内容正文:
静海六中2024-2025学年度第一学期第二次质量检测
高二年级化学试卷
说明:本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。总分100分,考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
一、选择题(每题3分,共60分)
1. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业合成氨反应在高压条件下进行 B. 工业合成氨反应采用铁基催化剂
C. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 D. 新制氯水经光照后,溶液颜色变浅
2. 下列说法正确的是
A. 发生有效碰撞的分子不一定是活化分子
B. 活化分子间的碰撞一定是有效碰撞,有效碰撞即可以发生化学反应
C. 升高温度或者使用正催化剂都能使化学反应速率加快,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数,有效碰撞次数增多
D. 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
3. 工业制硫酸中的一步重要反应是在400-500℃下的催化氧化:(放热反应)。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是
A. 该反应的逆反应是吸热反应
B. 在上述条件下,不可能100%地转化为
C. 提高反应时的温度,可以实现的完全转化
D. 使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
4. 如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系,若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是
A. 减压 B. 加大X的投入量 C. 升高温度 D. 加催化剂
5. 已知反应 在不同条件下化学反应速率如下,请判断出速率最快的是
A. B.
C. D.
6. 已知某化学反应的平衡常数表达式为 在不同温度下该反应的平衡常数如下表。下列有关叙述正确的是
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
A. 该反应的化学方程式为
B. 上述反应的逆反应是吸热反应
C. 若平衡浓度符合下列关系式: 则此时的温度为700℃
D. 若在一定容积的密闭容器中通入 和各 1mol,5min 后温度升高到830℃,此时得 CO为0.4mol时,该反应达到平衡状态
7. 一定温度下,向一容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4molSO2和0.2molO2,发生反应: ΔH=-196kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的,下列说法错误的是
A. 当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态
B. SO2的转化率为90%
C. 达到平衡时反应放出的热量为196kJ
D. 此温度下该反应的平衡常数K=20250
8. 下列推论正确的是
A. ,则含49g硫酸的稀硫酸与稀氨水完全反应,放出的热量小于57.4k
B. ,则碳的燃烧热
C. , ,则<
D. ,△S>0,则该反应在任何温度下都能自发进行
9. 下列关于合成氨工业说法不正确的是
A. 根据勒夏特列原理,500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
B. 合成氨厂一般采用10MPa~30MPa,综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素
C. 将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
D. 将原料气进行净化处理,是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒”
10. 在容积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:,测得n(CO2)和n(CH3OH)随时间的化曲线如图:
下列有关表述正确的是
A. a点时,
B. H2的平衡转化率为25%
C. 从开始到9min,
D. 该反应的平衡常数:
11. 某温度下,在2L的密闭容器中,充入4 mol A和2 mol B进行如下反应:,反应一段时间达到平衡,测得生成1.6 mol C,则下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡向逆反应方向移动
B. 达平衡后B的转化率为40%
C. 增加A,平衡正向移动,化学平衡常数增大
D. 若升高温度,A的转化率增大,则该反应
12. 在作用下,CO与发生如下两步基元反应,能量变化及反应历程如图所示。
①(慢);② (快)
下列说法正确的是
A. 改变反应历程,降低总反应的活化能,也改变了反应的
B. 是中间产物,也作催化剂
C. 总反应的化学反应速率由反应②决定
D. 总反应中每转移,在标准状况下生成
13. 在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表,下列说法错误的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
0.1
0.2
0
平衡浓度
0.05
0.05
0.1
A. 增大压强使平衡向生成的方向移动,平衡常数增大
B. 反应可表示为,其平衡常数为1600
C. 反应达平衡时,X的转化率为50%
D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数
14. 可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0,一定条件下在某密闭容器中达到平衡,t1时改变某一条件,化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法中正确的是
A. t1时改变某一条件,平衡向逆反应方向移动
