高中化学化学反应的限度第2课时反应条件对化学平衡的影响测试题3 鲁科版选修4.docx
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高中化学化学反应的限度第2课时反应条件对化学平衡的影响测试题3鲁科版选修4
第二章第2节化学反应的限度
第2课时反应条件对化学平衡的影响
一、选择题
1.在一密闭容器中反应aA(g)
bB(g)达平衡后,测得c(B)为1mol/L。
如保持温度不变,将容器体积变为原来的2倍,重新达到新的平衡时,c(B)变为0.6mol/L则下列说法不正确的是()
A.平衡向正反应方向移动
B.物质A的转化率增大
C物质B的质量分数增大
D.a>b
2.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表。
下列说法正确的是()
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)的反应为吸热反应
B.25℃时反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为0.5
C.在某条件下达到平衡,测得Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol·L-1,则此时温度高于80℃
D.80℃达到平衡时,保持体积不变,往体系中充入一定量的CO,再次达到平衡后CO的体积分数减小
3.反应NH4HS(s)
NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡,下列各种情况中,能使化学平衡正向移动的是()
A.加入NH4HS固体
B.压强、温度不变,充入少量氩气
C.容积、温度一定,充入氦气
D.温度、容积一定,充入H2S气体
4.已知反应A2(g)+2B2(g)
2AB2(g)△H<0,下列说法正确的是()
A.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
5.在下列可逆反应中,增大压强或降低温度,均可使化学平衡向正反应方向移动的是()
A.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)(正反应是放热反应)
B.4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)(正反应是放热反应)
C.2NH
3(g)
N2(g)+3H2(g)(正反应是吸热反应)
D.SO
2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)(正反应是放热反应)
6.在体积为VL的密闭容器中存在化学平衡:
2NO2(g)
N2O4(g),ΔH<0。
保持温度不变,将容器体积压缩至V/2后,下列说法不正确的是()
A.容器内气体颜色变深
B.容器内NO2分子数减少
C.混合气体的平均相对分子质量增大
D.NO2的物质的量分数增大
7.已知反应A2(g)+2B2(g)
2AB2(g)△H<0,下列说法正确的()
A.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
8.K2Cr2O7溶液中存在平衡:
Cr2O72-(橙色)
2CrO42-(黄色)+2H+。
用K2Cr2O7溶液进行下列实验,结合实验,下列说法不正确的是()
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
D.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
9.为探究外界条件对反应:
mA(g)+nB(g)⇌cZ(g
)△H的影响,以A和B物质的量之比为m:
n开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数.实验结果如图所示,下列判断正确的是()
A.△H>0
B.升温,正、逆反应速率都增大,平衡常数减小
C.增大压强,Z的含量减小
D.在恒温恒容下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,达到平衡后Z的含量减小
10.下列说法中,可以说明恒容密闭容器中的反应:
P(g)+Q(g)
R(g)+S(g)在恒温下已达平衡状态的是()
A.反应容器内压强不随时间变化
B.P和S的生成速率相等
C.反应容器内P、Q、R、S四者物质的量浓度为1:
1:
1:
1
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化
11.在一定条件下,对于密闭容器中进行的反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是()
A.正、逆反应速率都等于零B.N2、H2、NH3的浓度均不再变化
C.N2、H2、NH3在容器中共存D.N2、H2、NH3的浓度相等
12.工业生产硫酸中二氧化硫的催化氧化原理为:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),反应混合体系在平衡状态时SO3的百分含量与温度的关系如下图所示。
下列说法错误的是()
A.在A、B、C三点时,V(正)=v(逆),在D点时V(正)>v(逆)
B.A、B、C三点的平衡常数一定不相同
C.升高温度可以加快化学反应速率,有利于平衡向正反应方向移动
D.一定温度下,保持容器体积不变,向平衡体系中通人稀有气体,压强增大,平衡不移动
13.下列图像与对应叙述相符的是()
A.图①表示已达平衡的某反应在t0时改变某一条件后反应速率随时间变化,则改变的条件一定是加入催化剂
B.图②表示Zn、Cu和稀硫酸构成的原电池在工作过程中电流强度的变化,在T时加入了H2O2
C.图③表示同温度下、同体积pH=1的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释时pH的变化曲线,其中曲线Ⅱ为盐酸
D.图④表示向NaOH溶液中通入CO2,溶液中水电离出的c(H+)变化曲线,则最高点d处溶液中各离子浓度大小为c(Na+)>c(OH-)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+)
14.对于合成氨反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92kJ/mol,下列说法正确的是()
A.若起始加入2molN2和6molH2发生反应,则平衡时N2和H2的转化率相同
B.该反应采用高温条件,有利于提高NH3的产率,从而提高生产效率
C.若起始加入2molN2和6molH2发生反应,平衡时共放热46kJ,则N2的平衡转化率为50%
D.若平衡时保持其它条件不变,压缩容器体积,则平衡正向移动,N2的浓度减小,NH3的浓度增大
二、非选择题
15.
