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文档简介
课时规范练35
一、选择题:每小题只有1个选项符合题意。
1.(2023天津市六校联考)下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是()
A.滨水中有平衡:Bn+HzO=HBr+HBrO,加入AgNCh溶液后,溶液颜色变浅
B.合成N%反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施
C.高压比常压有利于合成SO3的反应
D.对CO(g)+NO2(g)0co2(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深
ggD
解析:|对于CO(g)+NCh(g)utCHgHNCKg),增大压强,对于反应前后气体物质的量不变的可逆反应,
平衡不移动,但容器的容积减小,二氧化氮的浓度增大,颜色加深,与平衡无关,D错误。
2.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),下列证据能说明反应一定达到
化学平衡状态的是()
A.Q=K
B.体系内物质的总质量保持不变
C.S02、。2、SCh同时在容器中存在
D.单位时间内消耗2/?molSCh,同时生成2"molSO3
四A
解析:|当浓度商与化学平衡常数相等,即。=长时,正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,A正确;根据
质量守恒定律,体系内物质的总质量不变,该反应不一定达平衡状态,B错误;该反应为可逆反应,SCh、
。2、SCh一定同时存在于容器中,所以反应不一定达平衡状态,C错误;不管反应是否达平衡,单位时间
内消耗2nmolSO2,一定同时生成2nmolSOj,D错误。
3.(2021福建卷,5)实验室配制碘水时,通常将L溶于KI溶液:L(aq)+r(aq)L1式叫)。关于该溶液,下
列说法正确的是()
A.KI的电子式为K1
B.滴入淀粉溶液,不变蓝
C.加水稀释,平衡逆向移动
D.加少量AgNCh固体,平衡正向移动
ggc
解析:|K1为离子化合物,其电子式为K+&I1,A错误;l2(aq)+r(aq)LQ(aq)为可逆反应,溶液中含有12,
滴入淀粉溶液后会变蓝,B错误;加水稀释,反应物和生成物浓度均减小,根据勒夏特列原理,平衡向微
粒数目增大的方向移动,即平衡逆向移动,C正确;加少量AgNCh固体,Ag+与「反应生成Agl沉淀,1-的
浓度减小,平衡逆向移动,D错误。
4以[Cu(H2O)4产(蓝)+4Cr=^[CuC14]2-(黄)+黄2。
AH>0为例,探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCb溶液,分别进行下列实验,对实验现象的
分析不正确的是()
选项操作和现象分析
[Cu(H2O)4]2+和
A观察溶液为绿色
[CUC14产同时存在
续表
-
选
项操作和现象分析
平衡正移JCuCLp的浓度
B升高温度,溶液变为黄绿色
增大
加几滴AgNCh溶液,静置,上层清液平衡逆移,[CuCLF的浓度
C
为蓝色减小
加少量Zn片,静置,上层清液为浅平衡正移,[CuCLF的浓度
D
黄绿色增大
答案:|D
曲JCU(H2O)4]2+呈现蓝色,[CuC14产呈现黄色,溶液为绿色是因为[CU(H2O)4产和[CuCL产同时存在,A
正确;该反应是一个吸热反应,升高温度,平衡正向移动,[CuC14产的浓度增大,溶液变为黄绿色,B正确;
加几滴AgN03溶液,cr与Ag+反应,即Ag++cr==AgCN,Cl-浓度减小,平衡向逆反应方向移
动,[CuCliF-的浓度减小,[Cu(H2O)4产浓度增大,上层清液为蓝色,C正确;在CuC12溶液中加入少量Zn
片,Zn会置换出Cu,即CB+Zn—Zp+Cu,Ci?+浓度减小,则[Cu(H2O)4p+、[CuCkF浓度均减小,上
层清液为浅黄绿色,D错误。
5.(2021辽宁卷,11)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X⑸=Y(s)+Z(g),一段时
间后达到平衡。下列说法错误的是()
A.升高温度,若c(Z)增大,则A//>0
B.加入一定量Z,达新平衡后,〃(Y)减小
C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后c(Z)增大
D.加入一定量氨气,平衡不移动
