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课时提升作业(二十)
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1.现在一容器中加入确定量的A和B，发生化学反应：A+2B3C。假如在反应中用v(A)、v(B)、v(C)表示正反应速率，用v′(A)、v′(B)、v′(C)表示逆反应速率，下列描述中正确的是( )
A.在容器中，任何时候v(A)=v(B)=v(C)
B.在任何时候容器中都必定存在着：v(A)∶v(B)∶v(C)=v′(A)∶v′(B)∶
v′(C)=1∶2∶3
C.当v(A)=v(B)=v′(A)=v′(B)时，表示反应已达到平衡状态
D.当v′(A)=1/2v′(B)时，表示反应已达平衡
2.如图所示是合成氨的简洁流程示意图：沿X路线回去的物质是( )
A.N2和H2 B.催化剂
C.N2 D.H2
3.已知反应mX(g)+nY(g)qZ(g)的ΔH<0，m+n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是( )
A.通入稀有气体使压强增大，平衡向正反应方向移动
B.X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍
C.降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小
D.增加X的物质的量，Y的转化率降低
4.确定温度下，某密闭容器里发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(正反应为吸热反应)，当反应达到平衡时，测得容器中各物质的物质的量均为nmol。欲使H2的物质的量浓度增大1倍，在其他条件不变时，下列措施中接受的
是( )
①上升温度
②增大压强
③再通入nmol CO和nmol H2O(g)
④再加入2nmol CO和2nmol H2O(g)
A.①② B.②④
C.③④ D.①②③
5.某恒容容器内发生的可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。能推断该反应确定达到化学平衡状态的依据是( )
①容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②v正(H2O)=v逆(H2)
③容器中气体的密度不随时间而变化
④容器中气体总质量不随时间而变化
⑤消耗nmol H2的同时消耗nmol CO
A.①②③ B.①②③④ C.② D.①④⑤
6.在一密闭容器中发生如下反应：aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器容积增加一倍，新平衡建立时，cB是原来的60%，则( )
A.平衡向逆反应方向发生了移动
B.A物质的转化率变小了
C.B物质的质量分数增大了
D.a>b
7.在密闭容器中，反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)；ΔH<0，达到平衡甲。在仅转变某一条件后，达到平衡乙，对此过程的分析正确的是( )
A.图Ⅰ是加入适当催化剂的变化状况
B.图Ⅱ是扩大容器体积的变化状况
C.图Ⅲ是增大压强的变化状况
D.图Ⅲ是上升温度的变化状况
8.有一反应：2A+B2C，其中A、B、C均为气体，图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有a、b、c三点，如图所示，则下列描述正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.T1温度下a点表示若想达到平衡，可以实行增大压强的方法
D.c点可表示v(正)<v(逆)
9.(2021·河池模拟)在500℃，恒容的密闭容器中合成氨，起始充入氮气和氢气共amol，平衡时容器内压强为起始时的75%；若起始充入氮气、氢气和氨气的混合气体共amol，测得平衡时压强仍为起始时的75%，则两次平衡体系中氨气的百分含量的关系是( )
A.前者>后者 B.前者<后者
C.两者相等 D.无法确定
10.(力气挑战题)已知反应：2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3分别在0℃和20℃下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如图所示。下列说法正确的是( )
A.b代表0℃下CH3COCH3的Y-t曲线
B.反应进行到20 min末，CH3COCH3的>1
C.上升温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.从Y=0到Y=0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的=1
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
11.(12分)(2021·百色模拟)(1)恒温，容积为1 L恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示。已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol-1，请回答下列问题：
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式： 。
②ΔH2= kJ·mol-1。
③在相同条件下，充入1 mol SO3和0.5 mol O2，则达到平衡时SO3的转化率为 ；此时该反应 (填“放出”或“吸取”) kJ的能量。
