第二章检测题
(时间:90分钟满分:100分)
一、选择题(本题包括15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法不正确的是()
A.决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质
B.在其他条件不变时,升高温度一定会加快化学反应的反应速率
C.使用合理的催化剂,可以改变化学反应速率从而能改变化学平衡状态
D.增大反应物浓度,可使单位体积内活化分子数增加,反应速率加快
答案:C
2.能用能量判据判断下列过程的方向的是()
A.水总是自发地由高处往低处流
B.放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌后,扑克牌无序排列的几率增大
答案:A
3.下列能用勒夏特列原理解释的是()
A.高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快
B.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
C.SO2催化氧化成SO3的反应,往往需要使用催化剂
D.H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深
答案:B
4.在密闭容器中进行可逆反应,A跟B反应生成C,反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在以下关系:v(B)=3v(A),v(C)=2v(A),3v(C)=2v(B),则该反应可以表示为()
A.A+B C B.2A+2B3C
C.3A+B2C D.A+3B2C
答案:D
5.有一处于平衡状态的反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ( 正反应是放热反应)。为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是()
①升高温度②降低温度③增大压强④降低压强⑤加入正催化剂⑥分离出Z
A.①③⑤B.②③⑤C.②③⑥D.②④⑥
答案:C
6.下列反应中符合下列图象的是()
A.N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0
B.2SO 3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH>0
C.4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0
D.H 2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)ΔH>0
答案:B
7.反应CH3OH(l)+NH3(g)===CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发向右进行,若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1,|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol -1,则下列正确的是()
A.ΔH>0,ΔH-TΔS<0
B.ΔH<0,ΔH-TΔS>0
C.ΔH>0,ΔH-TΔS>0
D.ΔH<0,ΔH-TΔS<0
答案:A
8.在容积为2 L的密闭容器中,一定条件下发生化学反应:2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.4 kJ·mol-1。起始反应时NO和CO各为4 mol,10秒钟后达到化学平衡,测得N2为1 mol。下列有关反应速率的说法中,正确的是()
A.反应前5秒钟内,用NO表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1
B.达到平衡后,升高温度,正反应速率将减小,逆反应速率将增大
C.达到平衡后,反应速率的关系有:v正(CO)=2v逆(N2)
D.保持容器体积不变,往容器中充入1 mol O2,正、逆反应速率都不改变
答案:C
9.在一个容积为2 L的密闭容器中,加入0.8 mol的A2气体和0.6 mol B 2气体,一定条件下发生如下反应:A2(g)+B2(g)2AB(g)ΔH<0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是()
A.图中a点的值为0.15
B.该反应的平衡常数K=0.03
C.温度升高,平衡常数K值减小
D.平衡时A2的转化率为62.5%
答案:B
10.500 ℃条件下,在恒容密闭容器中,充入1 mol NO2存在如下平衡:2NO 2(g)N2O4(g)。平衡后,向容器内再充入1 mol NO2,下列说法正确的是()
A.平衡向正反应方向移动
B.平衡常数K增大
C.NO2的转化率变小
D.容器内气体颜色先变深后变浅,最后比原来还要浅
答案:A
11.下列变化过程中,ΔS<0的是()
A.氯化钠溶于水
B.NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)
C.干冰(CO2)的升华
D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)
答案:B
12.对可逆反应4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是()
A.化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.化学平衡后使用催化剂,则正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡正向移动
D.化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O)
答案:A
13.(2015·重庆卷)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S 混合加热并达到下列平衡:
CO(g)+H 2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1
反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是()
A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前H2S物质的量为7 mol
D.CO的平衡转化率为80%
答案:C
14.工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)ΔH=+Q kJ·mol-1(Q>0)。某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应,下列叙述正确的是()
