届高考化学二轮复习训练专题四 Word版含答案.docx
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届高考化学二轮复习训练专题四Word版含答案
一、不定项选择题
1.(2016·泰州期末)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g),一定条件下,现有两个体积均为1.0L恒容密闭容器甲和乙,在甲中充入0.1molCO2和0.2molH2,在乙中充入0.2molCO2和0.4molH2,发生上述反应并达到平衡。
该反应中CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.反应2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔS<0、ΔH<0
B.表示乙容器CO2的平衡转化率随温度变化的是曲线B
C.体系中c(CH3OCH3):
c(CH3OCH3,状态Ⅱ)<2c(CH3OCH3,状态Ⅲ)
D.逆反应速率v逆:
v逆(状态Ⅰ) 解析 A项,从方程式看,气体的物质的量减少,所以ΔS<0,从图像看,随温度的升高,CO2的转化率减少,说明反应逆向移动,所以反应为放热反应,正确;B项,乙中投入量是甲的两倍,等效于两份甲加压,平衡正向移动,CO2转化率增大,所以应对应于A曲线,错误;C项,Ⅱ和Ⅲ的温度相同,若加压时,平衡不移动,则Ⅱ中CH3OCH3是Ⅲ的2倍,现平衡正向移动,所以Ⅱ中CH3OCH3比Ⅲ的2倍还大,错误;D项,Ⅲ对应的温度比Ⅰ高,根据温度越高,速率越快知,v逆(状态Ⅰ) 答案 AD 2.(2016·南京、盐城一模)硫化氢分解制取氢气和硫磺的原理为: 2H2S(g) S2(g)+2H2(g),在2.0L恒容密闭容器中充入0.1molH2S,不同温度下测得H2S的转化率与时间的关系如下图所示。 下列说法正确的是( ) A.正反应为放热反应 B.图中P点: v(正)>v(逆) C.950℃时,0~1.25s生成H2的平均反应速率为: 0.016mol·L-1·s-1 D.950℃时,该反应的平衡常数的值小于3.125×10-4 解析 A项,温度越高,H2S的转化率越高,所以正反应为吸热反应,错误;B项,P点所处的曲线还有增大的趋势,未达平衡,故v(正)>v(逆),正确;C项,v(H2)=v(H2S)= =0.008mol·L-1·s-1,错误;D项,在P处,c(H2S)=0.04mol/L,c(H2)=0.01mol/L,c(S2)=0.005mol/L,Q= =3.125×10-4,未达平衡,则K>Q,错误。 答案 B 3.(2016·无锡期末)一定温度下,将1molX、1molY和1molW充入2L恒容密闭容器,发生反应: X(g)+Y(g) mZ(g)+W(s),t1时达到平衡。 在t2、t3时刻分别改变影响反应的一个条件,测得容器中气体Z的浓度随时间变化如图所示。 下列说法正确的是( ) A.反应方程式中的m=2 B.t2时刻改变的条件是加入了催化剂或加压 C.t3时刻改变的条件是移去少量物质W D.t3时刻改变的条件可能是增加了X的物质的量 解析 A项,由图可知t2时刻为增大压强,平衡没有移动,所以该反应是气体体积不变的反应,正确;B项,因为Z的浓度变化,不可能是加入催化剂,只能是加压,错误;C项,W是固体,移去W不影响平衡的移动,错误;D项,t3时刻,若增大X的量,平衡正向移动,Z的浓度增加,正确。 答案 AD 4.(2016·苏锡常镇高三第二次调研)在体积为VL的恒容密闭容器中加入6molCO和H2的混合气体,在不同条件下发生反应: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。 图1表示有、无催化剂时反应的能量变化,图2表示平衡时CH3OH的体积分数随起始n(CO)∶n(H2)的变化关系。 下列叙述正确的是( ) A.正反应的ΔH=91kJ·mol-1,曲线b表示使用了催化剂 B.正反应速率v正: v正(状态Ⅱ) C.平衡时CO的转化率: α(CO,状态Ⅰ)<α(CO,状态Ⅱ) D.n(CO)∶n(H2)=0.5时,平衡时CH3OH的物质的量浓度: c(CH3OH,100℃) 解析 A项,由图该反应为放热反应,ΔH<0,错误;B项,由图可知反应Ⅲ温度高,速率快,正确;C项,对比Ⅰ、Ⅱ可知Ⅰ增加了CO的投料量,则CO的转化率降低,正确;D项,由图可知,该反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CH3OH的浓度减小,错误。 答案 BC 5.(2015·南通扬州二调)在2L的恒容密闭容器中充入A(g)和B(g),发生反应: A(g)+B(g) 2C(g)+D(s) ΔH=akJ·mol-1 实验内容和结果分别如下表和下图所示。 下列说法正确的是( ) 实验序号 温度 起始物质的量 热量变化 A B Ⅰ 600℃ 1mol 3mol 96kJ Ⅱ 800℃ 1.5mol 0.5mol —— A.实验Ⅰ中,10min内平均速率v(B)=0.06mol·L-1·min-1 B.上述方程式中a=-160 C.600℃时,该反应的平衡常数是0.45 D.