资源描述
2019-2020学年高二化学上学期10月月考试题(含解析)1. 化学反应的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化中正确的是A. 1mol N2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJB. 1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量C. 通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD. NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水【答案】B【解析】试题分析:A、根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,可得该反应的反应热=946+498-2632=180kJ/mol,所以该反应是吸热反应,1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应吸收的能量为180 kJ,错误;B、根据A的分析,该反应是吸热反应,说明反应物的总能量低于生成物的总能量,正确;C、氮气与氧气在放电的条件下反应生成NO,常温下不反应,错误;D、NO不是酸性氧化物,不与氢氧化钠溶液反应,错误,答案选B。考点:考查化学反应与能量、键能的关系2. 通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是C(s)+ H2O(g) =CO(g)+H2 (g) H1= a kJmol-1CO(g)+H2O(g) =CO2 (g)+H2 (g) H2= b kJmol-1CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) H3= c kJmol-12CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) H 4= d kJmol-1A. 反应、为反应提供原料气B. 反应也是CO2资源化利用的方法之一C. 反应CH3OH(g)=CH3OCH3 (g)+H2O(l)的H = kJmol-1D. 反应2CO(g)+4H2 (g)=CH3OCH3 (g)+H2O(g)的H = ( 2b+2c+d ) kJmol-1。【答案】C.3. 对于可逆反应A (g)+2B(g)2C (g)(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率降低,且使A的浓度增大,应采取的措施是A. 增大压强 B. 减少B的浓度 C. 减少A的浓度 D. 升高温度【答案】B【解析】试题分析:A增大压强,反应物A、B的浓度都增大,正反应速率加快。错误。B减少B的浓度,由于反应物的浓度降低,所以正反应速率降低。根据平衡移动原理:减小反应物的浓度,平衡逆向移动,产生更多的反应物A。由于A的浓度也增大。正确。C.减少A的浓度,由于反应物的浓度降低,所以正反应速率降低,但是A的浓度也减少,不符合题意,错误。D升高温度。无论是正反应速率还是逆反应速率都加快。根据平衡移动原理,升高温度,化学 向吸热反应方向移动。对该反应来说,升高温度,化学平衡向正反应方向移动,所以A的浓度减小。错误。考点:考查外界条件对化学反应速率hi化学平衡移动的影响的知识。4. 对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是A. 升高温度,对正反应的反应速率影响更大B. 增大压强,对正反应的反应速率影响更大C. 减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大D. 加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大【答案】B【解析】试题分析:A.合成氨反应的正反应是放热反应,升高温度,正反应、逆反应的反应速率都增大,但是温度对吸热反应的速率影响更大,所以对该反应来说,对逆速率影响更大,A项错误;B合成氨的正反应是气体体积减小的反应,增大压强,对正反应的反应速率影响更大,正反应速率大于逆反应速率,所以平衡正向移动,B项正确;C.减小反应物浓度,使正反应的速率减小,由于生成物的浓度没有变化,所以逆反应速率不变,逆反应速率大于正反应速率,所以化学平衡逆向移动,C项错误;D.加入催化剂,使正反应、逆反应速率改变的倍数相同,正反应、逆反应速率相同,化学平衡不发生移动,D项错误。【考点定位】考查工业合成氨。【名师点睛】本题考查工业合成氨。化学反应速率是衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。反应进行快慢由参加反应的物质的本身性质决定,在物质不变时,温度、压强、催化剂、浓度、物质的颗粒大小、溶剂、光、紫外线等也会影响化学反应进行的快慢。化学平衡研究的是可逆反应进行的程度大小的,反应进行程度大小可以根据化学平衡常数判断。