优化方案届高三化学一轮复习习题第7章 化学反应速率与化学平衡章末综合检测七.docx
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优化方案届高三化学一轮复习习题第7章 化学反应速率与化学平衡章末综合检测七.docx
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优化方案届高三化学一轮复习习题第7章化学反应速率与化学平衡章末综合检测七
章末综合检测(七)
(时间:
60分钟;满分:
100分)
一、选择题(本题包括9个小题,每小题5分,共45分)
1.下列说法中正确的是( )
A.一定条件下,催化剂能加快反应速率,也能提高反应物的平衡转化率
B.电解从海水中得到的氯化镁溶液可获得金属镁
C.锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡后再用盐酸溶解除去
D.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH<0在高温下能自发进行
解析:
选C。
催化剂能加快反应速率,但不会影响平衡状态,故不能提高反应物的平衡转化率,A错误;电解氯化镁溶液只能得到Mg(OH)2,不能得到镁单质,B错误;CaSO4沉淀用饱和Na2CO3溶液浸泡后可转化为CaCO3沉淀,再用盐酸溶解即可除去,C正确;反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)的ΔH<0,ΔS<0,故只能在低温下自发进行,D错误。
2.(2015·高考重庆卷)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。
在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:
CO(g)+H2S(g)
COS(g)+H2(g) K=0.1
反应前CO物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol。
下列说法正确的是( )
A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前H2S物质的量为7mol
D.CO的平衡转化率为80%
解析:
选C。
A.升高温度,H2S浓度增大,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,则该反应正反应为放热反应,故不正确。
B.通入CO后,正反应速率瞬间增大,之后化学平衡发生移动,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,当正反应速率和逆反应速率相等时,反应达到新的化学平衡状态,故不正确。
C.设反应前H2S的物质的量为amol,容器的容积为1L,列“三段式”进行解题:
CO(g)+H2S(g)
COS(g)+H2(g)
10 a
2 2 2 2
8a-2 2 2
化学平衡常数K=
=0.1,解得a=7,故正确。
D.CO的平衡转化率为
×100%=20%,故不正确。
3.在容积一定的密闭容器中,反应A(?
)+B(g)
C(g)+D(g)达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是( )
A.正反应是放热反应
B.A不是气态物质,加入A该平衡向正反应方向移动
C.其他条件不变,加入A平衡不移动
D.改变压强对该平衡的移动无影响
解析:
选C。
根据反应A(?
)+B(g)
C(g)+D(g)在恒容容器中进行,达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,若A为气态,则反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,容器内气体的密度不变,不符合题意。
则A为非气态物质,反应后气体的密度增大,只能是混合气体的质量增多,平衡只能是向正反应方向移动,有一部分非气态物质A的质量变为气体的质量,正反应方向为吸热反应,A错;由于A为非气态物质,故其他条件不变,加入A平衡不移动,B错、C对;因为反应前后气体的体积不相等,改变压强,平衡发生移动,D错。
4.(2013·高考安徽卷)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:
MgSO4(s)+CO(g)
MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
选项
x
y
A
温度
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量
(忽略体积)
CO的转化率
解析:
选A。
通过题给条件,判断平衡移动的方向,分析平衡移动后各量的变化规律,再结合图像进行判断。
A.该反应的正反应是吸热反应,当升高温度时,平衡向正反应方向移动,生成气体的质量增加,由于容器的容积不变,所以容器内混合气体的密度增大,A项正确。
B.方法一:
增大CO的物质的量,平衡向正反应方向移动,生成CO2的量虽然增多,但平衡时CO增加的量要比CO2增加的量要多,所以CO2与CO的物质的量之比减小。
方法二:
因为容器的容积不变,增加CO的物质的量,相当于增加了CO的浓度,由于反应物中只有CO为气体,根据“等效平衡”原理,增加CO的物质的量的过程可以看作是增大压强的过程,即平衡向逆反应方向移动,所以CO2与CO的物质的量之比应该减小。
C.增加SO2的浓度,虽然平衡向逆反应方向移动,但由于温度没有改变,所以平衡常数K不变。
D.MgSO4是固体,虽然它的质量增加了,但平衡并不发生移动,所以CO的转化率不会因为MgSO4质量的增加而增大。
