1、第二章测评(B)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.由反应物X转化为Y或者Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是()。A.由XY反应的H=E5-E2B.由XZ反应的H0C.降低压强有利于提高Y的产率D.升高温度有利于提高Z的产率答案:C解析:化学反应中的能量变化决定于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小,由图可知,XY反应的H=E3-E2,XZ反应的H=E1-E20,反应放热,A、B两项错误;由X生成Y的反应,即2X(g)3Y(g),是气体体积增大的反应,降低压强,平衡正向移动,有利于提高Y的产率,C项正确;XZ的
2、反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于提高Z的产率,D项错误。2.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是()。A.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅B.高压比常压有利于合成氨反应C.加入催化剂有利于SO2转化为SO3D.工业制取金属钾Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度,使K变成蒸气从反应混合物中分离出来答案:C解析:勒夏特列原理是用来解释改变条件使化学平衡发生移动的一条科学规律。加入催化剂,不能使化学平衡发生移动,因此C项错误。3.有一处于平衡状态的反应:X(s)+2Y(g)2Z(g)H0B.若温度为T1、T2时对应的平衡常数分别为K1、K2,则K1K2
3、C.当反应进行到状态Q时,一定有v(正)v(逆)D.状态M与状态N相比,状态M的c(I2)小答案:A解析:A项,由图中曲线的变化趋势可知,当温度升高时,I3-的物质的量浓度减小,说明升温平衡逆向移动,该反应的正反应为放热反应,即H0,故A项不正确;B项,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,T1K2,故B项正确;C项,当反应进行到状态Q时,反应未达到平衡状态,反应向生成I3-的方向进行,则v(正)v(逆),故C项正确;D项,状态N相当于在状态M的基础上升高温度,平衡向逆反应方向移动,则状态N的c(I2)大,故D项正确。5.合成氨反应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
4、应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0,反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是()。A.增大压强B.降低温度C.增大CO的浓度D.更换催化剂答案:B解析:该反应为反应前后气体体积不变的反应,增大压强只能增大反应速率,不能使平衡发生移动,A项错误;正反应为放热反应,降低温度使平衡正向移动,CO的转化率增大,B项正确;增大CO的浓度,虽然平衡正向移动,但CO的转化率会降低,C项错误;催化剂不能使平衡发生移动,D项错误。6.一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行反应2X(g)2Y(g)+Z(g),若Y的浓度由0.048 molL-1增加到0.12 molL-1需18
5、 s,那么Y的浓度由0.12 molL-1增加到0.2 molL-1,需要反应的时间()。A.等于20 sB.等于18 sC.大于20 sD.小于20 s答案:C解析:先假设两段时间内反应速率相同,根据生成物浓度的增加量与反应时间成正比,即所需时间为20 s;但后期反应物浓度变小,反应速率减小,实际所需时间应该大于20 s,C项正确。7.在密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(s) H甲D.图表示催化剂对该平衡的影响,催化效率:甲乙答案:A解析:该可逆反应的正反应是放热反应,且反应前后气体体积不变,图表示反应速率与时间的关系,增加反应物浓度,正反应速率突增,而逆反应速率瞬时不
6、变,即逆反应速率应在原平衡基础上渐增,A项错误;图,减小压强,平衡不移动,但是正、逆反应速率同等程度减小(仍然相等),B项正确;图中乙先达到平衡,根据“先拐先平温度高”可知,乙的温度高于甲的温度,乙甲,降低温度,平衡正向移动,A的转化率增大,C项正确;图中,甲先达到平衡,说明甲中催化剂的催化效率较高,D项正确。8.据报道,在300 和70 MPa下,由二氧化碳与氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列叙述错误的是()。A.使用合适的催化剂可大大提高生产效率B.由反应需在300 下进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可增大H2的
7、转化率D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可增大CO2和H2的利用率答案:B解析:催化剂能增大化学反应速率,提高生产效率,A项正确;判断吸热反应和放热反应是根据反应前后体系焓的变化,不能根据反应条件判断,B项错误;充入大量CO2气体,平衡正向移动,H2的转化率增大,C项正确;从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O,可使平衡正向移动,从而可增大CO2和H2的利用率,D项正确。9.如图所示,三个充满NO2气体的烧瓶分别放置于盛有水的烧杯中:在(1)烧杯中加入CaO,在(3)烧杯中加入NH4Cl晶体,发现(1)烧瓶中红棕色变深,(3)烧瓶中红棕色变浅。已知:2NO2(红棕色)N
