1、第2章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.金属锡素有“盛水水清甜,盛酒酒香醇,储茶味不变,插花花长久”的美称。金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂:SnO2+2CSn+2CO,反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的H、S的说法中正确的是()A.H0S0S0C.H0D.H0S0答案D解析由于反应产物所具有的能量大于反应物所具有的能量,故该反应为吸热反应,即H0;该反应为气态物质系数增大的反应,故S0。2.在容积不变的密闭容器中,一定条件下进行如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-37
2、3.2 kJmol-1。如图曲线a表示该反应过程中NO的转化率与反应时间的关系。若改变起始条件,使反应过程按照曲线b进行,可采取的措施是()A.降低温度B.向密闭容器中通入氩气C.加催化剂D.增大反应物中NO的浓度答案D解析由图像可知,要使反应按曲线b进行,需要缩短反应达到平衡的时间,同时降低NO的转化率。降低温度,反应速率减慢,平衡时NO的转化率增大,A项错误;B、C项,平衡不移动;增大反应物中NO的浓度,反应速率加快,达到平衡时NO的转化率下降,D项正确。3.在淀粉KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)。测得不同温度时该反应的平衡常数K如表所示:T/5152535
3、50K/(mol-1L)1 100841689533409下列说法正确的是()A.反应I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的H0B.其他条件不变,升高温度,溶液中c平(I3-)减小C.该反应的平衡常数表达式为K=c平(I2)c平(I-)c平(I3-)D.25 时,向溶液中加入少量KI固体,平衡常数K小于689答案B解析根据表格提供的数据知升高温度,平衡常数减小,则平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,故正反应为放热反应,H0,A项错误;其他条件不变,升高温度,平衡向逆反应方向移动,溶液中c平(I3-)减小,B项正确;该反应的平衡常数表达式为K=c平(I3-)c平(I2)c平(I-),C项
4、错误;平衡常数只与温度有关,25时,向溶液中加入少量KI固体,虽然平衡向正反应方向移动,但平衡常数不变,D项错误。4.反应2X(g)+Y(g)2Z(g)在不同温度(T1和T2)下进行时反应产物Z的物质的量n(Z)与反应时间t的关系如下图。下列判断正确的是()A.T1T2,正反应为吸热反应C.T1T2,逆反应为吸热反应D.T1T2,A、D项错误;对比两种温度下的平衡可知,温度升高,Z的体积分数减小,平衡向逆反应方向移动,则逆反应为吸热反应,C项正确,B项错误。5.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1K2C.在T2时,若反应体
5、系处于状态D,则此时一定有v(正)v(逆)D.在T3时,若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态C答案D解析由图像可知,T1T2,升高温度c平(NO)增大,平衡左移(吸热方向),所以HK2,A、B错误;T2时D点表示c(NO)c平(NO),由DB点需降低c(NO),即平衡向右移动,因此D点对应体系中v(正)v(逆),C错误;由于反应物C为固体,故容积不变时,反应后气体质量增大,混合气体的密度增大,当密度不再变化时,可以判断反应达到平衡状态,D正确。7.对于可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),当其他条件不变时,C的体积分数在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t
6、)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是()A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大B.正反应的He+fD.达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动答案B解析催化剂不能使平衡发生移动,所以不能使C的体积分数增大,故A项错误;达到平衡所用时间越短,反应速率越快,由图可知T2T1,p2p1,则温度由T1升高到T2,平衡时C的体积分数减小,说明升高温度平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,B项正确;压强由p1增大到p2,平衡时C的体积分数减小,说明增大压强平衡逆向移动,所以该反应的正反应为气体分子数目增大的反应,即nfB.H0,B项错误;该反应为吸热反应,温度越高,平衡常数越大,A
7、的转化率越大,C项错误;该反应为反应前后气体分子数不变的反应,即压强一定时,气体体积不变。设开始加入A、B的物质的量为amol,转化量为xmol,容器容积为VL,则达平衡时,A、B为(a-x)mol,D为2xmol,则有(2xVmolL-1)4(a-xVmolL-1)2(a-xVmolL-1)2=16,解得xa=12,故B的转化率为50%,D项正确。12.(2019山东临沂罗庄高二上学期期末)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯水合法生产,反应的化学方程式如下:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系起始n(C2H4)n(H2O)=11
