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SiCl4+2H2
4HCl+Si。
下列说法不合理的是( )
A.反应制得的硅可用于制造半导体材料
B.增大压强有利于加快上述反应的化学反应速率
C.四氯化硅可以由粗硅与氯气通过化合反应制得
D.混入少量空气对上述反应无影响
用粗硅和氯气反应可以制得四氯化硅,四氯化硅被氢气还原得到较高纯度的硅,可用于制造半导体材料,所以A、C选项都正确;
因为反应中有气体参与,因此B选项正确;
因为反应要制备的是较高纯度的硅,若混入少量空气,在高温条件下,单质硅会与氧气反应生成二氧化硅,所以D选项错误。
3.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。
下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=
A项,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,A项错误;
B项,在恒容的条件下,通入惰性气体,压强增大,但各物质的浓度不变,则反应速率不变,故B项错误;
C项,降低温度,反应速率也降低,反应达到平衡的时间就长,故C项错误。
4.已知:
H2(g)+I2(g)
2HI(g);
ΔH<
0。
有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,相同温度下分别达到平衡。
欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是( )
A.甲、乙提高相同温度
B.甲中加入0.1molHe,乙不变
C.甲降低温度,乙不变
D.甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2
选C。
0.2molHI相当于H2、I2各0.1mol,所以甲、乙在题述情况下达到的平衡是等效的。
A项,甲、乙提高相同温度,仍等效;
B项,甲中加入0.1molHe对反应无影响;
C项,甲降低温度,平衡右移,HI的浓度增大;
D项,甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2,平衡都向右移动,HI的浓度都增大,具体结果不能断定。
5.如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:
在
(1)中加入CaO,在
(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现
(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅,下列叙述正确的是( )
A.2NO2
N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶
(1)中,平衡时混合气体的平均相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
选A。
选项A,
(1)中CaO与H2O反应放出热量,导致烧瓶中的气体颜色加深,NO2浓度增大,所以升温有利于NO2生成,所以2NO2
N2O4是放热反应。
选项B,NH4Cl水解反应是吸热反应。
选项C,
(1)中气体总质量不变,但气体的物质的量增大,所以平衡时混合气体的平均相对分子质量减小。
选项D,(3)中平衡向着生成N2O4的方向移动,气体的总物质的量减小,压强降低。
6.工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:
SiCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g);
ΔH=+QkJ·
mol-1(Q>0)。
某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1mol,则达平衡时,吸收热量为QkJ
C.反应至4min时,若HCl浓度为0.12mol·
L-1,则H2的反应速率为0.03mol·
L-1·
min-1
D.当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成的HCl通入100mL1mol·
L-1的NaOH溶液恰好反应
A项,增大压强,平衡向逆反应方向移动,SiCl4的转化率减小;
B项,由于此反应为可逆反应,开始时加入1molSiCl4,并不能全部转化为Si,所以吸收的热量小于QkJ;
C项,v(H2)=
v(HCl)=
×
=0.015mol·
min-1。
D项,当反应吸收热量为0.025QkJ时,产生n(HCl)=4mol×
=0.1mol=n(NaOH),故恰好反应。
7.如图为某化学反应的速率(v)与时间(t)的关系示意图。
在t1时刻时升高温度或者增大压强。
速率的变化都符合示意图的反应是( )
A.4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g);
ΔH<0
B.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);
C.H2(g)+I2(g)
ΔH>0
D.C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g);