B. 维持压强不变,t1时升高反应体系温度
C. 维持温度不变,t1时扩大反应体系体积
D. 维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)
15. 探究压强对反应 平衡的影响。按下图操作:
①活塞从Ⅰ处→拉至Ⅱ处 ②活塞从Ⅱ处→推向Ⅰ处。下列说法正确的是
A. ①混合气颜色无明显变化
B. ②增大压强,管内颜色先加深后变浅,此反应平衡正向移动
C. ①开始观察到混合气颜色变浅,是因为平衡正向移动
D. ②K不变,但,判断平衡正向移动
16. 有一化学平衡mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),图中表示A的转化率α(A)与压强、温度的关系。由此得出的正确结论是
A. 正反应是吸热反应,m+n>p+q B. 正反应是吸热反应,m+n<p+q
C. 正反应是放热反应,m+n>p+q D. 正反应是放热反应,m+n<p+q
17. 在恒容密闭容器中反应该反应达平衡的标志是
①混合气颜色不随时间的变化
②数值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗)
③混合气体的密度不随时间的变化
④压强不随时间的变化而变化
⑤混合气的平均分子量不变
A. ②⑤④ B. ①④⑤ C. ①③④ D. ①②③
18. 在一密闭容器中,反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积缩小一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的2.1倍,则下列说法正确的是
A. 平衡向正反应方向移动了 B. 物质A的转化率变大了
C. 物质B的质量分数减小了 D. a+b<c+d
19. 反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的ΔH>0 B. m<n+p
C. B、C两点化学平衡常数:KB>KC D. A、C两点的反应速率v(A)<v(C)
20. 可逆反应: ,同时符合下列两图中各曲线的规律的是
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 共40分)
21. 油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。回答问题:
已知下列反应的热化学方程式:
(平衡常数)
(平衡常数)
(平衡常数)
(1)则=___________________;=_________________(用含和的代数式表示)。
(2)在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是______(填标号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变
B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率:
D.同时断裂键和键
②由图可知,Y点________________平衡(填“是”或“否”),其速率___________(填“<”“>”或“=”)。
(3)某温度下,在一个 的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为_____________。
②反应开始至,以气体Z表示的平均反应速率为_______。
22. 甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气 (CO与H2的混合气体) 转化成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
(1)CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①P1、P2的大小关系是P1_______P2 (填“>”“<”或“=”) 。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_______。
③列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.V正(H2)=V逆(CH3OH) b.CH3OH的体积分数不再改变
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变 d.同一时间内,消耗0.04molH2, 生成0.02molCO
(2)在T2℃、P2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与 0.4molH2发生反应。
① 平衡时H2的体积分数是___________;平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡,则CO的转化率___________(填“增大””不变“或“减小”),CO与CH3OH的浓度比___________(填"增大”“不变”或“减小”)。
②若P2压强恒定为P,则平衡常数KP=_______(KP用气体平行分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含P的最简表达式)。
23. 研究之间的转化对大气污染控制具有重要意义,已知: 。如下图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为时,和随t变化为曲线Ⅰ、Ⅱ,改变温度到,随t变化为曲线Ⅲ。
回答下列问题:
(1)比较反应速率的大小:_______(填“>”“=”或“<”)。
(2)在温度下,反应的平衡常数K=_______。
(3)在一定条件下发生上述反应,其他条件不变,只改变一个条件,反应过程中速率随时间的变化如下图所示。时刻改变的条件是_______。
(4)反应体系达平衡后,若在恒温恒容条件下,再加入,再次达平衡后,的体积分数_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在恒温条件下,将一定量的充入注射器中后封口,在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化关系如下图(气体颜色越深,透光率越小)
①a点和c点的平衡常数的大小关系:_______(填“>”“=”或“<”)。
