整合高中化学选修4第2章第2节-化学反应的限度第2课时反应条件对化学平衡的影响测试题2-精品.doc

第二章第2节 化学反应的限度第2课时反应条件对化学平衡的影响测试题2一、选择题180 时，2 L 密闭容器中充入0.40 mol N2O4，发生反应N2O42NO2 HQ kJmol-1（Q0），获得如下数据:下列判断正确的是（ ）时间/s020406080100c(NO2)/molL-10.000.120.200.260.300.30A. 升高温度该反应的平衡常数K减小B. 2040 s 内，v（N2O4）0.002 mol/L .sC. 反应达平衡时，吸收的热量为0.30 Q kJ/molD. 100s 时再通入0.40 mol N2O4，达新平衡时N2O4的转化率减小2已知反应：2NO2（红棕色）N2O4（无色）H0。将一定量的NO2充入注射器中后封口，下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小，且整个操作过程物质均为气态）。下列说法不正确的是（ ）A. b点到c点的实验现象是气体颜色先变深后变浅，最后气体颜色比a点还要深B. c点与a点相比，n(NO2)减小，混合气体密度增大C. d 点：v(正)v(逆）D. 若在注射器中对反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)进行完全相同的操作，最后能得到相似的透光率变化趋势图像3如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是A升高温度B加大X的投入量C加催化剂D增大体积4压强对合成氨反应具有重要的影响。下表是反应达到平衡时压强与NH3含量的一些实验数据：压强MPa10203060100NH3含量(体积分数)81.586.489.995.498.8从表中数据可以推断：随着压强增大，平衡时NH3含量（ ）A. 增加 B. 减少 C. 先增加，后减 D. 先减少，后增加5一定条件下，在某密闭容器中，有下列可逆反应：2X（g）+Y（g） 2Z（g）；HT1C图3表示一定条件下的合成氨反应中，NH3的平衡体积分数随H2起始体积分数(N2的起始量恒定)的变化，图中a点N2的转化率小于b点D图4表示同一温度下，在不同容积的容器中进行反应2BaO2(s)2BaO(s)O2(g)，O2的平衡浓度与容器容积的关系7对于任何一个平衡体系，采用以下措施，一定会使平衡移动的是（ ）A加入一种反应物 B升高温度 C对平衡体系增加压强 D使用催化剂8对于某一已达化学平衡状态的可逆反应，如果改变某种条件，结果使某生成物的浓度增大，则（ ）A. 平衡一定向正反应方向移动B. 平衡一定向逆反应方向移动C. 反应物的浓度相应减小D. 平衡可能移动也可能不移动9某温度下，反应H2（g）+I2（g）2HI（g）；H0在一带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法中不正确的是（ ）A. 恒温，压缩体积，平衡不移动，混合气体颜色加深B. 恒压，充入HI（g），开始时正反应速率减小C. 恒容，升高温度，正反应速率增大D. 恒容，充入H2，I2（g）的体积分数降低10在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g) + Y(g)2Z(g) H0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是（ ）A. 02min的平均速率(Z) = 2.0103molL1min-1B. 其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前(逆)(正)C. 该温度下此反应的平衡常数K =1.44D. 其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大11已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/ 70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4830时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反应初始4 s内A的平均反应速率v(A)=0.005mol/(Ls)。下列说法正确的是A. 4 s时c(B)为0.38 mol/LB. 830达平衡时，A的转化率为20%C. 反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D. 1200时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数为0.412如图所示，反应：X（g）+3Y（g）2Z（g）H0，在不同温度、不同压强（P1P2）下，达到平衡时，混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为A. A B. B C. C D. D13100时，将0.1 mol N2O4置于1L密闭的烧瓶中，然后将烧瓶放入100 的恒温槽中，烧瓶内的气体逐渐变为红棕色：N2O4(g) 2NO2 (g)。