(江蘇選考)新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 6 專題綜合檢測(cè)(七) 蘇教版-蘇教版高三全冊(cè)化學(xué)試題
《(江蘇選考)新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 6 專題綜合檢測(cè)(七) 蘇教版-蘇教版高三全冊(cè)化學(xué)試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇選考)新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 6 專題綜合檢測(cè)(七) 蘇教版-蘇教版高三全冊(cè)化學(xué)試題(18頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題綜合檢測(cè)(七) (時(shí)間:90分鐘;滿分:100分) 一、單項(xiàng)選擇題:本題共10小題,每小題2分,共20分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。 1.美國(guó)亞利桑那州大學(xué)(ASU)和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家最近設(shè)計(jì)出生產(chǎn)氫氣的人造樹(shù)葉,原理為2H2O(g)2H2(g)+O2(g)。有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( ) A.ΔH<0 B.ΔS<0 C.化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? D.氫能是理想的綠色能源 解析:選D。該反應(yīng)是熵增的吸熱反應(yīng),太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 2.(新題預(yù)測(cè))反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度的關(guān)系是用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定的?;瘜W(xué)反應(yīng)H2+Cl2===2HCl的反應(yīng)速率可表示為v=k·cm(H2)·cn
2、(Cl2),式中k為常數(shù),m、n值可由下表中數(shù)據(jù)確定。由此可推得m、n值分別是( ) c(H2)/(mol·L-1) c(Cl2)/(mol·L-1) v/(mol·L-1·s-1) 1.0 1.0 1.0k 2.0 1.0 2.0k 2.0 4.0 4.0k A.m=1、n=1 B.m=、n= C.m=1、n= D.m=、n=1 解析:選C。設(shè)三組數(shù)據(jù)編號(hào)分別為①②③,則由==2==2m,解得m=1;由==2==4n,解得n=,故選C。 3.(2020·洛陽(yáng)高三模擬)工業(yè)煉鐵是在高爐中進(jìn)行的,高爐煉鐵的主要反應(yīng)是 ①2C(焦炭)+O2(空
3、氣)2CO ②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 該煉鐵工藝中,對(duì)焦炭的實(shí)際使用量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需,其主要原因是( ) A.CO過(guò)量 B.CO與鐵礦石接觸不充分 C.煉鐵高爐的高度不夠 D.CO與Fe2O3的反應(yīng)有一定限度 解析:選D。因?yàn)楦郀t煉鐵的反應(yīng)具有一定的限度,通過(guò)提高CO的濃度使平衡向生成鐵(正反應(yīng))的方向移動(dòng),所以焦炭的使用量多。 4.如圖所示為800 ℃時(shí),A、B、C三種氣體在密閉容器中反應(yīng)時(shí)濃度的變化,只從圖上分析不能得出的結(jié)論是( ) A.發(fā)生的反應(yīng)可表示為2A(g)2B(g)+C(g) B.前2 min A的分解速率為0.1 mo
4、l·L-1·min-1 C.開(kāi)始時(shí),正、逆反應(yīng)同時(shí)開(kāi)始 D.2 min時(shí),A、B、C的濃度之比為2∶3∶1 解析:選C。根據(jù)圖像,反應(yīng)過(guò)程中A的濃度減小,B、C的濃度增大,因此A為反應(yīng)物,B、C為生成物,根據(jù)濃度的變化量可以確定反應(yīng)為2A(g)2B(g)+C(g),A項(xiàng)正確;前2 min,v(A)==0.1 mol·L-1·min-1,B項(xiàng)正確;開(kāi)始時(shí)加入的物質(zhì)只有A和B,不能進(jìn)行逆反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖像,2 min時(shí),A、B、C的濃度分別為0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.1 mol·L-1,D項(xiàng)正確。 5.(2018·浙江11月選考)已知X(g)+Y(g)
5、2W(g)+M(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0)。一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中,加入1 mol X(g)與1 mol Y(g)。下列說(shuō)法正確的是( ) A.充分反應(yīng)后,放出熱量為a kJ B.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),X與W的物質(zhì)的量濃度之比一定為1∶2 C.當(dāng)X的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變,表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡 D.若增大Y的濃度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小 解析:選C。A項(xiàng),反應(yīng)X(g)+Y(g)2W(g)+M(g)屬于可逆反應(yīng),且為吸熱反應(yīng),則1 mol X(g) 與1 mol Y (g)充分反應(yīng)后不可能完全轉(zhuǎn)化,所以吸收的熱量小于a kJ,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),當(dāng)
