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1、2021-2022学年上学期高中化学鲁科版高二同步经典题精练之化学平衡一选择题(共10小题)1(2021春嘉兴期末)对于反应A(s)+3B(g)C(g)+D(g)H0,下列说法正确是()A加入催化剂,改变了反应的途径,反应的H也随之改变B该反应S0,H0,在任何条件下能自发进行C恒温恒容条件下,混合气体密度不变达到化学平衡状态D达到平衡状态后,若增加A的量,平衡向正反应方向移动2(2021春河南期末)过氧化氢在少量碘离子存在情况下分解:2H2O22H2O+O2。在一定温度下,H2O2浓度在40min内从0.9molL1变为0.3molL1,下列说法错误的是()A40 min内,消耗H2O2的平

2、均反应速率为0.015molL1min1B降低温度,H2O2分解的反应速率会降低C可用少量FeCl3溶液代替I催化H2O2分解D第40min时的瞬时速率大于第30min时的瞬时速率3(2021春大连期末)对于在恒容密闭容器中进行的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),下列说法错误的是()A其他条件不变,充入少量He,则反应速率增大B若v(CO)正v(H2O)逆,则反应达到平衡状C其他条件不变,增加C(s)的质量,反应速率不变D若混合气体的平均相对分子质量不再改变,则反应达到平衡状态4(2021春东莞市期末)纯净的碳酸钙与稀盐酸反应,不同时间收集到CO2的量如图所示。下列分析不合理的

3、是()AEF段反应速率最快BFG段生成的CO2最多C用CO2物质的量变化表示OE段的反应速率为0.05mol/minD为降低该反应速率,可向稀盐酸中加入适量的NaCl溶液5(2021春唐山期末)向一体积不变的密闭容器中充入一定量的碳和水蒸气,在一定条件下发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列有关说法正确的是()A加入合适的催化剂,可以使水蒸气完全反应B达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零C平衡后,加热容器,则正反应速率加快,逆反应速率减慢D若容器内碳的质量不再改变,则该可逆反应达到平衡状态6(2021春唐山期末)反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H

4、2(g),在一容积可变的密闭容器中进行,下列说法正确的是()A增加Fe的量,其反应速率加快B将容器的体积缩小一半,其反应速率加快C保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其反应速率加快D保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其反应速率不变7(2021春平顶山期末)KI溶液和I2的反应原理为I2(aq)+I(aq)I3(g),某温度下,反应体系中I浓度的变化如表所示:t/s 010203040c(I)/(molL1) 1.00.60.40.30.3下列说法错误的是()A该反应由快变慢是因为反应物浓度逐渐减小B30s时,正、逆反应速率相等C50s时,c(I3)0.3molL1D1020s内,(I2

5、)0.02molL1s18(2021春赤峰期末)氢气于烟气的脱氮、脱硫的反应为4H2(g)+2NO(g)+SO2(g)N2(g)+S(l)+4H2O(g) H0。下列有关说法正确的是()A化学平衡常数表达式为B升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大,化学平衡逆向移动C使用高效催化剂可提高NO的平衡转化率D当v(H2)v(H2O)时,达到平衡9(2021春瑶海区月考)可逆反应aA(g)+cC(g)bB(s)+dD(g)H,其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图,其中不正确的是()A升高温度、增大压强,平衡都向正反应方向移动B使用催化剂,C的物质的量分数不变C化学方程式系

6、数a+cb+dDH0,升高温度平衡常数K值增大10(2021春朝阳区期末)对于反应:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2+S+H2O,以下各组实验出现沉淀最快的是()选项Na2S2O3H2OH2SO4水浴温度/c/molL1V/mLV/mLc/molL1V/mLA0.1200.1220B0.1110.1220C0.1210.1140D0.1200.1240AABBCCDD二解答题(共5小题)11(2021春深圳期末)合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的N2和H2。测得各物质的浓度随时间变化如下表所示。浓度/(molL1) c(

7、N2) c(H2)c(NH3) 01.03.00t10.8t22.1(1)t1h时,c(NH3) molL1。(2)0t2h内,以N2的浓度变化表示反应的平均速率:v(N2) molL1h1。(3)下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。A.消耗1mol N2的同时消耗3mol H2B.容器中的压强不随时间变化C.混合气体的密度不随时间变化D.3v正(H2)2v逆(NH3)(4)合成氨反应中,随温度升高氨的产率下降。生产中选定的温度为400500,温度不宜过低的原因是 ,温度不宜过高的原因有 、 。(5)合成氨反应可能的微观历程如图所示:吸附在催化剂表面的物质用*标注。已知过程可以表示为

