全国100所名校单元测试示范卷·高三·化学卷(十)
第十单元 化学反应速率与化学平衡
(90分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
第Ⅰ卷 (选择题 共45分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.二硫化钽(TaS2)具有难挥发性,引入适量的碘可将不纯的TaS2粉末提纯,其涉及的反应为TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g) ΔH>0。当其他条件不变时,改变下列条件,能提高I2(g)的转化率的是
A.升高温度 B.增大容器体积
C.加入催化剂 D.再加入一定量的TaS2
解析:由于反应前后气体计量数之和相等,增大容器体积时,正、逆反应速率同时增大,不能改变I2(g)的转化率,B项错误;加入催化剂,平衡不移动,C项错误;加入固体物质,平衡不移动,D项错误。
答案:A
2.用铁片与稀硫酸在试管内反应制取氢气时,下列措施中不能增大氢气生成速率的是
A.对试管加热 B.加入CH3COONa固体
C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片,改用铁粉
解析:加入CH3COONa固体,CH3COO-+H+CH3COOH,故氢气的生成速率减小。
答案:B
3.2013年是勒夏特列诞辰163周年,他发现的平衡移动原理在工、农业生产和日常生活中有许多重要应用。下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.氨水应密闭保存
B.500 ℃左右比常温下更有利于合成氨
C.生产硫酸的过程中使用过量空气煅烧硫铁矿可以提高原料的利用率
D.用纯碱溶液洗涤油污时加热效果更好
解析:氨水中存在可逆反应:NH3·H2ONH3+H2O,氨水浓度越高,氨气越容易挥发逸出,当密闭时,总体积一定,一旦逸出氨气,总瓶内压强增大,根据勒夏特列原理,使平衡向左移动,抑制了一水合氨的挥发,A项正确;合成氨反应是放热反应,温度高可加快反应速率但平衡会向逆反应方向移动,B项错误;生产硫酸的过程中首先是硫铁矿煅烧生成二氧化硫,通入过量空气可增加硫铁矿的转化率,C项正确;用纯碱溶液洗涤油污的实质是纯碱水解提供OH-,使油污在碱性条件下水解,加热使纯碱水解平衡向正反应方向移动,碱性增强,促进油污水解,所以效果更好,D项正确。
答案:B
4. 一定温度下,将0.1 mol HI置于1 L某密闭烧瓶中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),下列结论不能说明上述反应达到平衡状态的是
A.烧瓶内气体的颜色不再加深
B.HI的消耗速率与H2的消耗速率之比为2∶1
C.I2的生成速率与I2的消耗速率相等
D.烧瓶内气体的质量不变
解析:判断某可逆反应是否达到平衡状态的依据有:(1)v正=v逆,即同一物质的消耗速率和生成速率需相等,而不同物质此时代表的正反应速率和逆反应速率需满足对应物质的计量数之比;(2)某物理量出现先变化后不变。由判断依据(1),B、C两项均正确,由判断依据(2),A项正确。
答案:D
5.在某容积不变的密闭容器中加入一定量的NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0, 该反应达到平衡后,若仅改变某一条件,反应再次达到平衡时混合气体的平均相对分子质量减小,则该条件是
A.通入N2 B.通入NO2
C.通入N2O4 D.降低温度
解析:容器容积不变,通入氮气,平衡不移动,但由于氮气的相对分子质量小于NO2和N2O4的,所以混合气体的平均相对分子质量减小;由于反应物和生成物都只有一种,因此不论再加入NO2还是N2O4,都相当于是增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的平均相对分子质量增大;正反应是放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,混合气体的平均相对分子质量增大。
答案:A
6.反应:A+3B2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.15 mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.01 mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.40 mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1。其中反应速率最快的是
A.① B.② C.③ D.④
解析:比较四种不同情况下反应速率的快慢,需要用同一物质的变化来表示。v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=1∶3∶2∶2,转化为用A的浓度变化来表示的反应速率为:①v(A)=0.15 mol·L-1·min-1;②v(B)=0.01 mol·L-1·s-1×60 s·min-1=0.60 mol·L-1·min-1,则v(A)= word/media/image3.gif v(B)=0.20 mol·L-1·min-1;③v(C)=0.40 mol·L-1·min-1,则v(A)=
