1、化学(萃英班)一、选择题(每小题3分,共48分。每小题均只有一个选项符合题意)1. 人类在未来将逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能转换形态),届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法错误的是:A. 煤、石油和天然气都属于碳素燃料B. 发展太阳能经济有助于减缓温室效应C. 太阳能电池可将太阳能直接转化为电能D. 目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”【答案】D【解析】【详解】A、煤和石油,天然气都为化石燃料,为碳素燃料,不选A;B、太阳能的利用减少化石燃料的使用,从而减慢温室效应,正确,不选B;C、太阳能电池将太阳能转化为电能,为清洁
2、能源和 新能源,正确,不选C;D、菠菜蛋白质制成电池为生物质能,属于太阳能文明时代范畴,错误,选D。2. 下列图示关系中不正确的是( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】A选项,物质的燃烧和中和反应均为化学反应,故燃烧热和中和热均为反应热,故A正确; B选项,能源分为一次能源、二次能源,一种能源不可能同时是一次能源和二次能源,故B错误; C选项,氧化还原反应是有电子得失的反应,可能是吸热反应,也可能是放热反应,故C正确; D选项,生物质能是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体能源,即一切有生命的可以生长的有机能源物质通称为生物质能,故生物质能是可再生的新能源,故
3、D正确。 综上所述,答案为B。【点睛】生物质能是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体能源,即一切有生命的可以生长的有机能源物质通称为生物质能。3. 只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是A. K值不变,平衡可能移动B. K值变化,平衡一定移动C. 平衡移动,K值可能不变D. 平衡移动,K值一定变化【答案】D【解析】【详解】A、平衡常数只与温度有关系,温度不变平衡也可能发生移动,则K值不变,平衡可能移动,A正确;B、K值变化,说明反应的温度一定发生了变化,因此平衡一定移动,B正确;C、平衡移动,温度可能不变,因此K值可能不变,C正确;D、平衡移动,温度可能
4、不变,因此K值不一定变化,D不正确,答案选D。4. 下列措施或事实不能用勒沙特列原理解释的是( )A. 工业上生产硫酸的过程中,使用过量的空气以提高SO2的利用率B. H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气D. 开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫【答案】B【解析】A、工业生成硫酸存在平衡:2SO2+O22SO3,增大氧气的浓度,平衡向正反应移动,可以提高二氧化硫的转化率,选项A能用勒沙特列原理解释;B、H2+I22HI,加压后,体积变小,颜色加深,平衡不移动,选项B不能用勒夏特列原理解释;C、氯化钠在溶液中完全电离,所以饱和食盐水中含有大量的氯离子
5、,氯气溶于水的反应是一个可逆反应,Cl2+H2OClO-+2H+Cl-,由于饱和食盐水中含有大量的氯离子,相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,选项C可以勒夏特列原理解释;D、汽水瓶中存在平衡H2CO3H2O+CO2,打开汽水瓶时,压强降低,平衡向生成二氧化碳方向移动,选项D可以用勒夏特列原理解释。答案选B。5. 在一密闭容器中发生反应:3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),下列判断正确的是( )A. 升高反应温度对反应限度无影响B. 改变H2的浓度对正反应速率无影响C. 保持体积不变,充入N2反应速率增
6、大D. 保持压强不变,充入N2反应速率减小【答案】D【解析】【详解】A.升高反应温度加快化学反应速率,平衡向着吸热方向移动,所以改变温度,对反应限度有影响,故A错误;B.增大反应物的浓度加快化学反应速率,平衡正向移动,减小反应物的浓度减慢化学反应速率,平衡逆向移动。因为H2属于反应物,所以改变H2的浓度对正反应速率有影响,故B错误;C.保持体积不变,充入N2气使体系压强增大,但反应物和生成物的浓度不变,所以反应速率不变,故C错误;D.压强不变,充入N2使容器的体积增大,反应气体的浓度减小,反应速率减小,故D正确;故选D。:【点睛】根据影响化学反应速率的因素回答。即对于反应3Fe(s)+4H2O
7、(g)=Fe3O4+4H2(g)来说,增大压强、浓度、升高温度以及增大固体的表面积,都可增大反应速率。6. 参照反应BrH2HBrH的能量对反应历程的示意图(图甲)进行判断。下列叙述中不正确的是()A. 正反应吸热B. 加入催化剂,该化学反应的反应热不变C. 加入催化剂后,该反应的能量对反应历程的示意图可用图乙表示D. 加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率【答案】D【解析】【分析】A、据反应物和生成物总能量高低判断;B、催化剂只能改变反应速率,不影响反应热;C、催化剂通过降低反应的活化能改变反应历程;D、催化剂能够同时降低正逆反应的活化能,同等程度加快正逆反应速率。【详解】A、反应物总能