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则在平衡时,吸收热量为Q kJ C.将反应的温度由T1升高至T2,则反应的平衡常数K1>K2
D.当反应吸收热量为0.25Q kJ时,生成的HCl恰好与1 mol NaOH反应
答案:D
15.(2015·安徽卷)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O 2(g)2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的
变化,曲线b 表示该反应在某一起始反应条件改变时N 2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A .温度T 下,该反应的平衡常数K =4(c 0-c 1)2
c 21
B .温度T 下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C .曲线b 对应的条件改变可能是加入了催化剂
D .若曲线b 对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH <0 答案:A
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(10分)一定条件下,在体积为3 L 的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu 2O/ZnO):CO(g)+2H 2(g)
CH 3OH (g),根据题意完成下列问题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K =________,升高温度,K 值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在500 ℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v (H 2)=________。
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E 点的体系体积压缩到原来的12
,下列有关该体系的说法正确的是________。 A .氢气的浓度减少
B .正反应速率加快,逆反应速率也加快
C .甲醇的物质的量增加
D .重新平衡时n (H 2)/n (CH 3OH)增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu 2O ,反应体系中含少量CO 2有利于维持催化剂Cu 2O 的量不变,原因是______________(用化学方程式表示)。
解析:(1)根据反应方程式和平衡常数的定义,该反应平衡常数
表达式K =c (CH 3OH )c (CO )·c 2(H 2)
。从题给图象可以看出平衡后500 ℃时甲醇的物质的量小于300 ℃时的物质的量,说明正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,K 值将减小。(2)500 ℃时反应达到平衡,生成甲醇的物质的量为n (B),则消耗H 2的物质的量为2n (B),因此v (H 2)
=2n (B ) mol
3 L t (B ) min =2n (B )3t (B )
mol ·L -1·min -1。(3)在其他条件不变的情况下,处于E 点的体系体积压缩到原来的12
,根据反应特点推知增大压强,正、逆反应速率都增加,且平衡正向移动,甲醇的物质的量将增加,即选B 、C 。
(4)因Cu 2O 被CO 还原为Cu ,因此通入CO 2可以抑制此反应的发生,反应方程式为Cu 2O +CO 2Cu +CO 2。
答案:(1)K =c (CH 3OH )c (CO )·c 2(H 2)
减小 (2)2n (B )3t (B )
mol ·L -1·min -1 (3)BC (4)Cu 2O +CO 2Cu +CO 2
17.(8分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO 会破坏臭
氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:
2NO+2CO2CO 2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/(10-4mol·L-1) 10 4.5 2.5 1.5 1.0 1.0
c(CO)/(10-3mol·L-1) 36.0 30.5 28.5 27.5 27.0 27.0
(1) 已知该反应ΔS<0,在上述条件下反应能够自发进行,则反应的ΔH________0(填写“>”“<”或“=”)。
(2)前2 s内的平均反应速率v(N2)=________。
(3)在该温度下,反应的平衡常数表达式K=________。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是________。
A.选用更有效的催化剂
B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度
D.缩小容器的体积
解析:(1)反应自发进行,说明ΔH-TΔS<0,该反应的ΔS<0,故ΔH<0;(2)2 s时,Δc(NO)=7.5×10-4 mol·L-1,v(NO)=3.75 ×10-4 mol·L-1·s-1,反应速率比等于方程式化学计量数之比,v(N2)=1.875×10-4mol·L-1·s-1,小数点后保留一位有效数字,应为1.9×10-4mol·L-1·s-1;(3)由反应方程式可知K=c2(CO2) ·c(N2)
;(4)提高NO转化率,即平衡右移,A项使用催c2(NO)·c2(CO)
化剂不影响平衡;正反应放热,升高温度,平衡左移,降低温度,平衡右移,B错,C对;缩小容器体积,相当于加压,平衡右移,D项也对。
答案:(1)<(2) 1.9×10-4mol·L-1·s-1; (3)K=c2(CO2) ·c(N2)
c2(NO)·c2(CO)
(4)CD
18.(12分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO 2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1ΔH1<0(Ⅰ) 2NO(g)+Cl 2(g)2ClNO(g)K2ΔH2 < 0(Ⅱ)
(1)4NO 2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=________mol,NO的转化率α1=________。其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是_______。
