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【化学】河北省辛集一中2018-2019学年高一4月月考试卷试卷(解析版)
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河北省辛集一中2018-2019学年高一4月月考试卷试卷
第I卷(选择题)
一、单选题
1.在密闭容器中加入和,一定条件下发生反应:,后测得生成,该时间段内平均反应速率为( )
A..
B..
C..
D..
【答案】A
【详解】根据题知在1L密闭容器中加入1molN2和3molH2,一定条件下发生反应:N2+3H22NH3,1min后测得生成0.06molNH3,v(NH3)==0.06mol/(L·min),速率之比等于化学方程式计量数之比,v(H2)=(NH3)=×0.06mol/(L·min)=0.09.,v(N2)=(NH3)=0.03mol/(L·min),故本题答案选A。
2.把0.6molX气体和0.4molY气体混合于容积为2L的容器中,使其发生如下反应3X(g)+nY(g)Z(g)+2W(g) 5min末生成0.2molW,消耗Y为0.1mol,则n的值( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】D
【详解】5min末生成0.2molW,即W变化了0.2mol,根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,消耗Y的量为0.2mol×n/2=0.1mol,n=1;D正确;
综上所述,本题选D。
3.化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是( )
A.食品、蔬菜贮存在冰箱或冰柜里
B.家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥
C.制造蜂窝煤时加入生石灰
D.把块状煤碾成粉状再燃烧
【答案】C
【详解】A.低温冷藏使食品延缓变质,是降低温度使反应速率减慢,A项排除;B.在潮湿的情况下,铁锅、铁铲易发生电化学腐蚀,腐蚀速率较快,保持其干燥,可以极大减缓其腐蚀速率,B项排除;C.制造蜂窝煤时加入生石灰,是为了减少二氧化硫的排放,发生反应为:2CaO+O2+2SO22CaSO4,与反应速率无关,C项可选;D.把块状煤碾成粉状再燃烧,能够增大反应物之间的接触面积,增大反应速率,D项排除。答案选C项。
4.常温下,分别将4块形状相同、质量均为7g的铁片,同时投入下列四种溶液中,产生H2速率最快的是( )
A.150 mL 0.2 mol/L HCl B.50 mL 0.2 mol/L H2SO4
C.500 mL 0.3 mol/L HCl D.100 mL 18.4 mol/L H2SO4
【答案】B
【详解】A.0.2 mol/L HCl,H+浓度为0.2 mol/L。
B.0.2 mol/L H2SO4,H+浓度为0.4 mol/L。
C.0.3 mol/L HCl, H+浓度为0.3 mol/L。
D.18.4 mol/L H2SO4为浓硫酸,铁遇到浓硫酸发生钝化。综合分析可知B项H+浓度最大,反应最快。本题选B。
5.下列说法不正确的是( )
A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子 B.升高温度增大了活化分子百分数
C.催化剂能够改变化学反应途径 D.增大压强能提高活化分子的浓度
【答案】A
【详解】能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子,故A项错误;升高温度使分子获得更高的能量,活化分子百分数增加,故B项正确;催化剂能够改变化学反应途径,故C项正确;增大压强,一定质量气体的体积就越小,单位体积内气体的分子数越多,即为活化分子浓度增加,故D项正确;答案:A
6.催化剂对化学平衡移动的影响是( )
A.正反应方向移动 B.不移动 C.逆反应方向移动 D.视情况而定
【答案】B
【详解】催化剂能够同等程度改变正逆反应速率,因此催化剂对化学平衡移动无影响;B正确;综上所述,本题选B。
7.压强对化学反应速率的影响针对的是( )的反应
A.一切化学反应 B.有固体参加或有固体生成的反应
C.有气体参加或有气体生成的反应 D.有液体参加或有液体生成的反应
【答案】C
【详解】气态物质受压强的影响比较大,因此压强增大,体积缩小,浓度增大,速率加快;压强减小,体积变大,浓度减小,速率减慢,因此压强对有气体参加或生成的反应有影响;C正确;
综上所述,本题选C。
8.合成氨工业中,下列措施有利于提高平衡转化率的是( )
A.提高反应温度
B.从反应体系中分离出氨
C.使用催化剂
D.充入稀有气体提高压强
【答案】B
【详解】A项、合成氨是放热反应,提高温度平衡逆向移动,平衡转化率降低,A错误;
B项、从反应体系中分离出氨使平衡正向移动,平衡转化率增加,B正确;
C项、使用催化剂只能改变反应速率,不能使平衡移动,故平衡转化率不变,C错误;
D项、体积不变充入稀有气体,平衡不移动,平衡转化率不变,D错误。
故本题答案选B。
9.已知某反应 在密闭容器中进行,在不同温度和及压强 和下,混合气体中的质量分数与反应时间的关系如图所示,下列判断正确的是( )
A.,,,
B.,,,
C.,,,
D.,,,
【答案】B
【详解】根据混合气体中的质量分数与反应时间关系的图知,温度为T1时,依据到达平衡的时间可以知道P2>P1,且压强越大,B的含量高,得出压强增大平衡向逆反应方向移动,因此正反应为气体体积增大的反应,即a+bT2,且温度越高,B的含量低,得出温度升高平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,即Q>0,故本题答案选B。
10.下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数都是一个定值
B.化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D.当改变反应物的浓度时,化学平衡常数一定会发生改变
【答案】B
【详解】A.化学平衡常数只受温度影响,同一反应温度不同,平衡常数不同,故A错误;
B.平衡常数越大,说明可逆反应进行的程度越大,因此可以用化学平衡常数K推断一个可逆反应进行的限度,故B正确;
C.同一反应,化学平衡常数只受温度影响,与反应物浓度、体系的压强无关,故C错误;
D.同一反应,化学平衡常数只受温度影响,与反应物的浓度无关,故D错误,答案选B。
11.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.加入催化剂,有利于氮气和氢气合成氨气
