![【化学】福建省师范大学附属中学2018-2019学年高二上学期期中考试(实验班)试题(解析版)第1页](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/5768437/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![【化学】福建省师范大学附属中学2018-2019学年高二上学期期中考试(实验班)试题(解析版)第2页](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/5768437/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![【化学】福建省师范大学附属中学2018-2019学年高二上学期期中考试(实验班)试题(解析版)第3页](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/5768437/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
【化学】福建省师范大学附属中学2018-2019学年高二上学期期中考试(实验班)试题(解析版)
展开
福建省师范大学附属中学2018-2019学年高二上学期期中考试(实验班)试题
时间:90分钟 满分:100分
试卷说明:
本卷两大部分,共23题,解答写在答卷的指定位置上,考试结束后,只交答卷。
考试过程中不得使用计算器或具有计算功能的电子设备。
可能用到的相对原子质量:Li-7 H-1 O-16 Cu-64 C-12 N-14
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、单项选择题(只有一个正确选项,1-9每小题2分,10-18每小题3分,共45分)
1.已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应中,在任何温度下都不自发进行的是
A. 2O3(g)=3O2(g) △H<0 B. 2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H>0
C. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g ) △H<0 D. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H>0
【答案】B
【解析】
A.△H<0,△S>0,根据△G=△H-T△S可知,一般温度下都能满足△H-T?△S<0,反应可自发进行,选项A不选;B.△H>0,△S<0,一般情况下都满足△G=△H-T△S>0,反应不能自发进行,选项B选;C.△H<0,△S<0,在较高温度下,可满足△H-T△S<0,反应可自发进行,选项C不选;D.△H>0,△S>0,在较高温度下,可满足△H-T△S<0,反应可自发进行,选项D不选。答案选B。
点睛:本题考查反应热与焓变,题目难度不大,注意反应能否自发进行,反应能否自发进行取决于△G=△H-T△S,当△G=△H-T△S<0时,反应可自发进行,否则不能。
2.对于平衡CO2(g) CO2(aq) △H= -19.75 kJ • mol-1,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应采用的方法是
A. 升温增压 B. 降温减压 C. 升温减压 D. 降温增压
【答案】D
【解析】
试题分析:增大二氧化碳气体在水中的溶解度,即使平衡向正向移动,而正向气体体积减小同时放热,因此可以降低温度,同时还可增大压强,选D。
考点:考查外界条件对平衡状态的影响。
3.下列对钢铁制品采取的措施不能防止钢铁腐蚀的是
A. 保持表面干燥 B. 表面镀锌 C. 表面形成烤蓝 D. 表面镶嵌铜块
【答案】D
【解析】
【详解】A.将钢铁制品放置在干燥处,使金属不具备生锈的条件:和水接触,所以能防止或减缓钢铁腐蚀,故A不选;B.在钢铁制品表面镀一层金属锌,采用的是牺牲阳极的阴极保护法,所以能防止或减缓钢铁腐蚀,故B不选;C.烤蓝能使铁制品与氧气和水隔绝,可以防止钢铁制品生锈,故C不选;D.在表面镶嵌铜块,形成的原电池中,金属铁做负极,可以加快腐蚀速率,此法不能防止或减缓钢铁腐蚀,故D选;故选D。
【点睛】本题考查金属的腐蚀与防护,明确金属被腐蚀的原因是解本题关键。解答本题需要知道常见的防止金属腐蚀的方法。本题的易错点为C,要注意烤蓝主要指利用化学反应使铁器表面生成四氧化三铁。
4.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施几乎不影响氢气产生速率的是
A. 加少量醋酸钠固体 B. 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C. 滴加少量CuSO4溶液 D. 加少量硫酸钠固体
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入少量CH3COONa固体,稀硫酸和CH3COONa反应生成弱酸CH3COOH,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故A不选;B.浓硫酸和Fe发生钝化,且浓硫酸和Fe反应生成二氧化硫而不是氢气,故B不选;C.滴加少量CuSO4溶液,置换出铜,形成原电池反应,反应速率增大,故C不选;D.加入少量的硫酸钠,氢离子浓度不变,反应速率不变,故D选;故选D。