解析:(1)将题干中已知的两个方程式做如下处理:(Ⅰ)×2-(Ⅱ)可得4NO 2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),其平衡常
数K=K21
K2。
(2)根据“三段式”:
v (ClNO)=0.1α1 mol ·L -1
10 min
=7.5×10-3 mol ·L -1·min -1,得α1=75%,平衡时n (Cl 2)=(0.05-0.05α1)mol·L -1×2 L =0.025 mol 。该反应为气体分子数减小的反应,恒压条件下相对于恒容条件下,压强增大,平衡右移,NO 的转化率增大,即α2>α1;化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数K 2不变;该反应为放热反应,升高温度可使平衡常数K 2减小。
答案:(1)K 21K 2
(2)2.5×10-2 75% > 不变 升高温度 19.(10分)已知化学反应①:Fe(s)+CO 2(g)
FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K 1;化学反应②:Fe(s)+H 2O(g)FeO(s)+H 2(g),其平衡常数为K 2,在温度973 K 和1 173 K 情况下,K 1、K 2的值分别如下:
温度
K 1 K 2 973 K
1.47
2.38 1 173 K
2.15 1.67 (1)通过表格中的数值可以推断:反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③:CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g),请你写出该反应的平衡常数K 3的数学表达式:K 3=________。
(3)根据反应①与②可推导出K 1、K 2与K 3之间的关系式________,据此关系式及上表数据,也能推断出反应③是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有________(填写字母序号)。
A .缩小反应容器的容积
B .扩大反应容器的容积
C .升高温度
D .使用合适的催化剂
E .设法减小平衡体系中的CO 的浓度
(5)图甲、乙分别表示反应③在t 1时刻达到平衡,在t 2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:
①图甲t 2时刻改变的条件是________。②图乙t 2时刻改变的条件是________。
解析:(1)由表中数据知,升高温度,K 1增大,K 2减小,说明反应①为吸热反应,反应②为放热反应。(2)(3)由反应①知,K 1=c (CO )c (CO 2),由反应②知,K 2=c (H 2)c (H 2O )
;①-②得反应③,且K 3=c (CO )·c (H 2O )c (CO 2)·c (H 2)=K 1K 2
,可知反应③为吸热反应。(4)反应③为气体体积不变的吸热反应,因此升高温度,减小生成物CO 的浓度均可使平衡向正反应方向移动。(5)图甲中,t 2时刻化学平衡没有移动,反
应速率加快,因此t 2时刻增大压强或使用催化剂;图乙中,发生的反应为:CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g) ΔH <0,t 2→t 3时间段,化学平衡向正反应方向移动,因此,对比0→t 1和t 2→t 3图像变化可知,t 2时刻降低温度或设法分离出H 2。
答案:(1)吸热 (2)c (CO )·c (H 2O )c (CO 2)·c (H 2)
(3)K 3=K 1K 2 吸热 (4)CE (5)①增大压强或使用催化剂 ②降低温度或设法分离出H 2
20.(15分)A 是由导热材料制成的密闭容器,B 是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K 2,将等量且少量的NO 2通过K 1、K 3分别充入A 、B 中,反应起始时,A 、B 的体积相同(已知:2NO 2(g)
N 2O 4(g)
ΔH <0)。
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A 、B 中生成的N 2O 4的速率是v (A)________v (B)(填“>”“<”或“=”);若打开活塞K 2,气球B 将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)关闭活塞K 2,若在A 、B 中再充入与初始量相等的NO 2,则达到平衡时,NO 2的转化率α(A)将________(填“增大”“减小”或“不变”);若分别通入等量的氖气,
则达到平衡时,A 中NO 2的转化率将________,B 中NO 2的转化率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)室温下,若A 、B 都保持体积不变,将A 套上一个绝热层,B 与外界可以进行热传递,则达到平衡时,________中的颜色较深。
(4)若在容器A 中充入4.6 g 的NO 2,达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5,则平衡时N 2O 4的物质的量为________。
解析:题给反应是气体体积减小的放热反应。(1)由于A为恒容体系,B为恒压体系,在平衡时P A<P B,故v(A)<v(B),若打开K2,A、B形成一个新的恒压体系,气球体积将变小。(2)若再通入NO2,对于A相当于加压,原平衡向正反应方向移动,NO2的转化率增大。若再通入Ne,对于A,末改变体系中各物质的浓度,平衡不移动,转化率不变;对于B,其体积增大,相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率减小。(3)此时A为绝热体系,随反应的进行,体系温度升高,即T A>T B,A相对于B是升高温度,平衡向逆
反应方向移动,A中颜色加深。(4)M——=m总
n总
即n总=
4.6 g
57.5 g·mol-1
=0.08 mol,投入NO2的物质的量为
4.6 g
46 g·mol-1
=0.1 mol,设转化
的NO2的物质的量为x。
则2NO2N2O4
起始:0.1 mol0
转化:x x 2
平衡:0.1 mol-x x 2
即:0.1 mol-x+x
2=0.08 mol
x=0.04 mol。
答案:(1)<变小(2)增大不变变小(3)A (4)0.04 mol
温馨提示:
1、学习是不断积累的过程
2、每一次练习就是你进步一次的行动,就看你怎么对待
3、做错的题目永远是最有价值的
4、只有改正理解了错误的题目你才有进步
5、学习是有方法的