第七章第3节课时跟踪练Word格式文档下载.docx
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aA(g)+B(g)
C(g)+D(g),5min后达到平衡,已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则( )
A.a=3 B.a=2
C.B的转化率为40%D.B的转化率为60%
温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A、B错误;
设达到平衡时,B的转化量为xmol,则A、B、C、D的平衡量分别为(2-x)mol、(3-x)mol、xmol、xmol,设容器体积为1L,则平衡常数K=1=
,解得x=1.2,B的转化率=1.2÷
3×
100%=40%,C正确,D错误。
C
4.在一个容积为2L的密闭容器中,加入0.8molA2气体和0.6molB2气体,一定条件下发生如下反应:
A2(g)+B2(g)
2AB(g) ΔH<
0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.图中a点的值为0.15
B.该反应的平衡常数K=0.03
C.温度升高,平衡常数K值减小
D.平衡时A2的转化率为62.5%
本题是数形结合的题型,结合图象分析是关键,但要利用好变化量之比等于其化学计量数之比的规律进行求解。
在求解平衡常数和转化率时一定要规范表达式,严格代入数据进行求解。
B
5.在10L密闭容器中,1molA和3molB在一定条件下反应:
A(g)+xB(g)
2C(g),2min后反应达到平衡时,测得混合气体共3.4mol,生成0.4molC,则下列计算结果正确的是( )
A.平衡时,物质的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶11∶4
B.x值等于3
C.A的转化率为20%
D.B的平均反应速率为0.4mol/(L·
min)
设转化的A的物质的量为a,则
A(g)+xB(g)
2C(g)
起始物质的量(mol) 1 3 0
转化物质的量(mol)axa2a
平衡物质的量(mol)1-a3-xa2a
则2a=0.4mol,得a=0.2mol。
平衡时混合气体的总物质的量为3.4mol,1-a+3-xa+2a=3.4mol,x=4,B错误;
平衡时A、B、C的物质的量分别为0.8mol、2.2mol、0.4mol,所以比值为4∶11∶2,A错误;
A的转化率为
×
100%=20%,C正确;
B的平均反应速率为
=0.04mol/(L·
min),D错误。
6.在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:
Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下:
温 度/℃
25
80
230
平 衡 常 数
5×
104
2
1.9×
10-5
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B.25℃时反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×
C.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol·
L-1,则此时v(正)>
v(逆)
D.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol·
L-1
根据表格所示,温度升高平衡常数减小,则该反应为放热反应,A项正确;
25℃时K=
=
=2×
10-5,B项正确;
Qc=
=8>
2,平衡逆向移动v(正)<
v(逆),C项错误;
80℃时,c(CO)=
=1mol·
L-1,K=
=2,解得c[Ni(CO)4]=2mol·
L-1,D项正确。
7.加热N2O5,依次发生的分解反应为①N2O5(g)
N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g)
N2O(g)+O2(g)。
在2L密闭容器中充入8molN2O5,加热到t℃,达到平衡状态后O2为9mol,N2O3为3.4mol,则t℃时反应①的平衡常数为( )
A.8.5 B.9.6 C.10.2 D.10.7
N2O5
N2O3+O2 N2O3
N2O+O2
n(始)/mol 8 0 0 a 0 a
n(变)/molaaabbb
n(平)/mol8-aaaa-bba+b
有a+b=9,a-b=3.4,得a=6.2mol,b=2.8mol,平衡时c(N2O5)=0.9mol·
L-1,c(N2O3)=1.7mol·
L-1,c(O2)=4.5mol·
L-1,反应①的K=
=8.5。
8.在淀粉KI溶液中存在下列平衡:
I2(aq)+I-(aq)
I
(aq)。
测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示:
t/℃
5
15
35
50
K
1100
841
689
533
409
A.反应I2(aq)+I-(aq)
(aq)的ΔH>
B.其他条件不变,升高温度,溶液中c(I
)减小
C.该反应的平衡常数表达式为K=
D.25℃时,向溶液中加入少量KI固体,平衡常数K小于689
选项A,温度升高,平衡常数减小,因此该反应是放热反应,ΔH<
0,错误;
选项B,温度升高,平衡逆向移动,c(I
)减小,正确;
选项C,K=
,错误;
选项D,平衡常数仅与温度有关,25℃时,向溶液中加入少量KI固体,平衡正向移动,但平衡常数不变,仍然是689,错误。
9.活性炭可处理大气污染物NO,反应原理:
C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)。
T℃时,在2L密闭容器中加入0.100molNO和2.030mol活性炭(无杂质),平衡时活性炭物质的量是2.000mol。
下列说法不合理的是( )
A.该温度下的平衡常数:
K=
B.达到平衡时,NO的转化率是60%
C.3min末达到平衡,则v(NO)=0.01mol·
L-1·
min-1
D.升高温度有利于活性炭处理更多的污染物NO
利用三段式分析。
C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)
起始物质的量(mol)2.030 0.100 0 0
转化物质的量(mol)0.0300.0600.0300.030
平衡物质的量(mol)2.0000.040.0300.030
平衡时各物质的浓度:
c(NO)=0.02mol·
L-1,c(N2)=0.015mol·
L-1,c(CO2)=0.015mol·
L-1。
A项,该温度下的平衡常数:
,正确;
B项,达到平衡时,NO的转化率:
100%=60%,正确;
C项,3min末达到平衡,则v(NO)=
=0.01mol·
min-1,正确;
D项,不知道反应是放热反应还是吸热反应,无法确定温度对该反应限度的影响,错误。
二、非选择题
10.Ⅰ.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。
反应
大气固氮
N2(g)+O2(g)
2NO(g)
工业固氮
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
温度/℃
27
2000
400
450
平衡常数K
3.84×
10-31
0.1
108
0.507
0.152
①分析数据可知:
大气固氮反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:
人类不适合大规模模拟大气固氮的原因:
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是________(填“A”或“B”);
比较p1、p2的大小关系:
________。
Ⅱ.目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。
(3)在一定温度下,将1molN2和3molH2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时,H2的转化率α1=________。
②已知平衡时,容器压强为8MPa,则平衡常数Kp=________________(用平衡分压代替浓度计算,分压=总压×
物质的量分数)。
(1)①由表中数据可知随温度从27℃升高到2000℃,K值增大,说明平衡向正反应方向移动,说明正反应是吸热反应;
②大气固氮的K值小,转化率低。
(2)工业固氮,随温度升高,K值减小,平衡向逆反应方向移动,N2的转化率降低,所以A正确。
取相同的温度,p1→p2,N2的转化率升高,说明平衡向正反应方向移动,正反应是气体体积减小的反应,说明压强增大,p2>p1。
(3) N2+3H2
2NH3
n(始)/mol 1 3 0
n(变)/mola3a2a
n(平)/mol1-a3-3a2a
有(1-a)+(3-3a)+2a=2.8,a=0.6mol,H2的转化率为60%,N2的平衡分压为
8MPa,H2、NH3的平衡分压均为
8MPa,Kp=
。
Ⅰ.
