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一、选择题(此题包括10小题,每题5分,共50分)
1.以下可逆反响到达平衡后,增大压强同时升高温度,平衡一定向右移动的是( )
A.2AB(g) A2(g)+B2(g) ΔH>0
B.A2(g)+3B2(g) 2AB3(g) ΔH<0
C.A(s)+B(g) C(g)+D(g) ΔH>0
D.2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) ΔH<0
解析:A项,加压平衡不移动,升温平衡向右移动,故正确;B项,加压平衡向右移动,升温平衡向左移动,最后结果不确定;C项,加压平衡向左移动,升温平衡向右移动,结果也不确定;D项,加压平衡不移动,升温平衡向左移动,故不正确。
答案:A
2.在图中A、B两容器里,分别收集着两种互不作用的理想气体。假设将中间活塞翻开(如下列图),两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的以下说法不正确的选项是( )
A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程,即熵增加的过程
B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序,混乱度增大
D.此过程是自发可逆的
解析:由题意知ΔH=0,ΔS>0,所以ΔH-TΔS<0。可知该过程为自发过程,其逆过程不能自发进行,即不可逆。
答案:D
3.(2022·东茂名模拟)Cl2和H2O(g)在一定条件下到达以下平衡:2Cl2(g)+2H2O(g) 4HCl(g)+O2(g) ΔH>0。以下条件X改变时,Y的变化符合以下列图曲线变化的是( )
X
Y
A
恒容下,参加O2
HCl的浓度
B
升高温度
平衡常数K
C
增大容器体积
HCl的物质的量
D
参加催化剂
O2的物质的量
解析:A中增大生成物浓度,平衡逆向移动,即HCl的浓度减小;B中升温平衡正向移动,K增大;C中增大容器体积,平衡向气体总体积增大方向移动,即正向移动,HCl的物质的量增大;D中使用催化剂平衡不移动。
答案:A
4.(2022·烟台模拟)在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反响:2AB(g)+2C(g),且到达平衡。当升高温度时气体的密度增大,那么以下表达中正确的选项是( )
A.升高温度,正反响速率增大,逆反响速率减小
B.假设正反响是放热反响,那么A为气态
C.物质A一定为非气态,且正反响是吸热反响
D.假设向容器中充入惰性气体,那么平衡向右移动
解析:升高温度,正、逆反响速率均增大,A错;升高温度,气体的密度增大,由于容器的容积不变,那么容器内气体的质量一定增大,那么平衡只能向正反响方向移动,且A一定为非气体,B错;C对;假设向容器中充入惰性气体,虽然容器的压强增大,但各反响物的浓度不变,平衡不移动,D错。
答案:C
5.(2022·安徽高考)电镀废液中Cr2O可通过以下反响转化成铬黄(PbCrO4):Cr2O(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0该反响达平衡后,改变横坐标表示的反响条件,以下示意图正确的选项是( )
解析:此题考查化学平衡及图像分析,意在考查考生对化学平衡移动、化学平衡常数、物质转化率等概念的理解以及对化学图像的认识。该反响放热(ΔH<0),升温平衡逆向移动,平衡常数K减小,A项正确;B项pH增大时,c(OH-)增大,平衡正向移动,Cr2O转化率升高,B项错误;温度升高,化学反响速率增大,C项错误;c(Pb2+)增大时,平衡正向移动,n(Cr2O)减小,D项错误。
答案:A
6.(2022·合肥模拟)COCl2俗称光气,是有毒气体。在一定条件下,可发生的化学反响为:
COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH<0
以下有关说法正确的选项是( )
A.在一定条件下,使用催化剂能加快反响速率并提高反响物的平衡转化率
B.当反响达平衡时,恒温恒压条件下通入Ar,能提高COCl2的转化率
C.单位时间内生成CO和Cl2的物质的量之比为1∶1时,反响到达平衡状态
D.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反响的平衡常数增大
解析:使用催化剂可以加快反响速率但是不能提高反响物的平衡转化率,A错;恒温恒压下充入氩气,相当于减压,反响正向进行可以提高反响物的转化率,B正确;生成一氧化碳和氯气都表示正反响速率,不能作为是否到达平衡的判断依据,C错;该反响为放热反响,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,D错。
答案:B
7.(2022·湖南“十二校〞联考)可逆反响aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH,同时符合以下两图中各曲线规律的是( )
A.a+b>c+dT1>T2ΔH>0
B.a+b>c+dT1<T2ΔH<0
C.a+b<c+dT1>T2ΔH>0
D.a+b<c+dT1<T2ΔH<0
