1.对于反应2SO2(g)+O2(g)? ?2SO3(g),能增大正反应速率的措施是( )
A.通入大量O2 B.增大容器容积
C.移去部分SO2 D.降低体系温度
解析: 增大容器容积,即减小压强,正、逆反应速率都减小,故B错;移去部分SO2,正反应速率将减小,故C错;降低体系温度,正、逆反应速率都减小,故D错。
答案: A
2.下列是4位同学在学习“化学反应速率与化学平衡”一章后,联系工业生产实际所发表的观点,你认为不正确的是( )
A.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
B.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
C.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
解析: 化学反应速率是研究化学反应快慢的问题,化学平衡是研究化学进行的程度问题。
答案: C
3.对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)? ?4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.达到化学平衡状态时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到化学平衡状态
C.达到化学平衡状态后,若增大容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率的关系为2v正(NH3)=3v正(H2O)
解析: 根据反应方程式有4v正(O2)=5v正(NO),故4v正(O2)=5v逆(NO)表示v正(NO)=v逆(NO),所以A项正确。生成NO和消耗NH3均为正反应的变化,叙述中未提及逆反应的情况,所以B项错误。由于反应物、生成物均为气体,故增大容器容积正、逆反应速率都减小,所以C项错误。在反应的任意状态总有v正(NH3)∶v正(H2O)=2∶3,即3v正(NH3)=2v正(H2O),所以D项错误。答案为A。
答案: A
4.在一定温度下将1 mol CO和1 mol水蒸气放入一固定容积的密闭容器中,反应CO(g)+H2O? ?CO2(g)+H2(g)达平衡后,得到0.6 mol CO2;再通入0.3 mol水蒸气,达到新平衡状态后,CO2的物质的量可能是( )
A.0.9 mol B.0.8 mol
C.0.7 mol D.0.6 mol
解析: 此题是利用转化率的变化来判断物质的量的范围的一种新方法。加入0.3 mol水蒸气使原平衡向右移动,CO的转化率增大,H2O的转化率减小。原平衡CO、H2O的转化率都为60%,新平衡时CO的转化率大于60%,H2O的转化率小于60%。所以1 mol×60%
5.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g) ??2HBr(g) ΔH<0,平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是( )
A.a>b B.a=b
C.a解析: 以恒温条件下的平衡为参照,绝热条件相当于对恒温条件达到平衡后再进行加热,平衡左移,Br2的转化率降低,故a>b。
答案: A
6.如下图所示曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)? ?Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( )
A.升高温度 B.加大X的投入量
C.加催化剂 D.增大体积
解析: 由a曲线变为b线,X的转化率不变,但达到平衡的时间缩短了。影响该反应的条件只能是催化剂和压强(反应前后气体分子数不变)。
答案: C
7.可逆反应mA(g)? ?nB(g)+pC(s) ΔH=Q,温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图象,以下叙述正确的是( )
A.m>n,Q>0 B.m>n+p,Q>0
C.m>n,Q<0 D.m
答案: C
8.有一化学平衡:mA(g)+nB(g)? ?pC(g)+qD(g)(如右图)表示的是转化率与压强、温度的关系。分析图中曲线可以得出的结论是( )
A.正反应吸热:m+n>p+q
B.正反应吸热:m+n
C.正反应放热:m+n>p+q
D.正反应放热:m+n
解析: 分析图象可知,A的转化率随温度、压强的增大而增大,故升高温度,平衡正移,该反应为吸热反应,增大压强,平衡正移,m+n>p+q。
答案: A
9.如图所示曲线表示其他条件一定时,反应:2NO+O2? ?2NO2 ΔH<0,NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的点是( )
A.a点 B.b点
C.c点 D.d点
