优化方案·高中同步测试卷·鲁科化学选修四：高中同步测试卷(8) Word版含解析

高中同步测试卷(八)
第八单元 化学平衡
(时间：90分钟 ,总分值：100分)
一、选择题(此题包括16小题 ,每题3分 ,共48分)
1．以下说法中正确的选项是( )
A ．焓变和熵变都大于0的反响肯定是自发的
B ．焓变小于0而熵变大于0的反响肯定是自发的
C ．因为焓变和熵变都与反响的自发性有关 ,因此焓变或熵变均可以单独做为反响自发性的判据
D ．在其他外界条件不变的情况下 ,使用催化剂 ,可以改变化学反响进行的方向
2．经过一段时间后 ,可逆反响a A ＋b B
c C 中物质的含量A%和C%随温度的变化曲
线如下图 .以下说法正确的选项是( )
A ．该反响在T 1、T 3温度时到达化学平衡
B ．该反响在T 2温度时到达化学平衡
C ．该反响的逆反响是放热反响
D ．升高温度 ,平衡会向正反响方向移动
3．一定条件下的密闭容器中：4NH 3(g)＋5O 2(g)
4NO(g)＋6H 2O(g) ΔH kJ·mol －1 ,以下表达中正确的选项是( )
A ．4 mol NH 3和5 mol O 2反响 ,到达平衡时放出热量为 kJ
B ．平衡时v 正(O 2)＝45
v 逆(NO) C ．平衡后降低压强 ,混合气体平均摩尔质量增大
D ．平衡后升高温度 ,混合气体中NO 含量降低
4．1913年德国化学家哈伯创造了以低本钱制造大量氨的方法 ,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求 .以下是哈伯法的流程图 ,其中为提高原料转化率而采取的措施是( )
A ．①②③
B ．②④⑤
C．②③④D．②③⑤
5．某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反响A(g)＋3B(g)2C(g)到达平衡时,各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶2∶1 .保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C ,以下表达正确的选项是()
A．平衡不移动
B．再次平衡时,n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶2∶1
C．再次平衡时,C的体积分数增大
D．再次平衡时,正反响速率增大,逆反响速率减小
6．如图曲线是表示其他条件一定时,2NO＋O22NO2(该反响放
热)反响中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,
其中表示未到达平衡状态,且v(正)＞v(逆)的点是()
A．a点B．b点
C．c点D．d点
7．在恒容密闭容器中,CO与H2发生反响CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ,到达平衡后,假设只改变某一条件,以下示意图正确的选项是()
2NH3 .在一定条件下,向一密闭容器中充8．工业合成氨的反响如下：N2＋3H2高温、高压
催化剂
入1 mol N2和3 mol H2模拟工业合成氨.以下有关说法正确的选项是() A．到达化学平衡时,N2将全部转化为NH3
B．到达化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．到达化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．到达化学平衡时,正、逆反响速率均为0
9．某温度下,对于反响N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH kJ/mol .N2
的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图.以下说法正确的选项是
()
A．mol氢气,置于1 L密闭容器中发生反响, kJ
B．平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)<K(B)
C．上述反响在到达平衡后,增大压强,H2的转化率提高
D．升高温度,平衡向逆反响方向移动,说明逆反响速率增大,正反响速率减小
10．可逆反响：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 025 kJ·mol－1 ,假设四种情况的反响物的起始物质的量相同,以下关于该反响的示意图不正确的选项是()
11．CO和H2在一定条件下合成甲醇的反响为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ,现在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体,控制在不同的温度下进行反响,5 min时测得相关数据的关系如下图,以下说法正确的选项是()
A．该反响的正反响为吸热反响
B．减压可将b中的平衡状态转变为c中的平衡状态
C．反响进行到5 min时,b容器中v(正)＝v(逆)
D．到达平衡时,a、b、c中CO的转化率b＞a＞c
12．工业合成氨的正反响是放热反响,以下关于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反响的图像中,错误的选项是()
