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1、第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡一、選擇題:本題共10小題,每題2分,共20分,每題只有一個選項符合題意)1. 下列說法正確的是()A. 凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,因為吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的B. 自發(fā)反應(yīng)的燔一宦增大,非自發(fā)反應(yīng)的燔一定減小C. 常溫下,反應(yīng)C(s)+CCh(g) = 2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H>0D. 反應(yīng)2Mg+CO2(g)=C(s)+2MgO能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H>0C 反應(yīng)的自發(fā)性是由炳變和焰變共同決泄的,若H<0, S>0,則一左自發(fā),若AH >0, ASVO,則一泄不能自發(fā),若H<0, AS<0或H>0, S&g

2、t;O,則能否自發(fā)和溫度有 關(guān),A、B錯誤。C項中反應(yīng)的AS>O,若<0,則一定能自發(fā),現(xiàn)常溫下不能自發(fā),說 明>0,正確。D項中反應(yīng)的AS<O,能自發(fā),說明H<0,錯誤。2. 反應(yīng)4NH3(g)÷5O2(g)=4NO(g)÷6H2O(g)在IoL密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,水 蒸氣的物質(zhì)的量增加了 0.45 mol,則此反應(yīng)的速率可表示為()A. V(NH3)= 0.01 mol L 1s 1B. V(O2)=OOOlmol L I-S lC. V(NO)=O.001 mol L1s1D. V(H:0) = 0.045 mol L 1s 1C

3、根據(jù)V=u-算v(H2O),再利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算各物質(zhì)表示的 反應(yīng)速率,進(jìn)行判斷。3. 反應(yīng)CO+H2O(g)CO2÷H2在800匚達(dá)到平衡時,分別改變下列條件,K值發(fā) 生變化的是()A. 將壓強減小至原來的一半B. 將反應(yīng)溫度升髙100 =C. 添加催化劑D. 增大水蒸氣的濃度B 化學(xué)平衡常數(shù)K只受溫度影響。4. 控制變量是科學(xué)研究的重要方法。向2 UiLH20?溶液中滴入2滴1 mol L 1 FeCl3溶 液,下列條件下分解速率最快的是()選項HQ2溶液的物質(zhì)的量濃度/(molL 1)反應(yīng)的溫度/二A15B45C140D440D 在使用同一濃度的催化劑情況下,H

4、Q?濃度越大,反應(yīng)的溫度越髙,反應(yīng)的速率 越快。5. 達(dá)到化學(xué)平衡的條件是()A. 逆反應(yīng)停止進(jìn)行B. 反應(yīng)物與生成物的濃度相等C. 正反應(yīng)與逆反應(yīng)停止進(jìn)行D. 正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等D 可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,但反應(yīng)沒有停I卜,為動態(tài)平衡, 達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃度不變,但不一泄相等。6. 某化學(xué)反應(yīng)HH=-125 kJ mo1, S=-8 kJ mo1 K 1則此反應(yīng)在下列哪種情 況下可自發(fā)進(jìn)行()A. 在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B. 在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行C. 僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行D. 僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行D 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行需要滿足 7 TS<0,TS= -125

5、kJ mol 1 + ×8kJ mol I Kr<0,解得T< 15.625 K,所以僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行。7. 某可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則溫度對此反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率影響的曲線(如 圖所示)中,正確的是()B 本題考查的是外界條件的改變對可逆反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率的影響。速率曲線交叉 點即平衡狀態(tài),由于這個可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升髙溫度,逆反應(yīng)速率加快的幅度 大于正反應(yīng)速率加快的幅度,故正確答案為B項。8. 已知Y時,IL恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):FeO+CO(g)lFe(s)+CO(g), 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=O.5,下列說法正確的是()A. 加入炭粉對該平衡

6、無影響B(tài). 將FeO(S)粉碎,不能縮短到達(dá)平衡所需的時間C. /I時,反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入C0,達(dá)新平衡后W(CO) : W(CO2)比值增大D. 若向該容器中加入1 mol FeO(S),并通入1.8 mol CO, t匚時反應(yīng)達(dá)到平衡,此時 FeO轉(zhuǎn)化率為60%D C能和FeO. Co2反應(yīng),從而對該反應(yīng)平衡有影響,A錯誤:將FeO粉碎,增大反應(yīng)物接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)達(dá)到平衡時間,B錯誤;溫度不變化學(xué)平衡 常數(shù)不變,r:時,反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入CO,達(dá)新平衡后變, C錯誤;若向該容器中加入1 mol FeO(S),并通入1 Smol CO, r匚時反應(yīng)達(dá)到平衡,設(shè)Co 的

