题目列表(包括答案和解析)
19.(7分)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0
(1)CO和H2O浓度变化如下图,则0-4 min的平均反应速率v(CO)=________mol/(L·min).
t1℃时物质浓度(mol/L)的变化
时间/min |
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
0 |
0.200 |
0.300 |
0 |
0 |
2 |
0.138 |
0.238 |
0.062 |
0.062 |
3 |
C1 |
c2 |
c3 |
c3 |
4 |
C1 |
c2 |
c3 |
c3 |
5 |
0.116 |
0.216 |
0.084 |
|
6 |
0.096 |
0.266 |
0.104 |
|
(2)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表.
①表中3 min-4 min 之间反应处于________状态;c1________0.08 mol/L(填“>”“<”或“=”).
②反应在4 min-5 min间,平衡向逆方向移动,可能的原因是________(单选),表中5 min-6 min之间数值发生变化,可能的原因是________(单选).
a.增加水蒸气 b.降低温度
c.使用催化剂 d.增加氢气浓度
解析:(1)v(CO)=
=0.03 mol/(L·min).
(2)①0 min-2 min, c(CO)减小 0.062 mol/L,即平均速率为0.031 mol/(L·min),由于反应速率一般随反应的进行而减慢,所以2 min-3 min, c(CO)的减小值小于0.31 mol/L,因此c1>(0.138-0.031) mol/L>0.08 mol/L;
②由于降低温度平衡向右移动,所以4 min-5 min的条件变化不是b,由于c(CO2)减小,应是增加了H2浓度;第5 min-6 min, c(CO)减小,c(H2O)增大,c(CO2)增大,应是增加了水蒸气.
答案:(1)0.03 (2)①平衡 > ②d a
18.(7分)某温度下,密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,使之反应合成NH3,平衡后,测得NH3的体积分数为n0,如果温度不变,只改变起始加入量,使之反应平衡后NH3的体积分数为n0,N2、H2、NH3的物质的量分别用x、y、z表示.
(1)恒温恒容条件下:
①若x=0, y=0,则z=________.
②若x=0.75 mol, 则y=________, z=________.
③x、y、z满足的一般条件是________.
(2)恒温恒压条件下,x、y、z满足的一般条件是
______________________________________.
解析:本题起始状态不同,但最终NH3的体积分数相同,即最终各平衡是等效的.恒温怛容条件下,“一边倒”后,对应的各物质的物质的量相等即可,例如“左倒”后,都是1 mol N2和3 mol H2,故①x=0, y=0,则z=2 mol;②若x=0.75 mol,则y=2.25 mol, z=0.5 mol;③“左倒”后,生成的N2为 mol,生成的H2为 mol,所以x+=1 mol, y+=3 mol.恒温恒压下,“一边倒”后,求得N2、H2物质的量之比为1∶3即可.
答案:(1)①2 mol ②2.25 mol 0.5 mol
③2x+z=2 mol, 2y+3z=6 mol
(2)x∶y=1∶3, z为任意值或x=y=0, z≥0.
17.(6分)在某一容积为2 L的密闭容器内,加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图所示:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为________.
(2)根据图所示数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为________.
(3)反应达到平衡后,第8分钟时:
①若升高温度,化学平衡常数K________(填写增大、减小或不变),HI浓度的变化正确的是________(用右图中a-c的编号回答).
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是________(用右图中d-f的编号回答).
解析:(1)由平衡常数的定义可知反应的平衡常数表达式.
(2)由图可知3 min时达到平衡,v(HI)==0.167 mol/(L·min).
(3)①升高温度,平衡向左移动,c(HI)减小而c(H2)、c(I2)增大,所以K减小,c(HI)的变化符合图中的c;②若加入I2,平衡向右移动,c(H2)减小,应是图中的f.
答案:(1)K=
(2)0.167 mol/(L·min) (3)①减小 c ②f
16.在体积可变的密闭容器中,反应mA(g)+nB(s)pC(g)达到平衡后,压缩容器的体积,发现A的转化率随之降低.下列说法中,正确的是
( )
A.(m+n)必定小于p B.(m+n)必定大于p
C.m必定小于p D.m必定大于p
解析:压缩容器的体积相当于增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动,A的转化率降低,说明平衡逆向移动,所以逆向是气体体积缩小的方向,选项C正确.
