單元素養(yǎng)評價(二)(第2章)(90分鐘100分)一、選擇題:本題包括8小題,每小題2分,共16分。每小題只有一個選項符合題意。1.下列說法正確的是 ()A.反應(yīng)產(chǎn)物的總能量大于反應(yīng)物的總能量時,ΔH<0B.已知反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K,則2H2(g)+2I2(g)4HI(g)的平衡常數(shù)為2KC.ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在低溫時不能自發(fā)進行D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向【解析】選D。ΔH=生成物能量和反應(yīng)物能量和,當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物的總能量大于反應(yīng)物的總能量時,ΔH>0,A項錯誤;相同溫度下,化學(xué)計量數(shù)變?yōu)樵瓉淼膎倍,則化學(xué)平衡常數(shù)為原來的n次方,所以反應(yīng)2H2(g)+2I2(g)4HI(g)的平衡常數(shù)為K2,B項錯誤;根據(jù)ΔHTΔS判斷,ΔH<0、ΔS>0,則ΔHTΔS<0,反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進行,C項錯誤;催化劑只改變反應(yīng)速率,不改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向,D項正確?！狙a償訓(xùn)練】(2020·徐州高二檢測)研究化學(xué)反應(yīng)進行的方向?qū)τ诜磻?yīng)設(shè)計等具有重要意義,下列說法正確的是 ()A.ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進行B.在其他外界條件不變的情況下,汽車排氣管中使用催化劑,可以改變產(chǎn)生尾氣的反應(yīng)方向C.反應(yīng)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在室溫下不能自發(fā)進行,說明該反應(yīng)的ΔH<0D.一定溫度下,反應(yīng)MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0【解析】選D。A項,ΔH<0、ΔS>0,則ΔG<0,任何溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進行,錯誤;B項,使用催化劑只能改變反應(yīng)速率,不能改變反應(yīng)的方向,錯誤;C項,CaCO3(s)的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,錯誤;D項,MgCl2(l)分解生成Cl2(g)反應(yīng)的ΔS>0,ΔH>0,正確。2.(2020·合肥高二檢測)一定溫度下,某恒容密閉容器中存在如下平衡:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=105kJ·mol1。下列事實能說明此容器中的反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是 ()A.ΔH保持不變B.氣體密度保持不變C.容器中總壓保持恒定D.v逆(CO)=2v正(H2)【解析】選C。一個確定反應(yīng)的ΔH是定值,A項錯誤;因容器容積不變,且物質(zhì)全部是氣體,故密度保持不變,B項錯誤;由于該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)目發(fā)生變化的反應(yīng),故當(dāng)壓強保持不變時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C項正確;當(dāng)v逆(CO)=0.5v正(H2)時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D項錯誤?！狙a償訓(xùn)練】(2020·萍鄉(xiāng)高二檢測)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在恒溫恒容密閉容器中進行,下列可作為判斷其達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是 ()①SO2和SO3的濃度相等②SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變③容器中氣體的壓強保持不變④SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等⑤容器中混合氣體的密度保持不變⑥容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變⑦2v正(SO2)=v逆(O2)⑧單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時消耗2nmolSO3A.①②④⑤ B.②③⑦⑧C.②③⑤⑥ D.②③⑥【解析】選D。判斷一個化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)依據(jù)的原則是“變量不變達平衡”。