内容正文:
2027版浙江省(单独招生)化工(环保)类《化学基础》45分钟专题训练卷,试卷命题与浙江省单独招生紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固化工(环保)类理论知识,熟悉考试题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为春季高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加浙江省单独招生化工(环保)类的学生。45分钟专题训练卷,欢迎同学和老师们下载使用。
《化学基础》
四、化学反应速率和化学平衡
专题10可逆反应与化学平衡
时间:45分钟 总分:100分
班级___________姓名__________学号__________成绩________
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 在密闭容器中,一定温度下反应 可逆生成 2HI(g) 达到化学平衡。下列关于该平衡状态的说法正确的是( )
A. 正反应速率等于逆反应速率
B. 反应物分子已全部转化为产物
C. 容器内各物质的量均相等
D. 正反应和逆反应均完全停止
2. 在一定温度下,某可逆反应达到化学平衡后,下列说法正确的是( )
A. 正、逆反应速率都等于零
B. 各组分的浓度不再变化
C. 反应物已全部消耗完
D. 正反应速率大于逆反应速率
3. 一定温度下,在密闭容器中进行反应 N2(g)+3 可逆生成 2NH3(g)。达到平衡后,若保持温度不变并增大容器压强,平衡移动方向是( )
A. 向生成氨气的方向移动
B. 向分解氨气的方向移动
C. 正逆反应速率均不改变
D. 各组分浓度立即变为零
4. 下列反应不属于可逆反应的是( )
A.
B.
C.
D.
5. 在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g),下列说法中,能说明这一反应已经达到化学平衡状态的是( )
A. 生成C的速率与C分解的速率相等
B. A、B、C的浓度相等
C. A、B、C的分子数之比为1∶3∶2
D. 单位时间内生成nmol A,同时生成3nmol B
6. 在一定条件下,将6molA(g)和2molB(g)充入容积为4L的恒温密闭容器中,发生如下反应:。2min末该反应达到平衡,测得生成1.6molD,。下列判断正确的是( )
A. 通过计算可得出x=2
B. 0~2min内,A的平均反应速率为0.6mol/(L·min)
C. 开始时与平衡时容器内的压强之比为10∶9
D. 平衡时A与B的转化率相等,均为30%
7. 可逆反应:,在容积不变的密闭容器中进行,下列能说明该反应达到平衡状态的有( )
①容器内总压强不再变化 ②的百分含量保持不变 ③的物质的量浓度之比为 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑦单位时间内生成的同时生成
A. 3个
B. 4个
C. 5个
D. 6个
8. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应为(g)+3(g)2N(g)。向一个密闭容器中充入一定量的和,在一定条件下发生反应,测得0~30s,c()减小了1mol/L,下列说法正确的是( )
A. 当足量且充分反应后,的转化率为100%
B. 化学反应速率关系是2v()=3v(N)
C. 0~15s,c(N)增加了1mol/L
D. 达到平衡时正逆反应速率相等且为0
9. 一定温度下,在恒容密闭容器中,将和一定量的混合加热,发生反应,已知平衡后物质的量为且。下列说法正确的是( )
A. CO的平衡转化率为
B. 通入CO后,正反应速率逐渐增大
C. 反应前物质的量浓度为
D. 升高温度,浓度增加,表明该反应是放热反应
10. 对于任何可逆反应达到平衡状态时,平衡常数 K 的定义是( )
A. 反应物平衡浓度幂之积与生成物平衡浓度幂之积的比值
B. 生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值
C. 反应物与生成物的总浓度比
D. 反应物与生成物的摩尔比
11. 下列哪个因素不会引起化学平衡的移动( )
A. 浓度
B. 压力
C. 温度
D. 催化剂
12. 压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是( )
A.
B.
C.
D.
