2020版高考化学第7章化学反应的方向、限度与速率9章末综合检测（七）鲁科版.docx

第7章 化学反应的方向、限度与速率章末综合检测(七)(时间：60分钟；满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题5分，共40分)1下列说法能够用勒夏特列原理来解释的是()A加入催化剂可以提高单位时间氨的产量B高压有利于氨的合成反应C700 K高温比室温更有利于合成氨的反应D恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入He，使压强增大，则平衡正向移动，NH3增多解析：选B。A项中加入催化剂只能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，提高单位时间的产量，不能使化学平衡发生移动。B项中合成氨是一个反应前后气体分子数减小的反应，所以增大压强，使平衡向正方向移动，有利于合成氨，符合勒夏特列原理。C项中因为合成氨是一个放热反应，所以从化学平衡移动角度分析，应采用较低温度。700 K高温较室温不利于平衡向合成氨方向移动。采用700 K既考虑到温度对速率的影响，更主要的是700 K左右催化剂活性最大。D项中恒温恒容下充入He，稀有气体He不与N2、H2、NH3反应。虽总压强增大了，实际上平衡体系各成分浓度不变(即分压不变)，所以平衡不移动，NH3的产量不变。2(2019银川检测)一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，对于可逆反应：A(s)3B(g)2C(g)，下列说法说明达到平衡状态的是()C的生成速率和C的分解速率相等单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B气体密度不再变化混合气体的总压强不再变化A、B、C的物质的量之比为132混合气体的平均相对分子质量不变ABC D解析：选B。是判断平衡状态的本质依据，正确；生成A、B都是逆反应方向，在任何条件下都成立，错误；容器体积不变，气体密度不变，说明气体总质量不变，即达到平衡状态，正确；容器体积不变，一定温度下，当混合气体的压强不变时，混合气体总物质的量不变，正确；A、B、C的物质的量之比等于其化学计量数之比不能说明反应达到平衡状态，错误；随着反应进行，气体质量增大，气体总物质的量减小，平均相对分子质量增大，当平均相对分子质量不变时，说明达到平衡状态，正确。3(2019贵阳一模)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)HK，化学平衡逆向移动，D正确。6向绝热恒容的密闭容器中通入SO2和NO2，发生反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)，其正反应速率(v正)随时间(t)变化的关系如图所示。下列结论中错误的是()A反应在c点达到平衡状态B反应物浓度：a点大于b点C反应物的总能量高于生成物的总能量D逆反应速率：c点大于b点解析：选A。图中c点正反应速率最大，此时不可能是化学平衡状态，A项错误；起始时反应物的浓度最大，然后逐渐减小，B项正确；随着反应的进行，反应速率加快表明正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C项正确；c点温度高，正、逆反应速率均大于b点，D项正确。7以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量之比为13投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()Aa点的平衡常数小于b点Bb点，v正(CO2)v逆(H2O)Ca点，H2和H2O的物质的量相等D其他条件恒定，充入更多H2，v(CO2)不变解析：选C。从图像可知，温度越高氢气的含量越高，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故平衡常数：ab，A错误；b点只能说明该温度下，CO2和H2O的浓度相等，不能说明v正(CO2)v逆(H2O)，B错误；从图像可知，a点H2和H2O的物质的量百分数相等，故物质的量相等，C正确；其他条件恒定，充入更多H2，使反应物浓度增大，正反应速率增大，即v(CO2)增大，D错误。8(热点题)在一恒容的密闭容器中充入0.1 molL1 CO2、0.1 molL1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是()A上述反应的H0B压强：p4p3p2p1C1 100 时该反应平衡常数为1.64D压强为p4时，在Y点：v正0，A项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，CH4的平衡转化率越小，故p4p3p2p1，B项正确；1 100 时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为CH40.02 molL1，CO20.02 molL1，CO0.16 molL1，H20.16 molL1，即平衡常数K1.64(molL1)2，C项正确；压强为p4时，Y点反应未达到平衡，需增大CH4的转化率才能达到平衡，此时v正v逆，D项错误。