②e点到f点的过程中体系与环境之间的热量传递关系:_______热量(填“吸收”或“放出”)。
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静海六中2024-2025学年度第一学期第二次质量检测
高二年级化学试卷
说明:本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。总分100分,考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
一、选择题(每题3分,共60分)
1. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业合成氨反应在高压条件下进行 B. 工业合成氨反应采用铁基催化剂
C. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 D. 新制氯水经光照后,溶液颜色变浅
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业合成氨反应为,正反应气体分子数减小,高压促使平衡正向移动提高氨的产率,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.催化剂只能改变化学反应速率,不改变平衡状态,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.氯气与水存在平衡,饱和食盐水中浓度大,使平衡逆向移动降低氯气溶解度,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.新制氯水中存在上述平衡,光照时分解浓度降低,平衡正向移动,浓度减小溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选B。
2. 下列说法正确的是
A. 发生有效碰撞的分子不一定是活化分子
B. 活化分子间的碰撞一定是有效碰撞,有效碰撞即可以发生化学反应
C. 升高温度或者使用正催化剂都能使化学反应速率加快,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数,有效碰撞次数增多
D. 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.只有活化分子才能发生有效碰撞,即发生有效碰撞的分子一定是活化分子,故A错误;
B.活化分子取向合适时才能发生有效碰撞,若取向不合适,活化分子也不能发生有效碰撞,故B错误;
C.升高温度能使部分分子获得能量转化为活化分子,使用正催化剂可以降低反应活化能,从而使部分能量较低的分子变为活化分子,两者都能提高活化分子的百分数,增加有效碰撞次数,从而加快反应速率,故C正确;
D.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的数目,但活化分子百分数不变,故D错误;
故选:C。
3. 工业制硫酸中的一步重要反应是在400-500℃下的催化氧化:(放热反应)。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是
A. 该反应的逆反应是吸热反应
B. 在上述条件下,不可能100%地转化为
C. 提高反应时的温度,可以实现的完全转化
D. 使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应正反应放热,逆反应吸热,A正确;
B.可逆反应特点是反应物不能完全转化为产物,B正确;
C.该反应正反应放热,逆反应吸热,升高温度平衡逆向移动,且可逆反应不能完全进行,C错误;
D.催化剂可降低反应活化能,加快反应速率,提高产率,D正确;
答案选C。
4. 如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系,若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是
A. 减压 B. 加大X的投入量 C. 升高温度 D. 加催化剂
【答案】D
【解析】
【分析】根据图像可知,改变起始条件后,X的反应速率加快,转化率不变,由此分析回答;
【详解】A.减小压强,反应速率减慢,A不选;
B.加大X的投入量,平衡正向移动,X的转化率降低,B不选;
C.升高温度,反应速率加快,但平衡逆向移动,X的转化率降低,C不选;
D.加催化剂,反应速率加快,平衡不移动,X的转化率不变,D选;
故选D。
5. 已知反应 在不同条件下化学反应速率如下,请判断出速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】同一反应用不同物质表示的反应速率与其化学计量数成正比。将时间单位统一为分钟,并分别除以相应的化学计量数:A中;B中;C中;D中。A对应的反应速率最大。
故选A。
6. 已知某化学反应的平衡常数表达式为 在不同温度下该反应的平衡常数如下表。下列有关叙述正确的是
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
A. 该反应的化学方程式为
B. 上述反应的逆反应是吸热反应
C. 若平衡浓度符合下列关系式: 则此时的温度为700℃
D. 若在一定容积的密闭容器中通入 和各 1mol,5min 后温度升高到830℃,此时得 CO为0.4mol时,该反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.由平衡常数表达式可知,反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),故A错误;
B.由表格数据可知,升高温度,化学平衡常数减小,说明正反应为放热反应,逆反应是吸热反应,故B正确;
C.由反应的平衡常数可知,平衡浓度符合关系式时,平衡常数==0.60,则此时的温度为1000℃,故C错误;
D.由方程式可知,830℃条件下生成0.4mol一氧化碳时,二氧化碳和氢气的物质的量都为1mol-0.4mol=0.6mol,水蒸气的物质的量为0.4mol,假设容器体积为VL,则反应的浓度熵Qc==2.25>1.00,则反应未达到平衡,故D错误;
故选B。
