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《化学平衡》专题测试
说明：本试卷15小题，满分为100分，考试时间90分钟。
一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分，每小题只有一个正确答案)
1．有一处于平衡状态的反应X(g)+3Y(g)2Z(g) △H＜0，为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是( )
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂 ⑥分离出Z
A．①③⑤ B．②③⑤ C．②③⑥ D．②④⑥
2．一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(g)＋nB(g)pCg)+qD(g)，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态：①体系的压强不再发生变化，②体系的密度不再发生变化，③各组分的物质的量浓度不再改变，④各组分的质量分数不再改变，⑤反应速率vA：vB：vC：vD=m：n：p：q，其中，能说明反应已达到平衡的是( )
A．只有③④ B．②③④ C．①②③④ D．①②③④⑤
3．可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(气)反应过程中，当其他条件不变时，C的体积分数(C)在不同温度(T)和不同压强(P)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大
B．当平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反应方向移动
C．化学方程式中，n＞e+f
D．达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
4．已知热化学方程式2SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) △H = －Q kJ/mol（Q＞0），则下列说法正确的是（ ）
A．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的内能小于2 mol SO3(g)所具有的内能
B．将2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出QkJ的热量
C．升高温度，平衡向逆反应移动，上述热化学方程式中的Q值减小
D．如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ，则此过程中有
2 mol SO2(g)被氧化
5．在固定容积的密闭容器中，可逆反应2X +Y(g) Z(s)已达到平衡，此时升高温度则气体混合物的密度增大。下列叙述正确的是（ ）
A．若X为非气态，则正反应为吸热反应
B．正反应为放热反应，X一定为气态
C．正反应为放热反应，X可能是气态、液态或固态
D．若加入少量的Z，该平衡向左移动
6．反应A(g)+3B(g)2C(g) △H<0，达到平衡后，将气体混合物的温度降低，下列叙述中正确的是( )
A.正反应速率加大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B.正反应速率变小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
7．高温下，某反应达平衡，平衡常数K=，恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应化学方程式为CO+H2O=CO2+H2
8．在一定温度下，将1 mol N2和3 mol H2放入恒容密闭容器中，达到平衡时，测得NH3为0.8 mol，如果此时再加入1 mol N2和3 mol H2，达到新平衡时，NH3的物质的量（ ）
A.等于8 mol B.等于1.6 mol C.大于0.8 mol小于1.6 mol? D.大于1.6 mol
9．可逆反应A(g)+B C(g)+D达到平衡时，下列说法不正确的是( )
A.若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，D不一定是具有颜色的气体
B.增大压强，平衡不移动，说明B、D必是气体
C.升高温度，C的百分含量减小，说明正反应是放热反应
D.若B是气体，增大A的浓度会使B的转化率增大
10．对于平衡体系A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH ＜0，下列结论中不正确的是( )
A.若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，此时A的浓度为原来的2.1倍，则+＜+
B.若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为∶
C.若+=+,则往含有 mol气体的平衡体系中再加入mol的B，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2
D.若温度不变时，压强增大到原来的2倍，达到新平衡时，总体积一定比原来的1/2要小
二、填空题(本题包括5小题，共50分)
11．(10分) 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：其化学平衡常数K与温度t的关系如下：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
请回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数K = 。