二、非选择题(本题包括4小题，共60分)9(15分)向某密闭容器中加入4 mol A、1.2 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如图甲所示已知0t1阶段保持恒温、恒容，且c(B)未画出。图乙为t2时刻后改变反应条件，反应速率随时间的变化情况，已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件，其中t3时刻为使用催化剂。(1)若t115 s，则0t1阶段的反应速率v(C)_。(2)t4时刻改变的条件为_，B的起始物质的量为_。(3)t5时刻改变的条件为_，该反应的逆反应为_(填“吸热反应”或“放热反应”)。(4)已知0t1阶段该反应放出或吸收的热量为Q kJ(Q为正值)，试写出该反应的热化学方程式：_。(5)图乙中共有五处平衡，其平衡常数最大的是_。解析：(1)根据图甲可知，0t1阶段的反应速率v(C)(0.6 molL10.3 molL1)15 s0.02 molL1s1。(2)t4时刻，正、逆反应速率同时降低，平衡不移动，只能是减小压强，同时推知该反应前后气体的分子数相等，进而求得B的起始物质的量。(3)t5时刻，正、逆反应速率同时增大，且平衡移动，一定是升高了温度。进而根据平衡正向移动的事实推知该反应为吸热反应，其逆反应为放热反应。(4)由(3)可知，该反应为吸热反应，结合本小题信息，推知4 mol A完全反应，吸收5Q kJ的热量，由此可写出相应的热化学方程式。(5)平衡常数只与温度有关，因而的平衡常数相同。升高温度时平衡常数增大，因而的平衡常数最大。答案：(1)0.02 molL1s1(2)减小压强2 mol(3)升高温度放热反应(4)2A(g)B(g)3C(g)H2.5Q kJmol1(5)10(15分)(2019沈阳一模)合成氨原料气H2可通过CO和水蒸气在一定条件下反应制得。(1)已知CO和H2的燃烧热分别是283.0 kJmol1、285.8 kJmol1，1 g液态水变成水蒸气时要吸收2.44 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为_。(2)该反应随温度升高正、逆反应平衡常数的变化曲线如图所示，表示K正的曲线为_(填“A”或“B”)，理由是_。(3)T1 时，向容积固定为5 L的容器中充入2 mol水蒸气和3 mol CO，发生上述反应达平衡，则平衡时水蒸气的转化率是_。(4)保持温度为T1 ，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入恒容容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_(填字母)。a容器内压强不随时间改变b混合气体的密度不随时间改变c单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2d混合气体中n(CO)n(H2O)n(CO2)n(H2)9466(5)某工业合成氨的原料气组成为H2 40%、N2 20%、CO 30%、CO2 10%(均为体积分数)。向上述原料气中加入水蒸气，以除去其中的CO。已知不同温度下的反应物投料比n(H2O)/n(CO)，平衡时混合气体中CO的体积分数如表所示：200T2T3T411.702.736.007.8530.210.300.841.5250.020.060.430.80T2、T3、T4的大小关系为_，判断的理由是_。维持温度不变，若要使CO的转化率升高，可以改变的条件是_。温度为T3 、n(H2O)/n(CO)1时，变换后的平衡混合气体中H2的体积分数是_。解析：(1)根据题意可知：CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1；H2(g)O2=H2O(l)H285.8 kJmol1；H2O(g)=H2O(l)H(2.4418) kJmol1。根据盖斯定律，由得CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.12 kJmol1。(2)该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，所以曲线B是正反应平衡常数的变化曲线。(3)设达到平衡时，转化的CO的物质的量为x mol。则： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始/mol 3 2 0 0转化/mol x x x x平衡/mol 3x 2x x x 该反应是气体分子数不变的反应，各物质的化学计量数均为1，且容器容积固定，故可将物质的量直接代入平衡常数表达式中进行计算。已知K正K逆1，结合题图可得，T1 时，K正K逆1，故1，解得x1.2，故平衡时水蒸气的转化率为100%60%。(4)该反应是气体分子数不变的反应，在恒容容器中反应时，无论是否达到平衡，气体压强始终不变，故a项错误。由于气体总质量不变、气体体积不变，所以无论是否达到平衡，气体密度始终不变，故b项错误。单位时间内生成a mol CO2的同时必然生成a mol H2，结合题意又消耗了a mol H2，所以v(H2)正v(H2)逆，能够说明达到化学平衡状态，故c项正确。Q1K正，所以能够说明达到平衡状态，故d项正确。(5)固定投料比不变，从T2 到T4 ，CO的体积分数逐渐增大，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，则温度升高，故T2T3T4。温度不变，欲使CO的转化率升高，需使平衡正向移动，可以增大水蒸气的浓度，或增大H2O和CO投料比，或及时将CO2和H2分离出来。温度为T3 、n(H2O)/n(CO)1时，平衡时CO的体积分数为6.00%。设原料气中H2、N2、CO、CO2的物质的量分别为40 mol、20 mol、30 mol、10 mol，投入30 mol水蒸气达到平衡时气体的总物质的量为130 mol，CO的物质的量为130 mol6.00%7.8 mol，转化的CO的物质的量为30 mol7.8 mol22.2 mol，则变换后的平衡混合气体中H2的物质的量为40 mol22.2 mol62.2 mol，故H2的体积分数为100%47.8%。答案：(1)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.12 kJmol1(2)B正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小(3)60%(4)cd(5)T2T3T4该反应正反应方向为放热反应，在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡逆向移动，CO的体积分数会增大，所以T2T3”“”或“”)C点正反应速率。该温度下，该反应的平衡常数是_(用代数式表示)。为了提高甲醇的平衡转化率，宜采用的措施有_。(4)在相同温度下，在体积相同的甲、乙、丙三个容器中，起始投入物质如下：NH3(g)/molCH3OH(g)/mol反应条件甲11T，恒容乙11T，恒压丙22T，恒容达到平衡时，甲、乙、丙容器中CH3OH的转化率大小关系为_。解析：(1)类似氨，甲胺在水中形成一水合甲胺，一水合甲胺电离出氢氧根离子。电离方程式为CH3NH2H2OCH3NHOH。甲胺和稀硫酸反应生成正盐(类似硫酸铵)的化学方程式为2CH3NH2H2OH2SO4=(CH3NH3)2SO42H2O。(2)H反应物总键能生成物总键能12 kJmol1。(3)B点表示反应未平衡，逆反应速率小于正反应速率，平衡之前逆反应速率增大。C点表示反应达到平衡，正反应速率等于逆反应速率。故B点逆反应速率小于C点正反应速率。在平衡时，CH3NH2H2Oa molL1，NH3CH3OH(1a) molL1。则：K。该反应是反应前后气体分子数相等的反应，正反应是放热反应。故降温、分离出产物、增大氨浓度都会提高甲醇的平衡转化率。(4)该反应是反应前后气体分子数相等的反应，起始投入反应物相同，平衡时，甲、乙容器压强、体积均相等，故CH3OH的转化率相等；甲、丙容器比较，将甲的体积压缩为原来的一半后与丙等效，平衡不移动，甲醇的转化率相等。故甲、乙、丙中CH3OH的转化率相等。答案：(1)CH3NH2H2OCH3NHOH(CH3NH3)2SO4(2)12(3)”“”或“”)。解析：(1)由题给条件可知该反应为吸热反应，即化学键断裂吸收的总能量高于化学键形成放出的总能量，不考虑苯环中化学键的变化可得(4125348)(4123x436)124，解得x612。(2)该反应的正反应为气体分子数增大的反应，恒压设备中，通入水蒸气需增大容器容积，相当于平衡体系压强减小，平衡正向移动，反应物的转化率增大。(3)由HTS0，S0可知该反应在高温下有利于其自发进行。(4)05 min内，v(HCl)0.032 molL1min1。由题中图1知，T 平衡时，HCl和氯乙基苯的浓度均为0.16 molL1，乙苯和氯气的浓度均为0.04 molL1，则K16。6 min后，反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，平衡正向移动，则改变的条件为升高温度。画图时应注意，HCl的浓度应从0.28 molL1开始，Cl2的浓度应从0.1