B.高压比常压有利于由SO2和氧气合成SO3的反应
C.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
D.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
【答案】A
【详解】A.催化剂的作用是降低反应所需活化能,同等程度的加快正逆反应速率,对平衡无影响,不能用勒夏特列原理解释,故选A;
B.2SO2+O22SO3正反应为气体体积减小的反应,加压有利于平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,故不选B;
C.2NO2(g)N2O4(g)加压NO2(g)和N2O4(g)的浓度瞬间增大,因此颜色先变深,由于平衡正向移动,所以后变浅,能用勒夏特列原理解释,故不选C;
D.氯水中存在Cl2+H2OHCl+HClO,光照HClO分解,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,故不选D;正确答案:A。
12.将含1 mol NH3的密闭容器a加热,分解为N2和H2并达到平衡,此时。若在该容器中加入2 mol NH3后密封,加热至相同的温度,达到平衡,此时,则x、y的正确关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】若保持容器体积不变,再通入2mol NH3,相等于增大压强平衡向逆反应方向(生成氨的方向)移动,所以第二次NH3的体积分数大于第一次NH3的体积分数,即x<y,故B正确;
综上所述,本题应选B。
13.在体积固定的密闭容器中发生反应:。下列叙述中不能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不变
B.体系的压强不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
【答案】A
【详解】A、该反应在容器体积不变的反应中进行,体积不变,根据质量守恒可知,气体的总质量不变,故混合气体的密度始终不变,不能判断化学反应是否达到平衡状态,正确;B、随着反应的进行,体系压强发生改变,若体系压强发生不改变,则反应达平衡状态,错误;C、因随着反应的进行,气体的物质的量发生改变,而气体总质量不发生改变,当混合气体的平均相对分子质量不变时,则说明反应已达到化学平衡状态,错误;D、当乙醇的浓度不再变化时,能说明反应已达到化学平衡状态,错误。
14.一定温度下,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
【答案】C
【解析】本题采取极限法。若0.2mol/L的Z全部分解,则生成X2、Y2均为0.1mol/L,此时X2、Y2分别为0.2mol/L、0.4mol/L,同理X2与Y2完全反应后,剩余Y2 有0.2mol/L,生成Z为0.2mol/L,此时Z有0.4mol/L;但由于反应是可逆反应,反应不能够进行到底,因此,c(X2)<0.2mol/L ,c(Y2)<0.4 mol/L,A B均错误;根据总量守恒规律: c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.6mol/L,D错误;Z不可能全部分解,Z不可能为0.4mol/L,C正确;正确选项C。
15.下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度表示,生成物浓度用平衡浓度表示
B.可逆反应中,反应物的转化率增大,一定导致化学平衡常数增大
C.可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度
D.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
【答案】C
【详解】A.在平衡常数表达式中,反应物浓度和生成物浓度都应用平衡浓度表示,故A错误;
B.同一反应,平化学衡常数只受温度影响,反应物的转化率增大,平衡常数不一定改变,故B错误;
C.平衡常数越大,说明可逆反应进行的程度越大,故C正确;
D.同一反应,化学平衡常数只受温度影响,与反应物浓度、体系的压强、催化剂等无关,故D错误;
答案选C。
16.下列有关化学反应自发性的说法中正确的是( )
A.放热反应一定是自发进行的反应
B.化学反应的熵变与反应的方向无关
C.反应的自发性要综合考虑焓变和熵变两种因素
D.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
【答案】C
【详解】化学反应的自发性判断依据是吉布斯自由能判据△G=△H-T△S,其中△H表示化学反应的焓变,T表示体系的温度,△S表示化学反应的熵变(对于有气体参与且气态物质的量增大的化学反应,其熵变通常是正值),△S=生成物总熵-反应物总熵。若△G<0,则反应能自发,若△G>0,则反应不能自发,若△G=0,则反应达到平衡状态。
A.放热反应不一定都能自发进行,放热反应的△H<0,若△S>0,该反应在高温条件下不一定能自发进行,故A错误;
B.熵变与化学反应的方向有关,若反应方向相反,则熵变数据不同,故B错误;
C.由上述分析可知,一个反应能否自发进行,需根据熵变和焓变进行综合判断,故C正确;
D.自发过程的含义是:在一定条件下不需要借助外力作用就能自发进行的过程。有时需要提供起始条件,如燃烧反应等,故D错误,答案选C。
17.判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据,则在下列情况下,可以判定反应一定能自发进行的是( )
A.ΔH<0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS>0 C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH>0,ΔS<0
【答案】A
【详解】化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当ΔG=ΔH-TΔS<0 时,反应能自发进行,当ΔH<0,ΔS>0 时, ΔG=ΔH-TΔS<0,一定能自发进行,而ΔH>0,ΔS<0时不能自发进行;ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0 能否自发进行,取决于反应的温度,所以ΔH<0,ΔS>0一定能自发进行;A正确;
综上所述,本题选A。
18.下列说法正确的是( )
A.需要加热的反应一定是吸热反应
B.所有的化学反应都有能量变化
C.所有的放热反应都可以在常温常压下自发进行
D.核能作为一种反应热,是理想的新能源
【答案】B