（2）该反应为 反应。（填“吸热”或“放热”）
（3）800℃，固定容器的密闭容器中，放入混合物，其始浓度为c(CO)=0.01 mol/L, c(H2O)=0.03mol/L, c(CO2)=0.01 mol/L, c(H2)=0.05 mol/L ,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率 (填＂大＂、＂小＂或＂不能确定＂)
(4)830℃,在1L的固定容器的密闭容器中放入2 mol CO2和1 mol H2,平衡后CO2的转化率为 , H2的转化率为 。
12．(10分)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下反应：aA＋bBcC(s)＋dD，当反应进行一定时间后，测得A减少了n mol，B减少了mol，C增加了n mol，D增加了n mol，此时达到化学平衡。请填写下列空白：
(1)该化学方程式各物质的化学计量数为a=__________、b=__________、c=__________、d=__________。
(2)若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中物质D的聚集状态为
__________。
(3)若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质其物质的量又达到相等，则该反应为__________反应(填“放热”或“吸热”)。
13．(10分)设反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) △H = Q1的平衡常数为K1，
反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g) △H = Q2的平衡常数为K2，在不同温度下，K1、K2的值如下：
温度( T ) K1 K2
973 1.47 2.38
1173 2.15 1.67
(1)从上表可推断，反应①是________(填“放”或“吸”)热反应；
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g) △H = Q3
①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=_____________；可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有__________。
A．缩小容器体积 B．降低温度 C．使用合适的催化剂
D．设法减少CO的量 E．升高温度
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3 =_____________；
14．(10分) 将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气（忽略CO2）放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2 2SO3 ΔH <0。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。请回答下列问题(计算结果保留一位小数)：
(1）判断该反应达到平衡状态的标志是 。（填字母）
a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
(2）欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是 。（填字母）
a．向装置中再充入N2 b．向装置中再充入O2
c．改变反应的催化剂 d．升高温度
(3）求该反应达到平衡时SO2的转化率（用百分数表示）为__________。
(4）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀________克？
15．(10分)把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。生物固氮和大气固氮（闪电时N2转化为NO）属于自然固氮，这远不能满足人类的需要。工业固氮（合成氨）是目前人工固氮的主要方法。有关大气固氮和工业固氮的平衡常数K值分别如下表一和表二。
表一：N2 + O2 2NO
温度 27℃ 2000℃
K值 3.84×10－31 0.1
表二：N2 + 3H2 2NH3
温度 25℃ 350℃ 400℃ 450℃
K值 5×108 1.847 0.507 0.152
（1）根据上表中的数据分析，下列说法正确的是_________。
a．在常温下，大气固氮几乎不可能，而工业固氮非常容易进行
b．人类大规模模拟大气固氮是无意义的
c．在常温下，大气固氮与工业固氮完成程度相差很大
d．大气固氮与工业固氮都是放热反应
（2）在一定条件下，工业固氮在一固定体积的密闭容器中进行直至平衡，有人画出了下列图像a和b；达到平衡后，向密闭容器中分别充入稀有气体或升高温度，有人又分别画出了如下图像c和d。其中有关图像正确的是______________（填编号）。
（3）在一定条件下，工业固氮反应在体积为VL的
密闭容器中进行，有关图像如右图，则用H2
表示从开始到平衡时该反应的平均速率：
v＝_______________________。
参 考 答 案
1．答案：C
解析：该题全面考查了影响化学平衡的因素。为了使平衡向生成Z的方向移动，即反应要向正反应方向移动，由于该反应是放热、气体体积缩小的反应，故应低温、高压，催化剂不影响化学平衡的移动。
2．答案：A
解析：只有m+n≠p+q时，体系的物质的量(或压强)不再发生变化才能说明反应已达平衡，所以①不对。由于是固定容积的密闭容器，又因反应前后气体总质量不变(质量守恒)，因此体系的密度始终不变，故②不是平衡的标志。反应速率vA：vB：vC：vD=m：n：p：q也不能代表平衡，因化学反应速率之比始终等于化学计量数之比，故⑤不对。而各组分的物质的量、质量转化率或百分含量等保持不变可以说明反应已达到平衡状态，因此③④正确。