向实验Ⅱ的平衡体系中再充入0.5molA和1.5molB,A的转化率增大 解析 实验Ⅰ中,10min内,三段式计算: v(B)= =0.03mol·L-1·min-1,A项错误; 由A项三段式数据,K(600℃)= = =1.5,C项错误;800℃时,投入1.5molA和0.5molB,若平衡后n(C)=0.6mol,根据三段式计算: K(800℃)= = =1.5,而根据图像,n(C)<0.6mol,说明K(800℃) =160kJ,B项正确;由于该反应为恒温恒容条件下气体化学计量数不变的反应,则投料时只要满足A和B的物质的量之比为3∶1,则平衡时各组分的体积分数就相同,所以向实验Ⅱ的平衡体系中再充入0.5molA和 molB时,才与原平衡等效,此时A的转化率不变,现在加入B的物质的量增多,则平衡正向移动,A的转化率增大,D项正确。 答案 BD 6.(2015·苏锡常镇一调)一定温度时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。 测定各物质的物质的量的部分数据如下表。 下列说法正确的是( ) 物质 反应时间/s 物质的量/mol PCl5 PCl3 Cl2 50 0.16 250 0.2 350 0.8 A.前50s反应的平均速率v(PCl3)=0.0016mol·L-1·s-1 B.其他条件不变,降低温度,平衡时c(PCl3)=0.09mol·L-1,则反应的ΔH<0 C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率大于80% D.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,反应达到平衡前v(逆)>v(正) 解析 先列出下列关系: 可见,50s时,反应未达到平衡,250s时,反应已经达到平衡。 前50s反应的平均速率v(PCl3)= =0.0016mol·L-1·s-1,A正确;原平衡中c(PCl3)= =0.1mol·L-1,降低温度后,平衡时c(PCl3)=0.09mol·L-1,说明平衡逆向移动,故正反应为吸热反应,B错误;若起始时向4.0L恒容容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,与将1.0molPCl5加入2.0L恒容容器所达到的平衡状态一致,即平衡时,PCl3的物质的量为0.4mol,此时PCl3的转化率= =80%,再将4.0L容器压缩为2.0L,平衡向生成PCl5的方向移动,故PCl3的转化率大于80%,C正确;Qc= =0.02,K= =0.025,则Qc 答案 AC 7.(2015·盐城三调)在1.0L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。 下列说法正确的是( ) A.该反应的正反应为放热反应 B.压强大小关系为: p1<p2<p3 C.M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2 D.在p2及512K时,图中N点v(正) 解析 A项,从图像看,随着温度升高,平衡时甲醇的物质的量减小,说明高温下平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,正确;B项,该反应为气体体积减小的反应,在高压下,甲醇的物质的量增大,从图中知,作一等温线发现,p1对应的甲醇的量最多,所以p1最大,错误;C项,M点表示平衡时甲醇的物质的量为0.25mol,“三段式法”计算: K= ≈1.04×10-2,正确;D项,N点相对于M点,N点没有达到平衡,且N点时甲醇的量比平衡量小,所以平衡应正向移动,即v(正)>v(逆),错误。 答案 AC 8.(2015·南通一调)一定条件下反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),其正反应放热。 现有三个体积相同的密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,按下图所示投料,并在400℃条件下开始反应。 达到平衡时,下列说法正确的是( ) A.容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数相同 B.容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率相同 C.容器Ⅱ、Ⅲ中的反应达平衡时SO3的体积分数: Ⅱ>Ⅲ D.容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1 解析 该反应是放热反应,随着反应的进行容器Ⅰ内温度升高,容器Ⅲ内温度不变,故两容器中的平衡常数不同,选项A错误;容器Ⅱ是恒温恒容、容器Ⅲ是恒温恒压,平衡建立过程中容器Ⅲ容积增大,正反应速率比容器Ⅱ小,选项B错误;将容器Ⅲ的平衡虚拟于容器Ⅱ平衡后扩大容积,平衡逆向移动,SO3的体积分数变小,故SO3的体积分数Ⅱ>Ⅲ,选项C正确;选项D中,可用虚拟容器Ⅰ恒温恒容,则SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和为1,平衡后再加热容器Ⅰ平衡逆向移动,SO2的转化率减小,则容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1,选项D正确。 答案 CD 9.