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章末综合检测
(90分钟,100分)
一、选择题(此题包括18个小题,每题3分,共54分)
1.(2022·试题调研)以下说法正确的选项是( )
A.可逆反响的特征是正反响速率总是和逆反响速率相等
B.在其他条件不变时,使用催化剂只能改变反响速率,而不能改变化学平衡状态
C.在其他条件不变时,升高温度可以使化学平衡向放热反响的方向移动
D.在其他条件不变时,增大压强一定会破坏气体反响的平衡状态
答案:B
点拨:正反响速率和逆反响速率相等,是可逆反响到达化学平衡状态的特征,而不是可逆反响的特征,A错;在其他条件不变时,使用催化剂只能改变反响速率,而不能改变化学平衡状态,B对;升高温度可以使化学平衡向吸热反响的方向移动,C错;假设是充入稀有气体增大压强或对于反响前后气体体积不变的反响,增大压强平衡不会发生移动,D错。
A.化学反响速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
B.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
C.化学反响速率理论是研究怎样提高原料转化率
D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
答案:C
点拨:怎样提高原料转化产率是化学平衡理论要解决的内容。
3.(2022·河南高二检测)在一定温度下,将2molsO2和1mol O2充入一定容积的密闭容器中,在催化剂作用下发生如下反响:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197kJ·mol-1,当到达化学平衡时,以下说法中正确的选项是( )
A.SO2和SO3共2mol B.生成SO3 2mol
C.放出197kJ热量 D.含氧原子共8mol
答案:A
点拨:该反响为可逆反响,反响物不能完全转化,故生成SO3小于2mol,放出热量小于197kJ;据硫原子守恒知SO2和SO3共2mol,氧原子共6mol,因此选A。
4.(2022·经典习题选萃)以下表达中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
B.高压比常压有利于合成SO3的反响
C.参加催化剂有利于氨的合成
D.工业制取金属钾Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度,使K成蒸气从反响混合物中别离出来
答案:C
点拨:勒夏特列原理是用来解释化学平衡移动,参加催化剂,平衡不移动。
5.(2022·经典习题选萃)关于A(g)+2B(g)===3C(g)的化学反响,以下表示的反响速率最大的是( )
A.v(A)=0.6mol/(L·min)
B.v(B)=1.2mol/(L·min)
C.v(C)=1.2mol/(L·min)
D.v(B)=0.03mol/(L·s)
答案:D
点拨:D项中v(B)=0.03×60mol/(L·min)=1.8mol/(L·min),然后利用各物质的化学反响速率与其化学计量数之比进行比较得出D项反响速率最大。
6.在2L的密闭容器中,发生以下反响2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。假设最初参加的A和B都是4mol,在前10s A的平均反响速率为0.12mol/(L·s),那么10s时,容器中B的物质的量是( )
A.1.6mol B.2.8mol
C.2.4mol D.1.2mol
答案:B
点拨:v(A)v(B)=21,v(A)=0.12mol/(L·s),v(B)=0.06mol/(L·s),反响的n(B)=0.06mol/(L·s)×10s×2L=1.2mol,那么10s末剩余B的物质的量为2.8mol。
7.在某恒温恒容的密闭容器内发生反响:2A(g)+B(g)C(g) ΔH<0。开始充入2mol A和2mol B,并到达平衡状态,以下说法正确的选项是( )
A.再充入2mol A,平衡正移,A的转化率增大
B.如果升高温度,C的体积分数增大
C.如果增大压强,化学平衡一定向正反响方向移动,B的体积分数减小
D.再充入1mol C,C的物质的量浓度将增大
答案:D
点拨:A项,充入A,平衡正移,但A的转化率减小,A错;升温,平衡向吸热即逆向移动,C的体积分数减小,B错;题干中要求是在恒温恒容下发生的反响,所以C项的增大压强可能是充入了某种不反响的气体,那么此时平衡不移动,所以C不正确。再充入1mol C,平衡左移,但平衡移动的结果是削弱而不能抵消这种改变,所以C的物质的量浓度将增大。
8.对于可逆反响A(g)+2B(g)2C(g) ΔH>0,以下列图像中正确的选项是( )
答案:D
点拨:压强增大,正逆反响速率都增长,故A不正确;对于到达平衡的该反响,在某一时刻正逆反响突然都增大,应是压强增大或温度升高,由于反响是体积缩小的吸热反响,增大压强或升高温度,正反响速率增幅应更大,故B不正确;温度越高,到达平衡用时越短,500℃时应先达平衡,故C不正确;在不同温度下,温度越高,到达平衡用时越短,且升高温度,平衡逆向移动,A%降低,故D正确。
9.一定条件下,将10mol H2和1mol N2充入一密闭容器中,发生反响:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),到达平衡时,H2的转化率可能是( )
A.25% B.30%
C.35% D.75%
答案:A
点拨:合成氨反响是可逆反响,不可能完全转化,现假设1mol N2完全转化,那么有3mol H2转化,而此时,H2的转化率为30%。很明显,H2的转化率应小于30%。A符合题意。