下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为1:2 ；NO2生成速率与NO2消耗速率相等；烧瓶内气体的压强不再变化；烧瓶内气体的质量不再变化；NO2的物质的量浓度不再改变；烧瓶内气体的颜色不再加深；烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化；烧瓶内气体的密度不再变化。A B C只有 D只有14在密闭容器中进行反应X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL-1、0.2 molL-1、0.2 molL-1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是 （ ）AZ为0.2 molL-1 BY2为0.35 molL-1CX2为0.3 molL-1 DZ为0.4 molL-1二、非选择题15. （1）在一定条件下，将1.00molN2（g）与3.00molH2（g）混合于一个10.0L密闭容器中，在不同温度下达到平衡时NH3（g）的平衡浓度如图1所示。其中温度为T1时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%。当温度由T1变化到T2时，平衡常数关系K1 K2（填“”，“”或“=”）；该反应在T1温度下5.00min达到平衡，这段时间内N2的化学反应速率为 ；T1温度下该反应的化学平衡常数K1= ；（2）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温常压和光照条件下N2在催化剂表面与水发生反应：2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g），此反应的S 0（填“”或“”）；若N2（g）+3H2（g）=2NH3（g） H=a kJ/mol2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） H=b kJ/mol2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）的H= （用含a、b的式子表示）。（3）科学家采用质子高导电性的SCY陶瓷（可传递H+）实现了低温常压下高转化率的电化学合成氨，其实验原理示意图如图2所示，则阴极的电极反应式是 ；（4）已知某些弱电解质在水中的电离平衡常数（25）如下表：弱电解质H2CO3NH3.H2O电离平衡常数Ka1=4.3010-7 Ka2=5.6110-11Kb=1.7710-5现有常温下01 molL-1的（NH4）2CO3溶液，该溶液呈 性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是 ；该（NH4）2CO3溶液中各微粒浓度之间的关系式不正确的是 。Ac（NH4+）c（CO32-）c（HCO3-）c（NH3.H2O）Bc（NH4+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（OH-）+c（CO32-）Cc（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0.1mol/LDc（NH4+）+c（NH3.H2O）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）Ec（H+）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=c（OH-）+c（NH3.H2O）16. 数十年来，化学工作者对碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。如利用CO2和CH4重整可制合成气（主要成分为CO、H2），已知重整过程中部分反应的热化学方程式为：I、CH4（g）=C（s）+2H2（g） H=+75.0kJmol-1II、CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g） H=+41.0kJmol-1III、CO（g）+H2（g）=C（s）+H2O（g） H=131.0kJmol-1（1）反应CO2（g）+CH4（g）=2CO（g）+2H2（g）的H = kJmol-1；（2）固定n（CO2）=n（CH4），改变反应温度，CO2和CH4的平衡转化率见图甲； 同温度下CO2的平衡转化率 （填“大于”或“小于”）CH4的平衡转化率，其原因是 ；高温下进行该反应时常会因反应I生成“积碳”（碳单质），造成催化剂中毒，高温下反应I能自发进行的原因是 ；（3）一定条件下Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图乙所示，该反应的化学方程式为 ；（4）CO常用于工业冶炼金属，右图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lgc（CO）/c（CO2）与温度（t）的关系曲线图。