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吉林省吉化第一高级中学校2019-2020学年高二9月月考试化学题(解析版)
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吉林省吉化第一高级中学校2019-2020学年高二9月月考试题
一、单选题(25题×2分/题=50分)
1.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A. CH3COOH B. Cl2
C. NH4HCO3 D. NH3
【答案】D
【解析】
【详解】A. CH3COOH水溶液能导电,属于电解质,A错误;
B. Cl2水溶液能导电,既不属于电解质,也不属于非电解质,B错误;
C. NH4HCO3水溶液能导电,属于电解质,C错误;
D. NH3水溶液能导电,属于非电解质,D正确;
答案为D;
2.在化学反应A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)中,各物质的平均反应速率间的关系式正确的是( )
A. vA=vB B. vA=2vC C. 3vB=vC D. vB=3vD
【答案】D
【解析】反应速率之比是相应对化学计量数之比,所以根据反应的方程式可知,正确的答案选D。
3.在2 L的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反应速率为0.12 mol/(L·s),则10 s时,容器中B的物质的量是( )
A. 3.4 mol B. 3.2 mol C. 2.8 mol D. 1.2 mol
【答案】C
【解析】
【详解】前10s A的平均反应速率为0.12 mol/(L⋅s),由反应速率之比等于化学计量数之比可知,
B的反应速率为0.12 mol/(L⋅s)×=0.06 mol/(L⋅s),所以转化的B的物质的量为0.06 mol/(L⋅s)×10 s×2 L=1.2 mol,则10s时,容器中B的物质的量为4 mol−1.2 mol=2.8 mol,C项正确,
答案选C。
4.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),能增大正反应速率的措施是( )
A. 通入大量O2 B. 增大容器容积
C. 移去部分SO3 D. 降低体系温度
【答案】A
【解析】
【详解】A. 通入大量O2,增大了反应物的浓度,化学反应速率增大;
B. 增大容器的容积,各组分的浓度减小,化学反应速率减小;
C. 移去部分SO3,减小了生成物的浓度,化学反应速率减小;
D. 降低体系温度,化学反应速率减小。
综上所述,能增大正反应速率的措施是A。
5.一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
【答案】C
【解析】
【详解】①当体系达平衡状态时,X、Y、Z的物质的量之比可能是1:2:2,也可能不是,①项错误;
②X、Y、Z的浓度不再发生变化,说明正逆反应速率相等,②项正确;
③容器中的压强不再发生变化,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,③项正确;
④单位时间内生成n molZ,消耗n mol Y,同时生成2n mol Y,则正逆反应速率不等,④项错误;
综上所述,②③项符合题意,C项正确;
答案选C。
6.对于X+YZ的平衡,若增大压强,Y的转化率增大,则X和Z可能的状态是( )
A. X为液态,Z为气态 B. X为固态,Z为气态
C. X为气态,Z为气态 D. 无法确定
【答案】C
【解析】A. 如果X为液态,Z为气态,增大压强,Y的转化率不会增大,故A错;B. X为固态,Z为气态,增大压强,Y的转化率不会增大,故B错;C 增大压强,Y的转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,反应为气体的体积减小的反应,则X、Y、Z可能都为气体,所以C选项是正确的符合, D选项不合题意,故D错;答案C正确。
7.符合图1、图2的反应是( )
A. X+3Y2Z ΔH>0 B. X+3Y2Z ΔH<0
C. X+2Y3Z ΔH<0 D. 5X+3Y4Z ΔH<0
【答案】B
【解析】试题分析:图1中X、Y浓度降低,则X、Y为反应物,Z浓度增大,Z为生成物,X、Y、Z浓度变化量之比为:1:3:2,且存在化学平衡状态,化学方程式为:X+3Y2Z;图2中T2时,先达到化学平衡状态,则T2>T1,温度高时,Z%较小,即温度升高,向逆反应方向移动,正反应放热,△H<0,故表示的反应为:X+3Y2Z,△H<0,故选B。
8.在一密闭烧瓶中,在25 ℃时存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,将烧瓶置于100 ℃的水中,则下列几项性质中不会改变的是( )
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强 ⑤密度
A. ①和③ B. ②和④ C. ④和⑤ D. ③和⑤
【答案】D
【解析】试题分析:升高温度,平衡向逆反应方向移动,混合物的颜色变深,平均相对分子质量变小,压强变大,质量守恒,体积不变,密度不变,答案选D。
9.下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是( )
A. 混合物中各组分的浓度改变 B. 正、逆反应速率改变
C. 混合物中各组分的含量改变 D. 混合体系的压强发生改变
【答案】C
【解析】试题分析:A.如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的含量不变时,平衡不移动,故A错误;B.使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动,故B错误;C.混合物中各组分的含量一定是化学平衡状态的标志,如果各组分改变,一定发生化学平衡移动,故C正确.D.如果反应前后气体总物质的量不变,则压强对平衡无影响,故D错误, 故选C。
10.对于可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是( )
A. 增大压强 B. 升高温度 C. 使用催化剂 D. 多充入O2
【答案】B
【解析】
【分析】气体压强和反应物浓度只能影响化学反应速率,催化剂增大反应物中活化分子百分数,自然能增大化学反应速率,但催化剂不能改变化学平衡常数,化学平衡常数只与温度有关,据此分析解答。
【详解】A.增大压强,活化分子百分数不变,化学平衡常数也不变,故A错误;
B.升高温度,反应物中活化分子百分数、化学反应速率都增大,且化学平衡常数发生变化,故B正确;
C.使用催化剂,平衡常数不变,故C错误;
D.多充O2,活化分子百分数、平衡常数不变,故D错误。
答案选B。
11.将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达到平衡:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0。当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的是( )
A. 升高温度,X的体积分数减小
B. 增大压强(缩小容器体积),Z的浓度不变
C. 保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,Y的浓度不变
D. 保持容器体积不变,充入一定量的Z,X的体积分数增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的体积分数增大,故A错误;
B.如缩小体积,增大压强,平衡不移动,则Z的浓度增大,故B错误;
C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,平衡不发生移动,Y的浓度不变,故C正确;
D.保持容器体积不变,充入一定量的Z,相当于增大压强,平衡不移动,X的物质的量分数不变,故D错误。
答案选C。
12.在密闭容器中发生反应m A(g)+n B(g)p C(g),达到平衡后,保持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新平衡时,C的浓度为原来的1.9倍,下列说法正确的是( )
A. m+n>p B. 平衡向逆反应方向移动
C. A的转化率提高 D. C的体积分数增加
【答案】B
