化学平衡的移动 化学反应进行的方向
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况中,不会使平衡发生移动的是( )
A.温度、容积不变时,通入SO2气体 B.移走一部分NH4HS固体 C.容器体积不变,充入HCl气体 D.保持压强不变,充入氮气
2.某温度下,在容积固定的密闭容器中,发生可逆反应A(g)+2B(g)2C(g),平衡时,各物质的浓度比为c(A)∶c(B)∶c(C)=1∶1∶2,保持温度不变,以1∶1∶2的体积比再充入A、B、C,则下列叙述正确的是( )
A.刚充入时反应速率:v(正)减小,v(逆)增大
B.达到新的平衡时:反应混合物中A、B的物质的量分数不变 C.达到新的平衡时:c(A)∶c(B)∶c(C)仍为1∶1∶2 D.达到新的平衡过程中:体系压强先增大,后减小 3.在恒容密闭容器中,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0达到平衡后,改变某一条件,下列说法正确的是( )
A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增加,平衡逆向移动 B.升高温度,可提高CO2转化率
C.增加H2的浓度,可提高CO2转化率
D.改用高效催化剂,可增大反应的平衡常数
4.合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得,其中的一步反应为:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( ) A.增加压强 B.降低温度 C.增大CO的浓度 D.更换催化剂 5.已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色) ΔH<0。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)。下列说法正确的是( )
A.b点的操作是压缩注射器
B.c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小
C.若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则T(b)>T(c) D.d点时v(正)>v(逆) 6.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压
⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( ) A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥ 7.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应: a(g)+b(g)2c(g) ΔH1<0 x(g)+3y(g)2z(g) ΔH2>0
1
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是( ) A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变 B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高 C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变 D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
8.在不同温度下,向V L密闭容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) ΔH<0,达到平衡时的数据如下: 温度/℃ T1 T2 n(C)/mol 0.375 n(CO2)/mol 0.15
下列有关说法正确的是( ) A.由上述信息可推知:T1>T2
B.T2 ℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,c(N2)∶c(NO)增大
C.T1 ℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡后NO的转化率增大
D.T1 ℃时,该反应的平衡常数K=16
9.向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g)+xB(g)2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别如下表和下图所示:
9
容器 容积 温度/℃ 反应物 起始量 甲 0.5 L T1 1.5 mol A 0.5 mol B 乙 0.5 L T2 1.5 mol A 0.5 mol B 丙 1.0 L T2 6.0 mol A 2.0 mol B 下列说法正确的是( )
A.10 min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.025 mol·L-1·min-1 B.由图可知:T1>T2,且该反应为吸热反应
C.由图可知:x=1,若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动
D.T1 ℃,起始时甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B,平衡时A的转化率为25% 10.煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢,发生的主要反应为:C(s)+2H2(g)CH4(g),在V L的容器中投入a mol碳(足量),同时通a mol H2,控制条件使其发生上述反应,实验测得H2的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.上述逆反应为吸热反应
??
B.在5 MPa、800 K时,该反应的平衡常数为??
C.在4 MPa、1 200 K时,图中X点v(H2)正 D.工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1 000 K的反应条件,主要是因为前者氢气的转化率高 2 二、非选择题(本题共4个小题,共50分) 11.(10分)一定条件下铁可以和CO2发生反应: Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH>0。 ??(CO) 2 (1)下列措施中能使平衡时??(CO)增大的是 (填序号)。 A.升高温度 B.增大压强 C.充入一定量氮气 D.再加入一些铁粉 (2)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入一定量的CO2,使CO2的浓度成为原来的2倍,则CO2的转化率将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 12.(16分)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为2 L的密闭容器中,充入6 mol CO2和8 mol H2进行反应,测得H2的物质的量随时间的变化如下图中曲线所示。 (1)下列时间段内平均反应速率最小的是 (填字母)。 A.0~1 min B.1~3 min C.3~8 min D.8~11 min (2)仅改变某一条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中Ⅱ、Ⅲ所示,曲线Ⅱ对应改变的实验条件是 ,曲线Ⅲ对应改变的实验条件是 。 (3)根据图中曲线Ⅰ上所标数据,该反应达到平衡时,放出热量为 kJ,该条件下的平衡常数K= 。 (4)下列措施中能使 A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大 C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1 mol CO2和3 mol H2 13.(12分)近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球的广泛关注。据中国化工报报道,科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系,比目前工业使用的常见催化剂快近90倍。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下: 反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.58 kJ·mol-1 反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2 反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-90.77 kJ·mol-1 回答下列问题: (1)反应Ⅱ的ΔH2= ,反应Ⅲ自发进行的条件是 (填“较低温度”“较高温度”或“任何温度”)。 (2)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂(发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及CH3OH的产率(b),如图所示,请回答问题: ??(CH3????) (n为物质的量)增大的是 ??(CO2) 。 3 ①该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是 (选填编号)。 A.改用高效催化剂 B.升高温度 C.缩小容器体积 D.分离出甲醇 E.增加CO2的浓度 ②据图可知当温度高于260 ℃后,CO的浓度随着温度的升高而 (填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”),其原因是 。 14(12分)碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。 (1)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0。 利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是 (填字母编号)。 A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低 B.缩小容器容积,平衡右移,ΔH减小 C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低 D.当4v正[Ni(CO)4]=v逆(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态 (2)欲使Ni(CO)4(g)释放出CO,根据平衡移动原理,可改变的条件是 (填字母编号)。 A.增加Ni(CO)4的量 B.升高温度 C.减小压强 D.使用催化剂 4 答案 一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求) 1.B 2.D 3.C 4.B 5.A 6.B 7.A 8.D 9.C 10.B 二、非选择题(本题共4个小题,共50分) 11答案:(1)A (2)不变 12答案:(1)D (2)升高温度 增大压强 (3)98 0.5 (4)CD 13.答案:(1)+41.19 kJ·mol-1 较低温度 (2)①CE ②增大 反应Ⅰ、反应Ⅲ均为放热反应,温度升高不利于CO2、CO转化为甲醇;反应Ⅱ为吸热反应,温度升高使更多的CO2转化为CO。综上所述,CO的浓度一定增大(或其他合理答案) 14.答案:(1)CD (2)BC 5
化学平衡的移动 化学反应进行的方向