下列说法正确的是 ；A工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间，减少尾气中CO的含量BCO不适宜用于工业冶炼金属铬（Cr）C工业冶炼金属铜（Cu）时较低的温度有利于提高CO的利用率DCO还原PbO2的反应H0（5）在载人航天器中应用电化学原理，以Pt为阳极，Pb（CO2的载体）为阴极，KHCO3溶液为电解质溶液，还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO，总反应的化学方程式为：2CO22CO+O2，则其阳极的电极反应式为 。17. （1）反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) H1，平衡常数为K1；反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) H2，平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表： 700900K1147215K2238167反应 CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) H，平衡常数K，则H = （用H1和H2表示），K= （用K1和K2表示），且由上述计算可知，反应CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)是 反应（填“吸热”或“放热”） ；（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) H 0，CO2的浓度与时间的关系如图所示： 该条件下反应的平衡常数为 ； 下列措施中能使平衡时增大的是 （填序号）A升高温度 B增大压强C充入一定量的CO2 D再加入一定量铁粉 一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是 （填字母）。a容器中压强不变b气体的密度不再改变cv正(CO2)=v逆(CO)dc(CO2)=c(CO)e容器内气体总物质的量不变18. 在某一容积为5 L的体积不变的密闭容器内，加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O，在催化剂存在和800的条件下加热，发生如下反应：CO（g）H2O（g） CO2（g）H2（g） H0，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：（1）根据图上数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为v（CO） mol/（Lmin），该温度（800）下的平衡常数K ；（2）在体积不变的条件下，改变下列条件重新达到平衡时能使平衡常数K增大的有 （填字母）；A升高温度B降低温度C增大压强D减小压强E加入催化剂G移出一氧化碳气体（3）如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2，在相同的条件下，反应达平衡时，c（CO）_mol/L；（4）若保持温度和容器的体积不变，在（1）中上述平衡体系中，再充入0.3mol 的水蒸气，重新达到平衡后，H2O的转化率_（填“升高”、“降低”还是“不变”） ；（5）在催化剂存在和800的条件下，在某一时刻测得c（CO）c（H2O）0.09mol/L,c（CO2 ）c（H2）0.13mol/L,则此反应是否处于平衡状态: （填“是”或“否”）,若没有处于平衡状态则该反应向 方向移动。（填“正反应”或“逆反应”）参考答案1【答案】D【解析】A、此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，K增大，故A错误；B、2040s时，消耗N2O4的浓度为(0.20.12)/2molL1=0.04molL1，根据化学反应速率表达式，即v(N2O4)=0.04/10mol/(Ls)=0.004 mol/(Ls)，故B错误；C、生成2molNO2时，吸收热量是QkJ，生成0.32molNO2，吸收的热量是0.6Q/2kJ=03QkJ，故C错误；D、再通入N2O4，平衡虽然向正反应方向移动，但N2O4总量增大，转化率降低，故D正确。2【答案】D【解析】该反应是正反应气体体积减小的放热反应，压强增大平衡虽正向移动，但二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，压强减小平衡逆向移动，但二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅，据图分析，b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，c点后的拐点是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大。A、根据上述分析，b点到c点的实验现象是气体颜色先变深后变浅，最后气体颜色比a点还要深，正确；B、c点是a点压缩后的点，压强增大平衡，正向移动，n(NO2)减小，气体的体积减小，密度增大，正确；C、c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，所以v（逆）v（正），正确；D、H2(g)+I2(g) 2HI(g)反应前后气体的物质的量不变，压强的变化不能引起平衡的移动，不能得到相似的透光率变化趋势图像，错误；故选D。