臃近|升高温度,若c(Z)增大,说明升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即△”>()入正确;加入
一定量Z,生成物浓度增大,平衡逆向移动,则皿Y)减小,B正确;达到新平衡时,加入等物质的量的Y和
Z,由于K=c(Z)不变,故达新平衡后c(Z)不变,C错误;容积不变,加入一定量氨气,Z的浓度不变,则平衡
不移动,D正确。
6.(2022广东茂名五校联盟第三次联考)一定条件下,丙烯(CH2FHCH3)和HBr发生的两个可逆反应
的能量变化如图所示,已知第II阶段中两个可逆反应最终均达到平衡状态,下列说法正确的是()
//CH3cHeHj+Br、、
\\BrCH2cH2cH3
CH2=CHCH3-丙烷)
+HBr
\CH,CHBrCH3
第I阶段第n阶段—(2-溟丙烷)
反应历程
A.稳定性:1-滨丙烷>2-滨丙烷
B.平衡后产物的质量:1-澳丙烷<2-溟丙烷
C.平衡后降低温度,2-漠丙烷的产率降低
D.第II阶段的速率决定着生成1-澳丙烷反应的速率快慢
ggB
姓近|1-;\臭丙烷具有的总能量高于2-澳丙烷,能量越高物质越不稳定,故稳定性:1-澳丙烷<2-澳丙烷,A
错误;生成1-;臭丙烷的活化能高于生成2-澳丙烷的活化能,活化能越大该反应越难进行,故平衡后产物
的质量:1-澳丙烷<2-澳丙烷,B正确;生成2-澳丙烷的正反应是一个放热反应,故平衡后降低温度,2-澳
丙烷的产率升高,C错误;生成I-;臭丙烷的第I阶段的活化能高于第H阶段,活化能越大反应速率越慢,
慢反应才是决定一个多步反应总反应速率的关键,故第I阶段的速率决定着生成1-澳丙烷反应的速
率快慢,D错误。
7.(2023河北唐山模拟改编)某实验团队研究合成氨在不同条件下进行反应,平衡时氨气的含量与起始
氢氮比[嘿]之间的关系如图。下列说法正确的是()
A.n<420℃
B.b点时的转化率:a(N2)>a(H2)
C.a、b、c、d四点对应的平衡常数由大到小的顺序为代=小>%>治
D.工业合成氨一般以a-铁触媒为催化剂,400~500C下反应,选取该温度的主要原因是氨的平衡产率
更高
ggc
解困合成氨的反应是一个放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NH3的百分含量减小,由曲线①④可
知,7b>420℃,A错误;b点时嚓=3,故平衡的转化率:a(N2)=a(H2),B错误;升高温度,平衡逆向移动,化
学平衡常数减小,温度不变,平衡常数不变,由A分析可知,7b>420℃,故a、b、c、d四点对应的平衡常
数由大到小的顺序为Kb=Kc>Ka>Kd,C正确;催化剂不能使化学平衡发生移动,故工业合成氨一般以a-
铁触媒为催化剂,400~500℃下反应,选取该温度的主要原因不是氨的平衡产率更高,而是该温度下催
化剂的活性较强,D错误。
8.在容积为VL的恒容密闭容器中盛有一定量比,通入Bn(g)发生反应:H2(g)+Bm(g)12HBr(g)
AH<Oo当温度分别为小、72平衡时,周的体积分数与B”(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列
说法正确的是()
b
4-
w(Br2)/mol
A.由图可知:72>71
B.a、b两点的反应速率:b>a
C.为了提高Bn(g)的转化率,可采取增加Br2(g)通入量的方法
D.a点比b点体系的颜色深
答案:B
商
升高温度,平衡向逆反应方向移动,比的体积分数增大,根据图示变化,可知7>4,A错误;b点Br2
的物质的量比a点Br2的物质的量大,cb(Br2)>Ca(Br2),反应速率也大,B正确;增加BHg)的通入
量,Bn(g)的转化率减小,C错误;b点对a点来说,是向a点体系中加入Br2使平衡向正反应方向移动,尽
管Bn的量在新基础上会减小,但是Bn的浓度比原来会增加,因Bn的浓度增加,颜色变深,即b点比a
点体系的颜色深,D错误。
9.(2023山东德州期末改编)将4molA(g)和2molB(g)在2L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下
发生反应:2A(g)+B(g)=2c(g)AHO,反应2s后测得C的浓度为0.6molL-1。下列说法正确的是
()
A.2s后物质A的转化率为15%
B.当v(C)=2v(B)时,该反应达到了平衡状态
C.达到平衡状态时,增加A的物质的量,会提高B的转化率
D.达到平衡状态时,升高温度,平衡逆向移动,同时化学平衡常数不变
答案:C
商反应2s后测得C的浓度为0.6moll」,则列出三段式:
2A(g)+B(g尸=2C(g)
