版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版素养提升专项练 五.docx
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版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版素养提升专项练五
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素养提升专项练(五)
(建议用时40分钟)
1.下列关于反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0的图示与对应的叙述相符合的是( )
A.由图甲可知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol-1
B.图乙表示达到平衡时N2、H2的转化率(α)随n(H2)/n(N2)比值的变化
C.图丙表示正、逆反应速率随温度的变化
D.图丁表示反应达平衡时,混合气体中氨的物质的量分数随温度、压强的变化
【解析】选A。
A、由图甲可知反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应是放热反应,1mol氮气与3mol氢气完全反应放出热量为:
2346kJ-2254kJ=92kJ,所以热反应方程式为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,故A正确;B、氢气的物质的量越大氮气的转化率越大,氢气本身的转化率越小,故B错误;C、升高温度正、逆反应速率都增大,但平衡逆向移动,所以两者交点后应逆反应速率大于正反应的速率,故C错误;D、压强越大氨气的物质的量分数越大,而不是越小,故D错误;故选:
A。
2.(双选)—定温度下,有两个容积均为2.0L的恒容密闭容器Ⅰ和Ⅱ,向Ⅰ中加入1molCO和2molH2,向Ⅱ中加入2molCO和4molH2,均发生下列反应并建立平衡:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示。
下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.N点的化学平衡常数K=0.59
C.L、M两点容器内压强:
p(M)>2p(L)
D.向N点平衡体系中再加入1molCH3OH,建立新平衡时被分解的CH3OH的物质的量小于0.4mol
【解析】选C、D。
A.图象分析可知,CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),反应中CO转化率随温度升高减小,说明升温逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,ΔH<0,A错误;B.根据化学平衡三段式列式计算M点平衡浓度,CO的转化率为60%,
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),
起始量
(mol·L-1)120
变化量
(mol·L-1)0.61.20.6
平衡量
(mol·L-1)0.40.80.6
计算平衡常数K=
=
≈2.34,平衡常数随温度变化,M、N点温度相同,化学平衡常数相同,B错误;C.不考虑温度,L、M两点容器内压强之比等于气体的物质的量之比等于1∶2,p(M)=2p(L),但温度升高,M点压强增大,p(M)>2p(L),C正确;D.N点平衡体系中再加入1molCH3OH,相当于Ⅰ中再加入1molCO和2molH2,最后达到平衡状态和Ⅱ中加入2molCO和4molH2的平衡状态相同,甲醇最后平衡状态为1.2mol,CO转化率60%,则相当于逆向进行甲醇分解率为40%,加入1mol甲醇增大压强平衡正向进行,则分解率小于40%,分解的甲醇小于0.4mol,D正确,答案选CD。
3.(2020·石嘴山模拟)工业上,利用CO和H2合成二甲醚:
3CO(g)+3H2(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g),为了寻找合适的温度,研究者进行了多次实验,每次实验保持原料气组成(3molCO、3molH2)、体积(10L)、反应时间等因素不变,实验结果如图所示。
下列说法正确的是( )
A.X、Y两点对应的正反应速率相等
B.合成二甲醚反应的ΔH>0
C.反应温度应控制在240~260℃之间
D.选择合适催化剂,可以提高CO的转化率
【解析】选C。
X、Y两点所对应的温度不同,故正反应速率不同,A项错误;CO转化率达到最高后再升温,转化率降低,故合成二甲醚的反应为放热反应,即ΔH<0,B项错误;由图象可知,CO的转化率在240~260℃之间可达到最高点,即转化率较大,C项正确;催化剂只能改变化学反应速率,不能使平衡移动,不能提高CO的转化率,D项错误。
4.(2020·邢台模拟)在两个容积均为2L的恒容密闭容器中,起始时均充入amolH2S,以温度、Al2O3催化剂为实验条件变量,进行H2S的分解实验[反应为2H2S(g)
2H2(g)+S2(g)]。
测得的结果如图所示。
(曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率)
下列说法正确的是( )
A.温度升高,H2S分解的速率增大,S2的含量减少
B.由曲线Ⅱ、Ⅲ可知,加入Al2O3可提高H2S的平衡转化率
C.900℃时,ts后达到平衡,则H2的生成速率为
mol·L-1·s-1
D.约1100℃时,曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al2O3可能几乎失去催化活性
【解析】选D。