3【答案】C【解析】b点比a点先达到化学平衡，说明b的反应速率比a快，达到平衡时，X的转化率相等，因此改变的措施是使用催化剂，故选项C正确。4【答案】A【解析】根据表格数据，增大压强，NH3的体积分数增大，平衡向正反应方向进行，故选项A正确。5【答案】B【解析】A、H0，正反应是气体物质的量减小的吸热反应，升高温度平衡向正反应移动，Z的百分含量增大；增大压强平衡向正反应移动，Z的百分含量增大，结合图像知选B。13【答案】B【解析】试题分析：无论反应是否达到平衡状态，N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比都为1：2，所以不能证明是否达到平衡状态，正确；NO2生成速率与NO2消耗速率相等，正逆反应速率相等，能证明达到平衡状态，错误；该反应是反应前后气体体积改变的反应，当该反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不再改变，所以压强就不再改变，能证明该反应达到平衡状态，错误；根据质量守恒，无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的质量都不再改变，所以不能证明该反应是否达到平衡状态，正确；平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，所以能证明该反应达到平衡状态，错误；平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，烧瓶内气体的颜色不再加深，所以能证明该反应达到平衡状态，错误；平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，质量始终不变，所以当烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化时，能证明该反应达到平衡状态，错误；根据质量守恒，反应前后气体质量不变，容器的体积不变，所以烧瓶内气体的密度始终不变，正确；选B。14【答案】A【解析】利用三行式分析。假设反应正向进行到底，X2、Y2的浓度最小，Z的浓度最大。X2(g)Y2(g)2Z(g)开始（mol/L）：0.1 0.2 0.2变化（mol/L）：0.1 0.1 0.2平衡（mol/L）：0 0.1 0.4假设反应逆向进行到底，X2、Y2的浓度最大，Z的浓度最小。X2(g)Y2(g)2Z(g)开始（mol/L）：0.1 0.2 0.2变化（mol/L）：0.1 0.1 0.2平衡（mol/L）：0.2 0.3 0由于为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围为0c（X2）0.2，0.1c（Y2）0.3，0c（Z）0.4，选A。15【答案】（1）；8.00103mol/（Lmin）；K118.3；（2），（2a3b）kJ/mol；（3）N2+6e+6H+=2NH3；（4）碱，由于NH3H2O的电离平衡常数大于HCO3-的电离平衡常数，因此CO32-水解程度大于NH4+水解程度，溶液呈碱性； BE。【解析】（1）根据图1，随着温度的升高，NH3的浓度降低，根据勒夏特列原理，正反应方向是放热反应，化学平衡常数受温度的影响，升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数降低，即K1K2； N23H22NH3起始： 1 3 0变化： x 3x 2x平衡：1x 33x 2x2x/（42x）100%=25%，解得x=0.4，根据化学反应速率的定义，v（N2）=0.4/（105）mol/（Lmin）=8.00103mol/（Lmin）；根据化学平衡常数的表达式，K=c2（NH3）/c（N2）c3（H2）18.3；（2）固态液体气体，混乱度增大，是熵增，反应后气体系数之和大于反应前，因此此反应是方程式是S0；N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），2H2（g）+O2（g）=2H2O（l），23得出H=（2a3b）kJmol1；（3）接电源正极的一极为阳极，接电源负极的一极为阴极，合成氨中氮气化合价降低，在阴极上得到电子，根据结构示意图，环境是酸性，因此电极反应式为：N2+6e+6H+=2NH3；（4）根据电离平衡常数，可以发现NH3H2O的电离平衡常数大于HCO3的电离平衡常数，盐类水解规律越弱越水解，CO32的水解程度大于NH4的水解，因此碳酸铵的水溶液显碱性；A、CO32的水解程度大于NH4的水解，即浓度大小是c（NH4）c（CO32）c（HCO3）c（NH3H2O），故说法正确；B、根据电荷守恒，应是：c（NH4）+c（H） = c（HCO3）+c（OH）+2c（CO32），故说法错误；C、根据物料守恒，应是c（CO32）+c（HCO3）+c（H2CO3） = 0.1molL1，故说法正确；D、根据物料守恒，c（NH4）+c（NH3.H2O） = 2c（CO32）+2c（HCO3）+2c（H2CO3），故说法正确；E、根据质子守恒，c（H）+c（HCO3）+2c（H2CO3） = c（OH）+c（NH3H2O）， 故说法错误。