C.图Ⅱ可能是在同温同压下催化剂对反应的影响,且1使用的催化剂效果好
D.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2,ΔH<0
14.在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:
。
已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol·L-1时,达平衡时HI的浓度为0.16mol·L-1。
若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol·L-1,则平衡时H2的浓度(mol·L-1)是( )
A.0.16 B.0.08C.0.04D.0.02
15.已知一定温度下,
ΔH=-akJ·mol-1(a>0),现有甲、乙两容积相等且固定的密闭容器,在保持该温度恒定的条件下,向密闭容器甲中通入2molX和1molY,达到平衡状态时,放出热量bkJ;向密闭容器乙中通入1molX和0.5molY,达到平衡时,放出热量ckJ,且b>2c,则a、b、m的值或关系正确的是( )
A.m=4B.a=bC.
D.m≤2
16.某温度下在容积为2L的密闭容器中,发生
的反应,当充入1molX和1molY,经20s达到平衡时生成了0.4molW。
下列说法正确的是( )
A.若升高温度,W的体积分数减小,则该反应ΔH<0
B.以Y的浓度变化表示的反应速率为0.01mol·(L·s)-1
C.在其他条件不变的情况下,增加1molX,则X和Y的转化率均提高
D.增大压强正反应速率增大,逆反应速率减小,则平衡向正反应方向移动
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、填空题(本题共包括5小题,共52分)
17.(10分)现有反应
,达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1)该反应的逆反应是_________热反应,且a+b_________p(填“>”“<”或“=”)。
(2)减压时,A的质量分数_________填“增大”“减小”或“不变”,下同),正反应速率_________。
(3)若加入B(体积不变),则A的转化率_________,B的转化率_________。
(4)若升高温度,则平衡时,B、C的浓度之比
将_________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量_________。
(6)若B是有色物质,A、C均为无色物质,则加入C(体积不变)时混合物的颜色_________,而维持容器内气体的压强不变,充入氖气时,混合物的颜色_________。
(填“变浅”“变深”或“不变”)
18.(10分)一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=_________,升高温度,K值_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)500℃时,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_________(用nB、tB表示)。
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系的体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是_________。
a.氢气的浓度减少
b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是____________________________________(用化学方程式表示)。
19.(8分)下列反应在210℃达到平衡:
(1)根据反应①的平衡常数K,下列等式必定成立的是___________。
a.c(PCl5)=c(PCl3)=c(Cl2)=1
b.c(PCl5)=c(PCl3)·c(Cl2)=1
c.c(PCl5)=c(PCl3)·c(Cl2)
反应②和反应③的K值表达式___________(填“相同”或“不同”)。
(2)降低Cl2浓度,反应③的K值___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)要使反应①和反应②的K值相等,应采取的措施是___________。
a.反应①、反应②同时升高温度
b.反应①、反应②同时降低温度
c.反应①降低温度,反应②维持210℃