10.对到达化学平衡状态的可逆反响:A+BC+D,假设t0时增大压强,正、逆反响速率变化如下列图(v代表反响速率,t代表时间),以下有关A、B、C、D的状态表达中正确的选项是( )
A.A、B、C是气体,D不是气体
B.A、B是气体,C、D有一种是气体
C.C、D是气体,A、B有一种是气体
D.C、D有一种是气体,A、B都不是气体
答案:C
点拨:t0时加压,v(正)、v(逆)均增加,说明反响物和生成物中均有气体。v′(逆)>v′(正),生成物气体物质的量大于反响物气体物质的量。
11.可逆 反响H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,到达平衡后,当改变外界条件如物质浓度、体系压强、温度等而发生以下工程的变化时,能作为平衡一定发生了移动的标志的是( )
A.气体的密度变小了
B.反响物和生成物浓度均变为原来的2倍
C.气体的颜色变深了
D.体系的温度发生了变化
答案:D
点拨:该反响前后气体物质的量不变,故改变容器的体积使压强能发生变化,但平衡不移动,而反响物、生成物浓度相同倍数的变化,气体颜色、密度均发生了变化。故A、B、C均不合理,温度改变,化学平衡一定发生了移动。
12.某温度时,N2+3H22NH3的平衡常数K=a,那么此温度下,NH3H2+N2的平衡常数为( )
A.a-B.a
C.aD.a-2
答案:A
点拨:K==a,
而NH3H2+N2的平衡常数
K′==a-。
13.关于冰融化为水的过程判断正确的选项是( )
A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH<0,ΔS>0
C.ΔH>0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS<0
答案:A
点拨:冰融化为水,吸收热量,ΔH>0,且混乱度增大,即ΔS>0,A正确。
14.在密闭容器中发生以下反响aA(g)cC(g)+dD(g),反响到达平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次到达平衡时,D的浓度为原平衡的1.8倍,以下表达正确的选项是( )
A.A的转化率变大
B.平衡向正反响方向移动
C.D的体积分数变大
D.a<c+d
答案:D
点拨:体积减半时,假设平衡不移动,那么D的浓度为原平衡的2倍,今平衡时D的浓度只为原平衡的1.8倍,那么平衡向逆反响方向移动,因此逆反响为气体体积减小的反响,即a<c+d,此时反响物A的转化率减小,D的体积分数减小。
15.(2022·试题调研)等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反响:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s) ΔH<0,以下表达正确的选项是( )
A.平衡常数K值越大,X的转化率越大
B.到达平衡时,反响速率v正(X)=2v逆(Z)
C.到达平衡后,降低温度,正向反响速率减小的倍数大于逆向反响速率减小的倍数
D.到达平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反响平衡向逆反响方向移动
答案:A
点拨:平衡常数K值越大,反响向正反响方向进行的程度越大,X的转化率越大,A项正确。达平衡时2v正(X)=v逆(Z),B项错误。达平衡后降低温度,正逆反响速率均减小,又因平衡向正反响方向移动,所以正反响速率减小的倍数小于逆反响速率减小的倍数,C项错误。增大压强平衡不移动,升高温度平衡逆向移动,D项错误。
16.可逆反响①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g)N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反响室中进行,反响室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反响开始和到达平衡状态时有关物理量的变化如下列图:
以下判断正确的选项是( )
A.反响①的正反响是吸热反响
B.到达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反响开始时体系的压强之比为14:15
C.到达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为
D.在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中,M的体积分数相等
答案:C
点拨:平衡Ⅰ降温后适到平衡Ⅱ的过程中①反响正向移动,因为左侧三体的物质的量,进一步减小,所以反响①正向为放热反响,A错误,到达平衡Ⅰ时反响引起气体物质的量减少,反响②始终是气体。的物质的量不变,因为隔板可滑动,所以左、右室压强相等,对于反响②来说===,B错误;到达平衡Ⅰ时,反响②中各物质的量和为2mol,利用三段式,设X的转化率为x,那么
X + 2Y2Z
起 1mol 2mol
转 x2x 2x
平 1-x2-2x 2x
左右室压强相等,体积之比等于物质的量之比,=,可得x=,C正确。由于温度改变时,化学平衡一定发生移动,那么降温后,平衡Ⅱ与平衡Ⅰ中M的体积分数一定不同,D错误。
17.以下说法中正确的选项是( )
A.NH4NO3溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
B.常温下,反响C(s)+CO2(g)===2CO(g)为熵增加的反响,可以自发进行
C.熵增加且放热的反响一定是自发反响
D.非自发反响在任何条件下都不能实现
答案:C