7、轉(zhuǎn)化率為X,則達(dá)到平衡狀態(tài)時C(CQ)=jsm°11 Ll-=I.8(1 -)molL】,生成的 c(CO2)=1.8 X mol L1,化學(xué)平衡常數(shù) K=-C-=- S-IlSVV-=O.5, x=,貝 9 消耗的 M(C0)=»(FeO)= 1.8 mol×=0.6 mol, Feo 的轉(zhuǎn)化率=曙罟XloO%=60%。9. 鋁酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下,碳素鋼在三種不 同介質(zhì)中的腐蝕速率實驗結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是()200IOO硫酸4812戰(zhàn)的濃度/(mol L-I)300鉗酸鈉0月桂酰肌氫酸 n0 1-010020030

8、0200I(X)緩蝕劑的濃度/(mg A. 鹽酸的濃度越大,腐蝕速率越快B. 鋁酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度相等時,腐蝕速率最小C. 碳素鋼的腐蝕速率不隨硫酸的濃度增大而增大,說明反應(yīng)速率不與C(H )成正比D. 對比鹽酸和硫酸兩條曲線,可知Cl也可能會影響碳素鋼的腐蝕速率C 由酸的濃度對腐蝕速率的影響圖可知,鹽酸的濃度越大,腐蝕速率越快,A正確: 由圖可知,曲線的最低點速率最小,則鋁酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度相等時,腐蝕速率最小, B正確;濃硫酸有強氧化性,能使金屬表面形成致密的氧化膜保護(hù)層,則硫酸濃度較大時不 能說明速率與氫離子的關(guān)系,C錯誤:碳素鋼在鹽酸和硫酸中腐蝕速率隨酸的濃度變化有明 顯差

9、異,可知Cl有利于碳鋼的腐蝕,SO4不利于碳鋼的腐蝕,D正確。io.高溫下,某反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K=-C-C -C恒容時,溫度升高,H?濃度減小。下列說法正確的是()A. 該反應(yīng)的焙變?yōu)檎礏. 恒溫縮小體積,H濃度不變C升髙溫度,逆反應(yīng)速率減小D.該反應(yīng)化學(xué)方程式為CO+H2O÷催化劑高溫CO2+H2A 由K表達(dá)式可推斷岀該反應(yīng)方程式為C2(g)+H2(g)CO(g)÷H2O(g)> D項不 正確:恒容升溫,H2)減小,說明平衡向右移動,所以0, A項正確:恒溫縮小體積, 平衡不移動,但c(H»增大,所以B項不正確:升溫,S和V逆都增大,C項不正確。二

10、、選擇題:(本題共5小題,每題4分,共20分,每小題有一個或兩個選項符合題 意,全部選對得4分,選對但不全的得1分,有選錯的得0分)11.對于可逆反應(yīng)N2(g)+3H?(g) 2NH3(g) 27<0,下列研究目的和示意圖相符的是()選項AB研究目的壓強對反應(yīng)的影響(P2>PI)溫度對反應(yīng)的影響NHu 的圖示體/p2數(shù)f0llf MO溫曲選項CD研究目的平衡體系增加N2對反應(yīng)的影響催化劑對反應(yīng)的影響速f:混合f率L陰氣體L有催化劑圖示鍛I無催化劑一0時詢0時間C 因圧強越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快,因此A項中對應(yīng)圧強為刃時達(dá)到平衡所需的時間應(yīng)短一些,故A錯誤:隨溫度的升髙平衡將逆向移動,

11、反應(yīng)物氮氣的轉(zhuǎn)化率應(yīng)減小,故B錯誤;使用催化劑后化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)加快,因此有催化劑時達(dá)到平衡所需要的時間應(yīng)短一些, D錯誤。12. 已知:H2(g)+b(g)l2HI(g) M= 14.9 kJ mol 1o某溫度下在甲、乙兩個恒 容密閉容器中充入反應(yīng)物,苴起始濃度如下表所示。甲中反應(yīng)達(dá)到平衡時,測得C(H2)=0.008 molL 1o下列判斷正確的是()起始濃度C(H:)/(mol L 1)c(I2)(m0l L l)C(Hl)/(mol L 1)甲0.010.010乙0.020.020A. 平衡時,乙中的轉(zhuǎn)化率與甲中的相等B. 平衡時,甲中混合物的顏色比乙中深C. 平衡時,甲、乙中熱量的變