7. 一定温度下,向一容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4molSO2和0.2molO2,发生反应: ΔH=-196kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的,下列说法错误的是
A. 当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态
B. SO2的转化率为90%
C. 达到平衡时反应放出的热量为196kJ
D. 此温度下该反应的平衡常数K=20250
【答案】C
【解析】
【分析】设反应过程中氧气消耗xmol,列三段式:,当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的,即,解得;
【详解】A.对于反应,为气体分子数减少的反应,即反应过程中压强不断变化,当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态,故A正确;
B.根据分析可知,消耗物质的量为0.36mol,则其转化率:,故B正确;
C.参与反应的SO2为0.36mol,根据热化学方程式可求得放出的热量为35.28kJ,故C错误;
D.此温度下化学平衡常数:,故D正确;
答案选C。
8. 下列推论正确的是
A. ,则含49g硫酸的稀硫酸与稀氨水完全反应,放出的热量小于57.4k
B. ,则碳的燃烧热
C. , ,则<
D. ,△S>0,则该反应在任何温度下都能自发进行
【答案】A
【解析】
【详解】A.中和热为稀的强酸和稀的强碱完全反应生成1mol水时放出的热量为57.4kJ,一水合氨是弱碱,在溶液中的电离时需要是吸热过程,则含49g硫酸的稀硫酸与稀氨水完全反应,放出的热量小于57.4kJ,故A正确;
B.碳的燃烧热为1mol碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,1mol碳不完全燃烧释放的能量是110.5kJ,则碳的燃烧热△H小于—110.5k·mol-1,故B错误;
C.硫燃烧的反应为放热反应,固态硫的能量小于气态硫,则固态硫燃烧的反应热△H1大于气态硫燃烧的反应热△H2,故C错误;
D.该反应是熵增的吸热反应,高温条件下反应△H—T△S<0,则反应能自发进行,故D错误;
故选A。
9. 下列关于合成氨工业说法不正确的是
A. 根据勒夏特列原理,500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
B. 合成氨厂一般采用10MPa~30MPa,综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素
C. 将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
D. 将原料气进行净化处理,是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒”
【答案】A
【解析】
【详解】A.合成氨反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氨气的浓度减小,所以室温比500℃左右更有利于合成氨的反应,故A错误;
B.合成氨厂一般采用10MPa~30MPa,综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素,因为压强大,反应速率快,有利于合成氨,但是压强太高,对仪器设备要求也高,压强过低,反应速率慢,不利于合成氨,故B正确;
C.将混合气体中的氨液化,减小了生成物的浓度,合成氨反应的化学平衡正向移动,有利于合成氨,故C正确;
D.将原料气进行净化处理,是为了防止其中混有的杂质,比如氧气,能和催化剂铁在高温下反应,使催化剂“中毒”,故D正确;
故选A。
10. 在容积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:,测得n(CO2)和n(CH3OH)随时间的化曲线如图:
下列有关表述正确的是
A. a点时,
B. H2的平衡转化率为25%
C. 从开始到9min,
D. 该反应的平衡常数:
【答案】C
【解析】
【详解】A.是化学平衡状态的标志,但是反应进行到a点时未达平衡,A错误;
B.由题干图像信息可知,达到平衡时CO2的物质的量变为0.25mol,即CO2的变化量为1.00-0.25=0.75mol,根据反应方程式可知,H2的变化量为0.75×3=2.25mol,则H2的平衡转化率为×100%=75%,B错误;
C.由题干图像信息可知,从开始到9min,达到平衡时CO2的物质的量变为0.25mol,即CO2的变化量为1-0.25=0.75mol,则,C正确;
D.由题干图像信息结合B项分析可知,平衡时CH3OH、H2O的物质的量为0.75mol,CO2的物质的量为0.25mol,H2的物质的量为3-2.25=0.75mol,故该反应的平衡常数:,D错误;
故答案为:C。
11. 某温度下,在2L的密闭容器中,充入4 mol A和2 mol B进行如下反应:,反应一段时间达到平衡,测得生成1.6 mol C,则下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡向逆反应方向移动
B. 达平衡后B的转化率为40%
C. 增加A,平衡正向移动,化学平衡常数增大
D. 若升高温度,A的转化率增大,则该反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应正方向为气体系数减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,A项错误;
B.反应一段时间达到平衡,测得生成1.6molC,根据化学计量数关系,B应该反应了0.8mol,,所以B的转化率为,B项正确;
C.化学平衡常数只和温度有关,增加A,平衡正向移动,化学平衡常数不变,C项错误;
D.升高温度,平衡向吸热方向移动,若A的转化率增大,则该反应ΔH>0,D项错误;
故选B。
12. 在作用下,CO与发生如下两步基元反应,能量变化及反应历程如图所示。
①(慢);② (快)
下列说法正确的是
A. 改变反应历程,降低总反应的活化能,也改变了反应的
B. 是中间产物,也作催化剂
C. 总反应的化学反应速率由反应②决定
D. 总反应中每转移,在标准状况下生成
【答案】D
【解析】
【详解】A.作催化剂,使反应的活化能减小,但是不改变,故A错误;
