届苏教版 化学平衡状态 化学平衡的移动 单元测试文档格式.docx
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解析 溴水中加入AgNO3溶液后生成溴化银沉淀,促使平衡Br2+H2OHBr+HBrO正向移动,溶液颜色变浅,与平衡移动有关,A正确;
合成氨反应是放热反应,从平衡角度分析,较高温度不利于提高产率,B错误;
加入催化剂,平衡2SO2+O22SO3不移动,不能用勒夏特列原理分析,C错误;
H2与I2生成HI的反应是反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强,平衡不发生移动,颜色变深是因为加压后碘蒸气浓度变大,不能用勒夏特列原理解释,D错误。
3.[2018·
黑龙江大庆质检]一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应:
xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡后测得A气体的浓度为0.5mol·
L-1,保持温度不变,将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后,测得A气体的浓度为0.8mol·
L-1,则下列叙述正确的是( )
A.平衡向正反应方向移动
B.x+y<
z
C.B的物质的量浓度减小
D.C的体积分数减小
解析 保持温度不变,将容器的容积压缩为原来的一半,若平衡不移动,则A气体的浓度应由0.5mol·
L-1增大到1.0mol·
L-1,而实际达到平衡时测得A气体的浓度为0.8mol·
L-1,说明压缩容器的容积、增大压强的过程中,平衡正向移动,从而可得x+y>
z,则A正确,B错误;
平衡正向移动,C的体积分数增大,压缩容器的容积,达到新平衡时,B的物质的量浓度较原来大,故C、D均错误。
4.可逆反应:
2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g) ΔH<
0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量,平衡向正反应方向移动 ②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小 ③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)均增大 ④增大B的浓度,v(正)>
v(逆) ⑤加入催化剂,B的转化率提高
A.①②B.只有④C.只有③D.③④
答案 D
解析 因A是固体,其浓度可视为常数,增加A的量,平衡不移动,①错误;
升高温度,平衡向吸热反应方向(即逆向)移动,但v(正)也增大,只是增大的程度小于v(逆)增大的程度,使v(正)<
v(逆),②错误;
因反应前后气体体积不变,增大压强平衡不移动,但v(正)、v(逆)同等程度增大,③正确;
增大B的浓度,平衡正向移动,v(正)>
v(逆),④正确;
加入催化剂,平衡不移动,B的转化率不变,⑤错误,D正确。
5.[2017·
山东师大附中期末]某温度下,在一容积可变的密闭容器里,反应2A(g)B(g)+2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。
在保持温度和压强不变的条件下,下列说法正确的是( )
A.充入1mol稀有气体氦(He),平衡将不发生移动
B.充入A、B、C各1mol,平衡将向正反应方向移动
C.将A、B、C各物质的物质的量都减半,C的百分含量不变
D.加入正催化剂,正、逆反应速率均加快,平衡向逆反应方向移动
答案 C
解析 保持温度和压强不变的条件下,充入1mol稀有气体氦(He),容器的容积变大,平衡正向移动,A错误;
充入A、B、C各1mol,相当于先充入A、B、C分别为1mol、0.5mol、1mol,根据等效平衡,此时平衡不移动,后又充入0.5molB,平衡逆向移动,B错误;
将A、B、C各物质的物质的量都减半,根据等效平衡,平衡不移动,C的百分含量不变,C正确;
加入正催化剂,正、逆反应速率均加快,平衡不发生移动,D错误。
6.某温度下,反应2A(g)B(g) ΔH>
0在密闭容器中达到平衡,平衡后
=a,若改变某一条件,足够时间后反应再次达到平衡状态,此时
=b,下列叙述正确的是( )
A.在该温度下,保持容积固定不变,向容器内补充了B气体,则a<
b
B.若a=b,则容器中可能使用了催化剂
C.若其他条件不变,升高温度,则a<
D.若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则a>
解析 A项中增加B气体,平衡逆向移动,但B转化的比增加的幅度小,则b<
a,A错误;
升高温度,平衡正向移动,则b<
a,C错误;
若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则体积增大,各组分分压减小,平衡向气体分子数增多的方向移动,即逆向移动,则a<
b,D错误。
7.[2017·
天津红桥区期末]向1L的密闭容器中加入1molX、0.3molZ和一定量的Y三种气体。
一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间的变化如图甲所示。
图乙为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。
下列说法不正确的是( )
A.Y的起始物质的量为0.5mol
B.该反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)3Z(g) ΔH<