6、反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變,但X與W的物質(zhì)的量濃度之比不一定為1∶2,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),當(dāng)X的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變,說(shuō)明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡,故C正確;D項(xiàng),若增大Y的濃度,正、逆反應(yīng)速率均增大,故D錯(cuò)誤。 6.工業(yè)上利用Ga與NH3在高溫條件下合成半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)固體,同時(shí)有氫氣生成[2Ga(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g)]。反應(yīng)中,每生成3 mol H2時(shí)放出30.8 kJ的熱量。恒溫恒容密閉體系內(nèi)進(jìn)行上述反應(yīng),下列有關(guān)表達(dá)正確的是( ) A.Ⅰ圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)
7、速率,則t時(shí)刻改變的條件可以為升溫或加壓 B.Ⅱ圖像中縱坐標(biāo)可以為鎵的轉(zhuǎn)化率 C.Ⅲ圖像中縱坐標(biāo)可以為化學(xué)反應(yīng)速率 D.Ⅳ圖像中縱坐標(biāo)可以為體系內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量 解析:選A。A項(xiàng),Ⅰ圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率,升高溫度或增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率會(huì)突然增大,且平衡逆向移動(dòng),圖像符合題意,正確;B項(xiàng),根據(jù)題意知,該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增大,則增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),鎵的轉(zhuǎn)化率降低,錯(cuò)誤;C項(xiàng),Ga是固體,其質(zhì)量不影響反應(yīng)速率,錯(cuò)誤;D項(xiàng),反應(yīng)方程式為2Ga(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g) ΔH<0,相同壓強(qiáng)下,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量增大
8、;相同溫度下,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,錯(cuò)誤。 7.(2020·南京高三模擬)利用下列反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度高達(dá)99.9%的高純鎳。 反應(yīng)一: Ni(粗,s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0 反應(yīng)二: Ni(CO)4(g)Ni(純,s)+4CO(g) ΔH>0 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.對(duì)于反應(yīng)一,適當(dāng)增大壓強(qiáng),有利于Ni(CO)4的生成 B.提純過(guò)程中,CO氣體可循環(huán)使用 C.升高溫度,反應(yīng)一的反應(yīng)速率減小,反應(yīng)二的反應(yīng)速率增大 D.對(duì)于反應(yīng)二,在180~200 ℃,溫度越高,Ni(CO)4(g)的轉(zhuǎn)化率越高 解析:選C。反
9、應(yīng)一的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡右移,有利于Ni(CO)4的生成,A正確;反應(yīng)一以CO為原料,反應(yīng)二產(chǎn)生CO,故CO可以循環(huán)使用,B正確;升高溫度,反應(yīng)一和反應(yīng)二的反應(yīng)速率都增大,C不正確;反應(yīng)二的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),在180~200 ℃,溫度越高,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,Ni(CO)4(g)的轉(zhuǎn)化率越高,D正確。 8.反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g)中,每生成7 g N2,放出166 kJ的熱量,該反應(yīng)的速率表達(dá)式為v=k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待測(cè)),其反應(yīng)包含下列兩步: ①2NO+H2===N2+H2O2(慢) ②H2O2+H
10、2===2H2O(快) T ℃時(shí)測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下: 序號(hào) c(NO)/ (mol·L-1) c(H2)/ (mol·L-1) 速率 (單位略) Ⅰ 0.006 0 0.001 0 1.8×10-4 Ⅱ 0.006 0 0.002 0 3.6×10-4 Ⅲ 0.001 0 0.006 0 3.0×10-5 Ⅳ 0.002 0 0.006 0 1.2×10-4 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定 B.正反應(yīng)的活化能一定是①<② C.該反應(yīng)速率表達(dá)式:v=5 000c2(NO)·c(H2) D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程