(2015·盐城南京二调)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下 (已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1) 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1molN2、3molH2 2molNH3 4molNH3 NH3的浓度/(mol·L-1) c1 c2 c3 反应的能量变化 放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ 体系压强(Pa) p1 p2 p3 反应物转化率 α1 α2 α3 下列说法正确的是( ) A.2c1>c3B.a+b=92.4 C.2p2<p3D.α1+α3<1 解析 从反应物的投入量可以得出,甲与乙是完全等效平衡,丙可以看作是两份的乙(或甲)压缩体积50%。 A项,丙相当于是两份的甲压缩体积50%,若不移动,则2c1=c3,现平衡右移,c(NH3)增大,所以2c1<c3,A项错。 B项,甲、乙是完全等效平衡,起点不同,终点相同,即: (1molN2、3molH2) 平衡状态 2molNH3,a+b=92.4,B项对。 C项,丙相当于两份的乙压缩体积50%,若平衡不移,2p2=p3,现平衡右移,总压强p3减小,所以2p2>p3,C项错。 D项,甲、乙是完全等效平衡,与B项分析相似,有α1+α2=1;现丙相当于两份的乙压缩体积50%,平衡右移,使NH3的转化率α3减小,即α3<α2,所以α1+α3<1,D项正确。 答案 BD 10.在恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下二者发生反应: CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,下列有关说法一定正确的是( ) A.上述反应的ΔH>0 B.压强p1>p2>p3>p4 C.1100℃时该反应的平衡常数为64 D.压强为p4时,在Y点: v(正) 解析 A项,温度越高,转化率越大,即升高温度,平衡右移,ΔH>0,正确;B项,增大压强,平衡左移,CH4的转化率减小,所以p4>p3>p2>p1,错误;C项,设1100℃时CH4转化的物质的量浓度为xmol·L-1,则 ×100%=80%,x=0.08,K= =1.6384,错误;D项,Y点未达平衡,若要达到平衡,CH4的转化率应增大,所以v(正)>v(逆),错误。 答案 A 二、Ⅱ卷填空规范练 11.甲醇是重要的有机化工原料,目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨,在能源紧张的今天,甲醇的需求也在增大。 甲醇的合成方法是: (ⅰ)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ·mol-1 另外: (ⅱ)2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol-1 (ⅲ)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572.0kJ·mol-1 若混合气体中有二氧化碳存在时,还发生下列反应: (ⅳ)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1 回答下列问题: (1)甲醇的燃烧热为________________kJ·mol-1。 (2)在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇,该反应的化学方程式为_____________________________________________________。 (3)若反应在密闭恒容绝热容器中进行,反应(ⅳ)对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是______________________________________________________。 a.增大b.减小 c.无影响d.无法判断 (4)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ),各物质的浓度如下表: 浓度/mol·L-1 时间/min c(CO) c(H2) c(CH3OH) 0 0.8 1.6 0 2 0.6 x 0.2 4 0.3 0.6 0.5 6 0.3 0.6 0.5 ①x=____________________。 ②前2min内H2的平均反应速率为v(H2)=____________________。 该温度下,反应(ⅰ)的平衡常数K=____________________。 ③反应进行到第2min时,改变了反应条件,改变的这个条件可能是________(填序号)。 a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H2的浓度 (5)下图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系: ①由图像可知,较低温度时,CO转化率对________(选填“温度”或“压强”)敏感。 ②由图像可知,温度越低,压强越大,CO转化率越高,但实际生产往往采用300~400℃和10MPa的条件,其原因是__________________________。 解析 (1)利用盖斯定律,热化学方程式(ⅲ)-(ⅰ)+ (ⅱ),得新的热化学方程式为CH3OH(g)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.9kJ·mol-1。 (2)根据提示知CH3Cl中的Cl原子被羟基取代生成CH3OH。 (3)反应(ⅳ)消耗反应(ⅰ)的另外一种反应物氢气,而且生成反应(ⅰ)的反应物CO,使反应(ⅰ)的CO转化率降低;但反应(ⅳ)为吸热反应,使体系温度降低,反应(ⅰ)正向移动,使反应(ⅰ)中CO的转化率提高,两个原因孰轻孰重不得而知,故无法判断反应(ⅳ)对反应(ⅰ)中CO转化率的影响。 ②v(H2)=2v(CH3OH)=2×0.2mol·L-1/2min=0.2mol·L-1·min-1。 平衡常数K=0.5/(0.62×0.3)L2·mol-2=4.6L2·mol-2。 ③2min到4min的反应速率大于0到2min,而降低温度,反应速率降低,b项错误;由表格中的数据可知c项错误;故a项使用催化剂是正确的。 (5)①由图像可知,不管压强多大,只要温度较低,则转化率均较高,故转化率对温度较敏感。 ②温度较低,反应速率慢,不利于甲醇的生成;压强太大对设备要求高,成本高。 答案 (1)764.9 (2)CH3Cl+NaOH―→CH3OH+NaCl或CH3Cl+H2O CH3OH+HCl] (3)d (4)①1.2 ②0.2mol·L-1·min-1 4.6L2·mol-2 ③a (5)①温度 ②温度较低,反应速率慢;压强太大,成本高 12.工业生产硝酸铵的流程如下图所示: 请回答下列问题: (1)已知: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。 ①在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应后,放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4kJ。 ②为提高H2的转化率,实际生产中宜采取的措施有________(填字母)。 A.降低温度 B.最适合催化剂活性的适当高温 C.适当增大压强 D.减小压强 E.循环利用和不断补充氮气 F.及时移出氨 (2)该流程中铂—铑合金网上的氧化还原反应为4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。 ①已知铂—铑合金网未预热也会发热,则随着温度升高,该反应的化学平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是_____________ _______________________________________________________________。 ②若其他条件不变,则下列图像正确的是________(填字母)。 ③在1L容积固定的密闭容器中发生该反应,部分物质的物质的量浓度随时间变化如下表所示: 物质的量 浓度 时间 c(NH3)/mol·L-1 c(O2)/mol·L-1 c(NO)/mol·L-1 起始 0.8000 1.6000 0 第4min时 0.3000 0.9750 0.5000 第6min时 0.3000 0.9750 0.5000 第8min时 0.7000 1.4750 0.1000 反应在6~8min时改变了条件,改变的条件可能是________________;在从起始到第4min末用NH3表示的该反应的平均速率是________mol·L-1·min-1。 解析 (1)①合成氨反应属于可逆反应,不可能进行到底,该条件下反应放出的热量小于92.4kJ。 ②降低温度平衡正向移动,但反应速率降低,不适宜实际生产;升高温度、减小压强平衡逆向移动;适当增大压强既加快反应速率又使平衡正向移动;循环利用和不断补充氮气既加快反应速率又使平衡正向移动;及时移出氨减小了生成物浓度,使得平衡正向移动。 (2)②因为该反应的正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,H2O的含量减少,D错误;压强增大,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,同时压强增大平衡逆向移动,NO的产率减小,NH3的转化率减小,A、C正确;催化剂对平衡没有影响,但能加快反应速率,使达到平衡所需时间缩短,B正确。 ③比较第6min和第8min时数据: c(NO)减小,c(NH3)和c(O2)增大,且三者物质的量浓度的变化量之比等于其化学计量数之比,说明平衡逆向移动,原因可能是升高温度;v(NH3)=(0.8000-0.3000)mol·L-1÷4min=0.1250mol·L-1·min-1。 答案 (1)①小于 ②CEF (2)①减小 氨的催化氧化反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K会减小 ②ABC ③升高温度 0.1250
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