考点13化学反应速率和化学平衡-2018领军高考化学考点必练

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考点13化学反应速率和化学平衡-2018领军高考化学考点必练

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【知识讲解】
一、化学反应速率
1. 化学反应速率
⑴ 化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。
⑵ 无论浓度的变化是增加还是减少,一般都取正值,所以化学反应速率一般为正值。
⑶ 由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。
⑷ 对于同一个反应来说,用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值不同,但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。因此,表示化学反应速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。
⑸ 对于在一个容器中的一般反应 aA + bB == cC + dD来说有: VA :VB :VC :VD === △CA :△CB :△CC :△CD === △nA :△nB :△nC :△nD==== a :b :c :d
2. 化学反应速率大小的比较方法
⑴ 看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
⑵ 比较反应速率大小时,不仅需看反应速率数值
的大小,且要结合化学方程式中物质的化学计量
数及单位,化归到同一物质,再进行比较。
⑶ 对于一般反应aA+bB===cC+dD,比较与,若>,则A表示的反应速率比B的大。
3. 化学反应速率的计算方法
(1)概念法:
(2)化学计量数法:
一般是先用概念法计算出一种物质的反应速率,再用化学计量数法算出其他物质的化学反应速率。
4. 影响化学反应的因素
⑴ 浓度对化学反应速率的影响:
① 一个反应的速率主要取决于反应物的浓度,与产物的浓度关系不大 。
② 物质为固体或纯液体时,浓度为常数,改变固
体或纯液体的量,不改变浓度,不影响化学反应速。
若参加反应的物质为固体、液体或溶液,由于
⑵ 压强对化学反应速率的影响
① 压强的变化对它们的浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
② 改变压强的涵义,一般是指:
气体物质的量不变,改变容器的容积。比如像
a. N2 + 3H2 2NH3,反应物为气体的反应,缩小体积,压强增大,反应物气体的浓度增大,反应速率加快。如果增大体积,压强减小,反应物气体的浓度减小,反应速率减小。
b. 气体的容器容积不变,充入不相关的气体。比如像 N2 + 3H2 2NH3的反应,充入Ne,
压强增大,但各反应物的浓度没有变化,反应速率不变。如果充入Ne,压强不变,必然是容器的容积增大,而气体容积的增大,一定引起反应物浓度的减小,所以化学反应速率减小。
③ 像化学反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑生成物中有气体,反应物中没有气体,增大压强,速率不增大;减小压强,速率也不减小。
⑶ 温度对化学反应速率的影响
不管是吸热反应还是放热反应,只要是升高温度一定加快反应速率,降低温度一定减慢反应速率。
⑷ 催化剂对化学反应速率的影
对可逆反应来说使用催化剂,可同时加快正逆反应速率
二、化学平衡
化学平衡状态的判断方法
1.直接判断法
(1) v正=v逆>0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)。
(2 )各物质的浓度保持不变。
2.间接判断法
(1) 各物质的百分含量保持不变。
(2) 各物质的物质的量不随时间的改变而改变。
(3) 各气体的体积不随时间的改变而改变。
例如:我们以密闭容器中的反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例来说明:
化学反应
mA(g) + nB(g) ?pC(g)+ qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的质量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率之间的关系
①在单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A,
即v(正) = v(逆)
平衡
②在单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C,
即v(正) = v(逆)
平衡
③v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q ,
v(正) 不一定等于v(逆)
不一定平衡
④在单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D,
即叙述的都是v(逆)
不一定平衡
压强
①其它条件一定、总压强一定,且m + n ≠ p + q
平衡
②其它条件一定、总压强一定,且m + n = p + q
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量
①平均相对分子质量一定,且m + n ≠ p + q
平衡
②平均相对分子质量一定,且m + n = p + q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变
平衡
三、化学平衡图像
图像题解题方法
(1)分析反应速度图像:
①看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点。
②看变化趋势:分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应。升高温度时,△V吸热>△V放热。
③看终点:分清消耗浓度和增生浓度。反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。
④对于时间——速度图像,看清曲线是连续的,还是跳跃的。分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”。增大反应物浓度V正 突变,V逆 渐变。升高温度,V吸热 大增,V放热 小增。
(2)化学平衡图像问题的解答方法:
①三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看△V正 、 △V逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
②四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点。
③先拐先平:对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) ,在转化率——时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡。它所代表的温度高、压强大。这时如果转化率也较高,则反应中m+n>p+q。若转化率降低,则表示m+n④定一议二:图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。
强调:不管是速率图像还是平衡图像,都要搞清纵、横坐标的含义,都要与化学原理相联系,特别是与平衡移动原理相联系。
【典例剖析】
典例1 (2017天津)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s) +4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时,该反应的平衡常数K=2×10﹣5.已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
C.第二阶段,Ni(CO) 4分解率较低
D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
【答案】B
典例2 (2017江苏)温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:
2NO2(g) 2NO(g) +O2 (g)(正反应吸热)。实验测得:v正=v (NO2)消耗=k正c2(NO2 ),v逆=v(NO) 消耗=2v(O2) 消耗=k逆c2(NO) ?c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器编号
物质的起始浓度(mol?L—1)
物质的平衡浓度(mol?L—1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)

0.6
0
0
0.2

0.3
0.5
0.2


0
0.5
0.35

A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为 4:5
B.达平衡时,容器Ⅱ中 c(O2 )/c(NO2)比容器Ⅰ中的大
C.达平衡时,容器Ⅲ中 NO 的体积分数小于50%
D.当温度改变为 T2时,若 k正=k逆,则 T2>T1
【答案】C D
【解析】A.I中的反应: 2NO2(g) 2NO(g) +O2 (g)
开始(mol/L)0.6 0 0
反应(mol/L)0.4 0.4 0.2
平衡(mol/L)0.2 0.4 0.2
化学平衡常数K=0.42×0. 2/0.22=0.8
容器体积为1L,则平衡时I中气体总物质的量=1L×(0.2+0.4+0.2)mol/L=0.8mol。
恒容恒温时气体压强之比等于其物质的量之比,如果平衡时I、II中压强之比为4:5,则II中平衡时气体总物质的量为1mol,II中开始时浓度商=0.52×0. 2/0.32=5/9<0.8,则平衡正向移动,平衡正向移动导致混合气体总物质的量之和增大,所以达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于 4:5,故A错误;
B.如果II中平衡时 c(NO2)=c(O2),设参加反应的 c(NO2)=xmol/L,则0.3﹣x=0.2+0.5x,x=1/15,平衡时 c(NO2)=c(O2)=7/30mol/L,c(NO)=0.5mol/L+1/15mol/L=17/30mol/L,II中(17/30)2(7/30)/(7/30)2≈1.3>0.8,说明II中平衡时应该存在 c(NO2)>c(O2).容器I中 c(O2 )/c(NO2=1,所以达平衡时,容器Ⅱ中 c(O2 )/c(NO2 )小于1,则 比容器Ⅰ中的小,故B错误;
【对点练习】
1.(2018届天津市耀华中学高三上学期第二次月考)下列有关叙述正确的是
A. 将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入SO2,产生沉淀
B. 常温下,反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4FeOH)3(s)能自发进行,则△H<0
C. NH4Al(SO4)2溶液中加入少量氢氧化钠溶液:?NH4++OH-=NH3·H2O
D. 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
【答案】B
【解析】亚硫酸酸性小于盐酸, BaCl2溶液中通入SO2,无沉淀产生,故A错误;该反应 ,常温下能自发进行,根据 ,则△H<0,故B正确;NH4Al(SO4)2溶液中加入少量氢氧化钠溶液:?Al3++3OH-=Al(OH)3↓,故C错误;铜与硝酸反应生成硝酸铜,在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入Cu(NO3)2固体,铜粉溶解,故D错误。
2.(2018届天津市第一中学高三上学期第二次月考)在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体,发生2N2O(g) 2N2(g)+O2(g),容器I、II、III中N2O平衡转化率如右下图所示,下列说法正确的是( )
容器
容积/L
起始物质的量/L
N2O
N2
O2
I
V1
0.1
0
0
II
1.0
0.1
0
0
III
V2
0.1
0
0
IV
1.0
0.06
0.06
0.04
A. 该反应的正反应放热
B. 相同温度下反应时,平均反应速率:v(I)>v(Ⅲ)
C. 图中A、B、C三点处容器内总压强:P(I)A
D. 容器IV在470℃进行反应时,起始速率:v(N2O)正2O)逆
【答案】C
3.(2018届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期中考试)已知反应X(g)+Y(g) nZ(g) ΔH>0,将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应,各物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(  )
A. 10 min时,曲线发生变化的原因是升高温度
B. 10 min时,曲线发生变化的原因是增大压强
C. 反应方程式中n=1
D. 0~5 min内,用X表示的反应速率为v(X)=0.08 mol·L-1·min-1
【答案】A
4.(2018届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期中考试)某温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2,发生反应:H2 (g) +I2 (g)2HI(g) 。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。
容器
起始浓度
平衡浓度
c(H2)/mol·L-1
c(I2)/mol·L-1
c(HI)/mol·L-1

