2020版高考浙江选考化学一轮教师备用题库：专题七 第三单元 化学平衡的移动 Word版含解析.docx

教师备用题库
1.向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g)+xB(g) 2C(g)。

各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别用下表和下图表
示。

下列说法正确的是( )
A.10 min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.025 mol·L-1·min-1
B.由图可知T
1<T
2
,且该反应为吸热反应
C.若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动
D.T
1
℃,起始时向甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B,平衡时A的转化率为25%
答案C10 min内甲容器中反应的平均速率v(A)=v(C)=×.·-=0.05
mol·L-1·min-1,A项错误;甲、乙两容器反应物的起始量相同,而乙先达到平衡,故T
1<T
2
,结
合图示知升高温度达到平衡时产物C的浓度降低,则该反应为放热反应,B项错误;对比乙、丙容器内反应可知反应达到平衡后,在其他条件不变时,增大压强平衡不移动,故改变容器体积平衡也不移动,C项正确;方程式中x=1,结合平衡常数,利用“三段式法”可知T
1
℃时向甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B,平衡时仍生成0.75 mol C,需消耗0.375 mol A,
则平衡时A的转化率为.
.
×100%=75%,D项错误。

2.一定条件下进行反应:COCl
2(g)Cl
2
(g)+CO(g),向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol
COCl
2
(g),经过一段时间后达到平衡。

反应过程中测得的有关数据见下表:
下列说法正确的是( )
A.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl
2
)=0.22 mol·L-1,则反应的ΔH<0
B.若在2.0 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器中进行该反应,化学平衡常数不变
C.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.0 mol Cl
2和0.8 mol CO,达到平衡时,Cl
2
的转化
率小于60%
D.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.2 mol COCl
2、0.60 mol Cl
2
和0.60 mol CO,反
应达到平衡前的速率:v(正)>v(逆)
答案 C A选项,升高温度,平衡时c(Cl
2
)=0.22 mol·L-1>0.20 mol·L-1,说明平衡右移,正反应为吸热反应,ΔH>0,A错误;B选项,反应若在恒容绝热密闭容器中进行,因反应吸热使容
器中温度下降,化学平衡常数减小,B错误;C选项,若起始向容器中充入1.0 mol Cl
2
和1.0
mol CO与原平衡等效,平衡时Cl
2的转化率为.-.
.
×100%=60%,现起始向容器中充入
1.0 mol Cl
2和0.8 mol CO,CO减少0.2 mol,平衡右移,达到平衡时Cl
2
的转化率小于60%,C
正确;D选项,Q
c =()·()
()
=.·-.·-
.·-
=0.15m o l·L-1,K=
.·-.·-
.·-≈0.13 mol·L-1,Q
c
>K,反应向逆反应方向进行,v(正)<v(逆),D错误。

3.天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。

(1)已知:
CO(g)+H
2O(g) H
2
(g)+CO
2
(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
C(s)+2H
2(g) CH
4
(g) ΔH=-73 kJ·mol-1
2CO(g) C(s)+CO
2
(g) ΔH=-171 kJ·mol-1
工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH
4。

写出CO与H
2
反应生成CH
4
和H
2
O
的热化学方程式。

(2)天然气中的H
2S杂质常用氨水吸收,产物为NH
4
HS。

一定条件下向NH
4
HS溶液中通入空气,
得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式。

(3)用天然气制取H
2的原理为:CO
2
(g)+CH
4
(g) 2CO(g)+2H
2
(g)。

在密闭容器中通入物质的
量浓度均为0.1 mol·L -1的CH 4与CO 2,在一定条件下发生反应,测得CH 4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示,则压强p 1 p 2(填“大于”或“小于”);压强为p 2时,在Y 点:v(正) v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。

求Y 点对应温度下的该反应的平衡常数K= 。

(计算结果保留两位有效数字)
(4)以二氧化钛表面覆盖CuAl 2O 4 为催化剂,可以将CH 4 和CO 2直接转化成乙酸。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。

