甘肃省武威市河西成功学校高考化学 《化学平衡》专项练习题.docx
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甘肃省武威市河西成功学校高考化学《化学平衡》专项练习题
甘肃省武威市河西成功学校2020年高考化学
《化学平衡》专项练习
1、选择题
1、下列说法正确的是()
A.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行
B.反应NH4HCO3(s)
NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57kJ/mol能自发进行,原因是体系有自发向混乱度增大的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,所以焓变和熵变均可以单独作为反应能否自发进行的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
2、将4molA(g)和2molB(g)在2L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生反应:
2A(g)+B(g)
2C(g) ΔH<0,反应2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1。
下列说法正确的是()
A.2s后物质A的转化率为70%
B.当各物质浓度满足c(A)=2c(B)=c(C)时,该反应达到了平衡状态
C.达到平衡状态时,增加A的物质的量,A和B的转化率都提高
D.达到平衡状态时,升高温度,平衡逆向移动,同时化学平衡常数K减小
3、工业合成氨的反应为:
N2+3H2
2NH3,该反应在一定条件下的密闭容器中进行。
下列关于该反应的说法正确的是( )
A.达到平衡时,反应速率:
v(正)=v(逆)=0
B.使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率
C.为了提高H2的转化率,应适当增大H2的浓度
D.若在密闭容器加入1molN2和过量的H2,最后能生成2molNH3
4、下列反应中一定不能自发进行的是()
A.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) △H<0,△S>0
B.CO(g)=C(s,石墨)+O2(g) △H>0,△S<0
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) △H<0,△S<0
D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) △H>0,△S>0
5、在2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)
zC(g),图甲表示200℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化关系,图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。
则下列结论正确的是()
甲 乙
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol·L−1·min−1
B.200℃时,该反应的平衡常数为25
C.当温度由200℃降到100℃,原平衡一定被破坏,且正逆反应速率均增大
D.由图乙可知,反应xA(g)+yB(g)
zC(g)的ΔH<0,且a=2
6、在容积一定的
密闭容器中,置入一定量的一氧化氮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.若该反应在T1、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 C.在T2℃时,若反应体系处于状态D,则此时v正>v逆 D.若状态B、C、D的压强分别为p(B)、p(C)、p(D),则p(C)=p(D)>p(B) 7、K2Cr2O7溶液中存在平衡: Cr2O72−(橙色)+H2O 2CrO42−(黄色)+2H+。 用K2Cr2O7溶液进行下列实验: 结合实验,下列说法正确的是( ) A.①中溶液变黄,③中溶液橙色加深 B.②中Cr2O72−被C2H5OH氧化 C.K2Cr2O7在碱性条件下的氧化性比酸性条件更强 D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为绿色 8、对于可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g) ΔH>0,下列图像中正确的是( ) A. B. C. D. 9、合成氨化学方程式N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=−92.4kJ/mol。 将lmolN2(g)、3molH2(g)充入2L的密闭容器中,在500℃下反应,10min时达到平衡,NH3的体积分数为 ,下列说法中正确的是() A.若达到平衡时,测得体系放出9.24kJ热量,则H2反应速率变化曲线如图甲所示 B.反应过程中,混合气体平均相对分子质最M,混合气体密度d,混合气体压强p,三者关系如图乙所示 C.图丙容器I和II达到平衡时,NH3的体积分数 ,则容器I放出热量与容器II吸收热量之和为92.4kJ D.若起始加入物料为1molN2,3molH2,在不同条件下达到平衡时,NH3的体积分数变化如图丁所示 10、某恒容密闭容器中充入1molPCl5气体,发生反应: PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)△H<0。 仅改变某一条件,该平衡由状态I移动到状态II,变化曲线如图所示。 可能改变的条件是( ) A.继续通入1molPCl5气体 B.继续通入1molPCl3气体 C.升高 D.加入催化剂 11、相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( ) 酸 HX HY HZ 电离常数K/(mol·L-1) 9×10-7 9×10-6 1×10-2 A.