0.01
0.01
0.004

0.01
0.02
a

0.02
0.01
b

0.02
0.02
——
下列判断正确的是
A. 平衡时,H2的转化率:丁>甲
B. 平衡时,乙中H2的转化率等于20%
C. HI的平衡浓度:a=b>0.004
D. 丙中条件下,该反应的平衡常数K = 4
【答案】C
【解析】A、恒温恒容,丁与甲相比,各物质浓度增大一倍,为等效平衡,转化率相同,选项A错误;B、甲容器中氢气的转化率为: ×100%=20%,乙中增大碘的浓度,氢气的转化率增大,大于20%,选项B错误;C、对比甲容器,乙容器中增大碘的浓度,平衡正向移动,碘化氢的浓度增大,丙容器中氢气的浓度增大,平衡正向移动,碘化氢的浓度增大,且两者转化率相同,故:HI的平衡浓度:a=b>0.004,选项C正确;D、平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故可以根据甲容器计算丙中条件下的平衡常数。
H2 (g) +I2 (g)2HI(g)
起始浓度(mol/L) 0.01 0.01 0
改变浓度(mol/L) 0.002 0.002 0.004
平衡浓度(mol/L) 0.008 0.008 0.004
K==0.25,选项D错误。答案选C。
5.(2018届湖北省荆州市高三第一次质量检查)如图所示,与对应的叙述相符的是
A. 图甲表示反应:4CO(g) +2NO2(g)==N2(g) +4CO2(g) ΔH<0,在其他条件不变的情况下,改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响,则有T1B. 图乙表示某条件对2A(g) +B(g)==3C(g)的影响,乙一定使用了催化剂
C. 图丙表示的某可逆反应是吸热反应,该图表明催化剂能同时改变正逆反应的活化能
D. 图丁表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:2NO2(g)N2O4(g),相同时间后测得NO2含量的曲线,则该反应的ΔH>0
【答案】C
【解析】A、根据图像,b点N2%最大,说明反应达到平衡,当CO物质的量不变时,T2时N2%大,正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向进行,N2%降低,因此是T26.(2018届湖北省荆州市高三第一次质量检查)在体积为V的密闭容器中发生可逆反应3A(?) +B(?)==2C (g),下列说法正确的是
A. 若A为气态,则气体的的平均密度不再变化时反应达到平衡状态
B. 升高温度,C的体积分数增大,则该正反应放热
C. 达到平衡后,向容器中加入B,正反应速率一定加快
D. 达到平衡后,若将容器的容积压缩为原来的一半,C的浓度变为原来的1.8倍,则A一定为非气态
【答案】D
7.(2018届江西省南昌县莲塘一中高三11月质量检测)CO?(g)?+H2O?(g)?H2?(g)?+CO2?(g)?△H<0,在其他条件不变的情况下( )
A. 升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
B. 加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H?也随之改变
C. 改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
D. 若在原电池中进行,反应放出的热量不变
【答案】C
【解析】A 、升温反应速率加快,平衡逆向移动,所以放出的热量减少,A错误。B、催化剂只改变反应的途径,加快或减慢反应的速率,不影响反应的焓变,焓变只与反应物和生成物的能量的差值有关,B错误。C、该反应前后气体的体积不发生变化,改变压强,平衡不发生移动,放出的热量也不变,C正确。D、原电池是将化学能转化为电能的装置,该反应若在原电池中进行,化学能主要转化为电能,只有少量转化为热能,放出的热量减少,D错误。正确答案为C。
8.(2018届四川省德阳市高三三校联合测试)一定温度下,向10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示:
t / min
0
2
4
6
V(O2) / mL
0
9.9
17.2
22.4
资料显示,反应分两步进行:① 2Fe3++H2O2 == 2Fe2++O2↑+2H+,② H2O2+2Fe2++2H+ == 2H2O+2Fe3+。反应过程中能量变化如下图所示。下列说法错误的是
A. Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
B. 反应①是吸热反应、反应②是放热反应
C. 反应2H2O2(aq) == 2H2O(l)+O2(g)的ΔH=E1-E2<0
D. 0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)=3.33×10-2 mol·L-1·min-1
【答案】C
9.(2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第三次验收考试)可逆反应A(g)+B(g)2C(g),反应过程中混合物中C的百分含量与温度关系如下图所示下列说法正确的是
A. 正反应速率:?v(T3)>v(T4)>v(T2) B. 化学平衡常数:?K(T4)>K(T3)
C. 由T1向T2变化时,V正>v逆 D. 该可逆反应的正反应为吸热反应
【答案】C
【解析】A. 升温反应速率增大,所以正反应速率v(T4)>v(T3)>v(T2),故A错误;B. T3时反应达到平衡状态,升温平衡左移,所以化学平衡常数:K(T4)v逆,故C正确;D. 升温平衡左移,所以该可逆反应的正反应为放热反应,故D错误。故选C。
10.(2018届安徽省A10联盟高三11月联考)一定量CO2与足量C在体积可变的恒压密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 550℃时,v逆小于925℃时v逆
B. 650℃时,反应达平衡后,CO2的转化率为25%
C. 由图中数据分析可得,该反应为放热反应
D. T℃时,若向平衡体系内充入惰性气体,化学平衡将向正反应方向移动
【答案】C
【解析】A. 升温反应速率增大,所以550℃时,v逆小于925℃时v逆,故A正确;B. 650℃时,反应达平衡后,CO2、CO的体积分数分别是60%、40%,CO2的转化率为20/(20+60)=25%,故B正确;C. 由图中数据分析可得,CO的体积分数随着温度升高而增大,说明升温平衡右移,该反应为吸热反应,故C不正确;D. T℃时,若向平衡体系内充入惰性气体,相当于减压,化学平衡将向正反应方向移动,故D正确。故选C。
11.(2018届湖南省怀化市高三上学期期中博览联考)一定温度下,在2L固定容积的密闭容器中发生反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) △H>0,反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是
A. 曲线b表示NO2的物质的量随反应时间的变化
B. 10 s时,正反应速率小于逆反应速率
C. 20 s时,正反应速率等于逆反应速率
D. 0-20s内平均反应速率v(N2O5)=0.1 mol·L-1·s-1
【答案】C
12.(2018届内蒙古赤峰二中高三上学期第三次月考)体积比为2∶3的N2和H2的混合气体,在一定条件下发生反应。达到平衡时,容器内压强为反应开始时的4/5,则N2的转化率为(  )
A. 50% B. 37.5% C. 25% D. 12.5%
【答案】C
【解析】假设氮气为2mol,氢气为3mo,则根据反应:N2+3H2 2NH3计算
N2+3H2 2NH3
起始物质的量 2 3 0
改变的物质的量x 3x 2x
平衡时物质的量 2-x 3-3x 2x
根据题中信息有压强比等于物质的量比,有(2-x+3-3x+2x)/(2+3)=4/5 解x=0.5mol,则氮气的转化率=0.5/2=25%。
故答案为C。
13.(2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第三次验收考试)在一定温度下,将H2和I2(g)各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g) △H<0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下:
t/min
2
4
7
9
N(I2)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法不正确的是
A. 反应前4min的平均速率v(HI)=2.5×10-3mol/(L?min)
B. 当体系压强不再改变时可以判断反应达到平衡状态
C. 该温度下此反应的书衡常数K=1.44
D. 再充入0.05molH2、0 .05molI2(g)和0.06molHI,平衡不移动
【答案】B
14.(2018届山西省吕梁市高三上学期第一次阶段性测试)已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下:
①2NO(g)N2O2(g)(快) △H1<0平衡常数K1
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) △H2<0平衡常数K2
下列说法正确的是( )
A. 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=-(△H1+△H2)
B. 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K= K1/K2
C. 反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应速率
D. 反应过程中的能量变化可用图a表示
【答案】C
【解析】A.根据盖斯定律分析, ①+②即可得到反应,2NO(g)+O2(g)2NO2(g),故反应热为△H= (△H1+△H2),错误;B. 因为反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)为①+②的结果,所以其平衡常数K= K1K2,故错误;C. 反应慢的速率决定总反应速率,所以反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应速率,故正确;D.图a表示前者为吸热,与题中信息不符合,故错误。
15.(2018届山西省运城市高三上学期期中考试)下列图中的实验方案,能达到实验目的的是
A
B
C
D
实验方案
将NO2球浸泡在冰水热水中
实验目的
探究温度对平衡
2NO2N2O4的影响
验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
除去CO2气体中混有的SO2
比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱
【答案】A
【解析】将NO2球分别浸泡在冰水、热水中,根据颜色判断平衡移动的方向,故A正确;实验改变了温度、催化剂两个变量,不能验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用,故B错误;碳酸钠溶液与二氧化碳、二氧化硫都能反应,不能用饱和碳酸钠溶液除去CO2气体中混有的SO2,故C错误;氯化氢易挥发,氯化氢能与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,不能根据图示装置比较H2CO3和H2SiO3的酸性强弱,故D错误。
16.(2018届山西省运城市高三上学期期中考试)下列图示与对应的叙述一定正确的是
A. 图1所示反应:X(g) +Y(g)2Z(g),曲线b一定是增大了反应体系的压强。
B. 图2 表明合成氨反应是放热反应,b表示在反应体系中加入了催化剂
C. 图3 表示向Ca(HCO3)2溶液中滴入NaOH溶液所得沉淀的质最变化
D. 图4 表示明矾溶液受热时氢氧根离子浓度随温度的变化
【答案】B
17.(2018届江苏省泰州中学高三上学期期中考试)甲醚是一种淸洁燃料,以=2的比例将混合气体通入1L的反应器中,一定条件下发生反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H,其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 上述反应△H<0
B. 图中P1C. 若在P3和316℃时,测得容器中n(H2)=n(CH3OCH3),此时v(正)<v(逆)
D. 若在P3和316℃时,起始时=3,则达到平衡时,CO转化率小于50%
【答案】A
【解析】A.根据图知,相同压强下,升高温度,CO的转化率降低,说明平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热方向移动,所以正反应是放热反应,则上述反应△H<0,故A正确;B.相同温度下,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,所以压强越大CO的转化率越大,根据图中CO转化率大小顺序知,P1>P2>P3,故B错误;C. =2,设通入的n(H2)=2xmol、n(CO)=xmol,在P3和316℃时,达到平衡状态时,CO的转化率为50%,
发生的反应2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)
开始(mol/L) x? ?????? 2x????????? ? 0?????????????? 0?
反应(mol/L) 0.5x??????? x?????????? 0.25x?????????? 0.25x
平衡(mol/L) 0.5x????? ??x?????????? 0.25x??????????? 0.25x
根据方程式知,平衡时n(H2)>n(CH3OCH3),要使二者物质的量相等,平衡应该正向移动,则v(正)>v(逆),故C错误;D.相同温度和压强下,增大一种气体反应物浓度,能提高另一种气体物质的转化率,所以增大氢气浓度时能提高CO转化率,则若在P3和316℃时,起始时=3,则达到平衡时,CO转化率大于50%,故D错误;故选A。
18.(2018届宁夏石嘴山市第三中学高三上学期期中考试)设NA为阿伏加德罗常数值。下列叙述正确的是
A. 0.1molFeCl3完全水解转化为氢氧化铁胶体,生成0.1NA个胶粒
B. 28gN2和6gH2充分反应,生成NH3的分子数为2NA
C. 28gC2H4和CO的混合气体中含有的分子数为NA
D. 标准状况下,11.2LO2参加反应转移的电子数一定为2NA
【答案】C
【解析】A、氢氧化铁胶体是由若干个氢氧化铁分子聚合而成,因此0.1molFeCl3完全水解成氢氧化铁胶体的微粒数小于0.1NA,故A错误;B、此反应是可逆反应,不能完全进行到底,因此生成NH3的分子数小于2 NA,故B错误;C、C2H4和CO摩尔质量都是28g·mol-1,因此含有分子物质的量为28/28mol=1mol,故C正确;D、如果发生2Na+O2 Na2O2,标准状况下,11.2L氧气参与反应转移电子物质的量为11.2×2/22.4mol=1mol,故D错误。
19.(2018届河南省豫南豫北名校高三精英联赛)对于可逆反应 SiO2(s)+C(s)+N2(g)Si3N4(s)+CO(g)(未配平)△H <0,下列叙述正确的是
A. 该反应的氧化剂为N2,还原产物为CO
B. 增加焦炭的用量,生成氮化硅的反应速率增大
C. 反应中每生成0.1 mol Si3N4转移的电子为1.2 mol
D. 反应的平衡常数可表示为K=c(CO)/c(N2),升高温度K减小
【答案】C
20.(2018届湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校高三上学期期中联考)向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变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。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法不正确的是( )
A. 若t1=15 s,则用C的浓度变化表示在t0~t1时间段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B. t4—t5阶段改变的条件一定是减小压强
C. B的起始物质的量为0.02 mol
D. t5—t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.03 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)△H=+100a kJ/mol
【答案】C
【解析】A、若t1=15s,生成物C在t0~t1时间段的平均反应速率为:v===0.004mol?L﹣1?s﹣1,故A正确;B、t4~t5阶段改变条件,正逆反应速率都减小且相等,所以改变的条件应为减小压强,故B正确;C、反应中A的浓度变化为:0.15mol/L﹣0.06mol/L=0.09mol/L,C的浓度变化为:0.11mol/L﹣0.05mol/L=0.06mol/L,反应中A与C的化学计量数之比为0.09:0.06=3:2,根据t4~t5阶段改变压强平衡不移动可知,该反应的方程式为:3A(g)?B(g)+2C(g),由A的起始物质的量为0.3mol和起始浓度为0.15mol/L可知,容器的容积为V==2L;由方程式可知B的起始浓度为:0.05mol/L﹣(0.11mol/L﹣0.05mol/L)/2=0.02mol/L,所以B的起始物质的量为:n(B)=0.02mol/L×2L=0.04mol,B的物质的量不是0.02mol,故C错误;D、反应的方程式为3A(g)?B(g)+2C(g),A的物质的量减少0.03mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,则A的物质的量减少3mol,与外界的热交换总量为100akJ,根据图象可知t5~t6阶段应为升高温度,A的物质的量减少,说明反应向正反应方向移动,则正反应吸热,故该反应的热化学方程式为:3A(g)?B(g)+2C(g);△H=+100akJ?mol﹣1,故D正确;故选C。
21.(2018届山东省潍坊市高三上学期期中考)T℃时,将2.0molA(g)和2.0molB(g)充入体积为1L的密闭容器中,在一定条件发生下述反应:?A(g)+B(g)2C(g)+D(s)?△H<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0mol。下列说法正确的是
A. t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%
B. T℃时该反应的化学平衡常数Kc=2
C. t时刻反应达到平衡后,缩小容器体积,平衡逆向移动
D. 相同条件下,若将1.0molA(g)和1.0molB(g)充入同样容器,达到平衡后,A(g)的转化率为50%
【答案】D
【解析】先列出三段式
A(g)+B(g)2C(g)+D(s)?
n始/mol 2 2
n变/mol 1 1 2
n平/mol 1 1 2
A、t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为×100%=25%,故A错误;B、T℃时该反应的化学平衡常数Kc==4,故B错误;C、本反应是反应前后气体体积不变的反应,縮小容器体积,加压后平衡不移动,故C错误;D、温度相同,平衡常数不变,令A的转化率为x,Kc==4,x=0.5,故D正确;故选D。
22.(四川省成都市郫都区2018届高三期中测试)80 ℃时,2 L 密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应N2O42NO2 △H =+Q kJ/mol(Q>0),获得如下数据:下列判断正确的是
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(NO2)/mol·L-1
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
A. 升高温度该反应的平衡常数K减小
B. 20~40 s 内,v(N2O4)=0.002 mol/( L?s)
C. 反应达平衡时,吸收的热量为0.30 Q kJ/mol
D. 100s 时再通入0.40 mol N2O4,达新平衡时N2O4的转化率增大
【答案】B
23.(2018届河南省漯河市高级中学高三上学期第三次模拟考试)在4 L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物质的量随时间的变化,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
A. 200 ℃时,该反应的平衡常数为6.25L2/mol2
B. 由甲图和乙图可知,反应xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH<0,且a=2
C. 200℃时,向容器中加入2molA 和1molB,达到平街时C的体积分数大于0.25
D. 当外界条件由200℃降温到100℃,原平衡一定被破坏,且正反应速率均增大,逆反应速率减小
【答案】C
【解析】根据图甲,A、B、C物质的量随时间的变化分别是0.4mol、0.2mol、0.2mol;容器中发生反应的方程式是2A(g)+B(g) C(g)。
200 ℃时,该反应的平衡常数为 100,故A错误;
由图乙可知,升高温度,C的百分含量增大,所以ΔH>0,投料比等于系数比,达到平衡时生成物百分含量最大,故a=2,故B错误 ;根据图甲,200℃时,向容器中加入0.8molA 和0.4molB,达到平街时C的体积分数等于0.25;200℃时,向容器中加入2molA 和1molB,相当于加压,平衡正向移动,达到平街时C的体积分数大于0.25,故C正确;当外界条件由200℃降温到100℃,原平衡一定被破坏,正逆反应速率均减小,故D错误。
24.(2018届甘肃省会宁县第一中学高三上学期期中考试)向2l恒温恒容容器中加入2molMgSO4并充入 2molCO,发生反应:MgSO4(s)+ CO(g) MgO(s)+ CO2(g)+SO2(g)△H > 0 。测得反应过程中残留固体的质量随时间变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 0 ~2min内平均反应速率v(SO2)= 0.3 mol·l-1 ·min-1
B. 2 ~4min内容器内气体的密度没有变化
C. 该温度下,反应的平衡常数为1.8
D. 保持其他条件不变,起始时向容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00 molCO,反应达到平衡时,n(CO2)> 0.60 mol
【答案】C
【解析】因为1mol硫酸镁变为氧化镁,质量减少80g。由图像可知,反应在2min达到平衡状态,固体的质量由240g变为144g,减少了96g,所以硫酸镁消耗了即减少了1.2mol,所以CO也要减少1.2mol、剩余0.8mol,CO2和SO2都生成了1.2mol。A. 0 ~2min内平均反应速率v(SO2)= 0.3mol·l-1 ·min-1,A正确;B. 2 ~4min内,反应处于化学平衡状态,容器内气体的密度没有变化,B正确;C. 该温度下,反应的平衡常数为,C不正确;D. 保持其他条件不变,起始时向1L容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00 mol CO,反应达到平衡时与题中的平衡等效,可以求出n(CO2)= 0.6 mol。在此基础上,减小压强,把容器体积扩大到2L,则平衡向正反应方向移动,所以n(CO2)> 0.60 mol,D正确。本题选C。
25.(2018届甘肃省会宁县第一中学高三上学期期中考试)关于恒容密闭容器进行的反应C(s)+ CO2(g)= 2CO(g)△H >0,下列说法不正确的是
A. △S>0
B. 在低温下能自发进行
C. 当混合气体的密度不再发生变化时,反应达到平衡状态
D. 达到平衡状态时,升高温度, CO2转化率和反应速率均增大
【答案】B
26.(2018届北京市海淀区高三上学期期中考试)羰基硫(COS)可用于合成除草剂、杀草丹等农药。H2S与CO2在高温下反应可制得COS: H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g) △H > 0。在 2 L 容器中充入一定量的H2S和CO2发生上述反应,数据如下:

