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- 2021-07-05 发布
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课后达标检测
一、选择题
1.(2020·温州选考适应性测试)已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )
A.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增加压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
答案:B
2.(2020·浙江选考十校联盟)某温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)在带有活塞的密闭容器中达到平衡。下列说法中正确的是( )
A.体积不变,升温,正反应速率减小
B.温度、压强均不变,充入HI气体,开始时正反应速率增大
C.温度不变,压缩气体的体积,平衡不移动,颜色加深
D.体积、温度不变,充入氮气后,正反应速率将增大
答案:C
3.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g)2c(g) ΔH1<0
x(g)+3y(g)2z(g) ΔH2>0
达到平衡后,进行以下操作(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是( )
A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
答案:A
4.在一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol NO2,发生下列反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,达到平衡状态后,在t1时刻改变条件,化学反应速率随时间变化关系如图。下列对t1时刻改变条件的推测中正确的是( )
A.保持压强不变,升高反应温度
B.保持温度和容器体积不变,充入1 mol N2(g)
C.保持温度和容器体积不变,充入1 mol N2O4 (g)
D.保持温度和压强不变,充入1 mol N2O4 (g)
解析:选D。该反应是放热反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,
正、逆反应速率曲线都在原直线上方,逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大的倍数,导致平衡向逆反应方向移动,故A错误;保持温度和容器体积不变,充入1 mol N2,混合物的浓度不变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,故B错误;保持温度和容器体积不变,充入1 mol N2O4,瞬间生成物的浓度增大,反应物的浓度不变,逆反应速率增大,正反应速率不变,所以逆反应速率大于正反应速率,正反应速率与原速率有接触点,故C错误;保持温度和压强不变,充入1 mol N2O4(g)的瞬间,生成物的浓度增大,容器的体积增大,导致反应物的浓度减小,逆反应速率增大,正反应速率降低,平衡向逆反应移动,且最终与原平衡等效,故D正确。
5.(2019·浙江4月选考,T20)在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却很少。下列解析不正确的是( )
A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积
B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少
C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)===Ca(HCO3)2(aq)
D.海水呈弱碱性,大气中CO2浓度增加,会导致海水中CO浓度增大
解析:选D。与深海地区相比,浅海地区水温较高,会使海水中碳酸氢根离子分解生成二氧化碳和碳酸盐,所以有利于游离的CO2增多、石灰石沉积,A项正确;与浅海地区相比,深海地区压强大,有利于CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)Ca(HCO3)2(aq)平衡向正反应方向移动,所以石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少,B项正确;由B项分析可知,C项正确;海水呈弱碱性,大气中CO2浓度增加,会使二氧化碳与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子,导致海水中CO浓度减小,D项错误。
6.(2020·温州十校联考)下列叙述及解释正确的是( )
A.2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,故体系颜色变浅
B.H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施,因为平衡不移动,故体系颜色不变
C.FeCl3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl,在平衡后,加少量KCl(s),因为平衡向逆反应方向移动,故体系颜色变浅
D.对于N2+3H22NH3,平衡后,压强不变,充入O2,平衡左移
解析:选D。A.缩小容积、增大压强平衡向气体体积减小的方向移动即正反应方向移动,但二氧化氮的浓度仍然增大,所以体系颜色加深,故A错误;B.增大容积、减小压强,平衡不发生移动,但容器体积增大,反应物浓度减小,体系颜色变浅,故B错误;C.氯离子不参与反应,平衡不移动,故C错误;D.合成氨时保持压强不变,充入O2,则体积增大相当于反应体系的压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,所以平衡左移,故D正确。
7.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2 (g)+S(l) ΔH<0。
若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变