三种酸的强弱关系: HX>HY>HZ B.反应HZ+Y-=HY+Z-能够发生 C.由电离平衡常数可以判断,HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸 D.相同温度下,1mol·L-1HX溶液的电离常数大于0.1mol·L-1HX溶液的电离常数 12、在体积为1L的密闭容器中(体积不变)充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 下列说法正确的是( ) A.进行到3分钟时,正反应速率和逆反应速率相等 B.10分钟后容器中各物质浓度不再改变 C.达到平衡后,升高温度,正反应速率增大、逆反应速率减小 D.10min内用H2的浓度变化表示的平均反应速率为0.075mol/(L·s) 13、在一体积2L的密闭容器中加入反应物N2、H2,发生如下反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。 反应过程中的部分数据如下表所示,下列说法正确的是 物质的量/mol 时间/min n(N2) n(H2) n(NH3) 0 1.0 1.2 0 2 0.9 4 0.75 6 0.3 A.0~2min内,NH3的反应速率为0.1mol·Lˉ1·minˉ1 B.2min时,H2的物质的量0.3mol C.4min时,反应已达到平衡状态,此时正、逆反应的速率都为0 D.4~6min内,容器内气体分子的总物质的量不变 14、某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。 下列说法错误的是( ) A.该反应为吸热反应 B.催化剂不能改变反应的焓变(△H) C.催化剂能降低反应的活化能 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能 二、填空题 15、在恒温、体积为1.0L的密闭容器中通入1.0molN2和xmolH2发生如下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),20min后达到平衡,测得反应放出的热量为18.4kJ,混合气体的物质的量为1.6mol,容器内的压强变为原来的80%。 请回答下列问题: (1)20min内,υ(N2)=____________________。 (2)该反应的热化学方程式为______________________________。 (3)下列叙述中能表示该反应达到平衡状态的是_________(填序号)。 ①N2体积分数保持不变 ②单位时间断裂0.3molH-H键,同时生成0.6molN-H键 ③混合气体的密度不再改变 ④2υ正(H2)=3υ逆(NH3) ⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变 16、氢气是未来非常理想的能源,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术: 2H2O 2H2+O2。 制得的氢气可用于燃料电池、合成氨工业。 回答下列问题: (1)分解海水时,________能转变为________能。 生成的氢气用于燃料电池时,________能转变为________能。 (2)某种氢氧燃料电池是用NaOH溶液作电解质,正极的电极反应式为________;若把燃料改为甲烷,负极的电极反应式为________。 (3)氢气可用于合成氨。 一定温度下,向2L的密闭容器中加入1molN2和3molH2发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),2min时测得N2的浓度为0.3mol/L,5min时达到平衡,此时测得压强为开始时的 。 则前2min用NH3表示的化学反应速率为________;平衡时,N2的转化率为________,混合气体的平均相对分子质量为________。 17、向300mL2.0mol/L盐酸中加入几小块大理石,产生气体的体积随时间的变化曲线如右图所示(气体体积在标准状况下测定)试回答下列问题: (1)若以反应中消耗的HCl表示反应速率,设OE段的反应速率为v1,EF段的反应速率为v2,FG段的反应速率为v3,则v1、v2、v3从大到小的顺序为_______,其中造成v1和v2大小关系的主要原因是__________。 (2)为了减缓上述反应的速率,欲向该溶液中加入下列物质,你认为可行的是_____(填编号) A.浓硫酸 B.Na2CO3 C.蒸馏水 D.浓盐酸 (3)若反应过程中溶液体积的变化忽略不计,用盐酸表示的化学反应速率v(HCl)=________mol/(L·min)。 . 18、羰基硫(COS)广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。 (1)羰基硫的水解反应和氢解反应是两种常用的脱硫方法: 水解反应: COS(g)+ H2O(g) H2S(g) +CO2(g) △H=-34kJ·mol-1 氢解反应: COS(g) +H2(g) H2S(g)+CO(g) △H=+7kJ·mol-1。 已知: 2H2(g) +O2(g)===2H2O(g) △H=-484 kJ·mol-1。 写出表示CO燃烧热的热化学方程式: ______________。 (2)氢解反应达到平衡后,保持体系的温度和总压强不变,通入适量的He,正反应速率______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),COS 的转化率_______。 (3)某温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g),发生水解反应,5 min后反应达到平衡,测得COS(g)的转化率为75%。 回答下列问题: ①反应从起始至5 min 内,v(H2S)=_______mol·L-1·min-1。 ②该温度下,上述水解反应的平衡常数K=____________。 