8、。下列有关叙述正确的是()A.Y对应的乙醇的质量分数为12B.X、Y、Z三点对应的反应速率:v(X)v(Y)v(Z)C.X、Y、Z三点对应的平衡常数数值:KXKYKZD.增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率答案C解析据图像可知,Y点对应乙烯的平衡转化率为20%,起始n(C2H4)n(H2O)=11,设C2H4和H2O的起始物质的量均为1mol,根据“三段式”分析:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)起始/mol110转化/mol0.20.20.2平衡/mol0.80.80.2则平衡时乙醇的质量分数为:0.2mol46gmol-11mol28gmol-1+1mol18gmol-1
9、=15,A错误;因该反应是气体体积减小的可逆反应,所以温度相同时,压强越大,乙烯的平衡转化率越大,则结合图像可得:p1p2p3,且X、Y、Z三点对应的温度越来越高,所以X、Y、Z三点对应的反应速率:v(X)v(Y)KYKZ,C正确;因该反应是气体体积减小的可逆反应,则温度相同时,压强越大,乙烯的平衡转化率越大,又因该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,乙烯的平衡转化率降低,D错误。13.某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)HT1D.达平衡后,若增大容器容积,则反应速率变化图像可以用图丙表示答案B解析A项,设B
10、点平衡时SO2的转化量为xmol,根据“三段式”法可知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/mol210转化/molxx2x平衡/mol2-x1-x2x由题意可知x2=0.85,则x=1.7。平衡时SO2的平衡浓度为2mol-1.7mol10L=0.03molL-1,A项错误;设A点O2的转化量为ymolL-1,根据“三段式”法分析可知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/(molL-1)0.20.10转化/(molL-1)2yy2y平衡/(molL-1)0.2-2y0.1-y2y由题意可得2y0.2=0.80,则y=0.08平衡常数K=c平2(SO3)c平2(SO2)c平
11、(O2)=800mol-1L,B项正确;先拐先平衡,数据越大,因而图乙中T1T2,C项错误;达平衡后,若增大容器容积,相当于减小压强,反应速率减慢,平衡逆向移动,v(逆)v(正),因此不能用图丙表示,D项错误。14.(2020福建福州八县一中高二期末)利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比12充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的H0,且p1p2B.反应速率:v逆(状态A)v逆(状态B)C.在C点时,CO转化率为75%D.
12、在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数不同答案C解析由图像可知,升高温度,CH3OH的体积分数减小,平衡逆向移动,则该反应的Hp2,故A错误;B点对应的温度和压强均大于A点,温度升高、增大压强均使该反应的化学反应速率加快,因此v逆(状态A)v逆(状态B),故B错误;设向密闭容器充入了1molCO和2molH2,CO的转化率为x,则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始/mol120变化/molx2xx平衡/mol1-x2-2xx在C点时,CH3OH的体积分数=x1-x+2-2x+x=0.5,解得x=0.75,故C正确;由等效平衡可知,在恒温恒压条
13、件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数都相同,故D错误。15.(2020山东德州高二上学期期末)某温度下,在一个2 L的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:2A(g)+B(g)C(s)+3D(g),反应2 min后达到平衡,测得生成1.6 mol C,下列说法不正确的是()A.前2 min D的平均反应速率为1.2 molL-1min-1B.此时B的平衡转化率是80%C.缩小容器容积增大该体系的压强,平衡不移动D.该温度下平衡常数K=462答案D解析2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:2A(g)+B(g)C(s)+3D(
14、g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,则根据“三段式”法分析:2A(g)+B(g)C(s)+3D(g)开始/mol4200转化/mol3.21.61.64.8平衡/mol0.80.41.64.8v(D)=ct=4.8mol2L2min=1.2molL-1min-1,故A正确;达到平衡时,参加反应的B的物质的量为1.6mol,故B的转化率为1.6mol2mol100%=80%,故B正确;该反应正反应为气体体积不变的反应,增大压强平衡不移动,故C正确;该温度下平衡常数K=c平3(D)c平2(A)c平(B)=(4.8mol2L)3(0.8mol2L)20.4mol2L=432,故D错