13. 勒夏特列原理适用于以下哪种情况( )
A. 未建立平衡的体系
B. 催化剂作用下的反应
C. 外界条件改变后的平衡体系
D. 所有化学反应
14. ;,达平衡时,要使降低、增大,应采取( )
A. 加压
B. 减压
C. 减小A浓度
D. 降温
15. 下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 对2HI(g)(g)+(g)平衡体系增加压强使颜色变深
B. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
C. 硫酸工业中,增大的浓度有利于提高S的转化率
D. 滴有酚酞的氨水溶液,适当加热溶液(氨气不挥发)后颜色变深
16. 合成氨工业中采用循环操作,主要原因是( )
A. 降低氨的沸点
B. 提高原料气利用率
C. 增大化学反应速率
D. 提高平衡混合物中氨的含量
17. 在工业合成氨的反应中,增加压强可以( )
A. 减少原料的转化率
B. 提高原料的转化率
C. 不影响原料的转化率
D. 降低生产效率
18. 在密闭容器中进行如下反应:⇌,若将平衡体系中各物质的浓度都增大到原来的2倍,则产生的结果是( )
A. 平衡不移动
B. 平衡向逆反应方向移动
C. 平衡向正反应方向移动
D. 正反应速率增大,逆反应速率减小
19. 增大反应物的浓度,化学平衡会如何移动( )
A. 向正反应方向移动
B. 向逆反应方向移动
C. 不移动
D. 向生成反应物的方向移动
20. 一定条件下反应在一密闭容器中进行,测得平均反应速率。若反应达平衡后保持温度不变,加大体系压强时平衡不移动,则m、n、p、q的数值可以是( )
A. 2、6、3、5
B. 3、1、2、2
C. 3、1、2、1
D. 1、3、2、2
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 在容积为1L的恒容密闭容器中,发生反应2A(g)+B(g)⇌3C(g) ΔH<0。起始时充入2molA和1molB,达到平衡时,C的物质的量为1.8mol。 平衡时A的转化率为______,该温度下反应的平衡常数K=______。 若保持温度不变,向容器中再充入1molA和0.5molB,平衡将向______(填 “正反应方向”“逆反应方向” 或 “不移动”)移动,再次达到平衡时,C的物质的量______(填 “大于”“小于” 或 “等于”)2.7mol。 若升高温度,平衡向______(填 “正反应方向” 或 “逆反应方向”)移动,平衡常数K将______(填 “增大”“减小” 或 “不变”)。
22. 电离平衡常数只与______有关,升温时,弱酸的Ka______(填“增大”“减小”或“不变”),原因是______。
23. 在恒容密闭容器中,发生反应CO(g)+⇌C。起始时充入1molCO和1mol,达到平衡时,CO的转化率为50%。 平衡时各物质的物质的量之比n(CO):n(:n(C:n(。 若保持温度不变,向容器中再充入0.5mol,重新达到平衡时,CO的转化率将______(填 “增大”“减小” 或 “不变”),的转化率将______(填 “增大”“减小” 或 “不变”)。 若将容器体积压缩为原来的一半,平衡______(填 “向正反应方向移动”“向逆反应方向移动” 或 “不移动”),原因是______。
24. 对于反应 2A (g)+B (g)⇌3C (g),恒温恒容下,混合气体的压强______(填 “能” 或 “不能”)作为平衡标志,因为______。
25. 在一定温度下,将2molA和1molB充入容积为2L的密闭容器中,发生可逆反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s),2分钟后达到平衡,测得C的浓度为1.5mol/L。 从开始到平衡,用A表示的反应速率为______mol/(L·min)。平衡时B的转化率为______。 该反应的平衡常数表达式K=______。若保持温度不变,向容器中再充入1molA和0.5molB,平衡将向______(填 “正反应方向”“逆反应方向” 或 “不移动”)移动,再次达到平衡时C的浓度______(填 “增大”“减小” 或 “不变”)。
26. 对于可逆反应,平衡常数K值越大,表明生成物在平衡体系中的浓度越______,反应进行得越______。
27. 在可逆反应中,当正反应速率等于逆反应速率时,反应达到平衡状态,此时体系中各物质的物质的量浓度______。
28. 在容积为2L的密闭容器中充入3mol气体A和2.5 mol气体B,发生反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g) (正反应为吸热反应),5min时测得生成1mol的D,C的平均反应速率v(C)=0.1mol/(L·min)。 (1)方程式中C 的化学计量数x=______ (2)5min内,A的平均反应速率v(A)= ______ (3)5min时,B的转化率为______ (4)温度升高,A的转化率______, 压强增大,B的转化率______。 (填“增大”“减小”或“不变”)
29. 恒温恒容下,向平衡体系(g)+3(g)⇌2N(g)中充入He,压强增大,平衡______(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
30. 对于反应2N(g)⇌(g),正反应为放热反应,升高温度,平衡向______移动;增大压强,平衡向______移动。
三、判断题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
31. 可逆反应中,反应物不可能完全转化为生成物。( )
32. 平衡状态是一种静止的状态,反应物和生成物的浓度已经不再改变。( )
33. 可逆反应达到平衡后,各物质的浓度之比等于其化学计量数之比。( )
34. 一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g),混合气体的密度、压强、总物质的量、B的物质的量浓度、混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,能表明该反应已达到平衡状态。( )
35. 对于有气体参加的可逆反应,在恒温恒容密闭容器中进行,压强不变则说明达到平衡状态。( )
36. 化学平衡常数 K 只与温度有关,与反应物浓度无关。( )
37. 化学平衡常数K的值越大,说明反应进行得越彻底。( )
38. 勒夏特列原理适用于所有的化学反应。( )
39. 在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向。( )
40. 反应2N(g)+NO(g)+N(g)+3O(g) ΔH<0,其他条件不变,使用高效催化剂,氮氧化物的转化率增大。( )
四、简答题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
41. 催化剂为什么能加快反应速率?它是否影响化学平衡?