word/media/image4.gif v(C)=0.20 mol·L-1·min-1;④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1,则v(A)=
word/media/image4.gif v(D)=0.225 mol·L-1·min-1。故反应进行的快慢顺序为④>②=③>①。
答案:D
7.在化学学习中,往往用同一个图像可以表示不同的规律。下列选项中的量之间存在如图所示关系的是
A.① B.①② C.②③ D.③
解析:温度不变,K不变,②错误;在反应3H2+N22NH3中,反应条件不变,转化率也不变,③错误。
答案:A
8.已达到平衡状态的下列可逆反应中,降低温度,体系的颜色会变深的是
A.2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
B.2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0
C.2HBr(g)H2(g)+Br2(g) ΔH>0
D.3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(l)+NO(g) ΔH<0
解析:NO2、Br2为红棕色气体,N2O4、NO、O2、H2、HBr为无色,根据勒夏特列原理可知,B项符合题意。
答案:B
9.钨酸盐在新材料的制造中有重要应用,一种钨酸盐的制备方式如下:2GeO(g)+W2O6(g)2GeWO4(g) ΔH<0。下列说法中正确的是
A.增大压强可提高GeWO4的产率
B.增加GeO有利于提高GeO的转化率
C.实际生产中为提高经济效益要尽可能地降低反应温度
D.及时分离出GeWO4可增大正反应速率
解析:增大压强,平衡正向移动,GeWO4的产率增大。
答案:A
10.向某恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2,发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g),测得体系中CO2的百分含量(CO2%)与反应温度变化的关系如图所示。下列物理量中,a点大于b点的是
A.反应速率
B.体系压强
C.HCOOH(g)的浓度
D.对应温度时的平衡常数
解析:图中a点至最低点是反应达到平衡的过程,最低点至b点是平衡向逆反应方向移动的过程,该反应为放热反应,由于T(b)>T(a),故反应速率:v(b)>v(a),压强:p(b)>p(a),HCOOH(g)在a、b两点的浓度相等,D项符合题意。
答案:D
11.已知:T ℃时,反应:2H(g)+Y(g)2I(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1 。T ℃时,在一压强恒定的密闭容器中,加入4 mol H和2 mol Y,反应达到平衡后,放出354 kJ的热量。若在上面的平衡体系中,再加入1 mol 气体I,T ℃时达到新的平衡,此时气体H的物质的量为
A.0.8 mol B.0.6 mol C.0.5 mol D.0.2 mol
解析:再加入1 mol 气体I,相当于开始加入5 mol H、2.5 mol Y,由反应热关系计算该反应的转化率为word/media/image7.gif×100%=90%,所以达到新平衡时气体H的物质的量为5 mol-5 mol×90%=0.5 mol。
答案:C
12.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) ΔH<0。若反应在密闭容器中进行,下列有关说法不正确的是
A.若体积固定,平衡前,随着反应的进行,容器内气体的密度减小
B.平衡时,其他条件不变,充入一定量的SO2,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,加入催化剂可提高SO2的转化率
D.平衡时,其他条件不变,缩小容器体积,平衡正向移动
解析:加入催化剂,平衡不移动,SO2的转化率不变,故C项错误。
答案:C
13.一定温度下,将1 mol气体A和1 mol 气体B充入2 L某密闭容器中,发生反应:A(g)+ B(g)xC(g)+D(s),t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体C的浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.t2时刻改变的条件是使用催化剂
B.反应的化学方程式中的x=2
C.t1~t3间该反应的平衡常数均为5
D.t3时刻改变的条件是移去少量物质D
解析:由图中t2时刻C的浓度由0.5 mol·L-1突变为0.75 mol·L-1,则改变的条件可能是加压或增加C的量,不可能是升温和使用催化剂,而t2~t3间C的浓度不变,说明平衡没有移动,则一定是加压且Δn=0,所以x=2,A项错误,B项正确;t1时物质A、B均为0.25 mol·L-1,求出K=4,C项错误;物质D是固体,其量多少不影响平衡,D项错误。