答案:C
第Ⅱ卷 (非选择题,共52分)
15.将2 mol A和1 mol B充入某密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)xC(g),达到化学平衡后,C的体积分数为a.假设该反应的条件分别和下列各选项的条件相同,下列判断正确的是
( )
A.若在恒温恒压下,当x=1时,按1.5 mol A、1 mol C作为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为a
B.若在恒温恒容下,当x=2时,将2 mol C作起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为a
C.若在恒温恒压下,当x=3时,1 mol A、1 mol B、6 mol C作起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为a
D.若在恒温恒容下,按0.6 mol A、0.3 mol B、1.4 mol C作起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为a,则x只能等于2
解析:将选项A和C中的C的物质的量转化后所得A、B的物质的量之比均与题干中两物质的物质的量之比不等,故A、C错误;将B项中C的物质的量转化后所得A、B的物质的量与题干中对应A、B的物质的量相等,B正确;D项中,因A、B的物质的量之比与题干中反应化学计量数之比相等,若x=3,即反应前后气体分子数目不变时,转化后所得A、B物质的量之比为2∶1,此时仍与由2 mol A和1 mol B构成的体系等效,体积分数同样保持不变,因此当x=3时符合题意,x=2不符合题意,D错.
答案:B
14.(2009·广东高三模拟)下图所示是在恒温下某化学反应的反应速率随时间变化的示意图.下列说法不符合该示意图的是
( )
A.反应达到平衡时,正反应和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡态Ⅰ以后,增大反应物的浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C.反应达到平衡态Ⅰ以后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
解析:A项,任一可逆反应达平衡时,v正、v逆均相等;B项,由图示可知反应达平衡后某时刻v正忽然增加,这一瞬间v逆不变,故应是增大了反应物的浓度;B项对,C不符合图像;D项,平衡态Ⅱ时反应物浓度应大于平衡态Ⅰ的浓度.
答案:C
13.反应2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),在一定条件下的2 L容器中,1 mol A与0.5 mol B反应达到平衡时A为0.3 mol/L,在1 L容器中1 mol A与0.5 mol B在相同温度下反应达到平衡时A为0.5 mol/L,则x值最合适为
( )
A.2 B.1
C.大于2 D.小于3
解析:假设在缩小容器体积(加压)的过程中平衡不移动,则在1 L容器中反应达平衡时A的浓度应该为0.6 mol/L,而实际上是0.5 mol/L,说明在加压过程中平衡向正反应方向移动,即有 2+1>x,故x<3.
答案:D
12.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义,对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),在637 K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示.下列叙述正确的是
( )
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D.其他条件不变,773 K下反应至t1时刻,n(H2)比图中d点的值大
解析:由题意n(H2)随时间的变化曲线的斜率知在a点n(H2)的变化量大于b点n(H2)的变化量,即a点的正反应速率大于b点.虽然c点时n(H2)=n(NH3),但二者的物质的量仍在随时间发生变化,故c点并没有达到平衡,B不正确.由于在t1、t2时刻反应已达平衡,故两时刻n(N2)一样多,C不正确.由于合成氨的反应是一个放热反应,温度升高时,化学平衡向逆反应方向移动,则在其他条件不变时773 K下反应至t1时n(H2)比图中d的值大.故本题答案为A、D.
答案:AD
11.右图所示是用稀硫酸与锌反应测定反应速率的装置,在分液漏斗中加入稀硫酸,在锥形瓶中加入锌,通过测定产生一定量气体所用的时间来测定反应的速率.现用50 mL 1 mol/L硫酸,在锥形瓶中加入下列各种锌(总质量相同),其中产生H2最快的是
( )
A.纯的锌粒 B.纯的锌粉
C.含少量铜杂质的锌粒 D.含少量铜杂质的锌粉
解析:接触面积越大,反应速率越大;电化学腐蚀的反应速率远大于化学腐蚀,即形成原电池会大幅度提高反应速率.
答案:D
10.X、Y、Z为三种气体,把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中,发生反应X+2Y2Z.达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为
( )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
解析:设达到平衡时,X气体所消耗的物质的量为x mol.
建立计算模式:X(g)+2Y(g)2Z(g)
n(始)(mol) a b 0
Δn(mol) x 2x 2x
n(平)(mol) a-x b-2x 2x
列关系式:(a-x)mol+(b-2x)mol=2x mol
x=
气体Y的转化率=×100%=×100%
答案:B
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