根据图示,可知升温时平衡向逆反应方向(吸热反应方向)移动,升压时平衡向逆反应方向(气体总物质的量减小)移动,对照选项,只有选项A符合。
8.某温度下,在容积固定的密闭容器中发生可逆反应A(g)+3B(g)
2Q(g),平衡时,各物质的浓度比为c(A)∶c(B)∶c(Q)=1∶2∶1,保持温度不变,以1∶2∶1的体积比再充入A、B、Q,则下列叙述正确的是( )
A.刚充入时正反应速率增大,逆反应速率减小
B.达到新平衡时,反应混合物中A、B的体积分数增加
C.达到新平衡时,c(A)∶c(B)∶c(C)=1∶2∶1
D.达到新平衡过程中,体系压强先增大,后逐渐减小,但新平衡压强比原平衡压强大
依题意,平衡后充入A、B、Q,相当于压缩原平衡体系,正、逆反应速率都增大,只是增大幅度不同,A错;
由于起始反应物的浓度未知,无法判断新平衡时混合物中各物质的体积分数变化和浓度变化,B、C错;
根据平衡移动原理,平衡移动只“减弱”改变,而不能“抵消”改变,D正确。
9.一定条件下,在体积为10L的密闭容器中,1molX和1molY进行反应:
2X(g)+Y(g)
Z(g),经60s达到平衡,生成0.3molZ,下列说法正确的是( )
A.以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/(L·
s)
B.将容器体积变为20L,Z的平衡浓度变为原来的1/2
C.若增大压强,则物质Y的转化率减小
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的ΔH>
由题意得如下关系:
2X(g)+Y(g)
Z(g)
n起始 1 1 0
Δn 0.6 0.3 0.3
n平衡 0.4 0.7 0.3
得:
vX=
=
=0.001[mol/(L·
s)],A正确。
若体积变为20L,假设平衡不移动,则Z的平衡浓度变为原来的
,但体积增大平衡逆向移动,故Z的平衡浓度小于原来的
,B错误。
若增大压强,平衡正向移动,Y的转化率增大,C错误。
若升温X的体积分数增大,说明升温平衡逆向移动,逆向吸热,故正向放热ΔH<
0,D错误。
10.某温度下,在一密闭容器中发生如下可逆反应:
2E(g)
F(g)+xG(g);
ΔH<0。
若起始时E浓度为amol·
L-1,F、G浓度均为0,达平衡时E浓度为0.5amol·
L-1;
若E的起始浓度改为2amol·
L-1,F、G浓度仍为0,当达到新的平衡时,下列说法正确的是( )
A.升高温度时,正反应速率加快、逆反应速率减慢
B.若x=1,容器体积保持不变,新平衡下E的体积分数为50%
C.若x=2,容器体积保持不变,新平衡下F的平衡浓度大于0.5amol·
L-1
D.若x=2,容器压强保持不变,新平衡下E的物质的量为amol
选B。
选项A,升高温度,正、逆反应速率均加快。
选项B,当x=1时,两次平衡属于等效平衡,第一次平衡时E的体积分数=(0.5a/a)×
100%=50%,则新平衡下E的体积分数也为50%。
选项C,当x=2,容器体积保持不变,新平衡与第一次平衡相比,相当于对平衡体系增压,E的转化率小于50%,新平衡下F的平衡浓度小于0.5amol·
L-1。
选项D,无法知道新平衡下容器的体积,也无法得出新平衡下E的物质的量。
二、非选择题(本题包括3个小题,共50分)
11.(19分)(2011年石家庄质检)在一密闭容器中发生反应N2+3H2
2NH3,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是________(填选项)。
A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3
D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6
(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是哪个(填选项)。
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度
D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气
t1时刻________;
t3时刻________;
t4时刻________。
(3)依据
(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是________(填选项)。
A.t0~t1 B.t2~t3
C.t3~t4D.t5~t6
(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线。
(5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为________。
(1)根据图示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内,v(正)、v(逆)相等,反应处于平衡状态。
(2)t1时,v(正)、v(逆)都同时增大,且v(逆)增大得更快,平衡向逆反应方向移动,所以t1时改变的条件是升温。
t3时,v(正)、v(逆)都同时增大且增大量相同,平衡不移动,所以t3时改变的条件是加催化剂。
t4时,v(正)、v(逆)都同时减小,但平衡向逆反应方向移动,所以t4时改变的条件是减小压强。
(3)根据图示知,t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动,NH3的含量均比t0~t1时间段的低,所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最大。