8、2N*+6H*2NH3*,则过程可以表示为 。12(2021长安区一模)可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应,因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。(1)使用V2O5催化该反应时,涉及催化剂V2O5的能量变化如图1所示。则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H3 。(2)向10L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1mol及一定量的O2,改变加入O2的量,在常温下反应一段时间后,测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的量的变化如图2所示,图中没有生成SO3的可能原因是 。(3)向体积可变的密闭容器中加入V2O

9、5(s)、SO2(g)各0.6mol、O2(g)0.3mol,此时容器的体积为10L,保持恒压的条件下分别在T1、T2、T3三种温度下进行反应,测得容器中SO2的转化率如图3所示。T3温度下反应速率最慢的原因是 。T2温度时,反应达平衡时容器的体积为 L,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K 。T2时使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应达平衡后增大容器的体积同时再充入一定量的O2(g),在保证O2(g)的浓度不变,平衡 。(填标号)A.向正反应方向移动B.不移动C.向逆反应方向移动D.无法确定(4)近年来,地下水中的氮污染已成为世界性的环境问题。

10、在金属Pt、Cu和依(Ir)的催化作用下,H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3),其工作原理如图所示。导电基体上的单原子铜表面发生反应的方程式为 。13(2021湖南模拟)CO2作为自然界丰富的“碳源”化合物,将CO2转化为CO、CH4、CH3OH、HCOOH等高值C1化学品或燃料,不仅能缓解碳排放带来的环境问题,还将成为理想的能源补充形式。(1)随着节能环保问题的提出,人们开始关注逆水煤气反应(RWGS)的研究。目前RWGS的历程主要有:氧化还原历程如图TS1TS2TS3TS4CO(a)+H2O(a)和中间物种分解历程如图TS1TS6TS7TS5HCOO(a)+H(a)。结合实验与计算机

11、模拟结果,研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如图),各步骤的活化能和反应热,如下表所示(已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态)。RWGS部分步骤的活化能E和反应热H步骤激发态E/eVH/VH2(a)B(a)+H(a)TS10.790.30CO2(a)CO(a)+O(a)TS21.070.74O(a)+H(a)OH(a)TS31.550.45OH(a)+H(a)H2O(a)TS41.68+0.48OH(a)+CO(a)HCOO(a)TS53.72+0.44CO2(a)+H(a)COOH(a)TS62.08+0.55COOH(a)CO(a)+OH(a)TS70.811.70

12、写出RWGS的热化学方程式 。对比各个步骤的活化能,得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是 (填“氧化还原”或“中间物种分解”)历程,理由是 ,RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的控速步骤化学方程式为 。(2)为研究不同温度、压强对含碳产物组成的影响。在反应器中按3:1通入H2和CO2,分别在0.1Mpa和1Mpa下进行反应,试验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4)中CO和CH4的物质的量分数影响如图所示。已知:该条件下除发生逆水煤气反应外,主要副反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H165.0kJmol1。1Mpa时,表示CH4平衡组成随温度变化关

13、系的曲线是 。N点平衡组成含量低于M点的原因是 。若b、c两条曲线交点处的坐标为(590,40),则逆水煤气反应在590时的平衡常数Kp为 。(保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)(3)电解法可将CO2转化为甲酸(HCOOH)或甲酸盐。某电解装置如图所示。Pt电极与电源的 (填“正”或“负”)极相连。写出CO2转化为HCOO的电极反应式 。14(2021嘉定区二模)工业上用N2和H2合成NH3“N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q”(反应条件略)。请回答下列问题:(1)在实际化工生产中,为提高NH3的产率,可以采取的措施有: 、 。(写两个)(2)氨气与酸

14、反应得到铵盐,某(NH4)2SO4水溶液的pH5,原因是溶液中存在平衡 (用离子方程式表示),该反应对水的电离平衡起到 作用(填“促进”、“抑制”或“无影响”)。(NH4)2SO4溶液中的离子浓度由大到小的顺序为 。某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示。(图中T表示温度,n表示起始时H2物质的量)(3)图象中T2和T1的关系是:T2 T1。(填“”、“”、“”或“无法确定”)(4)在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是 。(填字母)(5)若容器容积为2L,b点对应的n0.15mol,测得平衡时H2、N2的

