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2019-2020年高中化學專題2化學反應(yīng)速率與化學平衡質(zhì)量檢測二蘇教版
1．在密閉容器中一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng)：xA(g)＋yB(g)zC(g)平衡時測得A的濃度為0.5 molL－1，保持溫度不變，將容器的容積擴大到原來的2倍，再達平衡時測得A的濃度為0.2 molL－1，下列判斷正確的是( )
A．平衡向正反應(yīng)方向移動 B．x＋y>z
C．C的體積分數(shù)保持不變 D．B的轉(zhuǎn)化率降低
解析：選A 容器的容積擴大到原來的2倍，若平衡不移動，A、B、C的濃度均減半。A的濃度為0.25 molL－1，平衡時A的濃度0.2 molL－1<0.25 molL－1，說明減壓，平衡右移，x＋y
0
D．25 ℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.2
解析：選D 固體物質(zhì)的物質(zhì)的量改變不會引起平衡的移動，A項錯誤；加入固體Sn(NO3)2后，溶液中c(Sn2＋)增大，平衡向左移動，從而使c(Pb2＋)增大，B項錯誤；升高溫度，c(Pb2＋)增大，表明平衡向左移動，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)ΔH<0，C項錯誤；由圖像可知平衡時，c(Sn2＋)＝0.22 molL－1，c(Pb2＋)＝0.10 molL－1，K＝c(Sn2＋)/c(Pb2＋)＝0.22 molL－10.10 molL－1＝2.2，D項正確。
6．在密閉容器中有反應(yīng)：aX(g)＋bY(g)nW(g) ΔH＝Q，某同學根據(jù)此反應(yīng)在不同條件下的實驗數(shù)據(jù)，作出如下曲線：
其中，w(W)表示W(wǎng)在反應(yīng)混合物中的百分含量，t表示反應(yīng)時間。其他條件不變時，下列分析可能正確的是( )
A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且p2＞p1，a＋b＞n
B．圖Ⅱ可能是同溫同壓催化劑對反應(yīng)的影響，且1的催化劑效果更好
C．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且p1＞p2，n＜a＋b
D．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2，Q＜0
解析：選B A項，由圖像可知，p2＞p1，由1→2，加壓平衡逆向移動，W含量降低，則a＋b0，與題意不符合。
7．一定溫度下，在2 L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(s)＋2B(g)xC(g) ΔH<0，B、C的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖1，達平衡后在t1、t2、t3、t4時都只改變了一種條件，逆反應(yīng)速率隨時間變化的關(guān)系如圖2。
下列有關(guān)說法正確的是( )
A．x＝2，反應(yīng)開始2 min內(nèi)，v(B)＝0.1 molL－1min－1
B．t1時改變的條件是降溫，平衡逆向移動
C．t2時改變的條件可能是增大c(C)，平衡時B的物質(zhì)的量分數(shù)增大
D．t3時可能是減小壓強，平衡不移動；t4時可能是使用催化劑，c(B)不變
解析：選D 圖1是濃度時間圖，圖2為速率時間圖。A中，由圖1知，Δc(B)∶Δc(C)＝(0.3－0.1)mol/2 L∶(0.2－0)mol/2 L＝1∶1＝2∶x，x＝2時，v(B)＝[(0.3－0.1)mol/2 L]/2 min＝0.05 molL－1min－1；B中此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降溫，平衡正向移動；C中，增加C，雖然平衡左移，但B的物質(zhì)的量分數(shù)不一定增大；D中，x＝2，壓強、催化劑均不能使平衡移動。
8.如圖所示為800 ℃時A、B、C三種氣體在密閉容器中反應(yīng)時濃度的變化，只從圖上分析不能得出的結(jié)論是( )
A．A是反應(yīng)物
B．前2 min A的分解速率為0.1 molL－1min－1
C．達平衡后，若升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動
D．反應(yīng)的化學方程式為2A(g)2B(g)＋C(g)
解析：選C 據(jù)題意知A為反應(yīng)物，B、C為生成物，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝(0.4 molL－1－0.2 molL－1)∶(0.3 molL－1－0.1 molL－1)∶0.1 molL－1＝2∶2∶1，故化學方程式為2A(g)2B(g)＋C(g)；前2 min A的分解速率為＝0.1 mol(Lmin)－1；據(jù)題意無法判斷改變溫度時，平衡移動的方向，故選C。
9．往一體積不變的密閉容器中充入H2和I2(g)，發(fā)生反應(yīng)H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＜0，當達到平衡后，t0時若保持混合氣體總物質(zhì)的量不變而改變某一反應(yīng)條件(如圖所示)，使容器內(nèi)壓強增大，下列說法正確的是( )
A．容器內(nèi)氣體顏色變深，平均相對分子質(zhì)量不變
B．平衡不移動，混合氣體密度不變
C．H2轉(zhuǎn)化率增大，HI平衡濃度減小
D．t0時改變的條件是減小體積或升高體系溫度
解析：選A 由圖像知平衡逆向移動，I2(g)物質(zhì)的量增大，顏色加深，體積不變，平均相對分子質(zhì)量不變，密度不變，A正確，B錯誤；平衡逆向移動，H2轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；t0時改變條件為升高溫度，使壓強增大，D錯誤。