下列判断不正确的是
A. K1=l/81 B. K2=K3 且n3=2n2
C. 初始反应速率:实验3 >实验2 >实验1 D. 实验2中平衡时的c(COS)约为0.0286 mol·L-1
【答案】D
【解析】A.根据表格数据,平衡时H2O(g)的物质的量与COS的物质的量相等,都是0.0200mol,则CO2和H2S的物质的量均为0.200mol-0.0200mol=0.1800mol,K1==,故A正确;B. 温度不变,平衡常数不变,因此K2=K3,根据方程式,反应前后气体的物质的量不变,增大压强,平衡不移动,起始时反应物的物质的量实验3是实验2的两倍,因此平衡时COS的物质的量,实验3也是实验2的两倍,即n3=2n2,故B正确;C. 实验3 与实验2相比,实验3浓度大,反应速率大,实验2 与实验1相比,实验1的平衡常数比实验2大,说明实验1是实验2的平衡状态正向移动的结果,由于该反应正反应为吸热反应,因此实验1的温度比实验2低,反应速率慢,因此初始反应速率:实验3 >实验2 >实验1,故C正确;D. 根据平衡常数K==,解得n2≈0.0286 mol,则c(COS) 约为0.0143 mol·L-1,故D错误;故选D。
27.(2018届北京市海淀区高三上学期期中考试)一定温度下,向10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。
t / min
0
2
4
6
V(O2) / mL
0
9.9
17.2
22.4
资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++ H2O2 2Fe2++O2↑+2H+
② H2O2 + 2Fe2++2H+ 2H2O+2Fe3+
反应过程中能量变化如右图所示。下列说法不正确的是
A. 0~6 min的平均反应速率:v(H2O2) = 3.33×10-2 mol·L-1·min-1
B. Fe3+的作用是加快过氧化氢的分解速率
C. 反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D. 反应2H2O2(aq)2H2O(l) + O2(g)的△H =E1-E2 < 0
【答案】D
【解析】A. 0 ~ 6 min内,生成氧气的物质的量为=0.001mol,根据总反应2H2O2(aq) = 2H2O⑴+O2(g),则分解的过氧化氢的物质的量为0.002mol,则H2O2的平均反应速率:v(H2O2) ==0.033 mol·L-1 ?min-1,故A正确;B. 根据反应① 2Fe3++ H2O2 = 2Fe2++O2↑+2H+,② H2O2 +2Fe2++2H+= 2H2O+ 2Fe3+,可知Fe3+是双氧水分解的催化剂,可以增大过氧化氢的分解速率,故B正确;C.根据图像, 反应①中反应物的总能量小于生成物的总能量,是吸热反应、反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量,是放热反应,故C正确;D. 反应 2H2O2(aq) = 2H2O⑴+O2(g)的△H与中间产物的能量有关,根据图像数据,无法确定该反应△H的数值,根据始态和终态物质的总能量,只能判断△H < 0,故D错误;故选D。
28.(2018届内蒙古杭锦后旗奋斗中学高三上学期第二次月考)已知298K时反应2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=-197kJ?mol-1,在相同温度下向一密闭容器中加入2molSO2和1molO2,达化学平衡时放出热量为a1kJ;向另一容积相同的密闭容器中通入1molSO2和0.5molO2,达化学平衡时放出热量为a2kJ,则下列关系式中正确的是(  )
A. 2a2>a1>197 B. 2a2<a1<197 C. 2a2=a1>197 D. 2a2=a1=197
【答案】B
【解析】该反应是可逆反应,所以a1<197,前一个容器对于后一个容器而言是加压,平衡右移,反应物的转化率增大,所以,2a2<a1,总之,2a2<a1<197,故选B。
29.(2018届四川省成都七中实验学校高三上学期入学考试)在一密闭容器中,可逆反应:aA(g) + bB(g) cC(g)达平衡后,测得此时C的浓度为0.6 mol/L。若保持温度不变,将容器的容积压缩为原来的2/3,当重新达平衡后,C的浓度是0.8 mol/L。下列说法正确的是
A. a + b > c B. 平衡向正反应方向移动
C. 物质A的转化率降低 D. 物质C的质量分数增加
【答案】C
【解析】保持温度不变,将容器的容积压缩为原来的2/3,若平衡不移动,C的浓度为0.9mol/L;压缩体积,增大压强,平衡时C的浓度为0.8mol/L0.9mol/L,增大压强平衡逆反应方向移动,则a + b c,物质A的转化率降低,C的质量分数减小,答案选C。
30.(2018届黑龙江省哈尔滨市第六中学高三上学期期中考试)下列图示与对应的叙述相符的是( )

