2019高考化學總復習 第七章 化學反應速率和化學平衡 課時作業(yè)21 化學平衡 新人教版.doc

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課時作業(yè)21　化學平衡 一、選擇題 1．可以證明可逆反應N2＋3H22NH3已達到平衡狀態(tài)的是(　　) ①1個N≡≡N斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂；②1個N≡≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵斷裂；③其他條件不變時，混合氣體平均相對分子質量不再改變；④恒溫恒容時，體系壓強不再改變；⑤NH3、N2、H2的體積分數都不再改變；⑥恒溫恒容時，混合氣體的密度保持不變；⑦正反應速率v(H2)＝0.6 mol/(Lmin)，逆反應速率v(NH3)＝0.4 mol/(Lmin) A．全部 B．①③④⑤ C．②③④⑤⑦ D．③⑤⑥⑦ 解析：①根據兩種化學鍵的斷裂情況可知反應方向相同，不能判斷反應是否達到平衡；②反應方向相反，且速率之比等于化學計量數之比，說明反應已達到平衡；③由于該反應為非等體積反應，混合氣體平均相對分子質量不再改變，說明各物質的量不再變化，則說明反應已達到平衡；④恒溫恒容時，體系壓強不再改變，說明各物質的量不再變化，則說明反應已達到平衡；⑤NH3、N2、H2的體積分數都不再改變，說明各物質的量不再變化，則說明反應已達到平衡；⑥恒溫恒容時，由于各物質均為氣體，混合氣體的密度始終不變，不能判斷反應是否達到平衡；⑦正、逆反應速率相等，則說明反應已達到平衡。 答案：C 2．下列對化學平衡移動的分析中，不正確的是(　　) ①已達平衡的反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，當增加反應物物質的量時，平衡一定向正反應方向移動 ②已達平衡的反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，當增大N2的濃度時，平衡向正反應方向移動，N2的轉化率一定升高 ③有氣體參加的反應平衡時，若減小反應器容積時，平衡一定向氣體體積減小的方向移動 ④有氣體參加的反應平衡時，在恒壓反應器中充入稀有氣體，平衡一定不移動 A．①④ B．①②③ C．②③④ D．①②③④ 解析：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，當增加碳的物質的量時，平衡不移動，①不對；當增大N2的濃度時，平衡向正反應方向移動，N2的轉化率降低，②不對；③如果同時改變其他條件，平衡不一定向氣體體積減小的方向移動；有氣體參加的反應達平衡時，在恒壓反應器中充入稀有氣體，容器容積增大，各物質濃度減小，等效于減小壓強，平衡可能發(fā)生移動，④錯誤。 答案：D 3．將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中，當反應2NO2(g)N2O4(g)達到平衡后，改變某個條件，下列敘述正確的是(　　) A．升高溫度，氣體顏色加深，則此反應為吸熱反應 B．慢慢壓縮氣體體積，平衡向正反應方向移動，混合氣體的顏色變淺 C．慢慢壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強增大，但小于原來的兩倍 D．恒溫恒容時，充入惰性氣體，壓強增大，平衡向正反應方向移動，混合氣體的顏色變淺 解析：升高溫度，氣體顏色加深，則平衡向逆反應方向移動，故正反應為放熱反應，A錯誤；首先假設平衡不移動，壓縮體積，氣體顏色加深，但平衡向正反應方向移動，使混合氣體的顏色在加深后的基礎上變淺，但一定比原平衡的顏色深，B錯誤；同理，首先假設平衡不移動，若體積減小一半，則壓強變?yōu)樵瓉淼膬杀?，但平衡向正反應方向移動，使壓強在原平衡兩倍的基礎上減小，C正確；體積不變，反應物及生成物濃度不變，所以正、逆反應速率均不變，平衡不移動，顏色無變化，D錯誤。 答案：C 4．一定條件下，通過下列反應可實現燃煤煙氣中的硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l)　ΔH<0。一定溫度下，在容積為2 L的恒容密閉容器中1 mol SO2和n mol CO發(fā)生反應，5 min后達到平衡，生成2a mol CO2。下列說法正確的是(　　) A．反應前2 min的平均速率v(SO2)＝0.1a molL－1min－1 B．當混合氣體的物質的量不再改變時，反應達到平衡狀態(tài) C．平衡后保持其他條件不變，從容器中分離出部分硫，平衡向正反應方向移動 D．平衡后保持其他條件不變，升高溫度和加入催化劑，SO2的轉化率均增大 解析：根據方程式可知，生成2a mol CO2的同時，消耗a mol SO2，其濃度是0.5a molL－1，所以反應前5 min的平均速率v(SO2)＝0.5a molL－15 min＝0.1a molL－1min－1，故前2 min的平均速率大于0.1a molL－1min－1，A不正確；根據方程式可知，該反應是反應前后氣體的物質的量減小的可逆反應，因此當混合氣體的物質的量不再改變時，可以說明反應達到平衡狀態(tài)，B正確；S是液體，改變液體的質量，平衡不移動，C不正確；該反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，SO2的轉化率降低，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，轉化率不變，D不正確。 