12、化值相等D. 該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.25AD 該反應(yīng)前后氣體的體積不變,乙中的濃度為甲中的2倍,乙中壓強為甲中2倍, 壓強不影響平衡移動,二者為等效平衡,平衡時對應(yīng)各組分的轉(zhuǎn)化率相同,A正確:二者為 等效平衡,平衡時乙中c(b)是甲中的2倍,平衡時乙中顏色更深,B錯誤:二者為等效平衡, 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相同,乙中參加反應(yīng)B的是甲中的2倍,乙中的熱量變化是甲中的2倍,C錯 誤:平衡時氫氣的濃度為0.008 mol L 1,貝IhH2(g)+b(g)l 2HI(g)開始濃度/(moll/】)0.010.010變化濃度/(mol L-1) 0.002 0.002 0.004平衡濃度/(molL

13、T) 0.008 0.008 0.004O 0042故該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=OooS, 0 00S=O25, D正確。13. 將一左疑的氨基甲酸彼固體置于某容積恒能的真空容器中,發(fā)生反應(yīng): H2NCOONH4(S)2NH3(g)+CO2(g),在不同溫度下,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時的部分?jǐn)?shù)據(jù) 如表所示。下列說法正確的是()溫度平衡濃度(molL1)C(NH3)c(CO2)Tl0.1T20.1A. 若T2>T,則該反應(yīng)的AHVoB. 向容器中充入N?, HzNCOONH4質(zhì)雖:增加C. NH3體積分?jǐn)?shù)不變時,說明該反應(yīng)達(dá)到平衡D. Z 時,轉(zhuǎn)化的 HqNCOONHi 的物質(zhì)的 77(T2

14、)=2(T1)7D 無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),NH3的體積分?jǐn)?shù)都是務(wù) 故C錯誤。右時C(NH3)、 c(CO2)都是門時的2倍,容器的容積又恒左不變,所以時轉(zhuǎn)化的H2NCOONH4是門時的 2倍,D正確。若Ti>T,則該反應(yīng)的7Z>0,若T2<T,則該反應(yīng)的H<0, A錯誤; N?和該反應(yīng)的生成物與反應(yīng)物都不反應(yīng),反應(yīng)容器又固左,故向容器中充入N2,H2NCOONH4 的量不發(fā)生變化,B錯誤。 14. 在相同容積的4個密閉容器中進(jìn)行同一可逆反應(yīng)2A(g)+B(g) = 3C(g)+2D(g), 起始時4個容器所盛A、B的量如下表所示:容器甲乙丙TA2 mol1 IlIO

15、l2 mol1 molB1 mol1 mol2 mol2 mol在相同溫度下,建立平衡時,4個容器中A或B的轉(zhuǎn)化率的大小關(guān)系是()A. A的轉(zhuǎn)化率為:甲V丙V乙V丁B. A的轉(zhuǎn)化率為:甲V乙V丙V丁C. B的轉(zhuǎn)化率為:甲>丙>乙>丁D. B的轉(zhuǎn)化率為:丁>乙>丙>甲A 以乙為標(biāo)準(zhǔn),甲相當(dāng)于又加入1 molA,平衡右移,所以A的轉(zhuǎn)化率,甲V乙B 的轉(zhuǎn)化率,甲>乙,丙相當(dāng)于壓縮體積,平衡左移,A、B轉(zhuǎn)化率均小于乙中A、B轉(zhuǎn)化率。 甲、丁比較A轉(zhuǎn)化率,甲V丁,B轉(zhuǎn)化率甲>丁,乙、丁比較A轉(zhuǎn)化率乙V丁,B轉(zhuǎn)化率, 乙>丁。甲、丙比較,A轉(zhuǎn)化率,甲V

16、丙,B轉(zhuǎn)化率,甲>丙。丙、丁比較B的轉(zhuǎn)化率, 丙>丁。綜上所述,A轉(zhuǎn)化率,甲V丙V乙V丁,B轉(zhuǎn)化率,甲 >乙>丙>丁。15. 用 Co 合成甲醇(CH3H)的化學(xué)方程式為 CO(g)+2HXg) = CH30H(g) H<Q, 按照相同的物質(zhì)的屋投料,測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系曲線如圖所示。 下列說法正確的是()A. 溫度:T3>T2>TlB. 正反應(yīng)速率:v(a)>v(c), v(b)>d)C. 平衡常數(shù):K()>K(c), K(b)=K(d)D. 平均摩爾質(zhì)量:()<M(c), M(b)>M(C