【解析】试题分析:A.反应是吸热还是放热与反应条件无关,与反应物和生成物总能量的相对大小有关,例如:氢氧化钡和氯化铵是吸热反应,常温下就能反应,碳的燃烧是放热反应,常温下不能反应,A错误、B.所有化学反应都伴随着能量变化,常以热能的形式表现出来,B正确;C.根据A中分析可知C错误;D.反应热是针对化学反应来说的,核反应不属于化学变化,没有反应热,D错误,答案选B。
19.下列物质在水溶液中电离方程式中,书写正确的是( )
A.CH3COOH = H++CH3COO-
B.KHSO4 K++H++SO42-
C.Al(OH)3Al3++3OH-
D.H3PO4 3H++PO43-
【答案】C
【详解】A.CH3COOH为弱电解质,在水溶液中只能部分电离,其电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,A项错误;
B.KHSO4为强电解质,在水溶液中完全电离,其电离方程式为KHSO4=K++H++SO42-,B项错误;
C.Al(OH)3属于弱电解质,在水溶液中部分电离,其电离方程式为Al(OH)3Al3++3OH-,C项正确;
D.H3PO4是多元弱酸,在水溶液中分步电离,H3PO4H2PO4-+H+,H2PO4-HPO42-+H+,HPO42-PO43-+H+,离子方程式的书写一般只写第一步电离,D项错误;答案选C。
20.下列化合物属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.HF C.HClO4 D.Ba(OH)2
【答案】B
【详解】A.CO2属于非电解质,A项错误;
B.氢氟酸(HF)属于电解质,且在水溶液中部分电离HFH++F-,HF属于弱电解质,B项正确;
C.HClO4是已知酸中最强的酸,在水溶液中完全电离HClO4=H++ClO4-,HClO4属于强电解质,C项错误;
D.Ba(OH)2属于强碱,在水溶液中完全电离Ba(OH)2=Ba2++2OH-,Ba(OH)2属于强电解质,D项错误;答案选B。
21.相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )
【答案】C
【解析】试题分析:相同体积,相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②中,中强酸溶液②部分电离。所以中强酸溶液②的n(H+)大于一元强酸溶液①,则中强酸溶液②反应得到氢气比一元强酸溶液①多,随着反应的进行,c(H+)减小,但中强酸溶液②会继续电离,所以反应一段时间后中强酸溶液②的c(H+)会大于一元强酸溶液①的c(H+)。则中强酸溶液②先到达反应终点。故选C。
22.下列有关《化学反应原理》的内容说法不正确的是( )
A.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应的焓变
B.向FeCl3与CuCl2溶液中加入碱式碳酸铜调节pH可以除去溶液中的FeCl3
C.使用催化剂,可以增大活化分子百分数,加快反应速率
D.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可。
【答案】D
【详解】A.有些化学反应的熔变难以通过实验测得,通过盖斯定律可以求得,故不符合题意。
B.向FeCl3与CuCl2溶液中加入碱式碳酸铜调节pH=4可以除去溶液中的FeCl3,发生反应的方程式为:Cu2(OH)2CO3+H+ +Fe3+2Cu2+ +Fe(OH)3↓+CO2↑,故不符合题意。
C.使用催化剂,降低活化能,增大活化分子百分数,加快反应速率,故不符合题意;
D.氯水中的次氯酸能漂白pH试纸,不能用pH试纸测定新制氮水的pH值,故符合题意;
故选D。
23.下列操作可以使水的离子积常数增大的是( )
A.通入少量氨气 B.通入少量氯化氢气体 C.加入少量醋酸钠固体 D.加热
【答案】D
【详解】由水的离子积常数仅受温度影响可知,D项正确,ABC项错误;
答案选D。
24.常温下0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH( )
A.pH<7 B.pH> 7 C.pH=7 D.无法判断
【答案】C
【详解】等体积的0.1mol/L的HCl与0.1mol/L的NaOH溶液中n(HCl)=n(NaOH),根据中和反应方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,HCl与NaOH恰好反应完全,得到NaCl溶液,而NaCl属于强酸强碱盐,溶液显中性,所以混合溶液pH=7,答案选C。
25.把80mL NaOH溶液加入到120mL盐酸中,所得溶液的PH值为2,如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,则它们的浓度是( )
A.0.5mol/L B.0.1mol/L C.0.05mol/L D.1mol/L
【答案】C
【详解】设它们的浓度均为xmol/L,则n(NaOH)=0.08xmol,n(HCl)=0.12xmol,当两溶液混合后,盐酸过量,过量的物质的量为n(HCl)=0.12x-0.08x=0.04xmol;此时溶液中,得,故答案为C。
26.下列实验过程中,溶液的pH增大的是( )
A.向NaOH溶液中加水 B.向NaCl溶液中滴加稀盐酸
C.向NaOH溶液中滴加稀盐酸 D.向稀盐酸中滴加NaOH溶液
【答案】D
【解析】A、向氢氧化钠溶液中加入水时,稀释了氢氧化钠,氢氧根离子浓度减小,溶液的pH减小,故A错误;B.氯化钠溶液为中性,盐酸显酸性,向NaCl溶液中滴加稀盐酸,溶液显酸性,pH减小,故B错误;C.氢氧化钠显碱性,向氢氧化钠溶液中滴加盐酸时,发生酸碱中和反应,氢氧根离子浓度减小,溶液的pH一定减小,故C错误;C、盐酸显酸性,向盐酸中滴加氢氧化钠溶液,发生酸碱中和反应,氢氧根离子浓度增大,溶液的pH一定升高,故D正确.答案选D.
27.用化学用语解释相关现象正确的是( )
A.BaSO4的水溶液导电性极弱:BaSO4Ba2++SO42-
B.常温下,0.1mol/L的HF溶液的pH>1:HF+H2OH3O++F-
C.KHSO4在熔融状态下可导电:KHSO4=K++H++SO42-
D.向KI-淀粉溶液中滴加稀硫酸,溶液变蓝色:4I-+O2+2H2O=2I2+4OH-
【答案】B
【解析】A、BaSO4在溶液中溶解度很小,溶液中带电离子的浓度很小,导电性极弱,但是是强电解质完全电离,不存在电离平衡,故A错误;B、HF是弱电解质,在溶液中部分电离,的HF溶液的氢离子的浓度小于,所以即⇌所以B选项是正确的;C、KHSO4在熔融状态下电离出钾离子和硫酸氢根离子,其电离方程式为:,故C错误;D.向淀粉溶液中滴加稀硫酸,溶液变蓝色:,故D错误.所以B选项是正确的.