五、计算题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
42. 计算。 (1)写出反应的平衡常数表达式______。 (2)若某温度时上述反应在容器内达到平衡,测得容器内有、和,计算平衡常数。
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《化学基础》
四、化学反应速率和化学平衡
专题10可逆反应与化学平衡
时间:45分钟 总分:100分
班级___________姓名__________学号__________成绩________
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 在密闭容器中,一定温度下反应 可逆生成 2HI(g) 达到化学平衡。下列关于该平衡状态的说法正确的是( )
A. 正反应速率等于逆反应速率
B. 反应物分子已全部转化为产物
C. 容器内各物质的量均相等
D. 正反应和逆反应均完全停止
【答案】A
【解析】可逆反应达到化学平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,各组分含量保持不变,但反应并未停止。平衡状态不要求各物质的量相等,也不表示反应物完全转化。
2. 在一定温度下,某可逆反应达到化学平衡后,下列说法正确的是( )
A. 正、逆反应速率都等于零
B. 各组分的浓度不再变化
C. 反应物已全部消耗完
D. 正反应速率大于逆反应速率
【答案】B
【解析】
化学平衡是动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等但不等于零,反应并未停止,各组分浓度保持不变,反应物与生成物共存,故选B。
3. 一定温度下,在密闭容器中进行反应 N2(g)+3 可逆生成 2NH3(g)。达到平衡后,若保持温度不变并增大容器压强,平衡移动方向是( )
A. 向生成氨气的方向移动
B. 向分解氨气的方向移动
C. 正逆反应速率均不改变
D. 各组分浓度立即变为零
【答案】A
【解析】该反应正反应方向气体分子总数由4变为2,增大压强时,平衡向气体分子数减小的方向移动,因此有利于生成氨气。压强改变会影响反应速率和各组分浓度,但不会使浓度变为零。
4. 下列反应不属于可逆反应的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】可逆反应用可逆符号表示,表示在相同条件下正、逆反应都能进行。A、C、D均用可逆符号表示,属于可逆反应;B表示氢气与氧气反应生成水,通常按不可逆反应处理,不属于可逆反应。故选B。
5. 在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g),下列说法中,能说明这一反应已经达到化学平衡状态的是( )
A. 生成C的速率与C分解的速率相等
B. A、B、C的浓度相等
C. A、B、C的分子数之比为1∶3∶2
D. 单位时间内生成nmol A,同时生成3nmol B
【答案】A
【解析】达到化学平衡时,正反应速率等于逆反应速率,各组分浓度保持不变。生成C的速率表示正反应速率,C分解的速率表示逆反应速率,二者相等说明反应达到平衡,A正确;平衡时各物质浓度不一定相等,B错误;平衡时分子数之比不一定等于化学计量数之比,C错误;单位时间内生成A和生成B均表示逆反应方向,不能说明正、逆反应速率相等,D错误。故选A。
6. 在一定条件下,将6molA(g)和2molB(g)充入容积为4L的恒温密闭容器中,发生如下反应:。2min末该反应达到平衡,测得生成1.6molD,。下列判断正确的是( )
A. 通过计算可得出x=2
B. 0~2min内,A的平均反应速率为0.6mol/(L·min)
C. 开始时与平衡时容器内的压强之比为10∶9
D. 平衡时A与B的转化率相等,均为30%
【答案】C
【解析】生成1.6molD,由反应式可知反应进度为0.8mol,消耗A为2.4mol,消耗B为0.8mol,生成C为0.8x mol。平衡时,解得,A错误;0~2min内,,B错误;初始总物质的量为8mol,平衡时A、B、C、D的物质的量分别为3.6mol、1.2mol、0.8mol、1.6mol,总物质的量为7.2mol,恒温恒容下压强之比等于气体总物质的量之比,开始时与平衡时容器内的压强之比为,C正确;A的转化率为,B的转化率为,两者相等但均为40%,D错误。故答案为C。