3．答案：B
解析：从(1)图中应先判断出T1与T2温度的大小关系。在其他条件不变时，温度升高，反应速率变大，达到平衡时间越短。由此可知，T2＞T1。从图(1)分析可知温度较高时(C)变小，说明升高温度时，平衡向逆反应方向移动，所以该正反应是放热反应。B选项是正确的。
从(2)图中，应先判断出P1与P2大小关系。在其他条件不变情况下，压强越大，达到平衡的时间就越短，由此可知P2＞P1。从图中可知，压强增大时(C)变小，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，逆反应方向是气体体积减小方向，即n＜e+f，C项错误。
由于使用催化剂，并不影响化学平衡的移动，A项错误。在化学平衡中，增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动。因此D项错误。
4．答案：D
解析：因为该反应是放热反应，所以2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的内能要大于2 mol SO3(g)所具有的内能，A错。
热化学方程式2SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) △H = －Q kJ/mol（Q＞0）的意义为每生成2 mol SO2(g)放热QkJ，所以B错误，而D正确。
热化学方程式中的Q值是该反应在一定条件下的的固定值，因而C错误。
5．答案：C
解析：因为容器的容积不变，即气体的体积不变，而升高温度气体混合物的密度增大，说明反应后气体质量增大了，说明反应逆向移动了。又因Y是气态，则X的状态可能是气态、液态或固态。C正确。
6．答案：C
解析：降温，正、逆反应速率均减小；又由于正反应是放热反应，因而降温平衡正向移动，C正确。
7．答案：C
解析：由平衡常数可知，该反应方程式为CO2+H2=CO+H2O，因此D项错误。又因温度升高，H2浓度减小，说明正反应方向是吸热反应，故A项正确。恒温恒容下，增大压强，H2浓度不一定减小，如向容器通入稀有气体，所以B项也错误。升高温度，正、逆反应速率均增大，故C项也是错误的。
8．答案：D
解析：再加入1 mol N2和3 mol H2，如果平衡不移动，NH3应为1.6 mol，但同时成比例增加反应物，相当于增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，生成NH3应大于1.6 mol。
9．答案：B
解析：若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，D不一定是具有颜色的气体，也可能C是有颜色的气体，A项正确。增大压强，平衡不移动，可能B、D均为气体，也可能B、D均为非气体，所以B项错误。升高温度，C的百分含量减小，说明反应逆向移动了，逆向是吸热方向，故正反应是放热反应，C项正确。若B是气体，增大A的浓度会使B的转化率增大，而A的转化率降低，因此D项正确。
10．答案：D
解析：若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半(即增大压强)，假设平衡不移动，A的浓度为原来的2倍，而实际A的浓度为原来的2.1倍，说明反应逆向移动了，则逆向是气体体积缩小的方向，故+＜+，A项正确。
因为反应时，各物质的浓度(或物质的量)的变化量之比等于化学计量数之比(∶)，因此若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为∶，故B项正确。
若+=+,即反应前后气体总物质的量不变，则往含有 mol气体的平衡体系中再加入mol的B，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2 mol，因为反应前后体积不变，反应时消耗多少，就会生成多少，总量不变(可以通过计算证明)，C项正确。D项错误。
11．答案：(1) K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2) （2）吸热 （3）小
（4）CO2的转化率为1/3,H2的转化率为2/3。
解析：由平衡常数的定义知该反应的化学平衡常数K的表达式为K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2)； 可逆反应的平衡常数一般只随温度的改变而改变，吸热反应的平衡常数随温度升高而增大，放热反应的平衡常数随温度升高而减小；由表中数据知该反应随温度的升高而增大,可推知升高温度,平衡向正反应方向移动,所以该反应为吸热反应。
把起始浓度代入平衡常数的表达式中,其比值小于800℃时的K值,则反应将向正反应方向移动, H2O的消耗速率比生成速率小；830℃时,平衡常数为1,设反应中转化的CO2浓度为x,则反应过程中物质浓度的变化情况为：
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
起始(mol/l) 2 1 0 0
转化(mol/l) x x x x
平衡(mol/l) 2－x 1－x x x
据平衡常数的关系可得(2－x) ×(1－x )= x×x,解得x=2/3, 则平衡后CO2的转化率为1/3,H2的转化率为2/3.。
12．答案：(1)2 1 3 2 (2)气态 (3)放热
解析：(1)由可逆反应：
aA ＋ bB cC ＋ dD
起始(mol) m m m m
变化(mol) n n n
因参加反应的物质的量等于其物质方程式中的化学计量数之比，所以得：
a∶b∶c∶d = n∶∶∶ n = 2∶1∶3∶2, 即得：a = 2, b = 1, c = 3, d = 2?