化学平衡常数越大,反应进行的程度就越大,外界条件会影响化学平衡,遵循化学平衡移动原理,要会用平衡移动原理来分析解决问题。工业合成氨是两种理论综合考虑的结果。5. 把4molA和2.5molB混合于2L密闭容器中,发生反应:3A(g)+2B(s)xC(g)+D(g),5min后反应达到平衡,容器内压强变小,测得D的平均反应速率为0.05molL-1min-1,错误的是A. A的平均反应速率为0.15molL-1min-1 B. 平衡时,C的浓度为0.25 molL-1C. B的平均反应速率为0.1molL-1min-1 D. 平衡时,容器内压强为原来的0.875倍【答案】C【解析】5min后反应达到平衡,容器内压强变小,应有x+13,x2,x=1,D的平均反应速率为0.1mol/(Lmin),则生成n(D)=2L5min0.05mol/(Lmin)=0.5mol,则: 3A(g)+2B(s)C(g)+D(g)n起始 4mol 0 0n转化 1.5mol 0.5mol 0.5moln平衡 2.5mol 0.5mol 0.5molA、A的平均反应速率为30.05molL-1min-1=0.15molL-1min-1,故A正确;B、平衡时,C的浓度为0.5mol/2L=0.25molL1,故B正确;C、B为固体,不能用单位时间内浓度变化量表示反应速率,故C错误;D、平衡时,容器内压强为原来的(2.5mol+0.5mol+0.5mol)/4mol=0.875,故D正确。故选B。6. 一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:体系的压强不再发生变化;生成mmolA同时消耗qmol的D;各组分的物质的量浓度不再改变;体系的密度不再发生变化;反应速率vA:vB:vC:vD=mnpq;各组分的质量分数不再改变;反应混合物的平均摩尔质量不再发生变化,其中一定能说明反应已达到平衡状态的是A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析:当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:体系的压强不再发生变化.则说明mn=pq。无论反应是否达到平衡,体系的压强都不会发生变化。因此不能说明反应达到了平衡状态。错误。在任何时间段内,每生成m mol A 同时消耗q mol D;这是反应逆向进行。因此不能证明反应达到了平衡状态。错误。若反应达到平衡状态,则各组分的物质的量浓度不再改变。因此可以证明反应得到平衡状态。正确。由于反应在固定容积的密闭容器中进行,所以 反应是否达到平衡,容器内的体系的密度不再发生变化。所以不能证明反应达到了平衡状态。错误。对于任何反应,无论再什么时候,反应速率v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq;所以不能证明反应达到了平衡状态。错误。只有当反应达到平衡状态时,各组分的质量分数。物质的量分数、体积分数都不再改变。正确。若反应为前后气体体积相等的反应,则反应混合物的平均摩尔质量不会发生变化;若反应为前后气体体积不相等的反应,则只有当反应达到平衡状态时反应混合物的平均摩尔质量才不会发生变化。因此不能作为反应是否达到平衡状态的标志。错误。一定能说明反应已达到平衡状态的是。选项为D。考点:考查平衡状态的判断的知识。7. 在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(x)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是A. 该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B. T2下,在0t1时间内,(Y)(a-b)/t1 molL-1min-1C. M点的正反应速率正大于N点的逆反应速率逆D. M点时再加入一定量的X,平衡后X的转化率减小【答案】C【解析】试题分析:A、根据图像可知W点消耗的X的物质的量大于M点消耗X的物质的量,因此根据热化学方程式可知W点放出的热量多,A错误;B、T2下,在0t1时间内X的浓度减少了(ab)mol/L,则根据方程式可知Y的浓度增加了(ab)/2mol/L,反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,所以Y表示的反应速率为mol/(Lmin),B错误;C、根据图像可知,温度为T1时反应首先达到平衡状态。温度高反应速率快,到达平衡的时间少,则温度是T1T2。M点温度高于N点温度,且N点反应没有达到平衡状态,此时反应向正反应方向进行,即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率,因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,C正确;D、由于反应前后均是一种物质,因此M点时再加入一定量的X,则相当于是增大压强,正方应是体积减小的可逆反应,因此平衡向正反应方向移动,所以X的转化率升高,D错误,答案选C。