7. 可逆反应:,在容积不变的密闭容器中进行,下列能说明该反应达到平衡状态的有( )
①容器内总压强不再变化 ②的百分含量保持不变 ③的物质的量浓度之比为 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑦单位时间内生成的同时生成
A. 3个
B. 4个
C. 5个
D. 6个
【答案】B
【解析】①反应前后气体物质的量变化导致压强改变,压强不变说明平衡,达到平衡; ②的百分含量不变表明各物质浓度不变,达到平衡; ③各物质浓度不变才能说明达到平衡,不一定平衡; ④以上气体中只有二氧化氮是红棕色,其余气体无色,当混合气体颜色不变,说明各气体浓度不变,达到平衡; ⑤容器的体积不变,并且气体的质量反应前后均不变,无论是否平衡,混合气体的密度都不变,不一定平衡; ⑥该反应前后气体总物质的量变化。若未平衡,总物质的量会改变,导致平均相对分子质量变化,当其不变,说明达到平衡; ⑦该描述仅涉及正反应速率(生成和均为正反应),未体现逆反应速率,生成的速率比为是正反应的固有比例,无法判断是否平衡; 所以一定达到平衡的是①②④⑥。 故选B。
8. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应为(g)+3(g)2N(g)。向一个密闭容器中充入一定量的和,在一定条件下发生反应,测得0~30s,c()减小了1mol/L,下列说法正确的是( )
A. 当足量且充分反应后,的转化率为100%
B. 化学反应速率关系是2v()=3v(N)
C. 0~15s,c(N)增加了1mol/L
D. 达到平衡时正逆反应速率相等且为0
【答案】B
【解析】A.(g)+3(g)2N(g)反应可逆,任意反应物的转化率不可能为100%,故A错误 B.同一化学反应,用不同物质表示反应速率,速率比等于系数比,化学反应速率关系是2v()=3v(N),故B正确; C.测得0~30s,c()减小了1mol/L,则c(N)增加了2mol/L,反应过程中正反应速率逐渐减慢,所以0~15s,c(N)增加量大于1mol/L,故C错误; D.达到平衡时正逆反应速率相等且不为0,反应没停止,故D错误; 选B。
9. 一定温度下,在恒容密闭容器中,将和一定量的混合加热,发生反应,已知平衡后物质的量为且。下列说法正确的是( )
A. CO的平衡转化率为
B. 通入CO后,正反应速率逐渐增大
C. 反应前物质的量浓度为
D. 升高温度,浓度增加,表明该反应是放热反应
【答案】D
【解析】A.10mol CO开始反应,平衡后CO物质的量为8mol,则CO的平衡转化率为,A错误; B.通入CO后,随着反应进行,CO浓度减小,正反应速率逐渐减小,B错误; C.设反应前S物质的量为x,容器体积为V:
CO(g) + H2S(g) ⇌ COS(g)+ H2(g)
起始(mol/L) 10/V x/V 0 0
转化(mol/L) 2/V 2/V 2/V 2/V
平衡(mol/L) 8/V x-2/V 2/V 2/V 恒容密闭容器中,且反应为分子数不变的反应,,x=7mol,但由于没有给密闭容器的体积,无法算出反应前S的浓度,C错误; D.升高温度,S浓度增加,说明平衡逆向移动,表明该反应是放热反应,D正确; 故选D。
10. 对于任何可逆反应达到平衡状态时,平衡常数 K 的定义是( )
A. 反应物平衡浓度幂之积与生成物平衡浓度幂之积的比值
B. 生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值
C. 反应物与生成物的总浓度比
D. 反应物与生成物的摩尔比
【答案】B
【解析】对于任何可逆反应达到平衡状态时,平衡常数 K 的定义是生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值。这个比值反映了在平衡状态下生成物与反应物浓度的相对比例。
11. 下列哪个因素不会引起化学平衡的移动( )
A. 浓度
B. 压力
C. 温度
D. 催化剂
【答案】D
【解析】浓度、压力、温度的改变都可能使化学平衡发生移动;催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,只能缩短达到平衡所需时间,不能改变化学平衡状态,因此不会引起平衡移动。故选D。