①反應(yīng)物和生成物的濃度不變時達到平衡狀態(tài),而不是濃度相等,錯誤;②SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是變量,不變時達到平衡狀態(tài),正確;③反應(yīng)在恒容密閉容器中進行,且該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng),故容器中氣體的壓強是變量,當(dāng)壓強不變時達到平衡狀態(tài),正確;④SO3的生成速率與SO2的消耗速率是同一個反應(yīng)方向,一定相等,錯誤;⑤容器的容積固定,氣體的質(zhì)量固定,混合氣體的密度是定量,錯誤;⑥反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化,而氣體總質(zhì)量不變,因此當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變時,一定達到平衡狀態(tài),正確;⑦正確的關(guān)系式為v正(SO2)=2v逆(O2),錯誤;⑧單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時消耗2nmolSO3,這個關(guān)系一直存在,與是否達到平衡無關(guān),錯誤。3.(2020·深圳高二檢測)只改變一個影響因素,平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動的關(guān)系敘述錯誤的是 ()A.K值不變,平衡可能移動B.K值變化,平衡一定移動C.平衡移動,K值可能不變D.平衡移動,K值一定變化【解析】選D。平衡常數(shù)與化學(xué)平衡移動的關(guān)系:K值變化,平衡一定移動;平衡移動,K值不一定變化。4.(2020·黃岡高二檢測)已知反應(yīng)①:CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)和反應(yīng)②:H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2,該溫度下反應(yīng)③:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是 ()A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1=QUOTEB.反應(yīng)③的平衡常數(shù)K=QUOTEC.對于反應(yīng)②,若恒容時,溫度升高,H2濃度減小,則該反應(yīng)平衡常數(shù)也會減小D.對于反應(yīng)③,恒溫恒容下,增大H2濃度,平衡常數(shù)K一定會減小【解析】選B。在書寫平衡常數(shù)表達式時,純固體不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中,A錯誤;由于反應(yīng)③=反應(yīng)①反應(yīng)②,因此平衡常數(shù)K=QUOTE,B正確;反應(yīng)②中,溫度升高,H2濃度減小,則平衡右移,生成物濃度增大,因此K2會增大,C錯誤;對于反應(yīng)③,在恒溫恒容下,增大H2濃度,平衡會向左移動,但由于溫度沒有發(fā)生變化,平衡常數(shù)K不變,D錯誤。5.燃煤產(chǎn)生的氣體中主要的污染物為SO2,一定條件下,通過下列反應(yīng)可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)ΔH<0。若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進行,下列有關(guān)說法正確的是()A.平衡前,隨著反應(yīng)的進行,容器內(nèi)壓強始終不變B.平衡時,其他條件不變,分離出硫,正反應(yīng)速率加快C.平衡時,其他條件不變,升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率D.其他條件不變,使用不同催化劑,該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變【解析】選D。S為液體,正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行,氣體的物質(zhì)的量減小,壓強減小,A項錯誤;硫是液態(tài)生成物,分離出硫后正反應(yīng)速率不變,B項錯誤;此反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率降低,C項錯誤;化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,D項正確。6.常溫常壓時烯烴與氫氣混合不反應(yīng),高溫時反應(yīng)很慢,但在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖跁r可與氫氣反應(yīng)生成烷烴,一般認(rèn)為加氫反應(yīng)是在催化劑表面進行。反應(yīng)過程的示意圖如下: 下列說法中正確的是 ()A.乙烯和H2生成乙烷的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.加入催化劑,可減小反應(yīng)的熱效應(yīng)C.催化劑能改變平衡轉(zhuǎn)化率,不能改變化學(xué)平衡常數(shù)D.催化加氫過程中金屬氫化物的一個氫原子和雙鍵碳原子先結(jié)合,得到中間體【解析】選D。根據(jù)圖示,反應(yīng)物的能量高于產(chǎn)物的能量,所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A錯誤;催化劑只會加快反應(yīng)速率,不會引起反應(yīng)熱的變化,反應(yīng)的熱效應(yīng)不變,故B錯誤;催化劑只會加快反應(yīng)速率,不能改變平衡轉(zhuǎn)化率,不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù),故C錯誤;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的歷程:催化加氫過程中金屬氫化物的一個氫原子和雙鍵碳原子先結(jié)合,得到中間體,故D正確?！狙a償訓(xùn)練】(2020·成都高二檢測)已知反應(yīng):CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為1∶1充入反應(yīng)物,不同壓強條件下,H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點標(biāo)記為▲)。