(2)中国政府承诺，到2022年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。
①CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，确定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；ΔH=
-49.0 kJ·mol-1，测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min，v(H2)= mol·L-1·min-1。
②能说明上述反应达到平衡状态的是 (填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
12.(14分)在2 L密闭容器内，800℃时反应
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)；ΔH<0。体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图中表示NO2的变化曲线的是 。
用O2表示0～2 s内该反应的平均速率v= 。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内密度保持不变
(3)下列措施能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是 。
a.准时分别出NO2气体
b.适当上升温度
c.增大O2的浓度
d.选择高效催化剂
13.(14分)(力气挑战题)(2021·柳州模拟)(1)已知：t℃时，2H(g)+Y(g)2I(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol-1。
①若t℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4 mol H和2 mol Y反应，达到平衡后，放出354 kJ的热量，则Y的转化率约为 (用百分数表示)。
②若如图为恒容条件下，上述反应的正反应速率随时间的变化示意图(每一时刻都各转变一种不同的条件)。若t5时降压，t6时达平衡，t7时再适当增压，请在图中画出t5～t7时的变化曲线。
(2)汽车内燃机工作时产生的高温会引发反应：N2(g)+O2(g)2NO(g)，这是导致汽车尾气中含有NO的缘由之一。某温度时该反应的化学平衡常数K=1，当c(N2)∶c(O2)∶c2(NO)=1∶1∶1时，该可逆反应的正、逆反应速率的关系为
(填字母)。
A.v(正)>v(逆) B.v(正)<v(逆)
C.v(正)=v(逆) D.无法确定
(3)已知NO2和N2O4可以相互转化：
2NO2(g)N2O4(g)；ΔH<0。现将确定量NO2和N2O4的混合气体通入某恒温恒容的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示：
①a、b、c、d四点中处于平衡状态的是 。
②a、b、c、d四点中，NO2的物质的量浓度由大到小的挨次是 。
答案解析
1.【解析】选B。在可逆反应中实际上存在两个反应，即正反应和逆反应，两个反应中的反应速率之比总是等于其化学计量数之比，所以v(A)∶v(B)∶v(C)=v'(A)∶v'(B)∶v'(C)=1∶2∶3，故A错误，B正确。当v(A)=v'(A)，或v'(B)=v(B)时反应达到平衡状态，不会存在v(A)=v(B)=v'(A)=v'(B)，故C错；v'(A)、v'(B)都是逆反应速率，该比例任何时候都成立，故D错。
2.【解析】选A。合成氨的工艺流程中，从合成塔出来的混合气体，经过降温分别出氨气，未反应的N2、H2可以循环使用，以提高原料的利用率。
3.【解析】选B。在恒容条件下通入稀有气体，没有转变反应物、生成物的浓度，反应速率不变，平衡不移动，A错误；反应达到平衡后v(正)=v(逆)，用不同物质表示正逆反应速率时，数值之比等于化学计量数之比，B正确；反应前后气体的质量不变，由于反应是放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，n(气)减小，则平均相对分子质量增大，C错误；增加X的物质的量，平衡向正反应方向移动，Y的转化率增大，D错误。
4.【解析】选B。①上升温度，平衡右移，但CO、H2O不行能完全转变为CO2、H2，所以n平(H2)<2n；②增大压强，平衡不移动，当压强变为原来的2倍时，体积减小一半，c(H2)即为原来的2倍；③、④体积不变时，2nmol CO和2nmol H2O与原配比是等效的，所以③使c(H2)增大0.5倍，④增大1倍。
5.【解析】选B。该可逆反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，由于C为固体，没有达到平衡，则混合气体的平均相对分子质量始终在发生变化，平均相对分子质量不变，说明反应已经达到平衡，①对；v正(H2O)=v逆(H2)说明反应达到平衡，②对；虽然容器的体积不变，但是气体的质量可变，当气体的密度不变时，说明反应达到了平衡状态，③对、④对；任何时刻消耗nmol H2的同时都消耗nmol CO，⑤错，正确选项为B。
6.【解析】选C。先虚拟一种中间状态，假设平衡不移动，则新平衡建立时：cB是原来的50%，而事实上cB是原来的60%，这表明扩大容积平衡向生成B的方向——正反应方向发生了移动，B的质量分数增加。
【方法技巧】虚拟法在解答化学问题中的应用
所谓虚拟法，就是在分析或解决问题时，依据需要和可能，虚拟出能便利解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。化学中，虚拟法的应用是广泛的，除可虚拟物质状态外，还有很多可用虚拟法解决的问题，如①配平简洁氧化还原反应时，可将简洁化合物中各元素的化合价皆虚拟为零；②虚拟出某些混合物的“化学式”；③虚拟出某些解题时用到的数据；④虚拟出解题需要的某些条件；⑤虚拟反应过程；⑥虚拟反应结果等。例如本题中就是虚拟了一种状态。
