廣西2019年高考化學一輪復習 考點規(guī)范練20 化學平衡狀態(tài) 化學平衡常數(shù) 新人教版.docx

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考點規(guī)范練20化學平衡狀態(tài)化學平衡常數(shù)(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.對于可逆反應4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列敘述正確的是()A.達到化學平衡時,4v正(O2)=5v逆(NO)B.若單位時間內(nèi)生成x mol NO的同時,消耗x mol NH3,則反應達到平衡狀態(tài)C.達到化學平衡時,若增加容器容積,則正反應速率減小,逆反應速率增大D.化學反應速率關(guān)系是2v正(NH3)=3v正(H2O)2.只改變一個影響因素,平衡常數(shù)K與化學平衡移動的關(guān)系敘述正確的是()A.K值有變化,平衡一定移動B.平衡向正反應方向移動時,K值一定增大C.K值不變,平衡不可能移動D.相同條件下,同一個反應其化學方程式的計量數(shù)增大到原來的2倍,K值也增大到原來的2倍3.已知某密閉容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其他條件不變,平衡時c(CO2)與溫度t的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()A.平衡狀態(tài)A與C相比,平衡狀態(tài)A的c(CO)較小B.在t2時,D點的反應速率:v(逆)v(正)C.反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的H0D.若t1、t2時的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1K24.PCl3和PCl5都是重要的化工原料。將PCl3(g)和Cl2(g)充入容積為2 L密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g),并于10 min時達到平衡。有關(guān)數(shù)據(jù)如下:物質(zhì)PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始濃度/(molL-1)2.01.00平衡濃度/(molL-1)c1c20.4下列判斷不正確的是()A.10 min內(nèi),v(Cl2)=0.04 molL-1min-1B.升高溫度(T1T2),反應的平衡常數(shù)減小,平衡時PCl3的物質(zhì)的量變化n(T1)n(T2)1C.當容器中Cl2為1.2 mol時,反應達到平衡D.平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,相同條件下再達平衡時,c(PCl5)0.2 molL-15.用于凈化汽車尾氣的反應:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),已知該反應在570 K時的平衡常數(shù)為11059,但反應速率極慢。下列說法正確的是()A.裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或COB.提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度C.增大壓強,上述平衡右移,故可通過增壓的方法提高尾氣凈化效率D.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑6.下列有關(guān)平衡常數(shù)的說法中,正確的是()A.改變條件,反應物的轉(zhuǎn)化率增大,平衡常數(shù)也一定增大B.反應2NO2(g)N2O4(g)Hp2B.F、G兩點對應的平衡常數(shù):KFKGC.E點:2v正(NH3)=3v逆(H2)D.E點:NH3的轉(zhuǎn)化率為138.氮氣是制備含氮化合物的一種重要物質(zhì),而氮的化合物用途廣泛。兩個常見的固氮反應的平衡常數(shù)的對數(shù)值(lg K)與溫度的關(guān)系如圖所示:N2+3H22NH3和N2+O22NO根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)判斷下列說法正確的是()A.反應和均為放熱反應B.升高溫度,反應的反應速率減小C.在標準狀況下,利用反應固氮和利用反應固氮反應程度相差很大D.在1 000 時,反應和反應體系中N2的濃度一定相等9.以二氧化碳和氫氣為原料制取乙醇的反應為2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)Hv(第二步反應)B.