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.上述反應(yīng)的ΔH<0B.N點時的反應(yīng)速率一定比M點的快C.降低溫度,H2的轉(zhuǎn)化率可達到100%D.工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強【解析】選A。根據(jù)圖象可知,隨著溫度的升高,H2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,根據(jù)勒·夏特列原理,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A項正確;N點壓強大于M點的,M點溫度高于N點的,因此無法確定兩點的反應(yīng)速率快慢,B項錯誤;此反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全進行到底,C項錯誤;控制合適的溫度和壓強,既能保證反應(yīng)速率較快,也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率,采用更高的壓強對設(shè)備的要求更高,增加經(jīng)濟成本,D項錯誤。7.(2020·六安高二檢測)某溫度下,在一個2L的密閉容器中加入4molA和2molB進行如下反應(yīng):3A(g)+2B(g)4C(s)+D(g),反應(yīng)2min后達到平衡,測得生成1.6molC,下列說法正確的是 ()A.前2minD的平均反應(yīng)速率為0.2mol·L1·min1B.此時,B的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C.增大該體系的壓強,平衡不移動,化學(xué)平衡常數(shù)不變D.增加B,平衡向右移動,B的平衡轉(zhuǎn)化率增大【解析】選B。生成1.6molC的同時消耗0.8molB、生成0.4molD,則前2min,v(D)=QUOTE=0.1mol·L1·min1,B的平衡轉(zhuǎn)化率為QUOTE×100%=40%,A錯、B對;增大該體系的壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,但平衡常數(shù)不變,C錯;增加B,平衡向右移動,A的平衡轉(zhuǎn)化率增大但B的平衡轉(zhuǎn)化率減小,D錯。8.(2020·溫州高二檢測)探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O反應(yīng)速率的影響因素,有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下表所示:實驗編號溫度(℃)催化劑用量(g)酸性KMnO4溶液H2C2O4溶液KMnO4溶液褪色平均時間(min)體積(mL)濃度(mol·L1)體積(mL)濃度(mol·L1)1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列說法不正確的是 ()A.a<12.7,b>6.7B.用KMnO4表示該反應(yīng)速率,v(實驗3)>v(實驗1)C.用H2C2O4表示該反應(yīng)速率,v(實驗1)約為6.6×103mol·L1·min1D.可通過比較收集相同體積CO2所消耗的時間來判斷反應(yīng)速率快慢【解析】選B。第2組,溫度高,速率快,a<12.7,第4組,沒有用催化劑,速率慢,b>6.7,故A正確;實驗3,用的KMnO4濃度低,用KMnO4表示該反應(yīng)速率,v(實驗3)<v(實驗1),故B不正確;用H2C2O4表示該反應(yīng)速率,v(實驗1)約為QUOTE≈6.6×103mol·L1·min1,故C正確;反應(yīng)速率可以用反應(yīng)物或生成物濃度的變化量來表示,也可通過比較收集相同體積CO2所消耗的時間來判斷反應(yīng)速率快慢,故D正確。二、選擇題:本題包括4小題,每小題4分,共16分。每小題有一個或兩個選項符合題意,全部選對得4分,選對但不全的得1分,有選錯的得0分。9.(雙選)在一恒容的密閉容器中充入0.1mol·L1的CO2、0.1mol·L1的CH4,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4平衡時的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示,下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.上述反應(yīng)的ΔH<0B.壓強:p4<p3<p2<p1C.壓強為p4時,1100℃時反應(yīng)達到平衡,則此時c平(CO)=0.16mol·L1D.壓強為p4時,在y點:v正>v逆【解析】選A、B。由圖象可知壓強一定時,溫度越高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越高,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項錯誤;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),壓強越大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小,故壓強p4>p3>p2>p1,B項錯誤;p4時,1100℃時,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%,故平衡時各物質(zhì)的濃度分別為c平(CH4)=0.02mol·L1,c平(CO2)=0.02mol·L1,c平(CO)=0.16mol·L1,c平(H2)=0.16mol·L1,C項正確;壓強為p4時,y點未達到平衡,需增大CH4的轉(zhuǎn)化率來達到平衡,此時v正>v逆,D項正確?！狙a償訓(xùn)練】(2020·酒泉高二檢測)在相同溫度下,將H2和N2兩種氣體按不同比例通入相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3H2+N22NH3。