答案：B 5．已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝ －905.9 kJmol－1。一定條件下，向1 L密閉容器中投入0.8 mol的NH3和1.6 mol的O2，發(fā)生上述反應，第2 min和第4 min時NH3的物質的量分別為0.6 mol和0.3 mol。下列說法中不正確的是(　　) A．上述反應的逆反應的活化能不小于905.9 kJmol－1 B．反應在第2 min到第4 min時，O2的平均速率為0.15 molL－1min－1 C．反應第2 min時改變了某一條件，該條件可能是使用催化劑或升高溫度 D．平衡后降低壓強，混合氣體平均摩爾質量減小 解析：正反應是放熱反應，該反應的逆反應的活化能減去正反應的活化能等于905.9 kJmol－1，則逆反應的活化能不小于905.9 kJmol－1，A項正確；v(O2)＝v(NH3)＝＝0.187 5 molL－1min－1，B項錯誤；反應從第2 min到第4 min，使用催化劑或升高溫度均能加快反應速率，使反應物的物質的量減少，C項正確；平衡后降低壓強，平衡正向移動，反應物和生成物的總質量不變，總物質的量增大，則混合氣體平均摩爾質量減小，D項正確。 答案：B 6．對于平衡體系：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH<0，下列判斷，其中正確的是(　　) A．若溫度不變，容器體積擴大一倍，此時氣體A的濃度是原來的0.48倍，則a＋b>c＋d B．若從正反應開始，平衡時，氣體A、B的轉化率相等，則起始時氣體A、B的物質的量之比為b∶a C．若平衡體系中共有氣體m mol，再向其中充入n mol B，達到平衡時氣體總物質的量為(m＋n) mol，則a＋b＝c＋d D．若a＋b＝c＋d，則對于體積不變的容器，升高溫度，平衡向左移動，容器中氣體的壓強不變 解析：若溫度不變，容器體積擴大一倍，如果反應前后氣體分子數不變，則A的濃度為原來的0.5倍，現為原來的0.48倍，說明平衡向氣體分子數增多的方向(正反應方向)移動，則a＋bp2 D．d是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學反應速率隨時間變化的圖象 解析：根據圖象a，升高溫度，平衡正向移動，正反應ΔH>0，A錯誤；b圖象中，使用催化劑，反應速率加快，先達到平衡，B正確；c圖象中，此反應為反應前后氣體物質的量不變的化學反應，改變壓強不影響平衡狀態(tài)，即不影響A的轉化率，且由于不斷加入B，A的轉化率增大，C錯誤；d圖象中，反應實質是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，K＋和Cl－不參加化學反應，KCl濃度增大不影響化學平衡，D錯誤。 答案：B 11．利用I2O5可消除CO污染，反應為5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)　ΔH。不同溫度(T1、T2)下，向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO，測得CO2氣體體積分數φ(CO2)隨時間t變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．T10 B．T1溫度下，該反應的平衡常數為1 024 C．T2溫度下，0～0.5 min內，CO的平均反應速率為0.3 molL－1min－1 D．T1溫度下，若向裝有足量I2固體的2 L恒容密閉容器中通入10 mol CO2，達到平衡時，φ(CO2)＝0.6 解析：T2先達化學平衡，T1”“<”或“＝”)，a＝________。 (2)該溫度下反應的平衡常數K＝________；若甲中反應10 s時達到平衡，則0～10 s內甲中的平均反應速率v(H2)＝________。 (3)下列情況能說明該反應一定達到平衡狀態(tài)的是________(填字母編號)。 a．v(CO2)消耗＝v(CH3OH)生成 b．氣體的密度不再隨時間改變 c．CO2和CH3OH的濃度之比不再隨時間改變 d．氣體的平均相對分子質量不再隨時間改變 (4)其他條件不變，達到平衡后，下列不能提高H2轉化率的操作是________(填字母編號)。 a．降低溫度　　　　　　 b．充入更多的H2 c．移除甲醇 d．增大容器體積 解析：(1)等效平衡，等溫等容條件下，反應前后氣體化學計量數之和不相等，轉化到同一半邊，投入量跟原平衡投入量相等，這兩個平衡是全等平衡，即c1＝c2，根據等效平衡得出：29.4＋a＝49.0，a＝19.6。 (2)設消耗CO2物質的量為x。 根據放出的熱量得出x＝29.4 kJ49 kJ/mol＝0.6 mol。 