解析: a点、b点均在平衡曲线上,表示a点与b点均达到平衡状态;c点时,若温度不变,NO的转化率将增大,说明反应没达到平衡,且反应向正反应方向进行,即v(正)>v(逆),符合题目要求;d点时,若温度不变,NO的转化率将减小,说明反应没达到平衡,且反应向逆反应方向进行,即v(正)
10.下列叙述中,不正确的是( )
A.某特定反应的平衡常数仅是温度的函数
B.催化剂不能改变平衡常数的大小
C.平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动,达到新的平衡
D.化学平衡发生移动,平衡常数必发生变化
解析: 化学平衡常数仅是温度的函数,等温条件下改变浓度、压强等因素都可以使化学平衡发生移动,但此时平衡常数不发生变化。
答案: D
11.一定温度下,反应2SO2+O2????催化剂△2SO3,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: 设原平衡体系中SO2、O2、SO3的物质的量分别为2x、3x和4x,缩小体积时,平衡向右移动。设O2转化的物质的量为m,则:
2SO2 + O2 ? ? 2SO3
起始量 2x 3x 4x
变化量 2m m 2m
平衡量 2x-2m 3x-m 4x+2m
由题意得3x-m=0.8 mol4x+2m=1.4 mol解得m=0.1 molx=0.3 mol
所以再次达到平衡时:
n(SO2)=2×0.3 mol-2×0.1 mol=0.4 mol。
答案: A
12.在一个固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应:2A(g)+B(g)? ?3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为W mol?L-1。若维持容器体积和温度不变,按下列四种方法改变起始物质及其量,达到平衡后C的浓度仍为W mol?L-1的是( )
A.4 mol A+2 mol BB.2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol D
C.3 mol C+1 mol D+1 mol BD.3 mol C+1 mol D
解析: 将四个选项中所给数据折算为A和B,有
2A(g) + B(g) ?? 3C(g)+D(g)
A项 4 mol 2 mol 0 0
B项 (2+2)mol (1+1)mol 0 0
C项 2 mol (1+1)mol 0 0
D项 2 mol 1 mol
只有折算后A、B的物质的量分别为2 mol、1 mol,才能建立与题干互为“等效平衡”的平衡,达平衡后C的浓度仍为W mol?L-1。
答案: D
13.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率减慢
解析: 因为浓H2SO4会使Fe钝化,故与Fe不反应,A错;B中加入NaCl溶液相当于加水稀释,c(H+)减小,反应速率减小,B错;升高温度,无论是放热反应,还是吸热反应,反应速率都增大,故C错误;而减小压强,对有气体参加的反应,反应速率减小,D正确。
答案: D
14.(2014?潮州高二检测)水的三态的熵值的大小关系正确的是(Sm表示1 mol物质的熵值)( )
A.Sm(s)>Sm(l)>Sm(g) B.Sm(l)>Sm(s)>Sm(g)
C.Sm(g)>Sm(l)>Sm(s) D.Sm(s)=Sm(l)=Sm(g)
解析: 同一种物质处于气态时熵值最大,液态次之,固态时熵值最小。
答案: C
15.灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J?mol-1,ΔS=-6.6 J?mol-1?K-1当ΔH-TΔS<0时能自发反应)( )
A.会变 B.不会变
C.不能确定 D.升高温度才会变
解析: 在等温、等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。因此,在0 ℃、100 kPa条件下,白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应:白锡灰锡的ΔH-TΔS值的问题。ΔH-TΔS=-2 180.9 J?mol-1-273 K×(-6.61 J?mol-1?K)=-376.37 J?mol-1<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。
答案: A
16.(2009?天津理综)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力。CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2??O2+HbCO,37 ℃时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是( )
A.CO与HbO2反应的平衡常数K=c?O2??c?HbCO?c?CO??c?HbO2?