开始/(molL/)210
转化/(molL")0.60.30.6
2s后/(mol・L")1.40.70.6
2s后物质A的转化率为詈x100%=30%,A错误;当v(C)=2v(B)时,不能判断正逆反应速率的关系,则不
能判断该反应是否达到了平衡状态,B错误;增加A的物质的量,平衡正向移动,则B的转化率增大,C
正确;该反应的△”<(),为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则平衡常数减小,D错误。
=
10.燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分是NO),可通过主反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)==
1
4N2(g)+6H2O(g)\H=-\627.7kJ-mol-除去。温度高于300℃时会发生副反应:4NH3(g)+5O2(g)=-
4NO(g)+6H2O(g)AW=-904.74kJ-mol-\在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下,反应相同
时间,NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法一定正确的是
)()
8o
c
<
36o
卸4o
O
N
2O
0
150200250300350400450
温度/七
A.升高温度、增大压强均可提高主反应中NO的平衡转化率
1
B,N2(g)+O2(g)^2NO(g)AH=-180.74kJ-moF
C.图中X点所示条件下,反应时间足够长,NO的转化率能达到Y点的值
D.图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是主反应的平衡逆向移动
答案:c
解析:主反应和副反应的婚变均小于0,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO的平衡转化率减小,A
错误;根据盖斯定律(副反应-主反应)可得N2(g)+C)2(g)=_2NO(g)的AW=^x[-904.74kJmor'-(-l
627.7kJ-mo「)]=+180.74kJmol^B错误;据题图可知X点的转化率低于相同温度下的Y点,说明测定
转化率时X点还未达到平衡,反应时间足够长,NO的转化率能达到Y点的值,C正确;催化剂不影响平
衡转化率,而W点的转化率低于相同温度下另一催化剂条件下的转化率,说明W点并没有处于平衡
状态,所以转化率降低不可能是平衡移动造成的,D错误。
11.(2023北京朝阳区高三期中)向碘水中加入KI溶液,发生反应:184)+12(24)~1354),充分反应达平
衡后,测得微粒浓度如表:
微粒rh13
浓度
2.5x10s2.5x1034.0x1O-3
(molL-1)
下列说法不正确的是()
A.向所得溶液中加入CC1%振荡静置,水层以㈤降低
B.向所得溶液中加入等体积水,42)<1.25x10-3mol.L-i
C.该温度下,反应r+1210的K=640
D.配制碘水时,加入少量KI,可促进12的溶解
ggB
解析《碘单质在水中的溶解度小于在有机溶剂四氯化碳中的溶解度,向所得溶液中加入CCL,振荡静
置,水层C(b)降低,A正确;=寿茅蝶谈=64。,向所得溶液中加入等体积水,体积扩大一
倍,各离子浓度瞬间减少一半,妙c(护12)c(%l)=1….25x誉10'xl.25x103'=1280K=640,故平衡逆向移
动,c(l2)>L25xl0-3moi.L」,B错误、C正确;碘单质在水中的溶解度小,配制碘水时,加入少量KIJ+h
可促进上的溶解,D正确。
二、非选择题
12.(2022浙江6月选考,29节选)主要成分为H2s的工业废气的回收利用有重要意义。根据文献报道,
将H2s和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料,另一边出料),发生如下反应:
±
I.2H2S(g)^=2H2(g)+S2(g)A//i=+170kJ-mor'
II.CH4(g)+S2(g)=CS2(g)+2H2(g)AH2=+64kJmol1
总反应:III.2H2s(g)+CH4(g)=CS2(g)+4H2(g)
投料按体积之比V(H2S):V(CH4)=2:1,并用N2稀释;常压、不同温度下反应相同时间后,测得H2和
CS2的体积分数如下表:
温度/-C95010001050I1001150
H2/V(%)().51.53.65.58.5