28.X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,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Y的转化率最接近于( )
A.33% B.40% C.50% D.65%
【答案】D
【解析】试题分析:假设X和Y物质的量为1mol,达平衡时消耗Y物质的量为nmol,则:
X(g)+2Y(g)2Z(g)
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=,Y的转化率=×100%=67%,答案选D。
29.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是( )
A.化学方程式为:2MN
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率等于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的3倍
【答案】C
【解析】A、N为反应物,M是生成物,反应的化学方程式应为:2NM,A错误;B、t2时M 与N的物质的量相同,反应速率并不相同,v正>v逆,B错误;C、从t3开始反应达到平衡状态,v正= v逆,C正确;D、t1时N有6 mol,M有3 mol,所以浓度c(N)=2c(M),D错误。答案选C。
30.图Ⅰ是NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)反应过程中能量变化的示意图。一定条件下,在固定容积的密闭容器中该反应达到平衡状态。当改变其中一个条件X,Y随X的变化关系曲线如图Ⅱ所示。
下列有关说法正确的是( )
A.一定条件下,向密闭容器中加入1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)反应放出234 kJ热量
B.若X表示CO的起始浓度,则Y表示的可能是NO2的转化率
C.若X表示温度,则Y表示的可能是CO2的物质的量浓度
D.若X表示反应时间,则Y表示的可能是混合气体的密度
【答案】C
【解析】试题分析:A、反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234kJ/mol,又1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)不可能完全反应到底,所以放出小于234 kJ热量,故A错误;B、两种反应物的化学平衡,增加一种物质的量,会提高另一种转化率,故B错误;C、气体形成的平衡体系中气体质量不变,反应前后体积不变,所以密度不变,故C错误;D、该反应是放热反应,升温,化学平衡逆向进行,二氧化碳浓度减小,故D正确;故选D。
第II卷(非选择题)
二、综合题
31.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=______________
(2)该反应为_______反应(选填吸热、放热);
(3)下列能使CO2的转化率增加的是___________________
(a)增大压强 (b)增加CO2的含量
(c)分离出产物H2O (d)升高温度
(4)830K时,若起始时:c(CO2)=2mol/L,c(H2)=3mol/L,平衡时CO2的转化率为60%,氢气的转化率为_________________
(5)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________。
(a)容器中压强不变 (b)混合气体中 c(CO)不变
(c)v正(H2)=v逆(H2O) (d)混合气体的摩尔质量不变
【答案】K=[c(CO).c(H2O)] /[c(CO2).c(H2) ] 吸热 c d 40% b c
【详解】(1)化学平衡常数是可逆化学反应达到平衡状态时,生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值。该反应化学平衡常数表达式是K=[c(CO).c(H2O)] /[c(CO2).c(H2) ];
(2)随温度升高,平衡常数增大,说明平衡正向移动,正反应吸热;
②A.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)反应前后气体系数和不变,缩小容器的容积,平衡不移动, CO2的转化率不变,故不选A;
B.在原容器中再充入1 mol CO2,平衡正向移动,但是平衡移动消耗量远小于加入量,因此CO2的转化率反而降低,故不选B;
C.将水蒸气从体系中分离出,则减小了生成物的浓度,平衡正向移动,因此可以提高CO2的转化率,故选C;
D.升高温度平衡正向移动,CO2的转化率增大,故选D;
(4)根据反应方程式,CO2和H2的变化量比为1:1,CO2的变化量为2mol/L×60%=1.2 mol/L,所以H2的变化量也为2mol/L×60%=1.2mol/L,氢气的转化率为40%;
(5)a.反应前后气体的物质的量不变,温度一定,容器中压强始终不变,故压强不变,不能说明到达平衡状态,故不选a;
b.反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,混合气体中c(CO)不变说明到达平衡状态,故选b;
c.v (H2)正=v (H2O)逆不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,说明到达平衡状态,故选c;
d. ,气体总质量、总物质的量都不变,所以混合气体的摩尔质量始终不变,摩尔质量不变不能说明到达平衡,故不选d;
32.已知2A(g)+B(g) 2C(g),△H=- a kJ/mol( a >0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA和1molB,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为 ω mol/L,放出热量为 b kJ。
(1)比较a__b(填“>”“=”或“<”)。
(2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是__________。
a. v(C)=2 v(B) b. 容器内气体压强保持不变
c. v逆(A)=2v正(B) d.容器内气体密度保持不变
e.容器内气体的平均相对分子质量保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的操作是______________。
a. 及时分离出C气体 b. 适当升高温度
c. 增大B的浓度 d. 选择高效催化剂
(5) 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2molA和1molB,500℃时充分反应达平衡后,放出热量为dkJ,则 d___b (填“>”“=”或“<”),理由是______________________________。
【答案】> 减小 bce c > 恒压条件下,相当于给原平衡加压,平衡正向移动
【详解】(1)在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A和1mol B,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ωmol/L,放出热量为bkJ,反应是可逆反应,不能进行彻底,反应放出的热量小于焓变数值,a>b;
答案:>
(2)若将反应温度升高到700℃,由于该反应正反应放热,所以平衡逆向移动,该反应的平衡常数将减小;
答案:减小
(3)a.没有说正逆速率,无法确定,故a错误;
b.反应过程中,容器内气体压强一直在减小,当压强不变时,说明达到了平衡,故b正确;
c.给出了正逆速率比等于化学计量数之比,说明达到了平衡,故c正确;
d.容器内气体密度始终是定值,无法证明达到了平衡,故d错误;
e.容器内气体的平均相对分子质量一直在增大,当保持不变时,就达到了平衡,故e正确;
答案:bce
(4)已知2A(g)+B(g)⇌2 C(g),△H=-akJ/mol(a>0),反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析,反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动;
A.及时分离出C气体,反应正向进行,但反应速率减小,故A不符合;
B.适当升高温度,加快反应速率,但平衡逆向进行,故B不符合;
C.增大B的浓度,平衡正向进行,反应速率增大,故C符合;
D.选择高效催化剂,增大反应速率,但不改变平衡,故D不符合;
答案:C;
(5)原平衡随反应进行,压强降低。恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2molA和1molB,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应移动,B的转化率变大,反应放出的热量增大,大于恒容容器中达到平衡状态放出的热量,d>b;
答案:>;恒压条件下,相当于给原平衡加压,平衡正向移动;
第I卷(选择题)
一、单选题
1.在密闭容器中加入和,一定条件下发生反应:,后测得生成,该时间段内平均反应速率为( )
A..