11、式為2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-664 kJ·mol-1 解析:選B。A.①2NO+H2===N2+H2O2(慢),②H2O2+H2===2H2O(快),反應(yīng)歷程中反應(yīng)慢的決定反應(yīng)速率,整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定,正確;B.反應(yīng)①難以進(jìn)行,說(shuō)明反應(yīng)的活化能高,正反應(yīng)的活化能一定是①>②,錯(cuò)誤;C.比較實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ中數(shù)據(jù),NO濃度不變,氫氣濃度增大一倍,反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉?lái)的二倍,實(shí)驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ中數(shù)據(jù),H2濃度不變,NO濃度增大一倍,反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉?lái)的四倍,據(jù)此得到速率方程:v=kc2(NO)·c(H2),依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中數(shù)據(jù)計(jì)算k=5 000,則速率表達(dá)式為v=5
12、 000c2(NO)·c(H2),正確;D.反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g)中,每生成7 g N2,放出166 kJ的熱量,生成28 g N2放熱664 kJ,熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-664 kJ·mol-1,正確。 9.在一恒容的密閉容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1CH4,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測(cè)得CH4平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系如圖。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( ) A.上述反應(yīng)的ΔH>0 B.壓強(qiáng):p4
13、>p3>p2>p1
C.1 100 ℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.64
D.壓強(qiáng)為p4時(shí),在Y點(diǎn):v正
14、強(qiáng)為p4時(shí),Y點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡,需增大CH4的轉(zhuǎn)化率才能達(dá)到平衡,此時(shí)v正>v逆,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10.(2020·鹽城高三檢測(cè))同溫度下,體積均為1 L的兩個(gè)恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1。測(cè)得數(shù)據(jù)如表: 容器 編號(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡時(shí) 體系能量的變化 N2 H2 NH3 (1) 2 3 0 27.78 kJ (2) 1.6 1.8 0.8 Q 下列敘述不正確的是( ) A.容器(1)(2)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)相等 B.容器(2)中反應(yīng)開(kāi)始時(shí)v(正)>v(
15、逆) C.容器(2)中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),吸收的熱量Q為9.26 kJ D.若條件為“絕熱恒容”,容器(1)中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)n(NH3)<0.6 mol 解析:選B。分析容器(1)(2)中的反應(yīng)可知,二者可建立等效平衡,所以二者的平衡狀態(tài)相同,因此平衡時(shí)兩個(gè)容器內(nèi)壓強(qiáng)相等,A項(xiàng)正確;根據(jù)容器(1)中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)體系能量的變化可知,該反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的N2為=0.3 mol,根據(jù)三段式分析: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) c(始)/(mol·L-1) 2 3 0 c(變)/(mol·L-1) 0.3 0.9 0.6 c(平)/(mo
16、l·L-1) 1.7 2.1 0.6
K==≈0.023。容器(2)中反應(yīng)開(kāi)始時(shí),濃度商Qc==≈0.069>K,所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,v(正) 17、擇題:本題共5小題,每小題4分,共20分。每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。
11.在體積為V L的恒容密閉容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)發(fā)生反應(yīng):H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH<0。當(dāng)溫度分別為T(mén)1、T2平衡時(shí),H2的體積分?jǐn)?shù)與Br2(g)的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.由圖可知:T2>T1
B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:b>a
C.為了提高Br2(g)的轉(zhuǎn)化率,可采取增加Br2(g)通入量的方法
D.b點(diǎn)比a點(diǎn)體系的顏色深
