人教版化学选修四 第2章本章小结.docx
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人教版化学选修四第2章本章小结
人教版化学选修四第2章本章小结
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1.(2011·石家庄质检一)下图是温度和压强对反应X+Y2Z影响的示意图。
下列叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.增大压强,平衡正向移动
C.X、Y、Z均为气态
D.X和Y不可能都为气态,Z为气态
【解析】 A项,保持压强不变,升高温度,由图象可知Z的体积分数增大,则表明平衡向正反应方向移动,即正反应是吸热反应,故不正确;B项,若温度不变,增大压强,则由图象可知,Z的体积分数减小,即平衡向逆反应方向移动,不正确;由B项分析可知,加压后平衡向逆反应方向移动,则Z为气态,X、Y中至少有一种物质是非气态,故C不正确、D正确。
【答案】 D
2.把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中,使它们发生如下反应:
3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g);5min末已生成0.2molW,若测知以Z浓度来表示的反应速率为0.01mol·L-1·min-1,则上述反应中Z气体的计量系数n的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】 第5min末时v(W)=
=0.02mol/(L·min),则n:
2=0.01:
0.02,解得n=1。
【答案】 A
3.(2011·北京西城高三期末考试)将4molA和2molB放入2L密闭容器中发生反应:
2A(g)+B(g)2C(g);ΔH<0。
4s后反应达到平衡状态,此时测得C的浓度为0.6mol/L。
下列说法正确的是( )
A.4s内,v(B)=0.075mol/(L·s)
B.当c(A):
c(B):
c(C)=2:
1:
2时,该反应即达到平衡状态
C.达到平衡状态后,若只升高温度,则C的物质的量浓度增大
D.达到平衡状态后,若温度不变,缩小容器的体积,则A的转化率降低
【解析】 A项,C的浓度为0.6mol/L,则转化的B的浓度为0.3mol/L,故v(B)=
=0.075mol/(L·s),正确;B项,达到化学平衡状态时,c(A):
c(B):
c(C)不一定是2:
1:
2,故不正确;C项,因为正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,C的物质的量浓度减小,故不正确;D项,温度不变,缩小容器的体积,相当于增大压强,则化学平衡向正反应方向移动,A的转化率升高,不正确。
【答案】 A
4.(2011·湖北黄风高三统考)可逆反应:
3A(g)3B(?
)+C(?
);ΔH<0,下列分析一定正确的是( )
A.若B为气体,C为非气体,则平衡后向恒容密闭容器中补充A,再次建立平衡时气体的平均相对分子质量减小
B.若B、C均为气体,则平衡后将压强增大一倍,再次建立平衡时,A的浓度是原平衡状态的两倍
C.若改变某一条件,使该平衡状态发生移动,再次建立平衡时,A的体积分数下降则改变的条件一定是升温
D.若升高温度气体的平均相对分子质量减小,则B、C一定都为气体
【解析】 A项,加入A,平衡正向移动,但由于C为非气态物质,所以气体的质量减小,但气体的物质的量未发生改变,所以再次达到平衡时气体的平均相对分子质量减小;B项,压强增大,平衡逆向移动,A的浓度增大,但由于反应可逆,所以当压强增大一倍时,A的物质的量浓度不等于原平衡状态的两倍;C项,升高温度,平衡逆向移动,A的体积分数增加;D项,升高温度,平衡逆向移动,B、C均为气体时,总的气体质量不变,但气体的物质的量减小,所以平均相对分子质量增大。
【答案】 A
5.(2011·南京市高三调研)相同温度下,容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-197kJ·mol-1。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
容器
起始各物质的量/mol
达到平衡时体系能量的变化
SO2
O2
SO3
Ar
甲
2
1
0
0
放出热量:
Q1
乙
1.9
0.9
0.2
0
放出热量:
Q2
丙
1.8
0.9
0.2
0.1
放出热量:
Q3
下列叙述正确的是( )
A.Q1=Q2=Q3=197kJ
B.达到平衡时,丙容器中SO2的体积分数最大
C.甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等
D.若在上述条件下反应生成2molSO3(s)的反应热为ΔH1,则ΔH1<-197kJ·mol-1
【解析】 此题是等效平衡三种情况中的第一种,需要转化为一边的量相等时方等效。
A错,Q1>Q2=Q3<197kJ;B错,达到平衡时,三容器中SO2的体积分数一样大;C对,甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等;D对,若在上述条件下反应生成2molSO3(s)的反应热为ΔH1,则ΔH1<-197kJ·mol-1,因为由SO3(g)变成SO3(s)又要放热。
【答案】 CD
6.(2011·湖南长沙高三质检)在恒压条件下化学反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-QkJ·mol-1,在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量(Q)如下表所列。
判断下列叙述正确的是( )
容器
SO2(mol)
O2(mol)
SO3(mol)
N2(mol)
Q(kJ)
甲
2
1
0
0
Q1
乙
1
0.5
0
0
Q2
丙
0
0
2
0
Q3
丁
1
0.5
0
1
Q4
A.平衡时,向甲容器中再加1molO2,一段时间后达到平衡时O2的体积分数减小
B.平衡时,升高丙容器温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡逆向移动
C.各容器中反应放出热量的关系为:
Q1=2Q2>2Q4
D.丁容器中反应达到平衡时,其化学平衡常数小于乙容器中反应的平衡常数