(1)一定条件下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g)
H(298K)=+49.4kJ/mol。
实验测得:
达到平衡状态时,吸收热量19.76kJ。
则
①达平衡时混合气体的压强是反应前的倍;
②该条件下反应达平衡状态的依据是(填序号);
A.v正(CH3OH)=v正(CO2)B.混合气体的密度不变
C.c(CH3OH)=c(H2O)D.混合气体的总物质的量不变
(2)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热QkJ。
则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_____________________;
(3)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果
,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。
请回答相关问题:
①定性分析:
如图甲可通
过观察__________________,定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是______________;
②定量分析:
用图乙所示装置做对照实验,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。
检查该装置气密性的方法是,实验中需要测量的数据是_______________。
16.在2
L密闭容器内,80℃时反应:
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g),反应体系中,n(NO)随时间t的变化如下表
时间t(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图表示NO2变化曲线的是________,(填字母)。
用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=____________;
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是____;
a.v(NO2)=2v(O2)b.容器内压强保持不变
c.v(NO)逆=2v(O2)正d.容器内密度保持不变
(3)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_________;
a.及时分离出NO2
气体
b.适当升高温度
c.增大O2的浓度
d.选择高效催化剂
e.等温等容时,充入氦气
f.等温等压时充入氦气
(4)若将2molNO和1molO2充入两个密闭容器中,保持一定温度进行反应:
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g),在恒压条件下达到平衡时生成amolNO2,在恒容条件下达到平衡时生成bmolNO2,则a与b的关系是:
a_______b(填“>”、”<“或”=”);
(5)如果按物质的量之比为2:
1充入NO和O2的混合气体,则达到平衡时NO与O2的转化率之比为_______。
17.在一条件下,把物质A,B按一定比例充入容积为2L的球开容器,发生如下反应:
2A(g)+B(g)
2C(g);△H=-180KJ.mol-1
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=__________________;
(2)降低温度,该反应K值_________,A转化率____________,化学反应速度________(以上均填“增大,减小或不变”);
(3)若平均每分钟生成0.5mol的C,则此反应速率可表示为V(C)=__________。
18.在某一容积为5L
的密闭容器内,加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O,在催化剂存在和800℃的条件下加热,发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g);ΔH>0反应中CO2的浓度随时间变化情况如
下图:
(1)根据上图数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为v(CO)=mol/(L·min);反应达平衡时,c(H2)=____________mol/L,该温度下的平衡常数K=(计算出结果);
(2)判断该反应达到平衡的依据是________________;