B..
C..
D..
【答案】A
【详解】根据题知在1L密闭容器中加入1molN2和3molH2,一定条件下发生反应:N2+3H22NH3,1min后测得生成0.06molNH3,v(NH3)==0.06mol/(L·min),速率之比等于化学方程式计量数之比,v(H2)=(NH3)=×0.06mol/(L·min)=0.09.,v(N2)=(NH3)=0.03mol/(L·min),故本题答案选A。
2.把0.6molX气体和0.4molY气体混合于容积为2L的容器中,使其发生如下反应3X(g)+nY(g)Z(g)+2W(g) 5min末生成0.2molW,消耗Y为0.1mol,则n的值( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】D
【详解】5min末生成0.2molW,即W变化了0.2mol,根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,消耗Y的量为0.2mol×n/2=0.1mol,n=1;D正确;
综上所述,本题选D。
3.化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是( )
A.食品、蔬菜贮存在冰箱或冰柜里
B.家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥
C.制造蜂窝煤时加入生石灰
D.把块状煤碾成粉状再燃烧
【答案】C
【详解】A.低温冷藏使食品延缓变质,是降低温度使反应速率减慢,A项排除;B.在潮湿的情况下,铁锅、铁铲易发生电化学腐蚀,腐蚀速率较快,保持其干燥,可以极大减缓其腐蚀速率,B项排除;C.制造蜂窝煤时加入生石灰,是为了减少二氧化硫的排放,发生反应为:2CaO+O2+2SO22CaSO4,与反应速率无关,C项可选;D.把块状煤碾成粉状再燃烧,能够增大反应物之间的接触面积,增大反应速率,D项排除。答案选C项。
4.常温下,分别将4块形状相同、质量均为7g的铁片,同时投入下列四种溶液中,产生H2速率最快的是( )
A.150 mL 0.2 mol/L HCl B.50 mL 0.2 mol/L H2SO4
C.500 mL 0.3 mol/L HCl D.100 mL 18.4 mol/L H2SO4
【答案】B
【详解】A.0.2 mol/L HCl,H+浓度为0.2 mol/L。
B.0.2 mol/L H2SO4,H+浓度为0.4 mol/L。
C.0.3 mol/L HCl, H+浓度为0.3 mol/L。
D.18.4 mol/L H2SO4为浓硫酸,铁遇到浓硫酸发生钝化。综合分析可知B项H+浓度最大,反应最快。本题选B。
5.下列说法不正确的是( )
A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子 B.升高温度增大了活化分子百分数
C.催化剂能够改变化学反应途径 D.增大压强能提高活化分子的浓度
【答案】A
【详解】能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子,故A项错误;升高温度使分子获得更高的能量,活化分子百分数增加,故B项正确;催化剂能够改变化学反应途径,故C项正确;增大压强,一定质量气体的体积就越小,单位体积内气体的分子数越多,即为活化分子浓度增加,故D项正确;答案:A
6.催化剂对化学平衡移动的影响是( )
A.正反应方向移动 B.不移动 C.逆反应方向移动 D.视情况而定
【答案】B
【详解】催化剂能够同等程度改变正逆反应速率,因此催化剂对化学平衡移动无影响;B正确;综上所述,本题选B。
7.压强对化学反应速率的影响针对的是( )的反应
A.一切化学反应 B.有固体参加或有固体生成的反应
C.有气体参加或有气体生成的反应 D.有液体参加或有液体生成的反应
【答案】C
【详解】气态物质受压强的影响比较大,因此压强增大,体积缩小,浓度增大,速率加快;压强减小,体积变大,浓度减小,速率减慢,因此压强对有气体参加或生成的反应有影响;C正确;
综上所述,本题选C。
8.合成氨工业中,下列措施有利于提高平衡转化率的是( )
A.提高反应温度
B.从反应体系中分离出氨
C.使用催化剂
D.充入稀有气体提高压强
【答案】B
【详解】A项、合成氨是放热反应,提高温度平衡逆向移动,平衡转化率降低,A错误;
B项、从反应体系中分离出氨使平衡正向移动,平衡转化率增加,B正确;
C项、使用催化剂只能改变反应速率,不能使平衡移动,故平衡转化率不变,C错误;
D项、体积不变充入稀有气体,平衡不移动,平衡转化率不变,D错误。
故本题答案选B。
9.已知某反应 在密闭容器中进行,在不同温度和及压强 和下,混合气体中的质量分数与反应时间的关系如图所示,下列判断正确的是( )
A.,,,
B.,,,
C.,,,
D.,,,
【答案】B
【详解】根据混合气体中的质量分数与反应时间关系的图知,温度为T1时,依据到达平衡的时间可以知道P2>P1,且压强越大,B的含量高,得出压强增大平衡向逆反应方向移动,因此正反应为气体体积增大的反应,即a+b
10.下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数都是一个定值
B.化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度
C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D.当改变反应物的浓度时,化学平衡常数一定会发生改变
【答案】B
【详解】A.化学平衡常数只受温度影响,同一反应温度不同,平衡常数不同,故A错误;
B.平衡常数越大,说明可逆反应进行的程度越大,因此可以用化学平衡常数K推断一个可逆反应进行的限度,故B正确;
C.同一反应,化学平衡常数只受温度影响,与反应物浓度、体系的压强无关,故C错误;
D.同一反应,化学平衡常数只受温度影响,与反应物的浓度无关,故D错误,答案选B。
11.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.加入催化剂,有利于氮气和氢气合成氨气
B.高压比常压有利于由SO2和氧气合成SO3的反应
C.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
D.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
【答案】A
【详解】A.催化剂的作用是降低反应所需活化能,同等程度的加快正逆反应速率,对平衡无影响,不能用勒夏特列原理解释,故选A;
