高考化学知识点整理《化学平衡状态的判断》高频试题预测(2017年最新版)(三)

时间:2017-09-25 17:41:03

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1、填空题  工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) ?CH3OH(g)+Q
(1)能判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)________。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
?
①由表中数据判断该反应Q________(填“>”、“=”或“<”)0;
②某温度下,将2 mo来源:91考试网 www.91eXam.orgl CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率为________,此时的温度为________。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是________。
a.升温;b.加入催化剂;c.增加CO的浓度;d.加入H2加压;e.加入惰性气体加压;f.分离出甲醇
(4)寻找合适的催化剂来改善上述合成甲醇的条件一直是研究课题。现分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件均相同):
①X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂并简述理由:___________________________________________________。


参考答案:(1)CD
(2)①>?②80%;250℃
(3)df (2分)
(4)选Z,温度要求低,反应速率快。(2分)


本题解析:(1)A.无论反应是否达到平衡状态,生成CH3OH的速率与消耗CO的速率始终相等,所以不能作为判断平衡状态的依据,错误;B.混合物的质量始终不变,容器的体积不变,所以混合气体的密度始终不变,所以不能作为判断平衡状态的依据,错误;C.反应前后,混合气体的物质的量改变,气体的质量不变,反应达到平衡状态时,混合气体的相对平均分子质量不变,所以能作为判断平衡状态的依据,正确;D.反应达到平衡状态时,CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化,所以能作为判断平衡状态的依据,正确;故选CD;
(2)①升高温度,平衡向吸热方向移动,根据表格知,温度越高,化学平衡常数越小,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应,即△H<0,而放出的热量Q>0;
②平衡时一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol,转化率= n(CO)(反应)/ n(CO)(反应开始)×100%=(1?0.4)mol÷2mol×100%=80%
CO(g)+2H2(g)≒CH3OH(g)单位为mol/L
反应开始(mol/L)? 1? 3?0?
反应(mol/L)? 0.8? 1.6? 0.8
平衡(mol/L)? 0.2? 1.4? 0.8
平衡常数K="0.8" / 0.2(1.4)2?=2.04,所以温度是250℃。
(3)a.该反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,故错误;b.催化剂对平衡移动无影响,故错误;c.增加CO的浓度,平衡向正反应方向移动,但CO的转化率降低,故错误;d.加入H2加压,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的转化率增大,故正确;e.加入惰性气体加压,参加反应的气体压强不变,平衡不移动,故错误;f.分离出甲醇,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的转化率增大,故正确;故选df.
(4)因为T1>T2>T3,所以温度越低平衡常数越大,反应物转化率越大,又催化剂同等程度加快反应速率,所以既能在低温下作用又能加快反应速率的催化剂最好选用Z。


本题难度:困难



2、选择题  当反应L(s)+aG(g)bR(g)达到平衡后,温度和压强对该反应的影响如下图所示,图中压强p1> p2,x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中G的体积分数。据此可判断(?)

A.上述反应是放热反应
B.上述反应是吸热反应
C.a>b
D.d<b


参考答案:BD


本题解析::分析温度与G的体积分数的变化关系。据图知,温度升高,G的体积分数降低,而G的体积分数降低,表示化学平衡向正反应方向移动,即升高温度,化学平衡向正反应方向移动。
根据化学平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应的方向移动,则此反应的正反应为吸热反应。
分析压强与G的体积分数的变化关系。
据图知,压强增大(p1>p2),G的体积分数也增大,而G的体积分数增大,表示化学平衡向逆反应方向移动,即增大压强,化学平衡向逆反应方向移动。
根据化学平衡移动原理,增大压强,化学平衡向气体体积缩小的方向移动,则a<b


本题难度:简单



3、选择题  一定温度下,下列叙述是可逆反应A(g)+3B(g)?2C(g)在定容密闭容器中达到平衡的标志的是(  )
①C的生成速率与C的分解速率相等;
②单位时间内amol?A生成,同时生成3amolB;
③A、B、C的浓度不再变化;
④混合气体的总压强不再变化;
⑤混合气体的平均摩尔质量不再变化;
⑥用A、B、C的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2;
⑦A、B、C的分子数目比为1:3:2;
⑧混合气体的密度不再变化.
A.②⑤
B.①③④⑤
C.②⑥⑦⑧
D.⑤⑥⑧


参考答案:①C的生成速率与C的分解速率相等,即正逆反应速率相等,达到平衡状态,故①正确;
②单位时间内amolA生成,同时生成3amolB只能说明单方向A、B关系,不能说明正逆反应速率的关系,故错误;
③A、B、C的浓度不再变化,说明达到了平衡状态,故③正确;
④因该反应是物质的量在减少的化学反应,物质的量与压强成正比,则混合气体的压强不随时间的变化而变化,达到平衡状态,故④正确;
⑤混合气体的平均摩尔质量=混合气体的总质量混合气体的总物质的量,质量是守恒的,物质的量只有达到平衡时才不变,当混合气体的平均摩尔质量不再变化,证明达到了平衡状态,故⑤正确;
⑥用A、B、C的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2是反应进行到任何时刻都成立的关系,不能说明达到了平衡,故⑥错误;
⑦A、B、C的分子数目比为1:3:2不是平衡大判据,故⑦错误;
故选B.


本题解析:


本题难度:简单



4、选择题  下图表示2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0,这个反应的正确图像为(?)


参考答案:A


本题解析:A、温度高,反应速率加快,先到达平衡;升高温度,平衡向吸热方向移动,即向逆反应方向移动,C的体积分数降低,故A正确;B、压强增大,正逆反应速率都增大,故B错误;C、使用催化剂,加快反应,到达平衡的时间短,但不影响平衡的移动,平衡时C的浓度不变,故C错误;D、增大压强反应向体积减小方向移动,即向正反应方向移动,A的转化率增大;升高温度,平衡向吸热方向移动,即向逆反应方向移动,A的转化率降低,故D错误;故选A.


本题难度:一般



5、选择题  为进一步提高合成氨的生产能力,科研中最有开发价值的是?(?)。
A.研制高温下活性较大的催化剂
B.寻求氮气的新来源
C.研制低温下活性较大的催化剂
D.研制耐高温和高压的新材料建造合成塔


参考答案:C


本题解析:由于催化剂能够成千上万倍的改变反应速率,所以科研中最有开发价值的是研制低温下活性较大的催化剂,答案选C。
点评:该题是基础性试题的考查,主要是考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的科学素养,激发学生学习化学的积极性和求知欲。


本题难度:一般




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