解析:由图甲可知T2先达平衡,那么T2>T1,T2→T1温度降低,生成物浓度增大,说明降温平衡向正反响方向移动,那么正反响为放热反响,ΔH<0;由图乙,达平衡(v正=v逆)后增大压强v正>v逆,说明平衡向正反响方向移动,那么正反响是气体分子数减小的反响,a+b>c+d,B对。
答案:B
8.对于到达平衡的可逆反响:X+YW+Z,其他条件不变时,增大压强,正、逆反响速率变化的情况如下列图。以下对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的选项是( )
A.W、Z均为气体,X、Y中只有一种为气体
B.X、Y均为气体,W、Z中只有一种为气体
C.X、Y或W、Z中均只有一种为气体
D.X、Y均为气体,W、Z均为液体或固体
解析:由图像可知,增大压强,正、逆反响速率都加快,但正反响速率增大程度大于逆反响速率增大程度,可见化学平衡向正反响方向移动,即正反响是一个体积缩小的反响。A项,假设W、Z均为气体,X、Y中只有一种为气体,不符合图像;B项,X、Y均为气体,W、Z中只有一种是气体,符合图像;C项,X、Y或W、Z中均只有一种为气体,那么加压平衡不移动,不符合图像;D项,假设生成物均为液体或固体,那么加压时逆反响速率不发生变化,不符合图像。
答案:B
9.反响N2O4(g) 2NO2(g)在温度为T1、T2(T2>T1)时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化如下列图。以下说法正确的选项是( )
A.由图可知B点时平衡常数与C点时相同
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.A、C两点气体的平均相对分子质量:A<C
D.保持容器体积不变,再充入N2O4气体,平衡逆向移动
解析:由于B点和C点对应的温度不同,因此平衡常数也不同,A错。由A→C的过程,为增大压强的过程,假设平衡不移动,那么颜色加深,根据靳夏特列原理,平衡移动只能减弱这种改变,故C点混合气体的颜色深,A点浅,B错。保持容器体积不变,再充入N2O4气体,相当于增大反响物浓度,化学平衡应向正反响方向移动,D错。
答案:C
10.(2022·全国卷Ⅰ)在容积可变的密闭容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反响,到达平衡时,H2的转化率为25%,那么平衡时氮气的体积分数接近于( )
A.5% B.10%
C.15% D.20%
解析:此题考查化学平衡的计算,意在考查考生的计算能力。
N2+3H22NH3
起始物质的量/mol 2 8 0
转化物质的量/mol 2/3 2 4/3
平衡物质的量/mol 4/3 6 4/3
同温同压下,气体的体积比等于其物质的量之比,故平衡时氮气的体积分数为×100%≈15%。
答案:C
二、非选择题(此题包括4小题,共50分)
11.(8分)反响A(s)+2B(g) 2C(g)在密闭容器中到达平衡。
(1)假设升高温度能使C的物质的量减少,那么正反响是________热反响;
(2)假设增加A的物质的量,平衡________移动;
(3)假设增大压强,那么平衡________移动;
(4)假设增加C的浓度,那么B(g)的转化率________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)。
解析:(1)升温时C的物质的量减小,说明平衡向逆反响方向移动,故正反响为放热反响。
(2)A为固体,增加A的用量,A的浓度不改变,平衡不移动。
(3)该反响为体积不变的反响,加压,平衡不移动。
(4)增大C的浓度,使平衡向逆反响方向移动,B的转化率应减小。
答案:(1)放 (2)不 (3)不 (4)减小
12.(14分)由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了全国的普遍重视,目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇,一定条件下发生反响:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),图1表示该反响进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反响的以下说法中,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
(2)该反响平衡常数K的表达式为__________________________________________。
(3)温度降低,平衡常数K________(填“增大〞“不变〞或“减小〞)。
(4)为探究反响原理,现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图2所示。从反响开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反响速率v(H2)=________mol·L-1·min-1,氢气的转化率为________。
(5)以下措施能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有________。
A.升高温度
B.参加催化剂
C.将H2O(g)从体系中别离出来
D.再充入1 mol CO2和3 mol H2
