题目列表(包括答案和解析)
1.室温下,水的电离达到平衡:H2OH++OH-。下列叙述正确的是
( )
A.将水加热,平衡向正反应方向移动,KW不变
B.向水中加入少量盐酸,平衡向逆反应方向移动,c(H+)增大
C.向水中加入少量NaOH固体,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)降低
D.向水中加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动,c(OH-)=c(H+)
[解析] 选项A,升温,KW增大。选项B,加入少量盐酸,抑制了H2O的电离,平衡向着逆反应方向移动,H2O电离出的c(H+)减小,但溶液中的c(H+)增大。选项C,加入少量NaOH固体后,溶液中的c(OH-)增大。选项D,CH3COONa水解导致溶液中c(OH-)>c(H+)。
[答案] B
21.(10分)反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH=a kJ·mol-1,平衡常数为K;反应②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
测得在不同温度下,K值如下:
温度(℃) |
500 |
700 |
900 |
K |
1.00 |
1.47 |
2.40 |
(1)若500 ℃时进行反应①,CO2起始浓度为2 mol·L-1,CO的平衡浓度为________。
(2)反应①中的a________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)700 ℃反应①达到平衡,要使得该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有________(填序号)。
A.缩小反应器体积 B.通入CO2
C.升高温度到900 ℃ D.使用合适的催化剂
(4)下列图象符合反应①的是________(填序号)。
(图中v是速率,φ为混合物中CO含量,T为温度且T1>T2)
(5)由反应①和②可求得,反应2Fe(s)+O2(g)===2FeO(s)的ΔH=________。
[解析] (1)500 ℃时反应①的K=1,设CO的平衡浓度为c,则K==1,解得c=1 mol·L-1。(2)根据提供的数据可知,温度升高,反应①的K值增大,即平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,a大于0。(3)反应①中反应前后气体分子数不变,改变压强,平衡不移动,A错;通入CO2,平衡向右移动,B对;反应①为吸热反应,升高温度,平衡向右移动,C对;使用催化剂,平衡不移动,D错。(4)升高温度,正逆反应速率均增大,但平衡向右移动,正反应速率大于逆反应速率,A对;升高温度,平衡向右移动,CO的百分含量增大,B、C错。(5)根据盖斯定律,该反应可以通过①×2+②×2得到,故反应的ΔH=2(a+b) kJ·mol-1。
[答案] (1)1 mol·L-1 (2)> (3)BC (4)A
(5)2(a+b) kJ·mol-1
20.(12分)Ⅰ.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(g)+B(g)C(g)
(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B,到达平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为____________mol。
(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B,到达平衡后,生成C的物质的量为________mol。
(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C,到达平衡后,A和C的物质的量分别是y mol和3a mol,则x=______mol,y=____mol,平衡时,B的物质的量______(选填一个编号)。
甲.大于2 mol 乙.等于2 mol 丙.小于2 mol
丁.可能大于、等于或小于2 mol
作出此判断的理由是____________________________________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是__________________。
Ⅱ.若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同,且容积固定的容器中发生上述反应
(5)开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。若b与(1)小题的a进行比较__________。(选填一个编号)
甲.a<b 乙.a>b 丙.a=b 丁.不能比较a和b的大小
作出判断的理由是______________________________
________________________________________________________________________。
[解析] (1)该反应是在恒温、恒压下进行反应并建立平衡的,反应物A、B和生成物C的计量数比为1∶1∶1,当生成a mol C时,必消耗a mol A,则平衡时n(A)=(1-a)mol。
(2)根据等效平衡原理与(1)相比初始条件为原来各物质的3倍,则此时生成的C也应为(1)中的3倍,故为3a mol
(3)根据:A(g)+B(g)C(g)
始: x 2 1
平: y 3a