19、在容积固定的VL密闭容器中充入4molNH3和5molO2,发生如下反应: 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。 请回答下列问题: (1)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_______; A.容器中气体总质量不变 B.c(O2)不变 C.υ(O2)=1.25υ(NH3) D.体系压强不变 E.相同时间内,消耗0.1molNH3,同时消耗了0.1molNO (2)已知上述反应达到平衡后,该反应各物质的浓度的定量关系称之为K,其表达式可表示为K= 。 如果达到平衡时,NH3的转化率为a,则K=_____(用含a的式子表示,数字采用指数形式)。 (3)若反应在绝热密闭系统中进行时,其余条件不变,反应速率是先增大后减小。 则速率逐渐增大是因为______,速率又逐渐减小的原因是_____。 (4)1molNH3(g)在纯氧中完全燃烧生成无污染的气态物质,放出akJ的热量。 写出该反应的热化学方程式_____。 (5)若将(4)所述反应设计为原电池,负极反应式______。 20、在一个体积为1L的密闭容器中发生某化学反应: 2A(g) B(g)+C(g),三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800°C,实验Ⅲ在950°C。 B、C的起始浓度都为0,反应物A的浓度(mol•L-1)随时间(min)的变化如图所示。 试回答下列问题: (1)在实验Ⅰ中,反应在20〜40min内A的平均反应速率为________mol•L-1•min-1。 实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反应条件是____________。 (2)该反应的ΔH___________0,其判断理由是_____________。 (3)实验Ⅰ第40min末,若降低反应温度,达到新的平衡后,A的浓度不可能为________(填序号)。 A.0.35mol·L−1B.0.4mol·L−1C.0.7mol·L−1D.0.8mol·L−1 (4)若反应在800°C进行,在该1L的密闭容器中加入1molA、0.2molHe,达到平衡时A的转化率应____________。 A.等于86% B.等于50% C.小于50% D.在50%〜86% 21、降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。 为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=mol/(L•min); (2)氢气的转化率= _____; (3)该反应的平衡常数为 _____(保留小数点后2位); (4)下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 ___。 A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大 C.将H2O(g)从体系中分离出去 D.再充入1molH2 (5)当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1 c2的关系(填“>”、“<”或“=”) 22、T℃时,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。 根据以上条件,回答下列问题: (1)A与B反应生成C的化学方程式为________,正反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)t1min后,改变下列某一条件,能使平衡向逆反应方向移动的有______(填字母序号)。 A.保持其他条件不变,增大压强 B.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体 C.保持其他条件不变,升高温度 23、H2S在金属离子的鉴定分析、煤化工等领域都有重要应用。 请回答: Ⅰ.工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下,用天然气与SO2反应,同时生成两种能参与大气循环的氧化物。 (1)该反应的化学方程式为_____________。 Ⅱ.H2S可用于检测和沉淀金属阳离子。 (2)H2S的第一步电离方程式为________。 (3)已知: 25℃时,Ksp(SnS)=1.0×10-25,Ksp(CdS)=8.0×10-27。 该温度下,向浓度均为0.1mol·L-1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S,当Sn2+开始沉淀时,溶液中c(Cd2+)=________(溶液体积变化忽略不计)。 Ⅲ.H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。 反应原理为 ⅰ.COS(g)+H2(g) H2S(g)+CO(g) ΔH=+7kJ·mol-1; ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-42kJ·mol-1。 (4)已知: 断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如表所示。 分子 COS(g) H2(g) CO(g) H2S(g) H2O(g) CO2(g) 能量/(kJ·mol-1) 1319 442 x 678 930 1606 表中x=________。 (5)向10L容积不变的密闭容器中充入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g),进行上述两个反应。 其他条件不变时,体系内CO的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示。 ①随着温度升高,CO的平衡体积分数_____(填“增大”或“减小”)。 原因为_______ ②T1℃时,测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80mol。 