A. 图甲中阴影部分的面积表示v(正)与v (逆)的差值
B. 图乙表示溶液中含铝微粒浓度随pH变化曲线,a点所示溶液中存在大量AlO
C. 图丙表示一定条件下的合成氨反应中,NH3的平衡体积分数随H2起始体积分数(N2的起始量恒定)的变化,图中a点N2的转化率小于b点
D. 图丁表示同一温度下,在不同容积的容器中进行反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g),O2的平衡浓度与容器容积的关系
【答案】C
31.(2018届吉林省抚松五中 、 长白县实验中学、长白山二中、长白山实验中学高三四盟校期中联考)下述实验能达到预期目的的是( )
编号
实验内容
实验目的
A
将SO2通入酸性KMnO4溶液中
证明SO2具有氧化性
B
将Cl2通入NaBr溶液中
比较氯与溴的氧化性强弱
C
将铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水混合物冷却降温
研究温度对化学平衡的影响
D
分别向2支试管中加入相同体积不同浓度的H2O2溶液,再向其中1支加入少量MnO2
研究催化剂对H2O2分解速率的影响
【答案】B
32.(2018届湖北省沙市中学高三上学期第二次双周考试)下列4个坐标图分别表示4个实验过程中某些质量的变化。其中正确的是(  )
A
B
C
D
向一定量石灰石
中滴加稀盐酸
向一定量硫酸铜溶液
中不断加入铁粉
向足量盐酸中加
等质量的金属Zn、Fe
向一定量过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰
【答案】D
【解析】A.反应开始前没有二氧化碳存在,故A错误;B.硫酸铜溶液中不存在固体,故B错误;C.Zn较Fe活泼,反应速率较大,故C错误;D.反应生成的氧气逸出,剩余液体中氢元素的质量不变,故D正确。故选D。
33.(2018届云南省师范大学附属中学高三月考卷三)下列图示与对应叙述相符的是
A. 图甲表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
B. 图乙表明合成氨反应是放热反应,b表示在反应体系中加入了催化剂
C. 图丙表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化
D. 图丁表示H2O2的分解在其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快
【答案】B
【解析】A、2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)是气体体积减小的反应,加压平衡正向移动,故A错误;B、图象中依据能量高低分析,反应是放热反应;b线是降低了反应的活化能,加快了反应速率,缩短了达到平衡的时间,但不改变平衡,故B正确;C、向CH3COOH溶液中通入NH3生成醋酸铵,体积不变,自由移动离子浓度变大,导电性开始应增强,而不是减弱,故C错误;D、溶液的pH相同,但浓度不同,浓度越大,相同时间内浓度的变化量越大,由此得出相同pH条件下,双氧水浓度越大,双氧水分解速率越快,故D错误;故选B。
34.(2018届湖北省荆州中学高三上学期第三次双周考11月)工业废水中常含有一定量的Cr2O72—和CrO42—,它们会对人类及生态系统产生很大的危害,必须进行处理。下面是一种处理方法的工业流程:
其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
下列说法正确的是( )
A. 反应②中还原1mol Cr2O72—,需要6 mol的Fe2+
B. 改变反应①的平衡体系中c(H+)浓度,溶液颜色无明显变化
C. 若2v (Cr2O72-) =v (CrO42-),说明反应①达平衡状态
D. FeSO4溶液呈酸性的原因是Fe2++ 2H2O Fe(OH) 2↓+ 2H+
【答案】A
【解析】A、根据电子得失守恒可知,还原1mol Cr2O72—离子得到Cr3+,得电子:2×(6-3)mol=6mol,需要FeSO4?7H2O的物质的量为 mol=6mol,选项A正确;B、改变反应①的平衡体系中c(H+)浓度,平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O会移动,溶液颜色会在黄色和橙色之间变化,选项B错误;C、若2v (Cr2O72-) =v (CrO42-),不能说明正逆反应速率相等,无法说明反应①达平衡状态,选项C错误;FeSO4溶液呈酸性的原因是Fe2++ 2H2O Fe(OH) 2↓+ 2H+,选项D错误。答案选A。
35.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)T℃时,在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)xC(g),按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器



反应物的投入量
3molA、2molB
6molA、4molB
2molC
还到平衡的时间/min
5
8
A的浓度/mol ? L-1
cl
c2
O
C的体积分数/%
ω1
ω3
混合气体的密度/g·L-1
ρ1
ρ2
下列说法正确的是
A. 若x<4,则2c1B. 若x=4,则ω1=ω3
C. 无论x的值是多少,均有2ρ1=ρ2内
D. 容器甲中反应从开始到平衡的平均反应速率可能为v(A)=0.3mol·L-1·min-1
【答案】C
36.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)一定温度下,在三个体积均为2 L的恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)。
容器
温度/K
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
平衡常数
CO2
H2S
H2O
I
607
0.1
0.15
0.05