反應的中間產(chǎn)物只有NO3C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D.第三步反應活化能較高12.(16分)研究氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時,涉及如下反應:2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)K1H02NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2H0請回答下列問題:(1)4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K=(用K1、K2表示)。(2)若反應在絕熱密閉容器中進行,實驗測得NO2(g)的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的示意圖如圖所示,t3t4時刻,NO2(g)的轉(zhuǎn)化率降低的原因是。(3)若反應在恒溫、恒容條件下進行,下列能判斷該反應一定達到平衡狀態(tài)的是。A.容器內(nèi)壓強不再變化B.n(ClNO)=n(NO)C.混合氣體密度不變D.v正(NO)=v逆(ClNO)(4)在一定溫度和壓強下,反應達到平衡,當NO和Cl2的比例不同時,對Cl2的轉(zhuǎn)化率及平衡混合物中ClNO的體積分數(shù)都有影響。設NO和Cl2起始物質(zhì)的量之比為x,平衡時Cl2的轉(zhuǎn)化率為a,平衡混合物中ClNO的體積分數(shù)為y,判斷a、x、y三者的相互關(guān)系,用含a和x的代數(shù)式表示y,y=。13.(18分)(1)甲醇制氫方式主要有以下三種。反應甲醇水蒸氣重整制氫:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.4 kJmol-1;反應甲醇分解制氫:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H2=+90.6 kJmol-1;反應氣態(tài)甲醇氧化重整制氫同時生成二氧化碳和氫氣。已知CO的燃燒熱為283.0 kJmol-1,則反應的熱化學方程式為。該三種制氫方式中,等量的甲醇產(chǎn)生氫氣最多的是反應。(填“”“”或“”)(2)實驗室模擬反應甲醇水蒸氣重整制氫,合成氣組成n(CH3OH)n(H2O)=11時,體系中甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如下圖所示。該反應的平衡常數(shù)表達式為。當溫度為250 、壓強為p2時,反應達平衡時H2的體積分數(shù)為。圖中的壓強由小到大的順序是。(3)MFC30燃料電池是以氫氣為燃料,Li2CO3與K2CO3混合碳酸鹽為電解質(zhì)的高溫型燃料電池,其負極的電極反應式為,正極上通入的氣體為。考點規(guī)范練20化學平衡狀態(tài)化學平衡常數(shù)1.AA項,4v正(O2)=5v逆(NO)能證明化學反應的正、逆反應速率是相等的,達到了化學平衡狀態(tài);B項,單位時間內(nèi)生成xmolNO,同時消耗xmolNH3,均為正反應速率,不能說明化學反應的正、逆反應速率相等;C項,若增加容器容積即減小壓強,正、逆反應速率都減小;D項,反應速率之比等于方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比,因此應是3v正(NH3)=2v正(H2O)。2.AK值是溫度的函數(shù),K值變化,說明溫度發(fā)生了改變,則平衡一定發(fā)生移動,A項正確;若在其他條件不變時,增大反應物的濃度或減小生成物的濃度,有利于反應正向進行,平衡向右移動,但K值只與溫度有關(guān),故K值不變,B項錯誤;增大反應物的濃度或減小生成物的濃度,有利于正反應的進行,若體系溫度不變,則K值不變,但平衡發(fā)生移動,C項錯誤;相同條件下,同一個反應,其化學方程式的計量數(shù)增大到原來的2倍,K值應變?yōu)樵瓟?shù)值的平方,D項錯誤。3.A由題圖可知題給反應正反應吸熱,C項正確;升高溫度平衡正向移動,CO濃度減小,所以A點CO濃度大,A項錯誤;由于t2時反應進行到狀態(tài)D,c(CO2)高于平衡濃度,所以反應向逆反應方向進行,則一定有v(正)v(逆),B項正確;由于正反應是吸熱反應,升高溫度平衡向正反應方向移動,化學平衡常數(shù)增大,故K1K2,D項正確。4.B10min內(nèi),PCl5的濃度變化量為0.4molL-1,故Cl2的濃度變化量為0.4molL-1,所以v(Cl2)=0.04molL-1min-1,A項正確;升高溫度(T1T2),反應的平衡常數(shù)減小,說明正反應為放熱反應,高溫不利于反應向正反應方向移動,PCl3的物質(zhì)的量變化較小,比值大于1,B項錯誤;平衡時Cl2的濃度為0.6molL-1,體積為2L,故Cl2為1.2mol,C項正確;平衡后移走2.0molPCl3和1.0molCl2,壓強減小,平衡逆向移動,相同條件下再達平衡時,c(PCl5)0.2molL-1,D項正確。