第十单元 化学反应速率与化学平衡
(90分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Ba 137
第Ⅰ卷 (选择题 共45分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列事实不能用平衡移动原理解释的是
2.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅的反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0
一定温度下,恒容密闭容器中进行该反应,下列措施能增大正反应的反应速率的是
A.分离出少量氮化硅 B.降低温度 C.充入氮气 D.充入氦气
3.低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) ΔH<0。若该反应在不同条件下的密闭容器中进行,测得下列不同反应速率,其中反应最快的一项是
A.v(NH3)=0.2 mol·L-1·min-1 B.v(NO2)=0.2 mol·L-1·min-1
C.v(H2O)=0.005 mol·L-1·s-1 D.v(N2)=0.005 mol·L-1·s-1
4.肼和氧气在相同催化剂和不同温度下生成的产物如图所示。已知在800 ℃下,容积固定的密闭容器中发生反应①、②:
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ①
N2H4(g)+2O2(g)2NO(g)+2H2O(g) ②
下列描述可说明两反应均达到平衡的是
A.v(N2)=v(NO)
B.反应①的焓变ΔH保持恒定
C.体系的密度不再发生变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
5.已达到平衡状态的下列可逆反应中,降低温度,体系的颜色会变深的是
A.2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
B.2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0
C.2HBr(g)H2(g)+Br2(g) ΔH>0
D.3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(l)+NO(g) ΔH<0
6.向某密闭容器中充入1 mol X与2 mol Y发生反应:X(g)+2Y(g)aZ(g) ΔH<0,达到平衡后,改变某一条件(温度或容器体积),X的平衡转化率的变化如图所示。下列说法中正确的是
A.a=2
B.T2>T1
C.A点的反应速率:v正(X)=v逆(Z)
D.用Y表示A、B两点的反应速率:v(A)>v(B)
7.在已处于化学平衡状态的体系中,若下列物理量发生变化,则一定能表明平衡发生移动的是
A.反应混合物的浓度 B.反应物的转化率
C.正、逆反应速率 D.反应体系的压强
8.将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:
|
压强/MPa体积分数/%温度/℃ |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
|
810 |
54.0 |
a |
b |
|
915 |
c |
75.0 |
d |
|
1000 |
e |
f |
83.0 |
①b<f ②915 ℃、2.0 MPa时E的转化率为60% ③该反应的ΔS>0
④K(1000 ℃)>K(810 ℃)
上述①~④中正确的有
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
9.一定条件下,通过反应MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0可以制备特种陶瓷的原料MgO,该反应在恒容密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是
|
选项 |
x |
y |
|
A |
温度 |
容器内混合气体的密度 |
|
B |
CO的物质的量 |
CO2与CO的物质的量之比 |
|
C |
SO2的浓度 |
平衡常数K |
|
D |
MgSO4的质量(忽略体积) |
CO的转化率 |
10.在固定容积的密闭容器中,放入a mol X,发生反应: 2XY(g)+Z(s), 并达到平衡状态,此时升高温度,气体的密度增大。下列叙述正确的是
A.平衡后移走部分Z,平衡正向移动
B.若X为非气态,则正反应为放热反应
C.若正反应为放热反应,则X一定为气态
D.若X为气态,再向容器中充入a mol X,达到平衡后,X的体积分数增大
11.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示:
|
t/℃ |
800 |
830 |
1000 |
|
K |
1.11 |
1.00 |
0.60 |
下列有关叙述不正确的是
A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.上述反应的正反应是放热反应
C.增大压强,CO体积分数增大
D.若平衡浓度符合关系式:=,则反应的温度是1000 ℃
12.在一定温度下,将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中,发生反应:3H2+N22NH3。起始时H2和N2的物质的量之和相等,平衡后分别测出H2、N2的转化率。能正确表示H2、N2的转化率与起始时的关系图是
13.常温下,NH4I是一种固体,一定温度下在密闭容器中加入NH4I固体发生反应:
①NH4I(s)NH3(g)+HI(g) ② 2HI(g)H2(g)+I2(g)
达到平衡时c(H2)=0.5 mol·L-1,反应①的化学平衡常数为20。下列有关说法正确的是
A.达到平衡时,缩小容器体积,与原平衡比较,混合气体的颜色变浅
B.平衡时,c(HI)=4 mol·L-1
C.平衡时,c(NH3)=4 mol·L-1
D.恒温恒容下,充入氢气,反应①平衡右移
14.恒温条件下,往一个容积为10 L的密闭容器中充入1 mol A和1 mol B,发生反应:A(g)+xB(g)C(g)+D(s),反应达到平衡时测得容器中C的物质的量浓度为0.05 mol·L-1。在只升高温度和只改变体系压强的两种情况下,该反应重新建立平衡,分别测得新平衡时容器中各物质的物质的量浓度如下表所示:
|
|
A |
B |
C |
|
升高温度 |
0.06 mol·L-1 |
0.06 mol·L-1 |
0.04 mol·L-1 |
|
增大压强 |
0.078 mol·L-1 |
0.078 mol·L-1 |
0.122 mol·L-1 |
下列有关叙述错误的是
A.该可逆反应的正反应是放热反应
B.增大压强,平衡正向移动,且平衡后的气体体积是原来的
C.原平衡中B的体积分数约为33.3%
D.升高温度,达到新平衡后,B的转化率为40%
15.炼铁的还原剂CO是由焦炭和CO2反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2 L的恒容密闭容器中,高温下进行下列反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH =Q kJ·mol-1。如图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图,下列说法正确的是