CS2/V(%)0.00.00.10.41.8
请回答下列问题:
(1)反应m能自发进行的条件是。
(2)下列说法正确的是(填字母)。
A.其他条件不变时,用Ar替代用作稀释气体,对实验结果几乎无影响
B.其他条件不变时,温度越高,H2s的转化率越高
C.由实验数据推出H2s中的S—H强于CH4中的C—H
D.恒温恒压下,增加N2的体积分数,比的浓度升高
(3)若将反应HI看成由反应I和反应II两步进行,画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示
意图。
超
反应过程
(4)在1000℃、常压下,保持通入的H2s体积分数不变,提高投料比[HH2S):V(CH4)],H2S的转化率
不变,原因是。
⑸在950-1150℃范围内(其他条件不变),SXg)的体积分数随温度升高发生变化,写出该变化规律并
分析原因。
筌案J(l)局温(2)AB
(4)1000℃时CH4不参与反应,相同分压的H2s经历相同的时间转化率相同
(5)先升后降;在低温段,以反应I为主,随温度升高,S2(g)的体积分数增大;在高温段,随温度升高,反应
II消耗S2的速率大于反应1生成S2的速率,S2(g)的体积分数减小
|解析:|⑴①根据盖斯定律,由I+11即得到反应m的AH=+234kJ-mol”,说明反应HI是吸热反应,且气体
总分子数增加,则ASX),据△G=XH-TXS<0可自发进行可知反应川自发进行的条件是高温。
(2)Ar是稀有气体,与体系中物质不反应,其他条件不变时,用Ar替代N2作稀释气体,对实脸结果几乎
无影响,A正确;升高温度,平衡正向移动,温度越高,H2s的转化率越高,B正确;根据题表中数据无法得
出H2s中S—H和CH4中C—H的相对强弱,事实上C—H的键能大于S—H的键能,C错误;恒温恒压
下,增加N2的体积分数,相当于减压,平衡正向进行,山的物质的量增加,但容器容积变大,H2浓度减
小,D错误。
(5)根据题表中数据可知,在低温段,以反应I为主,随温度升高,S2(g)的体积分数增大;在高温段,随温度
升高,反应II消耗S2的速率大于反应I生成S2的速率,S2(g)的体积分数减小,故变化规律是先升后
降。
13.(2021辽宁卷,17节选)苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺,一定条件下,发生如下反
应:
I.主反应:(g)+3H2(g)^^CO(g)A/7i<0
II.副反应:A“2>0
回答下列问题:
⑴已知:in.2H2(g)+O2(g)-2H2。⑴Aft
M2i0(g)+l5O2(g)^l2CO2(g)+6H2O(l)AW4
V.CO(g)+9O2(g)—6CO2(g)+6H2O(l)AW5
则△"=(用△为、和A“5表示)。
(2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有(填字母)。
A.适当升温B.适当降温
C.适当加压D.适当减压
(3)反应I在管式反应器中进行,实际投料往往在”出2):〃(C6H6)=3:I的基础上适当增大H2用量,其
目的是。
(4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时,才能发生反应,机理如图。当出中混有微量H2s
或CO等杂质时,会导致反应I的产率降低,推测其可能原因
为。
金属催化剂
(5)催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合孤电子对,下图中可作
为酸性中心的原子的标号是(填“①”“②”或“③”)。
X®/
\/。/\/。八。弋/°
SiSiSi
/(/&/(/&/O/
催化剂载体表面结构片段
后氮1)|A%+X"4-阳(2)BC
(3)提高苯的利用率
(4)金属催化剂会与H2s或CO反应从而失去催化活性
⑸②
暧近|(2)主反应是一个气体体积减小的放热反应,故使平衡向正方向移动有利于提高平衡体系中环己
烷的体积分数,根据勒夏特列原理,可采用适当降低温度和适当加压的方式使平衡正向移动。
(3)反应I在管式反应器中进行,实际投料往往在n(H2):"(C6H6)=3:1的基础上适当增大H2用量,增
大H2的浓度将使平衡正向移动,从而提高苯的转化率即利用率。
(4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时,才能发生反应,机理如题图所示。当H?中混有微
量H2s或CO等杂质时,会导致反应I的产率降低,推测其可能原因为金属催化剂会与H2s或CO反
应从而失去催化活性。