607
0.2
0.3

627
0.1
0.15
6×l0-3
下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 容器Ⅲ达到平衡时,再充入少量氦气,平衡将向正反应方向移动
C. 容器Ⅱ达到平衡时,容器中COS的物质的量浓度为0.025 mol ? L-1
D. 607 K时,该反应的平衡常数为0.50
【答案】D
【解析】试题分析:A、CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)
初始量: 0.11 0.41 0 0
变化量: 0.01 0.01 0.01 0.01
平衡量: 0.1 0.4 0.01 0.01
反应前后系数和相等,所以此时K= = =2.5×10-3<6.74×10﹣3,温度升高,K增大,所以反应是吸热过程,选项A错误; B、容器Ⅲ达平衡时,再充入少量氦气,各物质的浓度不变,所以平衡不移动,选项B错误;C、根据前两组实验,体积不变,初始投料增加1倍,则达到平衡时各物质的物质的量加倍,Ⅱ达到平衡时容器中COS的物质的量为0.02mol,选项C错误;D、607K时该反应的平衡常数为2.50×10﹣3,选项D正确。答案选D。
37.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)某温度下的4 L密闭容器中,X、Y、W 3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。下列说法正确的是
气体
X
Y
W
n(起始状态)/mol
2
1
0
n(平衡状态)/mol
1
0.5
1.5
A. 此反应的平衡常数表达式为K=
B. 达到平衡后,升高温度,W的体积分数减小,则此反应的△H>0
C. 达到平衡后,将容器体积压缩为2 L,W的物质的量浓度变为0.75mol·L-1
D. 达到平衡后,增大压强,正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动
【答案】C
38.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)向恒温恒容密闭容器中充入气体A,发生反应:xA(g)yB(g)+zC(g),各物质的浓度随时间的变化如下表所示。
时间/s
c(A)/mol ? L-1
c(B)/mol ? L-1
c(C)/mol ? L-1
0
0.540
0
0
5
0.530
0.015
0.020
15
0.514
0.039
0.052
30
0.496
0.066
0.088
下列说法正确的是
A. x+y=3
B. 若起始时在容器中通入氦气,使容器压强增大,各物质反应速率均加快
C. 随着反应的进行,A的反应速率不断减慢,是因为该反应是吸热反应
D. 0~30 s内B的平均生成速率为2.2×10-3 mol ? L-1 ? S-1
【答案】D
【解析】A、5s时v(A)= ==0.002mol/(L???s),v(B)= ==0.003mol/(L???s),根据化学反应速率之比等于计量数之比,x:y=2:3,但x+y不一定等于3,选项A错误;B、反应在恒温恒容密闭容器中进行,若起始时在容器中通入氦气,使容器压强增大,但各物质的浓度不变,随着反应的进行,A、B的浓度不断减小,正反应速率减小,选项B错误;C、随着反应的进行,A的反应速率不断减慢,是因为反应还没达到平衡前向正方向进行,A的浓度不断减小,反应不断减慢,选项C错误;D、0~30 s内B的平均生成速率为=2.2×10-3 mol ? L-1 ? s-1,选项D正确。答案选D。
39.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)向一体积为1 L的恒容密闭容器中充入2molPCl3和2molCl2,发生反应:PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)。达到平衡时,PCl5的物质的量为1mol,若此时移走1mol PCl5,则在相同温度下再达到平衡时,PCl5的物质的量约为
A. 0.38mol B. 0.50mol C. 0.63mol D. 0.71mol
【答案】A
【解析】向一体积为1 L的恒容密闭容器中充入2molPCl3和2molCl2,达到平衡时,PCl5的物质的量为1mol,则PCl3和Cl2的平衡转化率均为50%,若此时移走1mol PCl5,则相当于开始时向一体积为1 L的恒容密闭容器中充入1molPCl3和1molCl2,假如平衡不移动,则平衡时PCl5的物质的量为0.50mol,但移走PCl5后,容器体积不变相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动,PCl5的物质的量减少,则PCl5的物质的量应该小于0.50mol,只有选项A符合。答案选A。
40.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)T℃时,在—恒容密闭容器中发生反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。下列叙述中不能说明反应已达到平衡的是
A. NH3的生成速率与NH3的分解速率相等
B. 单位时间内消耗2a mol NH3的同时生成amolN2
C. 容器内的压强不再变化
D. 混合气体的平均摩尔质量不再变化
【答案】B
【解析】A、NH3的生成速率与NH3的分解速率相等,正逆反应速率相等,能说明反应已达到平衡;B、消耗NH3和生成N2都反映的是正反应速率,未体现正逆反应速率的关系,不能说明反应已达到平衡;C、反应是气体体积有变化的反应,当容器内的压强不再变化时,气体的物质的总量不变,能说明反应已达到平衡;D、参与反应的物质都是气体,气体的总质量不变,而反应没达平衡时,气体的总物质的量会发生变化,当总物质的是不变,则平衡摩尔质量不变时,能说明反应已达到平衡。答案选B。
41.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)在一体积可变的密闭容器中发生反应:2M(g)+N(s)3P(g) △H<0。下列有关说法正确的是
A. 该反应在常温下不能自发进行
B. 达到平衡后,再加入一定量的N,平衡正向移动
C. 达到平衡后,再增大容器体积,反应速率加快
D. 达到平衡后,再升高温度,平衡逆向移动
【答案】D
42.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)下列对化学反应平衡常数(K)的叙述正确的是
A. 仅升髙温度,K可能增大,也可能减小 B. 仅加入催化剂,K可能增大
C. 仅增大压强,K可能减小 D. 仅减小浓度,K值可能减小
【答案】A
【解析】A、升高温度,平衡向吸热反应的方向移动,则对于吸热反应,升高温度K增大,对于放热反应,升高温度K减小,选项A正确;B、催化剂只能改变化学反应速率,不能使平衡,则加入催化剂,K不变,选项B错误;C、K只与温度有关,而与浓度、压强无关,改变压强K不变,选项C错误;D、K只与温度有关,而与浓度、压强无关,减小浓度K不变,选项D错误。答案选A。
43.(2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考)对于化学反应:2SO2+O22SO3,当分别用SO2、O2、SO3三种物质表示该反应的速率时,它们的速率之比为
A. 1:2:2 B. 2:1:2 C. 2:2:1 D. 1:1:2
【答案】B
【解析】根据化学反应速率之比等于化学反应计量数之比可知,当分别用SO2、O2、SO3三种物质表示该反应的速率时,它们的速率之比为2:1:2。答案选B。
44.(2018届江苏省常熟市高三上学期期中考试)在温度T1?和T2?时,分别将0.50?mol?CH4和1.2?mol?NO2?充入体积为1L的恒容密闭容器中,发生如下反应:CH4(g)?+2NO2(g) N2(g)?+CO2(g)?+2H2O(g),测得n(CH4)随时间变化数据如下表,下列说法正确的是
温度
时间/min
0
10
20
40
50
T1
n(?CH4)?/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(?CH4)?/mol
0.50
0.30
0.18
……
0.15
A. 该反应的正反应为放热反应
B. T1时,0~10?min?NO2?的平均反应速率为0.15?mol·L-1·min?-1
C. 保持其他条件不变,T2?时向平衡体系中再充入0.50?mol?CH4和1.20?mol?NO2,与原平衡相比,达新平衡时N2?的浓度增大、体积分数减小
D. 保持其他条件不变,T1?时向平衡体系中再充入0.30?mol?CH4和0.80?mol?H2O(?g),平衡向正反应方向移动
【答案】AC
【解析】A项,0~10min内,T1时CH4物质的量改变为0.50mol-0.35mol=0.15mol,T2时CH4物质的量改变为0.50mol-0.30mol=0.20mol,T2时反应速率比T1快,则T2T1且T2先达到平衡状态,T1平衡时CH4物质的量为0.10mol,T2平衡时CH4物质的量为0.15mol,升高温度,CH4物质的量增加,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,正确;B项,T1时,0~10?min?CH4的平均反应速率为=0.015mol/(L·min),则NO2?的平均反应速率为0.03mol/(L·min),错误;C项,保持其他条件不变,T2?时向平衡体系中再充入0.50?mol?CH4和1.20?mol?NO2,增大反应物浓度平衡向正反应方向移动,达新平衡时N2的浓度增大,相当于起始加入1.0molCH4和2.40molNO2,相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动,N2的体积分数减小,正确;D项,T1时用三段式
CH4(g)? + 2NO2(g) N2(g)?+CO2(g)?+2H2O(g)
c(起始)(mol/L) 0.5 1.2 0 0 0
c(转化)(mol/L) 0.5-0.1=0.4 0.8 0.4 0.4 0.8
c(平衡)(mol/L) 0.1 0.4 0.4 0.4 0.8
T1时平衡常数K==6.4,向平衡体系中再充入0.30?mol?CH4和0.80?mol?H2O(?g),此时的浓度商为=6.4=K,反应仍处于平衡状态,错误;答案选AC。
45.(2018届河南省漯河市高级中学高三上学期第三次模拟考试)在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体,发生2N2O(g) 2N2(g)+O2(g),容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡转化率如右下图所示:
容器
容积/L
起始物质的量/mol
N2O
N2
O2