15、转化率均为60%,则平衡时N2的物质的量浓度为 molL1。15(2020秋天心区校级期中)回答下列问题:(1)某工业废水中含有一定量的Cr2O72和CrO42,二者存在平衡:2CrO42(黄色)+2H+Cr2O72(橙色)+H2O若平衡体系滴加少量浓H2SO4(不考虑温度的影响),溶液显 色。能说明该反应达平衡状态的是 。aCr2O72和CrO42的浓度相同b2v(Cr2O72)v(CrO42)c溶液的颜色不变(2)H2O2 稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号) 。aMnO2 bFeCl3cNa2S2O3dKMnO4(3)密闭容器中发生如下反应:A(g)+3B(g)2C(g)H0,

16、根据下列速率时间图象,回答下列问题。下列时刻所改变的外界条件是:t1 ;t3 ;t4 。产物C的体积分数最大的时间段是 。反应速率最大的时间段是 。2021-2022学年上学期高中化学鲁科版高二同步经典题精练之化学平衡参考答案与试题解析一选择题(共10小题)1(2021春嘉兴期末)对于反应A(s)+3B(g)C(g)+D(g)H0,下列说法正确是()A加入催化剂,改变了反应的途径,反应的H也随之改变B该反应S0,H0,在任何条件下能自发进行C恒温恒容条件下,混合气体密度不变达到化学平衡状态D达到平衡状态后,若增加A的量,平衡向正反应方向移动【考点】化学平衡的影响因素菁优网版权所有【专题】化学平

17、衡专题【分析】A.催化剂可改变反应的途径,不改变反应的始终态;B.HTS0的反应可自发进行;C.A为固体,气体的质量为变量;D.若增加A的量,A的量不影响平衡移动。【解答】解:A.催化剂可改变反应的途径,不改变反应的始终态,则加入催化剂,改变了反应的途径,但反应的H不变,故A错误;B.HTS0的反应可自发进行,由化学反应可知该反应S0,H0,低温下可自发进行,故B错误;C.A为固体,气体的质量为变量,体积不变时密度为变量,则混合气体密度不变达到化学平衡状态,故C正确;D.A为固体,若增加A的量,A的量不影响平衡移动,故D错误;故选:C。【点评】本题考查化学平衡及反应进行的方向,题目难度不大,明

18、确综合判据的应用、平衡的判定方法、平衡移动为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项B为解答的难点。2(2021春河南期末)过氧化氢在少量碘离子存在情况下分解:2H2O22H2O+O2。在一定温度下,H2O2浓度在40min内从0.9molL1变为0.3molL1,下列说法错误的是()A40 min内,消耗H2O2的平均反应速率为0.015molL1min1B降低温度,H2O2分解的反应速率会降低C可用少量FeCl3溶液代替I催化H2O2分解D第40min时的瞬时速率大于第30min时的瞬时速率【考点】反应速率的定量表示方法菁优网版权所有【专题】化学反应速率专题【分析】A化学反应速率v;

19、B温度越低,反应速率越小;C氯化铁可以做为过氧化氢分解的催化剂;D随反应进行,反应物浓度减小,分解速率减小。【解答】解:A在一定温度下,H2O2浓度在40min内从0.9molL1变为0.3molL1,消耗H2O2的平均反应速率0.015molL1min1,故A正确;B降低温度,化学反应速率减小,H2O2分解的反应速率会降低,故B正确;C二氧化锰、氯化铁、少量碘离子,都可以作为过氧化氢分解反应的催化剂,故C正确;D随反应进行,反应物浓度减小,分解速率减小,第40min时的瞬时速率小于第30min时的瞬时速率,故D错误;故选:D。【点评】本题以过氧化氢分解为例,考查了化学反应速率的计算和影响因素

20、分析判断,意在考查基础知识的归纳总结能力,题目难度不大。3(2021春大连期末)对于在恒容密闭容器中进行的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),下列说法错误的是()A其他条件不变,充入少量He,则反应速率增大B若v(CO)正v(H2O)逆,则反应达到平衡状C其他条件不变,增加C(s)的质量,反应速率不变D若混合气体的平均相对分子质量不再改变,则反应达到平衡状态【考点】化学反应速率的影响因素;化学平衡状态的判断菁优网版权所有【专题】化学平衡专题;化学反应速率专题【分析】A.充入稀有气体,各组分浓度不变,反应速率不变;B.正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态;C.改变固体的质量,反应