C.若t0=0,t1=10s,则t0~t1阶段的平均反应速率为v(Z)=0.03mol·
L-1·
s-1
D.反应物X的转化率t6点比t3点高
解析 t4~t5阶段反应速率降低,但平衡不移动,说明t4时刻改变的条件为减小压强,即反应前后气体化学计量数之和相等,X的浓度减少,为反应物,变化为(1-0.8)mol·
L-1=0.2mol·
L-1,Z的浓度增大,为生成物,变化为(0.6-0.3)mol·
L-1=0.3mol·
L-1,则X和Z的化学计量数之比为2∶3,则Y的化学计量数为1,Y的浓度变化为0.2mol·
L-1×
=0.1mol·
L-1,Y为反应物,因此起始时Y的物质的量为(0.1+0.4)mol·
1L=0.5mol,故A正确;
根据选项A的分析,反应方程式为2X(g)+Y(g)3Z(g),根据图乙,t5时刻改变的条件应为温度,正、逆反应速率均升高,因此应是升高温度,因v正>
v逆反应向正反应方向进行,说明正反应是吸热反应,即ΔH>
0,故B错误;
根据化学反应速率表达式可知,c(Z)=
=0.03mol·
s-1,故C正确;
t5~t6阶段,平衡向正反应方向移动,X的转化率升高,而t3~t4、t4~t5阶段,平衡不移动,所以X的转化率t6点比t3点高,故D正确。
8.恒温恒压下,在一个容积可变的密闭容器中发生反应:
A(g)+B(g)C(g),若开始时通入1molA和1molB,达到平衡时生成amolC。
则下列说法错误的是( )
A.若开始时通入3molA和3molB,达到平衡时,生成的C的物质的量为3amol
B.若开始时通入4molA、4molB和2molC,达到平衡时,B的物质的量一定大于4mol
C.若开始时通入2molA、2molB和1molC,达到平衡时,再通入3molC,则再次达到平衡后,C的物质的量分数为
D.若在原平衡体系中,再通入1molA和1molB,混合气体的平均相对分子质量不变
解析 开始时通入3molA和3molB,由于容器体积膨胀,保持恒压,相当于将三个原容器叠加,各物质的含量与原平衡中的相同,C的物质的量为3amol,A正确;
无法确定平衡移动的方向,不能确定平衡时B的物质的量一定大于4mol,B错误;
根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为
,C正确;
这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变,D正确。
9.[2018·
安徽毫州联考]在t℃时,向aL密闭容器中加入1.6molHI(g),发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>
0,H2的物质的量随时间的变化如图所示,下列有关说法中正确的是( )
A.平衡时,I2蒸气的体积分数为25%
B.若在1.5min时降低温度,则反应将向左进行
C.平衡后若升高温度,v正增大,v逆减小
D.平衡后向容器中加入一定量的H2后,平衡向左移动,H2的体积分数减小
解析 该反应反应前后气体体积不变,由图可知,平衡时n(H2)=0.4mol,则有n(I2)=0.4mol,故I2蒸气的体积分数为
×
100%=25%,A正确;
1.5min时反应未达到平衡状态,降低温度,反应速率减慢,但反应仍向右进行,直至平衡,B错误;
平衡后若升高温度,v正、v逆均增大,但v正增大的程度大于v逆,平衡向右移动,C错误;
平衡后加入H2,平衡向左移动,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡后,c(H2)仍比原来大,则新平衡后H2的体积分数增大,D错误。
10.在恒温恒容的容器中,发生反应:
H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)。
初始时加入平均相对分子质量为15的H2、CO混合气体,一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16。
下列说法正确的是( )
A.反应前后气体的压强之比为2∶1
B.反应前后气体的密度之比为15∶16
C.此时CO的转化率为50%
D.若反应继续向正反应方向进行,气体的平均相对分子质量将减小
解析 设初始时加入H2、CO的物质的量分别为xmol、ymol,据H2、CO混合气体的平均相对分子质量为15可得
=15,解得x∶y=1∶1。
令初始时加入H2、CO各1mol,按“三段式法”计算:
H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)
起始量/mol1100
转化量/molzzzz
某时刻量/mol1-z1-zzz
一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16,则有
=16,解得z=0.5。
由上述分析可知,反应前后气体的压强之比等于2mol∶(2-0.5)mol=4∶3,A错误;
恒温恒容的容器中进行反应,反应前后气体的密度之比等于气体的质量之比,故反应前后气体的密度之比为(2×
1+28×
1)∶(2×
0.5+28×
0.5+18×
0.5)=5∶4,B错误;
此时CO的转化率为
100%=50%,C正确;
若反应继续向正反应方向进行,则会生成更多的H2O(g),气体的平均相对分子质量将增大,D错误。
二、非选择题(共30分)
11.(14分)甲醇脱氢可制取甲醛:
CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示,请回答下列问题:
(1)下列叙述不能说明该脱氢反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