A.0~1 min,平均反应速率v(CO)=0.5 mol·L-1·min-1
B.当容器内的压强不变时,反应一定达到平衡状态,且<1
C.3 min时温度由T1升高到T2,则Q>0,再达到平衡时=4.7
D.5 min时再充入一定量的CO,曲线c表示n(CO2)的变化
第Ⅱ卷 (非选择题 共55分)
二、非选择题(本题包括6小题,共55分)
16. (10分)化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某同学测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。
Ⅰ.测定化学反应速率
该同学利用如图装置测定化学反应速率。
(1)除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是 。
(2)圆底烧瓶中所发生反应的离子方程式为 。
(3)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体,可计算出该2 min内H+的反应速率,而该测定值比实际值偏小,其原因是 。
(4)利用该化学反应,试简述测定反应速率的其他方法: (写一种)。
Ⅱ.探究化学反应速率的影响因素
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表。(已知 I2+2S2S4+2I-,其中Na2S2O3溶液均足量)
|
实验 序号 |
体积V/mL |
时间/s |
|
Na2S2O3溶液 |
淀粉溶液 |
碘水 |
水 |
|
① |
10.0 |
2.0 |
4.0 |
0.0 |
T1 |
|
② |
8.0 |
2.0 |
4.0 |
2.0 |
T2 |
|
③ |
6.0 |
2.0 |
4.0 |
Vx |
T3 |
(5)表中Vx= mL,T1、T2、T3的大小关系是 。
17.(10分)800 ℃时,向2 L密闭容器内加入一定量的CuO和CO,发生反应:2CuO(s)+CO(g)Cu2O(s)+CO2(g),n(CuO)随时间的变化如下表所示:
|
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
n(CuO)/mol |
0.080 |
0.060 |
0.040 |
0.020 |
0.020 |
0.020 |
(1)已知平衡常数K(400 ℃)>K(350 ℃),则该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)如图表示Cu2O的物质的量随时间变化的曲线是 (填“A”或“B”)。800 ℃时,0~3 s内该反应的v(CO2)= 。
(3)下列措施能使该反应的正反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。
a.增加CuO的量 b.适当升高温度
c.及时移去CO2 d.增大CO的浓度 e.选择高效催化剂 f.增大压强
(4)800 ℃时,若CO的平衡转化率为60%,则最初通入容器中CO的体积为 L(标准状况下)。若再通入0.03 mol CO2至容器中,则再次达到平衡时,CO的物质的量浓度为 。
18.(9分)在1.0 L密闭容器中充入0.10 mol NH3(g),一定温度下进行催化分解反应。测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据如下表:
|
时间t/h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
总压强p/×101 kPa |
1.010 |
1.374 |
1.601 |
1.757 |
1.757 |
(1)欲提高NH3的转化率,可采取的措施为 (写出一项即可)。
(2)1 h时,容器内的气体密度为 。
(3)平衡时NH3的转化率为 。
(4)下表为反应物NH3的浓度与反应时间的部分数据:
|
时间t/min |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
|
c(NH3)/(mol·L-1) |
0.100 |
0.080 |
0.064 |
0.051 |
|
120 min时,反应物的浓度c(NH3)为 mol·L-1。
19.(7分)一定温度下,在恒压密闭容器M中(如图Ⅰ)加入2 mol A和2 mol B,起始时容器体积为0.5 L,发生反应:2A(?)+B(?)xC(?) ΔH<0,达到平衡状态时A、B、C的物质的量之比为2∶5∶6,C的物质的量为 y mol。
(1)由数据分析可知:x= ,y= 。
(2)在体积为0.5 L的恒容密闭容器N中(如图Ⅱ)发生上述反应(其他条件相同),测得反应过程中气体密度随时间的变化如图Ⅲ(t0时改变的条件为压缩容器体积至原来的)。
①写出各物质的状态:A ,B ,C 。
②达到平衡时,A的转化率为 。
20.(10分)CO2的固定和利用对降低温室气体排放具有重要作用,CO2加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力,而且还是CO2综合利用的一条新途径。CO2和H2在催化剂作用下能发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。
(1)下列措施能使CO2的转化率提高的是 。
A. 增大压强 B.升高温度 C.增大投料比 D.加入更高效的催化剂
(2)在220 ℃、5 MPa时,CO2、H2的转化率之比为 。
(3)将温度从220 ℃降低至140 ℃,压强从5.0 MPa减小至2.0 MPa,化学反应速率将 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),CO2的转化率将 。
(4)200 ℃时,将0.100 mol CO2和0.275 mol H2充入1 L密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。若CO2的转化率为25%,则此温度下该反应的平衡常数K= (写出算式和计算结果)。
21.(9分)在如图所示的容器中,隔板1、2可自由滑动,且无摩擦阻力。将2 mol X、1 mol Y投入A室中发生反应:2X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s);再将2 mol NO2、1 mol N2投入B 室中。
(1)能说明两反应均达到平衡的实验现象为 。
(2)若反应前,已将隔板1固定,则达到平衡时,与不固定相比,Y的转化率将 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),再向A容器中充入0.5 mol Z,达到新平衡时,仍有W,则X的体积分数将 。
(3)隔板由隔热材料制作而成,若两反应达到平衡时,隔板1、2均向上移动,A中反应的平衡常数与温度的变化关系为 。
(4)若两反应达到平衡后,测得Y、Z浓度相等,X的浓度为1 mol·L-1,则A中反应的平衡常数为 。
2015年