21、速率不变;D.反应前气体的相对分子质量为18,反应产物中一氧化碳和氢气的平均相对分子质量为15,所以该反应过程中混合气体的平均相对分子质量为变量。【解答】解:A.其他条件不变,充入少量He,由于各组分的浓度不变,则反应速率不变,故A错误;B.v(CO)正v(H2O)逆,正、逆反应速率相等,各组分的浓度不再变化,该反应达到平衡状,故B正确;C.C(s)为固体,其他条件不变,增加C(s)的质量,反应速率不会发生变化,故C错误;D.结合分析可知,该反应过程中混合气体的平均相对分子质量为变量,若混合气体的平均相对分子质量不再改变,能够说明反应达到平衡状态,故D正确;故选:A。【点评】本题考查化学反应速

22、率的影响、化学平衡状态的判断等知识,为高频考点,把握反应速率的影响因素为解答关键,注意掌握化学平衡状态的特征,A为易错点,题目难度不大。4(2021春东莞市期末)纯净的碳酸钙与稀盐酸反应,不同时间收集到CO2的量如图所示。下列分析不合理的是()AEF段反应速率最快BFG段生成的CO2最多C用CO2物质的量变化表示OE段的反应速率为0.05mol/minD为降低该反应速率,可向稀盐酸中加入适量的NaCl溶液【考点】反应速率的定量表示方法菁优网版权所有【专题】化学反应速率专题【分析】A斜率表示反应速率,斜率越大反应速率越大;B收集的CO2是看总量,根据图象中生成二氧化碳的体积分析;C用CO2物质的

23、量变化表示OE段的反应速率;D加入适量的NaCl溶液,相当于加入水稀释盐酸溶液,溶液浓缩越小,反应速率越小。【解答】解:A单位时间内反应生成的多或反应物消耗的多,则速率快,由于横坐标都是1个单位,EF段产生的CO2多,所以该段反应速率最快,故A正确;B收集的CO2是看总量,根据图象可知,FG点二氧化碳物质的量0.6mol0.4mol0.2mol,EF段收集二氧化碳物质的量0.4mol0.1mol0.3mol,OE段收集二氧化碳物质的量0.1mol,则EF收集到的CO2的最多,故B错误;C图像分析可知,用CO2物质的量变化表示OE段的反应速率0.05mol/min,故C正确;D向稀盐酸中加入适量

24、的NaCl溶液,相当于加入水稀释盐酸,盐酸溶液浓度减小,反应速率减小,故D正确;故选:B。【点评】本题考查化学反应速率,为高频考点,把握温度、浓度对速率的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图中速率变化及曲线意义,题目难度不大。5(2021春唐山期末)向一体积不变的密闭容器中充入一定量的碳和水蒸气,在一定条件下发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列有关说法正确的是()A加入合适的催化剂,可以使水蒸气完全反应B达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零C平衡后,加热容器,则正反应速率加快,逆反应速率减慢D若容器内碳的质量不再改变,则该可逆反应达到平衡状态【考点】

25、化学反应速率的影响因素;化学平衡状态的判断菁优网版权所有【专题】化学平衡专题;化学反应速率专题【分析】A.催化剂不影响化学平衡移动,且可逆反应不能完全转化;B.化学平衡为动态平衡;C.升高温度可使正逆反应速率均增大;D.平衡时各物质的物质的量不变。【解答】解:A.催化剂不影响化学平衡移动,且可逆反应不能完全转化,则加入合适的催化剂,不能使水蒸气完全反应,故A错误;B.化学平衡为动态平衡,则达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率相等,且均大于0,故B错误;C.升高温度可使正逆反应速率均增大,则平衡后加热容器,正反应速率加快,逆反应速率也加快,故C错误;D.平衡时各物质的物质的量不变,则容器内碳的质

26、量不再改变,可知该可逆反应达到平衡状态,故D正确;故选:D。【点评】本题考查化学反应速率及平衡判定,题目难度不大,明确化学反应速率的影响因素、平衡特征及判定为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意平衡的判定方法。6(2021春唐山期末)反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),在一容积可变的密闭容器中进行,下列说法正确的是()A增加Fe的量,其反应速率加快B将容器的体积缩小一半,其反应速率加快C保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其反应速率加快D保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其反应速率不变【考点】化学反应速率的影响因素菁优网版权所有【专题】化学反应速率专题