【点睛】本题考查影响化学反应速率因素,明确温度、压强、浓度、催化剂等因素对化学反应速率影响原理是解本题关键。本题的易错点为BC,B中要注意浓硫酸的特殊性,C中要注意能够形成锌铜原电池。
5.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再变化 B. 反应容器中Y的质量分数不变
C. 体系压强不再变化 D. 2v逆(X)=v正(Y)
【答案】D
【解析】
分析:A.该反应为气体的质量减小的反应,恒容条件下当混合气体的密度不再变化,说明气体的质量不变;B. 反应容器中Y的质量分数不变,说明各物质的质量不变;C.该反应为气体总量减小的反应,体系压强不再变化,说明气体的物质的量不变;D.达到平衡状态,满足v逆(X)=2v正(Y)。
详解:恒容容器中,混合气体的密度不再变化,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,A错误;反应容器中Y的质量分数不变,说明各物质的质量不变,则反应达平衡状态,B错误;体系压强不再变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,C错误;不满足速率之比和系数成正比关系,D正确;正确答案:D。
6.下列装置或操作能达到目的是
A. 装置①探究H2SO4浓度对反应速率的影响 B. 装置②可用于测定中和热
C. 装置③测定O2的生成速率 D. 装置④保护铁闸门不被腐蚀
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液总体积不同,硫酸浓度和硫代硫酸钠的浓度都不同,则装置①不能探究H2SO4浓度对反应速率的影响,故A错误;B.泡沫隔热,温度计测定反应温度,但缺少环形玻璃搅拌棒,装置②不能用于测定中和热,故B错误;C.可由刻度读出生成的气体的体积,但缺少秒表,无法记录需要的时间,不能测定O2的反应速率,故C错误;D.铁闸门与电源负极相连,为阴极,则能保护铁闸门不被腐蚀,故D正确;故选D。
7.关于下列电化学装置说法正确的是
A. 装置①中,构成电解池时Fe极质量既可增也可减
B. 装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH减小
C. 用装置③精炼铜时,d极为精铜
D. 装置④中电子由Fe经导线流向Zn
【答案】A
【解析】
分析:A.铁做阳极时,质量减轻,铁做阴极时,铜离子在此极析出,质量增加;B.氢离子在阴极得电子,生成氢气,氢离子浓度减小,pH增大;C. 精炼铜时,粗铜做阳极;D.电子由负极经过导线流向正极。
详解:如果铁连在电源的正极,做电解池阳极时,失电子,不断溶解,铁极质量减轻,如果铁连在电源的负极,做电解池阴极时,不发生反应,溶液中的铜离子在此极析出,Fe极质量增加,A正确;a极与电源负极相连,作阴极,氢离子在阴极得电子,发生还原反应2H++2e-=H2↑,则a极附近溶液的pH增大,B错误;精炼铜时,粗铜作阳极,与电源正极相连,则d极为粗铜,C错误;装置④为原电池,活泼性:Zn>Fe,则Zn 失电子作负极,电子由Zn流向Fe ,D错误;正确选项A。
8.298K、1.01×105Pa,O2、S、Se、Te分别与H2化合的反应热数据如图所示。写出Se与H2化合的热化学反应方程式正确的是
A. Se(s)+H2(g)=H2Se(g) ΔH=-242kJ·mol-1 B. Se(s)+H2(g)=H2Se(g)ΔH=-20kJ·mol-1
C. Se(g)+H2(g)=H2Se(g) ΔH=+81kJ·mol-1 D. Se(s)+H2(g)=H2Se(g) ΔH=+81kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
能量越低越稳定,H2O、H2S、H2Se、H2Te稳定性减弱,所以b表示Te与H2化合的反应热数据,故AB错误;Se是固体,所以Se与H2化合的热化学反应方程式是Se(s)+ H2(g) = H2Se(g) ΔH=+81kJ·mol-1,故C错误、D正确;
9.根据图,下列判断中正确的是
A. 电路中电子的流动方向:a−d−CuSO4(aq) −c−b
B. 该原电池原理:Zn+CuSO4 ═ ZnSO4+Cu
C. c电极质量减少量等于d电极质量增加量
D. d电极反应:Cu2++2e− = Cu,反应后CuSO4溶液浓度下降
【答案】C
【解析】
【分析】
根据图示,左边为锌-铜-硫酸锌原电池,锌做负极,铜做正极,锌发生吸氧腐蚀;右边为电解池,电极都是铜,电解质为硫酸铜溶液,是电镀池,据此分析解答。
【详解】A.电路中电子只能通过外电路,不能通过电解质溶液,溶液是通过自由移动的离子导电的,故A错误;B.装置中左边为原电池,锌做负极,铜做正极,右边为电解池,原电池反应是吸氧腐蚀,故B错误;C.右边为电解池,是电镀装置,c电极为阳极,铜逐渐溶解,d电极为阴极,析出铜,c电极质量减少量等于d电极质量增加量,故C正确;D.右边为电解池,是电镀装置,d电极反应:Cu2++2e-=Cu,反应后CuSO4溶液浓度基本不变,故D错误;故选C。