5.25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:
Sn(s)+Pb2+(aq)
Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。
下列判断正确的是( )
A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH>0
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2
解析:
选D。
由于铅是固体状态,往平衡体系中加入金属铅后,平衡不移动,c(Pb2+)不变;往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,平衡向左移动,c(Pb2+)变大;升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,平衡向左移动,说明该反应是放热反应,即ΔH<0;25℃时,该反应的平衡常数K=
=
=2.2,故D项正确。
6.某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。
N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.将1mol氮气、3mol氢气,置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJ
B.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) C.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率增大 D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小 解析: 选C。 因为该反应为可逆反应,加入1molN2、3molH2,两者不可能完全反应生成2molNH3,所以放出的热量小于92.4kJ,A错;从状态A到状态B的过程中,改变的是压强,温度没有改变,所以平衡常数不变,B错;因为该反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H2的转化率增大,C对;升高温度,正、逆反应速率都增大,D错。 7.温度为T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。 反应过程中测定的部分数据见下表: t/s 0 50 150 250 350 n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 下列说法正确的是( ) A.反应在前50s的平均速率v(PCl3)=0.0032mol/(L·s) B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11mol/L,则反应的ΔH<0 C.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(正)>v(逆) D.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的转化率小于80% 解析: 选C。 A项,v(PCl3)= =0.0016mol/(L·s),错;B项,从表中看,平衡时PCl3为2.0mol/2L=0.1mol/L,升高温度时,PCl3的浓度增大,即平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,错;C项,原平衡时,K= =0.025,相同温度下,起始时向容器中充入物质后,Qc= =0.02,因为Qc ×100%=80%,现充入2molPCl3和2molCl2,可看作是两部分平衡后再加压,加压向体积减小的方向移动,即逆向移动,PCl3的转化率应增大,错。 8.在KI溶液中加入I2,存在平衡: I2(aq)+I-(aq) I (aq) ΔH,在某I2、KI混合溶液中,I 的物质的量浓度c(I )与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。 下列说法不正确的是( ) A.反应I2(aq)+I-(aq) I (aq)的ΔH<0 B.温度为T1、T2时,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K2>K1 C.反应进行到状态D时,正反应速率一定大于逆反应速率 D.状态A与状态B相比,状态B的c(I2)大 解析: 选B。 从图像分析,随着温度的升高,I 的浓度逐渐降低,故该反应是放热反应,A项正确;放热反应,升高温度平衡左移,平衡常数减小,B项不正确;状态D的I 的浓度小于平衡浓度(状态A),故平衡正向移动,正反应速率一定大于逆反应速率,C项正确;状态A到状态B,平衡逆向移动,I2的物质的量浓度增大,D项正确。 9.T℃时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列描述正确的是( ) A.平衡时X、Y的转化率相同 B.该反应的化学方程式为X(g)+Y(g) 2Z(g) C.T℃时,若起始时X为2.00mol,Y为2.00mol,达平衡时Y的体积分数与原平衡Y的体积分数相同 D.达到平衡后,将容器体积扩大为4L,平衡向逆反应方向移动 解析: 选B。 X的转化率为66.7%,Y的转化率为80%,A项错;达平衡时,X、Y、Z的转化量之比为1∶1∶2,故B项正确;起始时,X为1mol,Y为1mol,与X为2mol,Y为2mol,两种平衡状态等效,Y的体积分数相同,而题中情况相当于在第一种情况中又加入0.2molX,则Y的转化率增大,平衡时Y的体积分数减小,C项错;方程式左右气体化学计量数之和相等,扩大容器体积,平衡不移动,D项错。 