【解析】试题分析:平衡后将气体体积缩小到原来的,压强增大,如果平衡不移动,则达到平衡时C的浓度为原来的2倍,但此时C的浓度为原来的1.9倍,说明增大压强平衡向逆反应方向移动。则有:m+n<p,化学反应向逆反应方向移动,则反应物的转化率减小,生成物的体积百分含量减小,只有B正确,答案选B。
13.已知某温度下,K(HCN)=6.2×10-10、K(HF)=6.8×10-4、K(CH3COOH)=1.8×10-5、K(HNO2)=6.4×10-6。物质的量浓度都为0.1 mol/L的下列溶液中,c(H+)浓度由大到小的次序是( )
A. HCN>HNO2>CH3COOH>HF B. HF>CH3COOH>HNO2>HCN
C. HCN>CH3COOH>HF>HNO2 D. CH3COOH>HCN>HF>HNO2
【答案】B
【解析】
【详解】酸的电离常数越大,酸的酸性越强,等浓度时电离的c(H+)浓度越大,则根据题意易知,K值比较:HF>CH3COOH>HNO2>HCN,故物质的量浓度都为0.1 mol/L的下列溶液中,c(H+)浓度由大到小的次序是HF>CH3COOH>HNO2>HCN,B项正确;
答案选B。
14.醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )
①1 mol/L的醋酸溶液中c(H+)=0.01 mol/L②醋酸以任意比与水互溶③10 mL 1mol/L的醋酸溶液恰好与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液完全反应④在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱
A. ④ B. ①③④ C. ①④ D. ②④
【答案】C
【解析】
【详解】①氢离子浓度小于醋酸浓度,说明醋酸不完全电离,存在电离平衡,所以能证明醋酸为弱电解质,①项正确;
②电解质的强弱与水溶性无关,②项错误;
③物质的量相等的盐酸和醋酸中和碱的能力相同,③项错误;
④在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱,说明氢离子浓度比盐酸的少,④项正确;
综上所述,①④符合题意,C项正确,
答案选C。
15.X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,则X的转化率最接近于( )
A. 33% B. 40% C. 50% D. 65%
【答案】A
【解析】
【详解】假设X和Y物质的量为1mol,达平衡时消耗Y物质的量为n mol,则:
X + 2Y2Z
起始量(mol): 1 1 0
变化量(mol): 0.5n n n
平衡量(mol):1−0.5n 1−n n
平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,则
(1−0.5n+1−n):n=3:2
解得n=
则X的转化率=,A项正确,
答案选A。
16.已知某可逆反应m A(g)+n B(g) p C(g)在密闭容器中进行,下图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )
A. T1p2 m+n>p 放热反应
B. T1>T2 p1p 吸热反应
C. T1p2 m+n
D. T1>T2 p1
【答案】D
【解析】
【详解】定压强相同,比较温度不同时,即比较曲线T1、p2与曲线T2、p2,根据先出现拐点,先到达平衡,先出现拐点的曲线表示的温度高,所以T1>T2,由图知温度越高,B的含量越低,所以平衡向正反应进行,升高温度,平衡向吸热方向移动,故正反应为吸热反应;
定温度相同,比较压强不同时,即比较曲线T1、p1与曲线T1、p2,根据先出现拐点,先到达平衡,先出现拐点的曲线表示的压强高,所以p1
根据以上分析得出:T1>T2,反应吸热;p1
答案选D。
17.25 ℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。下列判断正确的是( )
A. 往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
B. 往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C. 升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH>0
D. 25 ℃时,该反应的平衡常数K=2.2
【答案】D
【解析】试题分析:A、金属铅是固体,增大铅的用量,不影响平衡移动,c(Pb2+)不变,错误;B、加入少量SnNO3)2固体,Sn2+浓度增大,平衡向逆反应移动,c(Pb2+)增大,错误;C、升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明平衡向逆反应进行,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,ΔH<0,错误;D、根据图像知25 ℃时,该反应的平衡常数K=c(Sn2+)/ c(Pb2+)=0.22mol/L÷0.10mol/L=2.2,正确。
18.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/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
060
0.38
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. 若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,此时测得CO2为0.4mol时,该反应达到平衡状态
D. 若平衡浓度符合下列关系式:,则此时的温度为1000℃
【答案】C
【解析】
【详解】A. 平衡常数表达式为K=,化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),A项正确;
B. 平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,逆向为吸热反应,正反应为放热反应,B项正确;
C. 若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,则K=1,设平衡时转化的CO2的物质的量为x mol,则列出三段式如下:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始量(mol/L): 1 1 0 0
转化量(mol/L): x x x x
平衡量(mol/L):1-x 1-x x x,
则K==1,解得x=0.5,即平衡后测得CO2的物质的量为0.5mol/L 1L=0.5mol,C项错误;
D. 若平衡浓度符合关系,则=0.6,根据表格数据可知,此时的温度为1000℃,D项正确;
答案选C。
19.已知下列反应的平衡常数:①H2(g)+S(s) H2S(g),K1;②S(s)+O2(g) SO2(g),K2;则反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数是( )
A. K1+K2 B. K1-K2 C. K1×K2 D. K1/K2
【答案】D
【解析】
【详解】H2(g)+S(s) H2S(g)的平衡常数K1=,S(s)+O2(g) SO2(g)的平衡常数K2=,反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数K==,故选D。
20.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+B(g)2C(g),当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度 ②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B物质的量浓度
A. ①②④ B. ②③ C. ②③④ D. 全部
【答案】D
【解析】试题分析:①由于该反应是反应前后气体质量改变,而容器的容积不变的反应,所以若混合气体的密度不变,则反应处于平衡状态,正确;②由于该反应是反应前后气体的物质的量改变,而容器的容积不变的反应,所以容器内气体的压强不变,则反应处于平衡状态,正确;③由于该反应是反应前后气体的体积改变,而容器的容积不变的反应,所以混合气体的总物质的量不变,则反应处于平衡状态,正确;④由于容器的容积不变,若B物质的量不变,则其物质的量浓度不变,各气体的物质的量不变,反应处于平衡状态,正确。故能表明该反应已达到平衡状态的是全部,选项D正确。