E.充入He(g),使体系内总压强增大
解析:由图可知该反响物的总能量高于生成物的总能量,所以该反响属于放热反响,所以降低温度,平衡向正反响方向移动,生成物的浓度增大,反响物的浓度减小,平衡常数增大;反响过程中消耗的CO2与H2的物质的量之比为1∶3,故消耗n(H2)=3×(1 mol-0.25 mol)=2.25 mol,v(H2)=2.25 mol÷(1 L×10 min)=0.225 mol·L-1·min-1,氢气的转化率为(2.25 mol÷3 mol)×100%=75%。
(5)欲使n(CH3OH)/n(CO2)增大,需改变条件,使平衡正向移动。升高温度,平衡逆向移动,故A项不正确;参加催化剂,只能改变到达平衡的时间,不影响平衡移动,故B项不正确;将H2O(g)从体系中别离出来,平衡正向移动,C项正确;再充入1 mol CO2和3 mol H2,相当于增大压强,平衡正向移动,D项正确;充入He(g),对反响体系各物质浓度没有影响,平衡不移动,故E项不正确。
答案:(1)C (2)
(3)增大 (4)0.225 75% (5)CD
13.(12分)(2022·东城模拟)现有反响:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0。在850℃时,K=1。
(1)假设升高温度到950℃,到达平衡时,K________1(填“大于〞、“小于〞或“等于〞)。
(2)在850℃时,假设向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O(g)、1.0 mol CO2和x mol H2,那么:当x=5.0时,上述反响向________(填“正反响〞或“逆反响〞)方向进行。假设要使上述反响开始向正反响方向进行,那么x应满足的条件是________________________________________________________________________。
(3)在850℃时,假设设x=5.0和x=6.0,其他物质的投放量不变,当上述反响到达平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,那么a________b(填“大于〞、“小于〞或“等于〞)。
解析:(1)对于CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),正反响为放热反响,升高温度平衡逆向移动,K变小。
(2)当x=5.0时,依据Q=那么有Q=>1,此时生成物的浓度偏大,而在同一温度下平衡常数保持不变,那么必然随着反响的进行,生成物的浓度降低,平衡逆向移动;假设要使平衡正向移动,那么有Q=<1,即x<3时,可使平衡正向移动。
(3)可逆反响在一定条件下到达化学平衡:当x=5.0时,由(2)知平衡逆向移动:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始(mol)1.03.01.05.0
转化(mol) nnnn
平衡(mol) 1.0+n 3.0+n1.0-n5.0-n
那么有(1.0-n)(5.0-n)÷[(1.0+n)(3.0+n)]=1,解得n=1/5,那么氢气的体积分数为a%=[(5.0-n)÷10]×100%=48%;
同理可得:当x=6.0,b%≈52%。
答案:(1)小于 (2)逆反响 x<3 (3)小于
14.(16分)(2022·上海高考)自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1 km,压强增大约25000~30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:
SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g)+148.9 kJ
根据题意完成以下填空:
(1)在地壳深处容易有________气体逸出,在地壳浅处容易有________沉积。
a.一定向正反响方向移动
b.在平衡移动时正反响速率先增大后减小
c.一定向逆反响方向移动
d.在平衡移动时逆反响速率先减小后增大
a.2v正(HF)=v逆(H2O)
b.v(H2O)=2v(SiF4)
c.SiO2的质量保持不变
d.反响物不再转化为生成物
(4)假设反响的容器容积为2.0 L,反响时间8.0 min,容器内气体的密度增大了0.12 g/L,在这段时间内HF的平均反响速率为________。
解析:(1)因为在地壳内存在平衡SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g),地壳深处压强大,平衡正向移动,故在地壳深处容易有SiF4、H2O气体逸出;而SiO2难溶,可在地壳浅处沉积。
(2)因平衡常数只与温度有关,而现平衡常数K值增大,说明是对反响降低温度,故平衡向正反响方向移动,在移动过程中逆反响速率先减小后增大,即选ad。
(3)如果上述反响在体积不变的密闭容器中进行,因速率之比等于计量系数之比,故a项不正确,b项正确;二氧化硅的质量保持不变,说明反响已达平衡,c项正确;可逆反响达平衡时为动态平衡,d项错误。即选bc。
答案:(1)SiF4、H2O SiO2
(2)ad (3)bc
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