13．反响X(g)4Y(g)＋Z(g)ΔH<0 ,在某温度时X的浓度随时间变化的曲线如下图：
以下有关该反响的描述正确的选项是()
A．第6 min后,反响就终止了
B．X的平衡转化率为85%
C．假设升高温度,X的平衡转化率将大于85%
D．假设降低温度,该反响的平衡常数将减小
14．对于x A(g)＋y B(g)z C(g)＋w D(g)的平衡体系 ,当升高温度时 ,体系的平均相对分子质量从26变成29 ,那么以下说法中正确的选项是( )
A ．x ＋y >z ＋w ,正反响是放热反响
B ．x ＋y >z ＋w ,正反响是吸热反响
C ．x ＋y <z ＋w ,逆反响是放热反响
D ．x ＋y >z ＋w ,逆反响是吸热反响
15．1 mol X 气体跟a mol Y 气体在体积可变的密闭容器中发生如下反响：X(g)＋a Y(g)b Z(g)；反响到达平衡后 ,测得X 的转化率为50% .而且 ,在同温同压下还测得反响前混合气体的密度是反响后混合气体密度的34 ,那么a 和b 的数值可能是( ) A ．a ＝1 ,b ＝1
B ．a ＝2 ,b ＝1
C ．a ＝2 ,b ＝2
D ．a ＝3 ,b ＝3 16．2SO 2＋O 2(g)2SO 3(g)是工业制硫酸的主要反响之一 .一定温度下 ,在甲、乙、丙三个容积均为2 L 的恒容密闭容器中投入SO 2(g)和O 2(g) ,其起始物质的量及SO 2的平衡转化率如下表所示：
容器
甲 乙 丙 起始物
质的量 n (SO 2)/mol n (O 2)/mol
SO 2的平衡转化率/%
80 α1 α2
以下判断中正确的选项是( )
A ．甲中反响的平衡常数小于乙
B ．该温度下 ,该反响的平衡常数为400 L/mol
C ．平衡后 ,丙中[SO 3]是甲中的2倍
D ．平衡时 ,甲中O 2的转化率大于乙中O 2的转化率
题
号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
答
案
二、非选择题(此题包括4小题 ,共52分)
17．(12分)合成氨工业中 ,原料气(N 2、H 2及少量CO 、NH 3的混合气)在进入合成塔前 ,用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收原料气中的CO ,其反响为[Cu(NH 3)2]Ac(aq)＋CO(g)＋NH 3(g)[Cu(NH 3)3]Ac·CO(aq) ΔH ＜0 . (1)必须除去原料气中CO 的原因是____________________________________________ .
(2)吸收CO 的适宜条件是____________________________________________________ .
(3)吸收CO 后的醋酸铜氨溶液经过适当的处理又可再生 ,恢复其吸收CO 的能力 ,以供循环使用 ,再生的适宜条件是__________________________ .
18.(14分)研究和开发CO 2和CO 的创新利用是环境保护和
资源利用的双赢课题 .
CO MPa 条件下 ,在体积为b L 的密闭容器中充入a mol CO
和2a mol H 2 ,在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)＋
2H 2(g)
CH 3OH(g) ,平衡时CO 的转化率与温度、压强的关系
如图：
(1)该反响属于________反响(填 "吸热〞或 "放热〞) .
(2)100 ℃时 ,该反响的平衡常数：K ＝________(用a 、b 的代数式表示) .假设一个可逆反响的平衡常数K 值很大 ,对此反响的说法正确的选项是________(填序号) .
a ．该反响使用催化剂意义不大
b ．该反响发生将在很短时间内完成
c ．该反响到达平衡时至|少有一种反响物百分含量很小
d ．该反响一定是放热反响
(3)在温度和容积不变的情况下 ,再向平衡体系中充入 a mol CO 、2a mol H 2 ,到达平衡时CO 转化率________(填 "增大〞、 "不变〞或 "减小〞 ,下同) ,平衡常数________ .
19．(13分)一定温度下在体积为5 L 的密闭容器中发生可逆反响 .
Ⅰ.假设某可逆反响的平衡常数表达式为K ＝[CO]·[H 2][H 2O]
. (1)写出该反响的化学方程式：_______________________________________________ .
(2)能判断该反响一定到达化学平衡状态的依据是________________(填选项编号) .
A ．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
B ．v 正(H 2O)＝v 逆(H 2)
C ．容器中气体的密度不随时间而变化
D ．容器中物质总质量不随时间而变化
E ．消耗n mol H 2的同时消耗n mol CO
Ⅱ.假设该密闭容器中参加的是2 mol Fe(s)与1 mol H 2O(g) ,t 1s 时 ,H 2 mol ,到第t 2 s 时恰好到达平衡 ,此时H 2 mol .
(1)t 1～t 2这段时间内的化学反响速率v (H 2)＝________________(用t 1、t 2表示) .