8、量小于生成物总能量,为吸热反应,选项A正确;B、催化剂不能改变反应的反应热,选项B正确;C、催化剂通过降低反应的活化能改变反应历程,选项C正确; D、催化剂同时降低正、逆反应的活化能,同等程度加快正、逆反应速率,选项D错误;答案选D。【点睛】本题考查了吸热反应的图示、催化剂的催化原理。要注意催化剂只能改变反应的历程,不能改变反应热,因为反应热只与反应物的总能量和生成物的总能量有关,而与反应的途径无关。7. 下列由生产或实验事实得出的相应结论不正确的是( )选项生产或实验事实结论A其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短当其他条件不变时,升高温
9、度,化学反应速率增大B工业制硫酸中,在SO3的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大C在容积可变的密闭容器中发生反应:2NH3(g)N2H4(l)+H2(g),把容器的容积缩小一半正反应速率增大,逆反应速率减小D往A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入23滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快当其他条件不变时,催化剂可以增大化学反应速率A. AB. BC. CD. D【答案】C【解析】【详解】A. 升温反应速率加快,故A正确;B. 吸收塔里装填瓷环是为了增大气体和液体的接触面积,吸收速率增大,可提高吸收效果,故B正确;C. 体积缩小一半,相
10、当于加压,正逆反应速率都加快,故C错误;D. 加入的氯化铁可以做催化剂,加快反应速率,故D正确;故选C。8. 下列物质中按照纯净物,混合物,电解质和非电解质的顺序排列的是A. 盐酸,水煤气,醋酸,干冰B. 冰醋酸,盐酸,硫酸钠,乙醇C. 苛性钠,石灰石,铁,硫酸钡D. 胆矾,漂白粉,氯化钾,氯气【答案】B【解析】【详解】A、盐酸是混合物,不符合题意;B、正确;C、铁不是电解质,硫酸钡是电解质,不符合题意;D、氯气不是非电解质,不符合题意。9. 在一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),当m、n、p、q为任意整数时,反应达到平衡的标志是( )体
11、系的压强不再改变体系的温度不再改变体系的密度不再变化 各组分质量分数不再改变A. B. C. D. 【答案】C【解析】该反应气体的物质的量不能确定是否有变化,故不是反应达到平衡的标志;温度随着反应进行而改变,当体系的温度不再改变时,说明反应达到平衡,故是反应达到平衡的标志;该反应气体体积一定,气体密度随着反应进行而改变,当体系的密度不再变化时,说明反应达到平衡,故反应达到平衡的标志;各组分质量分数不再改变,说明反应达到平衡的标志,故是反应达到平衡的标志。故选C。点睛:化学平衡的本质就是正反应速率等于逆反应速率,宏观上各物质的质量、物质的量、百分含量等保持不变。10. 对于可逆反应 N2(g)+
12、3H2(g)2NH3(g) H0,下列研究目的和图示相符的是A. 压强对反应的影响(p2p1)B. 温度对反应的影响C. 平衡体系增加 N2对反应的影响D. 催化剂对反应的影响【答案】C【解析】【详解】A增大压强,合成氨的化学反应速率加快,化学平衡正向移动,根据图示知道压强应该是p2p1,且P1条件下,氨气的百分含量更大,故A错误;B升高温度,化学反应向着逆反应方向进行,反应物氮气转化率减小,故B错误;C增加反应物的浓度,化学平衡向着正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,故C正确;D加入催化剂可以加快化反应速率,应该是缩短达平衡的时间,但是不会引起平衡的移动,故D错误;故答案为C。【点睛】
13、化学平衡图像题的解题技巧:紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。先拐先平,在含量(转化率)时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。11. 某化学反应其H122 kJ/mol,S231 J/(molK),则此反应在下列哪种情况下可自发进行A. 在任何温度下都能自发进行B. 在任何温度下都不能自发进行
14、C. 仅在高温下自发进行D. 仅在低温下自发进行【答案】A【解析】【详解】反应自发进行需要满足,H-TS0,依据题干条件计算判断,H-TS=-122 kJ/mol-T0.231 kJ/(molK)0,所以无论什么温度下,反应一定是自发进行的反应,故合理选项是A。12. 足量铁粉与一定量的盐酸反应,能产生一定量的氢气。为减慢反应速率,但不影响H2的总量,可以加入下列物质中的( )A. CuSO4B. NaOHC. Na2CO3D. CH3COONa【答案】D【解析】【分析】足量铁粉与一定量的盐酸反应,产生氢气的量取决于盐酸的量,故H2的量不变,则H+的量不能变,据此解题。【详解】ACuSO4与铁