解析:選BD。A項(xiàng),根據(jù)反應(yīng):H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH<0,升溫,平衡向逆反應(yīng)方向移 18、動(dòng),H2的體積分?jǐn)?shù)增大,根據(jù)圖示變化,可知T1>T2,錯(cuò)誤;B項(xiàng),b點(diǎn)Br2的濃度比a點(diǎn)Br2的濃度大,反應(yīng)速率也大,正確;C項(xiàng),增加Br2(g)的通入量,Br2(g)的轉(zhuǎn)化率減小,錯(cuò)誤;D項(xiàng),b點(diǎn)對(duì)a點(diǎn)來(lái)說(shuō),是向a點(diǎn)體系中加入Br2使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),盡管Br2的量在新基礎(chǔ)上會(huì)減小,但是Br2的濃度比原來(lái)會(huì)增加,導(dǎo)致Br2的濃度增加,顏色變深,即b點(diǎn)比a點(diǎn)體系的顏色深,正確。
12.熱催化合成氨面臨的兩難問(wèn)題是:采用高溫增大反應(yīng)速率的同時(shí)會(huì)因平衡限制導(dǎo)致NH3產(chǎn)率降低。我國(guó)科研人員研制了Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑(Ti-H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過(guò)100 ℃)。Ti-H-Fe雙溫區(qū)催 19、化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法正確的是( )
A.①為N≡N鍵的斷裂過(guò)程
B.①②③在高溫區(qū)發(fā)生,④⑤在低溫區(qū)發(fā)生
C.④為N原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域的傳遞過(guò)程
D.使用Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑使合成氨反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng)
解析:選BC。A選項(xiàng),經(jīng)歷①過(guò)程之后氮?dú)夥肿颖淮呋瘎┪?,并沒(méi)有變成氮原子,A錯(cuò)誤。B選項(xiàng),①為催化劑吸附N2的過(guò)程,②為形成過(guò)渡態(tài)的過(guò)程,③為N2解離為N的過(guò)程,以上都需要在高溫區(qū)進(jìn)行。④⑤在低溫區(qū)進(jìn)行是為了增大平衡產(chǎn)率,B正確。C選項(xiàng),由題中圖示可知,過(guò)程④完成了Ti-H-Fe+*N到Ti-H-*N-Fe兩 20、種過(guò)渡態(tài)的轉(zhuǎn)化,N原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域傳遞,C正確。D選項(xiàng),化學(xué)反應(yīng)不會(huì)因加入催化劑而改變吸放熱情況,D錯(cuò)誤。
13.(2020·蘇州高三月考)將一定量的NO2充入注射器中后封口,如圖是在拉伸和壓縮注射器的過(guò)程中氣體透光率隨時(shí)間的變化(氣體顏色越深,透光率越小)。已知反應(yīng):2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色) ΔH<0。下列說(shuō)法正確的是( )
A.b點(diǎn)的操作是拉伸注射器
B.c點(diǎn)與a點(diǎn)相比,c(NO2)增大,c(N2O4)減小
C.d點(diǎn):v(正)>v(逆)
D.若注射器絕熱(不與外界進(jìn)行熱交換),則壓縮達(dá)新平衡后平衡常數(shù)K減小
解析:選D。A項(xiàng),b點(diǎn)后的拐點(diǎn)透光率下 21、降,說(shuō)明顏色加深,c(NO2)增大,若是拉伸注射器,體積增大,則c(NO2) 減小,不符合題意,錯(cuò)誤;B項(xiàng),由于圖示是拉伸和壓縮注射器,所以c點(diǎn)與a點(diǎn)相比,c(NO2)、c(N2O4)均增大(原理同A分析),錯(cuò)誤;C項(xiàng),c點(diǎn)后的拐點(diǎn)透光率升高,即c(NO2)減小,是拉伸注射器所致,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故d點(diǎn):v(正) 22、是( )
A.從圖1判斷,該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.減小氨的濃度有助于提高NO的轉(zhuǎn)化率
C.從圖1判斷,脫硝的最佳溫度約為925 ℃
D.從圖2判斷,綜合考慮脫硝效率和運(yùn)行成本最佳氨氮摩爾比應(yīng)為2.5
解析:選C。由圖1,升高溫度,NH3濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A錯(cuò);減小氨的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率降低,B錯(cuò);由圖1,溫度約為925 ℃時(shí),NH3濃度較低且脫硝效率最高,C對(duì);氨氮摩爾比為2.5時(shí),雖然脫硝效率最高,但NH3濃度太大,成本過(guò)高,D錯(cuò)。
15.(2018·高考江蘇卷)一定溫度下,在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方 23、式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱),測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器1
容器2
容器3
反應(yīng)溫度T/K
700
700
800
反應(yīng)物投入量
2 mol SO2、
1 mol O2
4 mol SO3
2 mol SO2、
1 mol O2
平衡v正(SO2)/
(mol·L-1·s-1)
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/
(mol·L-1)
c1
c2
c3
平衡體系
總壓強(qiáng)p/Pa
p1
p2
p3
物質(zhì)的平衡
轉(zhuǎn)化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平 24、衡常數(shù)K
K1
K2
K3
下列說(shuō)法正確的是( )
A.v1 25、不同,平衡時(shí)p2<2p1,升溫平衡逆向移動(dòng),則平衡時(shí)p1 26、SO3)+α3(SO2)<1,D項(xiàng)正確。
三、非選擇題:本題共5小題,共60分。
16.(8分)固定和利用CO2,能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上正在研究利用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法,該方法的化學(xué)方程式是CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ/mol。