则该温度下,COS的平衡转化率为_____;反应ⅰ的平衡常数为_____(保留两位有效数字)。 24、在80℃时,将0.40mol的N2O4气体充入2L真空的固定容积的密闭容器中,发生反应: N2O4 2NO2△H>0,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据: 时间/s 0 20 40 60 80 100 n(N2O4)/mol 0.40 0.28 0.20 0.14 0.10 0.10 n(NO2)/mol 0.00 0.24 b 0.52 0.60 0.60 (1)计算20~40s内用N2O4表示的平均反应速率为__________。 (2)40s时,NO2的的浓度b=_________mol/L,反应最迟到________s到达平衡状态 (3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色________(填“变浅”“变深”或“不变”)。 (4)要增大该反应的K值,可采取的措施有___________(填序号)。 A.增大N2O4的起始浓度 B.向混合气体中通入NO2 C.使用高效催化剂 D.升高温度 (5)能说明该反应达到平衡状态的标志是_________(填序号) A.2v(N2O4)=v(NO2 ) B.容器内压强保持不变 C.容器内密度保持不变 D.NO2的体积分数保持不变 (6)如图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线______。 25、工业废气中氮氧化物(NO、NO2等,以通式NOx表示)是主要的大气污染物之一。 利用甲烷可消除NO2污染,CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。 在1L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50molCH4和0.80molNO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表: 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 60 ① T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 0.10 ② T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 …… 0.15 0.15 回答下列问题: (1)组别①中,0~10min内NO2的平均降解速率为v(NO2)=________________。 (2)由实验数据可知实验控制的温度T2_____T1(填“>”或“<”),请简述理由__________。 (3)组别②中,T2温度下40min时n(CH4)=________mol。 该反应正反应为_______反应(填“吸热”或“放热”),理由是_____________________________。 (4)温度T1时CO2物质的量随时间的变化如下图,在图中画出温度T2时CO2物质的量随时间的变化曲线________。 (5)汽车尾气中含有CO和NOx等多种有害气体,若在汽车的排气管上安装一种催化转化装置,可使CO与NOx反应,生成两种无毒气体,则该反应的化学方程式为_________。 参考答案 一、选择题 1、B 2、D 3、B 4、B 5、B 6、C 7、D 8、B 9、B 10、B 11、B 12、B 13、D 14、D 二、填空题 15、 (1).υ(N2)=0.010mol/(L·min) (2).N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)∆H=-92kJ/mol (3).①④⑤ 【详解】设平衡时氮气转化率为a,则 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 开始的量(mol)1.0 x 0 改变的量(mol)a 3a 2a 平衡的量(mol)1.0-a x-3a 2a =80%,解得x=1.0,2.0-2a=1.6,解得a=0.2=20%。 (1)20min内,υ(N2)= =0.01mol/(L·min); (2)0.2mol氮气参与反应时放出18.4kJ热量,则1mol氮气参与反应时的焓变为 =-92kJ/mol,该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H=-92kJ/mol; (3)根据“变量不变达平衡”原则来进行判断。 ①反应为气体体积缩小的反应,N2体积分数为变量,当其体积分数保持不变时反应达平衡状态,故正确;②单位时间断裂0.3molH-H键,同时生成0.6molN-H键,都是指正反应速率,无法说明正逆反应速率相等,反应不一定达平衡,故错误;③反应在恒容条件下进行且所有反应物均为气体,密度不是变量,故混合气体的密度不再改变反应不一定达平衡,故错误;④2υ正(H2)=3υ逆(NH3),说明正逆反应速率相等,反应达平衡状态,故正确;⑤混合气体的平均摩尔质量为变量,若其不再改变则反应达平衡,故正确,答案选①④⑤; 16、 (1).太阳 (2).化学 (3).化学 (4).电能 (5).O2+4e-+2H2O=4OH- (6).CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O (7).0.2mol/(L·min) (8).50% (9).11.3 17、 (1).v2>v1>v3 (2).反应放热使溶液温度升高、大理石颗粒变小 (3).C (4).1 【详解】 (1)从图象可知,单位时间内生成的气体EF段>OE段>FG段,单位时间内生成气体的体积越大,反应速率越大,则v2>v1>v3,其中造成v1和v2大小关系的主要原因是反应放热使溶液温度升高,温度升高,反应速率加快;大理石颗粒变小,固体颗粒越小,表面积越大,反应速率越快; (2)A.加入浓硫酸,使溶液中
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