QUOTE表示起始時H2和N2的物質(zhì)的量之比,且起始時H2和N2的物質(zhì)的量之和相等。下列圖象正確的是()【解析】選D。A中,隨著QUOTE的增大,氫氣含量增多,氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率降低,A錯誤;隨著QUOTE的增大,氫氣含量增多,混合氣體的質(zhì)量減小,B錯誤;隨著QUOTE的增大,氫氣含量增多,氮氣的平衡轉(zhuǎn)化率增大,C錯誤;隨著QUOTE的增大,氫氣含量增多,混合氣體的質(zhì)量減少,則混合氣體的密度減小,D正確。10.(2020·青島高二檢測)現(xiàn)有容積均為2L的甲、乙、丙3個恒容密閉容器,向這3個容器中均加入0.20molN2、0.52molH2,進行合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=92.4kJ·mol1。圖1表示不同反應(yīng)條件下N2的濃度隨時間的變化,圖2表示其他條件相同,溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變,達到平衡時NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。下列判斷不正確的是 ()A.圖2中反應(yīng)速率最快的是容器丙B.圖1中容器乙的反應(yīng)可能使用了催化劑C.圖1中容器乙0～5min內(nèi)v(N2)=0.012mol·L1·min1D.圖1中容器丙內(nèi)反應(yīng)的平衡常數(shù)為2.5L2·mol2【解析】選C。溫度越高反應(yīng)速率越快,丙溫度最高,反應(yīng)速率最快,A項正確;圖1中甲、乙兩容器的平衡濃度相同,但乙達到平衡時所用的時間短,容器乙的反應(yīng)可能使用了催化劑,B項正確;圖1中容器乙在0～5min內(nèi),v(N2)=QUOTEmol·L1·min1=0.008mol·L1·min1,C項錯誤;根據(jù)反應(yīng)的“三段式”進行計算:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始(mol·L1) 0.10 0.26 0變化(mol·L1) 0.02 0.06 0.04平衡(mol·L1) 0.08 0.2 0.04圖1中容器丙內(nèi)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=QUOTE=2.5(L2·mol2),D項正確?！狙a償訓(xùn)練】1.(2020·茂名高二檢測)下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響時所畫的圖象,其中圖象和實驗結(jié)論表達均正確的是 ()A.①是其他條件一定時,反應(yīng)速率隨溫度變化的圖象,正反應(yīng)ΔH<0B.②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時間變化的圖象C.③是在有、無催化劑存在下建立平衡過程的圖象,a表示使用催化劑時的曲線D.④是一定條件下,向含有一定量A的容器中逐漸加入B時的圖象,壓強p1>p2【解析】選C。根據(jù)圖象①,升高溫度,平衡正向移動,正反應(yīng)ΔH>0,A錯;②反應(yīng)實質(zhì)是Fe3++3SCNFe(SCN)3,K+和Cl不參加化學(xué)反應(yīng),KCl濃度增大不影響化學(xué)平衡,B錯;③使用催化劑,反應(yīng)速率增大,先達到平衡,C正確;④反應(yīng)為反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)不變的化學(xué)反應(yīng),改變壓強不影響平衡狀態(tài),即不影響A的轉(zhuǎn)化率,且不斷加入B,A的轉(zhuǎn)化率增大,D錯。2.(2020·來賓高二檢測)某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng):A(g)+xB(g)2C(g),達到平衡后,只改變反應(yīng)的一個條件,測得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時間變化如下圖所示。下列說法中正確的是()A.8min時表示正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率B.前20minA的反應(yīng)速率為0.05mol·L1·min1C.反應(yīng)方程式中的x=1,30min時表示增大壓強D.40min時改變的條件是升高溫度,且正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)【解析】選B。8min時B、C的濃度相等,此時反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,A項錯;前20minA的反應(yīng)速率為v(A)=QUOTE=QUOTE=0.05mol·L1·min1,B項正確;在反應(yīng)中,B、C的物質(zhì)的量濃度變化之比為1∶2,根據(jù)化學(xué)方程式可知x=1,故該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng),即反應(yīng)過程中氣體的壓強不變,增大壓強,B、C的物質(zhì)的量濃度都將增大,C項錯;升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),D項錯。3.(2020·?？诟叨z測)在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),圖Ⅰ表示200℃時容器中A、B、C的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系,圖Ⅱ表示不同溫度下達到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)隨起始QUOTE的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是 ()A.200℃時,反應(yīng)從開始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol·L1·min1B.