20.(8分)将1molI2(g)和2molH2(g)置于某2L密闭容器中,在一定温度下发生反应:
并达到平衡状态。
HI的体积分数φ(HI)随时间t变化如下图曲线(Ⅱ)所示。
(1)到达平衡时,I2(g)的物质的量浓度为________。
(2)若改变反应条件,在甲条件下φ(HI)的变化如图曲线(Ⅰ)所示,在乙条件下φ(HI)的变化如图曲线(Ⅲ)所示。
则甲条件可能是________,乙条件可能是________。
(填序号)
①恒容条件下,升高温度
②恒容条件下,降低温度
③恒温条件下,缩小反应容器体积
④恒温条件下,扩大反应容器体积
⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂
(3)若保持温度不变,在另一相同的2L密闭容器中加入amolI2(g),bmolH2(g)和cmolHI(g)(a、b、c均大于0),发生反应,到达平衡时,HI(g)的体积分数仍为0.6,则a、b、c的关系是 。
21.(16分)Ⅰ.如下图所示,当关闭K时,向A中充入4molX、14molY,向B中充入2molX、7molY,起始时V(A)=V(B)=aL,在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器各自发生下列反应:
,达到平衡(Ⅰ)时,B中密度为原来的
。
试回答:
(1)B中X的转化率α(X)B为__________。
(2)打开K,过一段时间重新达到平衡(Ⅱ)时,B的体积为__________L(用含a的代数式表示,连通管中气体体积不计)。
(3)按
(2)打开K达到平衡后,在温度不变的情况下,要使B容器恢复原来反应前的体积,可采取的措施是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
Ⅱ.恒温恒容下,将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:
2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2molB,并测得C的浓度为1.2mol·L-1。
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为__________。
(2)x=__________。
(3)A的转化率与B的转化率之比为__________。
(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是__________。
A.压强不再变化
B.气体密度不再变化
C.气体的平均相对分子质量不再变化
D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
(5)保持温度和容积不变,向平衡体系中再充入2molA和2molB,达到新平衡时B的物质的量为__________。
参考答案
1解析:
自然界中水由高处向低处流;天然气的燃烧;铁在潮湿空气中生锈;室温下冰的融化,都是自发过程,其逆向都是非自发的。
答案:
D
2解析:
v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6。
答案:
D
3解析:
升高温度,相当于向反应体系中补充能量,反应物分子能量增加,使部分非活化分子变为活化分子,提高了活化分子百分数,有效碰撞次数增多,加快了反应速率,这是主要原因,故A错误,B正确;温度升高,反应速率加快,与反应的热效应无关,C、D错误。
答案:
B
4解析:
平衡时Y和Z的生成速率之比为3∶2。
答案:
B
5解析:
v(C)=0.15mol·L-1·s-1,
B正确;达平衡状态时A、B、C的物质的量不再变化,此时,A、B、C的物质的量浓度之比不一定是反应计量数之比,A项错误;增大压强,平衡正向移动,A的转化率增大,C项错误;升高温度,平衡左移,C的浓度将变小,D项错误。
答案:
B
6解析:
A、B、C、D都是分解反应,都是吸热反应。
B、C、D三个反应都是熵增的反应,所以高温下能自发进行;A不是熵增的反应,故不能自发进行。
答案:
A
7解析:
A项中不管是否达到平衡,总有生成nmolA2,同时消耗2nmolAB的关系存在,所以A不能标志已达平衡状态;B项中,只要是可逆反应,反应物和生成物就同时存在,也不能作为达到平衡状态的标志;C项中AB和A2的化学计量数不同,消耗速率相等,是不平衡状态;D项中各组分的体积分数不变,意味着正、逆反应速率已经相等,标志着反应已达平衡状态。
答案:
D
8解析:
化学平衡的移动遵循勒夏特列原理。
可以假设是两个相同的反应,如果把它压入一个容器中,则平衡向体积减小的方向移动,达到新平衡后压强小于原来的2倍。
答案:
B
9解析:
,恒温、恒压条件下,N2的转化率大于恒温恒容条件下。
A项可以使甲、乙容器体积相同。
答案:
A
10解析:
x=1;
B的转化率为
m不变,恒容条件下密度始终不变,D项不正确。
答案:
D
11解析:
由所给的图(Ⅰ)和(Ⅱ)可知,这是两个从不同方向开始但属于完全等效的等效平衡,故C选项所述两容器中起始加入的物质的量相同是错误的。
答案:
C
12解析:
由图像可知,增大压强,v(正)、v(逆)都增大,故D项错误;又由正反应速率大于逆反应速率,则平衡向正反应方向移动,所以正反应是一个气体体积缩小的反应,B项符合。
答案:
B
13解析:
若图Ⅱ为压强对反应的影响,则反应应为等体积反应,B项错;图Ⅲ若为温度对反应的影响,且T1>T2,由ΔH<0知升高温度平衡左移,w(W)应减小,故D项错误。
答案:
C
14解析:
考查平衡组成的计算及等效平衡。
第一次平衡各物质浓度变化如下(单位:
mol·L-1):
起始 0.10 0.10 0
转化 0.08 0.08 0.16
平衡 0.02 0.02 0.16
第二次平衡可认为在两个与第一次平衡体积相同的容器中达到平衡,平衡时两个容器中平衡组成与第一次平衡完全等同,然后将两容器压缩为一个容器,增大压强,题中可逆反应的平衡不发生移动,但各物质的浓度都加倍,即H2的平衡浓度为0.04mol·L-1。
答案:
C
15解析:
假设中间状态
由于b>2c,则表明加压平衡向正反应方向移动,即正方向为气体体积缩小的反应,则m<3,m为正整数。
则D中m≤2正确。
答案:
D
16解析:
2a=0.4mol,a=0.2mol。
升高温度,反应体系中W体积分数减小,说明平衡向左移动,推知正反应是放热反应,ΔH<0,A正确;v(Y)=0.2mol/(20s×2L)=0.005mol·(L·s)-1,B错;增加X的物质的量,平衡向右移动,Y转化率能提高,但是平衡移动是“减弱”增加的X量,不能抵消X增加的量,所以X转化率降低,C错误;增大压强,气体参加的可逆反应相当于增大浓度,正、逆反应速率都增大,D错误。
答案:
A
17解析:
升高温度,B的转化率变大,说明此反应的正反应为吸热反应;减小压强,混合体系中C的质量分数变小,说明减小压强时平衡向逆反应方向移动,则a+b>p;催化剂对化学平衡无影响;若B为有色物质,体积不变时加入C,平衡向逆反应方向移动,生成更多的B而使混合物的颜色加深;如维持容器内压强不变,充入氖气可使容器体积增大,虽然平衡向逆反应方向移动,B的物质的量增加,但B的浓度比原平衡时小,因而混合物的颜色变浅。
答案:
(1)放 >
(2)增大 减小
(3)增大 减小
(4)减小
(5)不变
(6)变深 变浅
18解析:
(1)反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),据此可写出平衡常数表达式;根据温度升高,甲醇的量减小,说明升高温度平衡左移,K值减小。
(2)
(3)增大压强,平衡正向移动,且v(正)、v(逆)都增大。
(4)CO2可抑制CO与Cu2O反应。
答案:
(1)
减小
(2)
(3)bc
(4)
19解析:
(1)由
可知,成立的是c。
(2)K值表达式与反应的正逆有关,与化学计量数有关,反应②和反应③是相反的过程,其K值表达式是倒数关系,故不同。
浓度不影响平衡常数,故K不变。
(3)①是吸热反应,温度升高,K值增大;②是放热反应,温度升高,K值减小。
故应选a。
答案:
(1)c 不同
(2)不变 (3)a
20解析:
(1)对于反应
反应前后分子数不变,故物质的量不变n(HI)=3mol×0.6=1.8mol,则反应的n(I2)=0.9mol,剩余0.1mol,又由于体积为2L,所以浓度为0.05mol·L-1。
(2)条件的改变使平衡不发生移动。
曲线(Ⅰ)表示缩短了到达平衡的时间,故选③⑤;曲线(Ⅲ)表示延长了到达平衡的时间,故选④。
(3)
始abc
要使HI的体积分数仍为0.6,则
故4a+c=2b。
答案:
(1)0.05mol·L-1
(2)③⑤ ④
(3)4a+c=2b
21解析:
Ⅰ.
(1)A容器容积不变,B容器压强不变,平衡(Ⅰ)时,B的容积为0.9a,B中共有气体8.1mol。
B中反应的X、Y均为1.8mol。
则α(X)B=90%,α(Y)B=25.7%。
(2)K打开,达平衡(Ⅱ)时,整个容器的体积为2.7a,A部分为a,则B的体积为1.7a。
(3)要想使1.7a恢复至a,温度不变时可增大外界压强。
Ⅱ.
(1)
(2)x=3
(3)
(5)达到新平衡与原平衡为等效平衡,体系中各物质物质的量为原平衡的2倍。
答案:
Ⅰ.
(1)90%
(2)1.7a
(3)增大外界压强(或将活塞向左推)
Ⅱ.
(1)0.6mol·L-1·min-1
(2)3
(3)2∶1
(4)BC
(5)2.4mol