某科學(xué)實(shí)驗(yàn)將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為2 L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中實(shí)線所示:
回答下列問(wèn)題:
(1)由圖分析,在下列時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率最快的時(shí)間段是________(填字母)。
a.0~1 min b.1 27、~3 min
c.3~8 min d.8~11 min
(2)僅改變某一條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示。與實(shí)線相比,曲線Ⅰ改變的條件可能是________________,曲線Ⅱ改變的條件可能是________________。
(3)下列表述能表示該反應(yīng)已達(dá)平衡的是______________(填序號(hào))。
a.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變
b.容器內(nèi)氣體的密度不再改變
c.容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
d.容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等
解析:(1)曲線的斜率越大,速率越大。
(2)曲線Ⅰ與實(shí)線相比較,起點(diǎn)相同,達(dá)到平衡所用的時(shí)間短,反應(yīng)速率加快,且平 28、衡時(shí)n(H2)增大,改變的條件應(yīng)是升高溫度,使平衡左移;曲線Ⅱ與實(shí)線相比較,起點(diǎn)相同,達(dá)到平衡所用的時(shí)間短,反應(yīng)速率加快, 且平衡時(shí)n(H2)減小,改變的條件應(yīng)是增大壓強(qiáng),使平衡右移。
(3)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ/mol是正反應(yīng)氣體體積減小的放熱反應(yīng)。容器內(nèi)壓強(qiáng)、氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變,說(shuō)明氣體的總物質(zhì)的量不再改變,a、c符合題意;容器的體積不變,質(zhì)量不變,密度始終不變,b不符合題意;容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等,不一定達(dá)到平衡,d不符合題意。
答案:(1)a (2)升高溫度 增大壓強(qiáng) (3)ac
17.(10分)聚乙烯 29、醇生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物乙酸甲酯,其催化醇解反應(yīng)可用于制備甲醇和乙酸己酯,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)
已知v正=k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH),v逆=k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH),其中v正、v逆為正、逆反應(yīng)速率,k正、k逆為速率常數(shù),x為各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。
(1)反應(yīng)開(kāi)始時(shí),己醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1∶1投料,測(cè)得348 K、343 K、338 K三個(gè)溫度下乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率(α)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示。
該醇解反應(yīng)的ΔH______ 30、__0(填“>”或“<”)。348 K時(shí),以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kx=________(保留2位有效數(shù)字)。在曲線①②③中,k正-k逆值最大的曲線是________;A、B、C、D四點(diǎn)中,v正最大的是________,v逆最大的是________。
(2)343 K時(shí),己醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1∶1、1∶2 和2∶1進(jìn)行初始投料。則達(dá)到平衡后,初始投料比________時(shí),乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率最大;與按1∶2投料相比,按2∶1投料時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)Kx________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)該醇解反應(yīng)使用離子交換樹(shù)脂做催化劑,下列關(guān)于該催化劑的說(shuō)法正確的是______ 31、__。
a.參與了醇解反應(yīng),但并不改變反應(yīng)歷程
b.使k正和k逆增大相同的倍數(shù)
c.降低了醇解反應(yīng)的活化能
d.提高乙酸甲酯的平衡轉(zhuǎn)化率
解析:(1)根據(jù)圖像,①的速率最快,說(shuō)明①對(duì)應(yīng)的是最高溫度348 K,溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明正向是吸熱的,所以ΔH>0。348 K時(shí),設(shè)初始投入CH3COOCH3和C6H13OH都為1 mol,則有
CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)
1 1 0 0
0.64 0.64 0.64 0. 32、64
0.36 0.36 0.64 0.64
代入平衡常數(shù)表達(dá)式:Kx=x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)/[x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)]=0.32×0.32/(0.18×0.18)=3.2。