【解析】 A项单独加入O2,O2的体积分数增大;B项v正、v逆均增大;C项甲和乙是等效平衡,SO2和O2的转化率相同,而乙中转化量是甲中的一半,故Q1=2Q2,而丁相当于在乙的平衡基础上加入1molN2,恒压条件导致平衡向左移动,故放热减小,Q4
【答案】 C
7.(2011·四川内江高三一模)已知:
2M(g)N(g);ΔH=-24.4kJ/mol。
现将M和N的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,反应体系中物质浓度随时间的变化关系如图所示。
下列说法正确的是( )
①a、b、c、d四个点中处于平衡状态的点是a、b ②反应进行到25min时,曲线发生变化的原因是加入0.4molN ③若调节温度使35min时体系内N的体积分数与15min时相等,应升高温度 ④反应进行到10min时,体系吸收的热量为4.88kJ ⑤若40min后出现如图所示变化,则可能是加入了某种催化剂
A.①③ B.②④
C.③④D.③⑤
【解析】 ①a点是不平衡点;②根据图示中量的变化并结合反应方程式,推知标有b、d点的曲线为物质M的变化曲线,另一条线为物质N的变化曲线,所以25min时是加入了0.4molM;③35min时N的量比15min时高,升高温度平衡逆向移动,N的量减少从而可使这两个点的N的体积分数相等;④10min时,反应逆向建立平衡,反应吸热,此时生成了0.4molM,故吸收的热量=
=4.88kJ;⑤催化剂不破坏平衡。
综合上述知③④正确。
【答案】 C
8.(2011·苏北四市高三二次调研)如下图所示,图Ⅰ是恒压密闭容器,图Ⅱ是恒容密闭容器。
当其他条件相同时,在Ⅰ、Ⅱ中分别加入2molX和2molY,开始时容器的体积均为VL,发生如下反应并达到平衡状态(提示:
物质X、Y的状态均未知,物质Z的状态为气态):
2X(?
)+Y(?
)aZ(g)
此时Ⅰ中X、Y、Z的物质的量之比为132。
下列判断正确的是( )
A.物质Z的化学计量数a=2
B.若Ⅱ中气体的密度如图Ⅲ所示,则X、Y中只有一种为气态
C.若X、Y均为气态,则平衡时X的转化率:
Ⅰ>Ⅱ
D.若X为固态、Y为气态,则Ⅰ、Ⅱ中从开始到平衡所需的时间:
Ⅰ>Ⅱ
【解析】 若Ⅱ中气体的密度如题图Ⅲ所示,即气体的密度增加,体积不变,故质量增加,则X、Y中只有一种为气态;若X、Y均为气态,Ⅰ是恒压密闭容器,相对于图Ⅱ是恒容密闭容器来说,相当于加压,故则在平衡时X的转化率:
Ⅰ>Ⅱ。
【答案】 BC
二、非选择题
9.(2011·山东潍坊高三二次调研)
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中NO2与O2反应如下:
4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)。
若已知K350℃ 反应达平衡后,若再通入一定量NO2,则平衡常数K将________,NO2的转化率________。 (均填“增大”“减小”或“不变”) (2)若初始时在恒容密闭容器中加入N2O5,下表为N2O5分解反应在一定温度下不同时间测得N2O5浓度的部分实验数据: t/s 0 500 1000 c(N2O5)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.48 ①写出该反应的平衡常数表达式: K=________。 ②1000s内N2O5的分解速率为________________。 ③若每有1molN2O5分解,放出或吸收QkJ的热量,写出该分解反应的热化学方程式________________________。 【解析】 (1)该反应的K= ,升温K减小,即平衡逆向移动,故正方向放热,达平衡后再通入NO2,平衡正向移动,K不变,NO2的转化率减小。 (2)①与 (1)比较,反应逆向,K为 (1)中K的倒数。 ②1000s内,v(N2O5)= =0.00252mol·L-1·s-1。 ③吸热,ΔH为正值。 【答案】 (1)放热 不变 变小 (2)① ②0.00252mol·L-1·s-1 ③2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=+2QkJ·mol-1 10.(2011·石家庄质检一)在恒温、恒容的密闭容器中,混合气体A、B、C的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如下表所示: t s 初始 2min 4min 6min 8min cA(mol·L-1) 2.50 2.20 2.00 2.00 2.20 cB(mol·L-1) 1.56 2.16 2.56 2.56 2.16 cC(mol·L-1) 0.39 0.54 0.64 0.64 1.54 请填空: (1)前2min内,vB=________。 (2)到2min末A的转化率为________。 (3)该反应的化学方程式为______________________。 (4)6~8min若只改变了反应体系中某一种物质的浓度,则应为________(填选项字母),则该物质的浓度改变量为________mol·L-1. a.增大A的浓度 b.减小B的浓度 c.增大C的浓度 (5)如果在相同条件下,使该反应从逆反应方向开始进行,且达到平衡时与第4min时各物质的体积分数完全相同,则加入B的物质的量浓度的取值范围为__________________。 【解析】 (1)前2min内,vB= =0.30mol·L-1·min-1。 (2)到2min末A的转化率为 ×100%=12%。 (3)由初始到2min,A的浓度减小,B、C浓度增大,则A为反应物,B、C为生成物,A浓度减少0.30mol/L,B浓度增加0.60mol/L,C浓度增加0.15mol/L,则可知反应的化学方程式为: 2A4B+C。 (4)由6~8min,A的浓度增大,B的浓度减小,C的浓度增大,可知改变的条件为增大C的浓度,平衡向逆反应方向移动。 由B减少0.40mol/L,则反应中C减少0.10mol/L,现结果反而增加了0.90mol/L,则C的浓度改变量为1.00mol/L。 (5)如果在相同条件下,使该反应从逆反应开始进行,且达到平衡时与第4min时各物质的体积分数完全相同,则B的物质的量浓度必须大于平衡时的2.56mol/L,又由于平衡A的浓度为2.00mol/L,则生成这么多的A消耗B的浓度为4.00mol/L,则B的最大浓度为2.56mol/L+4.00mol/L=6.56mol/L,即2.56mol·L-1 【答案】 (1)0.30mol·L-1·min-1 (2)12% (3)2A4B+C (4)c 1.00 (5)2.56mol·L-1 11.