【考点定位】本题主要是考查化学反应速率和平衡平衡状态的有关判断与计算、图像识别等【名师点睛】本题从化学反应速率与化学平衡图像入手,题目难度较大,对学生的思维能力要求较高,意在考查学生严谨的逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。注意结合反应方程式及改变的条件进行综合分析。观察图像的时候首先看横纵坐标,然后看变化趋势,与化学反应速率与化学平衡移动的影响因素相结合,得出相关结论,进行解题。8. 加热N2O5时,发生以下两个反应:N2O5(g)N2O3(g)O2(g),N2O3(g)N2O(g)O2(g),在1L密闭容器加热4mol N2O5,达到平衡时,c(O2)为4.5molL1,c(N2O3)为1.62molL1则c(N2O5)为A. 1.44molL1 B. 3.48molL1 C. 0.94molL1 D. 1.98molL1【答案】C【解析】试题分析:加热N2O5时,发生以下两个分解反应N2O5N2O3+O2,N2O3N2O+O2,则 N2O5N2O3+O2,开始4 0 0转化x x x平衡4-xN2O3N2O+O2,转化y y y平衡x-y y x+y化学平衡时c(O2)为4.5mol/L,c(N2O3)为1.62mol/L,则,计算得出x=3.06,y=1.44,c(N2O5)=4-3.06=0.94mol/L;所以C选项是正确的.考点:化学反应平衡9. 已知常温下,N2(气)和H2(气)生成2mol NH3(气)放出92.4 kJ热量。现有甲、乙两个容积相同且恒容的密闭容器,在常温下:向密闭容器甲中通入1 molN2和3 mol H2,达到平衡时放出热量Q1kJ。向密闭容器乙中通入0.5 mol N2和1.5 mol H2,达到平衡时放出热量Q2kJ。则下列关系式正确的是A. Q1=2Q2=92.4 B. 92.4 Ql2Q2 C. 92.4=Q12Q2 D. 92.4 Q1=2Q2【答案】B【解析】试题分析:由题意可得热化学方程式:N2(气)+3H2(气)2 NH3(气) H92.4 kJ/mol . 向密闭容器甲中通入1 molN2和3 mol H2,由于该反应是可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,所以达到平衡时放出热量Q1kJQl2Q2。故选项为B。考点:考查可逆反应的特征及压强对化学平衡移动的影响的知识。10. 某温度时,在密闭容器中,X、Y、Z三种气体浓度的变化如图I所示,若其它条件不变,当温度分别为Tl和T2时,Y的体积分数与时间关系如图II所示则下列结论正确的是A. 该反应的热化学方程式为:X(g)+3Y(g)2Z(g);H0B. 若其它条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,X的转化率减小C. 达到平衡后,若其他条件不变,减小容器体积,平衡向逆反应方向移动D. 达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动【答案】B【解析】试题分析:A、由甲图可知平衡时X、Y、Z的浓度变化分别是X、Y浓度减少02mol/L、06mol/L,Z浓度增加04mol/L,所以该反应的化学方程式为X(g)3Y(g)2Z(g);由图乙可知,T1T2,温度升高,Y的体积分数增大,说明升高温度,平衡逆向移动,所以逆向是吸热反应,则正向为放热反应,H0,错误;B、若其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡逆向移动,X的转化率减小,正确;C、达到平衡后,若其他条件不变,减小容器体积,压强增大,平衡正向移动,错误;D、达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,反应体系中的物质的浓度不变,所以平衡不移动,错误,答案选B。考点:考查对化学平衡图像的分析,化学平衡移动、化学方程式的判断11. 碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。碘水中加入KI溶液发生反应:I2(aq)I(aq)I2-(aq),该反应的平衡常数与温度的关系如图,下列说法不正确的是A. 上述正反应为放热反应B. 上述体系中加入苯,平衡不移动C. 可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质D. 实验室配制碘水时,为增大碘单质的溶解度可加入适量KI溶液【答案】B【解析】试题分析:A、根据题给图像知,升高温度,平衡常数逐渐减小,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,正确;B、碘单质在水中的溶解度不大易溶于苯,苯能从水溶液中萃取出I2,上述体系中加入苯,水层中碘的浓度减小,平衡逆向移动,错误;C、根据信息知,碘单质易溶于碘化钾溶液而硫单质不溶于碘化钾溶液,可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质,正确;D、实验室配制碘水时,加入适量KI溶液,增大了碘离子浓度,I2(aq)+I(aq)I3(aq)的平衡右移,碘单质的溶解度增大,正确。