5.D因為該反應是可逆反應,且反應速率極慢,在有限的時間內(nèi)反應不能達到平衡,A項錯誤;由題干知570K時反應速率極慢,故可推斷出升高溫度對化學反應速率的影響不大,B項錯誤;因平衡常數(shù)已經(jīng)較大,增大壓強雖然平衡正向移動,但對設備要求更高,故C項錯誤;高效催化劑可提高反應速率,解決反應極慢的問題,有利于尾氣的轉(zhuǎn)化,故D項正確。6.DA項,當溫度不變時,平衡常數(shù)不變;B項,反應2NO2(g)N2O4(g)Hp1,A項錯誤;由圖像可知該反應為吸熱反應,所以溫度越高,K越大,B項正確;E點為平衡點,應為3v正(NH3)=2v逆(H2),C項錯誤;假設E點反應后氣體總體積為1L,則N2為0.1L、H2為0.3L,未反應的NH3為0.6L,參加反應的NH3為0.2L,所以氨氣的轉(zhuǎn)化率為0.20.6+0.2100%=25%,D項錯誤。8.C反應的K值隨溫度升高而減小,反應是放熱反應,反應的K值隨溫度升高而增大,反應是吸熱反應,A項錯誤;升高溫度,兩個反應的反應速率都增大,B項錯誤;在標準狀況下,反應K1010,反應K10-30,相差很大,故利用反應固氮和利用反應固氮反應程度相差很大,C項正確;在1000時,反應、反應的K值相等,即c2(NH3)c(N2)c3(H2)=c2(NO)c(N2)c(O2),而體系中N2的濃度不一定相等,D項錯誤。9.C從圖像可知,溫度越高氫氣的含量越高,說明升高溫度平衡向逆反應方向移動,溫度升高平衡常數(shù)減小,則平衡常數(shù)A點大于B點,A項錯誤;B點只能說明該溫度下,CO2和H2O的濃度相等,不能說明v正(CO2)=v逆(H2O),B項錯誤;從圖像可知,A點H2和H2O的物質(zhì)的量百分數(shù)相等,故物質(zhì)的量相等,C項正確;其他條件恒定,充入更多H2,反應物濃度增大,正反應速率增大,v(CO2)也增大,D項錯誤。10.A由圖甲分析可知,根據(jù)變化的量等于化學方程式的化學計量數(shù)之比,此溫度下該反應的化學方程式為2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)。該反應前后體積不變,若改變壓強,平衡不會發(fā)生移動,故t2時刻不可能是增大壓強,A項錯誤;平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān),平衡狀態(tài)和的溫度相同,故K相等,B項正確;平衡狀態(tài)、和中,狀態(tài)向正向反應進行最徹底,F的濃度最大,C項正確;根據(jù)方程式知,反應前后氣體體積不變,故不可能是壓強的變化,t4時刻速率減小,且變化的點不連續(xù),因此是降低溫度的結(jié)果,D項正確。11.答案(1)+53.130.06.010-2大于溫度升高,體積不變,總壓強增大;NO2二聚為放熱反應,溫度升高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強增大13.4(2)AC解析(1)由蓋斯定律可知,(第一個已知反應2)-(第二個已知反應)可得反應:N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g),則該反應的H=-4.4kJmol-12-(-55.3kJmol-1)=+53.1kJmol-1。依據(jù)反應:N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)及氣體的物質(zhì)的量與其形成的壓強成正比,生成的O2的壓強p(O2)=2.9kPa,則剩余N2O5形成的壓強p(N2O5)=35.8kPa-2.9kPa2=30.0kPa。則N2O5的分解速率v=210-330.0kPamin-1=6.010-2kPamin-1。若升高反應溫度至35,由于體積不變,但溫度升高,總壓強增大,且2NO2(g)N2O4(g)H2=-55.3kJmol-1為放熱反應,溫度升高,平衡左移,氣體的物質(zhì)的量增大,總壓強增大,所以N2O5完全分解后體系壓強p大于63.1kPa。當t=時,體系的總壓強為63.1kPa,此時N2O5完全分解,生成的氧氣的壓強為p(O2)=35.8kPa2=17.9kPa。若NO2不生成N2O4,則此時的總壓強應為35.8kPa52=89.5kPa,而實際壓強為63.1kPa,壓強差為89.5kPa-63.1kPa=26.4kPa2NO2N2O4壓強差21126.4kPa26.4kPa則平衡時NO2的分壓為63.1kPa-p(O2)-p(N2O4)=18.8kPa由此可求反應N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)為(18.8kPa)226.4kPa13.4kPa。