(4)t6时刻分离出NH3,v(逆)马上减小,而v(正)逐渐减小,在t7时刻二者相等,反应重新达平衡,据此可画出反应速率的变化曲线。
(5)设反应前加入amolN2,bmolH2,达平衡时生成2xmolNH3,则反应后气体总的物质的量=(a+b-2x)mol,
=0.2,解得:
a+b=12x,故反应后与反应前的混合气体体积之比=
。
答案:
(1)ACDF
(2)C E B
(3)A
(4)
(5)5∶6
12.(16分)(2011年西城区抽样测试)在一定温度下,向容积不变的容器中加入2molN2、8molH2及固体催化剂,使之反应。
已知:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);
ΔH=-92.2kJ·
mol-1。
平衡时,容器内气体压强为起始时的80%。
(1)反应达到平衡时,放出的热量________。
A.小于92.2kJ B.等于92.2kJC.大于92.2kJ
(2)保持同一温度,在相同的容器中,若起始时加入2molNH3、1molH2及固体催化剂,反应达到平衡时NH3的体积分数________。
A.等于0.25B.大于0.25C.小于0.25
(3)保持同一温度,在相同的容器中,起始通入一定物质的量的N2、H2、NH3,欲使平衡时NH3的体积分数一定等于0.25。
且起始时反应向正方向进行,则充入N2的物质的量a(mol)的取值范围是__________________________________。
(4)如图是T1℃时容器中NH3的物质的量随时间t的变化曲线,请在该图中补画出该反应在T2℃(T2>
T1)时n(NH3)的变化曲线。
(1)设平衡时反应的N2的物质的量为x,则
2NH3(g)
开始量2mol8mol0
变化量x3x2x
再根据压强比等于物质的量之比可求出x=1mol,生成的NH3为2mol,故平衡时放出的热量为92.2kJ;
平衡体系中NH3的体积分数为25%。
(2)当开始加入2molNH3、1molH2时,相当于加入1molN2、4molH2,对比原平衡,相当于减压,故平衡向逆反应方向移动,NH3的体积分数减小,即小于0.25。
(3)由于平衡时N2为1mol,故所加入的N2的物质的量应大于1mol才能确保平衡向正反应方向进行,又因同时通入有NH3,故通入的N2的物质的量应该小于2mol。
(4)T2>
T1时,温度为T2时达到平衡所需要的时间少一些,平衡时NH3的物质的量少一点,抓住这两点后就容易画图了。
(1)B
(2)C (3)1mol<
a<
2mol
13.(15分)如图所示的转化关系中,已知A是由短周期元素组成的酸式盐。
D、Y、H为气体,X为无色液体,G和K均是常见的强酸。
H与Na2O2可发生化合反应,生成的盐与Ba2+反应可生成不溶于稀G的白色沉淀,一个D分子中含有10个电子。
试回答下列问题:
(1)写出D(少量)、H、X反应生成A的离子反应方程式:
_______________________________________________________________。
(2)写出D与K反应生成的正盐溶液中的离子浓度大小关系:
___________________________________________________________________。
(3)一定温度下,有可逆反应:
aD(g)+bY(g)
cE(g)+dX(g)。
在2L密闭容器中,充入4molD和5molY,在催化剂存在条件下,2min后反应达到平衡,测得平衡时容器内的压强比反应前增加了
则前2min内用E表示的平均反应速率为__________mol·
min-1,平衡时D的浓度为________mol·
(4)已知:
2H(g)+Y(g)
2I(g);
ΔH=-196.6kJ·
当加入4molH和2molY后,放出345kJ的热量时,H的转化率最接近于________(填字母)。
A.40% B.50% C.80% D.90%
根据题设条件和框图转化关系,可推知A为NH4HSO3,B为NaOH,C为Na2SO3,D为NH3,E为NO,F为NO2,G为HNO3,H为SO2,I为SO3,K为H2SO4,X为H2O,Y为O2。
(1)少量NH3与SO2、H2O反应时生成NH4HSO3,反应的离子方程式为:
NH3+SO2+H2O===NH4++HSO3-。
(2)NH3与H2SO4反应生成的正盐为(NH4)2SO4,根据盐类水解规律可得(NH4)2SO4溶液中各种离子浓度大小关系为:
c(NH4+)>
c(SO42-)>
c(H+)>
c(OH-)。
(3)根据反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),设反应达平衡时生成NO的物质的量为4x,则有:
,解得x=0.5(mol),生成NO的物质的量为2mol,故v(NO)=0.5mol/(L·
min)。
平衡时c(NH3)=
=1mol/L。
(4)2molSO2完全转化为SO3时,放出196.6kJ的热量,当放出345kJ的热量时,转化了2mol×
=3.51mol的SO2,SO2的转化率=
100%=88%。
(1)NH3+SO2+H2O===NH4++HSO3-
(2)c(NH4+)>
c(OH-)
(3)0.5 1
(4)D
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