考点:考查化学平衡图像分析及平衡移动原理的应用。12. 使2molN2和6molH2混合发生反应:N2(g)+3H2(s)2NH3(g),(正反应为放热反应)下列说法错误的是A. 升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量变大B. 升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的密度不变C. 当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是13D. 当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将逆向移动【答案】A【解析】升高温度,平衡向逆方向移动,由于气体的质量不变,物质的量增大,所以混合气体的平均相对分子质量减少,A错;由于混合气体的质量不变,密闭容器的体积不变,其密度不变,B正确;N2和H2起始浓度之比与消耗的物的量之比相同,达到平衡后浓度之比也相同,C正确;压强不变,加入稀有气体,混合气体的压强增大,要维持压强不变,相当于减少压强,平衡向气体体积增大的方向移动,即逆方向移动,D正确。答案选A。13. 一定条件下,通过下列反应可以制备各种陶瓷的原料MgO,MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) H0。该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率A. A、 B. B、 C. C、 D. D、【答案】A【解析】H0,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳浓度增大,混合气体的密度增大,故A正确; , 平衡常数只与温度有关,温度不变常数不变,增加CO的物质的量, CO2与CO的物质的量之比不变,故B错误;平衡常数只与温度有关,温度不变常数不变,故C错误;MgSO4是固体,增加固体质量,平衡不移动, CO的转化率不变,故D错误。14. 在体积均为1.0L的恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1 molCO2和0.2molCO2,在不同温度下反应CO2(g)c(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法正确的是A. 反应CO2(g)c(s)2CO(g)的H2P总(状态)C. 体系中c(CO):c(CO,状态)2c(CO,状态)D. 逆反应速率V逆:V逆(状态)V逆(状态)【答案】B【解析】试题分析:A由气体的化学计量数增大可知S0,由图中温度高平衡时c(CO2)小,则升高温度平衡正向移动,可知H0,故A错误;B分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,曲线I为加入0.1molCO2,曲线II为加入0.2molCO2,若平衡不移动,体系的总压强为P总(状态)=2P总(状态),但加压CO2(g)+C(s)2CO(g)平衡逆向移动,为使c(CO2)相同,则加热使平衡正向移动,则体系的总压强为P总(状态)2P总(状态),故B错误;C状态II、状态的温度相同,状态II看作先加入0.1molCO2,与状态平衡时CO的浓度相同,再加入0.1molCO2,若平衡不移动,状态CO的浓度等于2倍,但再充入CO2,相当增大压强,平衡左移,消耗CO,则c(CO,状态)2c(CO,状态),故C正确;D状态I、状态的温度不同,温度高反应速率快,则逆反应速率为V逆(状态)V逆(状态),故D错误;故选C。考点:考查了化学平衡图像的相关知识。15. 某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX和2molY发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是A. m=2 B. 两次平衡的平衡常数相同C. X与Y的平衡转化率之比为1:1 D. 第二次平衡时,Z的浓度为0.4molL1【答案】D【解析】试题分析:A向平衡体系中再加入1molZ,重新建立平衡时X、Y、Z的体积分数不变,说明压强不影响该平衡,则反应前后总计量数相等,则1+m=3,m=2,故A正确;B温度不变,平衡常数不变,两次平衡的温度相同,平衡常数相同,故B正确;C参与反应的X与Y的物质的量之比等于化学计量数之比等于加入的X与Y的物质的量之比,因此X与Y的平衡转化率相等,故C正确;D再加入1molZ后总物质的量为4mol,重新达到平衡时Z的体积分数仍然为10%,则重新建立平衡时Z的浓度为:=0.2mol/L,故D错误;故选D。考点:考查了化学平衡的计算的相关知识。16. 