K＝＝2.1，v(H2)＝30.6 mol(2 L10 s)＝0.09 molL－1s－1。 (3)用反應速率表示達到平衡狀態(tài)，不同種物質表示時，要求反應方向一正一逆，且反應速率之比等于其化學計量數之比，消耗CO2和生成CH3OH是同一方向，故a不能作為達到平衡狀態(tài)的標志；依據ρ＝m/V，反應物和生成物都是氣體，反應過程中氣體的質量不變，條件是等溫等容，V不變，故b不能作為達到化學平衡的標志；依據化學平衡狀態(tài)的定義：一定條件下，當各組分的濃度不再改變，此狀態(tài)為化學平衡狀態(tài)，故c能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志；M＝m/n，m始終不變，根據反應方程式，隨反應進行氣體的物質的量減小，n是改變的，故d能作為達到化學平衡的標志。 (4)此反應是放熱反應，根據勒夏特列原理，降低溫度，反應向正反應移動，氫氣的轉化率升高，故a不符合題意；充入更多的氫氣，反應雖然向正反應方向移動，但氫氣的轉化率降低，符合題意；移除甲醇，減少生成物的濃度，反應向正反應方向移動，氫氣的轉化率增大，故不符合題意；增大容器體積，組分濃度減小，平衡向逆反應方向移動H2的轉化率減小，故d符合題意。 答案：(1)＝　19.6 (2)2.1(寫成也可)　0.09 molL－1s－1 (3)cd　(4)bd 14．合成氨工業(yè)是貴州省開磷集團的重要支柱產業(yè)之一。氨是一種重要的化工原料，在工農業(yè)生產中有廣泛應用。 (1)一定溫度下，在固定容積的密閉容器中進行可逆反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。該可逆反應達到平衡的標志是________(填字母)。 A．3v正(H2)＝2v逆(NH3) B．單位時間生成m mol N2的同時生成3m mol H2 C．容器內的總壓強不再隨時間而變化 D．混合氣體的密度不再隨時間變化 (2)工業(yè)上可用天然氣為原料來制取合成氨的原料氣氫氣。某研究性學習小組的同學模擬工業(yè)制取氫氣的原理，在一定溫度下，容積為2 L的恒容密閉容器中測得如表所示數據。請回答下列問題： 時間/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 ①分析表中數據，判斷5 min時反應是否處于平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)，前5 min反應的平均反應速率v(CH4)＝________。 ②該溫度下，上述反應的平衡常數K＝_____________。 ③7～10 min，CO的物質的量減少的原因可能是________(填字母)。 A．減少CH4的物質的量　　 B．降低溫度 C．升高溫度 D．充入H2 (3)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工業(yè)制硝酸的重要反應。在1 L密閉容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他條件不變，測得c(NO)與溫度的關系如圖所示。該反應的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0；T0溫度下，NH3的轉化率為________。 解析：(1)2v正(H2)＝3v逆(NH3)時反應達到平衡，A項錯誤；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反應不一定達到平衡，B項錯誤；此反應為反應前后氣體分子數不相等的反應，壓強不變可以說明反應達到平衡狀態(tài)，C項正確；混合氣體總質量不變，容器容積不變，所以混合氣體的密度始終不變，故混合氣體的密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，D項錯誤。(2)①根據反應CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，結合表中數據5 min時H2為0.60 mol，可知CO為0.20 mol，即c＝0.20，則a＝0.20,7 min時，各物質的物質的量與5 min時相同，所以5 min時反應達到平衡狀態(tài)；v(CH4)＝＝0.02 molL－1min－1。②該溫度下平衡時，c(CH4)＝0.10 molL－1，c(H2O)＝0.40 molL－1，c(CO)＝0.10 molL－1，c(H2)＝0.30 molL－1，則K＝＝0.067 5 mol2L－2。③10 min時，只有CO的物質的量減少，其他物質的物質的量都增加，所以原因只能是充入氫氣，使平衡逆向移動，選D。(3)由題給圖象可知，NO的濃度達到最大后，隨溫度升高，NO的濃度又逐漸減小，所以該反應的ΔH<0，T0時，c(NO)＝3.0 molL－1，則反應消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的轉化率為100%＝75%。 答案：(1)C　(2)①是　0.02 molL－1min－1 ②0.067 5?、跠　(3)<　75%