(2011·广东六校高三第一次联考)甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应①和②,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。 ①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1 ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2 将0.20molCH4和0.30molH2O(g)通入容积为10L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如右下图。 (1)温度不变,缩小体积,增大压强,①的反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向________移动。 (2)反应①的ΔH1________(填“<”“=”或“>”)0,其平衡常数表达式为K=________,100℃时的平衡常数值是________________。 (3)在压强为0.1MPa条件下,将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②生成甲醇。 为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。 请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。 实验编号 T(℃) n(CO)/n(H2) p(MPa) Ⅰ 150 1/3 0.1 Ⅱ 5 Ⅲ 350 5 【解析】 (1)增大压强正逆反应速率都增大;增大压强向体积减小的方向进行。 (2)从题目右边的温度对甲烷转化率图可以看出这是一个增函数,即升高温度,转化率增大。 从化学平衡来看,升高温度应该向吸热方向进行,那么说明正反应是一个吸热反应。 100℃时,甲烷的转化率为0.5即c(CH4)=0.01mol/L;c(H2O)=0.02mol/L;c(CO)=0.01mol/L;c(H2)=0.03mol/L,K=1.35×10-3。 (3)在进行实验时应是改变一个变量,其他条件保持不变。 【答案】 (1)增大 逆反应方向或左 (2)> 1.35×10-3 (3) 实验编号 T(℃) n(CO)/n(H2) p(MPa) Ⅰ Ⅱ 150 1/3 Ⅲ 1/3 12.(2011·北京海淀高三期末练习)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH (1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)________。 A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B.混合气体的密度不变 C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 (2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。 温度 250℃ 300℃ 350℃ K 2.041 0.270 0.012 ①由表中数据判断ΔH________(填“>”“=”或“<”)0; ②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为________,此时的温度为________。 (3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是________。 a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2加压 e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇 (4)300℃时,在一定的压强下,5molCO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454kJ。 在该温度时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下: 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1molCO、 2molH2 1mol CH3OH 2mol CH3OH 平 衡 时 数 据 CH3OH的 浓度(mol/L) c1 c2 c3 反应的能量变化 akJ bkJ ckJ 体系压强(Pa) p1 p2 p3 反应物转化率 α1 α2 α3 下列说法正确的是________。 A.2c1>c3B.a+b<90.8 C.2p2 【解析】 (1)可通过甲醇的生成速率和CO生成速率相等或甲醇的消耗速率和CO消耗速率相等来判断反应达到平衡状态,但不能通过甲醇生成速率和CO的消耗速率相等来判断反应是否达到平衡状态。 恒容容器不能通过混合气体密度不变来判断反应是否达到平衡状态,故A、B错。 (2)分析表中数据可知,温度升高,化学平衡常数变小,说明升高温度平衡向逆方向移动,即逆反应是吸热反应,那么正反应就为放热反应,ΔH<0。 开始时c(CO)=1mol/L,平衡时c(CO)=0.2mol/L,CO的转化率= ×100%=80%,此时平衡常数K=0.8/[0.2×(0.4)2]=2.041,此时对应的温度为250℃。 (3)升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小;使用催化剂平衡不移动,CO的转化率不变;增加CO的浓度,CO的转化率减小;加入惰性气体加压,平衡不移动,CO的转化率不变。 (4)A项,可假设丙的容积为甲的两倍,达平衡时浓度与甲相等,再压缩至容积相等,若平衡不移动,则CH3OH浓度丙为甲的2倍,但实际平衡向正反应方向移动,则有2c1 【答案】 (1)CD (2)①< ②80% 250℃ (3)d、f (4)D
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