1、第二章检测(B)(时间:90 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题包括 18 个小题,每小题 3 分,共 54 分)1.下列说法中正确的是()A.可逆反应的特征是正反应速率总是和逆反应速率相等B.在其他条件不变时,使用催化剂只能改变反应速率,而不能改变化学平衡状态C.在其他条件不变时,升高温度可以使化学平衡向放热反应的方向移动D.在其他条件不变时,增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态答案:B2.关于 A(g)+2B(g)3C(g)的化学反应,下列表示的反应速率最大的是()A.v(A)=0.6 molL-1min-1B.v(B)=1.2 molL-1min-1C.v(C)=1.2 molL-
2、1min-1D.v(B)=0.03 molL-1s-1答案:D3.在一定温度下,向 a L 密闭容器中加入 1 mol X 气体和 2 mol Y 气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),此反应达到平衡的标志是()A.容器内密度不随时间变化B.容器内各物质的浓度不随时间变化C.容器内 X、Y、Z 的浓度之比为 122D.单位时间消耗 0.1 mol X 同时生成 0.2 mol Z答案:B4.在温度 T1和 T2(已知 T2T1)下,X2(g)和 H2反应生成 HX 的平衡常数如下表:化学方程式 K(T1)K(T2)F2+H22HF 1.81036 1.91032 Cl2+H22H
3、Cl 9.71012 4.21011 Br2+H22HBr 5.6107 9.3106 I2+H22HI 43 34 仅依据 K 的变化,随着卤素原子序数的递增,下列推断不正确的是()A.X2与 H2反应的剧烈程度逐渐减弱B.HX 的稳定性逐渐减弱C.HX 的生成反应是放热反应D.在相同条件下,平衡时 X2的转化率逐渐降低答案:A5.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是()A.红棕色的 NO2,加压后颜色先变深后变浅B.高压比常压有利于合成 SO3的反应C.加入催化剂有利于氨的合成D.工业制取金属钾 Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度,使 K 变成蒸气从反应混合物
4、中分离出来答案:C6.在一定温度下,将 2 mol SO2和 1 mol O2充入一固定容积的密闭容器中,在催化剂作用下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-197 kJmol-1,当达到化学平衡时,下列说法中正确的是()A.SO2和 SO3共 2 molB.生成 SO3 2 molC.放出 197 kJ 热量D.含氧原子共 8 mol解析:该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,故生成的 SO3小于 2 mol,放出的热量小于197 kJ;据硫原子守恒知 SO2和 SO3共 2 mol,氧原子共 6 mol。答案:A7.I2在 KI 溶液中存在平衡:I2(aq)+
5、I-(aq -aq),某 I2、KI 混合溶液中,温度 T 与平衡时c -的关系如图。下列说法不正确的是 A.反应 I2(aq)+I-(aq -aq)的 H0B.若温度为 T1、T2时对应的平衡常数分别为 K1、K2,则 K1K2C.当反应进行到状态 D 时,一定有 v(正)v(逆)D.状态 A 与状态 B 相比,状态 A 的 c(I2)小解析:A 项,由图中曲线的变化趋势可知,当温度升高时 -的物质的量浓度减小,说明升温平衡逆向移动,该反应的正反应为放热反应,即 H0,故 A 项不正确;B 项,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,T1K2,故 B 项正确;C 项,当反应进行到状态
6、D 时,反应未达到平衡状态,反应向生成 -的方向进行,则 v(正)v(逆),故 C 项正确;D 项,状态 B 相当于在状态 A 的基础上升高温度,平衡向逆反应方向移动,则状态 B 的 c(I2)大,故 D 项正确。答案:A8.反应 X(g)+Y(g)2Z(g)H0,达到平衡时,下列说法正确的是()A.减小容器容积,平衡向右移动B.加入催化剂,Z 的产率增大C.增大 c(X),X 的转化率增大D.降低温度,Y 的转化率增大解析:因为此反应前后气体分子总数没有变化,故减小容器容积,平衡不发生移动,所以 A 项错误;加入催化剂可同时同倍数改变正、逆反应速率,故平衡不会发生移动,所以 B 项错误;增大
7、 c(X),平衡将正向移动,但 X 的转化率减小,所以 C 项错误;此反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,Y 的转化率增大,所以 D 项正确。答案:D9.某温度下,在一容积固定的容器中,反应 aA(g)+bB(g)hH(g)达到平衡后,A、B、H 的物质的量分别为 a mol、b mol 和 h mol。已知 a+b=2h,若保持温度不变,将三者的物质的量增大一倍,则下列判断正确的是()A.平衡不移动B.混合气体的密度不变C.B 的体积分数减小D.a molL-1c(A)h,正反应是气体体积减小的反应,恒温恒容下,将三者的物质的量增大一倍,则相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,A 错误;