21. 下列说法正确的是( )
A. 非自发进行的反应一定不能发生
B. 自发进行的反应一定能迅速发生
C. 在一定条件下,非自发进行的反应也能发生
D. 吸热反应一定不能自发进行
【答案】C
【解析】试题分析:A.非自发进行的反应在一定条件下也能发生,错误;B.自发进行的反应反映速率可能快,也可能慢。故不一定能迅速发生,错误;C.在一定条件下,当反应的自由能小于0时,非自发进行的反应也能发生,正确;D.影响反应自发进行的依据有熵判据和焓判据,吸热反应有时也能自发进行,如NH4Cl与BaCl2·8H2O的反应是吸热反应。可以自发进行,错误。
22.反应 C(s)+ H2O (g) CO (g)+H2 (g) △H>0 在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如图,下列说法正确的是( )
A. CO体积分数最高的一段时间为t5-t6
B. t2-t3和t3-t4时间段H2的体积分数相等
C. t1时刻改变的条件是降低温度
D. t4-t5时间段平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【分析】该反应为气体体积减小的反应,且为放热反应,由图象可知,t1时正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,则平衡逆向移动;t3时正逆反应速率同等程度的增大,t4时正逆反应速率均减小,但逆反应速率大于正反应速率,则化学平衡逆向移动,结合外因对速率与化学平衡的综合影响效果分析作答。
【详解】A.由上述分析可知,t3时平衡不移动,t1、t4时改变条件反应均逆向移动,氨气的含量减少,则氨气的体积分数最高的一段时间为t0-t1,A项错误;
B.t2-t3达到化学平衡状态,体积分数不变,t3-t4时间段化学平衡不移动,所以氨气的体积分数相等,B项正确;
C.t1时正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,改变条件为降低压强,而降低温度平衡会向正向移动,不符合图示信息,C项错误;
D.t4-t5时间段,逆反应速率大于正反应速率,则化学平衡向逆反应方向移动,D项错误;
答案选B。
23.在1 L的密闭容器中,发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是( )
A. 用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B. 用BCD分别表示反应的速率,其比值是3∶2∶1
C. 在第2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D. 在这2 min内用B表示的速率的值逐渐减小,用C表示的速率的值逐渐增大
【答案】B
【解析】
【分析】化学反应速率指某一段时间内的平均速率,而不是指某一时刻的瞬时速率,每一时刻的瞬时速率实际上都是不相同的。
【详解】A项、A物质为固体,浓度为定值,不能利用固体表示反应速率,故A错误;
B项、化学反应速率之比等于化学计量数之比,用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1,故B正确;
C项、2min内,B的浓度减少0.6mol/L,用B表示的2min内平均速率是0.3 mol·L-1·min-1,不是2min末的瞬时速率,故C错误;
D项、随反应进行反应物的浓度降低,反应速率减慢,生成物的浓度变化量逐渐减少,故2min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小,故D错误;
故选B。
24.如图所示是关于反应A2(g)+B2(g) 2C(g)+D(g) ΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是( )
A. 升高温度,同时加压
B. 压强不变,降低温度
C. 压强、温度不变,充入一些与之不反应的惰性气体
D. 温度、压强不变,充入一些A2(g)
【答案】D
【解析】试题分析:A、升高温度,同时加压,正反应速率和逆反应速率都增大,错误;B、压强不变,降低温度,正反应速率和逆反应速率都减小,错误;C、压强、温度不变,充入一些与之不反应的惰性气体,体积变大,浓度减小,所以正反应速率和逆反应速率都减小,错误;D、温度、压强不变,充入一些A2(g),正反应加快,逆反应速率减小,正确。
25.α1和α2,c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g)2NO2(g)和3O2(g)2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列判断正确的是( )
A. α1、α2均减小,c1、c2均增大
B. α1、α2均增大,c1、c2均减小
C. α1减小,α2增大,c1、c2均增大
D. α1减小,α2增大,c1增大,c2减小
【答案】C
【解析】试题分析:恒容容器中,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,相当于增大压强,对于N2O4(g)2NO2(g)而言,压强增大,平衡逆向移动,α1减小;对于3O2(g)2O3(g)而言,压强增大,平衡正向移动,α2增大。因都直接加入了反应物,则反应物的平衡浓度c1、c2均增大,故选C。
二、填空题(25空×2分/空=50分)
26.现有物质①硫酸铜晶体 ②碳酸钙固体 ③纯磷酸 ④硫化氢 ⑤三氧化硫 ⑥金属镁 ⑦石墨 ⑧固态苛性钾 ⑨氨水 ⑩熟石灰固体 ⑪液态HCl ⑫液态CH3COOH,按下列要求填空。
(1)属于强电解质的是_________________________(填序号,下同);
(2)属于弱电解质的是________________________;
(3)属于非电解质的是________________________;
(4)既不是电解质,又不是非电解质的是________;
(5)能导电的是____________________________。
【答案】(1). ①②⑧⑩⑪ (2). ③④⑫ (3). ⑤ (4). ⑥⑦⑨ (5). ⑥⑦⑨
【解析】
【分析】在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质,在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质,完全电离的电解质是强电解质,部分电离的电解质是弱电解质,能导电的物质中含有自由移动的电子或离子,据此分析作答。
【详解】(1)强电解质是溶于水全部电离的电解质,①②⑧⑩⑪是强电解质,故答案为:①②⑧⑩⑪;;
(2)③④⑫是溶于水部分电离的电解质,属弱电解质,故答案为:③④⑫;
(3)⑤属于化合物,它水溶液虽然导电,但并不是它自身电离使溶液导电,所以是非电解质,故答案为:⑤;
(4)⑥⑦都是单质,⑨是混合物,既不是电解质也不是非电解质,故答案为:⑥⑦⑨;
(5)⑥⑦中均有能够自由移动的电子,⑨中有自由移动的离子,都能导电,其他物质都没有自由移动的电子或离子,所以不导电,故答案为:⑥⑦⑨。
27.现有反应:mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则:
(1)该反应的逆反应为________反应(填“吸热”或“放热”),且m+n________p(填“>”、“=”或“<”)。
(2)减压使容器体积增大时,A的质量分数__________。(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)
(3)若加入B(维持体积不变),则A的转化率____________。
(4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比将____________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量__________。
【答案】(1)放热, >; (2)增大; (3)增大;(4)减小; (5)不变。