B.作催化剂,FeO+是反应过程中产生的物质,因此是中间产物,故B错误;
C.已知两步反应分别为①(慢);② (快),总反应的化学反应速率由速率慢的反应①决定,故C错误;
D.由可知,若转移2mol电子,则生成的N2为1mol,在标准状况下为,故D正确;
故答案选D。
13. 在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表,下列说法错误的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
0.1
0.2
0
平衡浓度
0.05
0.05
0.1
A. 增大压强使平衡向生成的方向移动,平衡常数增大
B. 反应可表示为,其平衡常数为1600
C. 反应达平衡时,X的转化率为50%
D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数
【答案】A
【解析】
【详解】A.转化浓度,A为0.05 mol·L-1,B为0.15 mol·L-1,C为0.1 mol·L-1,所以该反应可以表示为X(g)+3Y(g)⇌2Z(g),三个物质都是气体,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,则平衡向正反应方向移动;但是平衡常数只和温度有关,温度不变,平衡常数也不变,A错误;
B.结合分析可知,平衡常数K=,B正确;
C.X的转化率为×100%=50%,C正确;
D.平衡常数仅由温度决定,改变温度会改变平衡常数,D正确;
故选A。
14. 可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0,一定条件下在某密闭容器中达到平衡,t1时改变某一条件,化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法中正确的是
A. t1时改变某一条件,平衡向逆反应方向移动
B. 维持压强不变,t1时升高反应体系温度
C. 维持温度不变,t1时扩大反应体系体积
D. 维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)
【答案】A
【解析】
【分析】由图象可以看出,在t1时,逆反应速率增大,正反应速率减小,则该时刻反应物的浓度减小,生成物的浓度增大,据此分析。
【详解】A.t1时改变某一条件,逆反应速率增大,正反应速率减小,即逆反应速率大于正反应速率,所以此时平衡向逆反应方向移动,故A正确;
B.维持压强不变,t1时升高反应体系温度,正逆反应速率都增大,故B错误;
C.维持温度不变,t1时扩大反应体系体积,反应物和生成物的浓度都减小,正逆反应速率都减小,故C错误;
D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g),此时逆反应速率增大,正反应速率也逐渐增大,故D错误。
答案选A。
15. 探究压强对反应 平衡的影响。按下图操作:
①活塞从Ⅰ处→拉至Ⅱ处 ②活塞从Ⅱ处→推向Ⅰ处。下列说法正确的是
A. ①混合气颜色无明显变化
B. ②增大压强,管内颜色先加深后变浅,此反应平衡正向移动
C. ①开始观察到混合气颜色变浅,是因为平衡正向移动
D. ②K不变,但,判断平衡正向移动
【答案】B
【解析】
【分析】由实验可知,①中体积增大、浓度变小,气体的颜色变浅,且压强减小时平衡逆向移动,使气体的颜色变深,但比原平衡时颜色浅;②中体积减小、浓度增大,气体的颜色变深,且压强增大时正向移动,气体的颜色变浅,以此来解答。
【详解】A.由上述分析可知,①中混合气体的颜色先变浅后变深,A错误;
B.由分析可知,②为压缩体积,增大容器压强,此反应平衡正向移动,管内颜色先加深后变浅,B正确;
C.由分析可知,①开始观察到混合气颜色变浅,是因为容器体积增大,NO2浓度减小,而且减小压强,平衡不会正向移动,C错误;
D.②因温度不变K值不变,压强增大,Q<K,则可判断平衡正向移动,D错误;
故答案为:B。
16. 有一化学平衡mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),图中表示A的转化率α(A)与压强、温度的关系。由此得出的正确结论是
A. 正反应是吸热反应,m+n>p+q B. 正反应是吸热反应,m+n<p+q
C. 正反应是放热反应,m+n>p+q D. 正反应是放热反应,m+n<p+q
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,升高温度转化率增大,增大压强转化率增大,则该反应为吸热、且气体体积减小的反应,以此来解答。
【详解】由图可知,相同温度下,压强越大,A的转化率越大,可知正反应为气体体积减小的反应,则m+n>p+q;相同压强时,温度越高,A的转化率越大,可知正反应为吸热反应,△H>0,故选:A。
17. 在恒容密闭容器中反应该反应达平衡的标志是
①混合气颜色不随时间的变化
②数值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗)
③混合气体的密度不随时间的变化
④压强不随时间的变化而变化
⑤混合气的平均分子量不变
A. ②⑤④ B. ①④⑤ C. ①③④ D. ①②③
【答案】B
【解析】
【详解】①二氧化氮是红棕色气体,四氧化二氮是无色气体,当混合气体颜色不随时间变化说明各组分含量不再变化,正确;
②数值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗),对于任意时刻恒成立,错误;
③恒容容器,反应物和生成物都是气体,气体的质量和体积恒定,密度是个恒定值,无法判断平衡,错误;
④正向体积减小,恒容容器中压强不再变化,说明各组分含量不再改变,正确;
⑤正向体积减小,气体的物质的量变化,质量恒定,平均相对分子量是个变值,不再变化说明各组分含量不再改变,正确;
综上所述,①④⑤符合题意,故选B。
18. 在一密闭容器中,反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积缩小一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的2.1倍,则下列说法正确的是
A. 平衡向正反应方向移动了 B. 物质A的转化率变大了
C. 物质B的质量分数减小了 D. a+b<c+d
【答案】D
【解析】