15、反应生成铜和硫酸亚铁,这样将组成Fe-盐酸-Cu原电池,加快反应速率,H2的量不变,A不合题意;BNaOH与盐酸反应生成氯化钠和水,盐酸浓度减小,反应速率减慢,但盐酸被消耗掉一部分,故产生H2的量也减少了,B不合题意;CNa2CO3与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,盐酸浓度减小,反应速率减慢,但盐酸被消耗掉一部分,故产生H2的量也减少了,C不合题意;DCH3COONa与盐酸反应生成醋酸和氯化钠,盐酸浓度减小,反应速率减慢,但醋酸也将和铁粉反应生成H2,故H2的总量不变,D符合题意;故答案:D。13. 已知299 K时,合成氨反应 N2 (g ) + 3H2 ( g )2NH3 ( g ) H
16、 = 92.0 kJ/mol,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量为(忽略能量损失)A. 一定大于92.0 kJB. 一定等于92.0 kJC. 一定小于92.0 kJD. 不能确定【答案】C【解析】【详解】N2(g ) + 3H2( g )2NH3( g ) H = 92.0 kJ/mol指299K,1molN2与3molH2完全反应生成2molNH3放出92.0kJ的热量;由于该反应为可逆反应,反应物的转化率小于100%,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出
17、的热量一定小于92.0kJ,答案选C。14. 在某一容积为2L的密闭容器中,A、B、C、D四种气体发生可逆反应,其物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )A. 02min,A的化学反应速率v(A)=0.2molL-1min-1B. 2min时,图像发生改变的原因只可能是增大压强C. 增加气体D的浓度,A的化学反应速率减小D. 其他条件不变,3min时体系的压强不再发生变化【答案】D【解析】【分析】02 min内,A、B、C、D改变的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol、0.6 mol、0.4 mol。A、B的物质的量减少,应为反应物,C、D的物质
18、的量增加,应为生成物,故该可逆反应为4A(g)5B(g)6C(g)4D(g),据此分析解答。【详解】A. 02min,A的化学反应速率v(A)=,故A错误;B. 从图像上看,23 min的图像斜率变大,说明化学反应速率增大,反应加快,增大压强、加入催化剂、升高温度等均可,故B错误;C. 增大气体D的浓度后,开始时A物质的反应速率不变,之后A的反应速率加快,故C错误;D. 根据图象可知,3min后各组分的浓度不再变化,说明此时达到平衡状态,若其他条件不变,则3min时体系的压强不再发生变化,故D正确;故选D15. 在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X
19、(g)Y(g)2Z(g) H (正)C. 该温度下此反应的平衡常数K=1.44D. 其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大【答案】C【解析】【详解】A、v(Y)=(0.160.12)mol10L2min=0.002molL1min-1,则v(Z)= 0.004molL1min-1,A项错误;B、降温,平衡正向移动,则达新平衡前,v(正)v(逆),B项错误;C、 X(g)Y(g)2Z(g) H p y点表示的正反应速率小于逆反应速率np x点比y点时的反应速率慢若降低温度,该反应的平衡常数增大A B. C. 只有D. 【答案】B【解析】【详解】根据图示,随压强增大,B的百分含
20、量增加,说明加压平衡逆向移动,所以np,错误;y点表示y点要变为平衡点,B的含量需要增大,平衡逆向移动,所以正反应速率小于逆反应速率,正确;x点压强大才, y点压强小,x点比y点时的反应速率慢,正确;该反应H0,若降低温度,平衡正向移动,该反应的平衡常数增大,正确,故选B。二、非选择题(共52分)17. (1)可逆反应2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g)H0,在一定条件下达到平衡后,分别采取下列措施,试回答:(填“增大”、“减小”、或“不变”)保持容器的压强不变,加入He,则O2的体积分数_。若恒温恒容,反应从Cl2和H2O开始至平衡,在这个变化过程中,平均相对分子质量_。
21、(2)现有0.1mol/L的醋酸溶液,分别采取下列措施,试回答:(填“增大”、“减小”、或“不变”)加水稀释,电离程度,c(H+)_。加热,Ka_。(3)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300升至400,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不变”)v正v逆平衡常数K转化率_相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表(单位molL-1):c(CO2)c(H2)c(CH4)c(H2O)平衡a
22、bcd平衡mnxya、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_。【答案】 (1). 增大 (2). 减小 (3). 减小 (4). 增大 (5). 增大 (6). 增大 (7). 减小 (8). 减小 (9). 【解析】【分析】(1)保持容器压强不变,加入He,体积变大,反应物所占分压减小,平衡正移,则O2的体积分数增大;若温度和体积不变,反应从Cl2和H2O开始至平衡,在这个变化过程中,容器的体积不变,气体的总质量也不变,气体总物质的量增大,所以相对分子质量减小;(2)根据稀释促进弱电解质的电离进行判断;根据弱电解质的电离是一个吸热过程进行解题;(3)H2的体积分数随温度的升高而增加,说明