由圖Ⅱ可知反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH<0,且a=2C.若在圖Ⅰ所示的平衡狀態(tài)下,再向體系中充入He,重新達到平衡前v(正)>v(逆)D.200℃時,向容器中充入2molA和1molB,達到平衡時,A的體積分?jǐn)?shù)小于0.5【解析】選D。由圖Ⅰ可知,反應(yīng)從開始到平衡v(B)=QUOTE=0.02mol·L1·min1,A錯誤。由圖Ⅰ知,達到平衡時,A、B、C的物質(zhì)的量的變化量分別為0.4mol、0.2mol、0.2mol,A、B、C的化學(xué)計量數(shù)之比為2∶1∶1,所以a=2,且平衡時,C的體積分?jǐn)?shù)最大,但根據(jù)圖Ⅱ可知,n(A)∶n(B)一定時,溫度升高,平衡時C的體積分?jǐn)?shù)增大,說明升高溫度,平衡正向移動,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH>0,B錯誤。向恒容的反應(yīng)體系中充入He,平衡不移動,C錯誤。由圖Ⅰ知,起始充入0.8molA、0.4molB,達到平衡時A、B、C的物質(zhì)的量分別是0.4mol、0.2mol、0.2mol,A的體積分?jǐn)?shù)是QUOTE=0.5,現(xiàn)充入2molA和1molB,相當(dāng)于增大壓強,平衡正向移動,所以反應(yīng)達到平衡時,A的體積分?jǐn)?shù)小于0.5,D正確。11.(雙選)在一密閉容器中加入等物質(zhì)的量的A、B,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g),平衡常數(shù)隨溫度和壓強的變化如表所示: 下列判斷正確的是 ()A.g=fB.ΔH<0MPa、800℃時,A的轉(zhuǎn)化率最小MPa、300℃時,B的轉(zhuǎn)化率為50%【解析】選A、D。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,K不變,所以g=f,A項正確;由表格中的數(shù)據(jù)可知,平衡常數(shù)隨溫度升高而增大,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,B項錯誤;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度越高,平衡常數(shù)越大,A的轉(zhuǎn)化率越大,C項錯誤;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),即壓強一定時,氣體體積不變。設(shè)加入A、B的物質(zhì)的量為amol,轉(zhuǎn)化量為xmol,容器體積為VL,則達平衡時,A、B為(ax)mol,D為2xmol,則有QUOTE=16,解得QUOTE=QUOTE,故B的轉(zhuǎn)化率為50%,D項正確。12.(2020·豐臺區(qū)高二檢測)三氯氫硅(SiHCl3)又稱硅氯仿。甲硅烷的三氯代物。為一種易流動的無色液體,是光伏產(chǎn)業(yè)的一種關(guān)鍵化學(xué)原料。三氯氫硅制備反應(yīng)的方程式為Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g),同時還有其他副反應(yīng)發(fā)生。當(dāng)反應(yīng)體系的壓強為0.05MPa時,分別改變進料比[n(HCl)∶n(Si)]和反應(yīng)溫度,二者對SiHCl3產(chǎn)率影響如圖所示。下列說法正確的是 ()A.降低壓強有利于提高SiHCl3的產(chǎn)率B.制備SiHCl3的反應(yīng)為放熱反應(yīng)C.溫度為450K,平衡常數(shù):K(x)>K(y)>K(z)D.增加HCl的用量,SiHCl3的產(chǎn)率一定會增加【解析】選B。Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)的反應(yīng)正向為氣體體積減小的方向,由于降低壓強平衡向氣體體積增大的方向移動,則對應(yīng)此反應(yīng)降低壓強平衡向逆向移動,SiHCl3的產(chǎn)率會降低,故A錯誤;如圖所示,升高溫度,曲線是向下傾斜的,即升高溫度,SiHCl3的產(chǎn)率會降低,則升溫平衡向逆向移動,逆向為吸熱反應(yīng),則正向為放熱反應(yīng),故B正確;平衡常數(shù)與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)是一個定值,則溫度為450K,平衡常數(shù):K(x)=K(y)=K(z),故C錯誤;如圖所示,當(dāng)n(HCl)∶n(Si)的進料比由1∶1增大到3∶1時,SiHCl3的產(chǎn)率是增加的,當(dāng)增大到6∶1時,SiHCl3的產(chǎn)率反而減小,故D錯誤。三、非選擇題:本題包括4小題,共68分。13.(17分)(2020·聊城高二檢測)順1,2二甲基環(huán)丙烷和反1,2二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:該反應(yīng)的速率方程可表示為v(正)=k(正)c(順)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數(shù),分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉栴}:(1)已知:T1溫度下,k(正)=0.006s1,k(逆)=0.002s1,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1=___________;