(2)假设继续参加2 mol Fe(s) ,那么平衡________(填 "向正反响方向〞、 "向逆反响方向〞或 "不〞)移动 ,继续通入1 mol H 2O(g)再次到达平衡后 ,H 2的物质的量为__________ mol .
(3)该反响的逆反响速率随时间变化的关系如图 .t 1时改变了某种条件 ,改变的条件可能是____________________、____________________(填写2项) .
20．(13分)一定温度下 ,向一容积为 5 mol SO 2 mol O 2 ,发生反响：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g) ΔH ＝－196 kJ·mol －
1 .当反响到达平衡时 ,容器内压强变为起始时的0.7倍 .请答复以下问题：
(1)判断该反响到达平衡状态的标志是________(填字母序号) .
a ．SO 2、O 2、SO 3三者的浓度之比为2∶1∶2 B ．容器内气体的压强不变
c ．容器内混合气体的密度保持不变 D ．SO 3的物质的量不再变化
(2)①SO 2的转化率为________________________；
②到达平衡时反响放出的热量为______________________ .
(3)如图表示平衡时SO 2的体积分数随压强和温度变化的曲线 ,那
么：
①温度关系：T 1________T 2(填 "＞〞、 "＜〞或 "＝〞 ,下同)；
②平衡常数关系：K A ________K B ,K A ________K D .
参考答案与解析
1．[导学号29160140] 解析：选B .ΔH －T ΔS ＜0的反响能够自发进行 ,A 项在高温下ΔH －T ΔS ＜0能自发进行 ,故A 项错误；由焓判据和熵判据组合而成的复合判据 ,将更适合于所有的反响自发性的判断 ,C 项错误；使用催化剂不改变ΔH 和ΔS ,故不可以改变化学反响进行的方向 ,D 项错误 .
2．[导学号29160141] 解析：选B .由图可知 ,起始时C%＝0 ,即反响物为A 、B ,生成物为C ,由于到达平衡时生成物含量最|大 ,反响物含量最|小 ,故T 2时刻到达平衡状态 .由图像中曲线变化可知在T 2时刻之后的平衡状态中 ,升高温度 ,A%增大 ,C%减小 ,即升高温度 ,平衡逆向移动 ,正反响放热 ,应选B .
3．[导学号29160142] 解析：选D .A 选项不正确 ,热化学方程式中的ΔH 是反响物完全反响的热效应 ,而4 mol NH 3和5 mol O 2反响 ,到达平衡时 ,没有完全反响 , kJ ；B 选项利用反响速率之比等于化学方程式中计量数之比 ,v 正(O 2)＝54v 正(NO) ,平衡时v 正(O 2)＝54v 逆(NO) ,B 选项不正确；C 选项平衡后降低压强 ,平衡向正反响方向移动 ,气体的物质的量增多 ,混合气体平均摩尔质量减小；D 选项平衡后升高温度 ,平衡向逆反响方向移动 ,混合气
体中NO含量降低,D选项正确.
4．[导学号29160143]解析：选B .合成氨反响为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0 ,加压、降温、减小NH3的浓度均有利于平衡向正反响方向移动,②、④正确；将原料气循环利用也可提高原料的转化率,⑤正确.
5．[导学号29160144]解析：选C .温度不变时,充入与原平衡物质的量之比相同的反响混合物,相当于增大压强使各物质的浓度同时增大,对于反响前后气体体积减小的反响,化学平衡向正反响方向移动,再次到达平衡后,各物质的物质的量之比必然发生变化,C的体积分数一定增大.因为反响物、生成物的浓度增大,所以正、逆反响速率都增大.
6．[导学号29160145]解析：选C .此坐标系的纵轴表示的是NO的转化率,横轴表示温度,曲线上的任一点都表示在此温度下到达平衡状态时对应的转化率,过c点做纵轴的平行线与曲线交于一点,这表示假设想到达c点对应温度的平衡状态,需要转化更多的NO ,表示c点未到达平衡状态,且v(正)＞v(逆)(反响向正反响方向进行) .
7．[导学号29160146]解析：选B .增大CO的浓度,平衡向正方向移动,但CO的转化率降低,A不正确；平衡常数只与温度有关系,所以选项B正确；该反响是放热反响,升高温度,平衡常数减小,C不正确；CO的转化率增大,甲醇的物质的量应增多,选项D不正确,因此答案选B .
8．[导学号29160147]解析：选C .该反响为可逆反响,反响物不可能完全转化为生成物,A项错.反响物与生成物的浓度相等与反响是否到达平衡无关,B项错 .到达化学平衡时,正反响速率和逆反响速率相等但不为0 ,且体系中各物质的浓度不再变化,C项正确,D 项错误.