①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
②CO、H
2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
④正、逆反应速率都为零
(3)如要一开始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.1mol的CO2和0.1mol的H2,在相同的条件下,反应达平衡时,c(H2O)=_____________mol/L。
参考答案
1.【答案】D
【解析】将容器的体积变为原来的2倍,假设平衡不移动,B的浓度为0.5mol·L-1<0.6mol·L-1,说明平衡向正反应方向进行,降低压强,平衡向体积增大的反应移动,即a
2.【答案】D
【解析】A、化学平衡常数只受温度的影响,根据表格数据,随着温度的升高,平衡常数减小,因此正反应方向是放热反应,故错误;B、Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g),化学平衡常数的表达式为K1=c[Ni(CO)4]/c4(CO),Ni(CO)4(g)
Ni(s)+4CO(g),化学平衡常数的表达式为K2=c4(CO)/c[Ni(CO)4],K2=1·K-11=1/(5×104)=2×10-5,故错误;C、化学平衡常数为0.5/0.54=8,因此温度小于80℃,故错误;D、相当于增大压强,平衡向正反应方向进行,达到平衡CO的体积分数减小,故正确。
3.【答案】B
【解析】A.由于硫氢化铵是固体,不影响化学平衡,故A错误;B.压强温度一定,充入少量氩气,体积增大,压强减小,平衡正向进行,故B正确;C.容积、温度一定,充入氦气,各组分的浓度没有发生变化,化学平衡不移动,故C错误;D.温度、容积一定,充入H2S气体,增大生成物浓度,化学平衡向着逆方向移动,故D错误;故选B。
考点:
考查化学平衡的影响因素
4.【答案】B
【解析】A.升高温度正、逆反应速率都增大,该反应正反应是放热反应,逆反应速率增大更多,平衡向逆反应移动,故A错误;B.升高温度反应速率加快,缩短到达平衡的时间,故B正确;C.该反应正反应是体积减小的放热反应,升高温度有利于平衡向逆反应移动,增大压强有利于平衡向气正反应移动,故C错误;D.该反应正反应是体积减小的放热反应,降低温度,平衡正向进行,减小压强平衡向气体体积增大的方向移动,即向逆反应移动,故D错误;故选B。
5.【答案】A
【解析】增大压强或降低温度均可使化学平衡向正反应方向移动,说明正反应为气体体积减小的放热反应;A.正反应为气体体积减小的放热反应,符合题意,故A正确;B.正反应为放热反应,但正反应是体积增大的反应,故B错误;C.正反应为气体体积增大的吸热反应,不符合,故C错误;D.正反应为放热反应,但反应前后气体的体积不变,故D错误;故选A。
6.【答案】D
【解析】试题分析:
A、体积压缩,平衡向正反应方向进行,但NO2的浓度增大,颜色加深,故说法正确;B、增大压强,平衡向正反应方向进行,NO2的物质的量减小,故说法正确;C、增大压强,平衡向正反应方向进行,相对分子质量由46→92,故说法正确;D、平衡向正反应方向进行,消耗NO2,NO2的物质的量分数减小,故说法错误。
7.【答案】B
【解析】试题分析:
A、升高温度,正向反应速率和逆向反应速率均增大,错误;B、升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间,正确;C、该反应为放热反应,达到平衡后,升高温度,平衡向吸热的逆向移动,错误;D、该反应正向为气体物质的量减小的反应,达到平衡后,减小压强,平衡向气体物质的量增大的逆向移动,错误。
8.【答案】C
【解析】A.在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深,加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A项正确;B.②中重铬酸钾氧化乙醇,重铬酸钾被还原,B项正确;D.若向④溶液中加入70%的硫酸到过量,溶液为酸性,可以氧化乙醇,溶液变绿色,C项错误;D.②是酸性条件,④是碱性条件,酸性条件下氧化乙醇,而碱性条件不能,说明酸性条件下氧化性强,D项正确;答案选C。
本题考查氧化还原反应以及化学平衡的移动问题,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握题给信息为解答该题的关键。
K2Cr2O7溶液中存在平衡:
Cr2O72-(橙色)