根据图示可知,温度升高,H2S转化率增大,说明升高温度,平衡正向移动,S2的含量增大,A项错误;加入Al2O3可提高H2S的分解速率,但不能使化学平衡移动,因此H2S的平衡转化率不变,B项错误;根据图示可知900℃时,H2S的转化率是50%,ts后H2的物质的量为0.5amol,H2的生成速率为
mol·L-1·s-1,C项错误;根据图示可知,在约1100℃时,曲线Ⅱ,Ⅲ几乎重合,说明不论有无催化剂Al2O3,物质的反应速率基本相同,则Al2O3可能几乎失去催化活性,D项正确。
5.(2020·合肥模拟)在容积一定的密闭容器中,充入一定量的NO和足量碳发生化学反应C(s)+2NO(g)
CO2(g)+N2(g),平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v(正)>v(逆)
C.若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD,则有pC=pD>pB
D.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 【解析】选B。 由图可知,温度越高,平衡时c(NO)越大,说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0,A错误。 T2时达到平衡状态,c(NO)处于B点,若反应体系处于状态D,此时反应正向进行,使c(NO)最终减小到B点状态,则有v(正)>v(逆),B正确。 该反应前后气体体积不变,压强和温度成正比例关系,B和D点的温度均为T2,则有pD=pB;C点温度高于D点,则有pC>pD,综上可得: pC>pD=pB,C错误。 该反应的ΔH<0,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,由于T1 6.(2020·宿州模拟)煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢,发生的主要反应为C(s)+2H2(g) CH4(g)。 在VL的密闭容器中投入amol碳(足量),同时通入2amolH2,控制条件使其发生上述反应,实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示,下列说法正确的是( ) A.上述正反应为吸热反应 B.在4MPa、1200K时,图中X点v(H2)正 C.在5MPa、800K时,该反应的平衡常数为 D.工业上维持6MPa、1000K而不采用10MPa、1000K,主要是因为前者碳的转化率高 【解析】选A。 A项,由图观察,温度越高,碳的平衡转化率越大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,正确;B项,X点是未平衡时,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,错误;C项,此时碳转化率为50% C(s)+2H2(g) CH4(g) 起始量/mola2a0 转化量/mol0.5aa0.5a 平衡量/mol0.5aa0.5a K= = 错误;D项,该选择的原因是两者转化率相差不大,但压强增大对设备要求高,能量需求大,错误。 7.(2020·澄迈模拟)一定条件下,用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。 反应为2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l) ΔH=-270kJ·mol-1 (1)其他条件相同、催化剂不同,SO2的转化率随反应温度的变化如图1,Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择Fe2O3的主要优点是 ______________________________________。 (2)某科研小组用Fe2O3作催化剂。 在380℃时,分别研究了[n(CO)∶n(SO2)]为1∶1、3∶1时SO2转化率的变化情况(图2)。 则图2中表示n(CO)∶n(SO2)=3∶1的变化曲线为________。 【解析】 (1)从图1中可以看出,相比NiO和Cr2O3,用Fe2O3作催化剂时,在较低温度下,SO2的转化率已达很高,这样既能去除SO2,又能节省能源。 (2)CO与SO2反应方程式为2CO+SO2 2CO2+S, = 与 相比是增大了CO的“量”,上述平衡正移,SO2的转化率升高,与曲线a相符。 答案: (1)Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度下可获得较高的SO2转化率,从而节约能源 (2)a 8.(2020·兰州模拟)“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH、HCOOH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。 (1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1。 相关数据如下: 容器 甲 乙 反应物 投入量 1molCO2(g)和 3molH2(g) 1molCH3OH(g)和1molH2O(g) 平衡时 c(CH3OH) c1 c2 平衡时 能量变化 放出29.4kJ 吸收akJ 请回答: ①a=________; ②若甲中反应10s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是________。 (2)甲烷的一个重要用途是制取H2,其原理为CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。 