此情况与(2)等效,假设C的初始量为0,则B必为3 mol,A为3 mol,则x=3-1=2,y=3-3a,则平衡时,B的物质的量是多少,取决于从始态到平衡态的过程中反应进行的方向,即3a与1的相对大小,若3a>1,则反应向右进行建立平衡,此时,n(B)<2 mol。若3a=1,则反应向左向右进行的程度相等,n(B)=2 mol。若3a<1,则反应向左进行建立平衡,此时n(B)>2 mol。
(4)因为等压、等温、容积可变,加入C的多少并不影响平衡,仍处于与(1)同样的平衡状态,则C的物质的量分数可通过(1)的条件直接求出C%=×100%。
(5)此时条件变为等温等容的条件,由于正反应体积缩小,随反应的进行,n(总)减小,压强减小,与(1)相比C的生成量减小,故可判断b<a。
[答案] (1)(1-a) (2)3a (3)2 3-3a 丁
若3a>1,B的物质的量小于2 mol;
若3a=1,B的物质的量等于2 mol;
若3a<1,B的物质的量大于2 mol
(4)×100%
(5)乙 因为(5)小题中容器容积不变,而(1)小题中容器的容积缩小,所以(5)小题的容器中的压力小于(1)小题容器中的压力,有利于逆向反应,故反应达到平衡后a>b
19.(10分)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH<0
(1)降低温度,二氧化硫转化率__________,化学反应速率________(以上均填增大、减小或不变)。
(2)600 ℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如上图所示,反应处于平衡状态的时间是________________________。
(3)据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是______________________(用文字表达)。
10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________________(填写编号)。
a.加了催化剂 b.缩小容器体积
c.降低温度 d.增加SO3的物质的量
[解析] (1)降低温度,平衡向正反应方向移动,反应物浓度减小生成物浓度增大,故二氧化硫转化率增大,但化学反应速率随温度降低而减小。
(2)由图示知:0-15 min时,反应物SO2和O2的量均逐渐减少,生成物SO3的量逐渐增多,15-20 min时,反应物和生成物的量均保持不变,说明反应处于平衡状态。
(3)反应进行到20 min时氧气物质的量突然增多为0.12 mol,而SO2和SO3的物质的量仍与平衡时一致,说明此时增加了O2的量。10 min到15 min的曲线变化说明反应速率大幅增大,可能的原因是a.加了催化剂,b.增大压强,缩小容器体积。由于降温反应速率减小,不可能是c。SO3的物质的量没有突然增多且平衡时SO2和SO3物质的量之和仍为0.20 mol,故d选项不正确。
[答案] (1)增大 减小 (2)15-20 min和25-30 min
(3)增加了O2的量 ab
18.(14分)(2008年重庆理综)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
(1)N2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是____________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);ΔH>0
①反应达平衡后,若再通入一定量氮气,则N2O5的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
t/s |
0 |
500 |
1 000 |
c(N2O5)/mol·L-1 |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
则500 s内N2O5的分解速率为___________________________________。
③在T2温度下,反应1 000 s时测得NO2的浓度为4.98 mol·L-1,则T2________T1。
(3)下图所示装置可用于制备N2O5,则N2O5在电解池的________区生成,其电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] 本题涉及有机化学、化学反应速率、化学平衡、电化学等相关知识,注重考查学生分析和综合应用知识的能力。
(1)硝基苯结构简式的书写要注意键的连接和规范;
(2)①恒容充入不参与反应的氮气,反应混合物中各物质的浓度均不发生改变,故平衡不发生移动,N2O5的转化率不变;
②v(N2O5)=(5.00-3.52)mol·L-1÷500 s=0.002 96 mol·L-1·s-1;③在T1温度下,1 000 s时NO2的浓度为(5.00-2.48)mol·L-1×2=5.04 mol·L-1>4.98 mol·L-1,在前1 000 s内产生NO2的速率,T1时大于T2时,故T1>T2;
(3)由N2O4转化成N2O5时氮元素化合价由+4变为+5,失去了电子,故在阳极产生N2O5,电极反应方程式的书写要注意HNO3参加反应。
[答案] (1) (2)①不变
②0.002 96 mol·L-1·s-1 ③<或小于 (3)阳极
N2O4+2HNO3-2e-===2N2O5+2H+
17.(6分)某同学用0.1 mm×10 mm×25 mm质量分数大于或等于99.5%的铝片和酸反应制取H2,实验现象如下表:
时间 酸 |
1 min |
2 min |
5 min |
15 min |
20 min |