(1)①吸热 ②K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产
(2)A p2>p1
Ⅱ.(3)①60% ②
(0.255或0.26)
11.研究氮氧化物的反应机理,对于消除对环境的污染有重要意义。
升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。
某化学小组为研究该特殊现象的原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的反应分两步:
①2NO(g)
N2O2(快) v1正=k1正·
c2(NO)
v1逆=k1逆·
c(N2O2) ΔH1<0
②N2O2(g)+O2(g)
2NO2(g)(慢)
v2正=k2正c(N2O2)c·
(O2) v2逆=k2逆c2(NO2)ΔH2<0
请回答下列问题:
(1)反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的ΔH=________kJ·
mol-1(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。
一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)达到平衡状态,请写出k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=________,升高温度,K值____________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)决定2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的速率是反应②。
反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1________(填“>”“<”或“=”)E2。
根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是________。
A.k2正增大,c(N2O2)增大 B.k2正减小,c(N2O2)减小
C.k2正增大,c(N2O2)减小 D.k2正减小,c(N2O2)增大
由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用下图表示。
当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为________(填字母)。
(1)①2NO(g)
N2O2(g) ΔH1<0,②N2O2(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH2<0,根据盖斯定律,将①+②,得:
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2;
2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数K=
,平衡时,v2正=v2逆,v1正=v1逆,因此K=
;
该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,K值减小。
(2)反应的活化能越小,反应速率越快,决定2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)速率的是反应②,反应②速率较慢,活化能较大,即E1<E2;
根据速率方程,A项,k2正增大,c(N2O2)增大,v2正增大,与题意不符,错误;
B项,k2正减小,c(N2O2)减小,v2正减小,与题意符合,正确;
C项,k2增大,c(N2O2)减小,v2正的变化无法判断,与题意不符,错误;
D项,k2正减小,c(N2O2)增大,v2正的变化无法判断,与题意不符,错误;
根据上述分析,升高温度,v2正减小,平衡向逆反应方向移动,c(O2)增大,因此当x点升高到某一温度时,c(O2)增大,v2正减小,符合条件的为点a。
(1)ΔH1+ΔH2
减小
(2)< B a
12.工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),对其研究如下:
(1)已知H-H键的键能为436kJ·
mol-1,N-H键的键能为391kJ·
mol-1,N≡N键的键能是945.6kJ·
mol-1,则上述反应的ΔH=________。
(2)上述反应的平衡常数K的表达式为______________________
若反应方程式改写为
N2(g)+
H2(g)
NH3(g),在该温度下的平衡常数K1=________(用K表示)。
(3)在773K时,分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:
t/min
10
20
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
n(NH3)/mol
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
①该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mol·
L-1、3mol·
L-1,则此时v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
②由上表中的实验数据计算得到“浓度时间”的关系可用下图中的曲线表示,表示c(N2)~t的曲线是________________________。
在此温度下,若起始充入4molN2和12molH2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)~t的曲线上相应的点为________________________。
(1)根据ΔH=E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能),知ΔH=945.6kJ·
mol-1+436kJ·
mol-1×
3-391kJ·
6=-92.4kJ·
mol-1。
(2)该反应的平衡常数K=
,
K1=
=[
]
=K
(3)①该温度下,25min时反应处于平衡状态,平衡时c(N2)=1mol·
L-1、c(H2)=3mol·
L-1、c(NH3)=2mol·
L-1,则K=
在该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2和NH3的浓度均为3mol·
L-1,则Q=
<K,反应向正反应方向进行,故v正大于v逆;
②起始充入4molN2和12molH2,相当于将充入2molN2和6molH2的两个容器“压缩”为一个容器,假设平衡不移动,则平衡时c(H2)=6mol·
L-1,而“压缩”后压强增大,反应速率加快,平衡正向移动,故平衡时3mol·
L-1<c(H2)<6mol·
L-1,且达到平衡的时间缩短,故对应的点为B。
(1)-92.4kJ·
mol-1
(2)K=
K
或
(3)①大于 ②乙 B
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