8、混合气体的质量增大,体积不变,则密度增大,B 错误;平衡向正反应方向移动,B 的体积分数减小,C 正确;a moln(A)0),某实验小组测得 X 的转化率()在不同温度与压强(p)下的实验数据,三者之间关系如右图所示。下列说法正确的是()A.图中 A、B 两点对应的平衡常数相等B.上述反应在达到平衡后,缩小体积,Y 的转化率提高C.升高温度,正、逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动D.将 2.0 mol X、6.0 mol Y 置于密闭容器中发生反应,放出的热量为 2a kJ解析:A 项,平衡常数与温度有关,与压强无关,A、B 两点温度不同,则平衡常数不同,错误;B 项,该反应为气体体积减小
9、的反应,增大压强平衡正向移动,Y 的转化率提高,故 B 正确;C 项,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,且正、逆反应速率均增大,错误;D 项,可逆反应不能完全转化,且物质的量与热量成正比,则 2.0 mol X、6.0 mol Y 置于密闭容器中发生反应,放出的热量小于 2a kJ,错误。答案:B11.在密闭容器中,加入 2 mol A 和 1 mol B 发生如下反应:2A(g)+B(?)2C(g)+D(g),C 的体积分数(C%)随时间的变化趋势符合如图关系,下列说法正确的是()A.E 点的 v(逆)大于 F 点的 v(正)B.若在 F 点时给容器加压,达新平衡时 C 的浓度将增大C
10、.若给容器加热,该反应的平衡常数 K 将增大D.恒温恒容下达平衡后,向容器中再加入 2 mol A 和 1 mol B,A 的转化率不发生改变解析:A 项,随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,达到平衡时,正、逆反应速率相等,则 E 点的 v(逆)小于 F 点的 v(正),错误;B 项,给容器加压,则容积减小,虽然平衡逆向移动,但达到平衡时 C 的浓度将增大,正确;C 项,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则该反应的平衡常数 K 将减小,错误;D 项,向容器中再加入 2 mol A 和 1 mol B,相当于增大压强,平衡逆向移动,则 A 的转化率减小,错误。答案:B12.一定温度下,在
11、恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),若反应开始时充入 2 mol A 和 1 mol B,达到平衡时 C 的浓度为 a molL-1。若维持容器容积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍为 a molL-1的是()A.4 mol A+2 mol BB.2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol DC.3 mol C+1 mol D+1 mol BD.3 mol C+1 mol D解析:对于一般可逆反应,在恒温恒容条件下,只改变起始加入的量,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成化学方程式同一边物质的物质的量与原来初始状态
12、相同,则两平衡等效。假设 2 mol A 和 1 mol B 能够完全反应,则应生成 3 mol C 和 1 mol D,所以如果维持容器体积和温度不变,开始时向容器中加入 3 mol C 和 1 mol D,达到平衡时,与原平衡是等效平衡,则 C 的浓度仍为 amolL-1。正确答案为 D。答案:D13.在某温度下,将 1 mol H2和 1 mol I2的气态混合物充入 1 L 的密闭容器中,发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)H0;5 min 后达到平衡状态,测得 c(H2)=0.9 molL-1,则下列结论中,不能成立的是()A.平衡时 H2、I2的转化率相等B.从反应开始至平
13、衡的过程中,v(HI)=0.04 molL-1min-1C.其他条件不变再向容器中充入少量 H2,I2的转化率提高D.若将容器温度提高,其平衡常数 K 一定增大解析:A 项,H2、I2化学计量数相同,按物质的量 11 加入 H2、I2,达到平衡后两种物质的转化率相同;B 项,由化学方程式可知 c(HI)=0.2 molL-1,即 v(HI)=0.2 molL-15 min=0.04 molL-1min-1;C 项,充入少量 H2,平衡向正反应方向移动,I2的转化率提高;D 项,该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数 K 减小。答案:D14.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟
14、气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)H0若反应在恒容的密闭容器中进行,下列说法正确的是()A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高 SO2的转化率D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变解析:A 项,随着反应进行,气体的物质的量减小,密闭容器中的压强减小;B 项,该反应中硫为液态,平衡时分离出 S(l),对化学平衡和化学反应速率均无影响;C 项,升温平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率降低;D 项,化学平衡常数只和温度有关,与催化剂等因素无关。答案:D15.