12. 压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】压强变化是否引起平衡移动,主要看反应前后气体分子数是否改变;若反应前后气体分子数相等,改变压强平衡不移动。A项,,反应前后气体分子数均为2,压强变化不会使平衡移动,A正确;B项,反应前气体分子数为4,反应后为2,压强变化会使平衡移动,B错误;C项,反应前气体分子数为3,反应后为2,压强变化会使平衡移动,C错误;D项,固体不计入气体分子数,反应前气体分子数为1,反应后为2,压强变化会使平衡移动,D错误。故选A。
13. 勒夏特列原理适用于以下哪种情况( )
A. 未建立平衡的体系
B. 催化剂作用下的反应
C. 外界条件改变后的平衡体系
D. 所有化学反应
【答案】C
【解析】勒夏特列原理适用于已达到平衡的体系,当温度、压强、浓度等外界条件改变时,平衡会向减弱这种改变的方向移动。未建立平衡的体系不能直接适用,催化剂不引起平衡移动,该原理也不适用于所有化学反应。故选C。
14. ;,达平衡时,要使降低、增大,应采取( )
A. 加压
B. 减压
C. 减小A浓度
D. 降温
【答案】D
【解析】降低 降温可降低反应速率。c(A)增大 平衡需向逆反应(向左)移动。 降温使平衡向放热方向(逆反应)移动,A 浓度增大,同时正、逆反应速率均降低,满足条件。 其他选项:加压:平衡向左移动,c(A) 增大,但浓度增大反而使 v正 增大,不符合。 减压:平衡向右移动,c(A) 减小,不符合。 减小A浓度(若指减小 A 浓度): 降低,但 c(A) 也降低,不符合。
15. 下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 对2HI(g)(g)+(g)平衡体系增加压强使颜色变深
B. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
C. 硫酸工业中,增大的浓度有利于提高S的转化率
D. 滴有酚酞的氨水溶液,适当加热溶液(氨气不挥发)后颜色变深
【答案】A
【解析】A.对2HI(g)(g)+(g)平衡体系增加压强,容器体积减小,碘浓度增大而使颜色变深,压强增大但平衡不移动,不能用平衡移动原理解释,A项选;B.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,B项不选;C.增大反应物氧气浓度,平衡向正反应方向移动,所以能增大二氧化硫转化率,可以用平衡移动原理解释,C项不选;D.加热促进一水合氨的电离,溶液颜色加深,与勒夏特列原理有关,D项不选;答案选A。
16. 合成氨工业中采用循环操作,主要原因是( )
A. 降低氨的沸点
B. 提高原料气利用率
C. 增大化学反应速率
D. 提高平衡混合物中氨的含量
【答案】B
【解析】合成氨反应为可逆反应,原料气不能一次完全转化。工业生产中将平衡混合气中的氨分离出来后,把未反应的氮气和氢气循环送回合成塔继续反应,主要目的是提高原料气的利用率,降低生产成本。循环操作不能降低氨的沸点,也不是主要为了增大反应速率或提高某一平衡状态下氨的含量。故选B。
17. 在工业合成氨的反应中,增加压强可以( )
A. 减少原料的转化率
B. 提高原料的转化率
C. 不影响原料的转化率
D. 降低生产效率
【答案】B
【解析】工业合成氨反应为,反应前气体物质的量为4 mol,反应后为2 mol。增加压强时,平衡向气体分子数减小的方向移动,即向生成氨的正反应方向移动,因此可提高氮气、氢气等原料的转化率。故选B。
18. 在密闭容器中进行如下反应:⇌,若将平衡体系中各物质的浓度都增大到原来的2倍,则产生的结果是( )
A. 平衡不移动
B. 平衡向逆反应方向移动
C. 平衡向正反应方向移动
D. 正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【解析】浓度都增大2倍,相当于在原来的基础上加压,增大压强,平衡向正反应方向进行,N的体积分数增大,正逆反应速率增大,故答案选C。
19. 增大反应物的浓度,化学平衡会如何移动( )
A. 向正反应方向移动
B. 向逆反应方向移动
C. 不移动
D. 向生成反应物的方向移动
【答案】A
【解析】根据勒夏特列原理,增大反应物浓度,平衡会向减弱这种改变的方向移动,即消耗增加的反应物,因此平衡向正反应方向移动。故选A。