V1
0.1
0
0

1.0
0.1
0
0

V3
0.1
0
0

1.0
0.06
0.06
0.04
下列说法正确的是
A. 该反应的正反应放热
B. 相同温度下反应时,平均反应速率:v(Ⅰ)>v(Ⅲ)
C. 图中A、B、C三点处容器内总压强:P(Ⅰ)A<P(Ⅱ)B<P(Ⅲ)C
D. 容器Ⅳ在470℃进行反应时,起始速率:v(N2O)正>v(N2O)逆
【答案】CD
,容器Ⅳ在470℃进行反应时, , ,反应正向进行,v(N2O)正>v(N2O)逆,故D正确。
46.(2018届山西省阳高县第一中学高三上学期第二次月考)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下。
(1)提取溴的过程中,经过两次Br-→Br2转化的目的是_____________________,吸收塔中发生反应的离子方程式是___________________________________。用平衡移动原理解释通空气的主要目的是:____________________________。
(2)从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是______、____、过滤、洗涤、干燥。
【答案】 对溴元素进行富集 SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42— 通入空气将溴蒸气带出,使Br2(aq)Br2(g)平衡向右移动 加热浓缩 冷却结晶
【解析】试题分析:
(1)第一次Br-→Br2转化是为了把海水中的溴离子氧化为溴并用热空气吹出来、用二氧化硫水溶液吸收,这样就把大量海水中少量的溴离子富集到少量的溶液中;第二次Br-→Br2转化是为了把溴离子再氧化为溴。所以提取溴的过程中,经过两次Br-→Br2转化的目的是对溴元素进行富集,吸收塔中发生反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42—。溴易挥发,溶液中的溴分子与溶液表面的气体中的溴分子存在一个平衡。所以通空气的主要目的用平衡移动原理可以这样解释:通入空气可以把溴分子带走,从而减小气体中溴分子的浓度,使Br2(aq)Br2(g)平衡向右移动。
(2)从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
47.(2018届天津市第一中学高三上学期第二次月考)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知:SO2 (g)+1/2O2(g) SO3(g) △H=-98 kJ/mol。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=10/3,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入4.0mol SO2 (g)、9.0 mol O2(g)和4.0 mol SO3(g),则反应开始时v(正)_____ v(逆)(填“<”、 “>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为___________。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2 (g)平衡浓度比原平减小的是____(填字母)。
A.保持温度和容器体积不变,充入1.0mol O2 B.降低温度
C.保持温度和容器内压强不变,充入1.0 molSO3 D.移动活塞压缩气体
(4)用下图装置可以进行测定SO2转化成SO3的转化率的实验。已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是445.8℃。已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为Na2SO3(s)+H2SO4(98%)Na2SO4+H2O+SO2↑。
①根据实验需要,应该在I、II、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图A--E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中。I、II、Ⅲ处连接的装置分别是______________________。
②从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中,应采取的操作是____________。
③通过测量装置________的增重来计算SO2的转化率。
④将SO2通入含1.5 mol氯酸的溶液中,可生成一种强酸和一种氧化物,若有1.5×6.02×l023个电子转移时,该反应的化学方程式为________________。
【答案】 = 60% AB B、A、E/C 先加热催化剂,再滴入浓硫酸 II和III或A和E/C SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2
【解析】⑴.因为反应开始时浓度商QC = = = =K,所以反应开始时即处于平衡状态,v(正)=v(逆),故答案为:=;
?(2). 根据V前/V后=n前/n后可得,向一带活塞的体积为2L的密闭容器中充入2.0mol?SO2和1.0mol?O2,达到平衡后体积变为1.6L,则n后=2.4mol?,结合三段式法:
??????????????????? SO2(g)+1/2O2(g)?SO3(g)
?起始(mol)?????????2.0???? ?1.0?????? ??0
?转化(mol)??????????a???? ???1/2a????? ???a?
?平衡(mol)????????2.0?a? ??1?1/2a???????a?
?则:(2.0?a)+(1.0?1/2a)+a=2.4mol,a=1.2mol,?所以SO2的转化率=1.2mol÷2mol×100%=60%,故答案为:60%;
⑷. ①. Ⅰ装置必须要对二氧化硫进行干燥,可以用浓硫酸来干燥二氧化硫气体;SO3的熔点是16.8℃,可以用冰水来获得三氧化硫;未反应完的二氧化硫对空气会产生污染,可以用碱石灰或者氢氧化钠溶液来进行尾气处理,故答案为:B; A;E/C;
②. 为保证产生的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫,应先加热催化剂再滴入浓硫酸,故答案为:先加热催化剂,再滴入浓硫酸;
③.根据上述分析可知,装置II和III分别收集的是SO3和SO2,因此应通过测量装置II和III的增重来计算SO2的转化率,故答案是:II和III或A和E/C;
④. 氯酸具有氧化性,其中氯元素的化合价为+5价,有1.5×6.02×1023个即1.5mol电子转移时,1.5mol氯酸中氯元素的化合价应由+5价降到+4价,所以产物中氯元素以二氧化氯的形式存在,二氧化硫被氧化为硫酸,故答案为:SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2。
48.(2018届甘肃省民乐县第一中学高三上学期期中考试)铁及碳的化合物在社会生产、生活中有着广泛的应用.请回答下列问题:
(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一.
已知:①Fe3O4(s)+ 4C(s)3Fe(s)+ 4CO(g) △H=+646.0kJ·mol﹣1
②C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H=+172.5kJ·mol﹣1
则Fe3O4(s)+ 4CO(g)3Fe(s)+ 4CO2(g) △H=________________.
(2)反应Fe(s)+ CO2(g)FeO(s)+ CO(g) △H的平衡常数为K,在不同温度下,K值如下:
温度/K
973
1173
1373
1573
K
1.47
2.15
3.36
8.92
①从表中数据可推断,该反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应.
②温度为973K时,在某恒容密闭容器中发生上述反应.下列有关说法能说明该反应已达到平衡状态的是_____________(填字母).
A.c(CO2)= c(CO) B.v正(CO2)= v逆(CO)
C.体系压强不变 D.混合气体中c(CO)不变
(3)如图图1、2表示反应:H2(g)+ CO2(g)CO(g)+ H2O(g)△H>0有关量与反应时间之间的关系:
①图2中,若t1=0.5min,则0~t1时间段内,H2O的平均反应速率v(H2O)=____mol·L﹣1·min ﹣1。
②图1中t2时刻改变的条件是________________________________(任写两种,下同);图2中t2时刻改变的条件是_________________________________.
(4)水煤气中的CO和H2均可作为燃料电池的燃料.若在某燃料电池一极通入CO,另一极通入O2和CO2,熔融碳酸钠作为电解质,工作时负极反应式为_______________________;若使用该电池电解熔融Al2O3制取10.8g Al,则理论上需要氧气的体积为__________L.(标准状况下)。
【答案】 ﹣44.0kJ/mol 吸热 BD 0.06mol·L﹣1·min﹣1 加入催化剂或增大压强 降低温度或增大水蒸气浓度或减小氢气浓度 CO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2 6.72
【解析】(1)已知:根据盖斯定律,①﹣②×4可得Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g),故△H=+646.0kJ/mol﹣4×(+172.5kJ/mol)=﹣44.0kJ/mol。
故答案为:﹣44.0kJ/mol;
(2)①升高温度平衡向吸热反应方向,根据表中数据知,升高温度平衡常数增大,平衡正向移动,则正反应是吸热反应,故答案为:吸热;
②A、c(CO2)=c(CO)时,正逆反应速率不一定相等,反应不一定达到平衡平衡状态,故A错误;B、v正(CO2)=v逆(CO)=v正(CO),正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B正确;C、反应前后气体计量数之和不变,所以无论是否达到平衡状态,体系压强不变,不能据此判断平衡状态,故C错误; D、混合气体中c(CO)不变,正逆反应速率不变,反应达到平衡状态,故C正确;故选BD;
(3)①图2中若t1=0.5min,则0~t1时间段内,v(CO)=,同一化学反应中各物质的速率之比等于其计量数之比,所以v(H2O)=v(CO)=0.06mol·L﹣1·min﹣1 ,
故答案为:0.06mol·L﹣1·min﹣1;
(4)以CO为燃料制作燃料电池,负极上CO失去电子,负极反应式为CO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2;电解熔融Al2O3,由电子守恒可知,4Al~12e﹣~3O2,理论上需要氧气的体积为。
故答案为:CO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2;6.72。
49.(2018届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期中考试)运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)将1 mol SO2和0.5 mol O2充入一密闭容器,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),混合体系中SO3的平衡百分含量和温度的关系如图1所示。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡_____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②若在恒温、体积不变的容器中向上述平衡体系中通入SO3气体,平衡_______填“向左”、“向右”或“不”)移动,再次平衡后SO3的百分含量_______ (填“增大”、“不变”或“减小”)
③若反应进行到状态D时,v正________(填“>”“<”或“=”)v逆。
(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。
A.使用更高效的催化剂
B.升高温度
C.及时分离出氨气
D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下,2 L的密闭容器中发生合成氨的反应,图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=________。从第11 min起,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
③该反应化学平衡常数的表达式为_______
【答案】 向左 向左 增大 > D 0.06 mol·L-1·min-1 d K=
【解析】(1)①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,该反应体系的压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,所以平衡向左移动;②若在恒温、体积不变的容器中向上述平衡体系中通入SO3气体,生成物浓度增大,平衡向左移动,加入SO3的量远大于平衡移动减少的量,故再次平衡后SO3的百分含量增大;③D状态相对于A状态,三氧化硫的含量较小,要使该反应达到平衡状态,该反应必须向正反应方向移动,所以v正>v逆;(2)①A.使用更高效的催化剂能使反应速率增大,但不能使平衡移动,选项A错误;B.升高温度反应速率增大,该反应正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,选项B错误;C.及时分离出氨气,生成物的浓度降低,反应速率减小,平衡向正反应方向移动,选项C错误;D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变),反应物的浓度增大,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,选项D正确。答案选D;②0~10 min时N2从0.6 mol减少到0.2 mol,变化量为0.4 mol,则H2的变化量为1.2 mol,v(H2)==0.06 mol·L-1·min-1;平衡时压缩容器的体积,气体的压强增大,平衡正向移动,N2的物质的量在原有基础上减小,图线d符合题意;③该反应化学平衡常数的表达式为K=。
50.(2018届云南省玉溪市民族中学高三上学期期中考试)煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气,而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3
则反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH=______。
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(填“>”、“<”或“=”)。
②由CO合成甲醇时,CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示,则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是____________。
③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。
A.恒温、恒容条件下,若容器内的压强不再发生变化,则可逆反应达到平衡
B.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡
C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
D.某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2 mol·L-1,则CO的转化率为80%
(3)一定温度下,向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g),发生反应:CH3OH(g) CO(g)+2H2(g),H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
0~2 min内的平均反应速率v(CH3OH)=__________。该温度下,反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=__________。相同温度下,在一个恒容容器中加入一定量的CO(g)和H2发生:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应,某时刻测得体系中各物质的量浓度如下:C(CO)=0.25 mol·L-1,C(H2)=1.0 mol·L-1,C(CH3OH)=0.75 mol·L-1,则此时该反应_____进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。
【答案】 ΔH1+ΔH2-ΔH3 > 350 1.3×104 kPa下CO的转化率已经很高,如果增大压强,CO的转化率提高不大,而生产成本增加很多,得不偿失 AD 0.125 mol·L-1·min-1 4 向正反应方向
(2). ①. 由图象可知,根据“先拐先平数值大”的原则,温度T1<T2,升高温度CO的转化率降低,说明正反应为放热反应,平衡逆向移动,则K值减小,即K1>K2,故答案为:>;
②. 根据上述分析可知,该反应为放热反应,升高温度CO的转化率降低,由图象可知,曲线c对应的CO转化率最低,温度应最高,即为350℃;根据CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系图可知在1.3×104kPa下,CO的转化率已经很高,如果增加压强,CO的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失,故答案为:350;1.3×104kPa下CO的转化率已经很高,如果增大压强,CO的转化率提高不大,而生产成本增加很多,得不偿失;