答案:B
14.某温度下,反应:2A(g)B(g)+C(g)的平衡常数为1,在容积为2 L的密闭容器中加入A(g),20 s时测得各组分的物质的量如下表:
下列说法正确的是
A.反应前20 s内的平均反应速率为v(A)=0.6 mol·L-1·s-1
B.20 s时,正反应速率大于逆反应速率
C.达到平衡时,A(g)的转化率为100%
D.若升高温度平衡常数变为2,则反应的ΔH<0
解析:反应前只有反应物A,所以反应前20 s内物质A消耗0.6×2=1.2 mol,v(A)= word/media/image9.gif =0.03 mol·L-1·s-1,A项错误;20 s时,Q=
word/media/image10.gif=0.25,比K小,尚未达到平衡,B项正确;可逆反应不可能完全转化,C项错误;升高温度,平衡常数增大,平衡向正反应方向进行,则正反应吸热,D项错误。
答案:B
15.炼铁的还原剂CO是由焦炭和CO2反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2 L的恒容密闭容器中,高温下进行下列反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH =Q kJ·mol-1。如图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图,下列说法正确的是
A.0~1 min,平均反应速率v(CO)=0.5 mol·L-1·min-1
B.当容器内的压强不变时,反应一定达到平衡状态,且word/media/image12.gif<1
C.3 min时温度由T1升高到T2,则Q>0,再达到平衡时word/media/image13.gif=4.7
D.5 min时再充入一定量的CO,曲线c表示n(CO2)的变化
解析:A项,v(CO)= word/media/image14.gif =1.0 mol·L-1·min-1;B项,压强不变时,反应达到平衡,且
word/media/image12.gif>1;D项,曲线b表示n(CO2)的变化。
答案:C
第Ⅱ卷 (非选择题 共55分)
二、非选择题(本题包括6小题,共55分)
16.(10分)影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
(1)实验一:已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑ ΔH<0 ,酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显但不久突然褪色,反应速率明显加快。
①某同学认为KMnO4与H2C2O4反应时反应速率明显加快是因为反应放热使溶液温度升高,从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是 的影响。
②若用实验证明你的猜想,除需要酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是 。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.水 D.二氧化锰
(2)实验二:探究酸浓度对MnO2与H2O2反应速率的影响。
已知:MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O,现取等量MnO2和下表有关物质,在相同温度下进行4组实验,分别记录收集20.0 mL氧气所需的时间。
①上表中V1= ,V3= 。
②有同学提出实验Ⅰ不可作为实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的对比实验,其理由是 。
③若实验测得t2>t3>t4,则可得出的实验结论是 。
答案:(1)①催化剂(或锰离子的催化作用)
②B(各2分)
(2)①5.0;1.5(各1分)
②实验Ⅰ中MnO2作催化剂,其他三组实验中二氧化锰作氧化剂,反应原理不同(2分)
③酸浓度越大,反应速率越快(2分)
17.(9分)一定温度下,向2 L的恒容密闭容器甲中,加入2 mol C和2 mol CO2发生如下反应: C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH>0,测得容器中CO2的物质的量随时间变化的关系如图所示。
(1)该反应的ΔS (填“>”、“<”或“=”)0。在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(2)反应前5 min内的平均反应速率v(CO)= 。
(3)该条件下上述反应的平衡常数K= 。
(4)若向上述平衡体系中再通入CO2,则CO2的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
答案:(1)>;较高(各2分)
(2)0.2 mol·L-1·min-1(1分)
