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單元質(zhì)檢卷(七) 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
(時間:45分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求)
1.已建立化學(xué)平衡的某可逆反應(yīng),當(dāng)改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動時,下列有關(guān)敘述正確的是( )
①生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定增加
②生成物的產(chǎn)量一定增大
③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大
④反應(yīng)物的濃度一定降低
⑤正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率
⑥平衡常數(shù)一定增大
A.①② B.③⑤ C.②⑤ D.④⑥
2.灰錫結(jié)構(gòu)松散,不能用于制造器皿,而白錫結(jié)構(gòu)堅固,可以制造器皿?，F(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室內(nèi)存放,它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用(已知在0 ℃、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫反應(yīng)的焓變和熵變分別為ΔH=-2.180 9 kJmol-1,ΔS=-6.6 Jmol-1K-1,當(dāng)ΔH-TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行)( )
A.會變 B.不會變
C.不能確定 D.升高溫度才會變
3.一定條件下,對于可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.08 molL-1,則下列判斷正確的是( )
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3
C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等
D.c1的取值范圍為0
B>A
C.A、B點(diǎn)均未建立平衡,C點(diǎn)恰好達(dá)到平衡
D.若在恒溫恒容容器中,以相同的投料進(jìn)行該反應(yīng),平衡后轉(zhuǎn)化率小于絕熱恒容容器中的轉(zhuǎn)化率
7.在容積為300 mL的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng):Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃
25
80
230
平衡常數(shù)
5104
2
1.910-5
下列說法不正確的是( )
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.25 ℃時反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常數(shù)為210-5
C.在80 ℃時,測得某時刻,Ni(CO)4(g)、CO濃度均為0.5 molL-1,則此時v(正)>v(逆)
D.80 ℃達(dá)到平衡時,測得n(CO)=0.15 mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為0.125 molL-1
8.反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJmol-1在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是 ( )
A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
D.若p2>p1,則化學(xué)平衡常數(shù)KA>KC
9.溶液中的反應(yīng)X+Y2Z分別在①②③三種不同實驗條件下進(jìn)行,它們的起始濃度為c(X)=c(Y)=0.100 molL-1、c(Z)=0,反應(yīng)物X的濃度隨時間變化如圖所示。②③與①比較只有一個實驗條件不同,下列說法不正確的是( )
A.反應(yīng)進(jìn)行到5.0 min時實驗③的反應(yīng)速率最快
B.條件②的反應(yīng)最先達(dá)到平衡
C.②與①比較,②可能壓強(qiáng)更大
D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
10.如圖表示反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0的正反應(yīng)速率隨時間的變化情況,試根據(jù)如圖所示曲線判斷下列說法中可能正確的是( )
A.t1時只減小了壓強(qiáng)
B.t1時只降低了溫度
C.t1時只減小了NH3的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動
D.t1時減小N2的濃度,同時增大了NH3的濃度
二、非選擇題(本題共3個小題,共50分)
11.(16分)在壓強(qiáng)為0.1 MPa、容積為10 L的密閉容器中,2 mol CO與5 mol H2的混合氣體在催化劑作用下能生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。請回答下列問題:
(1)①該反應(yīng)的熵變ΔS (填“>”“<”或“=”)0。
②若溫度T1>T2,則平衡常數(shù)K(T1) (填“>”“<”或“=”)K(T2)。
③下列措施既可以增大反應(yīng)速率又可以提高甲醇產(chǎn)率的是 (填字母)。
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大
D.再充入2 mol CO和5 mol H2
④下列可說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填字母)。
A.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)
B.混合氣體的密度不再改變
C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
D.CO與H2的濃度之比不再變化
(2)若溫度為T2時,5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為75%,則:
①平衡時體系總的物質(zhì)的量為 mol。
②反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
③反應(yīng)在0~5 min的平均反應(yīng)速率v(H2)= 。
12.(16分)碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中有重要作用,甲醇水蒸氣重整制氫系統(tǒng)可能發(fā)生下列三個反應(yīng):
①CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.8 kJmol-1
②CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
ΔH2=+49 kJmol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
請回答下列問題:
(1)ΔH3= 。
(2)溫度升高對反應(yīng)②的影響是 。
(3)控制反應(yīng)條件,反應(yīng)①中的產(chǎn)物也可以用來合成甲醇和二甲醚,其中合成二甲醚的化學(xué)方程式為:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),在相同條件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡轉(zhuǎn)化率隨氫碳比n(H2)n(CO)的變化如圖所示:
①合成二甲醚的最佳氫碳比為 。
②對于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡分壓pB代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可以表示平衡常數(shù)(記作Kp),水煤氣合成二甲醚反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp表達(dá)式為 。
13.(18分)諾貝爾化學(xué)獎獲得者喬治歐拉教授率領(lǐng)團(tuán)隊首次采用金屬釕作催化劑,從空氣中捕獲CO2直接轉(zhuǎn)化為甲醇,為通往未來“甲醇經(jīng)濟(jì)”邁出了重要一步,并依據(jù)該原理開發(fā)如圖所示轉(zhuǎn)化。
(1)CO2中含有的化學(xué)鍵類型是 鍵。
(2)將生成的甲醇(沸點(diǎn)為64.7 ℃)與水分離可采取的方法是 。
(3)上圖所示轉(zhuǎn)化中,由第1步至第4步的反應(yīng)熱(ΔH)依次是a kJmol-1、b kJmol-1、c kJmol-1、d kJmol-1,則該轉(zhuǎn)化總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
(4)500 ℃時,利用金屬釕作催化劑,在固定容積的密閉容器中可直接實現(xiàn)如(3)中轉(zhuǎn)化得到甲醇。測得該反應(yīng)體系中X、Y濃度隨時間變化如圖所示。
①Y的化學(xué)式是 ,判斷的理由是 。
②下列說法正確的是 (填字母)。
a.Y的轉(zhuǎn)化率是75%
b.其他條件不變時,若在恒壓條件下進(jìn)行該反應(yīng),Y的轉(zhuǎn)化率高于75%
c.升高溫度使該反應(yīng)的平衡常數(shù)K增大,則可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
d.金屬釕可大大提高該反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
③從反應(yīng)開始到平衡,用氫氣表示的平均反應(yīng)速率v(H2)= molL-1min-1。
單元質(zhì)檢卷(七) 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
1.C 若加入反應(yīng)物,平衡向正反應(yīng)方向移動,生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一定增加,①錯誤;化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動時,生成物的產(chǎn)量一定增大,②正確;若加入反應(yīng)物,平衡向正反應(yīng)方向移動時,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大,如對于恒溫恒容條件下的反應(yīng)A(g)+B(g)C(g),加入A,B的轉(zhuǎn)化率增大,A的轉(zhuǎn)化率減小,③錯誤;增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動至新的平衡,反應(yīng)物的濃度比原平衡時增大,④錯誤;平衡向正反應(yīng)方向移動時,正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率,⑤正確;溫度不變,平衡常數(shù)不變,⑥錯誤。故選C。
2.A 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行需要滿足ΔH-TΔS<0,由0℃為273K、ΔH=-2.1809kJmol-1、ΔS=-6.6Jmol-1K-1代入公式:ΔH-TΔS=-2.1809103Jmol-1+2736.6Jmol-1K-1=-379.1Jmol-1<0,所以反應(yīng)在0℃能自發(fā)進(jìn)行,即在0℃、100kPa的室內(nèi)存放,白錫會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用,A項正確。
3.D X與Y的平衡濃度之比為1∶3,轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正確;平衡時Y生成速率表示逆反應(yīng)速率,Z生成速率表示正反應(yīng)速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應(yīng)為3∶2,B不正確;由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0QⅡ,且都小于92.3kJ,N2的轉(zhuǎn)化率:平衡Ⅰ>平衡Ⅱ。
6.A 一個可逆反應(yīng),隨著反應(yīng)進(jìn)行,反應(yīng)物濃度降低,正反應(yīng)速率減小,但該圖像中開始時正反應(yīng)速率升高,說明反應(yīng)過程中溫度升高,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項正確;從A到C點(diǎn)正反應(yīng)速率增大,反應(yīng)物濃度不斷減小,B項錯誤;可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,且保持不變,而C點(diǎn)后反應(yīng)速率仍然在變化,C項錯誤;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),恒溫容器隨著反應(yīng)進(jìn)行溫度不變,而絕熱容器隨著反應(yīng)進(jìn)行,體系溫度升高,溫度越高,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越小,D項錯誤。
7.C 由表中數(shù)據(jù)可知隨溫度升高,平衡常數(shù)減小,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A正確;15104=210-5,B正確;代入數(shù)據(jù)計算可得Qc>K,平衡逆向移動,v(正)T2,溫度升高,對逆反應(yīng)有利,平衡逆向移動,則平衡常數(shù)減小,所以K(T1)
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