3 mol·L-1HCl |
少量气泡 |
较多气泡 |
大量气泡 |
反应剧烈 |
铝片耗尽 |
1.5 mol·L-1H2SO4 |
均无明显现象(无气泡) |
(1)写出上述铝与酸反应的离子方程式__________________________________。
(2)反应1-15 min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是________________________________________________________________________。
(3)为探究铝与盐酸反应比铝与硫酸反应快的原因,必须首先作出猜想,请提出你的猜想________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] (1)Al与稀HCl、稀H2SO4反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑。
(2)铝与盐酸反应属放热反应,随着溶液温度的升高,反应速率逐渐增大。
(3)3 mol·L-1 HCl与1.5 mol·L-1 H2SO4中c(H+)相同,铝与盐酸反应时,反应逐渐加快,而铝与H2SO4反应无明显现象,表明HCl中Cl-对Al与H+的反应起促进作用,而SO对Al与H+的反应起阻碍作用。
[答案] (1)2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(2)Al与盐酸反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应加快
(3)Cl-能促进Al与H+的反应,而SO抑制Al与H+的反应
16.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量):
根据以上规律判断,下列结论正确的是
( )
A.反应Ⅰ:ΔH>0,p2>p1
B.反应Ⅱ:ΔH<0,T1>T2
C.反应Ⅲ:ΔH>0,T2>T1或ΔH<0,T2<T1
D.反应Ⅳ:ΔH<0,T2>T1
[解析] 反应Ⅰ的特点是正反应方向为气体减少的方向,结合图象,压强增大A的转化率应增大,所以p2>p1,随着T的升高A的转化率降低,所以正反应为放热反应ΔH<0,故A错;关于反应Ⅱ由图象可以看出T2条件下达到平衡所用时间少,所以T2>T1,故B错;关于反应Ⅲ,由图象可以看出,T2条件下C平衡体积分数大,当T2>T1时,正反应为吸热,ΔH>0,而当T2<T1时,正反应为放热,ΔH<0故C对;关于反应Ⅳ,由图象可以看出T2时,A的转化率大,当T2>T1时,说明升高T平衡向正反应方向进行,因此正反应为吸热反应,ΔH>0,故D错。
[答案] C
第Ⅱ卷 (非选择题,52分)
15.T ℃时,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如下图甲所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如下图乙所示,则下列结论正确的是
( )
A.t1 min后,保持其他条件不变,增大压强,平衡向逆反应方向移动
B.t1 min后,保持容器总体积不变,通入少量稀有气体,平衡方向逆反应方向移动
C.T ℃时,在相同容器中,若由0.3 mol·L-1A、0.1 mol·L-1B和0.4 mol·L-1C反应,达到平衡后,C的浓度仍为0.4 mol·L-1
D.其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,且A的转化率增大
[答案] C
14.一定温度下,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡时,n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶3∶4。缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8 mol,n(SO3)=1.4 mol,此时SO2的物质的量应是
( )
A.0.4 mol B.0.6 mol
C.0.8 mol D.1.2 mol
[解析] 由 2SO2 + O22SO3
起始(mol) 2x 3x 4x
反应生成(mol) 2a a 2a
新平衡(mol) 2x-2a 3x-a 4x+2a
则有
解得:x=0.3 a=0.1
n(SO2)=(2×0.3-2×0.1)mol=0.4 mol。
[答案] A
13.一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2 mol A和2 mol B,达平衡后A的体积分数为a%,其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a的是
( )
A.2 mol C
B.2 mol A,1 mol B和1 mol He(不参加反应)
C.1 mol B和1 mol C
D.2 mol A,3 mol B和3 mol C
[解析] 该题属等效平衡的问题, mol B+2 mol C和2 mol A+2 mol B等效,在A中只有2 mol C,等于在 mol B+2 mol C中减少了 mol B平衡左移A的体积分数增大。B答案中在恒容的容器中加入He对平衡没有影响,2 mol A+1 mol B仍相当于从2 mol A+2 mol B的平衡体系中减少1 mol B,使平衡左移,A的体积分数增大,故答案为A、B。
[答案] AB
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