解析:选D。生成物中S为液体,反应前后气体体积不同,故平衡前随着反应的进行,压强始终变化,A项错;平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率不变,B项错;平衡时,其他条件不变,升高温度,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小,C项错;平衡常数仅与温度有关,故其他条件不变时,使用不同的催化剂,该反应的平衡常数不变,D项对。
8.(2020·浙江1月选考,T19)在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,能得到无水MgCl2。下列说法不正确的是( )
A.MgCl2·nH2O(s)===MgCl2·(n-1)H2O(s)+H2O(g) ΔH>0
B.MgCl2·2H2O(s)Mg(OH)2(s)+2HCl(g),HCl气流可抑制反应进行
C.MgCl2·H2O(s)Mg(OH)Cl(s)+HCl(g),升高温度,反应更易发生
D.MgCl2·4H2O(s)MgCl2·2H2O(s)+2H2O(g),HCl气流可抑制反应进行
答案:D
9.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响,得到如图所示的变化规律(图中T表示温度),由此可得出的结论是( )
A.反应速率a>b>c
B.达到平衡时A2的转化率大小为b>a>c
C.若T2>T1,则正反应一定是放热反应
D.达到平衡时,AB3的物质的量大小为c>b>a
解析:选D。A项,反应速率c>b>a,错误;B项,n(B2)起始增大,A2的转化率增大,所以A2的转化率为c>b>a,错误;C项,升温,AB3的体积分数增大,平衡右移,正反应为吸热反应,错误;D项,n(B2)起始增大,平衡右移,n(AB3)增大,所以达到平衡时AB3的物质的量c>b>a,正确。
10.已知 2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)。某研究小组将甲醇蒸气以一定的流速持续通过相同量的同种催化剂,不同温度得到如下图像,则下列结论不正确的是( )
A.一段时间后甲醇转化率下降可能是因为催化剂活性下降
B.综合图 1、图 2 可知,甲醇还发生了其他反应
C.若改变甲醇蒸气的流速,不会影响甲醇转化率和乙烯产率
D.制乙烯比较适宜的温度是 450 ℃左右
解析:选C。催化剂可加快反应速率,一段时间后甲醇转化率下降可能是因为催化剂活性下降,A项正确;根据图1、图2可知,甲醇还发生了其他反应,B项正确;若改变甲醇蒸气的流速,甲醇转化率和乙烯产率都将改变,C项错误;由题图可知,一定时间内450 ℃左右甲醇转化率和乙烯产率均比较高,D项正确。
二、非选择题
11.将1 mol I2(g)和2 mol H2(g)置于某2 L的密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH<0,并达到平衡,HI的体积分数φ(HI)随时间变化如曲线(Ⅱ)所示,试回答问题:
(1)达平衡时,I2(g)的物质的量浓度为_____________________________________。
(2)若改变反应条件,在甲条件下φ(HI)的变化如曲线(Ⅰ)所示,在乙条件下φ(HI)的变化如曲线(Ⅲ)所示,则甲条件可能是________,乙条件可能是________。(填入下列条件的序号)
①恒容条件下,升高温度 ②恒容条件下,降低温度
③恒温条件下,缩小反应容器体积 ④恒温条件下,扩大反应容器体积 ⑤恒温、恒容条件下,加入适当催化剂
解析:(1)设达平衡时,I2(g)的物质的量浓度为x mol·L-1,依题意,有
I2(g)+H2(g) 2HI(g)
起始物质的量/mol 1 2 0
转化物质的量/mol 1-2x 1-2x 2(1-2x)
平衡物质的量/mol 2x 2-(1-2x) 2-4x
所以=0.6,x=0.05。
(2)由曲线(Ⅱ)到曲线(Ⅰ),缩短了到达化学平衡的时间,但由于HI的体积分数未变,故化学平衡并未发生移动。根据影响化学平衡移动的因素和规律,应选择③⑤。同理可知由曲线(Ⅱ)到曲线(Ⅲ)是延长了到达化学平衡的时间,应选择④。
答案:(1)0.05 mol·L-1 (2)③⑤ ④
12.(2020·杭州选考模拟)SiCl4在室温下为无色液体,易挥发,有强烈的刺激性。一定条件下,在20 L恒容密闭容器中发生SiCl4转化为SiHCl3的反应:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) ΔH=Q kJ·mol-1。2 min后达到平衡,H2与SiHCl3的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1。
(1)从反应开始到平衡,v(SiCl4)=_________________________________________。
(2)该反应的平衡常数表达式为K=_____________________________________,
温度升高,K值增大,则Q________0(填“>”“<”或“=”)。
(3)若平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量),当反应再次达到平衡时,与原平衡相比较,H2的体积分数将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)原容器中,通入H2的体积(标准状况)为________________。
(5)平衡后,将容器的体积缩为10 L,再次达到平衡时,H2的物质的量浓度范围为________________。
(6)图中x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中H2的体积分数,a、b表示不同的压强,则压强a________b(填“>”“<”或“=”)。