k正、k逆是溫度的函數(shù),根據(jù)平衡移動(dòng)的規(guī)律,k正受溫度影響更多,因此溫度升高,k正增大的程度大于k逆,因此k正-k逆值最大的曲線是①。根據(jù)v正=k正x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH),v逆=k逆x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH),A點(diǎn)x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)大,溫度高 33、,因此A點(diǎn)v正最大,C點(diǎn)x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)大且溫度高,因此C點(diǎn)v逆最大。
(2)增大己醇的投入量,可以增大乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率,因此2∶1時(shí)乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率最大?;瘜W(xué)平衡常數(shù)Kx只與溫度有關(guān),因此投料比改變而Kx不變。
(3)催化劑參與了醇解反應(yīng),改變了反應(yīng)歷程,a錯(cuò)誤;催化劑不影響化學(xué)平衡,說(shuō)明催化劑使k正和k逆增大相同倍數(shù),b正確;催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能,c正確;催化劑不改變化學(xué)平衡,d錯(cuò)誤。因此選擇bc。
答案:(1)> 3.2?、佟 C
(2)2∶1 不變
(3)bc
18.(14分)(2018·浙江11月選考)合成氨工藝(流程如圖所示)是人工固氮 34、最重要的途徑。2018年是合成氨工業(yè)先驅(qū)哈伯(F·Haber)獲得諾貝爾獎(jiǎng)100周年。N2和H2生成NH3的反應(yīng)為N2(g)+H2(g)NH3(g)
ΔH(298 K)=-46.2 kJ·mol-1。
在Fe催化劑作用下的反應(yīng)歷程為(*表示吸附態(tài)):
化學(xué)吸附:N2(g)→2N*;H2(g)2H*
表面反應(yīng):N*+H*NH*;NH*+H*NH;NH+H*NH
脫附:NHNH3(g)
其中,N2的吸附分解反應(yīng)活化能高、速率慢,決定了合成氨的整體反應(yīng)速率。
請(qǐng)回答:
(1)利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件有________。
A.低溫 B.高溫 C.低壓 D. 35、高壓 E.催化劑
(2)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K=,其中p為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)(1×105Pa),pNH3、pN2和pH2為各組分的平衡分壓,如pNH3=xNH3p,p為平衡總壓,xNH3為平衡系統(tǒng)中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。
①N2和H2起始物質(zhì)的量之比為1∶3,反應(yīng)在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)下進(jìn)行,NH3的平衡產(chǎn)率為ω,則K=________(用含ω的最簡(jiǎn)式表示)。
②下圖中可以示意標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K隨溫度T變化趨勢(shì)的是________。
(3)實(shí)際生產(chǎn)中,常用工藝條件:Fe做催化劑,控制溫度773 K、壓強(qiáng)3.0×107 Pa,原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶2.8。
①分析說(shuō)明原料氣中N2過(guò)量的理由: 36、____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②關(guān)于合成氨工藝的下列理解,正確的是________。
A.合成氨反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和ΔS都小于零
B.控制溫度(773 K)遠(yuǎn)高于室溫,是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和快的反應(yīng)速率
C.當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí),在原料氣 37、(N2和H2的比例不變)中添加少量惰性氣體,有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率
D.基于NH3有較強(qiáng)的分子間作用力可將其液化,不斷將液氨移去,利于反應(yīng)正向進(jìn)行
E.分離空氣可得N2,通過(guò)天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2,原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理,以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生
解析:(1)根據(jù)勒夏特列原理,對(duì)于制備氨的反應(yīng),加壓或降溫有助于平衡正向移動(dòng)。
(2)①設(shè)初始氮?dú)鉃閤 mol,氫氣為3x mol。列“三段式”:
N2(g)+H2(g)NH3(g)
初始/mol x 3x 0
轉(zhuǎn)化/mol xω 3xω 2xω
平衡/mol x(1 38、-ω) 3x(1-ω) 2xω
計(jì)算體積分?jǐn)?shù),代入公式,得K=。
②K隨溫度增大而減小,而且根據(jù)K表達(dá)式可知K與T不是線性關(guān)系,故選A。
(3)①根據(jù)題意,從提高轉(zhuǎn)化率和提高反應(yīng)速率角度來(lái)分析,原料中的氮?dú)庖椎茫m度過(guò)量有利于提高氫氣的轉(zhuǎn)化率;氮?dú)庠阼F催化劑上的吸附分解是決定反應(yīng)速率的步驟,適度過(guò)量有利于提高整體的反應(yīng)速率。