10．在密閉容器中，一定條件下，進行如下反應(yīng)：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2 kJmol－1，達到平衡后，為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施是( )
A．加催化劑同時升高溫度
B．加催化劑同時增大壓強
C．升高溫度同時充入N2
D．降低溫度同時增大壓強
解析：選B 題給反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)后氣體體積減小。A項，加催化劑同時升高溫度，催化劑加快反應(yīng)速率，升溫平衡逆向進行，NO轉(zhuǎn)化率減小，錯誤；B項，加催化劑同時增大壓強，催化劑加快反應(yīng)速率，增大壓強平衡正向進行，NO轉(zhuǎn)化率增大，正確；C項，升高溫度同時充入N2，升溫速率增大，平衡逆向進行，加氮氣平衡逆向移動，NO轉(zhuǎn)化率減小，錯誤；D項，降低溫度反應(yīng)速率減小，加壓反應(yīng)速率增大，不能確定反應(yīng)速率的變化情況，錯誤。
11．將NO2裝入帶活塞的密閉容器中，當反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達到平衡后，改變下列一個條件，其中敘述正確的是( )
A．升高溫度，氣體顏色加深，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B．慢慢壓縮氣體體積，平衡向右移動，混合氣體顏色變淺
C．慢慢壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強增大，但小于原來的兩倍
D．恒溫恒容時，充入稀有氣體，壓強增大，平衡向右移動，混合氣體的顏色變淺
解析：選C A項，升高溫度，氣體顏色加深，說明升高溫度化學平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，錯誤；B項，慢慢壓縮氣體體積，使體系的壓強增大，各物質(zhì)的濃度增大，由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以增大壓強化學平衡向右移動，各物質(zhì)的濃度與原來比大，混合氣體顏色變深，錯誤；C項，慢慢壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強增大，如果平衡不移動，壓強為原來的二倍，現(xiàn)在平衡向正反應(yīng)方向移動，體系的壓強小于原來的兩倍，正確；D項，恒溫恒容時，充入少量稀有氣體，壓強增大，但由于反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度沒有發(fā)生變化，所以平衡不移動，混合氣體的顏色不變，錯誤。
12．某溫度下2 L密閉容器中，3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時的物質(zhì)的量(n)如下表所示。
X
Y
W
n(起始狀態(tài))/mol
2
1
0
n(平衡狀態(tài))/mol
1
0.5
1.5
下列說法正確的是( )
A．升高溫度，若W的體積分數(shù)減小，則此反應(yīng)ΔH>0
B．該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝6.75
C．增大壓強，正、逆反應(yīng)速率均增大，平衡向正反應(yīng)方向移動
D．該溫度下，再向該容器中加入1.5 mol W，達到新平衡時，c(X)＝0.75 molL－1
解析：選B 由數(shù)據(jù)可知，X、Y是反應(yīng)物，W是生成物，
xX(g)＋yY(g)wW(g)
起始/(molL－1)： 1 0.5 0
平衡/(molL－1)： 0.5 0.25 0.75
轉(zhuǎn)化 (molL－1)： 0.5 0.25 0.75
x∶y∶w ＝ 0.5∶0.25∶0.75＝2∶1∶3
所以反應(yīng)式為2X(g)＋Y(g)3W(g)
A項，升高溫度，W的體積分數(shù)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱，ΔH<0，錯誤；B項，K＝＝＝6.75，B正確；C項，增大壓強，正、逆反應(yīng)速率均增大，但該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，平衡不移動，錯誤；D項，該反應(yīng)前后氣體體積不變，再向該容器中加入1.5 mol W，為“倍比平衡”：
2X(g)?。(g)3W(g)
始0 1 0.5 0
衡0 0.5 0.25 0.75
始1 0.5 0.25 0.75＋0.75
始1 1.5 0.75 0
新平衡初始是原平衡初始1.5倍，所以平衡時濃度也是初始平衡的1.5倍，c(X)新平衡＝1.50.25 molL－1＝0.375 molL－1，錯誤。
二、非選擇題(本題包括2小題，共40分)
13．(20分)一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。根據(jù)題意完成下列問題：
(1)反應(yīng)達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K＝__________，升高溫度，K值________(填“增大”“減小”或“不變”)，平衡向__________方向移動。
(2)在500 ℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝________________________________________________________________________?！ ?
