时间:2021-06-11 06:30:38
1、填空题 Cl2合成有机物时会产生副产物HC1。4HCl+O2
2Cl2+2H2O，可实现氯的循环利用。
完成下列填空：
（1）该反应平衡常数的表达式K=?；若反应容器的容积为2L，8min后达到平衡，测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol，则HCl的平均反应速率为?mol/L? min。
（2）若该反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达平衡时，下列叙述正确的是?。
a．v (HCl)="2" v(Cl2)?
b．4v正(HCl)= v逆(O2)?
c．又加入1mol O2，达新平衡时，HCl的转化率增大
d．分离出H2O，达新平衡时，v正(HCl)增大
（3）下图是该反应两种投料比[n (HCl):n (O2)分别为4:1和2:1 ] 下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。下列叙述正确的是?。
a．该反应的正反应是放热反应
b．其他条件不变，升高温度，平衡常数K值增大
c．若平衡常数K值变大，达新平衡前v逆始终减小
d．若平衡常数K值变大，则平衡向正反应方向移动
（4）投料比为4:1、温度为400℃时，平衡混合物中Cl2的物质的量分数是?。
参考答案：（1）
(1分)? 0.0625mol/L?min （1分）
（2）a? c（2分）
（3）a? d（2分）
（4）0.3529（0.353、0.35均可）（2分）
本题解析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式4HCl+O22Cl2+2H2O可知，该反应的平衡常数；8min后达到平衡，测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol，则：
4HCl+O2
2Cl2+2H2O?物质的量减少△n
4mol? 1mol
n（HCl）?2.5mol－2.25mol＝0.25mol
所以n(HCl)＝0.25mol×4＝1mol
则c(HCl)＝1mol÷2L＝0.5mol/L
故v(HCl)＝0.5mol/L÷8min＝0.0625mol/（L?min）
（2）a．平衡时不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，故v(HCl)＝2v(Cl2)，因此a正确；b．4v正(HCl)＝v逆(O2)，即4v正(HCl): v逆(O2)＝1:4，不等于化学计量数之比4：1，反应未到达平衡，向逆反应进行，故b错误；c．加入1mol?O2，氧气的浓度增大，平衡向正反应方向移动，HCl的转化率增大，故c正确； d．分离出H2O，生成的浓度降低，达新平衡时，v正(HCl)降低，故d错误，答案选ac。
（3）a．由图可知，投料比一定时，温度越高HCl的转化率越低，故该反应正反应是放热反应，因此a正确；b．升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数k降低，故b错误；c．平衡常数增大应降低温度，平衡向正反应方向移动，改变体积瞬间反应速率降低，此后正反应速率降低、逆反应速率增大，故c错误；d．平衡常数增大应降低温度，该反应正反应是放热反应，平衡向正反应方向移动，故d正确，答案选ad。
（4）增大一种反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，其它反应物的转化率增大，故投料比n(HCl):n(O2)＝2:1到达平衡时HCl的转化率更高。由图象可知，a曲线表示的HCl的转化率更高，故a表示投料比为2:1，b表示投料比为4:1。由图可知，投料比为4:1、温度为40℃时，HCl的转化率为75%，设n(HCl):＝4mol、n(O2)＝1mol，则参加反应的HCl为4mol×75%＝3mol，则：
4HCl+O22Cl2+2H2O?
起始量（mol） 4? 1?0?0
变化量（mol） 3?0.75?1.5?1.5
平衡量（mol） 1? 0.25?1.5?1.5
所以平衡混合物中Cl2的物质的量分数是
＝0.3529。
本题难度：一般
2、填空题 碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
（1）已知25℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H1和△H2，则上述反应在25℃时的焓变△H3=_____。
（2）根据反应温度对TON的影响图（下左图）判断该反应的焓变△H________0（填“>”、“=”或“<”），理由是________________________________。
（3）根据反应时间对TON的影响图（上右图），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。
（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图（下图），判断下列说法正确的是___?__。
a. 由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
b. 在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON
c. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高
d. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降
参考答案：（15分）
（1）2△H1 — △H2?（3分）
（2）< （2分）?经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应放热（3分）
（3）1×10-3 mol·L-1·h-1（ 2分） 8.4×10-2 % （2分）
（4）ab（3分）
本题解析：
（1）根据反应①CH3OH(l)+1.5O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)? ΔH1，②CO(OCH3)2(l)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ?ΔH1，根据盖斯定律有目标反应等于①×2-②，故有ΔH3=2ΔH1-ΔH2
（2）根据图可知，温度升高，平衡逆向移动，故正反应放热ΔH<0；