15、误。二、非选择题(本题包括5小题,共55分)16.(9分)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:实验序号实验温度/K有关物质溶液颜色褪至无色所需时间/s酸性KMnO4溶液H2C2O4溶液H2OV/mLc(molL-1)V/mLc(molL-1)V/mLA29320.0240.10t1BT120.0230.1V18C31320.02V20.11t2(1)通过实验A、B,可探究出(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=、T1=;通过实验(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中V2=。(2
16、)若t18,则由此实验可以得出的结论是;忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,08 s内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=。(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是,相应的粒子最可能是(填粒子符号)。答案(1)浓度1293B、C3(2)其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大8.310-4 molL-1s-1(3)催化作用Mn2+解析(1)分析表中数据可知,本实验探究的是浓度、温度变化对化学反应速率的影响,实验中
17、探究浓度(或温度)对反应速率的影响时要确保影响反应速率的其他因素相同。A、B两组实验中,c(H2C2O4)不同,故温度应相同,则T1=293;为使A、B两组实验中c(KMnO4)相同,则溶液总体积均为6mL,则V1=1;C组实验中温度与另外两组不同,加水量与B组相同,故通过B、C组实验可探究温度对化学反应速率的影响,因此V2=3。(2)若t1”“”“”或“=”)K(T2)。在T1温度下,往容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该反应的平衡常数为。若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是(填字母)。a.升高温
18、度b.将CH3OH(g)从体系中分离c.使用合适的催化剂d.充入He,使体系总压强增大(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 、250 和270 三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是;该温度下上述反应的化学平衡常数为。曲线上a、b、c三点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为。答案(1)12 mol-2L2b(2)2704 mol-2L2K1=K2T1,由T1T2升高温度时CO的转化率降低,平衡向左移动,所以正反应为放热反应,H0。H
19、0,T1K(T2)。平衡常数K=c平(CH3OH)c平(CO)c平2(H2)=0.75molL-10.25molL-1(2molL-1-20.75molL-1)2=12mol-2L2。升高温度,平衡向左移动;分离出CH3OH,平衡向右移动;使用催化剂,平衡不移动;充入He,反应混合物各物质浓度不变,平衡不移动,故选b。(2)题给反应的H0,n(H2)n(CO)相同时,升高温度,平衡向左移动,CO的转化率减小,由图像可知曲线z表示的温度为270。a点:起始浓度c始(CO)=1molL-1,c始(H2)=1.5molL-1;平衡浓度c平(CO)=0.5molL-1,c平(CH3OH)=0.5mol
20、L-1,c平(H2)=1.5molL-1-1molL-1=0.5molL-1,所以K=c平(CH3OH)c平2(H2)c平(CO)=0.5molL-10.5molL-1(0.5molL-1)2=4mol-2L2。温度相同K不变,该反应的H0,温度越高K越小,所以K1=K2”或“”)v(逆)。答案(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-49 kJmol-1(2)小于增大不变(3)没有此时Q=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=0.1molL-10.1molL-10.9molL-10.9molL-10.012 3解析(1)由盖斯定律可知,方程式-得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=H1-H2=-90kJmol-1-(-41kJmol-1)=-49kJmol-1。(2)由图像可知,相同温度下,p2时CO的转化率大于p1时CO的转化率,由方程式可知,增大压强平衡右移,故p1p2;在其他条件不变的情况下,再增加amolCO与2amolH2,相当于增大压强,平衡右移,故CO的转化率增大;由于温度不变,故其平衡常数不变。(3)Q=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=0.1molL-10.1molL-10.9molL-10.9molL-10.0123v(逆)。