8、2O4(无色),下列叙述正确的是()。A.2NO2N2O4是放热反应B.NH4Cl溶于水时放出热量C.(1)烧瓶中平衡混合气体的相对分子质量增大D.(3)烧瓶中气体的压强增大答案:A解析:(1)烧杯中加入CaO,温度升高,烧瓶中红棕色变深,则平衡逆向移动,正反应放热,A项正确;平衡逆向移动,气体的物质的量增大,而气体的质量未变,则平衡混合气体的相对分子质量减小,C项错误;(3)烧瓶中红棕色变浅,则平衡正向移动,加入NH4Cl晶体使水的温度降低,故NH4Cl溶于水时吸收热量,B项错误;平衡正向移动,烧瓶中气体的压强减小,D项错误。10.人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2而具有输
9、氧能力。CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2O2+HbCO,37 时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的2%时,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是()。A.CO与HbO2反应的平衡常数表达式为K=c(O2)c(HbCO)c(CO)c(HbO2)B.人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少C.当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损D.把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒,其原理是使上述平衡逆向移动答案:C解析:由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=c(O2)c(HbCO)c(CO)c(HbO2);由平衡移动原理可知吸入CO越多,平衡向右
10、移动,与血红蛋白结合的O2越少;把病人放入高压氧舱中,由于平衡逆向移动,释放出CO,故可解毒,A、B、D三项均正确。由平衡常数表达式可知,人智力受损时:220=c(O2)c(CO)0.02,即c(CO)c(O2)=0.02220,C项错误。二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)11.可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+gD(g)的v-t图像如图甲所示,若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的正催化剂,则其v-t图像如图乙所示。a1=a2a1a2b1=b2b1t2t1=t2两图中阴影部分面积相等图
11、乙中阴影部分面积更大。以上所述正确的组合为()。A.B.C.D.答案:A解析:加入正催化剂能同等程度地降低正、逆反应的活化能,同等程度增大正、逆反应速率,但不改变反应物和生成物的总能量,不改变反应的焓变,不改变化学平衡状态。由此可得:a1a2、b1t2,正确;vA(正)t表示A的消耗浓度,vA(逆)t表示A的生成浓度,两者之差为反应物A浓度的变化量,即图中的阴影面积。催化剂不能使平衡发生移动,则两图中阴影部分面积相等,正确。综上,A项正确。12.将固体NH4Br置于密闭容器中,在某温度下发生反应:NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g), 2HBr(g)Br2(g)+H2(g),2 min后
12、,测得H2的浓度为0.5 molL-1,HBr的浓度为4 molL-1,若上述反应速率用v(NH3)表示,则下列速率正确的是()。A.0.5 molL-1min-1B.2.5 molL-1min-1C.2 molL-1min-1D.1.25 molL-1min-1答案:B解析:NH4Br(s)分解生成的HBr又有一部分分解,剩余HBr的量为NH4Br分解生成的HBr与分解的HBr的差。由c(H2)=0.5 molL-1知分解的c(HBr)=1 molL-1,所以NH4Br分解生成的c(HBr)=4 molL-1+1 molL-1=5 molL-1,c(NH3)=5 molL-1,v(NH3)=
13、5molL-12min=2.5 molL-1min-1。13.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两同学分别设计了如图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是()。图1图2A.图1实验可通过定性观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小B.若图1所示实验中反应速率为,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好C.用图2装置比较反应速率,可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间D.为检查图2装置的气密性,可关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞拉出一定距离到某处,一段时间后松开活塞,若活塞仍在某处,说明装置气密性良好答案:BD解析:B项,若比较Fe3+和Cu2+对H
