)方程式將H2O的變化量代入,求出其他物質(zhì)的變化量,再代入速率公式求用相應(yīng)的物質(zhì)表示的速率;另一種辦法是根據(jù)用各物質(zhì)表示的速率值等于各物質(zhì)前的系數(shù)比,直接由v(H2O)列比例式求出用其他物質(zhì)表示的速率值。 3.汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市空氣主要污染源之一,治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器,它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣循環(huán)的無毒氣體,其反應(yīng)原理是:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH<0。下列說法中錯誤的是(B) A.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 B.該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進行,因此需要高溫和催化劑條件 C.該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行,高溫和催化劑只是加快反應(yīng)的速率 D.汽車尾氣中的這兩種氣體會與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒 解析:此反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故A項正確。常溫下,2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,ΔS<0;ΔH-TΔS<0,反應(yīng)可以自發(fā)進行,故B項不正確。常溫下,2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,ΔS<0;ΔH-TΔS<0,該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行,高溫和催化劑只是加快反應(yīng)的速率,故C項正確。NO、CO都可和血紅蛋白結(jié)合而使人中毒,故D項正確。 4.在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片,下列敘述正確的是(D) A.正極附近的SO離子濃度逐漸增大 B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片 C.正極有O2逸出 D.銅片上有H2逸出 解析:用導(dǎo)線連接的Zn片與Cu片放入稀H2SO4中組成原電池,Zn作負極失去電子變?yōu)閆n2+而進入溶液,電子通過導(dǎo)線流向銅片(正極),溶液中的陰離子SO、OH-等移向負極,H+移向正極,并在正極上得到電子而放出H2,故選D項。 5.在298 K、1.01×105 Pa下,將22 g CO2通入1 mol·L-1 NaOH溶液750 mL中充分反應(yīng),測得反應(yīng)放出x kJ的熱量。已知在該條件下,1 mol CO2 通入2 mol·L-1 NaOH溶液1 L中充分反應(yīng)放出y kJ的熱量。則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式正確的是(C) A.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3 (aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1 B.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3 (aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1 C.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3 (aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1 D.2CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCO3 (l) ΔH=-(8x-2y) kJ·mol-1 解析:0.5 mol CO2與0.75 mol NaOH反應(yīng)生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3,反應(yīng)所放出的熱量為x kJ,則生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3總共放出4x kJ的熱量。1 mol CO2通入含2 mol NaOH的溶液中生成1 mol Na2 CO3放出y kJ的熱量,則1 mol CO2與含1 mol NaOH的溶液反應(yīng)所放出的熱量為(4x-y)kJ。D項中NaOH和NaHCO3的狀態(tài)標(biāo)錯。 6.反應(yīng)L(s)+aG(g)bB(g)達到平衡,溫度和壓強對該反應(yīng)的影響如右圖所示,圖中:壓強p1>p2,x軸表示溫度,y軸表示平衡混合氣體中G的體積分數(shù)。據(jù)此可判斷(D) A.上述反應(yīng)是放熱反應(yīng) B.無法確定a、b的大小 C.a(chǎn)>b D.上述反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 解析:根據(jù)圖示,在反應(yīng)中,隨著溫度的升高,平衡混合氣體中G的體積分數(shù)反而減小,可見該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故A項錯、D項對;在圖中作垂直于x軸的等溫線,可知,隨著壓強的增大,平衡混合氣體中G的體積分數(shù)也隨著增大,可見增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動,故b>a,故B、C兩項錯;本題正確選項為D。 7.某溫度下,一定體積的密閉容器中有如下平衡:H2(g)+I2(g)2HI(g)。已知H2和I2的起始濃度均為0.10 mol·L-1時,達平衡時HI的濃度為0.16 mol·L-1。若H2和I2的起始濃度均變?yōu)?.20 mol·L-1,則平衡時H2的濃度(mol·L-1)是(C) A.0.16 B.0.08 C.0.04 D.0.02 解析:此平衡不受壓強影響,故這是等效平衡問題,二者的轉(zhuǎn)化率相等: α(H2)=×100%=80%, 第二個平衡中H2的反應(yīng)量: 0.2 mol·L-1×80%=0.16 mol·L-1, H2的平衡濃度: 0.2 mol·L-1-0.16 mol·L-1=0.04 mol·L-1。 8.高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列敘述不正確的是(C) A.放電時負極反應(yīng)為Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2 B.充電時陽極反應(yīng)為Fe(OH)3+5OH--3e-===FeO+4H2O C.放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極有1 mol K2FeO4被氧化 D.放電時正極附近溶液的堿性增強 解析:本題考查了原電池、電解池相關(guān)的知識,放電時裝置為原電池,Zn作負極,充電時,裝置變?yōu)殡娊獬?,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),所以A、B兩項正確。放電時正極反應(yīng)為:FeO+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-,故電極附近溶液的堿性增強,正極所發(fā)生的反應(yīng)為還原而不是氧化,故D項正確,C項錯。 9.放熱反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在溫度t1時達到平衡,c1(CO)=c1(H2O)=1.0 mol·L-1,其平衡常數(shù)為K1。升高反應(yīng)體系的溫度至t2時,反應(yīng)物的平衡濃度分別為c2(CO)和c2(H2O),平衡常數(shù)為K2,則(C) A.K2和K1的單位均為mol·L-1 B.K2>K1 C.c2(CO)=c2(H2O) D.c1(CO)>c2(CO) 解析:平衡常數(shù)數(shù)學(xué)表達式的分子和分母分別為兩個濃度的乘積,本題中兩個乘積之比單位為1,A錯誤;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡左移,所以K2- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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