【分析】容器缩小为原来的一半,若平衡不移动,则B的浓度应变为原来的2倍,而实际浓度是原来的2.1倍,说明平衡逆向移动,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,则a+b<c+d。
【详解】A.容器缩小为原来的一半,若平衡不移动,则B的浓度应变为原来的2倍,而实际浓度是原来的2.1倍,说明平衡新平衡向逆反应方向移动,A错误;
B.根据分析知,平衡逆向移动,则A的转化率变小,B错误;
C.根据分析知,平衡逆向移动,物质B的质量分数增大,C错误;
D.增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,由于平衡逆向移动,则a+b<c+d,D正确;
故选D。
19. 反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的ΔH>0 B. m<n+p
C. B、C两点化学平衡常数:KB>KC D. A、C两点的反应速率v(A)<v(C)
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知温度升高,Y的体积分数增大,说明平衡正向移动,则正向为吸热反应,故A正确;
B.由图可知,增大压强,Y的体积分数减小,说明平衡逆向移动,则m<n+p,故B正确;
C.对吸热反应来说,温度升高,K增大,KB<KC,故C错误;
D.A、C温度相同,C点压强大,则C点的速率大于A点,故D正确;
故选C。
20. 可逆反应: ,同时符合下列两图中各曲线的规律的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对于左图,先拐先平衡,说明,随温度的升高,生成物的浓度减小,平衡向吸热反应方向移动,即正反应是放热反应,即Q<0;对于右图,v正和v逆相交后,随压强的增大,平衡向正反应方向移动,a+b>c+d,反应为气体分子数减小的反应,熵变小于0;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共40分)
21. 油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。回答问题:
已知下列反应的热化学方程式:
(平衡常数)
(平衡常数)
(平衡常数)
(1)则=___________________;=_________________(用含和的代数式表示)。
(2)在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是______(填标号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变
B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率:
D.同时断裂键和键
②由图可知,Y点________________平衡(填“是”或“否”),其速率___________(填“<”“>”或“=”)。
(3)某温度下,在一个 的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为_____________。
②反应开始至,以气体Z表示的平均反应速率为_______。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. BD ②. 否 ③. >
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
反应②可由反应①与反应③的逆反应相加得到,因此其反应热为。反应相加时平衡常数相乘,反应③逆向使用时平衡常数取倒数,故;
【小问2详解】
①恒温、恒容且反应物和生成物均为气体时,混合气体的总质量和容器体积始终不变,密度始终不变,不能据此判断平衡,A错误;该反应正向气体总物质的量增大,压强不再变化说明各物质的量不再变化,B正确;是同一方向反应速率的化学计量数关系,在任何时刻均成立,C错误;正反应每进行反应断裂键,逆反应每进行反应断裂键,同时断裂键和键说明正、逆反应速率相等,D正确。因此选择BD。
②在Y点对应的温度和压强下,图中平衡转化率对应X点,Y点的转化率低于平衡转化率,体系将向正反应方向进行,所以Y点不是平衡点,且;
【小问3详解】
①由图可知,达到平衡时X、Y、Z的物质的量变化量分别为、、,三者的变化量之比为3∶1∶2,且X、Y减少、Z增加,因此反应的化学方程式为。
②反应开始至,气体Z的物质的量增加,故。
22. 甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气 (CO与H2的混合气体) 转化成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
(1)CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①P1、P2的大小关系是P1_______P2 (填“>”“<”或“=”) 。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_______。
③列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.V正(H2)=V逆(CH3OH) b.CH3OH的体积分数不再改变
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变 d.同一时间内,消耗0.04molH2, 生成0.02molCO
(2)在T2℃、P2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与 0.4molH2发生反应。
① 平衡时H2的体积分数是___________;平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡,则CO的转化率___________(填“增大””不变“或“减小”),CO与CH3OH的浓度比___________(填"增大”“不变”或“减小”)。
②若P2压强恒定为P,则平衡常数KP=_______(KP用气体平行分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含P的最简表达式)。
【答案】(1) ①. < ②. KA=KB>KC ③. bcd
(2) ①. 25% ②. 减小 ③. 增大 ④.