二、非选择题(本题包括4个小题,共55分) 10.(14分)水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得: C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH (1)写出该反应的平衡常数表达式: K=________,已知: K(300℃) (2)上述反应达到平衡后,增加H2O(g)的量,则C(s)的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)下列说法一定能判断上述反应达到平衡的是____________。 A.消耗1molH2O(g)同时生成1molH2 B.容器内混合气体的总质量不变 C.恒温恒容时容器内气体的压强不变 D.H2O(g)、CO(g)、H2(g)三种气体的浓度之比为1∶1∶1 E.恒温恒容时容器内气体的密度不变 (4)上述反应在t0时刻达到平衡,在t1时刻改变某一条件后正反应速率[v(正)]随时间的变化如图所示,填出对应的编号。 ①缩小容器体积: ________。 ②降低温度: ________。 (5)一定温度下,三个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其他物质的物质的量浓度及正、逆反应速率关系如表所示。 请填写表中①②相应的空格。 容器编号 c(H2O)/(mol·L-1) c(CO)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) v(正)、v(逆)比较 Ⅰ 0.06 0.60 0.10 v(正)=v(逆) Ⅱ 0.12 0.20 ①____ v(正)=v(逆) Ⅲ 0.10 0.20 0.40 v(正)②____v(逆) 解析: (1)平衡常数表达式要用气体的浓度表示。 K(300℃) (2)反应达到平衡后,增加H2O(g)的量,平衡会向右移动,使C(s)的物质的量减小。 (3)判断反应是否达到平衡状态,主要看反应的正、逆反应速率是否相等、反应混合物中各成分的浓度是否发生变化等方面,可知是B、C、E项正确。 (4)①缩小容器体积意味着增大压强,化学反应速率要加快,b是正确的;②降低温度,化学反应速率减小,f是正确的。 (5)Ⅰ、Ⅱ中v(正)=v(逆),达到了化学平衡状态,化学平衡常数K=1是相等的,列式计算,可知①处应为0.60;Ⅲ中Qc= =0.8 答案: (1) 吸 (2)减小 (3)BCE (4)①b ②f (5)①0.60 ②> 11.(10分) (1)(2013·高考天津卷节选)已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0 若1mol空气中含有0.8molN2和0.2molO2,1300°C时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol。 计算该温度下的平衡常数K=___________________。 (2)(2013·高考山东卷节选)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应: TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g) ΔH>0(Ⅰ) 反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=________,若K=1,向某恒容密闭容器中加入1molI2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为________。 解析: (1) N2(g)+O2(g) 2NO(g) 起始量(mol)0.80.20 转化量(mol)4×10-44×10-48×10-4 平衡量(mol)约0.8约0.28×10-4 由于反应前后体积不变,所以该反应的平衡常数K= =4×10-6。 (2)K= ,通过三段式法列出平衡浓度,带入K值可以得出转化率为66.7%。 答案: (1)4×10-6 (2) 66.7% 12.(16分)(2013·高考广东卷)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。 将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。 (1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成: ①I-(aq)+O3(g)===IO-(aq)+O2(g) ΔH1 ②IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq) ΔH2 ③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq) I2(aq)+H2O(l) ΔH3 总反应的化学方程式为_________________________________________________, 其反应热ΔH=________________。 (2)在溶液中存在化学平衡: I2(aq)+I-(aq) I (aq),其平衡常数表达式为____________。 (3)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图甲),某研究小组测定两组实验中I 浓度和体系pH,结果见图乙和下表。 编号 反应物 反应前pH 反应后pH 第1组 O3+I- 5.2 11.0 第2组 O3+I-+Fe2+ 5.2 4.1 ①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②图甲中的A为________。 