(2)改变压强，反应速率发生变化，说明反应体系中有气态物质；而平衡不移动说明反应前后气态物质的体积相同V前＝V后，即D必为气体。
(3)升温后四种物质的物质的量又达到相等，说明平衡逆向移动，即升温平衡逆向移动，而由勒夏特列原理知升温平衡向吸热方向移动，即逆反应方向吸热，所以其正反应方向为放热。
13．答案：(1)吸热 (2)① K3 = K1/K2 吸 DE ② Q3 = Q1－Q2
解析：(1)由表得，K1随温度升高而增大，说明升高温度，反应正向移动了，根据勒夏特列原理，得升高温度向吸热反应方向移动，所以正反应为吸热反应。
(2)由K1、K2、K3的平衡常数表达式整理可得K3 = K1/K2。由表中可得，K2随温度升高而减小，说明反应②是放热反应，又由盖斯定律，反应①－②可得反应③，因而反应③是的△H= Q1－Q2＞0，故反应③是吸热反应。因此要使反应③在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有：D．设法减少CO的量；E．升高温度。
根据盖斯定律，反应①－②可得反应③，故Q3 = Q1－Q2。
14．答案：（1）bc (2）b (3）SO2的转化率：97.4% (4）10.5g
解析：（1）a．SO2和SO3浓度相等，d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等，这两种说法都不是平衡的标志。由于混合气体的总质量和容器体积不变，所以e．容器中混合气体的密度保持不变也不是平衡的标志。只有bc是平衡的标志。
(2）a．向装置中再充入N2，平衡不移动。b．向装置中再充入O2，平衡正向移动，SO2转化率增大。c．改变反应的催化剂，平衡不移动。d．升高温度，平衡逆向移动，故应选b。
(3）消耗的O2物质的量：
生成的SO3物质的量：
SO2和SO3的物质的量和：
反应前的SO2物质的量：
SO2的转化率：
(4）在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO3不会沉淀。因此BaSO4的质量
15．答案：（1）bc (2)ad （3） mol/(L·s)
解析：(1) 由表中数据可得，在常温下，大气固氮的K值很小，但也可能固氮，而工业固氮的K值很大。又由表中数据分析得出，表一的平衡常数均随温度升高而增大，即均升温平衡正向移动，因此正向是吸热反应；而表二的平衡常数均随温度升高而减小，即均升温平衡逆向移动，因此正向是放热反应，所以选项bc符合题意。
(2)在一定条件下，工业固氮N2 +3H2 2NH3在一固定体积的密闭容器中进行，因为混合气体总质量不变(质量守恒定律)，而总物质的量减小直至平衡，因而平均相对分子质量增大直至平衡保持不变，a正确。又因混合气体总质量不变，而容器体积不变，即气体体积也不变，所以气体的密度始终不变，b错误。达到平衡后，向密闭容器中充入稀有气体时，虽然容器内压强增大，但N2、H2、NH3的浓度(或其分压)不变，因此平衡不移动，平衡时氨的百分含量不变，故c错误。而达到平衡后，向密闭容器中升高温度，由于正反应放热，平衡逆向移动，所以平衡时氨的百分含量减小，故d正确。
（3）因为图中没有标出H2平衡时的物质的量，所以H2的浓度变化量无法求出，只能先求出NH3的速率，再根据速率之比等于化学计量数之比，求H2的速率了。在0→t2时间内，NH3的浓度变化量为n2/V mol/L,则NH3的速率为n2/Vt2 mol/(L·s)，所以H2的速率为 mol/(L·s)。
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