10.硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如右,该电池工作时反应为:4VB2+11O2=4B2O3 +2V2O5。下列说法不正确的是
A. 电极a 为电池正极
B. 图中选择性透过膜为阴离子透过性膜
C. 电池工作过程中,电极a附近区域pH减小
D. VB2极发生的电极反应为:2VB2 +22OH——22e- = V2O5 + 2B2O3 + 11H2O
【答案】C
【解析】
A、电极a通入空气,则电极a为正极,故A说法正确;B、电极a的反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,负极反应式为:2VB2 +22OH--22e- = V2O5+2B2O3 + 11H2O,OH-需要向负极移动,因此选择性透过膜为阴离子透过性膜,故B说法正确;C、根据B选项分析,电极a产生OH-,pH增大,故C说法错误;D、根据电池总反应,负极反应式为2VB2 +22OH--22e- = V2O5+2B2O3 + 11H2O,故D说法正确。
点睛:本题的难点是负极反应式的书写,一般写出还原剂和氧化产物,VB2→V2O5+2B2O3,根据化合价的变化写出失去电子物质的量,即2VB2-22e-→V2O5+2B2O3,因为环境是碱性,因此OH-在负极上参与反应,生成H2O,根据电荷守恒,原子守恒,配平其他,即负极反应式为2VB2 +22OH--22e- = V2O5+2B2O3 + 11H2O。
11.一定条件下对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol ·L-1,则下列判断正确的是
A. c1∶c2=1∶3
B. 平衡时Y和Z的生成速率之比为2∶3
C. X、Y的转化率之比为1:3
D. c1的取值范围为0.04 mol·L-1<c1<0.14 mol·L-1
【答案】A
【解析】
A.设X转化的浓度为x,
X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)
初始:c1 c2 c3
转化:x 3x 2x
平衡:0.1moL/L 0.3mol/L 0.08mol/L
所以c1:c2=(x+0.1moL/L):(3x+0.3mol/L)=1:3,故A正确;B.平衡时,正逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3:2,故B错误;C.反应前后X、Y气体的浓度比相同符合反应系数之比,所以达到平衡状态时,转化率相同,故C错误;D.反应为可逆反应,物质不可能完全转化,如反应向逆反应分析进行,则c1>0,如反应向正反应分析进行,则c1<0.14mol•L-1,则:0<c1<0.14mol•L-1,故D错误;故答案为A。
12.对于可逆反应:2A(g)+B(g) 2C(g) △H< 0,下列图像正确的是
【答案】A
【解析】
【详解】A、该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,B的质量分数增大,故A正确;B、根据反应前后的化学计量数的大小可以看出,增大压强,平衡向正反应方向移动,正逆反应速率都增大,且V正>V逆,故B错误;C、该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,正逆反应速率都增大,且V逆>V正,故C错误;D、该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,根据反应前后的化学计量数的大小可以看出,增大压强,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,本题温度的曲线不正确,故D错误;故选A。
【点睛】本题为化学平衡图像题。本题的易错点为BC,要注意V正、V逆的相对大小与平衡移动方向的关系的判断。
13.下列有关图像,其中说法正确的是
A. 由图Ⅰ知,反应在 T1、T3 处达到平衡
B. 由图Ⅰ知,该反应的△H<0
C. 由图Ⅱ知,t3时采取降低反应温度的措施
D. 由图Ⅱ知,反应在 t6时,NH3 体积分数最大
【答案】B
【解析】
【详解】A、由图Ⅰ知,反应在T1、T3处反应物和生成物的体积分数相等,但反应不一定达到平衡,故A错误;B、T2-T3升高温度,平衡向着吸热方向进行,反应物体积分数增大,生成物体积分数减小,所以反应正向进行,正反应是放热反应,△H<0,故B正确;C、合成氨的反应属于放热反应,降低温度,反应速率减慢,化学平衡向着放热方向进行,即向正向移动,正反应速率大于逆反应速率,故C错误;D、由图Ⅱ知,t2时刻正逆反应速率都增大且相等,改变的条件是加入催化剂,平衡不移动;t3时刻正逆反应速率都减小,且逆反应速率大于正反应速率,改变的条件是减小压强,平衡向逆反应方向移动;t5时刻正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,改变的条件是升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以反应在t1时,NH3体积分数最大,故D错误;故选B。