9．[导学号29160148]解析：选C .A项此反响为可逆反响, mol氢气在实际过程中不能完全转化, kJ ,A错.B项温度不变,改变压强,平衡常数不变,B错.C项由图知,增大压强,平衡向正反响方向移动,H2的转化率提高,C正确.D项升高温度,逆反响速率、正反响速率都增大,D错.
10．[导学号29160149]解析：选C .催化剂只能改变反响到达平衡的时间,不影响化学平衡移动,A正确；该反响是一个气体体积增大的反响,增大压强,平衡逆向移动,B正确；该反响的正向是放热反响,升高温度,平衡逆向移动,NO的含量降低,C错,D正确.
11．[导学号29160150]解析：选B .T3高于T2 ,但是甲醇的含量减小,故该反响为放热反响,而T1与T2相比,由于温度高反响速率快,故反响相同时间时,高温时对应的甲醇含量高,A项错；降温反响正向移动,但减压平衡逆向移动,故减压可使低温下的平衡状态转化为高温下的平衡状态,B项正确；图像不连续,不能判断出5 min时b容器中甲醇的含量到达最|大,故不能说明已达平衡状态,即不能确定出正、逆反响速率关系,C项错；反响放热,温度越高,平衡逆向移动的程度越大,CO的转化率越小,即CO的转化率c＜b＜a ,D项错.
12．[导学号29160151]解析：选C .合成氨的正反响是放热反响,升温,正、逆反响速
率都增大 ,但逆反响增大的程度大 ,A 正确；在T 1时NH 3%最|大 ,到达平衡 ,再升高温度 ,平衡逆向移动 ,NH 3%减小 ,B 正确；低温下到达平衡 ,NH 3的含量大 ,C 错误；增大压强 ,平衡向右移动 ,NH 3%增大 ,D 正确 .
13．[导学号29160152] 解析：选B .此题结合图像考查平衡常数及其应用和平衡转化率的计算 ,解题的关键在于准确把握图像信息 .由图像可知该反响在6 min 时达化学平衡状态 ,但反响并未停止 ,故A 错；由图可知平衡时[X]＝ mol ·L －1 ,起始时[X] mol·L －1 ,故平衡转化率α＝错误!×100%＝85% ,B 正确；由于该反响为放热反响 ,故升高温度其平衡常数减小 ,反响进行程度减小 ,X 的平衡转化率减小 ,降低温度 ,其平衡常数增大 ,故C 、D 均错 .
14．[导学号29160153] 解析：选B .M ＝m n ,m 为定值 ,M 增大 ,那么n 减小 .假设x ＋y >z ＋w ,升高温度 ,平衡向吸热反响方向移动 ,正反响应为吸热反响；假设x ＋y <z ＋w ,升高温度 ,平衡向吸热反响方向移动 ,逆反响应为吸热反响 .
15．[导学号29160154] 解析：选A . X(g)＋a Y(g)
b Z(g) 起始物质的量(mol) 1 a 0
转化物质的量(mol) a b
平衡物质的量(mol) a b
因在同温同压下 ,质量相等的气体的物质的量与其密度成反比(n 1n 2＝ρ2ρ1
) ,那么错误!＝43
,整理得2b －a ＝1 ,将选项代入只有A 符合题意 . 16．[导学号29160155] 解析：选B .平衡常数只与温度有关 ,甲的平衡常数等于乙 ,A 错；由甲中数据知平衡时 ,[SO 2] mol/L ,[O 2]＝ mol/L ,[SO 3] mol/L ,根据平衡常数的表达式计算K ＝错误!L/mol ＝400 L/mol ,B 正确；由表中数据看出丙中各物质的物质的量是甲的2倍 ,由于体系的体积不变 ,丙的SO 2的转化率增大 ,故平衡时 ,丙中[SO 3]大于甲中的2倍 ,C 错；甲与乙比照 ,[O 2]相等 ,但是乙增大了[SO 2] ,故平衡右移 ,乙中O 2的转化率大于甲中O 2的转化率 ,D 错 .
17．[导学号29160156] 解析：(1)CO 可使催化剂中毒 ,故必须除去 .(2)该反响为气体体积减小的反响且正反响为放热反响 ,所以可以采取加压、控制适当的温度提高CO 的吸收率 .(3)醋酸铜氨溶液的再生过程就是使平衡[Cu(NH 3)2]Ac ＋CO ＋NH 3[Cu(NH 3)3]Ac·CO 向逆反响方向移动的过程 ,结合反响特点、运用平衡移动原理 ,可选择高温、低压的反响条件 .