27、【分析】A.Fe为纯固体;B.将容器的体积缩小一半,气体的浓度增大;C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大,反应体系中气体的浓度不变;D.保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,反应体系中气体的浓度减小。【解答】解:A.Fe为纯固体,增加Fe的量,其反应速率不变,故A错误;B.将容器的体积缩小一半,气体的浓度增大,则反应速率加快,故B正确;C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大,反应体系中气体的浓度不变,其反应速率不变,故C错误;D.保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,反应体系中气体的浓度减小,其反应速率减小,故D错误;故选:B。【点评】本题考查化学反应速率,题目难度不大,明确化学反应

28、速率的影响因素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意体积与压强的变化。7(2021春平顶山期末)KI溶液和I2的反应原理为I2(aq)+I(aq)I3(g),某温度下,反应体系中I浓度的变化如表所示:t/s 010203040c(I)/(molL1) 1.00.60.40.30.3下列说法错误的是()A该反应由快变慢是因为反应物浓度逐渐减小B30s时,正、逆反应速率相等C50s时,c(I3)0.3molL1D1020s内,(I2)0.02molL1s1【考点】化学反应速率的影响因素菁优网版权所有【专题】化学平衡专题;利用化学方程式的计算【分析】A在前30 s内每10 s中I浓度改变值为1

29、.0 mol/L0.6 mol/L0.4 mol/L、0.6 mol/L0.4 mol/L0.2 mol/L、0.4 mol/L0.3 mol/L0.1 mol/L,反应物的物质浓度越小,物质的量浓度的变化也越来越小,反应速率越慢;B在30 s后,cc(I)不再发生变化,反应达到平衡状态;C在50 s时反应达到平衡状态,c(I)0.3 mol/L,由I2(aq)+I(aq)I3(g),可知反应消耗浓度c(I)1.0 mol/L0.3 mol/L0.7 mol/L,因而生成的c(I3)0.7 mol/L;D在1020 s内,c(I)0.2 mol/L,则根据物质反应转化关系I2(aq)+I(aq

30、)I3(g),可知c(I2)0.2 mol/L,故v(I2)0.02 mol/(Ls)。【解答】解:A在前30 s内每10 s中I浓度改变值为1.0 mol/L0.6 mol/L0.4 mol/L、0.6 mol/L0.4 mol/L0.2 mol/L、0.4 mol/L0.3 mol/L0.1 mol/L,说明反应物的物质浓度越小,反应速率越慢,故A正确;B在30 s后,cc(I)不再发生变化,说明此时以后,反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等,故B正确;C在50 s时反应达到平衡状态,c(I)0.3 mol/L,反应消耗浓度c(I)1.0 mol/L0.3 mol/L0.7 mol/L,故

31、c(I3)0.7 mol/L,故C错误;D在1020 s内,c(I)0.2 mol/L,则根据物质反应转化关系可知c(I2)0.2 mol/L,故v(I2)0.02 mol/(Ls),故D正确;故选:C。【点评】本题主要考查物质的KI溶液和I2的反应原理,涉及到反应速率的变化、化学平衡的判断、与方程式有关的计算等知识点,解题的关键是找出计算过程中的各物理量的比值,为高频考点,难度中等。8(2021春赤峰期末)氢气于烟气的脱氮、脱硫的反应为4H2(g)+2NO(g)+SO2(g)N2(g)+S(l)+4H2O(g) H0。下列有关说法正确的是()A化学平衡常数表达式为B升高温度,正反应速率减小,

32、逆反应速率增大,化学平衡逆向移动C使用高效催化剂可提高NO的平衡转化率D当v(H2)v(H2O)时,达到平衡【考点】化学平衡的影响因素菁优网版权所有【专题】化学平衡专题【分析】A平衡常数K,固体和纯液体不写入表达式;B温度升高,正逆反应速率均增大;C催化剂不影响化学平衡的移动;D没有指出v(正)、v(逆),且不满足化学计量数关系。【解答】解:A4H2(g)+2NO(g)+SO2(g)N2(g)+S(l)+4H2O(g)的化学平衡常数表达式为:,故A正确;B升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大,该反应为放热反应,化学平衡逆向移动,故B错误;C高效催化剂可提高反应速率,但不影响反应限度,NO的平