在密闭容器中通入等物质的量浓度的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则压强p1________(填“大于”或“小于”)p2;压强为p2时,在y点: v(正)________(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。 (3)一定条件下,治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。 在恒温恒容的密闭容器中通入n(NO)∶n(CO)=2∶1的混合气体,发生上述反应。 下列图象正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是________(填字母)。 【解析】 (1)①根据表格信息,1molCO2(g)、3molH2(g)与1molCH3OH(g)、 1molH2O(g)属于“量相当”在相同条件下能建立相同的平衡状态,所以29.4+a=49.0,解得a=19.6; ②根据热化学方程式的意义,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -49.0kJ·mol-1,平衡时放出29.4kJ的热量,则反应掉的CO2=29.4÷49=0.6mol,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率= = 0.03mol·L-1·s-1; (2)根据化学反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g),增大压强,平衡逆向移动,甲烷的转化率降低,由图象可知,压强p1 (3)平衡常数与温度有关,温度不变,则平衡常数始终不变,所以平衡常数不能判断是否达到平衡状态,选项a错误;由图象可知,t1时刻CO2与NO物质的量相等,但是随后,它们的量继续发生变化,说明反应未达到平衡状态,选项b错误;随着反应的进行,NO与CO的物质的量的比值在不断变化,当比值不变时,反应处于平衡状态,选项c正确;随着反应的进行,NO和CO的转化率不断变化,当转化率不再变化时,说明反应处于平衡状态,选项d正确。 答案: (1)①19.6 ②0.03mol·L-1·s-1 (2)小于 大于 (3)cd 【加固训练】 1.(2020·漳州模拟)在某一体积可变的恒温密闭容器中发生如下反应: X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0。 t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。 下列说法正确的是( ) A.0~t2时,v(正)>v(逆) B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,X的体积分数: Ⅰ>Ⅱ C.t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加Z D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数: Ⅰ<Ⅱ 【解析】选C。 化学反应方程式两边气体的化学计量数相等。 t1~t2时间内,反应处于平衡状态,正、逆反应速率相等,A项错误;从图象看,逆反应速率瞬间增大,且反应速率逐渐变化,说明产物Z的浓度瞬间增大,但因为温度不变,故平衡常数不会改变,且容器体积可变,可达到相同的平衡状态,B、D项错误,C项正确。 2.(2020·武汉模拟)固定容积为2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g) zC(g),图Ⅰ表示在298K时容器中各物质的物质的量随时间的变化关系,图Ⅱ表示平衡常数K随温度T变化的关系。 结合图象判断,下列结论正确的是 ( ) A.该反应可表示为2A(g)+B(g) C(g) ΔH<0 B.298K时该反应的平衡常数K=6.25 C.当容器中气体密度不再变化时,该反应达到平衡状态 D.第6min时,再向体系充入0.4molC,重新达到平衡时C的体积分数大于0.25 【解析】选D。 由图Ⅰ可知,该反应为2A(g)+B(g) C(g),由图Ⅱ可知,当温度升高时,平衡常数K增大,平衡正向移动,因此正反应为吸热反应,即ΔH>0,A错误;298K时A的平衡浓度为0.2mol·L-1,B的平衡浓度为0.1mol·L-1,C的平衡浓度为0.1mol·L-1,故该反应的平衡常数K= =25,B错误;根据质量守恒可知,反应前后气体的质量保持不变,由于容器的体积不变,因此反应过程中气体的密度不发生变化,故当容器中气体的密度不再发生变化时,不能证明该反应达到平衡状态,C错误;达到平衡时,C的体积分数为0.25,在第6min时再向体系中充入0.4molC,相当于加压,平衡正向移动,再次达到平衡时C的体积分数大于0.25,D正确。 3.(2020·淮北模拟)甲醇(CH3OH)是绿色能源。 工业上合成原理: 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)。 一定温度下,在1L恒容密闭容器中充入H2和一定量的CO,CH3OH的体积分数与反应物投料比的关系如图所示。 下列说法正确的是( ) A.当混合气体的密度保持不变时反应达到平衡 B.图象四个点中,d点处CH3OH的物质的量最小 C.图象四个点中,只有c点表示达到平衡状态 D.图象中c点到d点,平衡向正反应方向移动 【解析】选D。 A项,反应前后的物质均是气体,且混合气体的总质量不变,又因为是恒容容器,故气体密度始终不变,错误;B项,达到平衡,d点相当于c点平衡后,再增加氢气的浓度,平衡向正方向移动,CO的平衡转化率增大,CH3OH的物质的量最大,错误;C项,曲线上的每个点都是不同反应物投料比下的平衡点,错误;D项,相当于c点达到平衡后,继续增大H2的物质的量,平衡向右移动,正确。 关闭Word文档返回原板块
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