化学人教版高中二年级必修2 选修四4.docx
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化学人教版高中二年级必修2选修四4
1.下列坐标图均涉及到平衡原理,其中相关表述正确的是()
A.图②表示2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)△H<0正逆反应的平衡常数K随温度的变化
B.图③表示反应2NH3(g)
3H2(g)+N2(g)在恒温恒压装置中达平衡时,N2的物质的量与通入NH3的物质的量变化关系
C.图④表示AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)的离子的浓度关系,当处于b点时,蒸发部分的水后可以到达平衡线的a点处
D.图①表示室温下,用0.1mol·L-1氨水吸收HCl气体时,溶液的粒子浓度随吸收HCl的变化,实线表示c(NH3·H2O),虚线表示c(NH4+),处于M点时溶液呈中性
3.一定温度下,在三个体积均为2.5L的恒容密闭容器中发生反应:
CO2(g)+H2S(g)
COS(g)+H2O(g)
容器
温度/K
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
平衡常数
CO2
H2S
H2O
Ⅰ
607
0.11
0.41
0.01
/
Ⅱ
607
0.22
0.82
/
Ⅲ
620
0.1
0.4
/
6.74×10-3
下列说法正确的是
A.该反应正反应为放热反应B.607K时该反应的平衡常数为2.50×10-3
C.容器Ⅱ达到平衡时容器中COS物质的量为0.02molD.容器Ⅲ达平衡时再充入少量氦气,平衡将向正反应方向移动
4.一定条件下0.3molX(g)与0.3molY(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应X(g)+3Y(g)
2Z(g)下列示意图合理的是
5.在容积固定的容器中发生反应X(g)+Y(g)
Z(g)(未配平)。
温度为T0时,各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。
其他条件相同,温度分别为T1、T2时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。
下列叙述正确的是
A.该反应正反应的反应热ΔH<0B.增大压强,平衡向正反应方向移动
C.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为62.5%D.发生反应时,各物质的反应速率大小关系为:
v(X)=v(Y)=2v(Z)
6.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应:
X(g)+Y(g)⇌2Z(g)△H<0,一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的数据如下表,下列说法不正确的是
A.该温度下此反应的平衡常数K=1.44B.其他条件不变,升高温度,反应达到新平衡前V(逆) C.反应前2min的平均速率v(Z)=4.0×10-3mol/(L·min) D.其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数不变 7.在373K时,把0.5molN2O4气体通入体积为5L(恒容)的真空密闭容器中,立即出现红棕色。 反应进行到60s时体系达到平衡,此时容器内压强为反应前的1.6倍。 下列说法不正确的是 A.平衡时,N2O4的转化率为60%B.平衡时,体系内NO2为0.04mol·L-1 C.其它条件不变,平衡后再往该密闭容器中通入0.5molN2O4气体,重新达到平衡时N2O4的体积百分数增大 D.其它条件不变,平衡后再往该密闭容器中通入1molN2O4气体,重新达到平衡时该反应平衡常数不变 8.已知一定温度和压强下,N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g),放出92.4kJ热量。 在同温同压下向密闭容器中通入1molN2和3molH2,达平衡时放出热量为Q1kJ;向另一体积相同的容器中通入0.5molN2和1.5molH2,相同温度下达到平衡时放出热量为Q2kJ。 则下列叙述正确的是 A.2Q2>Q1=92.4kJB.2Q2=Q1=92.4kJC.2Q2<Q1<92.4kJD.2Q2=Q1<92.4kJ 9.在10L密闭容器中,1moLA和3moLB在一定条件下反应: A(g)+4B(g) 2C(g),在2min后反应达到平衡时,测得混合气体共3.4moL,则下列说法不正确的是() ①平衡时,物质的量之比n(A): n(B): n(C)=2: 11: 4②平衡时C气体的体积分数约为11.8%③A的转化率为20% ④平衡时B的平均反应速率为0.04moL∙L-1∙min-1⑤温度、容积不变充入氩气平衡向右移动 ⑥温度、容积不变充入A气体后B气体的转化率增大⑦该反应若在恒温恒压的条件下充入氦气平衡向右移动 A.①⑤⑦B.②③④⑥C.①④⑤D.⑤⑥⑦ 10.下列方法中可以证明A(s)+2B2(g) 2C2(g)+D2(g)已经达到平衡状态的是 ①单位时间内生成了2molC2的同时也生成了1molA②一个B—B键的断裂的同时有一个C—C键的生成 ③反应速率v(B2)=v(C2)=1/2v(D2)④c(B2): c(C2): c(D2)=2: 2: 1⑤温度、体积一定时,B2、C2、D2浓度不再变化 ⑥温度、体积一定时,容器内的压强不再变化⑦在绝热装置中,体系的温度不再变化 ⑧温度、体积一定时,混合气体的密度不再变化⑨百分组成B2%=C2%=D2% A.①③⑥⑨B.②④⑦⑧C.①⑤⑥⑦⑧D.①⑤⑦⑧ 11.甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。 该反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2+8H2O设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4): 甲组: 通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小 某同学进行实验,实验装置如下左图。 其中A、B的成分见下右表 (1)该实验的目的是_______________________________________________。 (2)实验开始前需要检查气密性。 分液漏斗中A溶液应该______________加入(填“一次性”或“逐滴滴加”) (3)完成该实验还需要__________(填仪器名称),实验结束后读数前需要移动量气管,使两个量气管的液面相平。 乙组: 通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率 为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验 实验编号 1 2 3 4 水/mL 10 5 0 X 0.5mol/LH2C2O4/mL 5 10 10 5 0.2mol/LKMnO4/mL 5 5 10 10 时间/s 40 20 10 --- (5)X=____________,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是__________________________________。 (6)2号反应中,H2C2O4的反应速率为____________________________。 (7)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快.某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做3号实验,测定过程中溶液不同时间的温度, 时间/s 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27 结果如表 结合实验目的与表中数据,你得出的结论是___________________。 (8)从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是______________________的影响。 12. (1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。 ①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。 该反应的平衡常数等于_____。 ②平衡状态由A变到B时.平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。 (2)N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应为: 2N2O5=4NO2+O2。 实验测得在67℃时反应体系中N2O5的物质的量浓度随时间的变化如下表所示。 t/min 0 1 2 3 4 5 c(N2O5)/mol·L—1 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 ①实验进行的前1分钟和最后1分钟,用N2O5的物质的量浓度变化表示的平均反应速率分别是、。 ②实验进行的最后1分钟,用NO2的物质的量浓度变化表示的平均反应速率是;5分钟时NO2的物质的量浓度是。 (3)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。 CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol-1 CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1 若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为____kJ。 13.密闭容器中加入4molA、1.2molC和一定量的B三种气体,一定条件下发色好难过反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[已知t0~t1阶段保持恒温、恒容,且c(B)未画出]。 乙图为t2时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件,其中t3时刻为使用催化剂。 (1)若t1=15s,则t0~t1阶段的反应速率为v(C)=。 (2)t4时刻改变的条件为,t5时刻改变的条件为。 (3)已知t0~t1阶段该反应放出或吸收的热量为QkJ(Q为正值),试写出该反应的热化学方程式: (4)在相同条件下,若按下表a、b、c、d四种情况进行投料,达到平衡与t1时刻的平衡等效的是。 a b c d n(A)/mol 2.0 1.2 2 3.6 n(B)/mol 1.2 0.4 1 1.5 n(c)/mol 0.1 0 0.5 2 14. (1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1, 以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________。 (填序号) A.升高温度 B.增加碳的用量C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO (2)已知: C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH=+172.5kJ·mol-1,则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的焓变ΔH=________。 (3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。 甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨作电极,该电池负极反应式为______________________________________。 若用该电池提供的电能电解60mLNaCl溶液,设有0.01molCH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部逸出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH=________。 (4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。 得到如下数据: 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min H2O CO H2 CO 900 1.0 2.0 0.4 1.6 3.0 通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。 改变反应的某一条件,反应进行到tmin时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6mol。 若用200mL5mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)_________________________ (5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。 合成氨反应原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。 实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图甲所示。 ①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为________________________________。 ②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其他条件相同,请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。 15.t℃时,将3molA和1molB气体通入容积为2L的密闭容器中(容积不变),发生如下反应3A(g)+B(g) xC(g),2min时反应到达平衡状态(温度不变),此时容器内剩余了0.8molB,并测得C的浓度为0.4mol·L-1。 (1)从反应开始到平衡状态,生成C的平均反应速率为____________________。 (2)x = ____。 (3)若向原平衡混合物的容器中再充入amolC, 在t℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=___________mol。 (用含a的代数式表示) (4)保持温度和容积不变,对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡向右移动的是______(填字母)。 A.均减半 B.均加倍 C.均增加0.4mol D.均减少0.4mol (5)如果上述反应在相同温度和容积的容器中进行,起始加入3molA和3molB,达到平衡时A的体积分数为a%。 其它条件不变时,按下列配比作为起始物质,平衡时A的体积分数大于a%的是 (填字母)。 A.2molC B.1molA、3molB和4molCC.1molB和4molC D.6molA和2molB 16.铁与水反应: 3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)△H (1)上述反应的平衡常数表达式K=_____________。 (2)已知: ①3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s)△H1=-1118.4kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=-483.8kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=-571.8kJ·mol-1则△H=_____________。 Fe H2O(g) Fe3O4 H2 甲/mol 1.0 1.0 1.0 1.0 乙/mol 1.0 1.5 1.0 1.0 (3)在t℃时,该反应的平衡常数K=16,在2L恒温恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质反应经过一段时间后达到平衡。 ①甲容器中H2O的平衡转化率为_____________(结果保留一位小数)。 ②下列说法正确的是_____________(填编号) A.若容器压强恒定,则反应达到平衡状态B.若容器内气体密度恒定,则反应达到平衡状态 C.甲容器中H2O的平衡转化率大于乙容器中H2O的平衡转化率D.增加Fe3O4就能提高H2O的转化率 17. (1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。 CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·molˉ1CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2 若2molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为1734kJ,则ΔH2=; (2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。 