点拨:NH4NO3溶于水吸热,是自发过程,A错误;熵增加的反响不一定可以自发进行,B错误;熵增加且放热的反响一定是自发反响,C正确;有些非自发反响在高温或低温时都能自发进行。
18.700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反响:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
反响过程中测定的局部数据见下表(表中t1>t2)
反响时间/min
n(CO)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
t2
0.20
以下说法正确的选项是( )
A.反响在t1min内的平均速率为v(H2)=mol·L-1·min-1
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H2O,到达平衡时n(CO2)=0.40mol
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20mol H2O,与原平衡相比,到达新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D.假设温度升高至800℃,上述反响平衡常数为0.64,那么正反响为吸热反响
答案:BC
点拨:A项,表中所给数据的单位为mol,反响在t1min内的平均速率为v(H2)=(0.20/t1)mol·L-1·min-1,A项错误;B项,由方程式可知CO和H2O(g)的量对该反响的影响相同,所以“起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H2O〞与“起始时向容器中充入1.20mol CO和0.60mol H2O(g)〞将到达相同的平衡状态,比照表中反响时间为0、t1、t2三个时间的数据0→t1,CO减少0.40mol,根据方程计算H2O(g)也应减少0.40mol,而到t2时H2O(g)的减少量仍然为0.40mol,说明t1时已经到达平衡,根据t1时的数据可求得n(CO2)=0.40mol,B项正确;C项,增大反响物水蒸气的浓度,平衡正向移动,CO转化率增大,水蒸气的转化率降低,水蒸气的体积分数增大,C项正确;D项,t1时为平衡状态,根据表中数据可求得t1时的平衡常数为1,温度升高,平衡常数减小,说明温度升高平衡逆向移动,说明正反响为放热反响,D项错误。
二、非选择题(此题包括5个小题共46分)
19.(2022·经典习题选萃)(8分)T℃时,A气体与B气体反响生成C气体,反响过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,假设保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。
根据以上条件,答复以下问题:
(1)A与B反响生成C的化学方程式为________________________,正反响为________(填“吸热〞或“放热〞)反响。
A.保持其他条件不变,增大压强
B.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体
C.保持其他条件不变,升高温度
答案:(1)A(g)+3B(g)2C(g) 放热
(2)C
点拨:(1)由图(Ⅰ)可知,A、B为反响物,C为生成物,其变化量之比Δn(A):Δn(B):Δn(C)=0.2:0.6:0.4=1:3:2,所以反响方程式为A(g)+3B(g)2C(g);由图(Ⅱ)可知T1>T2,升温B的体积分数增加,说明升温平衡向逆向移动,那么说明逆向为吸热反响,正向为放热反响。(2)A项,增压平衡向体积减小即正向移动。B项,体积不变,充入稀有气体,平衡不移动。C项,升温,平衡向吸热即逆向移动。
20.(8分)2AB+C在某一温度时,到达平衡。
(1)假设温度升高,平衡向正反响方向移动,那么正反响是________反响(填“放热〞或“吸热〞);
(2)假设B为固体,减小压强平衡向逆反响方向移动,那么A呈______态;
(3)假设A、B、C均为气体,参加催化剂,平衡______移动(填“正向〞、“逆向〞或“不〞)
答案:(1)吸热 (2)气 (3)不
点拨:假设温度升高,平衡向正反响方向移动,那么正反响是吸热反响;假设B为固体,减小压强平衡向逆反响方向移动,说明逆反响是气体体积增大的反响,那么A一定是气体;催化剂只能改变化学反响速率,但平衡不移动。
21.(2022·试题调研)(10分)降低大气中CO2的含量及有效地开发利用 CO2,目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反响原理,现进行如下实验,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反响:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下列图。
(1)从反响开始到平衡,氢气的平均反响速率v(H2)=________mol/(L·min);
(2)氢气的转化率=________;
(3)该反响的平衡常数为________(保存小数点后2位);
(4)以下措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。
A.升高温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中别离出去
D.再充入1mol H2
(5)当反响到达平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再参加一定量H2,待反响再一次到达平衡后,H2的物质的量浓度为c2,那么c1________c2的关系(填“>〞、“<〞或“=〞)。