該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆),則ΔH

________0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)T2溫度下,圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線是____________(填曲線編號),平衡常數(shù)值K2=_______________________;

溫度T2_______________T1(填“小于”“等于”或“大于”),判斷理由是_______________________。

【解析】(1)根據(jù)v(正)=k(正)c(順),k(正)=0.006s1,則v(正)=0.006c(順);v(逆)=k(逆)c(反),k(逆)=0.002s1,則v(逆)=0.002c(反),化學(xué)平衡狀態(tài)時正、逆反應(yīng)速率相等,則0.006c(順)=0.002c(反),即0.006c平(順)=0.002c平(反),K1=QUOTE=QUOTE=3;該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆),說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量,即該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則ΔH小于0。(2)隨著時間的推移,順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減少,且反應(yīng)速率越來越小,則符合條件的曲線是B;設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x,該可逆反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物化學(xué)計量數(shù)相等,均為1,則平衡時,順式異構(gòu)體濃度為0.3x,反式異構(gòu)體濃度為0.7x,所以平衡常數(shù)值K2=0.7x÷0.3x=QUOTE,因為K1>K2,放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以溫度T2大于T1。答案:(1)3小于(2)BQUOTE大于放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動【互動探究】(1)T2溫度下,該反應(yīng)的逆反應(yīng)的平衡常數(shù)是多少?提示:K=QUOTE=QUOTE=QUOTE。(2)T1溫度下,某時刻該反應(yīng)的c(反)∶c(順)=3.5,此時化學(xué)反應(yīng)進行的方向如何?提示:T1溫度下,某時刻c(反)∶c(順)=3.5>3,此時v(逆)>v(正),反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。14.(20分)亞硝酰氯(ClNO)是有機合成中的重要試劑,可通過反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)獲得。 (1)氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酰氯,涉及以下反應(yīng):①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)K2③2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K3則K3=____________(用K1和K2表示)。

(2)已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示(亞硝酰氯的結(jié)構(gòu)為Cl—NO):化學(xué)鍵N≡O(shè)Cl—ClCl—NNO鍵能/kJ·mol1630243a607則反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)的ΔH=_________kJ·mol1(用含a的代數(shù)式表示)。

(3)按投料比n(NO)∶n(Cl2)=2∶1把NO和Cl2加入一恒壓的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),平衡時NO的轉(zhuǎn)化率與溫度T、壓強p(總壓)的關(guān)系如圖A所示:①該反應(yīng)的ΔH____________(填“>”“<”或“=”)0。

②在壓強為p的條件下,M點時容器內(nèi)NO的體積分?jǐn)?shù)為____________。

③若反應(yīng)一直保持在壓強為p條件下進行,則M點的壓強平衡常數(shù)Kp=____________(用含p的表達式表示,用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))。

(4)一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡時ClNO的體積分?jǐn)?shù)(φ)隨QUOTE的變化關(guān)系如圖B所示。則A、B、C三點對應(yīng)狀態(tài)中,NO的轉(zhuǎn)化率最大的是____________點,當(dāng)QUOTE=1.5時,達到平衡狀態(tài)時ClNO的體積分?jǐn)?shù)φ可能對應(yīng)D、E、F三點中的____________點。