（3）4h，TON=20，7h，TON=30，ΔTON=10，Δ甲醇=10×0.6×10-5mol=0.6×10-4mol，速率为0.6×10-4mol÷0.01L÷3h=2×10-3 mol·L-1·h-1，10h，转化的甲醇为35×0.6×10-5mol=2.1×10-4mol，转化率为2.1×10-4mol÷0.25mol=8.4×10-2 %
（4）a、正确，b、减少水，使平衡正向移动，正确；cd、TON和转化率不是一样，错误；
本题难度：一般
3、选择题 在一定温度下，某容积不变的密闭容器中建立下列化学平衡C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g），下列叙述中不能认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是（ ）
A．体系的压强不再发生变化
B．v正（CO）=v逆（H2O）
C．生成n?mol?CO的同时生成n?mol?H2
D．1?mol?H-H键断裂的同时2?mol?H-O键断裂
参考答案：A、应前后气体的物质的量不发生变化，容器中始终压强不变，不能说明反应到达平衡，故A错误；
B、根据反应可知，自始至终v正（CO）=v正（H2O），若v正（CO）=v逆（H2O），则v正（H2O）=v逆（H2O），说明反应到达平衡，故B正确；
c．根据反应可知，生成n mol CO的同时生成n mol H2，反应正向进行，不能说明反应到达平衡，故C错误；
d．l molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键，断裂2mol H-O键同时生成l molH-H键，说明反应到达平衡，故D正确；
故选：AC；
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 (13分)Ⅰ.(1)反应I2+2S2O32—=2I—+S4O62—常用于精盐中碘含量测定。某同学利用该反应探究浓度对反应速率的影响。实验时均加入1mL淀粉溶液做指示剂，若不经计算，直接通过褪色时间的长短判断浓度与反应速率的关系，下列试剂中应选择______(填序号)。
①1mL? 0.01 mol?L—1的碘水?②1mL? 0.001 mol?L—1的碘水
③4mL? 0.01 mol?L—1的Na2S2O3溶液?④4mL? 0.001 mol?L—1的Na2S2O3溶液
(2)若某同学选取①③进行实验，测得褪色时间为4s,计算v(S2O32—)=_______________。
Ⅱ.合成氨所需的氢气可用煤和水作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 <0,200℃时，该反应的平衡常数为1/2.25,该温度下，将一定量的CO和H2投入某10L密闭容器，5min时达平衡，各物质浓度(mol?L—1)变化如下：
| ? | 0min | 5min | 10min |
| CO | 0.01 | ? | 0.0056 |
| H2O | 0.01 | ? | 0.0156 |
| CO2 | 0 | ? | 0.0044 |
| H2 | 0 | ? | 0.0044 |
参考答案：(13分)Ⅰ.(1)②③④（3分）?(2)8.3×10—4mol?L—1?s—1（2分）
Ⅱ.（1）0.006 mol?L—1? 0.006 mol?L—1? 0.004 mol?L—1? 0.004 mol?L—1（2分）
(2)40%?（2分）? be（2分）
(3) H2O的浓度，增大了0.01 mol?L—1（或 H2O的物质的量，增大了0.1mol）（2分）
本题解析：Ⅰ.（1）要探究对反应速率的影响，则反应物的浓度应该是不同的。根据反应的方程式可知，如果选择试剂①，则NaS2O3的物质的量是不足的，因此正确的答案选②③④。
（2）溶液的总体积是6ml，所以根据碘水的浓度和方程式可知，4s内消耗NaS2O3的物质的量浓度是0.01mol/L×2÷6，因此反应速率是
＝8.3×10—4mol?L—1?s—1。
Ⅱ.（1）设平衡时CO2和氢气的浓度都是x，则CO和水蒸气的浓度都是（0.01－x），根据平衡常数的表达式可知
，解得x＝0.004mol/L。因此CO、H2O、CO2、H2的平衡浓度分别是0.006 mol?L—1、0.006 mol?L—1、0.004 mol?L—1、0.004 mol?L—1。
（2）CO的转化率是0.004÷0.01×100％＝40％。
（3）反应前后体积不变，改变压强，平衡不移动；正反应是放热反应，则降低我的，平衡向正反应方向进行，CO的转化率增大；增大CO的浓度，平衡向正反应方向进行，但CO的转化率降低；催化剂不能改变平衡状态；增大水蒸气的浓度，平衡向正反应方向进行，CO的转化率增大，所以答案选be。
（3）根据表中数据可知，10min是水蒸气的浓度增加，而CO的浓度降低，CO2和氢气的浓度也是增加的，所以改变的条件应该是增加了水蒸气的浓度，且增大了0.01 mol?L—1（或 H2O的物质的量，增大了0.1mol）。
本题难度：一般
5、选择题 一定温度下，在恒容密闭容器中，能说明可逆反应：H2（g）+I2（g）
2HI（g）已达到平衡状态的是
①单位时间内生成n?mol?H2的同时生成2n?mol?HI
②c（H2）：c（I2）：c（HI）=1：1：2
③v正（H2）：v逆（HI）=1：2
④混合气体的密度不再改变的状态
⑤H2的转化率不再改变
⑥混合气体的颜色不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态（ ）
A．①②③⑥
B．②③⑤⑦
C．①③⑤⑥
D．①④⑤⑦
参考答案：①单位时间内生成n?mol?H2的同时生成2n?mol?HI，即单位时间内生成n?mol?H2的同时消耗n?mol?H2，所以氢气的正逆反应速率相等，所以是平衡状态，故正确．?
②该反应达到平衡状态时，各物质的浓度可能等于c（H2）：c（I2）：c（HI）=1：1：2，这与反应的初始浓度和转化率有关，故错误．
③反应达到平衡状态时，各物质的正逆反应速率之比等于计量数之比，故正确．
④根据质量守恒定律知，反应前后混合物的质量始终不变，容器的体积不变，所以容器内气体的密度始终不变，故错误．
⑤反应达到平衡状态时，各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，所以气体的转化率不再变化，故正确．
⑥反应达到平衡状态时，各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，所以混合气体的颜色不再改变的状态，故正确．
⑦根据质量守恒定律知，反应前后混合物的质量始终不变，反应前后混合气体的物质的量始终不变，所以混合气体的平均式量始终不变，故错误．
故选C．
本题解析：
本题难度：简单