a.v正(CH3OH)=v逆(HCHO)
b.c(HCHO)=c(CH3OH)
c.消耗1molCH3OH同时生成1molHCHO
d.CH3OH的体积分数保持不变
(2)该脱氢反应的ΔH________0(填“>
”“<
”或“=”),判断依据是______________________________________________________________________________________________________________________。
(3)600K时,Y点甲醇的v正________v逆(填“>
”或“=”),判断依据是______________________________________________________________________。
(4)若t1K时反应达到平衡后,将反应容器的容积减小一半,平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断依据是______________________________________________________________________。
答案
(1)bc
(2)>
温度越高,甲醇的平衡转化率越大,说明升高温度平衡正向移动
(3)<
Y点甲醇的平衡转化率大于X点甲醇的平衡转化率,说明反应逆向进行
(4)逆反应 增大压强平衡向分子数减小的方向移动
解析
(1)v正=v逆,说明反应达到平衡状态,a正确;
c(HCHO)=c(CH3OH),两者浓度相等不能作为反应达到平衡的判据,b错误;
消耗CH3OH和生成HCHO均表示正反应,不能作为判断反应达到平衡的判据,c错误;
CH3OH的体积分数不变,说明反应达到平衡状态,d正确。
(2)由图像可知,随温度升高,CH3OH平衡转化率增大,说明平衡正向移动,正反应是吸热反应。
(3)由图像可知,600℃时,X点为平衡点,Y点向X点移动,甲醇的平衡转化率降低,平衡向逆反应方向移动。
(4)压缩体积,气体压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,即向逆反应方向移动。
12.(16分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·
mol-1
一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
ΔH=+206.4kJ·
b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH=-41.2kJ·
对于反应a,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是________。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂d.降低压强
利用反应b,将CO进一步转化,可提高H2产量。
若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为________。
(2)图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。
根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:
________。
(3)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
(4)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。
简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案
(1)a 90%
(2)14.5%
(3)
(4)Ⅳ 对原料气加压;
分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用
解析
(1)增大水蒸气浓度,平衡右移,但H2百分含量不一定提高;
加入催化剂,对平衡无影响,不能提高H2的百分含量;
降低压强,反应速率减慢。
设达到平衡时CO转化了xmol。
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
n起始0.2mol0mol0.8mol
n平衡(0.2-x)molxmol(0.8+x)mol
(0.2-x)+x+(0.8+x)=1.18,x=0.18,αCO=
100%=90%。
(2)方法1:
设达到平衡时N2转化了xmol。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
n起始nmol3nmol0
n平衡(n-x)mol(3n-3x)mol2xmol
100%=42%,x=0.592n
故N2体积分数=
100%=
100%≈14.5%。
方法2:
由N2、H2按1∶3投料,N2与H2又按照1∶3发生反应,故从反应开始到反应平衡,N2和H2之比始终为1∶3。
N2体积分数=
(1-42%)=14.5%。
(3)反应初期,NH3从无到有,在未达到平衡前,NH3物质的量是增大的,达到平衡后,温度升高,平衡逆向移动,NH3物质的量逐渐减小,曲线见答案。
(4)通过热交换器(步骤Ⅳ),加热进入合成塔的原料气,同时冷却从合成塔出来的平衡混合气。
提高原料总转化率的方法有:
①对N2、H2加压;
②将产物NH3液化分离,减小生成物浓度;
③将未反应的N2、H2循环使用。
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