【解析】(1)由①×2②可得③,則K3=QUOTE。(2)根據(jù)ΔH=反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能,知ΔH=2×630kJ·mol1+243kJ·mol12×(akJ·mol1+607kJ·mol1)=(2892a)kJ·mol1。(3)①根據(jù)圖A,溫度升高,NO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。②在壓強為p條件下,M點時容器內(nèi)NO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,設(shè)起始時NO、Cl2分別為amol、0.5amol,則平衡時NO為0.5amol、Cl2為0.25amol、ClNO為0.5amol,NO的體積分?jǐn)?shù)為QUOTE×100%=40%。③M點NO的體積分?jǐn)?shù)為40%、Cl2的體積分?jǐn)?shù)為20%、ClNO的體積分?jǐn)?shù)為40%,則Kp=QUOTE=QUOTE。(4)隨著QUOTE增大,相當(dāng)于不斷向反應(yīng)容器中充入NO,反應(yīng)正向進行,φ(ClNO)增大,但NO的轉(zhuǎn)化率逐漸減小,故A、B、C三點對應(yīng)狀態(tài)中,NO的轉(zhuǎn)化率最大的為A點。當(dāng)QUOTE=1.5時,φ(ClNO)增大,所以應(yīng)該是D點。答案:(1)QUOTE(2)(2892a)(3)①<②40%③QUOTE(4)AD【補償訓(xùn)練】(2020·石家莊高二檢測)能源問題是人類社會面臨的重大課題,甲醇是一種可再生能源,具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景,研究甲醇具有重要意義。(1)用CO合成甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);在容積為1L的密閉容器中分別充入1molCO和2molH2,實驗測得甲醇的物質(zhì)的量和溫度、時間的關(guān)系曲線如圖甲所示。則正反應(yīng)的ΔH____________(填“<”“>”或“=”)0,判斷的理由是________________________。

(2)利用工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇,其反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0。為探究用CO2生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理,現(xiàn)進行如下實驗:在恒溫條件下,向一容積為1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,進行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化的曲線如圖乙所示。從反應(yīng)開始到達平衡狀態(tài),v(H2)=____________;該溫度下的平衡常數(shù)數(shù)值K=____________。能使平衡體系中QUOTE增大的措施有________________________(任寫一條)。

(3)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種。①甲醇蒸氣重整法。主要反應(yīng)為CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)。設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60molCH3OH(g),體系壓強為p1,在一定條件下達到平衡狀態(tài)時,體系壓強為p2,且QUOTE=2.2,則該條件下CH3OH(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為________________________。

②甲醇部分氧化法。在一定溫度下以Ag/CeO2ZnO為催化劑時,原料氣比例對反應(yīng)的選擇性(選擇性越大,表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(guān)系如圖丙所示。則當(dāng)QUOTE=0.25時,CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

____________。在制備H2時最好控制QUOTE=____________。

【解析】(1)從圖上看,溫度由300℃升高到500℃,平衡時甲醇的物質(zhì)的量減小,即升高溫度平衡逆向移動,說明逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)v(H2)=3v(CO2)=QUOTE×3=0.225mol·L1·min1。反應(yīng)達到平衡時,CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量濃度分別為0.25mol·L1、0.75mol·L1、0.75mol·L1、0.75mol·L1,該溫度下平衡常數(shù)K=QUOTE=QUOTE(mol·L1)2。要使QUOTE增大,即改變條件后,平衡正向移動,因該反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的放熱反應(yīng),故可通過降低溫度(或增大壓強或增大H2的濃度)等方法實現(xiàn)。(3)①反應(yīng)達到平衡時,反應(yīng)體系中各物質(zhì)總物質(zhì)的量:0.6mol×2.2=1.32mol。CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)Δn1mol 2moln(CH3OH) 0.72moln(CH3OH)=0.36mol,甲醇的轉(zhuǎn)化率:QUOTE×100%=60%。②從圖中可以看出,QUOTE=0.25時,HCHO的選擇性最大,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH3OH+O22HCHO+2H2O。從圖中可以看出,QUOTE=0.5時,H2的選擇性最大。答案:(1)<溫度升高,平衡時甲醇的量減少,平衡逆向移動,則正反應(yīng)放熱(2)0.225mol·L1·min1QUOTE降低溫度(或增大壓強或增大H2的濃度等)(3)①60%②2CH3OH+O22HCHO+2H2O0.515.(14分)(2020·淮安高二檢測)以赤鐵礦為原料,利用高爐煉鐵的基本反應(yīng)為 i.Fe2O3(s)+3CO2Fe(s)+3CO2(g)ΔH1其中CO產(chǎn)生的反應(yīng)是:ii.C(焦炭,s)+O2(空氣,g)CO2(g)ΔH2<0iii.C(焦炭,s)+CO2(g)2CO(g)ΔH3>0(1)以焦炭煉鐵的反應(yīng):3C(焦炭,s)+2Fe2O3(s)4Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=________________________(請用含ΔH1、ΔH2或ΔH3的式子表示)。