B.2SO2+O22SO3正反应为气体体积减小的反应,加压有利于平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,故不选B;
C.2NO2(g)N2O4(g)加压NO2(g)和N2O4(g)的浓度瞬间增大,因此颜色先变深,由于平衡正向移动,所以后变浅,能用勒夏特列原理解释,故不选C;
D.氯水中存在Cl2+H2OHCl+HClO,光照HClO分解,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,故不选D;正确答案:A。
12.将含1 mol NH3的密闭容器a加热,分解为N2和H2并达到平衡,此时。若在该容器中加入2 mol NH3后密封,加热至相同的温度,达到平衡,此时,则x、y的正确关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】若保持容器体积不变,再通入2mol NH3,相等于增大压强平衡向逆反应方向(生成氨的方向)移动,所以第二次NH3的体积分数大于第一次NH3的体积分数,即x<y,故B正确;
综上所述,本题应选B。
13.在体积固定的密闭容器中发生反应:。下列叙述中不能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不变
B.体系的压强不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
【答案】A
【详解】A、该反应在容器体积不变的反应中进行,体积不变,根据质量守恒可知,气体的总质量不变,故混合气体的密度始终不变,不能判断化学反应是否达到平衡状态,正确;B、随着反应的进行,体系压强发生改变,若体系压强发生不改变,则反应达平衡状态,错误;C、因随着反应的进行,气体的物质的量发生改变,而气体总质量不发生改变,当混合气体的平均相对分子质量不变时,则说明反应已达到化学平衡状态,错误;D、当乙醇的浓度不再变化时,能说明反应已达到化学平衡状态,错误。
14.一定温度下,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
【答案】C
【解析】本题采取极限法。若0.2mol/L的Z全部分解,则生成X2、Y2均为0.1mol/L,此时X2、Y2分别为0.2mol/L、0.4mol/L,同理X2与Y2完全反应后,剩余Y2 有0.2mol/L,生成Z为0.2mol/L,此时Z有0.4mol/L;但由于反应是可逆反应,反应不能够进行到底,因此,c(X2)<0.2mol/L ,c(Y2)<0.4 mol/L,A B均错误;根据总量守恒规律: c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.6mol/L,D错误;Z不可能全部分解,Z不可能为0.4mol/L,C正确;正确选项C。
15.下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度表示,生成物浓度用平衡浓度表示
B.可逆反应中,反应物的转化率增大,一定导致化学平衡常数增大
C.可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度
D.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
【答案】C
【详解】A.在平衡常数表达式中,反应物浓度和生成物浓度都应用平衡浓度表示,故A错误;
B.同一反应,平化学衡常数只受温度影响,反应物的转化率增大,平衡常数不一定改变,故B错误;
C.平衡常数越大,说明可逆反应进行的程度越大,故C正确;
D.同一反应,化学平衡常数只受温度影响,与反应物浓度、体系的压强、催化剂等无关,故D错误;
答案选C。
16.下列有关化学反应自发性的说法中正确的是( )
A.放热反应一定是自发进行的反应
B.化学反应的熵变与反应的方向无关
C.反应的自发性要综合考虑焓变和熵变两种因素
D.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
【答案】C
【详解】化学反应的自发性判断依据是吉布斯自由能判据△G=△H-T△S,其中△H表示化学反应的焓变,T表示体系的温度,△S表示化学反应的熵变(对于有气体参与且气态物质的量增大的化学反应,其熵变通常是正值),△S=生成物总熵-反应物总熵。若△G<0,则反应能自发,若△G>0,则反应不能自发,若△G=0,则反应达到平衡状态。
A.放热反应不一定都能自发进行,放热反应的△H<0,若△S>0,该反应在高温条件下不一定能自发进行,故A错误;
B.熵变与化学反应的方向有关,若反应方向相反,则熵变数据不同,故B错误;
C.由上述分析可知,一个反应能否自发进行,需根据熵变和焓变进行综合判断,故C正确;
D.自发过程的含义是:在一定条件下不需要借助外力作用就能自发进行的过程。有时需要提供起始条件,如燃烧反应等,故D错误,答案选C。
17.判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据,则在下列情况下,可以判定反应一定能自发进行的是( )
A.ΔH<0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS>0 C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH>0,ΔS<0
【答案】A
【详解】化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当ΔG=ΔH-TΔS<0 时,反应能自发进行,当ΔH<0,ΔS>0 时, ΔG=ΔH-TΔS<0,一定能自发进行,而ΔH>0,ΔS<0时不能自发进行;ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0 能否自发进行,取决于反应的温度,所以ΔH<0,ΔS>0一定能自发进行;A正确;
综上所述,本题选A。
18.下列说法正确的是( )
A.需要加热的反应一定是吸热反应
B.所有的化学反应都有能量变化
C.所有的放热反应都可以在常温常压下自发进行
D.核能作为一种反应热,是理想的新能源
【答案】B
【解析】试题分析:A.反应是吸热还是放热与反应条件无关,与反应物和生成物总能量的相对大小有关,例如:氢氧化钡和氯化铵是吸热反应,常温下就能反应,碳的燃烧是放热反应,常温下不能反应,A错误、B.所有化学反应都伴随着能量变化,常以热能的形式表现出来,B正确;C.根据A中分析可知C错误;D.反应热是针对化学反应来说的,核反应不属于化学变化,没有反应热,D错误,答案选B。
