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單元質(zhì)檢卷(七) 化學反應速率和化學平衡
(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.已建立化學平衡的某可逆反應,當改變條件使化學平衡向正反應方向移動時,下列有關敘述正確的是( )
①生成物的質(zhì)量分數(shù)一定增加
②生成物的產(chǎn)量一定增大
③反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大
④反應物的濃度一定降低
⑤正反應速率一定大于逆反應速率
⑥平衡常數(shù)一定增大
A.①② B.③⑤ C.②⑤ D.④⑥
2.灰錫結構松散,不能用于制造器皿,而白錫結構堅固,可以制造器皿。現(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)化為灰錫反應的焓變和熵變分別為ΔH=-2.180 9 kJmol-1,ΔS=-6.6 Jmol-1K-1,當ΔH-TΔS<0時反應能自發(fā)進行)( )
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點均未建立平衡,C點恰好達到平衡
D.若在恒溫恒容容器中,以相同的投料進行該反應,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:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應平衡常數(shù)與溫度的關系如下表:
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)的反應為放熱反應
B.25 ℃時反應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的體積分數(shù)隨壓強變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是 ( )
A.A、C兩點的反應速率:A>C
B.A、C兩點氣體的顏色: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,則化學平衡常數(shù)KA>KC
9.溶液中的反應X+Y2Z分別在①②③三種不同實驗條件下進行,它們的起始濃度為c(X)=c(Y)=0.100 molL-1、c(Z)=0,反應物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.反應進行到5.0 min時實驗③的反應速率最快
B.條件②的反應最先達到平衡
C.②與①比較,②可能壓強更大
D.該反應的正反應是吸熱反應
10.如圖表示反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0的正反應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
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,使體系總壓強增大
D.再充入2 mol CO和5 mol H2
④下列可說明反應已達到化學平衡狀態(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后反應達到平衡,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反應的平衡常數(shù)K= 。
③反應在0~5 min的平均反應速率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:
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②的影響是 。
(3)控制反應條件,反應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,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的平衡常數(shù)Kp表達式為 。
13.(18分)諾貝爾化學獎獲得者喬治歐拉教授率領團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”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中含有的化學鍵類型是 鍵。
(2)將生成的甲醇(沸點為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)化總反應的熱化學方程式是 。
(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。測得該反應體系中X、Y濃度隨時間變化如圖所示。
①Y的化學式是 ,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,若在恒壓條件下進行該反應,Y的轉(zhuǎn)化率高于75%
c.升高溫度使該反應的平衡常數(shù)K增大,則可知該反應為吸熱反應
d.金屬釕可大大提高該反應中反應物的轉(zhuǎn)化率
③從反應開始到平衡,用氫氣表示的平均反應速率v(H2)= molL-1min-1。
單元質(zhì)檢卷(七) 化學反應速率和化學平衡
1.C 若加入反應物,平衡向正反應方向移動,生成物的質(zhì)量分數(shù)不一定增加,①錯誤;化學平衡向正反應方向移動時,生成物的產(chǎn)量一定增大,②正確;若加入反應物,平衡向正反應方向移動時,反應物的轉(zhuǎn)化率不一定增大,如對于恒溫恒容條件下的反應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,平衡向正反應方向移動至新的平衡,反應物的濃度比原平衡時增大,④錯誤;平衡向正反應方向移動時,正反應速率一定大于逆反應速率,⑤正確;溫度不變,平衡常數(shù)不變,⑥錯誤。故選C。
2.A 反應自發(fā)進行需要滿足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,所以反應在0℃能自發(fā)進行,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速率,Z生成速率表示正反應速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應為3∶2,B不正確;由可逆反應的特點可知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,隨著反應進行,反應物濃度降低,正反應速率減小,但該圖像中開始時正反應速率升高,說明反應過程中溫度升高,故正反應為放熱反應,A項正確;從A到C點正反應速率增大,反應物濃度不斷減小,B項錯誤;可逆反應達到化學平衡時,正反應速率與逆反應速率相等,且保持不變,而C點后反應速率仍然在變化,C項錯誤;該反應為放熱反應,恒溫容器隨著反應進行溫度不變,而絕熱容器隨著反應進行,體系溫度升高,溫度越高,反應物轉(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,故正反應為放熱反應,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,對逆反應有利,平衡逆向移動,則平衡常數(shù)減小,所以K(T1)
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單元質(zhì)檢卷7
化學反應速率和化學平衡
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