温度为T1时,在三个容积均为1 L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(molL-1)物质的平衡浓度(molL-1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)I0.6000.2II0.30.50.200.50.35A. 达平衡时,容器I与容器中的总压强之比为 45B. 达平衡时,容器中中 c(O2)/ c(NO2) 比容器I中的大C. 达平衡时,容器中NO的体积分数小于50%D. 当温度改变为 T2时,若 k正=k逆,则 T2K,所以容器II达平衡时,一定小于1,B错误;C 若容器III在某时刻,NO的体积分数为50%,由反应2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0 0.5 0.35变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2x 0.5-2x 0.35-x 由0.5-2x=2x+0.35-x,解之得,x=0.05,求出此时浓度商Qc=K,说明此时反应未达平衡,反应继续向逆反应方向进行,NO进一步减少,所以C正确;D温度为T2时,0.8,因为正反应是吸热反应,升高温度后化学平衡常数变大,所以T2T1,D正确。答案选CD。17. 一定温度下,在三个恒容体积均为2.0L的容器中发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),下列说法正确的是编号温度()起始/(mol)平衡/(mol)达到平衡m所需时间/sPCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)3200.400.100.10t13200.80t24100.400.150.15t3A. 平衡常数K:容器容器B. 反应到达平衡时,PCl5的转化率:容器容器C. 反应到达平衡时,容器I中的平均速率为v(PCl5)=0.1mol/(Ls)D. 起始时向容器中充入PCl50.30 mol、PCl30.45 mol和Cl20.10 mol,则反应将向逆反应方向进行【答案】D【解析】试题分析:A、平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故平衡常数K:容器I=容器II,容器I和容器III相比,容器III生成物的物质的量增大,说明升高温度平衡正向移动,该反应吸热,平衡常数K:容器K,则反应将向逆反应方向进行,正确。考点:考查的是化学平衡移动原理以及化学平衡的影响因素,平衡常数的计算。18. 可逆反应A(g)+3B(g)2C(g),H=-QkJ/mol有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器,向甲容器中加入1 mol A和3 mol B,在一定条件下达到平衡时放出热量为Q1kJ;在相同的条件下,向乙容器中加入2 mol C达到平衡后吸收热量为Q2kJ;已知Q1=3Q2。下列叙述不正确的是A. 甲中A的转化率为75B. Q1+Q2=QC. 达到平衡后,再向乙中加入0.25 mol A、0.75 mol B、1.5 mol C,平衡向正反应方向移动D. 乙中的热化学方程式为2C(g)A(g)+3B(g) H=+Q2kJ/mol【答案】D【解析】试题分析:对于可逆反应A(g)+3B(g)2C(g) H= QkJ/mol,在等温等容条件下,向甲容器中加入1molA和3molB,向乙容器中加入2molC,二者建立等效平衡。又Q1=3Q2,则甲、乙容器中转化的A的物质的量之比为3:1。甲 A(g)+3B(g)2C(g)起始(mol):1 3 0转化(mol):x 3x 2x平衡(mol):1-x 3-3x 2x乙 A(g)+3B(g)2C(g)起始(mol):0 0 2转化(mol):x/3 x 2x/3平衡 (mol):x/3 x 2-2x/3考点:考查等效平衡19. 某化学兴趣小组要完成中和热的测定。(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌器、0.5molL-1 盐酸、0.55molL-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是_。(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?_(填“能”或“否”),其原因是_。(3)他们记录的实验数据如下:实验用品溶 液 温 度中和热t1t2H50 mL0.55 molL-1NaOH溶液50mL0.5molL-1HCl溶液2023.350 mL0.55 molL-1NaOH溶液50mL0.5molL-1HCl溶液2023.5已知:Q=Cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18KJ-1Kg-1,各物质的密度均为1gcm-3。根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:_。【答案】 (1). 量筒、温度计 (2). 