2CrO42-(黄色)+2H+,加入酸,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,则溶液橙色加深,加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,由实验②、④可知Cr2O72-具有较强的氧化性,可氧化乙醇,而CrO42-不能,以此解答该题即可。
9.【答案】B
【解析】由图象可知,降低温度,Z的物质的量分数增大,说明降低温度平衡向正反应方向移动,所以正反应是放热的,则△H<0;降低压强,Z的物质的量分数减小,说明压强减小,平衡向着逆反应方向移动,减小压强,化学平衡是向着气体系数和增加的方向进行的,所以有m+n>c;A.根据分析可知,△H<0,故A错误;B.升高温度正逆反应速率都加快,但因正反应是放热反应,所以平衡常数减小,故B正确;C.增大压强,平衡向着正向移动,Z的含量增大,故C错误;D.在恒温恒容条件下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,相当于增大压强,平衡向着正向移动,Z的百分含量增大,故D错误;故选B。
解答本题的关键是能正确分析图象曲线的变化趋势,注意掌握化学平衡及其影响;由图象可知,降低温度,Z的物质的量分数增大,说明降低温度平衡向正反应方向移动,所以正反应是放热的,则△H<0,降低压强,Z的物质的量分数减小,说明压强减小,平衡向着逆反应方向移动,减小压强,化学平衡是向着气体系数和增加的方向进行的,所以有m+n>c,由此分析解答。
10.【答案】B
【解析】A.两边气体计量数相等,容器的压强始终不变,故A错误;B.P生成速率等于S的消耗速率,等于S的生成速率,正逆反应速率相等,故B正确;C.反应容器内P、Q、R、S四者物质的量浓度为1:
1:
1:
1,但不一定不变,所以不一定平衡,故C错误;D.两边气体的计量数相等,计量数一直不随时间的变化,故D错误;故选B。
11.【答案】B
【解析】A.平衡时正、逆反应速率相等,但不等于零,A错误;B.N2、H2、NH3的浓度均不再变化说明反应达到平衡状态,B正确;C.反应是可逆反应,N2、H2、NH3在容器中一定共存,不能说明反应达到平衡状态,C错误;D.N2、H2、NH3的浓度相等不一定满足正逆反应速率相等,因此不一定达到平衡状态,D错误,答案选B。
掌握平衡状态的含义是解答的关键,即在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,解答时注意灵活应用。
12.【答案】C
【解析】A.曲线上的点为平衡点,则A、B、C三点时v(正)=v(逆),D点SO3的百分含量小于平衡时含量,向正反应方向移动,D点时v(正)>v(逆),故A正确;B.A、B、C三点的温度不同,则平衡常数一定不相同,故B正确;C.由图可知,温度越高,生成物的含量越低,该反应为放热反应,升高温度可以加快化学反应速率,但平衡向逆反应方向移动,故C错误;D.容器体积不变,向平衡体系中通入稀有气体,反应体系中各物质的浓度不变,则平衡不移动,故D正确;故选C。
13.【答案】B
【解析】试题分析:
A.t0时正逆反应速率同等程度的变大,可能为催化剂或增大压强,故A错误;B.Zn、Cu和稀硫酸构成的原电池在工作过程中,锌失电子发生氧化反应,随稀硫酸浓度减小反应进行,电流强度减小,T时加入了H2O2,是强氧化剂,可以加快锌溶解的反应,电流强度增大,随反应进行电流强度又减小,但比开始电流强度大,故B正确;C.醋酸为弱酸,稀释促进电离,加水稀释后醋酸pH较小,曲线Ⅱ为醋酸,且b点溶液的导电性比a点弱,故C错误;D.当NaOH恰好与二氧化碳反应生成碳酸钠时,碳酸钠的水解程度最大,则水的电离程度最大,即水电离出c(H+)达到最大值时,溶质为碳酸钠,溶液中各离子浓度大小分别为:
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故D错误;故选B。
考查了原电池和电解池的工作原理;化学平衡的影响因素、弱电解质的电离、离子浓度大小的比较的相关知识。
14.【答案】A
【解析】A、设消耗N2物质的量为xmol,则消耗H2的物质的量为3xmol,N2的转化率为x/2×100%,氢气的转化率为3x/6×100%,两者转化率相同,故正确;B、正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,不利于提高生产,高温只是达到催化剂的最大催化效率,故错误;C、消耗氮气的物质的量为46/92mol=0.5mol,氮气的转化率是0.5/2×100%=25%,故错误;D、压缩体积,增大压强,平衡向正反应方向移动,但N2的浓度增大,故错误。
15.【答案】
(1)①1.2②D
