高考化學(xué)(第01期)大題狂練系列 專題1-52(含解析)(打包52套)1.zip
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專題31 化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計算
(滿分60分 時間30分鐘)
姓名: 班級: 得分:
1.I.工業(yè)上利用H2和CO2合成二甲醚的反應(yīng)如下:6H2(g)+2CO2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0
溫度升高,該化學(xué)平衡移動后到達(dá)新的平衡,CH3OCH3的產(chǎn)率將________(填“變大”、“變小”或“不變”,下同),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量將________;
Ⅱ.某科研小組欲研究在其他條件不變的情況下,改變起始氧氣的物質(zhì)的量對合成新型硝化劑反應(yīng) 4NO2(g)+O2(g) 2N2O5(g) ΔH<0的影響。
(1)圖像中T1和T2的關(guān)系是T1________T2(填“>”、“<”或“=”);
(2)比較a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物NO2的轉(zhuǎn)化率最大的是________(填字母);
(3)若起始時NO2是4mol,容器體積為1 L,n=1 mol,NO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則此條件下(T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________________。
【答案】Ⅰ.變小 變小 Ⅱ.(1)> (2)c (3)0.125 L3/mol3
考點(diǎn):考查外界條件對反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響及平衡常數(shù)計算等
2.合成氨工業(yè)對化學(xué)工業(yè)和國防工業(yè)具有重要意義,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起著重要作用。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(1) △H2
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1) △H3
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H4<0
則△H4= (用含△H1、△H2、△H3的代數(shù)式表示)。
(2)在其他條件相同時,分別測定合成氨反應(yīng)中N2的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)變化的曲線如下圖A、B所示,其中正確的是 (填“A”或“B”),其判斷理由是 。
(3)在體積為2L的密閉容器中按物質(zhì)的量1:3的比例充入N2、H2,進(jìn)行下列四組合成氨實(shí)驗:
組別
溫度
N2起始量/mol
N2的物質(zhì)的量/mol
5(s)
10(s)
15(s)
20(s)
25(s)
30(s)
35(s)
Ⅰ
T1
0.1
0.094
0.089
0.085
0.0825
0.081
0.080
0.080
Ⅱ
T2
0.1
0.090
0.085
0.082
0.080
0.080
0.080
0.080
Ⅲ
T3
0.2
0.179
0.165
0.153
0.146
x
x
x
Ⅳ
T4
0.2
0.173
0.161
0.155
0.150
0.150
0.150
0.150
①實(shí)驗Ⅰ前10秒的平均速率v(NH3)= mol·L-1·s-1,T1溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (列出計算式)。
②與實(shí)驗Ⅰ相比,實(shí)驗Ⅱ改變了一個條件,該條件可能是 。
③與實(shí)驗I相比,實(shí)驗Ⅲ中N2的平衡轉(zhuǎn)化率 (填“增大”、“減小”或“不變”),平衡常數(shù)K (填“增大”、“減小”或“不變”)。
④實(shí)驗Ⅲ與實(shí)驗Ⅳ的反應(yīng)條件溫度不同,則T1 (填“大于”、“小于”或“等于”)T2,原因是 。
【答案】(1)△H1+3△H2-1/2△H3
(2)B;合成氨反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正移,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大
(3)①0.0011 (mol·L-1)-2答出5.79 (mol·L-1)-2也可]
②加催化劑 ③增大 不變 ④小于 T2時的平衡常數(shù)小于T1時的平衡常數(shù)且正反應(yīng)放熱(或Ⅳ中前10s的平均反應(yīng)速率比Ⅲ大,N2的平衡轉(zhuǎn)化率比Ⅲ?。?