【解析】试题分析:(1)升高温度,B的转化率变大,说明平衡向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应是吸热反应,逆反应是放热反应,减小压强,C的质量分数降低,说明平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,m+n>p;(2)减压容器的体积增大,平衡向逆反应方向移动,A的质量分数增大;(3)加入B,反应物的浓度增大,平衡向正反应移动,A的转化率增大;(4)升高温度,平衡向正反应方向移动,B的物质的量减小,C的物质的量增大,则两者浓度之比减小;(5)使用催化剂对化学平衡无影响,因此总物质的量不变。
28.二氧化氮是重要的氧化剂,存在如下平衡: 2NO2(g)N2O4(g)。
(1)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=﹣57.20kJ·mol﹣1。一定条件下,在体积一定的密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡.其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是_________(填字母)。
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(2)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300mol·L﹣1、c(N2O4)=0.0120mol·L﹣1,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K=__________。
【答案】(1). BC (2). 13.3
【解析】
【分析】(1)该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应,要提高二氧化氮的转化率,只要改变条件使化学平衡向正反应方向移动即可;
(2)根据平衡常数表达式K=来计算;
【详解】(1)该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应,要使该反应向正反应方向移动,可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等。
A. 减小NO2的浓度,相当于减小压强,则平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率降低,A项错误;
B. 该反应是放热反应,则降低温度,平衡向正反应方向移动,NO2转化率提高,B项正确;
C. 增加NO2的浓度,平衡向正反应方向移动,且体系压强增大,也利于反应向正反应方向移动,C项正确;
D. 该反应是放热反应,则升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率降低,D项错误;
故答案为:BC;
(3)平衡时, c(NO2)=0.0300mol·L﹣1、c(N2O4)=0.0120mol·L﹣1,则反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡常数K=13.3,故答案为:13.3。
29.工业上通常采用N2(g)和H2(g)催化成NH3(g):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=﹣92.4 kJ•mol﹣1。
(1)在一定温度下,若将10amol N2和30amol H2放入2 L的密闭容器中,充分反应后测得平衡时N2的转化率为60%,则该反应的平衡常数为________(用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10amol N2、20amol H2和20amol NH3,判断平衡移动的方向是______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(2)若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L﹣1、0.3 mol·L﹣1、0.1 mol·L﹣1,则NH3达到平衡时浓度的范围为_____;若平衡时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L﹣1、0.3 mol·L﹣1、0.1 mol·L﹣1,则NH3起始时浓度的范围为_____。
(3)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如表:
容,测得反应达到平衡时的有关数据如表:
容器
反应物投入量
甲
乙
丙
1molN2、3molH2
2molNH3
4molNH3
平衡时数据
反应能量变化的绝对值(kJ)
Q1
Q1
Q1
反应物转化率
a1
a2
a3
体系压强(Pa)
p1
p2
p3
则Q1+Q2=___kJ;a1+a2___l(填“<”“>”或“=”,下同),2p2___p3。
【答案】(1). (2). 正向移动 (3). 0 mol·L﹣1<c(NH3)<0.3 mol·L﹣1 (4). 0 mol·L﹣1≤c(NH3)≤0.3 mol·L﹣1 (5). 92.4 (6). = (7). >
【解析】
【分析】(1)利用三段法计算出平衡时各物质的浓度,再计算平衡常数,然后利用Q与K的关系来分析平衡的移动;
(2)可假设反应正向进行或逆向进行达到平衡,并结合可逆反应的限度来判断即可;
(3)甲容器反应物投入1 mol N2、3 mol H2,乙容器反应物投入量2 mol NH3,恒温且乙容器容积和甲容器相同,则甲容器与乙容器是等效平衡;
甲容器反应物投入1 mol N2、3 mol H2,丙容器反应物投入量4 mol NH3,采用极限转化法转化为反应物为2 mol N2、6 mol H2,是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器也是等效平衡;所以丙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡;据此分析平衡移动。
【详解】(1)由将10amol N2和30amol H2放入2L的密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为60%,则转化的N2的物质的量为10a mol60%=6a mol,
,则平衡常数K==,故答案为:;
若此时再向该容器中投入10amol N2、20amol H2和20amol NH3,三者的浓度分别为:7a mol/L、16a mol/L、16a mol/L;则浓度商Qc==
故答案为:;正向移动;
(2) 若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L﹣1、0.3 mol·L﹣1、0.1 mol·L﹣1,假设反应正向进行,则N2的最大转化浓度为0.1 mol·L﹣1,则NH3的变化浓度为0.2 mol·L﹣1,即平衡时NH3的浓度小于0.3 mol·L﹣1,假设反应逆向进行,则NH3的变化浓度最大为0.1mol/L,即平衡时NH3的最小浓度为大于0 mol·L﹣1,故NH3达到平衡时浓度的范围为0 mol·L﹣1
故答案为:0 mol·L﹣1<c(NH3)<0.3 mol·L﹣1;0 mol·L﹣1≤c(NH3)≤0.3 mol·L﹣1;
(3)甲投入1 mol N2、3 mol H2,乙中投入2 mol NH3,则甲与乙是完全等效的,根据盖斯定律可知,甲与乙的反应的能量变化之和为92.4 kJ,Q1+Q2=92.4;转化率α1+α2=1;丙容器反应物投入量4 mol NH3,是乙的二倍,若平衡不移动,丙中压强为乙的二倍,由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即2p2>p3;
故答案为:92.4;=;>。
30.工业上可由水煤气合成甲醇。
(1)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下图是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况,从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=__________,该反应的平衡常数表达式为__。
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是_________。(填字母)
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA_PB(填“>、<、=”).