23、升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,结合温度对反应速率的影响解答该题,根据温度不变平衡常数不变进行解答。【详解】(1)保持容器压强不变,加入He,体积变大,反应物所占分压减小,平衡正移,则O2的体积分数增大,故答案为:增大;若温度和体积不变,反应从Cl2和H2O开始至平衡,在这个变化过程中,容器体积不变,气体的总质量也不变,气体总物质的量增大,所以相对分子质量减小;故答案为:减小;(2)醋酸为弱电解质,加水稀释促进醋酸的电离,但由勒夏特列原理可知,平衡移动只能消弱这一变化,故c(H+)仍然减小,故答案为:减小;醋酸的电离是一个吸热过程,加热促进醋酸的电离,Ka增大,故答案为:增大;(3)升
24、高温度,正逆反应速率都增大,H2的体积分数随温度的升高而增加,说明升高温度平衡逆向移动,则平衡常数减小,氢气的转化率减小,故答案为:增大;增大;减小;减小;升高温度,平衡常数减小,方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),根据平衡常数表达式可知, 则,故答案为: 。18. 在一定温度下,将2molA和2molB两种气体相混合于体积为2L的某密闭容器中(容积不变),发生如下反应:3A(g)B(g)xC(g)2D(g),H0,2min末反应达到平衡状态(温度不变),生成了0.8molD,并测得C的浓度为0.4molL-1,请填写下列空白:(1)x的值等于_。(2)该反应的化学
25、平衡常数K=_,升高温度时K值将_(选填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)A物质的转化率为_。(4)若维持温度不变,在原平衡混合物的容器中再充入3molC和3molD,欲使达到新的平衡时,各物质的物质的量分数与原平衡相同,则至少应再充入B的物质的量为_mol。【答案】 (1). 2 (2). 0.5 (3). 减小 (4). 60% (5). 3【解析】【分析】【详解】(1)平衡时C的浓度为0.4mol/L,故生成C的物质的量为=0.4mol/L2L=0.8mol,物质的量之比等于化学计量数之比,故0.8mol:0.8mol=x:2,解得x=2,故答案为:2;(2)平衡时C的浓度为0.4m
26、ol/L,则: 故该温度下,该反应的平衡常数,平衡常数只受温度影响,该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,平衡常数减小,故答案为:0.5,减小;(3)由(2)小问的分析可知A的平衡转化率= 故答案为:60%;(4)根据(1)的分析可知反应方程式为:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),该反应前后气体的物质的量不变,恒温恒容下,按化学计量数转化到左边,满足n(A):n(B)=2mol:2mol=1:1即可,开始加入C和D各3mol,由化学方程式可知转化到左边,可以得到A为3mol=4.5mol,得到B为3mol=1.5mol,故还需要加入B的物质的量为4.5mol-1.5mol
27、=3mol,故答案为:3mol。19. 用化学用语完成以下各题:(1)硫化氢在水中电离方程式_。(2)已知通常状况下,1.6g甲烷完全燃烧放出89.03kJ的热量,表示甲烷燃烧热的热化学方程式为_。(3)用CO可以合成甲醇。已知:CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H=764.6kJmol-1CO(g)O2(g)=CO2(g) H=283.0kJmol-1H2(g)O2(g)=H2O(l) H=285.8kJmol-1则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式为_。(4)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+8
28、0O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8104kJ,油酸甘油酯的燃烧热为_。【答案】 (1). H2SH+HS-、HS-H+S2- (2). CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ/mol (3). CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H=-90.0 kJmol-1 (4). 【解析】【分析】(1)根据多元弱酸的电离特点,书写电离方程式;(2)根据燃烧热的概念书写热化学方程式;(3)根据盖斯定律计算;(4)根据燃烧热的定义计算。【详解】(1)硫化氢为二元弱酸,分步电离,电离方程式为H2SH+HS-、HS
