高中化学知识点归纳《化学平衡常数》高频考点特训(2017年练习版)(三)

时间:2017-07-10 18:52:28

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1、选择题  某可逆反应L(s)+G(g)?3R(g)△H>0,如图表示外界条件温度压强的变化对上述反应的影响.试判断图中Y轴可以表示(  )
A.平衡混合气中R的质量分数
B.达到平衡时G的转化率
C.平衡混合气中G的质量分数
D.达到平衡时L的转化率
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参考答案:C


本题解析:


本题难度:简单



2、填空题  中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。
(1)有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是___________。(填字母序号)
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
B.高温使水分解制氢:2H2O2H2↑+O2↑
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
D.天然气制氢:CH4+H2OCO+3H2
(2)CO2加氢合成DME(二甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。2CO2(g)+6H2(g)→CH3OCH3(g)+3H2O;△H>0。请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意罔,并进行必要标注。

(3)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3 molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.0 kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右上图所示。 ①从3 min到10min,v(H2) =___________mol/(L·min)。②能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1 (即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗3 molH2,同时生成1 molH2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

(4)工业上CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数:

下列说法正确的是_______。
a.该反应正反应是放热反应
b.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应
c.在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为40%,则此时的平衡常数约为46.3
d.工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高


参考答案:(1)C
(2)
(3)①0.11②D
(4)ac


本题解析:


本题难度:一般



3、选择题  

已知:2NO2(g)?N2O4(g)△H<0.现将NO2和N2O4的混合气体通入恒温密闭容器中,反应体系中物质浓度随时间的变化关系如图所示.下列说法正确的是(  )

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A.a点表示反应处于平衡状态
B.25?min末,若增大压强,化学平衡常数增大
C.25?min末,若升高温度,化学平衡常数不变
D.10min内用N2O4表示的平均反应速率为0.02mol?L-1?min-1


参考答案:D


本题解析:


本题难度:简单



4、选择题  某校化学研究性学习小组的同学研究了在其他条件不变时,只改变一个条件对以下可逆反应的影响:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);△H<0,则下列有关说法正确的是(  )

A.图一研究的是温度、压强对平衡的影响,横坐标表示压强
B.图二研究的是温度对平衡的影响,Ⅱ采用的温度更高
C.图三中t0时使用了催化剂,使平衡向正反应方向进行
D.图四中t0时增大了SO2的浓度,使平衡向正反应方向进行


参考答案:A.横坐标表示压强,升高温度,平衡逆向移动,SO2转化率减小,与图象不符,横坐标应为温度,故A错误;
B.升高温度,加快化学反应速率,平衡逆向移动,与图象相符,故B正确;
C.使用催化剂,加快化学反应速率,对平衡不产生影响,故C错误;
D.增大SO2的浓度,正反应速率瞬时增大,逆反应速率瞬时不变,平衡正向移动,与图象不符,应是增大压强,故D错误,
故选B.


本题解析:


本题难度:简单



5、简答题  研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用的双赢的课题.
(1)CO可用于合成甲醇.在压强为0.1Mpa条件下,在体积为bL的密闭容器中充入amolCO和2amolH2,在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡时CO的转化率与温度,压强的关系如图:

(i)该反应属于______反应:(填“吸热”或“放热”).
(ii)100℃时,该反应的平衡常数:K=______;(用a、b的代数式表示).若一个可逆反应的平衡常数K值很大,对此反应的说法正确的是:______填序号)
a.该反应使用催化剂意义不大;
b.该反应发生将在很短时间内完成;
c.该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小;
d.该反应一定是放热反应;
(iii)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入amolCO,2amolH2,达到平衡时CO转化率______(填“增大”,“不变”或“减小”,下同)平衡常数:______.
(iv)在某温度下,向一容积不变的密闭容器中充入2.5molCO,7.5molH2,反应生成CH3OH(g),达到平衡时,CO转化率为90%,此时容器内压强为开始时的压强______倍.
(2)某温度条件下,若将CO2(g)和H2(g)以体积比1:4混合,在适当压强和催化剂作用下可制得甲烷,已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol
H2(g)+

1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol
则CO2(g)和H2(g)反应生成液态水的热化学方程式为:______.


参考答案:(1)(i)由图可知,压强一定时,随温度升高,CO的转化率降低,故升高温度平衡向逆反应移动,则正反应为放热反应;
故答案为:放热;
(ii)100℃,平衡时CO的转化率为0.5,所以参加反应的CO的物质的量为0.5amol.
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);
开始(mol):a 2a0
变化(mol):0.5a a0.5a
平衡(mol):0.5a a0.5a
所以平衡时,CO的浓度为0.5amolbL=a2bmol/L,H2的浓度为ab=mol/L,CH3OH的浓度为0.5amolbL=a2bmol/L,100℃时该反应的平衡常数k═a2ba2b(ab)2=b2a2,
a.可逆反应的平衡常数很大,说明反应进行的程度很大,不能说明该反应在通常条件下一定可以发生,该反应可能需要催化剂才可以进行,故a错误;
b.可逆反应的平衡常数很大,说明反应进行的程度很大,不能说明该条件下反应速率很快,故b错误;
c.可逆反应的平衡常数很大,说明反应进行的程度很大,反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小,故c正确;
d.可逆反应的平衡常数很大,说明反应进行的程度很大,不能说明该反应是吸热还是放热,故d错误,
故答案为:b2a2,c;
(iii)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入amolCO(g)、2amolH2(g),等效为在原平衡的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,CO的转化率增大,化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变,
故答案为:增大;不变;
(iv)参加反应的CO的物质的量为2.5mol×90%=2.25mol,则:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g) 物质的量减少△n
1 2
2.25mol 4.5mol
故平衡时总的物质的量为2.5mol+7.5mol-4.5mol=5.5mol,恒温恒容下压强之比等于物质的量之比,故平衡时容器内压强为开始时压强的5,5mol2.5mol+7.5mol=0.55倍,
故答案为:0.55;
(2)已知:①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ?mol-1
②H2(g)+12O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ?mol-1,
利用盖斯定律,将②×4-①可得:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=4×(-285.8kJ?mol-1)-(-890.3kJ?mol-1)=-252.9kJ?mol-1,
故答案为:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ?mol-1;


本题解析:


本题难度:简单




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