19.下列物质在水溶液中电离方程式中,书写正确的是( )
A.CH3COOH = H++CH3COO-
B.KHSO4 K++H++SO42-
C.Al(OH)3Al3++3OH-
D.H3PO4 3H++PO43-
【答案】C
【详解】A.CH3COOH为弱电解质,在水溶液中只能部分电离,其电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,A项错误;
B.KHSO4为强电解质,在水溶液中完全电离,其电离方程式为KHSO4=K++H++SO42-,B项错误;
C.Al(OH)3属于弱电解质,在水溶液中部分电离,其电离方程式为Al(OH)3Al3++3OH-,C项正确;
D.H3PO4是多元弱酸,在水溶液中分步电离,H3PO4H2PO4-+H+,H2PO4-HPO42-+H+,HPO42-PO43-+H+,离子方程式的书写一般只写第一步电离,D项错误;答案选C。
20.下列化合物属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.HF C.HClO4 D.Ba(OH)2
【答案】B
【详解】A.CO2属于非电解质,A项错误;
B.氢氟酸(HF)属于电解质,且在水溶液中部分电离HFH++F-,HF属于弱电解质,B项正确;
C.HClO4是已知酸中最强的酸,在水溶液中完全电离HClO4=H++ClO4-,HClO4属于强电解质,C项错误;
D.Ba(OH)2属于强碱,在水溶液中完全电离Ba(OH)2=Ba2++2OH-,Ba(OH)2属于强电解质,D项错误;答案选B。
21.相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )
【答案】C
【解析】试题分析:相同体积,相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②中,中强酸溶液②部分电离。所以中强酸溶液②的n(H+)大于一元强酸溶液①,则中强酸溶液②反应得到氢气比一元强酸溶液①多,随着反应的进行,c(H+)减小,但中强酸溶液②会继续电离,所以反应一段时间后中强酸溶液②的c(H+)会大于一元强酸溶液①的c(H+)。则中强酸溶液②先到达反应终点。故选C。
22.下列有关《化学反应原理》的内容说法不正确的是( )
A.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应的焓变
B.向FeCl3与CuCl2溶液中加入碱式碳酸铜调节pH可以除去溶液中的FeCl3
C.使用催化剂,可以增大活化分子百分数,加快反应速率
D.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可。
【答案】D
【详解】A.有些化学反应的熔变难以通过实验测得,通过盖斯定律可以求得,故不符合题意。
B.向FeCl3与CuCl2溶液中加入碱式碳酸铜调节pH=4可以除去溶液中的FeCl3,发生反应的方程式为:Cu2(OH)2CO3+H+ +Fe3+2Cu2+ +Fe(OH)3↓+CO2↑,故不符合题意。
C.使用催化剂,降低活化能,增大活化分子百分数,加快反应速率,故不符合题意;
D.氯水中的次氯酸能漂白pH试纸,不能用pH试纸测定新制氮水的pH值,故符合题意;
故选D。
23.下列操作可以使水的离子积常数增大的是( )
A.通入少量氨气 B.通入少量氯化氢气体 C.加入少量醋酸钠固体 D.加热
【答案】D
【详解】由水的离子积常数仅受温度影响可知,D项正确,ABC项错误;
答案选D。
24.常温下0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH( )
A.pH<7 B.pH> 7 C.pH=7 D.无法判断
【答案】C
【详解】等体积的0.1mol/L的HCl与0.1mol/L的NaOH溶液中n(HCl)=n(NaOH),根据中和反应方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,HCl与NaOH恰好反应完全,得到NaCl溶液,而NaCl属于强酸强碱盐,溶液显中性,所以混合溶液pH=7,答案选C。
25.把80mL NaOH溶液加入到120mL盐酸中,所得溶液的PH值为2,如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,则它们的浓度是( )
A.0.5mol/L B.0.1mol/L C.0.05mol/L D.1mol/L
【答案】C
【详解】设它们的浓度均为xmol/L,则n(NaOH)=0.08xmol,n(HCl)=0.12xmol,当两溶液混合后,盐酸过量,过量的物质的量为n(HCl)=0.12x-0.08x=0.04xmol;此时溶液中,得,故答案为C。
26.下列实验过程中,溶液的pH增大的是( )
A.向NaOH溶液中加水 B.向NaCl溶液中滴加稀盐酸
C.向NaOH溶液中滴加稀盐酸 D.向稀盐酸中滴加NaOH溶液
【答案】D
【解析】A、向氢氧化钠溶液中加入水时,稀释了氢氧化钠,氢氧根离子浓度减小,溶液的pH减小,故A错误;B.氯化钠溶液为中性,盐酸显酸性,向NaCl溶液中滴加稀盐酸,溶液显酸性,pH减小,故B错误;C.氢氧化钠显碱性,向氢氧化钠溶液中滴加盐酸时,发生酸碱中和反应,氢氧根离子浓度减小,溶液的pH一定减小,故C错误;C、盐酸显酸性,向盐酸中滴加氢氧化钠溶液,发生酸碱中和反应,氢氧根离子浓度增大,溶液的pH一定升高,故D正确.答案选D.
27.用化学用语解释相关现象正确的是( )
A.BaSO4的水溶液导电性极弱:BaSO4Ba2++SO42-
B.常温下,0.1mol/L的HF溶液的pH>1:HF+H2OH3O++F-
C.KHSO4在熔融状态下可导电:KHSO4=K++H++SO42-
D.向KI-淀粉溶液中滴加稀硫酸,溶液变蓝色:4I-+O2+2H2O=2I2+4OH-
【答案】B
【解析】A、BaSO4在溶液中溶解度很小,溶液中带电离子的浓度很小,导电性极弱,但是是强电解质完全电离,不存在电离平衡,故A错误;B、HF是弱电解质,在溶液中部分电离,的HF溶液的氢离子的浓度小于,所以即⇌所以B选项是正确的;C、KHSO4在熔融状态下电离出钾离子和硫酸氢根离子,其电离方程式为:,故C错误;D.向淀粉溶液中滴加稀硫酸,溶液变蓝色:,故D错误.所以B选项是正确的.