250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。

②为了提高该反应中CH 4的转化率,可以采取的措施是 。

答案 (1)CO (g)+3H 2(g) CH 4(g)+H 2O(g)
ΔH=-203 kJ·mol -1 (2)2NH 4HS+O 2
2NH 3·H 2O+2S↓
(3)小于 大于 1.6 mol 2·L -2
(4)①温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低 ②增大反应压强或增大CO 2的浓度 解析 (1)CO(g)+H 2O(g) H 2(g)+CO 2(g) ΔH=-41 kJ·mol -1 ①
C(s)+2H 2(g) CH 4(g) ΔH=-73 kJ·mol -1 ②
2CO(g)
C(s)+CO 2(g) ΔH=-171 kJ·mol -1 ③
根据盖斯定律,③-①+②得CO(g)+3H 2(g)
CH 4(g)+H 2O(g) ΔH=-203 kJ·mol -1;
(2)NH 4HS 溶液中通入空气,得到单质硫,化学方程式为2NH 4HS+O 2
2NH 3·H 2O+2S↓;
(3)温度一定时,增大压强平衡逆向移动,甲烷的转化率减小,故压强p 1<p 2;Y 点甲烷的转化率小于同温同压下平衡时的转化率,故Y 点向正反应方向建立平衡,则v(正)>v(逆);由图像可
知,温度为1 100 ℃,压强为p
2
时甲烷的转化率为80%,则平衡时甲烷浓度的变化量为0.1 mol·L-1×80%=0.08 mol,则:
CO
2(g)+CH
4
(g) 2CO(g)+2H
2
(g)
起始浓度(mol/L): 0.1 0.1 0 0
变化浓度(mol/L): 0.08 0.08 0.16 0.16
平衡浓度(mol/L): 0.02 0.02 0.16 0.16
故平衡常数K=()()
()()
=1.6 mol2·L-2;
(4)①由图2可知,该催化剂在250 ℃左右时催化效率最高,温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低,所以250~300 ℃时,温度升高,乙酸的生成速率降低;
②正反应是气体体积减小的反应,为了提高该反应中CH
4
的转化率,可以增大反应压强或增
大CO
2
的浓度。

4.乙苯是一种用途广泛的有机原料,可制备多种化工产品。

(一)制备苯乙烯(原理如反应Ⅰ所示):
Ⅰ.(g)(g)+H
2
(g) ΔH=+124 kJ·mol-1
(1)部分化学键的键能如下表所示:
C C
根据反应Ⅰ的能量变化,计算x= 。

(2)工业上,在恒压设备中进行反应Ⅰ时,常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。

用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为。

(3)从体系自由能变化的角度分析,反应Ⅰ在(填“高温”或“低温”)下有利于其自发进行。

(二)制备α-氯乙基苯(原理如反应Ⅱ所示):
Ⅱ.(g)+Cl
2
(g)(g)+HCl(g) ΔH>0
(4)T ℃时,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol乙苯(g)和2 mol Cl
2
(g)发生反应Ⅱ,5 min
时达到平衡,乙苯和Cl
2
、α-氯乙基苯和HCl的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图
1所示:
①0~5 min内,以HCl表示的反应速率v(HCl)= 。

②T ℃时,该反应的平衡常数K= 。

③6 min时,改变的外界条件为。

④10 min时,使体系温度为T ℃,保持其他条件不变,再向容器中充入1 mol乙苯、1 mol Cl
2
、
1 mol α-氯乙基苯和1 mol HCl,1
2 min时达到新平衡。

在图2中画出10~12 min,Cl
2
和
HCl的浓度变化曲线(曲线上标明Cl
2和HCl);0~5 min和0~12 min时间段,Cl
2
的转化率分别
用α
1、α
2
表示,则α
l
α
2
(填“>”“<”或“=”)。

答案(1)612
(2)该反应正向为气体分子数增大的反应,通入水蒸气可增大容器容积,减小体系压强,使平衡正向移动,增大反应物的转化率
(3)高温
(4)①0.032 mol·L-1·min-1②16③升高温度
④<
解析(1)ΔH=反应物总键能-产物总键能,则412×5+348-(412×3+x+436)=124,x=612。

(2)该反应正向为气体分子数增大的反应,通入水蒸气可增大容器容积,减小体系压强,使平衡正向移动,反应物的转化率增大。

(3)ΔG=ΔH-TΔS,ΔH>0,ΔS>0,要使ΔG<0,需高温条件。

(4)①据图1得0~5 min内HCl浓度变化为0.16 mol·L-1,v(HCl)=0.16 mol·L-1/5 min=0. 032 mol·L-1·min-1;②达平衡时,c(HCl)=c(α-氯乙基苯)=0.16 mol·L-1,c(Cl
2
)=c(乙苯)= 0.04 mol·L-1,故该反应的平衡常数K=(0.16×0.16)/(0.04×0.04)=16;③ΔH>0,6 min时,平衡正向移动,反应物及产物浓度瞬间不变,故应是升高了温度;④10 min时,保持其他条件
不变,再向容器中充入1 mol乙苯、1 mol Cl
2、1 mol α-氯乙基苯和1 mol HCl,c(Cl
2
)=c
(乙苯)=0.12 mol·L-1,c(HCl)=c(α-氯乙基苯)=0.28 mol·L-1,平衡正向移动,设平衡时反
应的Cl
2的浓度为x,则(0.28+x)2/(0.12-x)2=16,x=0.04 mol·L-1,则平衡时c(Cl
2
)=0.08 mo
l·L-1,c(HCl)=0.32 mol·L-1;10 min时充入各物质各1 mol后,平衡正向移动,转化率增大,
故α
1<α
2。