29、-H+S2-;(2)1.6g甲烷完全燃烧放出89.03kJ的热量,1.6g甲烷物质的量为0.1mol,则1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液体水放出热量890.3kJ,故甲烷燃烧热的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ/mol;(3)已知热化学方程式:CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H=764.6kJmol-1;CO(g)O2(g)=CO2(g) H=283.0kJmol-1;H2(g)O2(g)=H2O(l) H=285.8kJmol-1;根据盖斯定律可知,由-+2可得热化学方程式CO(g)+2H2(g)=CH3
30、OH(g) H=283.0kJmol-1+764.6kJmol-1-285.8kJmol-12=-90.0 kJmol-1;(4)燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8104kJ,则1kg该化合物的物质的量为,则油酸甘油酯的燃烧热H=。【点睛】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,例如CCO2(g),SSO2(g),HH2O(l),燃烧反应为放热反应,在用文字叙述燃烧热时用正值,用H表示时带负号。20. 氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:N2(g)
31、+3H2(g)2NH3(g)H=-924 kJmol-1,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是;N2和H2的转化率比是。 (2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量,密度。(填“变大”“变小”或“不变”) (3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动。 (4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)
32、。达到新平衡后,容器内温度(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。【答案】 (1). 13 (2). 11 (3). 变小 (4). 不变 (5). 逆向 (6). 向左移动 (7). 小于【解析】试题分析:在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4 kJmol-1,正反应为放热反应。 (1)因为原始投料时N2和H2的物质的量之比为1:3,在反应过程中,两者的变化量之比也是1:3,所以当反应达到平衡时,N2和H2的物质的量之比必然还是1:3,所以其浓度比是1:3;转化率等于变化量占起始量的百分数,原始投料时N2和H2
33、的物质的量之比为1:3,两者的变化量之比也是1:3,所以N2和H2的转化率之比是1:1。(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),化学平衡将向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,混合气体的总物质的量增大,而质量守恒,所以混合气体的平均相对分子质量变小。因为质量守恒、体积不变,所以密度不变。(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,则容器的体积必须增大,反应混合物中各组分的浓度都要减小,这相当于减压,化学平衡将气体体积增大的方向移动,即逆向)移动。(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将向吸热反应方向移动,即向左移动。达到新平衡后,容器内温度小于原来的2倍。点睛:
34、改变影响化学平衡的一个条件时,化学平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。21. 2015年冬季,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注,其中NOx、CO、SO是主要污染性气体。汽车内燃机工作时,氮气和氧气反应生成NO气体是导致汽车尾气中含有NO的重要原因之一,已知:每生成30gNO气体吸收90.4kJ热量。(1)试写出内燃机工作时生成NO的热化学方程式:_;(2)利用催化技术可将汽车尾气中的NO气体转化成无毒气体,相关反应的平衡常数可表示为K=,此反应为放热反应。在一定温度下,5L某密闭容器中发生上述反应,各物质的物质的量的变化情况如表:根据上表数据计算04s间用NO表示的平均速率v(NO)=
35、_;达到化学平衡时两种反应物的转化率是否相等_(填“相等”或“不相等”)。在56s时,若K增大,5s后正反应速率_(填“增大”或“减小”)在56s时,若K不变,以上各物质的物质的量变化原因可能是_;A选用更有效的催化剂B缩小容器的体积C降低CO2浓度D升高温度【答案】 (1). N2(g)+O2(g)2NO(g)=+180.8kJmol-1 (2). 0.045molL-1s-1 (3). 不相等 (4). 减小 (5). BC【解析】【分析】(1)根据每生成30gNO气体吸收90.4KJ热量,计算1molN2(g)吸收的热量;(2)依据,反应物的转化率=100%进行解答;平衡常数只有温度有关