②B項(xiàng),升溫會(huì)使平衡逆向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率減??;C項(xiàng)相當(dāng)于減小了分壓,平衡逆向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率減小。
答案:(1)AD (2)① ②A
(3)①原料氣中N2相對(duì)易得,適度過(guò)量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率;N2在Fe催化劑上的吸附分解是決速步驟,適度過(guò)量有利于提 39、高整體反應(yīng)速率?、贏DE
19.(14分)(2020·石家莊高三模擬)汽車(chē)尾氣中含有NO、CO和碳顆粒等有害物質(zhì),已成為某些大城市空氣的主要污染源。
(1)汽車(chē)燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因?yàn)開(kāi)______________________
________________________________________________________________________;
(用化學(xué)方程式表示,為可逆反應(yīng));汽車(chē)啟動(dòng)后,汽缸內(nèi)溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,試分析其原因:_____________________________________________ 40、_________
________________________________________________________________________。
(2)治理汽車(chē)尾氣中NO和CO污染的一種方法是將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的CO2和N2,反應(yīng)原理為2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小組在三個(gè)容積均為5 L的恒容密閉容器中,分別充入0.4 mol NO和0.4 mol CO,在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行上述反應(yīng)(體系各自保持溫度不變),反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示:
①實(shí)驗(yàn)Ⅱ從開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(NO)=____________ 41、________。
②圖中三組實(shí)驗(yàn)從開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(NO)由大到小的順序?yàn)開(kāi)___________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。
③與實(shí)驗(yàn)Ⅱ相比,實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ分別僅改變一種反應(yīng)條件,所改變的條件和判斷的理由分別為
實(shí)驗(yàn)Ⅰ______________________________________________________________;
實(shí)驗(yàn)Ⅲ___________________________________________________________。
④三組實(shí)驗(yàn)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小關(guān)系為_(kāi)_______________ 42、________________________________________________________。
⑤實(shí)驗(yàn)Ⅲ的平衡常數(shù)K=________。
解析:(1)氮?dú)馀c氧氣在高溫下反應(yīng)生成NO,反應(yīng)的方程式為N2+O22NO;溫度升高,反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量大。
(2)①設(shè)參加反應(yīng)的NO為x mol,則:
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
開(kāi)始/mol 0.4 0.4 0 0
轉(zhuǎn)化/mol x x x 0.5x
平衡/mol 0.4-x 0.4-x 43、 x 0.5x
恒溫恒容條件下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,則(0.4+0.4)∶(0.4-x+0.4-x+x+0.5x)=320∶250,解得x=0.35,故v(NO)==1.75×10-3mol·L-1·min-1。②反應(yīng)速率越快,到達(dá)平衡時(shí)間越短,由圖可知反應(yīng)速率:Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ。③對(duì)比Ⅱ、Ⅰ可知,Ⅰ到達(dá)平衡時(shí)間縮短且起始?jí)簭?qiáng)增大,應(yīng)是升高溫度;對(duì)比Ⅱ、Ⅲ可知,起始和平衡時(shí)壓強(qiáng)均不變,Ⅲ到達(dá)平衡時(shí)間縮短,應(yīng)是使用催化劑。④根據(jù)③中分析可知,Ⅱ、Ⅲ相比,平衡不移動(dòng),故CO轉(zhuǎn)化率不變,即αⅡ(CO)=αⅢ(CO)。Ⅰ與Ⅱ相比,Ⅰ中溫度較高,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO 44、的轉(zhuǎn)化率減小,即αⅠ(CO)<αⅡ(CO),故轉(zhuǎn)化率αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。⑤Ⅱ、Ⅲ溫度相同,平衡常數(shù)相同,結(jié)合①中計(jì)算可知平衡時(shí)NO濃度為0.01 mol·L-1,CO濃度為0.01 mol·L-1,CO2的濃度為0.07 mol·L-1,N2的濃度為0.035 mol·L-1,平衡常數(shù)K===17 150。
答案:(1)N2+O22NO 溫度升高,反應(yīng)速率加快
(2)①1.75×10-3 mol· L-1·min-1
②Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ
③升高溫度;達(dá)到平衡的時(shí)間比Ⅱ縮短,起始?jí)簭?qiáng)增大
加催化劑;達(dá)到平衡的時(shí)間比Ⅱ縮短,平衡沒(méi)有移動(dòng)
④αⅡ(CO)=αⅢ(CO)> 45、αⅠ(CO)
⑤17 150
20.(14分)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)NaClO2的化學(xué)名稱為_(kāi)_______________。
(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323 K,NaClO2溶液濃度為5×10-3mol·L-1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。
離子
SO
SO
NO
NO
Cl-
c/(mol·L-1)
8.35×10-4
6.87×10-6
1.5×10-4
1.2×10-5
3.4×10-3
46、
①寫(xiě)出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式:__________________________________________________________________________________________。
增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率________(填“提高”“不變”或“降低”)。
②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸________ (填“增大”“不變”或“減小”)。
③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率________脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是_______________________ 47、
________________________。
(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中SO2和NO的平衡分壓pc如圖所示。
①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均________(填“增大”“不變”或“減小”)。
②反應(yīng)ClO+2SO===2SO+Cl-的平衡常數(shù)K表達(dá)式為_(kāi)___________________。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到較好的煙氣脫硫效果。
①?gòu)幕瘜W(xué)平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是_______________
___________________ 48、_____________________________________________________。
②已知下列反應(yīng):
SO2(g)+2OH- (aq) ===SO (aq)+H2O(l) ΔH1
ClO- (aq)+SO(aq)===SO(aq)+Cl-(aq) ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO(aq) ΔH3
則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH- (aq) === CaSO4(s)+H2O(l)+Cl- (aq)的ΔH=_____________________________________________________ 49、___________________。
解析:(1)NaClO2中氯元素的化合價(jià)為+3,NaClO2的名稱是亞氯酸鈉。(2)①NaClO2溶液脫硝過(guò)程中,NO轉(zhuǎn)化為NO、NO,主要轉(zhuǎn)化為NO,書(shū)寫(xiě)離子方程式時(shí)運(yùn)用得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒,得到4NO+3ClO+4OH-===4NO+2H2O+3Cl-。上述反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,使NO的轉(zhuǎn)化率提高。②根據(jù)上述反應(yīng)可知,隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H+)逐漸增大,pH逐漸減小。③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出,溶液中含硫離子的濃度大于含氮離子的濃度,所以脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。這可能是因?yàn)镹O溶解度較低、脫硝反 50、應(yīng)活化能較高等。(3)①縱坐標(biāo)是平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù),反應(yīng)溫度升高,SO2和NO的平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù)減小,即平衡分壓增大,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),所以平衡常數(shù)減小。②根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式的規(guī)則書(shū)寫(xiě)即可。(4)①如果使用Ca(ClO)2,則生成的SO會(huì)與Ca2+結(jié)合,生成CaSO4沉淀,促使脫硫反應(yīng)正向進(jìn)行,提高SO2的轉(zhuǎn)化率。②設(shè)三個(gè)反應(yīng)依次是a、b、c,根據(jù)蓋斯定律,由a+b-c得SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq) ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
答案:(1)亞氯酸鈉
(2)①4NO+3ClO+4OH-===4NO+2H2O+3Cl- 提高?、跍p小 ③大于 NO溶解度較低(或脫硝反應(yīng)活化能較高)
(3)①減小?、?
(4)①形成CaSO4沉淀,反應(yīng)平衡正向移動(dòng),SO2轉(zhuǎn)化率提高?、讦1+ΔH2-ΔH3
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