14.常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时,该反应的平衡常数 K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为 42.2℃,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与 CO 反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。下列判断正确的是
A. 第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
B. 增大c(CO),平衡正向移动,反应的平衡常数增大
C. 第二阶段,Ni(CO)4分解率较低
D. 增加Ni的含量,CO的转化率增大
【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查化学平衡,化学平衡常数。A. 将固体杂质分离出去,反应温度大于其沸点;B. 化学平衡常数仅与反应温度有关;C. 第二阶段为第一阶段反应的逆过程,由此计算平衡常数;D. Ni为固体,增加Ni的含量,CO的转化率不变。
【详解】A.由题干可知,Ni(CO)4的沸点为42.2℃,要想将固体杂质分离出去,应使反应温度大于Ni(CO)4的沸点,此时反应生成的Ni(CO)4为气态,便于分离,因此选50℃,故A项正确;B. 化学平衡常数仅与反应温度有关,与反应物的浓度无直接关系,因此增加c(CO),反应的平衡常数应不变,故B项错误;C. 由题干可知,230℃时,第一阶段反应的平衡常数较小,K=2×10-5,而第二阶段为第一阶段反应的逆过程,因此可判断第二阶段的反应较彻底,即第二阶段Ni(CO)4分解率较高,故C项错误;D. Ni为固体,增加Ni的含量,CO的转化率不变。综上,本题选A。
15.清华大学王晓琳教授首创三室电解法制备LiOH,其工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. X电极连接电源负极
B. N为阳离子交换膜
C. Y电极反应式为O2+2H2O+4e− ═ 4OH−
D. 制备2.4gLiOH产生的H2在标准状况下为2.24L
【答案】B
【解析】
A.根据以上分析,X极导出的是硫酸,则X极应为水电离出的氢氧根放电,则X极为阳极,应与电源正极相连,故A错误;B.由图可知LiOH从最右侧导出,则Li+需通过N进入最右侧,故N为阳离子交换膜,故B正确;C.Y极导出的LiOH,则Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气,阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故C错误;D.制备2.4 g LiOH,n(OH-)==0.1mol,阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,则n(H2)=0.05mol,为0.05mol×22.4L/mol=1.12L,故D错误;故选B。
点睛:明确各个电极上发生的反应、各个区域电解质溶液成分是解本题的关键,该电解池实质是电解水,根据图知,Y极导出的LiOH,则Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气,阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,氢氧根浓度增大,故Y为电解池的阴极;X极导出的是硫酸,则X极应为水电离出的氢氧根放电,则X极为阳极,阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。
16.某化学小组研究在其他条件不变时,改变密闭容器中某一条件对A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响,得到如图所示的曲线(图中T表示温度,n表示物质的量)。下列判断正确的是
A. 达到平衡,AB3的物质的量大小为:c>b>a
B. 若T2>T1,则正反应一定是放热反应
C. 达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
D. 若T2>T1,达到平衡时b、d点的反应速率为vd > vb
【答案】A
【解析】
【详解】A、在可逆反应中,随着B2物质的量的增加,A2的转化率逐渐增大,生成的AB3的物质的量逐渐增大,故A正确;B、由图可知,T2时AB3的体积分数大于T1时AB3的体积分数,当T2>T1时,则说明升高温度,平衡正向移动,即正反应为吸热反应,故B错误;C、在可逆反应中增加一种反应物的浓度可以提高另一种物质的转化率,随着B2的量的增加,A2的转化率逐渐增大,即c>b>a,故C错误;D、温度越高,反应速率越快,当T2>T1时,反应速率vd<vb,故D错误;故选A。
17.在1L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得实验数据如下表,下列说法不正确的是
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.10
0.10
0.09
②
800
0.20
0.20
0.10
③
900
0.10
0.15
a
A. 正反应为放热反应
B. 实验①中,若5min时测得n(M)=0.05mol,则0~5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)= 0.01mol/(L•min)