36、,因为2NO+2CON2+2CO2,为放热反应,所以升高温度平衡向逆方向移动,K减小;降低温度平衡向正方向移动,K增大;依据表中56s时各物质的物质的量的变化,判断平衡移动的方向,结合温度、浓度、压强、催化剂对平衡的影响分析解答。【详解】(1)每生成30gNO气体吸收90.4KJ热量,即每生成NO时吸收90.4KJ热量,则内燃机工作时生成NO的热化学方程式为N2(g)+O2(g) 2NO(g)=+180.8kJmol-1;故答案为:N2(g)+O2(g)2NO(g)=+180.8kJmol-1;(2) ,所以二者转化率不相等;故答案为:0.045molL-1s-1;不相等;2NO+2CON2+
37、2CO2,为放热反应,在56s时,若K增大,K仅仅是温度的函数,故说明温度降低,反应速率减小,故答案为:减小;从表中56s时CO和NO减少的物质的量都是0.008mol,N2的物质的量增加0.004mol,可知平衡向正方向移动,2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)为气体体积减小的反应,正方向为放热反应,据此分析解题;A选用更有效的催化剂,催化剂不能使化学平衡发生移动,A不合题意;B根据上述分析可知,该反应为气体体积减小的反应,缩小容器的体积即增大压强,化学平衡正向移动,B符合题意;C降低CO2浓度即减小生成物浓度,化学平衡正向移动,C符合题意;DK为温度的函数,温度改变化学平衡
38、常数改变,且该反应正反应是放热反应,故升高温度平衡逆向移动,D不合题意;故答案为:BC;22. 甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应I和,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入反应室(容积为10L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)()CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。图中的P1_P2(填“”或“=”),100时平衡常数的值为_。(2)在压强为0.1MPa条件下,将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)()该反
39、应的H_0(填“”或“”)。若容器容积不变,下列措施可增加H2转化率的是_。A.升高温度B.将CH3OH(g)从体系中分离C.充人He,使体系总压强增大D.再充人1molCO和3molH2为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号T()P(MPa)1500.1_5350_5A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。B.根据反应的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各曲线的压强。_【答案】 (1). (2). 2.2510-2 (3). (4). BD (5).
40、 150 (6). (7). (8). 【解析】【分析】(1)根据定一议二原则,定温度同,再比较压强,即作垂直x轴的辅助线,比较平衡时甲烷的转化率,由此判断;平衡常数k=,计算出平衡时,各组分的浓度,代入平衡常数计算;(2)混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,正反应是气体物质的量减小的反应,则说明正反应是放热反应;容器容积不变,增加甲醇产率,平衡向正反应移动,根据外界条件对平衡的影响分析;A根据定一议二原则,定温度同,再比较压强;B增大压强,平衡向平衡向正反应方向移动,则CO的转化率增大,升高温度,平衡向逆反应方向移动,以此确定图象。【详解】(1)根据化学方程式可以得出,增大压强,化学平
41、衡逆向移动,甲烷的转化率减小,可以去200来分析,发现甲烷的转化率是p1时大于p2时的,所以P1P2,根据平衡三段式计算可得: 100时平衡常数=,故答案为:;2.2510-2;(2)混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,由于正反应是气体物质的量减小的反应,气体的物质的量越多,其熵越大,所以S0,故反应能够自发进行,说明正反应是放热反应,所以H0;故答案为:;A该反应为放热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,即向逆反应方向移动,H2的转化率减小,A不合题意;B将CH3OH(g)从体系中分离,产物的浓度降低,平衡向正反应移动,H2的转化率增加,B符合题意;C充入He,使体系总压强增大,容器容积不变,反应混合物各组分浓度不变,平衡不移动,H2的转化率不变, C不合题意;D再充入1molCO和3molH2,可等效为压强增大,平衡向体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,H2的转化率增加,D符合题意;故答案为:BD;A采取控制变量法,探究合成甲醇的温度和压强的适宜条件,所以温度、压强是变化的,n(CO)/n(H2)保持不变,比较使用1、2,压强不同,所以温度应相同,应为150,故答案为:150; ;B增大压强,平衡向平衡向正反应方向移动,则CO的转化率增大,升高温度,平衡向逆反应方向移动,则CO的转化率减小,图象可为,故答案为:。