由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③第2组实验进行18s后,I 浓度下降。 导致下降的直接原因有(双选)________。 A.c(H+)减小B.c(I-)减小 C.I2(g)不断生成D.c(Fe3+)增加 (4)据图乙,计算3~18s内第2组实验中生成I 的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)_________________________________________________________。 解析: (1)将已知3个化学方程式相加可得O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq)===I2(aq)+O2(g)+H2O(l),由盖斯定律得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。 (2)依据平衡常数的定义可得,K= 。 (3)由表格可以看出第1组溶液的pH由反应前的5.2变为反应后的11.0,其原因是反应过程中消耗氢离子,溶液酸性减弱,pH增大。 由于是持续通入O3,O3可以将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+水解生成H+,A为Fe(OH)3,导致表格中第2组溶液的pH降低,促使反应②、③的平衡右移,导致I-的转化率明显提高,与I2反应的量减少,I 浓度减小。 (4)由图给数据可知Δc(I )=11.8×10-3mol/L-3.5×10-3mol/L=8.3×10-3mol/L,由平均反应速率公式得: v(I )=Δc(I )/Δt= ≈5.5×10-4mol/(L·s)。 答案: (1)O3(aq)+2I-(aq)+2H+(aq)===I2(aq)+O2(g)+H2O(l) ΔH1+ΔH2+ΔH3 (2) (3)①反应过程中消耗氢离子,溶液酸性减弱,pH增大 ②Fe(OH)3 Fe3+水解,导致H+浓度增大,使反应②、③右移,导致I-的转化率显著提高 ③BC (4)v(I )= = ≈5.5×10-4mol/(L·s) 13.(15分)已知2A2(g)+B2(g) 2C3(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2,在500℃时充分反应达平衡后C3的浓度为wmol·L-1,放出热量bkJ。 (1)比较a________b(填“>”、“=”或“<”)。 (2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)若在原来的容器中,只加入2molC3,500℃时充分反应达到平衡后,吸收热量ckJ,C3浓度________wmol·L-1(填“>”、“=”或“<”),a、b、c之间满足何种关系: ____________(用代数式表示)。 (4)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是________________________________________________________________________。 a.v(C3)=2v(B2) b.容器内压强保持不变 c.v逆(A2)=2v正(B2)d.容器内的密度保持不变 (5)为使反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的操作是________。 a.及时分离出C3气体b.适当升高温度 c.增大B2的浓度d.选择高效的催化剂 (6)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始加入2molA2和1molB2,500℃时充分反应达平衡后,放出热量dkJ,则d________b(填“>”、“=”或“<”),理由是 ________________________________________________________________________。 解析: (1)由热化学方程式的含义知2A2(g)+B2(g) 2C3(g) ΔH=-akJ·mol-1表示2molA2与1molB2反应生成2molC3时放出akJ的热量,实际上可逆反应不能进行到底,因此生成的C3少于2mol,放出的热量小于akJ。 (2)温度升高,化学平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小。 (3)在相同条件下,加入2molA2、1molB2(平衡Ⅰ)与只加入2molC3(平衡Ⅱ)最终建立相同的平衡状态,C3的平衡浓度相等。 平衡Ⅰ生成的C3和平衡Ⅱ分解的C3物质的量之和为2mol,因此有a=b+c。 (4)因为反应前后气体分子数不等,压强不变,说明达到平衡状态;因容积固定,反应过程中气体密度始终不变,故密度不变无法判断是否达到平衡;在反应过程中始终存在如下关系: v(C3)=2v(B2),因此无法确定是否达到平衡。 由化学方程式知,v正(A2)=2v正(B2),此时v正(A2)=v逆(A2),说明反应达到平衡状态。 综合分析b、c项正确。 (5)为使化学反应速率增大,可升高温度,增大B2的浓度,使用催化剂,为使平衡正向移动,可及时分离出C3气体,增大B2的浓度,综合分析满足条件的为c项。 (6)题给反应是一个气体分子数减少的反应,恒压状态,使反应始终保持比恒容状态更高的压强,有利于反应向右进行,生成C3比恒容状态下多,放出的热量也多。 答案: (1)> (2)减小 (3)= a=b+c (4)bc (5)c (6)> 由于始终保持较大压强,故反应物的转化率较高,生成C3比恒容时多,则放出热量也多
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