否 (3). 铜易导热,热量散失导致误差大( (4). HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=-56.8KJ/mol【解析】(1)中和热的测定过程中,需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积,需要使用温度计测量反应开始和反应中的最高温度,所以还缺少温度计和量筒;(2)不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体,铜易导热,热量散失导致误差大;第1次反应前后温度差为:3.3,第2次为:3.5,平均温度差为3.4,50mL0.55molL-1NaOH与50mL0.5molL-1HCl混合,氢氧化钠过量,反应生成0.025molH2O,50mL0.5molL-1 HCl、0.55molL-1NaOH溶液的质量和为:m=100mL1gmL1=100g,c=4.18J/(g),代入公式Q=cmT得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g)100g3.4=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ,所以生成1mol的水放出热量为1.4212kJ1mol/0.025mol=-56.8kJ,即该实验测得的中和热H=-56.8kJmol1,NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=-56.8KJ/mol。20. 工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素CO(NH2)2,反应的化学方程式为: 2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l)。 (1)T1时,在2L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)=x,如图是CO2平衡转化率()与氨碳比(x)的关系。其它条件不变时,随着x增大而增大的原因是_.(2)当x=2,上述反应至5min时各物质的浓度不再发生变化,若起始的压强为P0KPa,测得平衡体系压强变为起始时的。反应结束后,分离得到90g尿素。试计算该反应的平均速率(CO2)=_,该反应的平衡常数K=_,达到平衡后NH3的物质的量浓度为_。【答案】 (1). x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大 (2). 0.15 molL-1min-1 (3). 0.074 (4). 3 molL-1【解析】(1)增大反应物浓度,平衡正向进行,随着x增大而增大的原因是:x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大;(2)当x=2,原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为2,设二氧化碳物质的量为a,氨气物质的量为2a,上述反应至5min时各物质的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,测得体系压强变为开始时的2/3,气体压强之比等于气体物质的量之比,反应结束后,分离得到90g尿素,物质的量n(CO(NH2)2 )=90g/60gmol1=1.5mol,消耗氨气物质的量为3mol,消耗二氧化碳物质的量为1.5mol,利用化学平衡三行计算列式计算, 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2 (l)+H2O(l),起始量/mol 2a a 0 0变化量/mol 3 1.5 1.5 1.5平衡量/mol 2a-3 a-1.5 1.5 1.5测得体系压强变为开始时的2/3,气体压强之比等于气体物质的量之比,2a3+a-1.5=2/3(2a+a)a=4.5mol,二氧化碳反应速率V=c/t=1.5mol/(2L5min)=0.15molL1min1,平衡时氨气的浓度=(24.5mol-3mol)/2L=3molL1,CO2的浓度=(4.5mol1.5mol)/2L=1.5molL1,平衡常数K=1/(331.5)=0.074,达到平衡后NH3的物质的量浓度=(24.5mol-3mol)/2L=3molL1。21. 随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g),已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300升至400,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化_、_、_、_。