内容正文:
2.2化学平衡
一、单选题
1.一定温度下,在恒容密闭容器中发生可逆反应:X2(g)+ Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.lmol/L、0.3 mol/L、0.2mol/L,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是
A.c(X2)=0.2mol/L B.c(Y2)=0.4 mol/L
C.c(Z)=0.3mol/L D.c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.5 mol/L
2.下列说法正确且可用勒夏特列原理解释的是
A.汽车尾气处理时需要加入催化剂,提高氮氧化物的平衡转化率
B.煤气中毒者送入高压氧舱缓解病情
C.工业合成氨反应是放热反应,升高温度,可提高氨的平衡产率
D.对于,达到平衡后,缩小容器体积,体系颜色加深
3.在一个恒容密闭容器中发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0mol•L-1、1.0mol•L-1、0.5mol•L-1,当反应达到最大限度时,可能出现的数据是
A.c(SO3)=1.5mol•L-1 B.c(O2)=c(SO3)=0.75mol•L-1
C.c(O2)=1.25mol•L-1 D.c(SO2)+c(SO3)=1.5mol•L-1
4.将固体置于密闭容器中,一定温度下发生反应:
①,②。
反应达到平衡时,,,则此温度下反应②的平衡常数为( )
A. B. C. D.
5.在一定温度下,在某恒容的密闭容器中,发生反应:正反应为吸热反应。下列有关叙述正确的是
A.加入少量碳后,浓度增加
B.改变外界条件可能提高反应限度
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.恒容条件下通入He,反应速率加快
6.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是
A.c1:c2=3:1
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2:3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0 mol·L-1<c1<0.14 mol·L-1
7.在25℃时,恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示,下列说法不正确的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
1
2
0
平衡浓度
0.5
0.5
1
A.反应可表示为 B.Y的平衡转化率为75%
C.反应前后气体总压强之比为3∶2 D.化学平衡常数为4
8.t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
9.将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)nC(g)+2D(g),5 s后反应达到平衡状态,生成2 mol D和2 mol C,则下列结论中不正确的是
A.该温度下反应的化学平衡常数为 B.n值等于2
C.平衡时B的浓度为1 mol·L-1 D.平衡时B的转化率为50 %
10.已知反应:,把、的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用弹簧夹夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水中,把烧瓶B放入冰水中,如图所示。与常温时烧瓶C内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是(A、B、C中初始充入、的量相等)
A.上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B.上述过程中,B烧瓶内减小,增大
C.上述过程中,A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D.反应的逆反应为放热反应
11.某多孔超分子材料的空腔大小恰好适配,可将其“固定”得到R,实现了与分离并制备,如图所示:已知: ;下列说法正确的是
A.图示过程属于氮的固定
B.多孔材料的空腔变大,反应正向进行的程度变大
C.高温、高压下有利于多孔材料分离出更多
D.R在氛围中水洗,可制得,同时实现再生
二、非选择题
12.北京冬奥会火炬“飞扬”着力打造“绿色冬奥”,以氢气为燃料。氢能是一种理想的绿色能源,积极发展氢能,是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。利用“一碳化学”技术可有效实现工业制氢,为推进剂提供了丰富的氢燃料,该工业制氢方法主要涉及以下两个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)温度为T1时,向1L容积固定的密闭容器中充入1molCH4和1molCO2只发生反应Ⅰ,初始压强为100kPa,20min后达到平衡,平衡时体系压强为初始压强的。
①该条件下,该时段内 ,反应Ⅰ的压强平衡常数 。
②达上述平衡后,向容器中充入0.8molCH4和0.8molCO,此时反应Ⅰ的 (填“>”“<”或“=”)。
(2)在某温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH4和CO2进行反应Ⅰ、Ⅱ。平衡时,体系中H2的体积分数随温度T的变化如图所示,T3~T4温度区间,H2的体积分数呈现减小的趋势,其原因是 。
(3)研究表明,反应Ⅱ的逆反应在Fe3O4催化下进行,反应历程如图所示,写出该反应历程中速率控制步骤(即速率最慢步骤)对应的反应方程式: 。
(4)氢气可以用来合成氨,H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应:,能说明该反应达到平衡状态的是 (填序号)。
①混合气体的压强不变 ②混合气体的密度不变
③混合气体的总物质的量不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤NH3的体积分数不变
13.乙烯是重要的化工原料,一定条件下,某恒容密闭容器中用二氧化碳和氢气反应合成乙烯。 ,回答下列问题:
(1)绝热恒容条件下,CO2的转化率α随时间变化情况如下表。(α=×100%)
时间/min
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
转化率/%
1.0
3.0
6.7
11.2
21.5
22.9
23.5
23.7
23.7
23.7
①0~25min内,反应速率的变化趋势为 ,其原因可能是 。
②25min~40min内,转化率变化较小,其原因可能是 ;
(2)若投料比为n(H2):n(CO2)=3:1时,温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。
①M点时,反应速率v正 (填“>”“<”或“=”)v逆,α(H2) (填“>”“<”或“=”)α(CO2),乙烯的物质的量分数为 %(结果保留1位小数)。
②工业生产中为提高经济效益,应选择的最佳温度范围为 (填标号)。
A.0℃~100℃ B.100℃~200℃ C.200℃~300℃ D.300℃~400℃
14. 的反应机理如下:
反应i:
反应ii:
其能量与反应过程的关系如图所示。
已知:对于基元反应,其速率方程为。
回答下列问题:
(1)△H1 0(填“>”或“<”)。
(2)反应i逆反应的活化能为 kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(3)决定总反应速率快慢的是 (填“反应i”或“反应ii”)。
(4)各步反应速率方程如表,其中k1、k2、k3、k4分别为v1(正)、v1(逆)、v2(正)、v2(逆)的速率常数,且仅与温度有关。
反应i
反应ii
v1 (正)
v1(逆)
v2 (正)
v2 (逆)
实验测得总反应的速率方程为v(正)= kc(I2)∙c(H2),则k= (用仅含k1、k2、k3的代数式表示)。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
D
B
D
D
A
D
D
题号
11
答案
D
12.(1) 100
(2)T3~T4温度区间,以反应Ⅱ为主导,温度升高反应Ⅱ平衡正向移动,使得H2的体积分数减小,且CO浓度增大,抑制反应Ⅰ产生H2
(3)或
(4)①②③
13.(1) 增大 随着反应的进行,温度升高,反应速率变快 随着反应进行,反应物浓度降低,反应速率降低
(2) = = 7.7% C
14.(1)>
(2)a+b-c+15
(3)反应ii
(4)
答案第1页,共2页
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