33、衡转化率不变,故C错误;D当v(H2)v(H2O)时,没有指出正、逆反应速率,也不符合化学计量数关系,无法判断平衡状态,故D错误;故选:A。【点评】本题考查化学平衡的影响因素,为高频考点,明确题干反应特点、化学平衡常数表达式为解答关键,注意掌握化学平衡的影响因素,C为易错点,题目难度不大。9(2021春瑶海区月考)可逆反应aA(g)+cC(g)bB(s)+dD(g)H,其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图,其中不正确的是()A升高温度、增大压强,平衡都向正反应方向移动B使用催化剂,C的物质的量分数不变C化学方程式系数a+cb+dDH0,升高温度平衡常数K值增大【考点】

34、化学平衡的影响因素菁优网版权所有【专题】化学平衡专题【分析】A.由图可知,T2T1,升高温度C的物质的量小,则升高温度平衡正向移动;P2P1,增大压强C的物质的量小,则增大压强平衡正向移动;B.催化剂不影响平衡移动;C.增大压强平衡向气体体积减小的方向移动;D.K与温度有关,由选项A可知为吸热反应。【解答】解:A.由图可知,T2T1,升高温度C的物质的量小,则升高温度平衡正向移动;P2P1,增大压强C的物质的量小,则增大压强平衡正向移动,则升高温度、增大压强,平衡都向正反应方向移动,故A正确;B.催化剂不影响平衡移动,则C的物质的量分数不变,故B正确;C.增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,

35、平衡正向移动,可知化学方程式系数a+cd,故C错误;D.K与温度有关,由选项A可知为吸热反应,则H0,升高温度使平衡正向移动,平衡常数K值增大,故D正确;故选:C。【点评】本题考查化学平衡,为高频考点,把握温度、压强对平衡移动的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图中先拐先平数值大,题目难度不大。10(2021春朝阳区期末)对于反应:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2+S+H2O,以下各组实验出现沉淀最快的是()选项Na2S2O3H2OH2SO4水浴温度/c/molL1V/mLV/mLc/molL1V/mLA0.1200.1220B0.1110.1220C0.1210.

36、1140D0.1200.1240AABBCCDD【考点】化学反应速率的影响因素菁优网版权所有【专题】化学反应速率专题【分析】对于反应S2O32+2H+SO2+S+H2O来说,升高温度,增大浓度,可增大反应速率,最快出现浑浊,以此解答。【解答】解:温度越高,反应物浓度越大,则反应速率越大,比较题中四组数据可知D的温度最高、反应物浓度最大,则反应速率最大,浑浊出现最快,故选:D。【点评】本题考查化学反应速率的影响因素,为高频考点,侧重于基础知识的综合理解和运用的考查,注意相关基础知识的积累,难度不大。二解答题(共5小题)11(2021春深圳期末)合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

37、。一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的N2和H2。测得各物质的浓度随时间变化如下表所示。浓度/(molL1) c(N2) c(H2)c(NH3) 01.03.00t10.8t22.1(1)t1h时,c(NH3)0.4molL1。(2)0t2h内,以N2的浓度变化表示反应的平均速率:v(N2)molL1h1。(3)下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。A.消耗1mol N2的同时消耗3mol H2B.容器中的压强不随时间变化C.混合气体的密度不随时间变化D.3v正(H2)2v逆(NH3)(4)合成氨反应中,随温度升高氨的产率下降。生产中选定的温度为400500,温度不宜过低的原因是

38、反应速率小,生产效益低,温度不宜过高的原因有 产率降低、能耗高导致生产成本高、催化剂活性差。(5)合成氨反应可能的微观历程如图所示:吸附在催化剂表面的物质用*标注。已知过程可以表示为2N*+6H*2NH3*,则过程可以表示为 N2*+3H2*2N*+6H*。【考点】反应速率的定量表示方法;化学平衡状态的判断菁优网版权所有【专题】化学平衡专题;化学反应速率专题【分析】(1)图表数据得到氮气的浓度变化1.0mol/L0.8mol/L0.2mol/L,反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),结合化学方程式定量关系得到氨气的浓度变化;(2)0t2h内,氢气浓度变化3.0mol/L2.1mol/