14、2O2分解的催化作用,应选用阴离子相同的盐溶液,如Fe2(SO4)3溶液和CuSO4溶液。如果选用FeCl3溶液和CuSO4溶液,加入FeCl3溶液产生气泡快,可能是Cl-的催化作用。D项,检查图2装置的气密性,最后活塞回到原位置,说明装置气密性良好,若仍留在某处,说明装置漏气。14.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 molL-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录1055 间溶液变蓝时间,55 时未观察到溶
15、液变蓝,实验结果如下图。据图分析,下列判断不正确的是()。A.40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B.图中N、P两点对应的NaHSO3反应速率相等C.图中M点对应的NaHSO3反应速率为5.010-5 molL-1s-1D.55 时未观察到溶液变蓝,说明NaHSO3没有完全消耗答案:BD解析:从图像中可以看出,40 以前,温度越高,变蓝时间越短,40 后温度越高,变蓝时间越长,A项正确;N、P点对应的反应温度不同,故速率不相等,B项错误;M点对应的NaHSO3反应速率为0.020molL-110.0 mL50 mL80 s=5.010-5 molL-1s-1,C项正确;55
16、 时,没有出现蓝色,是因为温度过高,单质碘与淀粉没有形成稳定的蓝色物质,D项错误。15.一定量的CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()。A.550 时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动B.650 时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T 时,若充入等体积的CO2和CO,平衡不移动D.925 时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总答案:BC解析:550 时,若充入“惰性气体”,由于
17、是恒压反应,因此相当于扩大了容积,v(正)、v(逆)均减小,平衡正向移动,A选项错误;根据图示可知,在650 时,CO的体积分数为40.0%,根据化学方程式:C(s)+CO2(g)2CO(g)。设开始加入1 mol CO2,反应掉了x mol,则有: C(s) + CO2(g)2CO(g)始态/mol:10变化/mol:x2x平衡/mol:1-x2x因此有:2x1+x100%=40.0%,解得x=0.250,即CO2的转化率为25.0%,故B项正确;由图可知T 达到平衡时CO和CO2的体积分数相等,则T 时充入等体积的CO2和CO时平衡不移动,C项正确;925 时,CO的体积分数为96.0%,
18、故Kp=c2(CO)c(CO2)=(96.0%p总)24.00%p总=23.04p总,D项错误。三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g)H。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/1 0001 1501 300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题。(1)该反应的平衡常数表达式K=,H(填“”“”或“=”)0。(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min 后达到平衡。010 min 内该反应的平均反应速率
19、v(CO2)=;CO的平衡转化率=。(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是。A.减少Fe的量B.增加Fe2O3的量C.移出部分CO2D.提高反应温度E.减小容器的容积F.加入合适的催化剂答案:(1)c(CO2)c(CO)0解析:(1)v(C)=0.4molL-12min=0.2 molL-1min-1。(2)反应达平衡后,B的物质的量减少了0.2 mol,C的物质的量增大了0.4 molL-12 L=0.8 mol,所以x=4。(3)反应前后气体体积不变,通入少量氦气,反应体系中各组分的浓度不变,平衡不移动。(4)反应前后气体体积不变,改变压强后,平衡不移动,3 mol A和1
20、mol B等效于4 mol C。新平衡时,B的物质的量n(B)=0.8 mol+0.8 mola4=(0.8+0.2a)mol。(5)由于反应前后气体体积不变,改变压强后,平衡不移动,所以只要满足起始配比相同即可。原平衡A、B的起始配比恰好等于其化学计量数,生成物只有C,所以起始n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系有以下三种情况:n(A)n(B)=31,n(C)=0;n(A)n(B)=31,n(C)0;n(A)=n(B)=0,n(C)0。18.(12分)(1)已知:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)H1,平衡常数为K1Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)H2