【解析】
【小问1详解】
①反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)是气体体积减小的反应,在温度相同时,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,则P1<P2,故答案为:<;
②由图可知,压强一定时,温度升高,CO的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则该反应的正向ΔH<0,所以随着温度升高,该反应平衡常数减小,则A、B、C三点的平衡常数KA,KB,KC的大小关系是:KA=KB>K=,故答案为:KA=KB>KC;
③a.当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时,该反应正逆反应速率相等,反应才达到平衡,a项错误;
b.CH3OH的体积分数不再改变时,说明该反应正逆反应速率相等,反应达到平衡,b项正确;
c.该反应平衡前气体总质量不变,总物质的量改变,则平均摩尔质量在改变,故平均摩尔质量不变,说明反应达到平衡,c项正确;
d.同一时间内,消耗0.04molH2,生成0.02molCO,说明该反应正逆反应速率相等,反应达到平衡,d项正确;
故答案为:bcd;
【小问2详解】
①在T2℃、P2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4molH2发生反应,平衡时CO的平衡转化率为0.5,列出三段式为:
平衡时氢气的体积分数=物质的量分数==25%;平衡后再加入1.0molCO后平衡正向移动,但CO的转化率减小;CO与CH3OH的浓度比,平衡正向移动,c(H2)减小,增大,故答案为:25%;减小;增大;
②结合①中三段式计算,p(CO)= ,p(H2)= ,p(CH3OH)= ,Kp= 。故答案为:。
23. 研究之间的转化对大气污染控制具有重要意义,已知: 。如下图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为时,和随t变化为曲线Ⅰ、Ⅱ,改变温度到,随t变化为曲线Ⅲ。
回答下列问题:
(1)比较反应速率的大小:_______(填“>”“=”或“<”)。
(2)在温度下,反应的平衡常数K=_______。
(3)在一定条件下发生上述反应,其他条件不变,只改变一个条件,反应过程中速率随时间的变化如下图所示。时刻改变的条件是_______。
(4)反应体系达平衡后,若在恒温恒容条件下,再加入,再次达平衡后,的体积分数_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在恒温条件下,将一定量的充入注射器中后封口,在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化关系如下图(气体颜色越深,透光率越小)
①a点和c点的平衡常数的大小关系:_______(填“>”“=”或“<”)。
②e点到f点的过程中体系与环境之间的热量传递关系:_______热量(填“吸收”或“放出”)。
【答案】(1)> (2)0.36
(3)降低温度 (4)减小
(5) ①. = ②. 吸收
【解析】
【小问1详解】
温度越高反应速率越快,由图可知,>,ab两点物质浓度相同,则a点反应速率更大,故>;
【小问2详解】
在温度下,由图可知,平衡时二氧化氮、四氧化二氮浓度分别为0.06mol/L、0.01mol/L,反应的平衡常数K=;
【小问3详解】
时刻之后正逆反应速率都瞬间降低,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,结合反应为吸热反应,故改变条件为降低温度;
【小问4详解】
反应为气体分子数增大的反应,在恒温恒容条件下,再加入,再次达平衡后,相当于增大压强,在原平衡基础上逆向移动,导致的体积分数减小;
【小问5详解】
①在恒温条件下进行实验,K值只受温度影响,温度不变,则a点和c点的平衡常数的大小关系:=;
②已知: ,e点到f点的过程中透光率首先瞬间增大,则为拉伸注射器操作,反应为气体分子数增大的反应,则平衡正向移动,反应吸收热量,故体系与环境之间的热量传递关系:吸收热量。
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