答案:(1)0.225 (2)75% (3)5.33
(4)CD (5)<
点拨: (1)CO2+3H2CH3OH+H2O
初(mol/L) 1 3 0 0
转(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75
c(H2)===
=0.225mol/(L·min)。
(2)H2的转化率=×100%=75%。
(3)K===5.33。
(4)升温,平衡左移,减小;充入He,不变;将H2O别离出去,或充入H2平衡右移,变大。
(5)平衡移动的结果是削弱而不是抵消这种改变,所以c1<c2。
22.(2022·金考卷考题选萃)Ⅰ.某可逆反响:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。请答复以下问题:
(1)根据实验测定结果,描绘出了该反响到达平衡状态时及改变外界条件后,反响速率与时间的关系图像(如图1所示):
有利于提高D产量的变化过程是图像中的______段;引起该变化过程的外界条件是______________________________________________________________________。
(2)根据实验测定结果描绘出了图2。
由此图像可以得出,升高温度,上述平衡将向____(填“正反响〞或“逆反响〞)方向移动;反响计量数之间的关系:a+b______c+d(填“大于〞、“小于〞、“等于〞或“不确定〞)。
Ⅱ.工业合成氨反响如下:N2+3H22NH3。请答复以下问题:
(1)在一定条件下2L的密闭容器中进行实验,并测得以下数据:
物质
N2
H2
NH3
起始(mol)
2
7
0
10s(mol)
1.6
平衡时(mol)
2
那么10s内,用氢气表示的化学反响速率是______,该反响的化学平衡常数是________。
(2)根据混合气体各成分的物质性质,你认为工业上将氨气从混合气体中别离出来的措施是________,从而到达反响气体循环利用的目的。实验室检验氨气的方法是__________。
答案:Ⅰ.(1)t3~t4 增大反响物浓度(或增大A浓度或增大B浓度) (2)逆反响 大于
Ⅱ.(1)0.12mol·L-1·s-1 0.25 (2)降温使氨成为液体,与氮气和氢气别离开 用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口或试管口,假设试纸变蓝色,说明存在氨气(或其他合理答案)
点拨:Ⅰ.欲提高D产量,应使平衡向正反响方向移动,只有t3~t4段符合,又根据该段图像特点:逆反响速率的改变是从平衡时开始逐渐增大的,说明是通过增大反响物的浓度来实现的。由图2知:升高温度,C的含量减小,可得出平衡向逆反响方向移动,故该反响是放热反响;压强增大,C的含量增大,说明增大压强,平衡向正反响方向移动,故该反响是气体体积减小的反响。
23.(2022·北京师大附中模拟)(10分)在一个体积为1L的密闭容器中发生某化学反响:2A(g)B(g)+C(g),三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃,实验Ⅲ在950℃B、C的起始浓度都为0,反响物A的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如下列图。试答复以下问题:
(1)在实验Ⅰ中,反响在20~40min内A的平均反响速率为________mol·L-1·min-1。实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反响条件是________________________________________________________________________。
(2)该反响的ΔH______0,其判断理由是________。
(3)实验Ⅰ第40min末,假设降低反响温度,到达新的平衡后,A的浓度不可能为________(填序号)。
A.0.35mol·L-1B.0.4mol·L-1
C.0.7mol·L-1D.0.8mol·L-1
(4)假设反响在800℃进行,在该1L的密闭容器中参加1mol A、0.2mol He,到达平衡时A的转化率应______。
A.等于86% B.等于50%
C.小于50% D.介于50%~86%之间
答案:(1)7.5×10-3 实验Ⅱ中使用了催化剂
(2)> 根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,可推测该反响升高温度,平衡向正反响方向移动,该反响为吸热反响
(3)AB
(4)B
点拨:(1)在实验Ⅰ中,反响在20~40min 内A的平均反响速率为:
v(A)===7.5×10-3mol·L-1·min-1。
实验Ⅱ和实验Ⅰ的平衡状态相同,且在实验Ⅱ中的反响速率更快,说明实验Ⅱ中使用了催化剂。
(2)实验Ⅲ和实验Ⅰ相比较,温度升高,A的平衡浓度减小,说明正反响是吸热反响,降低温度,化学平衡向逆反响方向移动。
(3)实验Ⅰ在第40min 末,A的平衡浓度为0.5mol·L-1,降低温度,化学平衡向逆反响方向移动,到达新的平衡时,A的浓度必大于0.5mol·L-1,不可能是AB。
(4)根据800℃时A的起始浓度为1.0mol·L-1,到达平衡时A的浓度为0.5mol·L-1,说明A的转化率为50%。假设参加1mol A和0.2mol He,那么使压强增大,因为是恒容条件,稀有气体对平衡无影响,那么转化率仍为50%。
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