15、一定量的 CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:已知:气体分压(p 分)=气体总压(p 总)体积分数。下列说法正确的是()A.550 时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动B.650 时,反应达平衡后 CO2的转化率为 25.0%C.T 时,若充入等体积的 CO2和 CO,平衡向逆反应方向移动D.925 时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp=24.0p 总解析:550 时,若充入“惰性气体”,由于是恒压反应,因此相当于扩大了容积,v(正)、v(逆)均减小,平衡正向移动
16、,A 选项错误;根据图示可知,在 650 时,CO 的体积分数为 40%,根据化学方程式:C(s)+CO2(g)2CO(g)。设开始加入 1 mol CO2,反应掉了 x mol,则有:C(s)+CO2(g)2CO(g)始态:1 mol0变化:x mol2x mol平衡:(1-x)mol2x mol因此有 解得x=0.25,故 B 项正确;由图可知 T 达到平衡时 CO 和 CO2的体积分数相等,则 T 时充入等体积的 CO2和 CO 时平衡不移动,C 项错误;925 时,CO 的体积分数为 96%,故 Kp 总 总 p 总,D 项错误。答案:B16.在一定条件下,将 PCl3(g)和 Cl2
17、(g)充入容积不变的 2 L 密闭容器中发生下述反应:PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g);5 min 末达到平衡,有关数据如下表。PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始浓度/(molL-1)2.0 1.0 0 平衡浓度/(molL-1)c1 c2 0.4 下列判断不正确的是()A.若升高温度,反应的平衡常数减小,则正反应为吸热反应B.反应 5 min 内,v(PCl3)=0.08 molL-1min-1C.当容器中为 1.2 mol Cl2时,可逆反应达到平衡状态D.平衡后移走 2.0 mol PCl3和 1.0 mol Cl2,在相同条件下再达平衡时,c(PCl5)0 达到平衡
18、,下列判断正确的是()A.升高温度 v(正)增大,v(逆)减小,平衡向正反应方向移动B.平衡后再加入 1 mol B,上述反应的 H 增大C.当 n1 时,通入惰性气体,压强增大,平衡向正反应方向移动D.若 n=1 且 A 的转化率为 50%,则平衡常数等于 1解析:A 项,升温 v(正)、v(逆)均增大,但 v(正)增大更多,平衡向正反应方向移动;B 项,H 与投入的反应物的量无关,只与化学方程式的计量数、反应物及生成物的状态有关;C 项,通入惰性气体,因容器体积不变,有关物质的浓度不变,平衡不移动;D 项,当 n=1 且 A 的转化率为 50%时,则依据化学方程式可知平衡时 A、B、C、D
19、 四种物质的物质的量均为 0.5 mol,即物质的量浓度相等,故平衡常数 K=1。答案:D18.某研究小组研究了其他条件不变时,改变条件对可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0,n(A)=n(B)=0,n(C)0。答案:(1)0.2 molL-1min-1(2)4(3)C(4)(0.8 或 0.8+0.2a)(5)n(A)=3n(B),n(C)0或 n(A)=n(B)=0,n(C)022.(10 分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为 CO、CO2和 H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(
20、g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3回答下列问题:(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:化学键 HH CO CO HO CH E/(kJmol-1)436 343 1 076 465 413 由此计算 H1=kJmol-1;已知 H2=-58 kJmol-1,则 H3=kJmol-1。(2)反应的化学平衡常数 K 表达式为 ;图 1 中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。图 1图 2(3)合成气组成 时 体系中的CO 平衡转化率()与温度和压强的关系如图 2 所示,(CO)值