考點(diǎn):考查蓋斯定律、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)計算及外界條件對平衡狀態(tài)的影響
3.NO2氣體對環(huán)境有危害,應(yīng)特別注意對地表水、土壤、大氣和飲用水的污染。在一定溫度時,將0. 80 mol的NO2氣體充入4 L真空的密閉容器中,每隔一段時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到數(shù)據(jù)如下表所示:
時間(s)
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.80
n1
0.52
n3
n4
n(N2O4)/mol
0.00
0.10
n2
0.16
0.16
(1)在上述條件下,反應(yīng)從20 s至40 s這一時間段內(nèi),NO2的平均反應(yīng)速率為 mol·L-1·s-1。
(2)n3________n4(填“>”、“<”或“=”),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 (保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。
(3)達(dá)到平衡后,如向該密閉容器中再充入0.64 mol氦氣,并把容器體積擴(kuò)大為8 L,則平衡將______(選填“向正反應(yīng)方向移動”、 “向逆反應(yīng)方向移動”或“不移動”),其理由是 。
(4)若在相同情況下,最初向該容器中充入的是N2O4氣體,要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài),起始充入N2O4的物質(zhì)的量是 mol,假設(shè)在80 s時達(dá)到平衡,請在圖中畫出并標(biāo)明該條件下此反應(yīng)中N2O4和NO2的濃度隨時間變化的曲線。
(5)取五等份NO2,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,反應(yīng)相同時間后,分別測定體系中NO2的百分量(NO2%),并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中,可能與實(shí)驗結(jié)果相符的是 。
【答案】(1)0.001;(2) =;2.8 (3) 向逆反應(yīng)方向移動;氦氣是稀有氣體,不參與反應(yīng);擴(kuò)大體積的瞬間,c(NO2)和c(N2O4)都降低為原來的一半,使c(N2O4)/c2(NO2)增大,并大于該溫度下的平衡常數(shù)K,平衡會向左移動(或氦氣是惰性氣體,不參與反應(yīng),擴(kuò)大體積相當(dāng)于減小壓強(qiáng),平衡向左移動)
(4)0.40; (5)BD
考點(diǎn):考查了化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素以及計算的相關(guān)知識。
4.2013年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)CO2是大氣中含量最高的一種溫室氣體,控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。目前,由CO2來合成二甲醚已取得了較大的進(jìn)展,其化學(xué)反應(yīng)是:
2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g) △H>0。
①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 。
②判斷該反應(yīng)在一定條件下,體積恒定的密閉容器中是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 。
A.容器中密度不變 B.單位時間內(nèi)消耗2molCO2,同時消耗1mol二甲醚
C.v(CO2)︰v(H2)=1︰3 D.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
(2)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g) + 2CO (g)2CO2 (g) + N2 (g)。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線,如圖所示。據(jù)此判斷:
① 該反應(yīng)的ΔH 0(選填“>”、“<”)。
②當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時,增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在圖中畫出c(CO2)在T2、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。
(3)已知:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)△H = ﹣a kJ?mol-1。
①經(jīng)測定不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:
溫度(℃)
250
300
350
K
2.041
0.270
0.012
若某時刻、250℃測得該反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的濃度為c(CO)=0.4 mol·L-1、c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CH3OH)= 0.8 mol·L-1, 則此時v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②某溫度下,在體積固定的2L的密閉容器中將1 mol CO和2 mol H2混合,測得不同時刻的反應(yīng)前后壓強(qiáng)關(guān)系如下:
時間(min)
5
10
15
20
25
30
壓強(qiáng)比(P后/P前)
0.98
0.90
0.80
0.70
0.70
0.70
則前15分鐘,用氫氣表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率為 ,達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為 。
【答案】(1) BD (2)<
(3)< 0.02mol/(L min) 45﹪
【解析】
(2)①催化劑不能改變平衡狀態(tài),溫度高到達(dá)平衡的時間少,則T1>T2。溫度高CO2的平衡濃度減小,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,所以正方應(yīng)是放熱反應(yīng),即△H<0。
②催化劑的表面積S1>S2,在T1、S2條件下達(dá)到平衡所用的時間比T1、S1要長,但溫度相同最后的狀態(tài)與T1、S1相同,故圖像為:。
(3)①在250℃,化學(xué)平衡常數(shù)是2.041;而在此時,Qc= c(CH3OH)/ (c(CO)? c2(H2))=0.8 mol/L÷0.4 mol/L×(0.4 mol/L)2]=12.5>2.041,說明反應(yīng)逆向進(jìn)行,即v正<v逆;②在體積恒定的密閉容器內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng),氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量的比。由于平衡時的壓強(qiáng)是開始的0.70倍,則反應(yīng)減小的物質(zhì)的量是3mol×0.30=0.90mol。根據(jù)方程式CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)可知每有1mol的CO發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量會減少2mol,現(xiàn)在氣體的物質(zhì)的量減小0.90mol,所以反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量是0.90mol÷2=0.45mol,因此CO的轉(zhuǎn)化率是(0.45mol÷1mol) ×100%=45%。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算、化學(xué)圖像的分析、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷等
【名師點(diǎn)晴】該題考查的知識點(diǎn)較多,綜合性較強(qiáng),難點(diǎn)是平衡狀態(tài)判斷以及外界條件對平衡狀態(tài)的影響分析??赡娣磻?yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)有兩個核心的判斷依據(jù):①正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。②反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變。只要抓住這兩個特征就可確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),對于隨反應(yīng)的發(fā)生而發(fā)生變化的物理量如果不變了,即說明可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),關(guān)鍵是看給定的條件能否推出參與反應(yīng)的任一物質(zhì)的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化。
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