28.X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,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Y的转化率最接近于( )
A.33% B.40% C.50% D.65%
【答案】D
【解析】试题分析:假设X和Y物质的量为1mol,达平衡时消耗Y物质的量为nmol,则:
X(g)+2Y(g)2Z(g)
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=,Y的转化率=×100%=67%,答案选D。
29.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是( )
A.化学方程式为:2MN
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率等于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的3倍
【答案】C
【解析】A、N为反应物,M是生成物,反应的化学方程式应为:2NM,A错误;B、t2时M 与N的物质的量相同,反应速率并不相同,v正>v逆,B错误;C、从t3开始反应达到平衡状态,v正= v逆,C正确;D、t1时N有6 mol,M有3 mol,所以浓度c(N)=2c(M),D错误。答案选C。
30.图Ⅰ是NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)反应过程中能量变化的示意图。一定条件下,在固定容积的密闭容器中该反应达到平衡状态。当改变其中一个条件X,Y随X的变化关系曲线如图Ⅱ所示。
下列有关说法正确的是( )
A.一定条件下,向密闭容器中加入1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)反应放出234 kJ热量
B.若X表示CO的起始浓度,则Y表示的可能是NO2的转化率
C.若X表示温度,则Y表示的可能是CO2的物质的量浓度
D.若X表示反应时间,则Y表示的可能是混合气体的密度
【答案】C
【解析】试题分析:A、反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234kJ/mol,又1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)不可能完全反应到底,所以放出小于234 kJ热量,故A错误;B、两种反应物的化学平衡,增加一种物质的量,会提高另一种转化率,故B错误;C、气体形成的平衡体系中气体质量不变,反应前后体积不变,所以密度不变,故C错误;D、该反应是放热反应,升温,化学平衡逆向进行,二氧化碳浓度减小,故D正确;故选D。
第II卷(非选择题)
二、综合题
31.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=______________
(2)该反应为_______反应(选填吸热、放热);
(3)下列能使CO2的转化率增加的是___________________
(a)增大压强 (b)增加CO2的含量
(c)分离出产物H2O (d)升高温度
(4)830K时,若起始时:c(CO2)=2mol/L,c(H2)=3mol/L,平衡时CO2的转化率为60%,氢气的转化率为_________________
(5)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________。
(a)容器中压强不变 (b)混合气体中 c(CO)不变
(c)v正(H2)=v逆(H2O) (d)混合气体的摩尔质量不变
【答案】K=[c(CO).c(H2O)] /[c(CO2).c(H2) ] 吸热 c d 40% b c
【详解】(1)化学平衡常数是可逆化学反应达到平衡状态时,生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值。该反应化学平衡常数表达式是K=[c(CO).c(H2O)] /[c(CO2).c(H2) ];
(2)随温度升高,平衡常数增大,说明平衡正向移动,正反应吸热;
②A.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)反应前后气体系数和不变,缩小容器的容积,平衡不移动, CO2的转化率不变,故不选A;
B.在原容器中再充入1 mol CO2,平衡正向移动,但是平衡移动消耗量远小于加入量,因此CO2的转化率反而降低,故不选B;
C.将水蒸气从体系中分离出,则减小了生成物的浓度,平衡正向移动,因此可以提高CO2的转化率,故选C;
D.升高温度平衡正向移动,CO2的转化率增大,故选D;
(4)根据反应方程式,CO2和H2的变化量比为1:1,CO2的变化量为2mol/L×60%=1.2 mol/L,所以H2的变化量也为2mol/L×60%=1.2mol/L,氢气的转化率为40%;
(5)a.反应前后气体的物质的量不变,温度一定,容器中压强始终不变,故压强不变,不能说明到达平衡状态,故不选a;
b.反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,混合气体中c(CO)不变说明到达平衡状态,故选b;
c.v (H2)正=v (H2O)逆不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,说明到达平衡状态,故选c;
d. ,气体总质量、总物质的量都不变,所以混合气体的摩尔质量始终不变,摩尔质量不变不能说明到达平衡,故不选d;
32.已知2A(g)+B(g) 2C(g),△H=- a kJ/mol( a >0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA和1molB,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为 ω mol/L,放出热量为 b kJ。
(1)比较a__b(填“>”“=”或“<”)。
(2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是__________。
a. v(C)=2 v(B) b. 容器内气体压强保持不变
c. v逆(A)=2v正(B) d.容器内气体密度保持不变
e.容器内气体的平均相对分子质量保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的操作是______________。
a. 及时分离出C气体 b. 适当升高温度
c. 增大B的浓度 d. 选择高效催化剂
(5) 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2molA和1molB,500℃时充分反应达平衡后,放出热量为dkJ,则 d___b (填“>”“=”或“<”),理由是______________________________。
【答案】> 减小 bce c > 恒压条件下,相当于给原平衡加压,平衡正向移动
【详解】(1)在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A和1mol B,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ωmol/L,放出热量为bkJ,反应是可逆反应,不能进行彻底,反应放出的热量小于焓变数值,a>b;
答案:>
(2)若将反应温度升高到700℃,由于该反应正反应放热,所以平衡逆向移动,该反应的平衡常数将减小;
答案:减小
(3)a.没有说正逆速率,无法确定,故a错误;
b.反应过程中,容器内气体压强一直在减小,当压强不变时,说明达到了平衡,故b正确;
c.给出了正逆速率比等于化学计量数之比,说明达到了平衡,故c正确;
d.容器内气体密度始终是定值,无法证明达到了平衡,故d错误;
e.容器内气体的平均相对分子质量一直在增大,当保持不变时,就达到了平衡,故e正确;
答案:bce
(4)已知2A(g)+B(g)⇌2 C(g),△H=-akJ/mol(a>0),反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析,反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动;
A.及时分离出C气体,反应正向进行,但反应速率减小,故A不符合;
B.适当升高温度,加快反应速率,但平衡逆向进行,故B不符合;
C.增大B的浓度,平衡正向进行,反应速率增大,故C符合;
D.选择高效催化剂,增大反应速率,但不改变平衡,故D不符合;
答案:C;
(5)原平衡随反应进行,压强降低。恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2molA和1molB,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应移动,B的转化率变大,反应放出的热量增大,大于恒容容器中达到平衡状态放出的热量,d>b;
答案:>;恒压条件下,相当于给原平衡加压,平衡正向移动;
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