21、随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 ;图 2 中的压强由大到小为 ,其判断理由是 。解析:(1)由反应H1=(反应物键能)-(产物键能)代入求得 H1=(1 076+2436-3413-343-465)kJmol-1=-99 kJmol-1。由盖斯定律,H3=H2-H1=-58 kJmol-1+99 kJmol-1=+41 kJmol-1。(2)反应的 K 表达式为 。因反应为放热反应,所以平衡常数应随温度升高而变小,所以选 a。(3)升高温度,反应平衡向左移动,使体系中 n(CO)增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使 n(CO)增大;总结果是随温度升高,CO 的转化率降低。
22、因为相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于增大 CO 的转化率;反应为气体分子数不变的反应,压强改变对平衡不产生影响。所以压强增大,CO 转化率升高,在图 2 中,同一温度下,CO 转化率高的对应压强大,故 p3p2p1。答案:(1)-99+41(2)K 或Kp a 反应为放热反应,平衡常数应随温度升高变小(3)减小 升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中 CO 的量增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使产生 CO 的量增大;总结果,随温度升高,使 CO 的转化率降低p3p2p1 相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升 CO 的转化率;而反应
23、为气体分子数不变的反应,产生 CO 的量不受压强影响。故增大压强时,有利于 CO 的转化率升高23.(10 分)氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。(1)在一定温度下,在固定容积的密闭容器中进行可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是 。A.3v 正(H2)=2v 逆(NH3)B.单位时间生成 m mol N2的同时生成 3m mol H2C.容器内的总压强不再随时间而变化D.混合气体的密度不再随时间而变化(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理,在一定温度下,容积为 2 L 的恒容密
24、闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题:时间/min CH4(mol)H2O(mol)CO(mol)H2(mol)0 0.40 1.00 0 0 5 a 0.80 c 0.60 7 0.20 b 0.20 d 10 0.21 0.81 0.19 0.64 分析表中数据,判断 5 min 时反应是否处于平衡状态 (填“是”或“否”),前 5 min 反应的平均反应速率 v(CH4)=。反应在 710 min 内,CO 的物质的量减少的原因可能是 。A.减少 CH4的物质的量B.降低温度C.升高温度D.充入 H2(3)氨的催化氧化:4NH3+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)是工业制硝酸
25、的重要反应。在 1 L 密闭容器中充入 4 mol NH3(g)和 5 mol O2(g),保持其他条件不变,测得 c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的 H (填“”“”或“=”)0;T0温度下,NH3的转化率为 。解析:(1)3v 逆(NH3)=2v 正(H2)时反应达到平衡,A 项错误;生成 m mol N2,必生成 3m mol H2,不能说明一定达到平衡,B 项错误;此反应为反应前后气体分子数不相等的反应,压强不变可以说明反应达到平衡状态,C 项正确;混合气体总质量不变,容器容积不变,所以混合气体的密度始终不变,故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态,D 项错误。(2)根据反
26、应 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),结合表中数据 5 min 时 H2为 0.60 mol,可知 CO 为 0.20 mol,即 c=0.20,则 a=0.20,7 min 时各物质的物质的量与 5 min 时相同,所以 5 min 时反应已达到平衡;v(CH4 -molL-1min-1。10min 时,CO 的物质的量减少 0.01 mol,H2增加 0.04 mol,反应物的物质的量也都增加,所以原因只能是充入氢气,使平衡逆向移动。(3)由图像可知,NO 的浓度达到最大值后,随温度升高,NO 的浓度又逐渐减小,所以该反应的 H0,T0时,c(NO)=3.0 molL-1,则反应消耗的 n(NH3)=3.0 mol,NH3的转化率为 。答案:(1)C(2)是 0.02 molL-1min-1 D(3)75%