(选填“增大”、“减小”或“不变”)v正v逆平衡常数K转化率(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:CO2/molL-1H2/molL-1CH4/molL-1H2O/molL-1平衡abcd平衡mnxya、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_。【答案】 (1). 增大 (2). 增大 (3). 减小 (4). 减小 (5). =【解析】(1)若温度从300升至400,重新达到平衡,H2的体积分数随温度的升高而增加,升高温度平衡逆反应方向进行,即正反应是放热反应;升高温度正、逆反应速率均增大,平衡逆反应方向进行,平衡常数减小,反应物的转化率减小。(2)相同温度时,平衡常数不变,则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为:K=。22. 已知H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) =COS(g)+H2O(g),在610K时,将0.1mol CO2加入与0.40molH2S充入2.5mL的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率a1=_%,反应平衡常数K=_。在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为003,H2S的转化率a2_a1,该反应的H_0。(填“”“ (4). 【解析】列出反应三段式:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) n起始/mol 0.40 0.10 0 0n转化/mol) x x x xn平衡/mol 0.40-x 0.10-x x x反应平衡后水的物质的量分数为0.02,则x/0.50=0.02,x=0.01,H2S的平衡转化率a1=0.01/0.4100%=2.5%,体积为2.5L,再求出平衡时各物质的浓度为c(H2S)=(0.4-0.01)/2.5molL1=0.156molL1,c(CO2)=(0.1-0.01)/2.5molL1=0.036molL1,c(COS)=c(H2O)=0.01/2.5molL1=0.004molL1,则K=(0.0040.004)/(0.1560.036)=0.00285;温度由610K升高到620K时,化学反应达到平衡,水的物质的量分数由0.01/(0.01+0.04)=0.02变为0.03,所以H2S的转化率增大,a2a1;又升高温度,化学平衡向正反应方向移动,再根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反应,故H0。点睛:题目考查化学平衡的影响因素和计算等问题,检验学生的分析能力和计算能力,解题方法:列出化学平衡三段式,根据平衡常数、平衡移动原理等分析和计算,难度中等。23. 如图所示,当关闭K时,向A 中充入2molX、7molY,向B中充入4molX、14molY,起始时V(A)=V(B)=a升,在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器各自发生下列反应:2X(g)+2Y(g)Z(g)+2W(g) H0达到平衡()时V(B)=0.9a升,试回答:(1)B中X 的转化率(X)B为_(2)A中W和B中Z的物质的量的比较: n(W)A_n(Z)B(填、或)(3)打开K,过一段时间重新达平衡()时,B的体积为_升 (用含a的代数式表示,连通管中气体体积不计)(4)要使B容器恢复原来反应前的体积,可采取的措施是_【答案】 (1). 90% (2). (3). 0.35a (4). 升高温度【解析】试题分析:(1)B容器中达到平衡后体积变化为0.9aL,依据压强之比等于气体物质的量之比计算得到平衡后气体物质的量,n=16.2mol,反应前后气体物质的量减小18mol16.2mol=1.8mol,2X(g)+2Y(g)Z(g)+2W(g)n2 1n(X) 1.8moln(X)=3.6molB中X的转化率(X)B=100%=90%;(2)A为恒温恒容,B为恒温恒压,正反应为气体物质的量减小的反应,A中压强减小,A中所到达的平衡等效为在B的平衡基础上降低压强,B中的平衡向逆反应方向移动到达A中的平衡,故A中转化率较小,B中X、Y的量为A中的2倍,W的化学计量是Z的2倍,则n(W)An(Z)B;(3)打开K,为恒温恒压条件下,过一段时间重新达平衡()与原B容器的平衡为等效平衡,X的转化率相同,则参加反应的X的物质的量=(4mol+2mol)90%=5.4mol,则:2X(g)+2Y(g)Z(g)+2W(g)n2 15.4mol 2.7mol故平衡时反应混合物的总物质的量=4mol+14mol+2mol+7mol2.7mol=24.3mol,体积之比等于物质的量之比,因此平衡后总体积=aL=1.35aL,则B的体积为1.35aLaL=0.35aL。(4)要使B容器恢复原来反应前的体积,需要气体体积增大,反应是放热反应,升高温度平衡逆向进行,气体体积增大,可以恢复原来体积。考点:考查可逆反应有关计算以及外界条件对平衡状态的影响
展开阅读全文