(2)反應(yīng)i的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表,請回答:溫度/℃100011501300平衡常數(shù)K64.050.642.9①當(dāng)反應(yīng)溫度為1150℃,高爐中n(CO)∶n(CO2)=4∶1時,v正____________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

②已知高爐容積VL,反應(yīng)溫度1000℃。若提供給i反應(yīng)的CO共2.24×103L(已折算標(biāo)準(zhǔn)狀況),該反應(yīng)經(jīng)過tmin達平衡,則CO2在此段時間的反應(yīng)速率為____________(用V、t代數(shù)式表示)。

(3)T℃下,初始體積均為2L,初始壓強均為100kPa的甲(固定體積),乙(固定壓強)兩容器中各充入2molCO進行反應(yīng)iii,達平衡時甲中氣體壓強變?yōu)樵瓉淼腝UOTE倍。請回答:①下列可以判斷甲中反應(yīng)達平衡的是____________(填字母序號)。

a.2c(CO2)=c(CO) b.v正(CO2)=2v逆(CO)c.氣體密度不再改變 d.氣體平均分子量不再改變②如圖為甲、乙兩容器中CO的百分含量(CO%)與時間(t)的關(guān)系示意圖,其中代表乙容器的是____________(填字母編號),理由是

____________________。

③甲容器中達平衡時的平衡常數(shù)Kp=____________(Kp為用壓強表達的平衡常數(shù))。

【解析】(1)i.Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH1其中CO產(chǎn)生的反應(yīng)是ii.C(焦炭,s)+O2(空氣,g)CO2(g)ΔH2<0iii.C(焦炭,s)+CO2(g)2CO(g)ΔH3>0i×2+iii×3得:以焦炭煉鐵的反應(yīng):3C(焦炭,s)+2Fe2O3(s)4Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=2ΔH1+3ΔH3;(2)①在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng):Fe2O3(s)+3CO2Fe(s)+3CO2(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=QUOTE。當(dāng)反應(yīng)溫度為1150℃時K=50.6,高爐中n(CO)∶n(CO2)=4∶1時,Q=QUOTE=QUOTE<50.6,反應(yīng)正向進行,故v正大于v逆;②n(CO2)=QUOTE=100molK=QUOTE=64,c(CO2)=4c(CO),得平衡時n(CO2)=4[100moln(CO2)],得n(CO2)=80mol,v(CO2)=QUOTE。(3)iii.C(焦炭,s)+CO2(g)2CO(g)ΔH3>0①2c(CO2)=c(CO)沒有指明正逆速率,故a錯誤;應(yīng)為2v正(CO2)=v逆(CO),故b錯誤;氣體質(zhì)量發(fā)生變化,容器體積不變,氣體密度不再改變,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故c正確;反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量改變,氣體質(zhì)量發(fā)生變化,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故d正確;②甲、乙兩容器中CO的百分含量(CO%)與時間(t)的關(guān)系示意圖,其中代表乙容器的是b,乙容器相當(dāng)于甲加壓,加壓使得反應(yīng)速率加快,先達到平衡;同時加壓使得平衡向著氣體分子數(shù)減小的方向,即逆向移動,故CO含量乙<甲。③甲中設(shè)CO轉(zhuǎn)化量為xmolC(焦炭,s)+CO2(g)2CO(g)起始量/mol 0 2變化量/mol QUOTE x平衡量/mol QUOTE 2x2x+QUOTE=2×QUOTEx=0.8Kp=QUOTE=180kPa。答案:(1)2ΔH1+3ΔH3(2)①大于②QUOTEmol·L1·min1(3)①cd②b乙容器相當(dāng)于甲加壓,加壓使得反應(yīng)速率加快,先達到平衡;同時加壓使得平衡向著氣體分子數(shù)減小的方向,即逆向移動,故CO含量乙<甲③180kPa16.(17分)(2020·日照高二檢測)甲醇制烯烴(MTO)是煤制烯烴工藝路線的核心技