C. 实验②中,该反应的平衡常数K=1.0
D. 实验③中,达到平衡时,a大于0.06
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据表格数据①②知,增大压强平衡不移动,升高温度,后②中M的物质的量小于①的2倍,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故A正确;B.实验①中,若5min时测得n(M)=0.05mol,则0至5min时间内,v(M)= =0.01 mol/( L•min),化学反应速率与化学计量数成正比,则用N表示的平均反应速率v(N)=v(M)=0.01 mol/( L•min),故B正确;
C. X(g)+Y(g)⇌M(g)+N(g)
反应前(mol)0.2 0.2 0 0
转化 (mol) 0.1 0.1 0.1 0.1
平衡时(mol) 0.1 0.1 0.1 0.1
则实验②中,该反应的平衡常数K= =1.0,故C正确;D.反应X(g)+Y(g)⇌M(g)+N(g)为气体体积不变的反应,压强不影响化学平衡,若实验①②温度相同,实验②平衡时M的物质的量应该为0.18mol>0.10mol,说明升高温度后平衡向着逆向移动,则该反应为放热反应;若实验④③的温度相同,则平衡时实验④中a=0.06,由于实验④温度较高,且该反应为放热反应,则a<0.06mol,故D错误;故选D。
18.如图所示,隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器中均发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-192kJ·mol-1。向M、N中都通入amolX和bmolY的混合气体,初始时M、N两容器的容积相同,保持两容器的温度相同且恒定不变。下列说法一定正确的是
A. 平衡时,X的体积分数:MN
C. 若a∶b=1∶3,当M中放出172.8kJ热量时,X的转化率为90%
D. 若a=1.2,b=1,并且N中达到平衡时体积为2L,此时含有0.4molZ,则再通入0.36molX时,υ(正)”“”“<”或“=”)
(3)在300 ℃、8 MPa下,将CO2和H2按物质的量之比1∶3 通入一密闭容器中发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)中反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为Kp=_____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】 (1). 2a-b (2). (3). < (4). 加入催化剂 (5). 增大 (6). 乙 (7). 2 (8). > (9). (MPa)-2
【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律将①×2-②可得:2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g),焓变为倍数关系,而K为指数关系,以此计算K;
(2)由图I分析可知,随反应的进行压强先增大后减小,5min达到平衡状态,推知开始因反应是放热的;由图Ⅰ虚线知:化学反应速率加快,但平衡不移动,判断改变的条件;25℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08mol NO和0.04molCl2发生反应③,图像中得到5min反应达到平衡状态,开始和平衡状态气体压强之比为6:5,在5min时,再充入0.08mol NO和0.04molCl2,相当于增大压强,根据平衡的移动对物质的量的影响,分析判断平均相对分子质量的变化;根据反应③的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系图,由于△H3<0,因此升高温度,平衡逆向移动,结合K的变化分析判断正确的曲线;气体压强之比等于气体物质的量之比,设消耗氯气物质的量x,根据三段式计算出25℃时的平衡常数K,再计算lgK,确定a值;25 ℃时测得反应③在某时刻,NO(g)、Cl2(g)、NOCl(g)的浓度分别为0.8、0.1、0.3,根据Qc与K的相对大小,判断反应进行的方向,确定v正与v逆的大小;
(3)依据三段式列式计算平衡时气体物质的量,压强之比等于气体物质的量之比,计算得到各气体的分压,结合平衡常数概念计算。
【详解】(1)已知:①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g),②4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),将①×2-②可得:2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g),该反应△H3=2△H1-△H2=2a-b,则平衡常数K3= ,故答案为:2a-b;;