17、AC 選項A,該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越小,故D >2>10選項B,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越大,故V(C)>W):壓強越大,化學(xué)反應(yīng)速 率越大,故v(b)>v(C°選項C,降低溫度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,化學(xué)平衡常數(shù)K 增大,故有K()>K(c):溫度不變,K不變,故K(b)=Kg選項D,升髙溫度,化學(xué)平衡 向逆反應(yīng)方向移動,即向氣體總物質(zhì)的量增大的方向移動,則M(t7)>M(c):增大壓強,化 學(xué)平衡向氣體總物質(zhì)的量減小的方向移動,則M(b)>M(d)o J三、非選擇題:(本題共5小題,共60分)16. (1

18、0分)可逆反應(yīng)3A(g)= 3B(? )+C(? ) >0o達(dá)到化學(xué)平衡后,按要求回答 下列問題:(1)升高溫度,用“變大”、“變小”、“不變"或“無法確填空。 若B、C都是氣體,氣體的平均相對分子質(zhì)量; 若B、C都不是氣體,氣體的平均相對分子質(zhì)量; 若B是氣體,C不是氣體,氣體的平均相對分子質(zhì)戢:(2)如果平衡后保持溫度不變,將容器體枳增加一倍,新平衡時A的濃度是原來的60%, 貝0 B 是態(tài),C 是態(tài)。解析(1)升高溫度,平衡正向移動。若B、C都是氣體,”(氣)增大,加(氣)不變, M= 丁一7減??;若B、C都不是氣體,只有A是氣體,M(A)不變:若B是氣體,C 不是氣體,

19、加(氣)減小,"(氣)不變,M= 彳一減小。(2)說明平衡逆向移動,即逆向是氣體汁量數(shù)增大的反應(yīng),故B不是氣體。答案(1)變小不變變小(2)固或液氣17. (10分)運用化學(xué)反應(yīng)原理研究合成氨反應(yīng)有重要意義,請完成下列探究。(1) 生成氫氣:將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣。C(S)+H2O(g)lH2(g)+CO(g)= + 131.3kJ mol 1, 5= + 133.7J mol I K 1,該反應(yīng)在低溫下(“能”或'不能”)自發(fā)進(jìn)行。(2) 已知在 400 匚時,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的 K=O.5。 在 400 時,2NH3(g) =N2(g)+3

20、H2(g)的 K=(填數(shù)值)。 400二時,在0.5 L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時間后,測得N2、H- NH3的物質(zhì)的量分別為2mok ImoL 2 mol,則此時反應(yīng)v<N2)iWN山(填“V或“不能確定”)。 若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氮氣,則合成氨反應(yīng)的平衡(填“向左”、“向右"或'不")移動;使用催化劑(填“增大“、“減小”或'不改變J反應(yīng)的H解析(1)該反應(yīng) M>0, S>O,故若使-7S<0須在高溫下實現(xiàn)。(2)r=42=2: ®O=Q.5=K故此時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài):恒溫、恒壓條件下通入Ar相當(dāng)

21、于 擴大體積減小壓強,平衡逆向移動。答案(1)不能(2)2=向左不改變18. (14分)300二時,將2 mol A和2molB兩種氣體混合于2 L密閉容器中,發(fā)生如下 反應(yīng):3A(g)+B(g) = 2C(g)+2D(g) Zf=Q2mm 末達(dá)到平衡,生成 0.8 mol D.(1) 300二時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=O已知 T300 <K35o Z,則 0(填“>"或“v)(2) 在2n末時,B的平衡濃度為, D的平均反應(yīng)速率為。若溫度不變,縮小容器容積,則A的轉(zhuǎn)化率(境C增大"減小'或C不變)原因是J(4)如果在相同的條件下,上述反應(yīng)從逆反

22、應(yīng)方向進(jìn)行,開始時加入C、D各扌moL若 使平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的疑濃度與原平衡相冋,則還應(yīng)該加入Bmolu解析(1)溫度越髙,K越大,則說明升溫平衡正向移動,即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),M>0°=2L×2m=°1 m°1L ImIll(2)生成 0.8molD,則反應(yīng)掉 0.4 molB,剩余 1.6 mol B, C(B)= I Ol=O.8 mol L Ie V(B)由化學(xué)汁量數(shù)知,D的反應(yīng)速率應(yīng)為B的2倍,故V(D)=2v<B)=2×0.1mOI L I mln 1=0.2mol L I nlm1<. (3)該反應(yīng)為等體積變化,