解析:(1)v(SiHCl3)==0.1 mol·L-1·min-1,v(SiCl4)∶v(SiHCl3)=3∶4,v(SiCl4)=0.075 mol·L-1·min-1。(2)温度升高,K值增大,说明平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应。(3)平衡后再充入与起始时等量的SiCl4和H2,相当于增大压强,平衡正向移动,H2的体积分数减小。(4)Δc(SiHCl3)=0.2 mol·L-1,则Δc(H2)=0.1 mol·L-1,则起始时c(H2)=0.2 mol·L-1,物质的量为4 mol。标准状况下体积为V(H2)=4 mol×22.4 L·mol-1=89.6 L。(5)体积变为原来的一半,若平衡不移动,则浓度变为原来的2倍,压强增大,平衡正向移动,H2浓度减小,所以 0.1 mol·L-1<c(H2)<0.2 mol·L-1。(6)压强增大,H2的体积分数减小,则压强a>b。
答案:(1)0.075 mol·L-1·min-1
(2) > (3)减小 (4)89.6 L
(5)0.1 mol·L-1<c(H2)<0.2 mol·L-1 (6)>
13.CO2的转化一直是全球研究的热点,其中将CO2和H2合成甲醇及二甲醚具备相对成熟的技术。工业生产中,有以下相关反应(热效应都是在25 ℃、1.01×105 Pa下测定):
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
ΔH =-49.01 kJ·mol-1
②2CH3OH(l)CH3OCH3(g)+H2O(l)
ΔH =-24.52 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(l)CO2(g)+H2(g)
ΔH =-41.17 kJ·mol-1
(1)在三个体积相同的密闭容器A、B、C中加入相同物质的量的CO和H2O,在不同温度下发生反应③,经过相同时间后测得容器中的CO物质的量与温度的关系如图。
a.A、C两点的速率大小v(A)________(填“大于”“小于”“等于”或“无法判断”)v(C)。
b.请解释曲线中CO的物质的量先减小后增大的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)一定量的CO2和H2在一密闭容器中发生反应①,下图是容器内CO2的百分含量随着外界条件改变的变化曲线图,请补充完整(t1时刻升温;t2时刻添加催化剂)。
解析:(1)a.C点温度高于A点,则A、C两点的速率大小为v(A)小于v(C)。b.由于B容器的反应温度比A容器高,反应速率快,在相同时间内消耗掉CO多,而C容器中温度更高,反应速率更快,反应达到平衡后随温度上升平衡逆向移动,CO的量增大,因此曲线中CO的物质的量先减小后增大。(2)t1时升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO2的百分含量增加。
答案:(1)a.小于 b.B容器的反应温度比A容器高,反应速率快,在相同时间内消耗掉CO多,而C容器中温度更高,反应速率更快,反应达到平衡后随温度上升平衡逆向移动,CO的量增大
(2)
14.(2020·宁波教学质评)为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏,化学家研究在催化剂作用下,通过下列反应:CCl4+H2CHCl3+HCl使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)。此反应伴随有副反应,会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。已知CCl4的沸点为77 ℃,CHCl3的沸点为61.2 ℃。
(1)在密闭容器中,该反应达到平衡状态后,测得如下数据(假设不考虑副反应)。
实验
温度
初始CCl4浓度/
初始H2浓度/
CCl4的平
序号
/℃
(mol·L-1)
(mol·L-1)
衡转化率
1
110
0.8
1.2
A
2
110
1
1
50%
3
100
1
1
B
①此反应的化学平衡常数表达式为____________,在110 ℃时平衡常数为________。
②实验1中,CCl4的转化率A________50%(填“大于”“小于”或“等于”)。
③实验2中,10 h 后达到平衡,H2的平均反应速率为____________________。
④实验3中,B的值________。
A.等于50% B.大于50%
C.小于50% D.从本题资料无法判断
(2)120 ℃时,在相同条件的密闭容器中,分别进行H2的初始浓度为2 mol·L-1和4 mol·L-1的实验,测得反应消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)随时间(t)的变化关系如图(图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线,虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线)。
①在图中的四条线中,表示H2起始浓度为2 mol·L-1的实验消耗CCl4的百分率变化曲线是________(填字母)。
②根据上图曲线,氢气的起始浓度为________mol·L-1时,有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是______________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)因CCl4的沸点为77 ℃,CHCl3的沸点为61.2 ℃,所以在110 ℃或100 ℃反应时各物质均为气态,其平衡常数K=。110 ℃时,由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5 mol·L-1,代入表达式计算得平衡常数为1。实验1和实验2的反应温度相同,所以其平衡常数相同,利用平衡常数相等,可以求出实验1中CCl4的平衡转化率,然后与50%比较;对于实验3,因温度不同,又不知该反应的热效应,所以无法判断转化率的大小。(2)氢气浓度越大反应越快,消耗CCl4的百分率变化就越快,相反就比较慢,所以H2起始浓度为2 mol·L-1时,消耗CCl4的百分率变化曲线是c;H2的浓度越大,平衡正向移动的趋势越大,CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量也越大。
答案:(1)①K= 1 ②大于
③0.05 mol·L-1·h-1 ④D
(2)①c ②4 H2的浓度越大,平衡正向移动的趋势越大,CCl4的平衡转化率和产物中
CHCl3的百分含量也越大