20. 一定条件下反应在一密闭容器中进行,测得平均反应速率。若反应达平衡后保持温度不变,加大体系压强时平衡不移动,则m、n、p、q的数值可以是( )
A. 2、6、3、5
B. 3、1、2、2
C. 3、1、2、1
D. 1、3、2、2
【答案】B
【解析】已知:v(C) = 2 v(B) 速率比等于系数比:p/n = 2 p = 2n 压强增大平衡不移动 气体分子数不变:m + n = p + q 代入 p = 2n: m + n = 2n + q m = n + q 选项验证: A:n=6, p=3,但 p=2n 要求 p=12,不符。 B:n=1, p=2(符合 p=2n),m=3, q=2,m = n+q 成立(3=1+2),且 m+n=4, p+q=4,符合。 C:n=1, p=2(符合 p=2n),m=3, q=1,m=3, n+q=2,不等。 D:n=3, p=2,p=2n 要求 p=6,不符。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 在容积为1L的恒容密闭容器中,发生反应2A(g)+B(g)⇌3C(g) ΔH<0。起始时充入2molA和1molB,达到平衡时,C的物质的量为1.8mol。 平衡时A的转化率为______,该温度下反应的平衡常数K=______。 若保持温度不变,向容器中再充入1molA和0.5molB,平衡将向______(填 “正反应方向”“逆反应方向” 或 “不移动”)移动,再次达到平衡时,C的物质的量______(填 “大于”“小于” 或 “等于”)2.7mol。 若升高温度,平衡向______(填 “正反应方向” 或 “逆反应方向”)移动,平衡常数K将______(填 “增大”“减小” 或 “不变”)。
【答案】① 60% ② 22.78 ③ 正反应方向 ④ 等于 ⑤ 逆反应方向 ⑥ 减小
【解析】设反应消耗A为2x mol,则消耗B为x mol,生成C为3x mol。平衡时C为1.8mol,故3x=1.8,x=0.6,消耗A为1.2mol,A的转化率为。平衡时n(A)=0.8mol,n(B)=0.4mol,n(C)=1.8mol,容器体积为1L,故K=。保持温度不变,再充入1molA和0.5molB,相当于在同温同容下按原起始投料的一半再投料,浓度增大使平衡向正反应方向移动;该反应前后气体分子数相等,等比例扩大投料后平衡组成同比例增大,故再次平衡时C的物质的量等于2.7mol。正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数K减小。
22. 电离平衡常数只与______有关,升温时,弱酸的Ka______(填“增大”“减小”或“不变”),原因是______。
【答案】① 温度 ② 增大 ③ 电离过程吸热,升温平衡正向移动
【解析】电离平衡常数是温度的函数,只与温度有关。弱酸在水中的电离过程通常为吸热过程,升高温度时,电离平衡向吸热的电离方向移动,弱酸电离程度增大,因此弱酸的增大。
23. 在恒容密闭容器中,发生反应CO(g)+⇌C。起始时充入1molCO和1mol,达到平衡时,CO的转化率为50%。 平衡时各物质的物质的量之比n(CO):n(:n(C:n(。 若保持温度不变,向容器中再充入0.5mol,重新达到平衡时,CO的转化率将______(填 “增大”“减小” 或 “不变”),的转化率将______(填 “增大”“减小” 或 “不变”)。 若将容器体积压缩为原来的一半,平衡______(填 “向正反应方向移动”“向逆反应方向移动” 或 “不移动”),原因是______。
【答案】① 1:1:1:1 ② 增大 ③ 减小 ④ 不移动 ⑤ 该反应前后气体体积不变,压缩体积,压强增大,平衡不移动
【解析】起始时n(CO)=1mol,n(1mol,CO转化率为50%,则消耗CO为0.5mol,同时消耗为0.5mol,生成C和各0.5mol,平衡时四种物质的物质的量均为0.5mol,所以比值为1:1:1:1。保持温度不变,向容器中再充入0.5mol,平衡向正反应方向移动,CO转化率增大;因加入了,其自身转化率减小。该反应前后气体分子数相等,压缩体积增大压强时,平衡不发生移动。
24. 对于反应 2A (g)+B (g)⇌3C (g),恒温恒容下,混合气体的压强______(填 “能” 或 “不能”)作为平衡标志,因为______。
【答案】① 不能 ② 反应前后气体分子数相等,压强始终不变