14.在工业市场中,甲烷水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法,被广泛应用于氢气的工业生
产。甲烷水蒸气重整反应体系中主要存在的化学方程式有:
=
反应1:CH4(g)+H2O(g)^CO(g)+3H2(g)
AHi=+206kJ-rnol-1
反应2:CHMg)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)A//2
i1
反应3:CO(g)+H2O(g)^=CO2(g)+H2(g)A“3=-41kJmoF
(1)AH2-kJ-moF'o
(2)反应1在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下自发进行。
(3)一定温度下,向某容积为1L的恒容容器中充入1molCHMg)和3mol氏03),发生上述反应,fmin
后反应达到平衡。达到平衡时溶器中CO为〃?mol,CO2为nmol。
①fmin内CH4的消耗速率为01011丸01加1(用含/、〃、r的代数式表示)。
②保持容器容积和投料量不变,分别在1MPa和5MPa下进行上述反应,测得容器中CO和CH4的含
量随温度的变化如图所示。
5MPa时,表示CO和CH,平衡组成随温度变化关系的曲线分别是和。X点平
衡组成含量高于Y点的原因是o
(4)关于甲烷水蒸气重整制氢,下列说法正确的是(填字母)。
A.甲烷水蒸气重整反应是可逆、强吸热的,因此工业生产中反应的温度越高越好
B.反应中水碳比嘿越高,CH』的转化率越高,因此生产中一般适当提高水碳比
C.反应过程中可以向转化炉内通入空气或氧气,为甲烷的进一步转化提供能量
D.降低压强有利于CH,转化为七,因此生产中应适当降低压强
|答案:|(1)+165⑵高温
(3)⑰券②da升高温度反应1向正反应方向移动,反应3向逆反应方向移动,但对反应1的影
响程度更大,故一氧化碳含量增多
(4)BD
解析:(2)反应l:CH4(g)+H2O(g)=_CO(g)+3H2(g)A//i=+206kJ-mor1AM〉。、ASX),该反应在高温
条件下自发进行。
(3)①根据反应的化学方程式可知An(CH4)=n(CO)+n(CO2)=(/n+n)mol,则甲烷的消耗速率为
v(CH4)=丝券=等111011“加沛1;②保持容器容积和投料量不变,分别在1MPa和5MPa下进行上
述反应,反应1为吸热反应,反应2为吸热反应,反应3为放热反应,故升高温度甲烷的含量降低,一氧
化碳的含量增多。在同温条件下,增大压强反应1和2均向逆反应方向移动,甲烷含量增大,故5MPa
时,表示CO平衡组成随温度变化关系的曲线为d,CH4平衡组成随温度变化关系的曲线为a。
(4)甲烷水蒸气重整反应如果温度过高,副反应增多,催化剂活性降低,A错误;反应中水碳比嘤2越高,
H(Ln4)
促使CH4的转化率提高,生产中一般适当提高水碳比,B正确;反应过程中向转化炉内通入空气或氧气
会发生其他反应,C错误;降低压强有利于CH4转化为Hz,反应1和反应2均向正反应方向移动,反应3
没有影响,生产中应适当降低压强,D正确。
15.(2023湖南长沙模拟)硝化反应是最普遍和最早发现的有机反应之一,以N2O5为新型硝化剂的反应
具有反应条件温和、反应速率快、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过N2O4臭
氧化法制备N2O5:
已知:在298K、101kPa时发生以下反应的热化学方程式:
?=::i1
I.N2O4(g)2NO2(g)AHi=+57kJ-mol-
II.20,3(g)302(g)△,2=-242.6kJmor1
IIL2N2O5(s)—4NO2(g)+O2(g)
△%=+56.8kJ-mol-1
IV.N2O4(g)+O3(g)^N2O5(s)+O2(g)A为
(1)则反应IV的△%=。
(2)在恒温恒容条件下,下列说法能够说明反应W已经达到平衡的是(填字母)。
a.混合气体密度不再改变
b.消耗nmolN2O4的同时,消耗了nmolO3
C.O2浓度不再改变
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑶在2L密闭容器中充入1molN2O4和1molO3,在不同温度下发生反应W,平衡时N2O4在容器内气
=±
体中的物质的量分数0(用。4)随温度变化的曲线如图甲所示[考虑N2O4(g)^2NO2(g)]:
OP,
p/MPa
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