B.人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
C.当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D.把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动
解析: 由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=c?O2??c?HbCO?c?CO??c?HbO2?;由平衡移动原理可知吸入CO越多,平衡向右移动,与血红蛋白结合的O2越少;把病人放入高压氧仓中,则平衡向左移动,释放出CO,故可解毒,A、B、D均正确。C项,由平衡常数表达式可知,人智力受损时:220=c?O2?c?CO?×0.02,即c?CO?c?O2?=0.02220,故C项错误。
答案: C
二、非(本题包括4小题,共52分)
17.(12分)某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢,设计了如图所示的装置。
(1)检查图所示装置气密性的方法是__________________________________________ ___________________________________________________________________________。
(2)若要比较产生气体的快慢,可以测量相同时间内产生气体的体积,也可以测量________________________________________________________________________。
(3)实验测得铝丝产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图所示,
则t1~t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是____________________________ ____________________________________________________________________________。
答案: (1)用手捂住锥形瓶,观察乙中长导管内液面是否上升
(2)产生相同体积的气体所需时间
(3)反应放热,溶液温度升高使反应速率加快
18.(12分))对于A+2B(气)? ?nC(气)+Q在一定条件下达到平衡后,改变下列条件,请回答:
(1)A量的增减,平衡不移动,则A为______态。
(2)增压,平衡不移动,当n=2时,A的状态为________;当n=3时,A的状态为______。
(3)若A为固体,增大压强,C的组分含量减少,则____。
(4)升温,平衡向右移动,则该反应的逆反应为________反应。
解析: (1)增加或减少A的量,平衡不移动,则A为固体。
(2)增压平衡不移动,当n=2时,A的状态为固态或液态,n=3时A的状态为气态。
(3)若A为固体,增大压强,C的组分含量减少,说明平衡逆移,则n≥3。
(4)升温平衡右移,说明正反应为吸热反应,逆反应为放热反应。
答案: (1)固或液 (2)固或液 气 (3)n≥3 (4)放热
19.(12分)如下图所示,在容器A中装有20 ℃的水50 mL,容器B中装有1 mol/L的盐酸50 mL,试管C、D相连通。其中装有红棕色NO2和无色N2O4的混合气体,并处于下列平衡:2NO2??N2O4 ΔH=-57 kJ/mol;当向A中加入50 g NH4NO3晶体使之溶解;向B中加入2 g苛性钠时:
(1)C中的气体颜色______;D中的气体颜色______。
(2)25 ℃时,2NO2??N2O4达到平衡时,c(NO2)=0.012 5 mol/L,c(N2O4)=0.032 1 mol/L,则NO2的起始浓度为__________,NO2的转化率为______。
解析: (1)向A中加入NH4NO3晶体,溶解时吸热,故A烧杯温度降低,B中加入苛性钠,酸碱中和反应放热,B中温度升高,故C中颜色变浅,D中气体颜色加深。
(2)c(NO2)=0.012 5 mol/L+2×0.032 1 mol/L=0.076 7 mol/L
NO2:转化率=0.032 1×20.076 7×100%=83.7%。
答案: (1)变浅 变深 (2)0.076 7 mol/L 83.7 %
20.(16分)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)????催化剂加热2SO3(g) ΔH<0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=__________。
(2)降低温度,该反应K值______,二氧化硫转化率______,化学反应速率______。(以上均填“增大”“减小”或“不变”)
(3)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物质的量变化如图所示,反应处于平衡状态的时间是________。
(4)据上图判断,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: 题给图象中曲线看起来比较杂乱,不要被表面现象所迷惑,只要仔细分析可发现图中所包含的化学含义。15~20 min、25~30 min两个时间段时三条曲线都跟横坐标平行,即三种物质的物质的量不发生变化,处于平衡状态。在20 min这一瞬间,O2的物质的量突然增大,说明此时向反应容器中加入了O2。
10 min前后反应都处于不平衡状态,而且O2、SO2的物质的量都是逐渐减小,SO3的物质的量都是逐渐增大;只是10 min前变化较缓,10 min后变化较快。这是改变了某条件使反应速率加快所造成的。所以,可能是加了催化剂或缩小容器体积。
答案: (1)c2?SO3?c2?SO2??c?O2? (2)增大 增大 减小
(3)15~20 min和25~30 min
(4)增加了O2的量 ab
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