③. A. 反应前后气体的物质的量不等,恒温、恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,可说明可逆反应达到平衡,故A正确;B. 无论是否达到平衡状态,都存在H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍,因此不能判断是否达到平衡状态,故B错误;C. 使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间,但不能使平衡发生移动,故C错误;D. 某温度下,将2molCO和6molH2充入2L密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则剩余0.4molCO,所以CO的转化率为(2mol?0.4mol)÷2mol×100%=80%,故D正确;故答案为:AD;
(3).平衡时氢气的浓度为0.5mol/L,则v(H2)=0.5mol/L÷2min=0.25mol?L?1?min?1,则v(CH3OH)=0.125mol?L?1?min?1;
????????????????? ?CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)
起始浓度(mol/L) 0.5??????? ?0 ??????0
转化浓度(mol/L) 0.25????? 0.25 ???0.5
平衡浓度(mol/L) 0.25???? ?0.25? ??0.5
则K1==0.25,求得该反应的化学平衡常数为0.25(mol/L)2,CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)是该反应的逆反应,所以K===4;
某时刻测得体系中各物质的量浓度如下:C(CO)=0.25 mol·L-1,C(H2)=1.0 mol·L-1,C(CH3OH)=0.75 mol·L-1,则此时Qc==3<K=4,则平衡向正反应向移动;故答案为: 0.125 mol·L-1·min-1;4;向正反应方向。
51.(2018届湖南省长沙市长郡中学高三上学期第四次月考)某同学设计实验制备2-羟基-4-苯基丁酸乙酯,反应原理、装置和数据如下:
相对分子质量
密度(g/cm3)
沸点(℃)
水溶性
2-羟基-4-苯基丁酸
180
1.219
357
微溶
乙醇
46
0.789
78.4
易溶
2-?羟基-4-苯基丁酸乙酯
208
1.075
212
难溶
实验步骤:
①如图1,在干燥的圆底烧瓶中加入20mL2-羟基-4-苯基丁酸、20mL?无水乙醇和适量浓硫酸,再加入几粒沸石;
②加热至70℃左右保持恒温半小时;
③分离、提纯三颈瓶中的粗产品,得到有机粗产品;
④精制产品。
请回答下列问题:
(1)油水分离器的作用为__________。
(2)本实验采用水浴加热,因为温度过高会使产率_________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)取三颈烧瓶中的混合物分别用水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤。第二次水洗的目的是_________。
(4)在精制产品时,加入无水MgSO4的作用为____?;然后过滤,再利用如图2装置进行蒸馏纯化,图2?装置中的错误有_________。
(5)若按纠正后的操作进行蒸馏纯化,并收集212℃的馏分,得2-羟基-4-苯基丁酸乙酯约9.0g。则该实验的产率为_________。
【答案】 及时分离生成的水,促进平衡正向进行 减小 洗掉碳酸氢钠 干燥 温度计水银球的位置,冷凝水的方向 32%?(或31.95%)
【解析】(1)实验制备2-羟基-4-苯基丁酸乙酯是可逆反应,降低水的浓度有利于反应正向移动,所以,将冷凝液采用油水分离器分离出水、回收有机物,可提高原料利用率,促进平衡正向移动,提高产率。
(2)反应物乙醇的沸点为78.4℃,温度过高,乙醇挥发,平衡逆向移动,2-羟基-4-苯基丁酸利用率下降,产率就减小。
(5)20mL 2-羟基-4-苯基丁酸的物质的量为20×1.219/180 mol=0.135mol,20mL无水乙醇的物质的量为20×0.789/46 mol=0.343mol,根据方程式
可知,乙醇过量,所以理论上产生2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的质量为0.135mol×208g/mol=28.08g,所以产率=实际产量/理论产量×100%=9.0/28.08==32%。
52.(2018届黑龙江省大庆中学高三上学期期中考试)氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料.
(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H2?2NH3 该可逆反应达到平衡的标志是__.
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间而变化
E.a mol N≡N键断裂的同时,有6a mol N﹣H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应.在容积固定为2L的密闭容器内充入1mol N2和3mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如表:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
30
压强/MPa
16.80
14.78
13.86
13.27
12.85
12.60
12.60
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率=__;该温度下平衡常数K=__.
【答案】 BCE 0.01 mol/(L?min) 2.37
(2)恒温恒容条件下,反应过程中,气体的物质的量与容器内压强成正比,可以根据此等量关系列式子计算。设参加反应的N2物质的量为 x,列三段式:
N2 + 3H22NH3
起始物质的量(mol) 1 3 0
转化物质的量(mol) x 3x 2x
平衡物质的量(mol) 1-x 3-3x 2x
反应前后,压强之比等于气体的物质的量之比,所以有: 。
根据已知表格数据,及三段式可列式:
解得x=0.5。
所以从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率v=
平衡时,n(N2)=1-x= 0.5mol;n(H2)=3-3x=1.5mol;n(NH3)=2x=1mol;
平衡时,c(N2)= 0.25mol/L;c(H2)=0.25mol/L;c(NH3)=0.5mol/L
所以,该反应的平衡常数为: 。
53.(2018届山西省实验中学高三上学期第二次月考)(1)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g),反应过程如下。
2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g) ΔH=-612kJ/mol
2P(s)+5Cl2(g)=2PCl5(g) ΔH=-798kJ/mol
气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为________.
(2)不同温度下反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1的平衡常数如下表所示。
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
则ΔH1______0(填“<”“>”);在500℃时,把等物质的量浓度的CO和H2O(g)充入反应容器,达到平衡时c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mol/L,则CO的平衡转化率为______。
(3)在一定体积的绝热密闭容器中,对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,判断该反应达到平衡状态的标志是_____________。
A.SO2和SO3浓度相等
B.容器中混合气体的密度保持不变
C.容器中气体的温度保持不变
D.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
当温度为T1、T2时,平衡体系SO3的体积分数随压强变化曲线如上图所示。则T1____T2 (填“>”或“<");理由是_____。如果想加快正反应的速率,除了改变温度,还可以用_______方法。
【答案】 PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ/mol ΔH1<0 CO的平衡转化率为75% C T12 该反应是放热反应,温度低,有利于平衡往正方向移动,图象中,等压条件下,T1的SO3体积分数大于T2的SO3体积分数。所以T12 (2分)。 增大体系压强,使用催化剂
【解析】⑴.①. 2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g) ΔH=-612kJ/mol
②2P(s)+5Cl2(g)=2PCl5(g) ΔH=-798kJ/mol
由盖斯定律可知(①?②)÷2得到PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g) 则△H=+93kJ/mol,故答案为:PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g) 则△H=+93kJ/mol;
⑵.由表中数据可知,温度越高,K越小,说明升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,△H1<0;
根据反应方程式中各物质的关系式知,平衡时,c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mo/L,
参加反应的c(CO)=c(H2)=0.015mo/L,一氧化碳的转化率=0.015mol/L÷(0.005mol/L+0.015mol/L)×100%=75%,
故答案为:ΔH1<0;CO的平衡转化率为75%;
⑶. A、可逆反应到达平衡时SO2和SO3浓度不一定相等,与二氧化硫的起始浓度以及转化率有关,故A错误;
B、密闭容器中体积恒定,质量守恒,所以混合气体的密度始终不变,不能判断平衡状态,故B错误;
C、在一定体积的绝热密闭容器中,随着反应的进行,容器内的温度一直在改变,则温度不变时,说明反应达到了平衡状态,故C正确;
D、SO3的生成速率与SO2的消耗速率都表示正反应速率,不能说明达到平衡状态,故D错误;
该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,SO3的体积分数减小,即温度越高,SO3的体积分数越小,所以T1故答案为:C;T154.(2018届甘肃省兰州市第一中学高三上学期期中考试)氮氧化物是大气污染物之一,消除氮氧化物的方法有多种。
Ⅰ催化还原法
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4?(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)???△H?=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)???△H?=-1160 kJ/mol
则CH4?将NO2?还原为N2?的热化学方程式为____________________________。
(2)利用NH3催化还原氮氧化物(SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应的化学方程式为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) ΔH < 0。为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是_______________(写出1条即可)。
(3)在汽车排气管内安装的催化转化器,可使尾气中主要污染物转化为无毒物质。主要反应如下:2NO(g)+ 2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g)。在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中通入2molNO、1molCO,发生上述反应,10分钟时反应达到平衡状态,此时容器中CO变为0.6mol?L-1。
①前10分钟内用氮气表示的反应速率为___________,计算该温度下反应的平衡常数K为______L?mol-1。(只列算式,不要求计算结果)
②若保持温度不变,在15分钟时向容器内再次充入NO 1.6 mol、CO2 0.4 mol,则此时反应的ν正___ν逆(填“<”、“=”或“> ”)
II 氧化法。
(4)首先利用ClO2 氧化氮氧化物,再利用还原剂还原为无毒的氮气。其转化流程如下:
NONO2N2。
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2 + H2O =NO2 + HNO3 + HCl,则反应Ⅱ的化学方程式是_____________________________;若生成11.2 L N2(标准状况),则消耗ClO2____________g 。
【答案】 CH4?(g)+2NO2(g)==N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)????△H?=-867 kJ/mol 增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等(合理答案也计分) 0.02mol?L-1?min-1 = 2NO2?+ 4 Na2SO3?==N2?+ 4 Na2SO4 67.5
【解析】(1)考查热化学反应方程式的计算,CH4与NO2反应的方程式为CH4+2NO2=N2+CO2+2H2O,①CH4 (g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g), ②CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),盖斯定律,因此有(①+②)/2,得出:CH4?(g)+2NO2(g)==N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)????△H?=-867 kJ/mol;(2)本题考查勒夏特列原理,提高氮氧化物的转化率,要求平衡向正反应方向移动,因此根据勒夏特列原理,采取措施是:增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等;(3)本题考查化学反应速率、化学平衡常数等知识,①根据化学反应速率的数学表达式,v(CO)=(1/1-0.6)/10mol/(L·min)=0.04 mol/(L·min),利用化学反应速率之比等于化学计量数之比,因此v(N2)=v(CO)/2=0.02 mol/(L·min);
2NO(g)+ 2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g)
起始浓度: 2 1 0 0
变化浓度: 0.4 0.4 0.2 0.4
平衡浓度: 1.6 0.6 0.2 0.4 根据平衡常数的表达式,K==;②根据Qc与K的关系,此时Qc==K,即平衡不移动,v(正)=v(逆);(4)本题考查氧化还原反应方程式书写以及化学计算,根据转化流程图,NO2→N2,化合价由+4价→0价,化合价降低4价,Na2SO3中S的化合价由+4价→+6价,化合价升高2价,最小公倍数是4,因此反应方程式为2NO2 + 4Na2SO3=N2 + 4 Na2SO4,建立关系式为2ClO2~2NO2~N2,因此ClO2的质量为2×67.5×0.5g=67.5g。
55.(2018届湖北省华中师范大学第一附属中学高三上学期期中考试)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的四种方法:
方法a
用炭粉在高温条件下还原CuO
方法b
用葡萄糖还原新制的Cu(OH)2制备Cu2O
方法c
电解法,反应为2Cu + H2O Cu2O + H2↑
方法d
用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2
(1)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H =-169kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H =-110.5kJ·mol-1
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H =-157kJ·mol-1
则方法a发生的热化学方程式是:________________________。
(2)方法c采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如下图所示:
该离子交换膜为______离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电池的阳极反应式为:_____________ 钛极附近的pH值________ (增大、减小、不变)。
(3)方法d为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该制法的化学方程式为:____________。
(4)在相同的密闭容器中,用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:
2H2O2H2+O2 ΔH>0
水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示。
序号
温度
0
10
20
30
40
50