39、L0.9mol/L,反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),结合化学方程式定量关系得到氮气浓度变化0.3mol/L,反应速率v;(3)可逆反应达到平衡时,同物质的正逆反应速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生出其他的一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不再变化说明达到平衡;(4)温度过低,反应速率小,温度过高平衡逆向进行,催化剂活性小;(5)过程是在催化剂表面断裂氮氮键和氢气中化学键形成氮原子和氢原子的过程。【解答】解:(1)图表数据得到氮气的浓度变化1.0mol/L0.8mol/L0.2mol/L,反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),

40、生成氨气的浓度变化为0.4mol/L,故答案为:0.4;(2)0t2h内,氢气浓度变化3.0mol/L2.1mol/L0.9mol/L,反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),结合化学方程式定量关系得到氮气浓度变化0.3mol/L,0t2h内,以N2的浓度变化表示反应的平均速率:v(N2)molL1h1,故答案为:;(3)A消耗1mol N2的同时消耗3mol H2,反应正向进行,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;B反应前后气体物质的量变化,当容器中的压强不随时间变化,说明反应达到平衡状态,故B正确;C反应前后气体质量和体积不变,混合气体的密度始终不变,不随时间变化,不能说明反应达到

41、平衡状态,故C错误;D速率之比等于化学方程式计量数之比,2v正(H2)3v逆(NH3),说明v正(NH3)v逆(NH3),反应达到平衡状态,3v正(H2)2v逆(NH3)不能说明正逆反应速率相同,不能说明反应达到平衡状态,故D错误;故答案为:B;(4)合成氨反应中,随温度升高氨的产率下降。生产中选定的温度为400500,温度不宜过低的原因是:反应速率小,生产效益低,温度不宜过高的原因有:产率降低、能耗高导致生产成本高、催化剂活性差,故答案为:反应速率小,生产效益低;产率降低、能耗高导致生产成本高、催化剂活性差;(5)过程是在催化剂表面断裂氮氮键和氢气中化学键形成氮原子和氢原子的过程,过程可以表

42、示为:N2*+3H2*2N*+6H*,故答案为:N2*+3H2*2N*+6H*。【点评】本题考查化学平衡、化学反应速率计算等知识,题目难度不大,注意化学平衡影响因素和工业生产条件选择。12(2021长安区一模)可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应,因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。(1)使用V2O5催化该反应时,涉及催化剂V2O5的能量变化如图1所示。则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H3195.2kJ/mol。(2)向10L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1mol及一定量的O2,改变加入O2的量,在常温下反应一段时间后,

43、测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的量的变化如图2所示,图中没有生成SO3的可能原因是常温下生成SO3的反应速率很慢。(3)向体积可变的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6mol、O2(g)0.3mol,此时容器的体积为10L,保持恒压的条件下分别在T1、T2、T3三种温度下进行反应,测得容器中SO2的转化率如图3所示。T3温度下反应速率最慢的原因是T3温度过高,催化剂活性降低。T2温度时,反应达平衡时容器的体积为7L,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K18900(L/mol)2。T2时使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g

44、)2SO3(g),反应达平衡后增大容器的体积同时再充入一定量的O2(g),在保证O2(g)的浓度不变,平衡 。(填标号)A.向正反应方向移动B.不移动C.向逆反应方向移动D.无法确定(4)近年来,地下水中的氮污染已成为世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和依(Ir)的催化作用下,H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3),其工作原理如图所示。导电基体上的单原子铜表面发生反应的方程式为NO3+3e+4H+NO+2H2O。【考点】反应热和焓变;化学平衡的影响因素菁优网版权所有【专题】化学反应中的能量变化;化学平衡专题;化学平衡计算【分析】(1)由图可知,V2O5(s)O2(g)+V2O4(s)H1+

45、157.2kJ/molSO2(g)+V2O5(s)SO3(g)+V2O4(s)H1+59.6kJ/mol根据盖斯定律:2()得2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);(2)在常温下反应一段时间后,没有生成SO3,从反应速率角度分析;(3)该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,说明T3T2T1,T3温度下反应速率最慢,从催化剂的活性分析;T2条件下,反应达到平衡时,(SO2)90%,列化学平衡三段式计算;根据题意列出浓度商,再与K比较得出结论;(4)由图可知,NO3在铜表面得到电子转化为NO。【解答】解:(1)由图可知,V2O5(s)O2(g)+V2O4(s)H1+15