7.【解析】选D。图Ⅰ中加入催化剂只同等程度地转变化学反应速率，而不会使平衡移动，故A错误，图Ⅱ中只有速率变化，平衡未移动，应为加入催化剂的变化状况，故B错误；反应前后气体总量不变，故压强转变平衡不移动，故C错误；图Ⅲ中曲线乙先拐先达到平衡，故乙曲线表示的温度高，平衡逆向移动，XY%减小，故D正确。
8.【解题指南】解答本题应留意以下2个方面：
(1)随着温度的上升，B的转化率不断增大；
(2)a点若达平衡，B的转化率会减小，c点若达平衡，B的转化率会增大。
【解析】选B。由于温度上升，B的转化率增大，说明平衡正向移动，则该反应是吸热反应，A错；在T1温度下，若使a点达平衡时，B的转化率应当减小，而实行加压措施，结合化学方程式可知B的转化率会不断增大，故C错；在T2温度下，c点会达到平衡状态，此过程中B的转化率不断增大，说明该过程v(正)>v(逆)，D错。
9.【解析】选B。起始充入氮气、氢气和氨气的混合气体共amol，相当于充入氮气、氢气的物质的量的和多于amol，合成氨反应正向气体化学计量数削减，而两种状况平衡时压强相同，所以，后者相当于平衡正向移动，氨气的百分含量后者大。
10.【解题指南】解答本题时要特殊留意以下2点：
(1)认真观看图像，了解图像横纵坐标的含义及图像变化趋势不同的缘由；
(2)留意外界条件变化对速率和平衡的不同影响。
【解析】选D。由图像可知，a曲线达到平衡所用的时间比b曲线多，b曲线所对应的反应速率快，温度高，A错误；不论反应进行到什么程度，20℃对应的反应速率大于0℃，故<1，B错误；上升温度，加快化学反应速率，可缩短达到平衡所用的时间；由图像可知达到平衡时从a曲线到b曲线，CH3COCH3转化分数降低，即上升温度，平衡左移，降低平衡转化率，C错误；从Y=0到Y=0.113，CH3COCH3转化率相同，由于起始加入量相同，故变化量相同，即=1，D正确。
11.【解析】(1)①依据图1，表示硫的燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)SO2(g)；ΔH=-297 kJ·mol-1。②状态Ⅲ相当于1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)反应生成了0.8 mol SO3(g)，ΔH2=-78.64 kJ·mol-1。
③在相同条件下，充入1 mol SO3和0.5 mol O2，达到平衡时体系中各物质的量分别为0.2 mol SO2(g)、0.8 mol SO3(g)、0.6 mol O2(g)，则SO3的转化率为20%；此时该反应吸取19.66 kJ的能量。
(2)①从3 min到9 min，v(H2)=3v(CO2)=
0.125 mol·L-1·min-1。
②CO2的体积分数在混合气体中保持不变能说明上述反应达到平衡状态。
答案：(1)①S(s)+O2(g)SO2(g)；
ΔH=-297 kJ·mol-1
②-78.64 ③20% 吸取 19.66
(2)①0.125 ②D
12.【解析】(1)由平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知，NO2为生成物，在0 s时，c(NO2)=0 mol·L-1，随反应的进行，c(NO2)渐渐增大，当达到平衡时，c(NO2)==0.006 5 mol·L-1，故表示NO2变化曲线的为b。
v(NO)===
=0.003 mol·L-1·s-1，则v(O2)=v(NO)=0.001 5 mol·L-1·s-1。
(2)a项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该反应反应前后气体体积不相等，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达到平衡状态，故b项正确；c项中已说明正、逆反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是否达到平衡，容器内密度总保持不变，故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
(3)a项能使反应速率减慢，平衡正移，故a项错误；b项能使反应速率加快，但平衡逆向移动，故b项错误；c项能使反应速率加快，平衡正移，故c项正确；d项能使反应速率加快，但对平衡无影响，故d项错误。
答案：(1)b 1.5×10-3mol·L-1·s-1
(2)b、c(3)c
13.【解析】(1)①反应放出354 kJ的热量，Y的反应量为
≈1.8 mol。
所以，Y的转化率为×100%=90%。
②t5时降压，v(正)变小，平衡逆向移动，说明v(正)渐增，t6时达平衡，t7时再增压，v(正)增大再渐渐减小。
(2)当c(N2)∶c(O2)∶c2(NO)=1∶1∶1时，该反应的浓度商=可能等于、大于或小于1，因此无法推断反应是否达到平衡状态，也无法推断正、逆反应速率的相对大小。
(3)①b、d两点，各种物质的浓度恒定不变，故达到平衡状态。②曲线Y表示的物质，其浓度变化量明显小于曲线X，故Y表示N2O4，X表示NO2。从图像可明显看出从a点到b点，NO2的浓度增大，即b>a。第25 min时充入了NO2，因此c点时NO2的浓度大于原平衡时的浓度。然后平衡正向移动，NO2浓度减小，至d点时达到平衡，即c>d。依据勒夏特列原理，d点NO2的浓度大于b点，总之有：c>d>b>a。
答案：(1)①90%
②
(2)D
(3)①b、d ②c、d、b、a
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