【解析】该反应前后气体分子数相等,压强不随反应进行而变化,因此不能作为平衡标志。
25. 在一定温度下,将2molA和1molB充入容积为2L的密闭容器中,发生可逆反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s),2分钟后达到平衡,测得C的浓度为1.5mol/L。 从开始到平衡,用A表示的反应速率为______mol/(L·min)。平衡时B的转化率为______。 该反应的平衡常数表达式K=______。若保持温度不变,向容器中再充入1molA和0.5molB,平衡将向______(填 “正反应方向”“逆反应方向” 或 “不移动”)移动,再次达到平衡时C的浓度______(填 “增大”“减小” 或 “不变”)。
【答案】① 0.5 ② 50% ③ ④ 正向移动 ⑤ 增大
26. 对于可逆反应,平衡常数K值越大,表明生成物在平衡体系中的浓度越______,反应进行得越______。
【答案】① 大 ② 完全(或 彻底)
【解析】平衡常数K反映反应进行的程度。K值越大,说明平衡时生成物浓度相对越大,反应正向进行程度越大,即反应进行得越完全或越彻底。
27. 在可逆反应中,当正反应速率等于逆反应速率时,反应达到平衡状态,此时体系中各物质的物质的量浓度______。
【答案】不再随时间变化
【解析】可逆反应达到化学平衡时,正反应速率等于逆反应速率,但反应并未停止,体系中各物质的物质的量浓度保持恒定,不再随时间变化。
28. 在容积为2L的密闭容器中充入3mol气体A和2.5 mol气体B,发生反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g) (正反应为吸热反应),5min时测得生成1mol的D,C的平均反应速率v(C)=0.1mol/(L·min)。 (1)方程式中C 的化学计量数x=______ (2)5min内,A的平均反应速率v(A)= ______ (3)5min时,B的转化率为______ (4)温度升高,A的转化率______, 压强增大,B的转化率______。 (填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】(1)2 (2)0.15 mol/(L·min)(3)20% (4)① 增大 ② 不变
【解析】5min内生成1molD,容器体积为2L,则v(D)=。已知v(C)=0.,速率之比等于化学计量数之比,v(C):v(D)=x:2=1:1,故x=2。由方程式3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)可知,v(A):v(D)=3:2,所以v(A)=0.。生成1molD时消耗B为0.5mol,B的转化率为。正反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,A的转化率增大;该反应前后气体分子数相等,增大压强平衡不移动,B的转化率不变。
29. 恒温恒容下,向平衡体系(g)+3(g)⇌2N(g)中充入He,压强增大,平衡______(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
【答案】不
【解析】恒容下充入惰性气体,反应物和生成物浓度不变,正逆反应速率不变,平衡不移动。
30. 对于反应2N(g)⇌(g),正反应为放热反应,升高温度,平衡向______移动;增大压强,平衡向______移动。
【答案】① 逆反应方向 ② 正反应方向
【解析】反应2N(g)⇌(g)的正反应为放热反应,升高温度时平衡向吸热方向移动,即向逆反应方向移动;增大压强时,平衡向气体分子数减小的方向移动,即向正反应方向移动。
三、判断题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
31. 可逆反应中,反应物不可能完全转化为生成物。( )
【答案】正确
【解析】可逆反应在相同条件下正、逆反应都能进行,达到平衡时反应物和生成物共存,反应物不能完全转化为生成物。因此说法正确。
32. 平衡状态是一种静止的状态,反应物和生成物的浓度已经不再改变。( )
【答案】错误
【解析】化学平衡为动态平衡,正逆反应仍然进行,只是正逆反应速率相等,所以反应物和生成物的浓度都不再改变,故错误。