其反应为: Fe2O3(s)+3CH4(g) 2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)ΔH>0 ①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。 则该段时间内CO的平均反应速率为________________。 ②若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是____________ a.CH4的转化率等于CO的产率b.混合气体的平均相对分子质量不变c.v(CO)与v(H2)的比值不变 d.固体的总质量不变 ③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KAKB(填“>”、“<”或“=”)。 纵坐标可以表示的物理量有哪些。 a.H2的逆反应速率b.CH4的的体积分数c.混合气体的平均相对分子质量d.CO的体积分数 (3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。 下图是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图: ①甲烷燃料电池的负极反应式是: __________________________。 ②当A中消耗0.05mol氧气时,B中________________极(填“a”或“b”)增重________________g。 (4)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率。 电化学合成氨过程的总反应式为: N2+3H2 2NH3,该过程中还原反应的方程式为。 18.“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。 CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。 生产煤炭气的反应之一是: C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)−131.4kJ。 (1)在容积为3L的密闭容器中发生上述反应,5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L,用H2O表示0~5min的平均反应速率为_________________________。 (2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(选填编号)。 a.v正(C)=v逆(H2O)b.容器中CO的体积分数保持不变c.c(H2)=c(CO)d.炭的质量保持不变 (4)在一定条件下用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)②CO(g)+CH3OH(g) HCOOCH3(g) ①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。 在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是。 ②已知反应①中CO的转化率为80%,反应②中两种反应物的转化率均为85%,则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯kg。 19.在一定条件下,反应A(g)+B(g) C(g)(正反应为放热反应)达到平衡后,根据下列图像判断: (1)升温,达到新平衡的是_________(填A、 或B.....),新平衡中C的体积分数___________(填“增大”、“减小”、“不变”,)。 (2)降压,达到新平衡的是___________(填A、或B.....),A的转化率______________(填“增大”、“减小”、“不变”,)。 (3)减少C的量,达到新平衡的是____________(填A、或B.....)。 (4)增加A的量,达到新平衡的是________________(填A、或B.....),此时B的转化率____________(填“增大”、“减小”、“不变”,),A的转化率________________(填“增大”、“减小”、“不变”,)。 (5)使用催化剂,达到平衡的是________________(填A、或B.....),A的转化率 ____________(填“增大”、“减小”、“不变”,),C的质量分数________________(填“增大”、“减小”、“不变”,)。 (6)已知,B是有色气体,A、C均无色,若维持容器内压强不变,充入氖气时,混合气体的颜色____________(填变深、变浅、或不变). 20.在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应: A(g) B(g)+C(g)ΔH=+85.1kJ·mol-1 反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表: 时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 总压强p/100kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 (1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为____________。 (2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为______________。 平衡时A的转化率为__________,列式并计算反应的平衡常数K__________。 (3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n(总)=____mol,n(A)=________mol。 ②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算: a=________。 反应时间t/h 0 4 8 16 c(A)/(mol·L-1) 0.10 a 0.026 0.0065 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律,得出的结论是________________________________,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为__________mol·L-1。 21.向体积为2L的固定密闭容器中通入3molX气体,在一定温度下发生如下反应: 2X(g) Y(g)+3Z(g) (1)经5min后反应达到平衡,此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍,则用Y的物质的量浓度变化表示的速率为。 (2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为: 甲v(X)=3.5mol/(L・min);乙v(Y)=2mol/(L・min);丙v(Z)=4.5mol/(L・min);丁v(X)=0.075mol/(L・s)。 若其它条件相同,温度不同,则温度由高到低的顺序是(填序号)。 (3)若向达到 (1)的平衡体系中充入氩气,则平衡向(填"左"或"右"或"不")移动;若向达到 (1)的平衡体系中移走部分混合气体,则平衡向(填"左"或"右"或"不")移动。 (4)若在相同条件下向达到 (1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体,则平衡后X的转化率⑷与⑴的平衡中的X的转化率相比较。 A.无法确定B.⑷一定大于⑴C.⑷一定等于⑴D.⑷一定小于⑴ (5)若保持温度和压强不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol,达到平衡时仍与 (1)的平衡等效,则a、b、c应该满足的关系为。 (6)若保持温度和体积不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol,达到平衡时仍与 (1)的平衡等效,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围应该为。 参考答案 【答案】B 【解析】 试题分析: A、已知该反应正方向为放热反应,升高温度平衡逆移,K(正)减小,K(增大),图象与实际不符,A错误;B、增
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