(2)由图I分析可知,随反应的进行压强先增大后减小,5min达到平衡状态,推知开始因反应是放热的,随着反应的进行,温度逐渐升高,压强增大;反应到一定程度,因反应物浓度减小,随反应正向进行,压强反而减小,到压强随时间变化不变时,达到平衡状态,反应焓变△H<0;根据图Ⅰ虚线知:化学反应速率加快,但平衡不移动,因此改变的条件为加入催化剂;25℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08mol NO和0.04molCl2发生上述反应③,图像中得到5min反应达到平衡状态,开始和平衡状态气体压强之比为6:5,在5min时,再充入0.08mol NO和0.04molCl2,相当于增大压强,平衡正向进行,气体物质的量减小,气体质量不变,则混合气体的平均相对分子质量将增大;反应③2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3,由于△H3<0,因此升高温度,平衡逆向移动,K减小,则lgK减小,正确的曲线为乙;气体压强之比等于气体物质的量之比,设消耗氯气物质的量x
2NO(g)+Cl2(g)⇌2NOCl(g)
起始量(mol/L) 0.08 0.04 0
变化量(mol/L) 2x x 2x
平衡量(mol/L)0.08-2x 0.04-x 2x
(0.08-2x+0.04-x+2x):(0.08+0.04)=5:6,解得:x=0.02mol,平衡常数K3= =100,lgK= lg100=2,即a=2;25 ℃时测得反应③在某时刻,NO(g)、Cl2(g)、NOCl(g)的浓度分别为0.8、0.1、0.3,此时Qc==1.4<K=100,反应向正反应方向进行,v正>v逆,故答案为:<;加入催化剂; 增大;乙;2;>;
(3)若反应条件为压强8MPa,300℃的反应温度下二氧化碳和氢气按1∶3的比例通入,测得二氧化碳的平衡转化率为50%,结合三段式列式计算,
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol) 1 3 0 0
变化量(mol) 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡量(mol) 0.5 1.5 0.5 0.5
分压=总压×物质的量分数,则P(CO2)=8× = ,P(H2)=8×=4,P(CH3OH)=8×= ,P(H2O)=8×= ,Kp= =(MPa)-2,故答案为:(MPa)-2。
【点睛】本题考查化学平衡的计算、外界条件对化学平衡影响等,注意反应速率和平衡常数的计算方法。本题的易错点为(2),根据图像I正确判断反应的△H是解题的关键。
23.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生反应:A(g)+B(g) C(g)
(1)若开始时放入1molA和1molB,达到平衡后,生成amolC,这时n(A)为________mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,达到平衡后,生成n(C)为________mol。
(3)若开始时放入x mol A、2mol B和1mol C,达到平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x=________,y=________。平衡时,n(B)________(填序号)。
A.大于2mol B.等于2mol C.小于2mol D.可能大于、等于或小于2mol
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是________。
(5)若保持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。开始时放入1molA和1molB,达到平衡后,生成b molC,将b与a进行比较,则________(填序号)。
A.ab C.a=b D.不能比较
【答案】 (1). 1-a (2). 3a (3). 2 (4). 3-3a (5). D (6). a/(2-a) (7). B
【解析】
【分析】
(1)根据化学平衡三段式列式计算;
(2)此时投料是(1)的3倍,生成的n(C) 也为(1)的3倍;
(3)恒温、恒压下到达平衡后,C的物质的量为3amol,说明和(2)所达到的平衡是相同的平衡,由此入手,根据等效平衡的规律分析;
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,此时与(1)中的平衡为等效平衡,且是成比例等效。
(5)后者相当于减小压强,可以分析平衡移动的方向;
【详解】(1)根据化学平衡三段式列式计算
A(g) + B(g) ⇌ C(g)
n0 1mol 1mol 0mol
Δn a mol a mol a mol
n平 (1-a) mol (1-a) mol a mol
A的物质的量为(1-a)mol。故本题正确答案是为1-a;
(2)若开始时放入3molA和3molB,恒温恒压下最后达到的平衡状态与(1)互为等效平衡,所以到达平衡后,根据(1)中的计算,平衡时A、B、C的物质的量依次为3(1-a)mol、3(1-a)mol、3amol。故本题正确答案是:3a;
(3)恒温、恒压下到达平衡后,C的物质的量为3amol,说明和(2)所达到的平衡是完全等同的等效平衡,根据等效平衡规律,“极限法一边倒”满足A、B起始量分为3mol、3mol,则xmol+1mol=3mol,解得x=2,y=3(1-a);平衡时n(B)=3(1-a)mol,因为0