46、7.2kJ/molSO2(g)+V2O5(s)SO3(g)+V2O4(s)H2+59.6kJ/mol根据盖斯定律:2()得2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H32(59.6157.2)kJ/mol195.2kJ/mol,故答案为:195.2kJ/mol;(2)在常温下反应一段时间后,没有生成SO3,说明常温下生成SO3的反应速率很慢,故答案为:常温下生成SO3的反应速率很慢;(3)该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,说明T3T2T1,T3温度下反应速率最慢,说明T3温度过高,催化剂活性降低,故答案为:T3温度过高,催化剂活性降低;T2条件下,反应达到平衡时,(S

47、O2)90%, 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始(mol) 0.6 0.3 0转化(mol) 0.690% 0.27 0.54平衡(mol) 0.06 0.03 0.54根据pVnRT,保持恒压、恒温的条件下,n平衡0.06mol+0.03mol+0.54mol0.63mol,则V平衡7L;K18900(L/mol)2,故答案为:7;18900(L/mol)2;假设容器体积为VL,此时K,反应达平衡后增大容器的体积同时再充入一定量的O2(g),在保证O2(g)的浓度不变,假设容器体积变为aVL,此时QcK,说明平衡不移动,则B正确,故答案为:B。(4)由图可知,NO3在铜表面得到电

48、子转化为NO,则反应的方程式为NO3+3e+4H+NO+2H2O,故答案为:NO3+3e+4H+NO+2H2O。【点评】本题综合考查化学知识,侧重考查学生分析能力、识图能力和计算能力,题目涉及反应热的计算、化学平衡的移动、化学平衡的计算,根据题目信息,结合盖斯定律、勒夏特列原理、化学平衡三段式等知识解答,此题难度大。13(2021湖南模拟)CO2作为自然界丰富的“碳源”化合物,将CO2转化为CO、CH4、CH3OH、HCOOH等高值C1化学品或燃料,不仅能缓解碳排放带来的环境问题,还将成为理想的能源补充形式。(1)随着节能环保问题的提出,人们开始关注逆水煤气反应(RWGS)的研究。目前RWGS

49、的历程主要有:氧化还原历程如图TS1TS2TS3TS4CO(a)+H2O(a)和中间物种分解历程如图TS1TS6TS7TS5HCOO(a)+H(a)。结合实验与计算机模拟结果,研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如图),各步骤的活化能和反应热,如下表所示(已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态)。RWGS部分步骤的活化能E和反应热H步骤激发态E/eVH/VH2(a)B(a)+H(a)TS10.790.30CO2(a)CO(a)+O(a)TS21.070.74O(a)+H(a)OH(a)TS31.550.45OH(a)+H(a)H2O(a)TS41.68+0.48OH(a)+

50、CO(a)HCOO(a)TS53.72+0.44CO2(a)+H(a)COOH(a)TS62.08+0.55COOH(a)CO(a)+OH(a)TS70.811.70写出RWGS的热化学方程式CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的H+0.43NAeV/mol。对比各个步骤的活化能,得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是氧化还原(填“氧化还原”或“中间物种分解”)历程,理由是这两种路径中,生成COOH(a)的活化能比较高,所以CO2(a)更倾向于先解离,再与H(a)结合。同时生成的CO(a)与OH(a)反应生成HCOO(a)的活化能非常高,所以HCOO(a)在反应中很难出

51、现,RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的控速步骤化学方程式为CO(a)+H2O(a)CO(g)+H2O(g)。(2)为研究不同温度、压强对含碳产物组成的影响。在反应器中按3:1通入H2和CO2,分别在0.1Mpa和1Mpa下进行反应,试验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4)中CO和CH4的物质的量分数影响如图所示。已知:该条件下除发生逆水煤气反应外,主要副反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H165.0kJmol1。1Mpa时,表示CH4平衡组成随温度变化关系的曲线是a。N点平衡组成含量低于M点的原因是温度相同时,增大压强使副反应的平衡正向移动,c(H2O)增大,从而使得逆水煤气反应逆向移动,所以CO的平衡组成降低。若b、c两条曲线交点处的坐标为(590,40),则逆水煤气反应在590时的平衡常数Kp为2.40。(保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)(3)电解法可将CO2转化为甲酸(HCOOH)或甲酸盐。某电解装置如图所示。Pt电极与电源的正(填“正”或“负”)极相连。写出CO2转化为HCOO的电极反应式C

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