T1
0.0500
0.0492
0.0486
0.0482
0.0480
0.0480

T1
0.0500
0.0488
0.0484
0.0480
0.0480
0.0480

T2
0.1000
0.0940
0.0900
0.0900
0.0900
0.0900
①对比实验的温度T2_____ T1(填“>”“<”或“=”)。
②实验①前20 min的平均反应速率v(O2)=______。
③催化剂催化效率:实验①______实验② (填“>”、“<")。
【答案】 C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+ 34.5kJ/mol 阴 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O 增大 4Cu(OH)2+ N2H42Cu2O+N2↑+6H2O > 3.5×10-5mol/(L·min) <
⑵.方法c采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度,则只有使用阴离子交换膜才能控制氢氧根离子浓度;在电解池中,当阳极是活泼电极时,该电极本身发生失电子的氧化反应,在碱性环境下,金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;钛极是阴极,发生氢离子得电子的还原反应,所以消耗氢离子,则PH值增大,故答案为:阴;2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;增大;
⑶.根据题目信息:液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2,得出化学方程式为:4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+N2↑+6H2O,
故答案为:4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+N2↑+6H2O;
⑷.①. 该反应的正反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,水蒸气转化率增大,②和③相比,③转化率高,所以T2>T1,故答案为:>;
②前20min内用水蒸气表示的反应速率=(0.050-0.0486)mol/L÷20min =7×10-5mol/(L?min),同一反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比,则用氧气表示的反应速率=3.5×10-5mol/(L?min),故答案为:3.5×10-5mol/(L?min);
③.实验①②对比,实验②到达平衡时间短,反应速率快,所以②中催化剂的催化效率高,故答案为:<。
56.(2018届河南省豫南豫北名校高三精英联赛)德国化学家哈伯从1902 年开始研究由氮气和氢气直接合成氨,反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ?mol-1
(1)在恒温恒容条件下,向反应平衡体系中充入氮气,达到新平衡时,c(H2)将_________(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”,下同),c(N2)·c3(H2)将___________。
(2)工业上可用CH4与水蒸气制氢气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在200℃时2L的密闭容器中,将1molCH4和1mol H2O(g)混合,达平衡时CH4 的转化率为80%。则200℃时该反应的平衡常数K=______________(保留一位小数)。
(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3 时,平衡混合物中氨的体积分数。若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B 时的化学反应速率,则vA(NH3)____ ( 填“>”“<”或“=”)vB(NH3)。
(4)工业生产中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4,该溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______________________。
(5)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图所示,用CO2和氨合成尿素的热化学方程式为_________________________________。
【答案】 减小 增大 69.1 < c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)
CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(1)? △H=-134kJ?mol-1
【解析】(1)在恒温恒容条件下,向反应平衡体系中充入氮气,氮气的浓度增大,平衡正向移动,达到新平衡时,c(H2)将减小,c(NH3)增大,温度不变,平衡常数不变,根据K=,可知 c(N2)·c3(H2)增大,故答案为:减小;增大;

(3)温度越大,压强越大,反应速率越大,由图可知,B对应的温度、压强大,则反应速率大,故答案为:<;
(4)NH4HSO4完全电离,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-)?且溶液中铵根离子水解,则c(H+)>c(?SO42-),故溶液中离子浓度大小顺序为:c(H+)>c(?SO42-)>c(NH4+)>c(OH-),故答案为:c(H+)>c(?SO42-)>c(NH4+)>c(OH-);
(5)由图示可知,第一步:2NH3(g)+CO2(g)?中间产物 △H1=-272KJ/mol,第二步:中间产物?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H2=+138KJ/mol,根据盖斯定律,两个过程相加得到NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJ?mol-1, 故答案为:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-134 kJ/mol。
57.(2018届湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校高三上学期期中联考)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)在一定条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的相关反应有:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ/mol
CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g) △H2=-90kJ/mol
则由CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的热化学方程式为____________________。
(2)在一定温度下,向2L固定容积的密闭容器中通入2molCO2、3molH2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3<0.测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是______________。
A.单位时间内有n molH—H键断裂,同时又n mol O—H键生成
B.混合气体的密度不随时间变化
C.体系中n(CO2)/n(H2)=1∶1,且保持不变
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
②下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是__________。
A.升高温度月 B.恒温恒容下,再充入2molCO2、3molH2
C.使用高效催化剂 D.恒温恒容充入He(g)
③计算该温度下此反应的平衡常数K=__________(L/mol)2(保留3位有效数字);若使K的值变为1,则应采取的措施是___________。
A.增大压强 B.恒压加入一定量H2
C.升高温度 D.降低温度
(3)捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。用100mL 0.1mol/LNa2CO3溶液完全捕捉224mL(己换算为标准状况,溶液体积变化忽略不计)CO2气体,所得溶液显_________性(填酸,碱,中):且c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=__________mol/L(填数字)。
【答案】 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49 kJ/mol CD B 0.198 D 碱 0.2
【解析】(1)①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H1=+41kJ/mol,
②CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g)△H2=-90kJ/mol,根据盖斯定律,将①+②得:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49 kJ/mol,故答案为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49 kJ/mol;
(2)①A.单位时间内有n?molH-H键断裂,同时有n?mol?O-H键生成,均体现正反应速率,不能判定平衡,故A不选;B.气体的质量、体积始终不变,混合气体的密度不随时间变化,不能判定平衡,故B不选;C.反应物的起始量不同,体系中n(CO2)/n(H2)=1:1,且保持不变,符合特征“定”,为平衡状态,故C选;D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变,符合特征“定”,为平衡状态,故D选;故答案为:CD;
②能使n(CH3OH)/n(CO2)增大,平衡正向移动,且不能增加n(CO2)。A.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,故A不选;B.恒温恒容下,再充入2molCO2、3molH2,相当于体积减小一半,压强增大,平衡正向移动,使n(CH3OH)/n(CO2)增大,故B选;C.使用高效催化剂,平衡不移动,故C不选;D.恒温恒容充入He(g),平衡不移动,故D不选;故答案为:B;
③结合起始量及图象可知,
??????? CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
开始?? 1????????? 1.5???????????? 0????????????? 0
转化??0.25??? ??0.75????????? 0.25??????? 0.25
平衡 0.75?????? 0.75??????????0.25??????? 0.25
K==≈0.198<1,若使K的值变为1,应使平衡正向移动,且K与温度有关,该反应为放热反应,则只有降低温度,故答案为:0.198;D;
58.(2018届广东省珠海市珠海二中、斗门一中高三上学期期中联考)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN 等,回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯睛(C3H3N)和副产物丙烯醛(CH2=CHCHO)的热化学方程式如下:
① C3H6(g)+N

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