21、,平衡常数为K2在不同温度时K1、K2的值如下表:温度/700900K11.472.15K22.381.67反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H,平衡常数为K,则H=(用H1和H2表示),K=(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是(填“吸热”或“放热”)反应。(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)H0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:该条件下反应的平衡常数为;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 molL-1,则平衡时CO2的浓度为
22、 molL-1。下列措施中能使平衡时c(CO)c(CO2)增大的是。A.升高温度B.增大压强C.再充入一定量的CO2D.再加入一定量铁粉答案:(1)H1-H2K1K2吸热(2)2.00.67A解析:(1)根据盖斯定律可得H=H1-H2,K=K1K2。由表中数据,可知,700 时,K=K1K21,温度升高,K增大,故正反应吸热。(2)根据K=c(CO)c(CO2),平衡浓度c(CO2)=0.5 molL-1,则c(CO)=1.0 molL-1,K=2.0。若CO2的起始浓度为2.0 molL-1,则平衡时c(CO)c(CO2)=2.0,c(CO)+c(CO2)=2.0 molL-1,解得c(CO
23、2)=0.67 molL-1。 使平衡时c(CO)c(CO2)增大,即平衡右移,升温可以实现;其他三项最终c(CO)c(CO2)都不变。19.(12分)(1)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法生产:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中H2O与C2H4的物质的量之比为11)。图中压强p1、p2、p3、p4的大小顺序为,理由是。气相直接水合法常用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 、压强6.9 MPa,nH2OnC2H4=0.61,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应
24、温度和压强外,还可以采取的措施有、。已知:.甲醇的脱水反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H1=-23.9 kJmol-1;.甲醇制烯烃的反应:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)H2=-29.1 kJmol-1;.乙醇的异构化反应:C2H5OH(g)CH3OCH3(g)H3=+50.7 kJmol-1。则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的H= kJmol-1。(2)利用间接水合法也可制取乙醇:先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是 。答案:(1)p4
25、p3p2p1该反应为气体体积减小的化学反应,相同温度下,压强增大,乙烯转化率提高将产物乙醇液化移去增大H2O与C2H4的物质的量之比-45.5(2)污染小、腐蚀性小等解析:(1)C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,C2H4的转化率提高,所以p4p3p2p1。依据反应特点及平衡移动原理,提高乙烯转化率可以增大H2O与C2H4的比例(增大H2O的浓度使平衡右移),将乙醇及时分离出去(减小生成物的浓度使平衡右移)等。根据盖斯定律,-得:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的H=-45.5 kJmol-1。(2)
26、间接水合法中用到浓硫酸等强腐蚀性物质,与其相比直接水合法具有污染小、腐蚀性小等优点。20.(12分)T 下,向一容积不变的密闭容器中通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO浓度如下表:时间/s012345c(NO)/(10-4 molL-1)10.04.50c11.501.001.00c(CO)/(10-3 molL-1)3.603.05c22.752.702.70(1)c2合理的数值为。A.2.60B.2.80C.2.90D.3.00(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入容积为2 L的恒容密闭容器,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),
27、测得如下三组数据:实验组温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOCOH2650242.41.65900121.60.43900abcdt若a=2,b=1,则c=,达到平衡时实验组中H2O(g)和实验组中CO的转化率的关系为(H2O)(填“”或“=”)(CO)。(3)二甲醚是清洁能源,用CO在催化剂存在下制备二甲醚:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),在一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比n(H2)n(CO)的变化曲线如图所示。a、b、c按从大到小的顺序为。根据图像可以判断该反应为放热反应,理由是。答案:(1)B(2)0.6=(3)abc投料比相同时,温度越高,(CO)越小,平衡左移,该反应为放热反应解析:(1)CO为反应物,逐渐被消耗,故2.75c2c2-2.75,故c2bc;由图像知,投料比相同,温度越高,(CO)越小,平衡左移,故正反应为放热反应。