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L,如果反应开始时仍充入10 mol CO和20 mol H2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=__L。
【答案】(1). 0.075mol·L﹣1·min﹣1 (2). (3). AC (4). < (5). 4
【解析】
【分析】(1)随反应进行,CO浓度减小、甲醇浓度增大,由图可知,10 min到达平衡,CO浓度变化为(0.9-0.15)mol/L=0.75mol/L,根据反应速率的定义求解即可;化学平衡常数是指:一定温度下,可逆反应到达平衡时,生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比,固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出;
(2)①可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化说明到达平衡;
②温度一定时,正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大;
③A、B温度相同,平衡常数相同,若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20L,CO转化率为50%,则转化的CO为10mol×50%=5mol,依据三段式求出平衡常数,计算B状态时各组分物质的量,再结合平衡常数计算体积。
【详解】(1)随反应进行,CO浓度减小、甲醇浓度增大,由图可知,10min到达平衡,CO浓度变化为(0.9−0.15)mol/L=0.75mol/L,则v(CO)==0.075mol⋅L−1⋅min−1;该反应的平衡常数表达式K=,故答案为:0.075;;
(2)①A. H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍,均表示正反应速率,反应始终按该比例关系进行,不能说明到达平衡,A项错误;
B. H2的体积分数不再改变是化学平衡的特征,达到了平衡,B项正确;
C. 氢气、CO的转化率与它们起始物质的量有关,平衡时不一定相等,若起始物质的量之比等于化学计算量之比,转化率始终相等,C项错误;
D. 混合气体总质量不变,随反应进行,混合气体总物质的量减小,平均摩尔质量增大,混合气体气体的平均摩尔质量不再改变,说明达到了平衡,D项正确;
故答案为:AC;
②温度一定时,正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故压强PA
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L,CO转化率为50%,则转化的CO为10mol×50%=5mol,则:
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
起始量(mol):10 20 0
变化量(mol):5 10 5
平衡量(mol):5 10 5
平衡常数K===4,
如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2,在平衡状态B时CO转化率为80%,则转化的CO为10mol×80%=8mol,则:
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
起始量(mol): 10 20 0
变化量(mol): 8 16 8
平衡量(mol): 2 4 8
设体积为V L,则 =4,解得V=4,故答案为:4。
吉林省吉化第一高级中学校2019-2020学年高二9月月考试题
一、单选题(25题×2分/题=50分)
1.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A. CH3COOH B. Cl2
C. NH4HCO3 D. NH3
【答案】D
【解析】
【详解】A. CH3COOH水溶液能导电,属于电解质,A错误;
B. Cl2水溶液能导电,既不属于电解质,也不属于非电解质,B错误;
C. NH4HCO3水溶液能导电,属于电解质,C错误;
D. NH3水溶液能导电,属于非电解质,D正确;
答案为D;
2.在化学反应A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)中,各物质的平均反应速率间的关系式正确的是( )
A. vA=vB B. vA=2vC C. 3vB=vC D. vB=3vD
【答案】D
【解析】反应速率之比是相应对化学计量数之比,所以根据反应的方程式可知,正确的答案选D。
3.在2 L的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反应速率为0.12 mol/(L·s),则10 s时,容器中B的物质的量是( )
A. 3.4 mol B. 3.2 mol C. 2.8 mol D. 1.2 mol
【答案】C
【解析】
【详解】前10s A的平均反应速率为0.12 mol/(L⋅s),由反应速率之比等于化学计量数之比可知,
B的反应速率为0.12 mol/(L⋅s)×=0.06 mol/(L⋅s),所以转化的B的物质的量为0.06 mol/(L⋅s)×10 s×2 L=1.2 mol,则10s时,容器中B的物质的量为4 mol−1.2 mol=2.8 mol,C项正确,
答案选C。
4.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),能增大正反应速率的措施是( )
A. 通入大量O2 B. 增大容器容积
C. 移去部分SO3 D. 降低体系温度
【答案】A
【解析】
【详解】A. 通入大量O2,增大了反应物的浓度,化学反应速率增大;
B. 增大容器的容积,各组分的浓度减小,化学反应速率减小;
C. 移去部分SO3,减小了生成物的浓度,化学反应速率减小;
D. 降低体系温度,化学反应速率减小。
综上所述,能增大正反应速率的措施是A。
5.一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
【答案】C
【解析】
【详解】①当体系达平衡状态时,X、Y、Z的物质的量之比可能是1:2:2,也可能不是,①项错误;
②X、Y、Z的浓度不再发生变化,说明正逆反应速率相等,②项正确;
③容器中的压强不再发生变化,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,③项正确;
④单位时间内生成n molZ,消耗n mol Y,同时生成2n mol Y,则正逆反应速率不等,④项错误;
综上所述,②③项符合题意,C项正确;
答案选C。
6.对于X+YZ的平衡,若增大压强,Y的转化率增大,则X和Z可能的状态是( )
A. X为液态,Z为气态 B. X为固态,Z为气态
C. X为气态,Z为气态 D. 无法确定
【答案】C
【解析】A. 如果X为液态,Z为气态,增大压强,Y的转化率不会增大,故A错;B. X为固态,Z为气态,增大压强,Y的转化率不会增大,故B错;C 增大压强,Y的转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,反应为气体的体积减小的反应,则X、Y、Z可能都为气体,所以C选项是正确的符合, D选项不合题意,故D错;答案C正确。
7.符合图1、图2的反应是( )
A. X+3Y2Z ΔH>0 B. X+3Y2Z ΔH<0
C. X+2Y3Z ΔH<0 D. 5X+3Y4Z ΔH<0
【答案】B
【解析】试题分析:图1中X、Y浓度降低,则X、Y为反应物,Z浓度增大,Z为生成物,X、Y、Z浓度变化量之比为:1:3:2,且存在化学平衡状态,化学方程式为:X+3Y2Z;图2中T2时,先达到化学平衡状态,则T2>T1,温度高时,Z%较小,即温度升高,向逆反应方向移动,正反应放热,△H<0,故表示的反应为:X+3Y2Z,△H<0,故选B。
8.在一密闭烧瓶中,在25 ℃时存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,将烧瓶置于100 ℃的水中,则下列几项性质中不会改变的是( )
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强 ⑤密度
A. ①和③ B. ②和④ C. ④和⑤ D. ③和⑤
【答案】D
【解析】试题分析:升高温度,平衡向逆反应方向移动,混合物的颜色变深,平均相对分子质量变小,压强变大,质量守恒,体积不变,密度不变,答案选D。
9.下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是( )
A. 混合物中各组分的浓度改变 B. 正、逆反应速率改变
C. 混合物中各组分的含量改变 D. 混合体系的压强发生改变
【答案】C
【解析】试题分析:A.如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的含量不变时,平衡不移动,故A错误;B.使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动,故B错误;C.混合物中各组分的含量一定是化学平衡状态的标志,如果各组分改变,一定发生化学平衡移动,故C正确.D.如果反应前后气体总物质的量不变,则压强对平衡无影响,故D错误, 故选C。
10.对于可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是( )
A. 增大压强 B. 升高温度 C. 使用催化剂 D. 多充入O2
【答案】B
【解析】
【分析】气体压强和反应物浓度只能影响化学反应速率,催化剂增大反应物中活化分子百分数,自然能增大化学反应速率,但催化剂不能改变化学平衡常数,化学平衡常数只与温度有关,据此分析解答。
【详解】A.增大压强,活化分子百分数不变,化学平衡常数也不变,故A错误;
B.升高温度,反应物中活化分子百分数、化学反应速率都增大,且化学平衡常数发生变化,故B正确;
C.使用催化剂,平衡常数不变,故C错误;