(3)2(2分)
(4)减小(2分)
18.(9分)某温度下,将三种气体充入一密闭容器中,所发生反应的平衡常数可表示为K=word/media/image17.gif,该反应在不同温度下的平衡常数如下表。
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学方程式为 。
(2)该反应的正反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)在恒容密闭容器中,测得该反应在某时刻各组分的物质的量浓度如下:
①若系统温度为400 ℃,则此时正反应速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)逆反应速率。
②平衡时甲醇的百分含量随温度的变化如图所示,该时刻反应在图中的位置应是 点。图中B、D两点所对应的正反应速率:B (填“>”、“<”或“=”)D,理由是 。
答案:(1)2CH3OHCH3OCH3+H2O(2分)
(2)吸热(1分)
(3)①大于(2分)
②A(1分);<(1分);D点的温度高于B点,温度越高反应速率越大,所以反应速率D点大于B点(2分)
19.(10分)已知下列两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2
(1)相同温度下,若上述反应Ⅰ、Ⅱ的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1·K2= 。
(2)反应Ⅰ的化学平衡常数K1和温度T的关系如表一所示:
表一
该反应的ΔH1 (填“>”、“<”或“=”)0。
(3)若上述反应Ⅰ以CO和H2O(g)为起始反应物,在T ℃时CO和H2O(g)的浓度变化如右图所示,且密闭容器的容积为1 L,则0~4 min时间内的平均反应速率v(CO2)= mol·L-1·min-1,对照表一可知T= ℃。
(4)某温度下,反应Ⅰ的化学平衡常数为2.25。在该温度下,向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中分别通入如表二所示的CO2(g)和H2(g)。
表二
反应速率最快的是 (填“甲”、“乙”或“丙”,下同),平衡时,H2的转化率最大的是 ,丙容器中H2的转化率为 。
答案:(1)1(1分)
(2)>(1分)
(3)0.03;850(各2分)
(4)丙(1分);乙(1分);60%(2分)
20.(9分)一定温度下,在恒压密闭容器M中(如图Ⅰ)加入2 mol A和2 mol B,起始时容器体积为0.5 L,发生反应:2A(?)+B(?)xC(?) ΔH<0,达到平衡状态时A、B、C的物质的量之比为2∶5∶6,C的物质的量为 y mol。
(1)由数据分析可知:x= ,y= 。
(2)在体积为0.5 L的恒容密闭容器N中(如图Ⅱ)发生上述反应(其他条件相同),测得反应过程中气体密度随时间的变化如图Ⅲ(t0时改变的条件为压缩容器体积至原来的word/media/image4.gif)。
①写出各物质的状态:A ,B ,C 。
②达到平衡时,A的转化率为 。
答案:(1)2;1.5(各2分)
(2)①气态;液态或固态;气态(各1分)
②75%(2分)
21.(8分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ.直接热分解法制氢。
为了探究催化分解水制氢气的可能性,一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10 mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1,测得不同时段产生O2的量见下表:
(1)达平衡时,至少需要吸收 kJ能量。
(2)下列关于各图的叙述不正确的是 。
A.甲表示在恒温恒容的容器中达到平衡:2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1。在t1 min时,改变的外界条件可能是升高温度
B.乙表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,H2的燃烧热为-484 kJ·mol-1
C.丙表示在恒温恒压的容器中建立平衡:2H2O(g)2H2(g)+O2(g),在 t1时刻再充入H2O(g)后反应速率随时间的变化
Ⅱ.水煤气法制氢:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在850 ℃时,K=1。
(3)若其他条件不变,达到平衡时向容器中再充入一定量的一氧化碳,化学平衡常数K (填“>”、“<”或“=”)1。
(4) 850℃ 时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、2.0 mol H2O、1.0 mol CO2 和x mol H2,若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是 。
答案:(1)0.968
(2)BC
(3)=
(4)x<2(每空2分)