16【答案】（1）247（2）大于；CO2发生了其他副反应；S0（3）CO2+4H2CH4+2H2O（4）BC（5）4OH-4e=O2+2H2O【解析】（1）已知：CH4（g）C（s）+2H2（g）H=+75.0kJ/mol，CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） H=+41.0kJ/mol，CO（g）+H2（g）C（s）+H2O（g）H=-131.0kJ/mol，反应CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）可以是+-得到，根据盖斯定律计算反应的焓变H=+247kJ/mol，故答案为：+247；（2）根据图示可以看出，CO2发生了其他副反应，同温度下CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率大于；故答案为：大于；CO2发生了其他副反应；反应自发进行的判据：H-TS0，反应S0，H0，代入判据，得到反应在高温下能自发进行，故答案为：S0；（3）据信息：一定条件下Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”，可以写出方程式为：CO2+4H2CH4+2H2O，故答案为：CO2+4H2CH4+2H2O；（4）A、增高炉的高度，增大CO与铁矿石的接触，不能影响平衡移动，CO的利用率不变，故A错误；B、由图象可知用CO工业冶炼金属铬时，lgc（CO）/c（CO2）一直很高，说明CO转化率很低，故不适合B正确；C、由图象可知温度越低lgc（CO）/c（CO2）越小，故CO转化率越高，故C正确；D、由图象可知CO还原PbO2的温度越高lgc（CO）/c（CO2）越高，说明CO转化率越低，平衡逆向移动，故H0，故D错误；故选：BC；（5）以Pt为阳极，Pb（CO2的载体）为阴极，KHCO3溶液为电解质溶液，还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO，总反应的化学方程式为：2CO22CO+O2，则溶液中的氢氧根在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，的电极反应式为：4OH-4e-=O2+2H2O；故答案为：4OH-4e-=O2+2H2O。17【答案】（1）H1H2 K1/K2 吸热 （2） 2.0 A bc【解析】（1）由已知热化学方程式相减可得：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) H，由盖斯定律可知，H =H1H2；由平衡常数定义式可知，CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)的K = K1/K2；由表中数据可知，700、900的 K1/K2分别为1.47/2.38 0.62、2.15/1.67 1.3，说明700900时，CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)的K增大，升温能使平衡向吸热方向移动，K增大说明平衡向正反应方向移动，因此正反应是吸热反应；（2） 由题意、图中数据和三段浓度数据法可得： Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g)起始浓度/ molL1 1.5 0变化浓度/ molL1 1.0 1.0平衡浓度/ molL1 0.5 1.0则该条件下反应的平衡常数K = = = 2.0； A、由于正反应是H 0的吸热反应，升温能使平衡向吸热的正反应方向移动，导致平衡常数K增大，A正确；B、增大压强时，其它条件（如温度）不变，由于正反应是气体物质的量或体积不变的方向，因此平衡不移动，且温度不变时平衡常数始终不变，B错误；C、充入一定量的CO2，实质是增大压强，平衡不移动，温度不变时平衡常数也保持不变，C错误；D、再加入一定量铁粉，由于固体反应物的浓度是一个不变量，因此平衡不会移动，平衡常数也不变，D错误； a、正反应是气体物质的量不变的方向，因此混合气体的总物质的量始终不变，因此混合气体的压强是一个不变量，不变量不变时不能说明反应已达平衡，a错误；b、由可知，容器的容积是一个不变量，而1molCO2和1molCO的质量分别为44g、28g，因此正反应是气体总质量逐渐减小的变量，则混合气体的密度是一个逐渐减小的变量，当这个变量不变时能说明反应已达平衡，b正确；c、如果v正(CO2) = v逆(CO)，由于v正(CO2) = v正(CO)，则v正(CO) = v逆(CO)，同一物质表示的正逆反应速率相等，说明反应已达平衡，c正确；d、c(CO2)、c(CO)均是变量，前者随反应时间逐渐减小，后者随反应时间逐渐增大，当其中任何一个变量不变时能说明已达平衡，但此时二者不一定相等，d错误；e、正反应是气体物质的量不变的方向，因此混合气体的总物质的量始终是一个不变量，不变量不变时不能说明反应已达平衡，e错误；答案选bc。化学平衡原理适用于任何化学平衡，如果改变影响平衡的一个条件，化学平衡会向能够减弱这种改