D.多充O2,活化分子百分数、平衡常数不变,故D错误。
答案选B。
11.将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达到平衡:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0。当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的是( )
A. 升高温度,X的体积分数减小
B. 增大压强(缩小容器体积),Z的浓度不变
C. 保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,Y的浓度不变
D. 保持容器体积不变,充入一定量的Z,X的体积分数增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的体积分数增大,故A错误;
B.如缩小体积,增大压强,平衡不移动,则Z的浓度增大,故B错误;
C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,平衡不发生移动,Y的浓度不变,故C正确;
D.保持容器体积不变,充入一定量的Z,相当于增大压强,平衡不移动,X的物质的量分数不变,故D错误。
答案选C。
12.在密闭容器中发生反应m A(g)+n B(g)p C(g),达到平衡后,保持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新平衡时,C的浓度为原来的1.9倍,下列说法正确的是( )
A. m+n>p B. 平衡向逆反应方向移动
C. A的转化率提高 D. C的体积分数增加
【答案】B
【解析】试题分析:平衡后将气体体积缩小到原来的,压强增大,如果平衡不移动,则达到平衡时C的浓度为原来的2倍,但此时C的浓度为原来的1.9倍,说明增大压强平衡向逆反应方向移动。则有:m+n<p,化学反应向逆反应方向移动,则反应物的转化率减小,生成物的体积百分含量减小,只有B正确,答案选B。
13.已知某温度下,K(HCN)=6.2×10-10、K(HF)=6.8×10-4、K(CH3COOH)=1.8×10-5、K(HNO2)=6.4×10-6。物质的量浓度都为0.1 mol/L的下列溶液中,c(H+)浓度由大到小的次序是( )
A. HCN>HNO2>CH3COOH>HF B. HF>CH3COOH>HNO2>HCN
C. HCN>CH3COOH>HF>HNO2 D. CH3COOH>HCN>HF>HNO2
【答案】B
【解析】
【详解】酸的电离常数越大,酸的酸性越强,等浓度时电离的c(H+)浓度越大,则根据题意易知,K值比较:HF>CH3COOH>HNO2>HCN,故物质的量浓度都为0.1 mol/L的下列溶液中,c(H+)浓度由大到小的次序是HF>CH3COOH>HNO2>HCN,B项正确;
答案选B。
14.醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )
①1 mol/L的醋酸溶液中c(H+)=0.01 mol/L②醋酸以任意比与水互溶③10 mL 1mol/L的醋酸溶液恰好与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液完全反应④在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱
A. ④ B. ①③④ C. ①④ D. ②④
【答案】C
【解析】
【详解】①氢离子浓度小于醋酸浓度,说明醋酸不完全电离,存在电离平衡,所以能证明醋酸为弱电解质,①项正确;
②电解质的强弱与水溶性无关,②项错误;
③物质的量相等的盐酸和醋酸中和碱的能力相同,③项错误;
④在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱,说明氢离子浓度比盐酸的少,④项正确;
综上所述,①④符合题意,C项正确,
答案选C。
15.X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,则X的转化率最接近于( )
A. 33% B. 40% C. 50% D. 65%
【答案】A
【解析】
【详解】假设X和Y物质的量为1mol,达平衡时消耗Y物质的量为n mol,则:
X + 2Y2Z
起始量(mol): 1 1 0
变化量(mol): 0.5n n n
平衡量(mol):1−0.5n 1−n n
平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,则
(1−0.5n+1−n):n=3:2
解得n=
则X的转化率=,A项正确,
答案选A。
16.已知某可逆反应m A(g)+n B(g) p C(g)在密闭容器中进行,下图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )
A. T1
B. T1>T2 p1
C. T1
【解析】
【详解】定压强相同,比较温度不同时,即比较曲线T1、p2与曲线T2、p2,根据先出现拐点,先到达平衡,先出现拐点的曲线表示的温度高,所以T1>T2,由图知温度越高,B的含量越低,所以平衡向正反应进行,升高温度,平衡向吸热方向移动,故正反应为吸热反应;
定温度相同,比较压强不同时,即比较曲线T1、p1与曲线T1、p2,根据先出现拐点,先到达平衡,先出现拐点的曲线表示的压强高,所以p1
17.25 ℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。下列判断正确的是( )
A. 往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
B. 往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C. 升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH>0
D. 25 ℃时,该反应的平衡常数K=2.2
【答案】D
【解析】试题分析:A、金属铅是固体,增大铅的用量,不影响平衡移动,c(Pb2+)不变,错误;B、加入少量SnNO3)2固体,Sn2+浓度增大,平衡向逆反应移动,c(Pb2+)增大,错误;C、升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明平衡向逆反应进行,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,ΔH<0,错误;D、根据图像知25 ℃时,该反应的平衡常数K=c(Sn2+)/ c(Pb2+)=0.22mol/L÷0.10mol/L=2.2,正确。
18.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/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
060
0.38
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. 若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,此时测得CO2为0.4mol时,该反应达到平衡状态
D. 若平衡浓度符合下列关系式:,则此时的温度为1000℃
【答案】C
【解析】
【详解】A. 平衡常数表达式为K=,化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),A项正确;
B. 平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,逆向为吸热反应,正反应为放热反应,B项正确;
C. 若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,则K=1,设平衡时转化的CO2的物质的量为x mol,则列出三段式如下:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始量(mol/L): 1 1 0 0
转化量(mol/L): x x x x
平衡量(mol/L):1-x 1-x x x,
则K==1,解得x=0.5,即平衡后测得CO2的物质的量为0.5mol/L 1L=0.5mol,C项错误;
D. 若平衡浓度符合关系,则=0.6,根据表格数据可知,此时的温度为1000℃,D项正确;
答案选C。
19.已知下列反应的平衡常数:①H2(g)+S(s) H2S(g),K1;②S(s)+O2(g) SO2(g),K2;则反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数是( )
A. K1+K2 B. K1-K2 C. K1×K2 D. K1/K2
【答案】D
【解析】
【详解】H2(g)+S(s) H2S(g)的平衡常数K1=,S(s)+O2(g) SO2(g)的平衡常数K2=,反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数K==,故选D。
20.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+B(g)2C(g),当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度 ②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B物质的量浓度
A. ①②④ B. ②③ C. ②③④ D. 全部
【答案】D
【解析】试题分析:①由于该反应是反应前后气体质量改变,而容器的容积不变的反应,所以若混合气体的密度不变,则反应处于平衡状态,正确;②由于该反应是反应前后气体的物质的量改变,而容器的容积不变的反应,所以容器内气体的压强不变,则反应处于平衡状态,正确;③由于该反应是反应前后气体的体积改变,而容器的容积不变的反应,所以混合气体的总物质的量不变,则反应处于平衡状态,正确;④由于容器的容积不变,若B物质的量不变,则其物质的量浓度不变,各气体的物质的量不变,反应处于平衡状态,正确。故能表明该反应已达到平衡状态的是全部,选项D正确。