23、加壓平衡不移 動,故A的轉(zhuǎn)化率不變。(4)將C、D的量折算成A、B的疑,則相當(dāng)于加入2 InolA和扌mol2B,容器體積固左,若濃度相同,則說明起始時物質(zhì)的量相等,故B還應(yīng)加入2 Iiiol-J mol =亍 mol oc2 C c2 D答案壬A廠B> (2)0.8 molL 1 0.2 mol L I min 1不變反應(yīng)前后氣體體積不變,壓強對平衡無影響(4)扌19. (12分)大氣中CO2含量的增加會加劇溫室效應(yīng),為減少其排放,需將工業(yè)生產(chǎn)中 產(chǎn)生的CO?分離岀來進(jìn)行儲存和利用。(I)CO2與NH3反應(yīng)可合成化肥尿素化學(xué)式為CO(NH2)2,反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g) CO(

24、NH2)2+H9(g)在合成塔中進(jìn)行。如圖1中:、=.:三條曲線為合成塔中按不同氨碳 比M(CO2)Zn(NH3)和水碳比PJ(CO2)(H2O)投料時二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。 曲線1 口、二水碳比的數(shù)值范用分別為0.60.7、11.1和1.51.61,則生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值范囤為O 請推測生產(chǎn)中氨碳比控制在4.0左右還是控制在4.5左右比較適宜,并簡述你的理由2 3 19 7 56 6 5 5 5 竊於M氓OJ3.03.5 4.0 4.5MNHJMeoJ圖2圖1(2兀6與H?也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH30H(g)+H20(g)o在體積可 變的恒壓密閉容器中,該反應(yīng)在不

25、同溫度、不同投料比時,Co2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示。 該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為0 該反應(yīng)的S0,申0(填“>”或y“)。 700 K投料I-Lp1=2時,H?的平衡轉(zhuǎn)化率為o0.9 mol2 mol解析氨碳比相同時曲線二氧化碳的轉(zhuǎn)化率大,所以生產(chǎn)中選用水碳比的數(shù)值 為0.60.7。氨碳比在4.5時,需要氨氣較多,但依據(jù)圖象分析二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大不多, 工業(yè)介成氨生成工藝較復(fù)雜,提高生產(chǎn)成本,所以氨碳比控制在4.0左右。(2)平衡常數(shù)等 于生成物的濃度幕之枳除以反應(yīng)物的濃度幕之積,所以平衡常數(shù)K=C CCCQH J h;° 因為該反應(yīng)為氣體減小的反應(yīng),則ASVO,因為溫度越

26、高,CCh轉(zhuǎn)化率越小,則平衡逆移, 所以該反應(yīng)正方向為放熱反應(yīng),即<0o由圖可知,在700K,投料比(H2) : w(CO2) =2時,二氧化碳轉(zhuǎn)化率為30%,令Co丄、H:的起始物質(zhì)的量分別為ImO1、2 mol,轉(zhuǎn)化的 二氧化碳為0.3 mol,根據(jù)方程式可知轉(zhuǎn)化的氫氣為0.9 mol,進(jìn)而計算H?的轉(zhuǎn)化率= ×100%=45%o答案(1)00.60.74.0比較適宜,氨碳比在4.5時,NH3的量增大較多,而CO丄 的轉(zhuǎn)化率增加不大,提髙了生產(chǎn)成本(2)®K=CH J 2°V V ©45%20. (14分)硫及其化合物對人類的生產(chǎn)和生活有著重要

27、的作用。2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) AH= 一 198 kJ mol T是制備硫酸的一個重要反應(yīng)。在容積為VL的密閉容器中分別充入2 mol SO2和1 mol O2,在不同條件下進(jìn)行反應(yīng), 反應(yīng)體系的總壓強隨時間的變化如圖所示。與實驗a相比,實驗b改變的條件是 ,判斷的依據(jù)是(2)二氧化硫在一左條件下還可以發(fā)生如下反應(yīng):SO2(g)+NO2(g).= SO3(g)+NO(g)7=-42kJ mo1<>在IL的恒容密閉容器中充入SO2(g)和NCh(g),所得實驗數(shù)據(jù)如表所 示:實驗編號溫度起始時物質(zhì)的mol平衡時物質(zhì)的WmolH(SO2)7?(NO2)7?(NO)甲Tl0.800.200.18乙T20.200.800

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