答案：(1)防止催化剂中毒 (2)适宜温度、增大压强
(3)高温、低压
18．[导学号29160157] 解析：(1)观察同一压强下的CO 转化率随温度的升高而减小 ,所以正反响应为放热反响 .
(2)100 ℃ ,列式求算：
CO(g) ＋ 2H 2(g)CH 3OH(g)
起始量(mol) a 2a 0
转化量(mol) a a a
平衡量(mol) a a a
K 等于平衡时生成物浓度幂之积除以反响物浓度幂之积 ,那么K ＝错误!＝错误!mol －2·L 2；K 值大只能说明反响进行的程度大 ,不能确定其反响速率大小 ,也不能确定反响是吸热还是放热 .
(3)由于该反响为气体体积减小的反响 ,再通入a mol CO 、2a mol H 2 ,有利于平衡向正反响方向移动 ,所以CO 转化率增大；平衡常数是温度的函数 ,与浓度无关 ,所以不会改变 .
答案：(1)放热 (2)b 2a 2mol －2·L 2 c (3)增大 不变 19．[导学号29160158] 解析：Ⅰ.(1)根据化学平衡常数的定义 ,找出反响物、生成物以及各物质的系数 ,写出方程式：C(s)＋H 2O(g)CO(g)＋H 2(g) .(2)容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 ,v 正(H 2O)＝v 逆(H 2) ,容器中气体的密度不随时间而变化等均可以判断该反响一定到达化学平衡状态 .根据质量守恒定律 ,反响前后 ,容器中物质总质量始终不随时间而变化；消耗n mol H 2的同时消耗n mol CO 均为逆反响速率 ,不能判断该反响一定到达化学平衡状态 .Ⅱ.Fe 与H 2O(g)反响：3Fe(s)＋4H 2O(g)Fe 3O 4(s)＋4H 2(g) .(1)根
据化学反响速率定义可得v (H 2)＝0.03t 2－t 1
mol ·L －1·s －1 .(2)Fe 为固体 ,参加2 mol Fe ,那么平衡不移动 .根据温度不变 ,平衡常数不变 ,设最|终H 2的物质的量为x mol ,那么可列式⎝⎛⎭⎫0.070.134
＝
错误! ,解得x ,即H 2的物质的量为 mol .(3)t 1时刻未达平衡 ,改变条件后 ,逆反响速率瞬间增大 ,那么改变的条件可能为使用催化剂、升高温度、增大H 2的浓度等 .
答案：Ⅰ.(1)C(s)＋H 2O(g)
CO(g)＋H 2(g) (2)ABC
Ⅱ.(1)0.03t 2－t 1
mol ·L －1·s －1 (2)不
(3)使用催化剂、升高温度、增大H 2的浓度(任选2项)
20．[导学号29160159] 解析：(1)a 项 ,SO 2、O 2、SO 3三者的浓度之比为2∶1∶2 ,与它们的化学计量数之比相等 ,和反响是否到达平衡没关系 ,不能做为反响到达平衡状态的标志；b 项 ,容器内气体的压强不变 ,这是一个恒容条件下的化学平衡 ,反响前后气体物质的量是有所改变的 ,现在压强不变 ,说明气体总量不变 ,化学反响到达了化学平衡状态；c 项 ,容器内混合气体的密度保持不变 ,这是一个恒容条件下的化学平衡 ,反响物和生成物均为气体 ,那么气体质量恒定 ,气体密度恒定 ,所以不能做为反响到达平衡状态的标志；d 项 ,SO 3
的物质的量不再变化,说明化学反响到达了平衡状态.(2)容器为5 mol SO2 mol O2 ,根据反响有：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始量(mol)0
改变量(mol)2x x2x
平衡量(mol)0.4－2x0.2－x2x
当反响到达平衡时,容器内压强为起始时的,那么有：错误!,解得x＝0.18 .①SO2的转化率＝错误!×100%＝90%；②×错误!kJ kJ .(3)该反响为放热反响,升高温度,平衡逆向移动,二氧化硫的体积分数增大,那么可得到温度关系：T1＞T2；化学平衡常数和温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,K A＝K B；该反响为放热反响,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,K A＜K D .
答案：(1)bd(2)①90%② kJ(3)①＞②＝＜。