(3)在其他條件不變的情況下，將處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，下列有關(guān)該體系的說法正確的是________(填選項字母)。
A．氫氣的濃度減小
B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快
C．甲醇的物質(zhì)的量增加
D．重新平衡時增大
(4)據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O，反應(yīng)體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變，原因是_________________________________________________(用化學方程式表示)。
解析：(1)化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)反應(yīng)的化學方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝；根據(jù)圖像可知，升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明平衡逆向移動，因此化學平衡常數(shù)減小。(2)由圖可知，在500 ℃時，時間達到tB時，甲醇的物質(zhì)的量為nB，其濃度是nB/3 molL－1，v(CH3OH)＝1/3nB molL－1/tB＝ molL－1min－1，根據(jù)方程式可知，v(H2)＝2v(CH3OH)＝ molL－1min－1。(3)其他條件不變時，將處于E點的體系體積壓縮到原來的，容器的體積減小，則壓強增大，正逆反應(yīng)速率都增大。由于正方向是體積減小的方向，平衡正向移動，甲醇的物質(zhì)的量增多，氫氣的物質(zhì)的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大。(4)由于CO能和氧化亞銅反應(yīng)Cu2O＋CO2Cu＋CO2，二氧化碳濃度增大平衡向逆反應(yīng)方向移動，有利于抑制反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，維持Cu2O的量不變。
答案：(1) 減小 逆反應(yīng)
(2)molL－1min－1
(3)BC (4)Cu2O＋CO2Cu＋CO2
14．(20分)以煤為原料，經(jīng)過化學加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)叫煤化工。
(1)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3 kJmol－1。
①該反應(yīng)在常溫下________(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。
②一定溫度下，在一個容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的是____(填字母，下同)。
a．容器中的壓強不變
b．1 mol H—H鍵斷裂的同時，斷裂2 mol H—O鍵
c．c(CO)＝c(H2)
d．密閉容器的容積不再改變
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：
實驗組
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
6
2
900
1
2
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
①實驗1中從反應(yīng)開始至平衡以CO2表示的平均反應(yīng)速率為v(CO2)＝________(取小數(shù)點后兩位，下同)。
②該反應(yīng)的正反應(yīng)為________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)，實驗2條件下平衡常數(shù)K＝________。
(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖表示該反應(yīng)進行過程中能量(單位為kJmol－1)的變化。在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，達到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
a．升高溫度
b．充入He(g)，使體系壓強增大
c．將H2O(g)從體系中分離出來
d．再充入1 mol CO2和3 mol H2
解析：(1)①根據(jù)ΔH－TΔS，其中ΔH＞0，ΔS＞0，在高溫下，ΔH－TΔS才會小于0，該反應(yīng)才能自發(fā)進行。②該反應(yīng)容器容積可變，隨著反應(yīng)的進行，不論是否達到平衡，容器中的壓強始終不變，故a項不能判斷是否達到平衡；1 mol H—H鍵斷裂的同時會生成2 mol H—O鍵，如果2 mol H—O鍵也同時斷裂，則表明達到了平衡狀態(tài)；若起始時僅加入反應(yīng)物，或按物質(zhì)的量之比為1∶1充入CO和H2，則不論反應(yīng)是否達到平衡，均有c(CO)＝c(H2)，故c項不能判斷反應(yīng)是否達到平衡；該反應(yīng)未達到平衡時，容器的容積會發(fā)生變化，如果容器的容積不再變化，則表明達到化學平衡狀態(tài)。
(2)①實驗1中6 min時反應(yīng)達到平衡，v(CO2)＝v(CO)＝＝0.13 molL－1min－1。②由實驗1、2可知，實驗1中平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為100%＝40%，實驗2中平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為100%＝20%，說明升高溫度反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；實驗2中，CO與H2O均轉(zhuǎn)化了0.4 mol，故平衡時H2O為0.6 mol，CO為1.6 mol，H2與CO2均為0.4 mol，則平衡常數(shù)K＝＝＝0.17。
(3)根據(jù)反應(yīng)過程中能量變化圖像可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，c(CH3OH)減小；恒容容器中充入He(g)，平衡不移動，即c(CH3OH)不變；將H2O(g)從體系中分離出來，平衡向正反應(yīng)方向移動，故c(CH3OH)增大；再充入1 mol CO2和3 mol H2，相當于增大壓強，則平衡向正反應(yīng)方向移動，故c(CH3OH)增大。
答案：(1)①不能 ②bd
(2)①0.13 molL－1min－1?、诜拧?.17
(3)cd
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