(2)CH3OH(l)+3/2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-32QkJ·mol-1
(3)①反应产生气泡的快慢;控制阳离子相同,排除阴离子的干扰;②关闭分液漏斗活塞,将注射器活塞向外拉出一定距离,一段时间后松开,观
察活塞是否回到原位。
收集40mL气体所需时间
【解析】
试题分析:
CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g)---49.4kJ,放热19.76kJ,消耗CH3OH的量X=0.4mol.,剩余各物质的量:
甲醇0.6mol,水2.6mol二氧化碳0.4mol氢气1.2mol;气体的压强之比与气体的物质的量成正比:
反应后:
0.6+2.6+0.4+1.2=4.8mol,反应前:
1+3=4mol,4.8/4=1.2;
(1)该条件下反应达平衡状态的依据是V正=V逆,v正(CH3OH)=v正(CO2),同向,无法判断;容器的体积不变,反应前后气体的质量不变,密度为定值。
无法判断;该反应为反应前后体积可变的反应,混合气体的总物质的量不变,反应达平衡状态。
(2)1gCH3OH燃烧生成液态水时放热QkJ。
则1摩尔CH3OH燃烧生成液态水时放热32QkJ则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+3/2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-32QkJ·mol-1;
(3)双氧水在催化剂作用下,分解产生氧气,因此可以观察反应产生气泡的快慢;为了便于比较催化效率,阳离子不同,阴离子一样,便于比较。
(4)检查该装置气密性的方法是:
形成密闭体系,造成压强差;检验时均以生成40mL气体为准,那么就测量收集40mL气体所需要的时间长短。
不同的催化剂催化能力不同,所需时间不同。
16.【答案】
(1)b;1.5×10-3mol·L-1·s-1
(2)bc(3)c(4)>(5)1:
1
【解析】
(1)由方程式2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)可知,平衡时△c(NO):
△c(O2):
△c(NO2)=2:
1:
2,由表中数据可知,平衡时△c(NO)=(0.02×0.007)/2=0.00625mol/L,曲线b平衡时的浓度为0.00625mol/L,故曲线b表示NO2的浓度变化,由图中数据可知2s内,NO的浓度变化量为0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L,故v(NO)=0.006/2=0.003mol/(L.s),根据速率之比等于化学计量数之比,故v(O2)=1/2v(NO)=1/2××0.003mol/(L.s)=0.0015mol/(L.s);
(2)A.未指明正逆速率,若都为同一方向速率,始终都存在v(NO2)=2v(O2)关系,故不能说明到达平衡,若为不同方向的速率,速率之比等于化学计量数之比,说明到达平衡,A错误;B.随反应进行气体的物质的量减小,压强增减小,容器内压强保持不变,说明到达平衡,B正确;C.不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,v逆(NO)=2v正(O2),说明到达平衡,C正确;D.反应混合气体的质量不变,容器的体积不变,密度始终不变,故容器内物质的密度保持不变,不能说明到达平衡,D错误;
(3)A.及时分离出NO2气体,平衡向正反应移动,但反应速率降低,故A错误;B.适当升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应移动,故B错误;C.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应移动,故C正确;D.选择高效的催化剂,增大反应速率,不影响平衡移动,故D错误;
(4)一定温度、恒压条件下,反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)达到平衡,外压等于内压,生成amolNO2
如果一定温度、恒容条件下,这是一个反应前后气体的物质的量减少的反应反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)达到平衡后,压强减少,相对第一个反应来说,相当于减压,平衡左移,生成bmolNO2的量减少;
(5)如果是在等温等容的条件下,反应物的投料之比按照反应物前面的系数进行,则达到平衡时
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