33. 可逆反应达到平衡后,各物质的浓度之比等于其化学计量数之比。( )
【答案】错误
【解析】平衡时各物质浓度之比不一定等于化学计量数之比,取决于初始浓度和转化率,故错误。
34. 一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g),混合气体的密度、压强、总物质的量、B的物质的量浓度、混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,能表明该反应已达到平衡状态。( )
【答案】错误
【解析】该反应中气体化学计量数为2B(g)⇌C(g)+D(g),反应前后气体物质的量相等。在恒温恒容条件下,混合气体总物质的量和压强在反应过程中可始终不变,不能据此判断达到平衡。B的物质的量浓度不再改变可以说明正、逆反应速率相等;由于A为固体,反应进行会改变气体总质量,混合气体密度和平均相对分子质量不再改变也可说明反应达到平衡。但题干把压强、总物质的量不再改变也作为能表明平衡的依据,判断不严密,因此该说法错误。
35. 对于有气体参加的可逆反应,在恒温恒容密闭容器中进行,压强不变则说明达到平衡状态。( )
【答案】错误
【解析】恒温恒容容器中,压强之比等于气体物质的量之比,如果反应前后气体体积不变的反应,压强始终不变,不能作为判断平衡状态的依据。答案为:错误。
36. 化学平衡常数 K 只与温度有关,与反应物浓度无关。( )
【答案】正确
【解析】对于给定反应,化学平衡常数K只随温度改变而改变,不随反应物或生成物浓度的改变而改变。因此说法正确。
37. 化学平衡常数K的值越大,说明反应进行得越彻底。( )
【答案】正确
【解析】K越大,平衡时生成物浓度与反应物浓度的比值越大,反应进行得越彻底,故正确。
38. 勒夏特列原理适用于所有的化学反应。( )
【答案】错误
【解析】勒夏特列原理只适用于已达到平衡的体系在外界条件改变时的平衡移动,不适用于所有化学反应。因此说法错误。
39. 在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向。( )
【答案】错误
【解析】催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,只能改变反应达到平衡所需的时间,不能改变化学平衡移动方向,也不能改变反应进行的方向。因此说法错误。
40. 反应2N(g)+NO(g)+N(g)+3O(g) ΔH<0,其他条件不变,使用高效催化剂,氮氧化物的转化率增大。( )
【答案】错误
【解析】反应2N(g)+NO(g)+N(g)+3O(g) ΔH<0,其他条件不变,使用高效催化剂,平衡不移动,氮氧化物的转化率不变,故上述说法错误。
四、简答题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
41. 催化剂为什么能加快反应速率?它是否影响化学平衡?
【答案】作用机制: 降低反应活化能(提供新反应路径)→ 更多分子有效碰撞 → 速率加快。 对平衡的影响: 不改变平衡位置(同等加快正逆反应速率)。 示例: 工业合成氨( → 2NH3)使用铁催化剂。
【解析】催化剂能提供不同的反应途径,降低反应所需的活化能,使更多反应物分子在碰撞时具有足够能量形成活化分子,因此单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率加快。对于可逆反应,催化剂会同时降低正反应和逆反应的活化能,并同等程度地加快正、逆反应速率,所以只能缩短达到平衡所需的时间,不能改变平衡常数,也不能改变平衡位置和平衡转化率。例如工业合成氨中使用铁催化剂,可以加快反应达到平衡的速率,但不改变该温度下的平衡组成。
五、计算题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
42. 计算。 (1)写出反应的平衡常数表达式______。 (2)若某温度时上述反应在容器内达到平衡,测得容器内有、和,计算平衡常数。
【答案】① ② 416.7
【解析】(1)对于反应,平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,且指数等于化学计量数,所以。(2)容器体积为,平衡时,,。代入得。
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