21. 下列说法正确的是( )
A. 非自发进行的反应一定不能发生
B. 自发进行的反应一定能迅速发生
C. 在一定条件下,非自发进行的反应也能发生
D. 吸热反应一定不能自发进行
【答案】C
【解析】试题分析:A.非自发进行的反应在一定条件下也能发生,错误;B.自发进行的反应反映速率可能快,也可能慢。故不一定能迅速发生,错误;C.在一定条件下,当反应的自由能小于0时,非自发进行的反应也能发生,正确;D.影响反应自发进行的依据有熵判据和焓判据,吸热反应有时也能自发进行,如NH4Cl与BaCl2·8H2O的反应是吸热反应。可以自发进行,错误。
22.反应 C(s)+ H2O (g) CO (g)+H2 (g) △H>0 在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如图,下列说法正确的是( )
A. CO体积分数最高的一段时间为t5-t6
B. t2-t3和t3-t4时间段H2的体积分数相等
C. t1时刻改变的条件是降低温度
D. t4-t5时间段平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【分析】该反应为气体体积减小的反应,且为放热反应,由图象可知,t1时正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,则平衡逆向移动;t3时正逆反应速率同等程度的增大,t4时正逆反应速率均减小,但逆反应速率大于正反应速率,则化学平衡逆向移动,结合外因对速率与化学平衡的综合影响效果分析作答。
【详解】A.由上述分析可知,t3时平衡不移动,t1、t4时改变条件反应均逆向移动,氨气的含量减少,则氨气的体积分数最高的一段时间为t0-t1,A项错误;
B.t2-t3达到化学平衡状态,体积分数不变,t3-t4时间段化学平衡不移动,所以氨气的体积分数相等,B项正确;
C.t1时正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,改变条件为降低压强,而降低温度平衡会向正向移动,不符合图示信息,C项错误;
D.t4-t5时间段,逆反应速率大于正反应速率,则化学平衡向逆反应方向移动,D项错误;
答案选B。
23.在1 L的密闭容器中,发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是( )
A. 用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B. 用BCD分别表示反应的速率,其比值是3∶2∶1
C. 在第2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D. 在这2 min内用B表示的速率的值逐渐减小,用C表示的速率的值逐渐增大
【答案】B
【解析】
【分析】化学反应速率指某一段时间内的平均速率,而不是指某一时刻的瞬时速率,每一时刻的瞬时速率实际上都是不相同的。
【详解】A项、A物质为固体,浓度为定值,不能利用固体表示反应速率,故A错误;
B项、化学反应速率之比等于化学计量数之比,用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1,故B正确;
C项、2min内,B的浓度减少0.6mol/L,用B表示的2min内平均速率是0.3 mol·L-1·min-1,不是2min末的瞬时速率,故C错误;
D项、随反应进行反应物的浓度降低,反应速率减慢,生成物的浓度变化量逐渐减少,故2min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小,故D错误;
故选B。
24.如图所示是关于反应A2(g)+B2(g) 2C(g)+D(g) ΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是( )
A. 升高温度,同时加压
B. 压强不变,降低温度
C. 压强、温度不变,充入一些与之不反应的惰性气体
D. 温度、压强不变,充入一些A2(g)
【答案】D
【解析】试题分析:A、升高温度,同时加压,正反应速率和逆反应速率都增大,错误;B、压强不变,降低温度,正反应速率和逆反应速率都减小,错误;C、压强、温度不变,充入一些与之不反应的惰性气体,体积变大,浓度减小,所以正反应速率和逆反应速率都减小,错误;D、温度、压强不变,充入一些A2(g),正反应加快,逆反应速率减小,正确。
25.α1和α2,c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g)2NO2(g)和3O2(g)2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列判断正确的是( )
A. α1、α2均减小,c1、c2均增大
B. α1、α2均增大,c1、c2均减小
C. α1减小,α2增大,c1、c2均增大
D. α1减小,α2增大,c1增大,c2减小
【答案】C
【解析】试题分析:恒容容器中,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,相当于增大压强,对于N2O4(g)2NO2(g)而言,压强增大,平衡逆向移动,α1减小;对于3O2(g)2O3(g)而言,压强增大,平衡正向移动,α2增大。因都直接加入了反应物,则反应物的平衡浓度c1、c2均增大,故选C。
二、填空题(25空×2分/空=50分)
26.现有物质①硫酸铜晶体 ②碳酸钙固体 ③纯磷酸 ④硫化氢 ⑤三氧化硫 ⑥金属镁 ⑦石墨 ⑧固态苛性钾 ⑨氨水 ⑩熟石灰固体 ⑪液态HCl ⑫液态CH3COOH,按下列要求填空。
(1)属于强电解质的是_________________________(填序号,下同);
(2)属于弱电解质的是________________________;
(3)属于非电解质的是________________________;
(4)既不是电解质,又不是非电解质的是________;
(5)能导电的是____________________________。
【答案】(1). ①②⑧⑩⑪ (2). ③④⑫ (3). ⑤ (4). ⑥⑦⑨ (5). ⑥⑦⑨
【解析】
【分析】在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质,在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质,完全电离的电解质是强电解质,部分电离的电解质是弱电解质,能导电的物质中含有自由移动的电子或离子,据此分析作答。
【详解】(1)强电解质是溶于水全部电离的电解质,①②⑧⑩⑪是强电解质,故答案为:①②⑧⑩⑪;;
(2)③④⑫是溶于水部分电离的电解质,属弱电解质,故答案为:③④⑫;
(3)⑤属于化合物,它水溶液虽然导电,但并不是它自身电离使溶液导电,所以是非电解质,故答案为:⑤;
(4)⑥⑦都是单质,⑨是混合物,既不是电解质也不是非电解质,故答案为:⑥⑦⑨;
(5)⑥⑦中均有能够自由移动的电子,⑨中有自由移动的离子,都能导电,其他物质都没有自由移动的电子或离子,所以不导电,故答案为:⑥⑦⑨。
27.现有反应:mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则:
(1)该反应的逆反应为________反应(填“吸热”或“放热”),且m+n________p(填“>”、“=”或“<”)。
(2)减压使容器体积增大时,A的质量分数__________。(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)
(3)若加入B(维持体积不变),则A的转化率____________。
(4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比将____________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量__________。
【答案】(1)放热, >; (2)增大; (3)增大;(4)减小; (5)不变。
【解析】试题分析:(1)升高温度,B的转化率变大,说明平衡向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应是吸热反应,逆反应是放热反应,减小压强,C的质量分数降低,说明平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,m+n>p;(2)减压容器的体积增大,平衡向逆反应方向移动,A的质量分数增大;(3)加入B,反应物的浓度增大,平衡向正反应移动,A的转化率增大;(4)升高温度,平衡向正反应方向移动,B的物质的量减小,C的物质的量增大,则两者浓度之比减小;(5)使用催化剂对化学平衡无影响,因此总物质的量不变。
28.二氧化氮是重要的氧化剂,存在如下平衡: 2NO2(g)N2O4(g)。
(1)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=﹣57.20kJ·mol﹣1。一定条件下,在体积一定的密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡.其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是_________(填字母)。
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(2)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300mol·L﹣1、c(N2O4)=0.0120mol·L﹣1,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K=__________。
【答案】(1). BC (2). 13.3
【解析】
【分析】(1)该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应,要提高二氧化氮的转化率,只要改变条件使化学平衡向正反应方向移动即可;