(2)根據(jù)第一步能“快速平衡”及第二步“慢反應”可判斷A項正確;反應的中間產(chǎn)物有NO3及NO,B項錯誤;根據(jù)第二步反應:NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分NO2沒有參加反應,C項正確;第三步為“快反應”,則該步反應的活化能較低,D項錯誤。12.答案(1)K12K2(2)反應為放熱反應且反應容器為絕熱容器,隨著反應的進行,體系的溫度升高,故再次達平衡時的轉(zhuǎn)化率會降低(3)AD(4)2ax+1-a100%解析(1)反應4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)可由2-得到,則K=K12/K2。(2)根據(jù)反應2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)H0,因該反應為放熱反應且反應容器為絕熱容器,所以隨著反應的進行,體系的溫度升高,故再次達到平衡時的轉(zhuǎn)化率會降低。(3)根據(jù)反應2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)H0,在恒溫、恒容條件下進行。容器的容積不變,但氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化,因此壓強不再變化,能判斷反應達到平衡狀態(tài),A正確;平衡時各物質(zhì)物質(zhì)的量之間沒有必然聯(lián)系,n(ClNO)=n(NO)不能判斷反應達到平衡狀態(tài),B錯誤;容器的容積和氣體的質(zhì)量均不變,因此混合氣體密度始終不變,不能判斷反應達到平衡狀態(tài),C錯誤;v正(NO)=v逆(ClNO)能判斷反應達到平衡狀態(tài),D正確。(4)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)起始(mol)x10反應(mol)2aa2a平衡(mol)x-2a1-a2a平衡混合物中ClNO的體積分數(shù)等于物質(zhì)的量分數(shù),即y=2ax+1-a100%。13.答案(1)CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.4 kJmol-1(2)K=c(CO2)c3(H2)c(CH3OH)c(H2O)67.6%或0.676或0.68p1p2p3(3)H2+CO32-2e-H2O+CO2O2(或空氣)和CO2解析(1)已知反應CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.4kJmol-1;反應CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H2=+90.6kJmol-1;由CO的燃燒熱為283.0kJmol-1可知:CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-283.0kJmol-1。由蓋斯定律,+得反應的熱化學方程式為CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.4kJmol-1;1mol甲醇在反應、中產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、2mol,產(chǎn)生H2最多的是反應。(2)反應甲醇水蒸氣重整制氫:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.4kJmol-1的平衡常數(shù)表達式為K=c(CO2)c3(H2)c(CH3OH)c(H2O)。CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)起始/mol1100反應/mol0.820.820.8230.82平衡/mol0.180.180.822.46反應達平衡時H2的體積分數(shù)為2.460.18+0.18+0.82+2.46100%=67.6%。由反應方程式CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)可知,相同溫度時,減小壓強,平衡正向移動,CH3OH轉(zhuǎn)化率增大。由圖像可以看出,溫度一定,從p3到p1,CH3OH轉(zhuǎn)化率增大,故壓強由小到大的順序是p1p2p3。(3)燃料電池中通入燃料的電極是負極,通入氧化劑的電極是正極,負極是H2作還原劑,電極反應式為H2+CO32-2e-H2O+CO2,正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子,電極反應式為O2+2CO2-4e-2CO32-,故正極要不斷通入O2(或空氣)和CO2。