(2)根据平衡常数表达式K=来计算;
【详解】(1)该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应,要使该反应向正反应方向移动,可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等。
A. 减小NO2的浓度,相当于减小压强,则平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率降低,A项错误;
B. 该反应是放热反应,则降低温度,平衡向正反应方向移动,NO2转化率提高,B项正确;
C. 增加NO2的浓度,平衡向正反应方向移动,且体系压强增大,也利于反应向正反应方向移动,C项正确;
D. 该反应是放热反应,则升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率降低,D项错误;
故答案为:BC;
(3)平衡时, c(NO2)=0.0300mol·L﹣1、c(N2O4)=0.0120mol·L﹣1,则反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡常数K=13.3,故答案为:13.3。
29.工业上通常采用N2(g)和H2(g)催化成NH3(g):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=﹣92.4 kJ•mol﹣1。
(1)在一定温度下,若将10amol N2和30amol H2放入2 L的密闭容器中,充分反应后测得平衡时N2的转化率为60%,则该反应的平衡常数为________(用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10amol N2、20amol H2和20amol NH3,判断平衡移动的方向是______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(2)若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L﹣1、0.3 mol·L﹣1、0.1 mol·L﹣1,则NH3达到平衡时浓度的范围为_____;若平衡时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L﹣1、0.3 mol·L﹣1、0.1 mol·L﹣1,则NH3起始时浓度的范围为_____。
(3)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如表:
容,测得反应达到平衡时的有关数据如表:
容器
反应物投入量
甲
乙
丙
1molN2、3molH2
2molNH3
4molNH3
平衡时数据
反应能量变化的绝对值(kJ)
Q1
Q1
Q1
反应物转化率
a1
a2
a3
体系压强(Pa)
p1
p2
p3
则Q1+Q2=___kJ;a1+a2___l(填“<”“>”或“=”,下同),2p2___p3。
【答案】(1). (2). 正向移动 (3). 0 mol·L﹣1<c(NH3)<0.3 mol·L﹣1 (4). 0 mol·L﹣1≤c(NH3)≤0.3 mol·L﹣1 (5). 92.4 (6). = (7). >
【解析】
【分析】(1)利用三段法计算出平衡时各物质的浓度,再计算平衡常数,然后利用Q与K的关系来分析平衡的移动;
(2)可假设反应正向进行或逆向进行达到平衡,并结合可逆反应的限度来判断即可;
(3)甲容器反应物投入1 mol N2、3 mol H2,乙容器反应物投入量2 mol NH3,恒温且乙容器容积和甲容器相同,则甲容器与乙容器是等效平衡;
甲容器反应物投入1 mol N2、3 mol H2,丙容器反应物投入量4 mol NH3,采用极限转化法转化为反应物为2 mol N2、6 mol H2,是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器也是等效平衡;所以丙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡;据此分析平衡移动。
【详解】(1)由将10amol N2和30amol H2放入2L的密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为60%,则转化的N2的物质的量为10a mol60%=6a mol,
,则平衡常数K==,故答案为:;
若此时再向该容器中投入10amol N2、20amol H2和20amol NH3,三者的浓度分别为:7a mol/L、16a mol/L、16a mol/L;则浓度商Qc==
(2) 若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L﹣1、0.3 mol·L﹣1、0.1 mol·L﹣1,假设反应正向进行,则N2的最大转化浓度为0.1 mol·L﹣1,则NH3的变化浓度为0.2 mol·L﹣1,即平衡时NH3的浓度小于0.3 mol·L﹣1,假设反应逆向进行,则NH3的变化浓度最大为0.1mol/L,即平衡时NH3的最小浓度为大于0 mol·L﹣1,故NH3达到平衡时浓度的范围为0 mol·L﹣1
(3)甲投入1 mol N2、3 mol H2,乙中投入2 mol NH3,则甲与乙是完全等效的,根据盖斯定律可知,甲与乙的反应的能量变化之和为92.4 kJ,Q1+Q2=92.4;转化率α1+α2=1;丙容器反应物投入量4 mol NH3,是乙的二倍,若平衡不移动,丙中压强为乙的二倍,由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即2p2>p3;
故答案为:92.4;=;>。
30.工业上可由水煤气合成甲醇。
(1)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下图是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况,从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=__________,该反应的平衡常数表达式为__。
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是_________。(填字母)
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA_PB(填“>、<、=”).
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L,如果反应开始时仍充入10 mol CO和20 mol H2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=__L。
【答案】(1). 0.075mol·L﹣1·min﹣1 (2). (3). AC (4). < (5). 4
【解析】
【分析】(1)随反应进行,CO浓度减小、甲醇浓度增大,由图可知,10 min到达平衡,CO浓度变化为(0.9-0.15)mol/L=0.75mol/L,根据反应速率的定义求解即可;化学平衡常数是指:一定温度下,可逆反应到达平衡时,生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比,固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出;
(2)①可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化说明到达平衡;
②温度一定时,正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大;
③A、B温度相同,平衡常数相同,若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20L,CO转化率为50%,则转化的CO为10mol×50%=5mol,依据三段式求出平衡常数,计算B状态时各组分物质的量,再结合平衡常数计算体积。
【详解】(1)随反应进行,CO浓度减小、甲醇浓度增大,由图可知,10min到达平衡,CO浓度变化为(0.9−0.15)mol/L=0.75mol/L,则v(CO)==0.075mol⋅L−1⋅min−1;该反应的平衡常数表达式K=,故答案为:0.075;;
(2)①A. H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍,均表示正反应速率,反应始终按该比例关系进行,不能说明到达平衡,A项错误;
B. H2的体积分数不再改变是化学平衡的特征,达到了平衡,B项正确;
C. 氢气、CO的转化率与它们起始物质的量有关,平衡时不一定相等,若起始物质的量之比等于化学计算量之比,转化率始终相等,C项错误;
D. 混合气体总质量不变,随反应进行,混合气体总物质的量减小,平均摩尔质量增大,混合气体气体的平均摩尔质量不再改变,说明达到了平衡,D项正确;
故答案为:AC;
②温度一定时,正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故压强PA
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
起始量(mol):10 20 0
变化量(mol):5 10 5
平衡量(mol):5 10 5
平衡常数K===4,
如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2,在平衡状态B时CO转化率为80%,则转化的CO为10mol×80%=8mol,则:
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
起始量(mol): 10 20 0
变化量(mol): 8 16 8
平衡量(mol): 2 4 8
设体积为V L,则 =4,解得V=4,故答案为:4。
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