1、1第 7 章 化学反应的方向、限度与速率章末综合检测(七)(时间：60 分钟；满分：100 分)一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 5 分，共 40 分)1下列说法能够用勒夏特列原理来解释的是( )A加入催化剂可以提高单位时间氨的产量B高压有利于氨的合成反应C700 K 高温比室温更有利于合成氨的反应D恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入 He，使压强增大，则平衡正向移动，NH 3增多解析：选 B。A 项中加入催化剂只能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，提高单位时间的产量，不能使化学平衡发生移动。B 项中合成氨是一个反应前后气体分子数减小的反应，所以增大压强，使平衡向正方向移动，有利于合成氨
2、，符合勒夏特列原理。C 项中因为合成氨是一个放热反应，所以从化学平衡移动角度分析，应采用较低温度。700 K 高温较室温不利于平衡向合成氨方向移动。采用 700 K 既考虑到温度对速率的影响，更主要的是 700 K 左右催化剂活性最大。D 项中恒温恒容下充入 He，稀有气体 He 不与N2、H 2、NH 3反应。虽总压强增大了，实际上平衡体系各成分浓度不变(即分压不变)，所以平衡不移动，NH 3的产量不变。2(2019银川检测)一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，对于可逆反应：A(s)3B(g)2C(g) ，下列说法说明达到平衡状态的是( )C 的生成速率和 C 的分解速率相等 单位时间内生
3、成 a mol A，同时生成 3a mol B 气体密度不再变化 混合气体的总压强不再变化 A、B、C 的物质的量之比为132 混合气体的平均相对分子质量不变A BC D解析：选 B。是判断平衡状态的本质依据，正确；生成 A、B 都是逆反应方向，在任何条件下都成立，错误；容器体积不变，气体密度不变，说明气体总质量不变，即达到平衡状态，正确；容器体积不变，一定温度下，当混合气体的压强不变时，混合气体总物质的量不变，正确；A、B、C 的物质的量之比等于其化学计量数之比不能说明反应达到平衡状态，错误；随着反应进行，气体质量增大，气体总物质的量减小，平均相对分子质量增大，当平均相对分子质量不变时，说明
4、达到平衡状态，正确。3(2019贵阳一模)在一密闭容器中充入 1 mol H2和 1 mol I2，压强为 p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H 2(g)I 2(g)2HI(g) HK，化学平衡逆向移动，D 正确。c2(W)c(P)c(Q) 0.1520.10.056向绝热恒容的密闭容器中通入 SO2和 NO2，发生反应 SO2(g)NO 2(g)SO 3(g)NO(g)，其正反应速率( v 正 )随时间( t)变化的关系如图所示。下列结论中错误的是( )A反应在 c 点达到平衡状态B反应物浓度： a 点大于 b 点C反应物的总能量高于生成物的总能量D逆反应速率： c 点大于 b 点解析
5、：选 A。图中 c 点正反应速率最大，此时不可能是化学平衡状态，A 项错误；起始时反应物的浓度最大，然后逐渐减小，B 项正确；随着反应的进行，反应速率加快表明正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C 项正确； c 点温度高，正、逆反应速率均大于 b 点，D 项正确。7以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为 2CO2(g)6H 2(g)CH 3CH2OH(g)3H 2O(g)。某压强下的密闭容器中，按 CO2和 H2的物质的量之比为 13 投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数( y%)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )4Aa 点的平衡常数小于 b 点Bb
6、点， v 正 (CO2) v 逆 (H2O)Ca 点，H 2和 H2O 的物质的量相等D其他条件恒定，充入更多 H2， v(CO2)不变解析：选 C。从图像可知，温度越高氢气的含量越高，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故平衡常数：ab，A 错误；b 点只能说明该温度下，CO 2和 H2O 的浓度相等，不能说明 v 正 (CO2) v 逆 (H2O)，B 错误；从图像可知，a 点 H2和 H2O 的物质的量百分数相等，故物质的量相等，C 正确；其他条件恒定，充入更多 H2，使反应物浓度增大，正反应速率增大，即 v(CO2)增大，D 错误。8(热点题)在一恒容的密闭容器中充入 0.
7、1 molL1 CO2、0.1 molL1 CH4，在一定条件下发生反应：CH 4(g)CO 2(g)2CO(g) 2H 2(g)，测得 CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是( )A上述反应的 H0B压强： p4p3p2p1C1 100 时该反应平衡常数为 1.64D压强为 p4时，在 Y 点： v 正 0，A 项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，CH 4的平衡转化率越小，故 p4p3p2p1，B 项正确；1 100 时，甲烷的平衡转化率为 80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为CH 40.02 molL1 ，CO 20.02 molL1 ，CO0.16
8、 molL1 ，H 20.16 molL1 ，即平衡常数 K 1.64(molL 1 )2，C0.1620.1620.020.02项正确；压强为 p4时，Y 点反应未达到平衡，需增大 CH4的转化率才能达到平衡，此时 v 正 v逆 ，D 项错误。5二、非选择题(本题包括 4 小题，共 60 分)9(15 分)向某密闭容器中加入 4 mol A、1.2 mol C 和一定量的 B 三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如图甲所示已知 0 t1阶段保持恒温、恒容，且c(B)未画出。图乙为 t2时刻后改变反应条件，反应速率随时间的变化情况，已知在t2、 t3、 t4、 t5时刻各改变一
9、种不同的条件，其中 t3时刻为使用催化剂。(1)若 t115 s，则 0 t1阶段的反应速率 v(C)_。(2)t4时刻改变的条件为_，B 的起始物质的量为_。(3)t5时刻改变的条件为_，该反应的逆反应为_(填“吸热反应”或“放热反应”)。(4)已知 0 t1阶段该反应放出或吸收的热量为 Q kJ(Q 为正值)，试写出该反应的热化学方程式：_。(5)图乙中共有五处平衡，其平衡常数最大的是_。解析：(1)根据图甲可知，0 t1阶段的反应速率 v(C)(0.6 molL1 0.3 molL1 )15 s0.02 molL1 s1 。(2) t4时刻，正、逆反应速率同时降低，平衡不移动，只能是减小
10、压强，同时推知该反应前后气体的分子数相等，进而求得 B 的起始物质的量。(3) t5时刻，正、逆反应速率同时增大，且平衡移动，一定是升高了温度。进而根据平衡正向移动的事实推知该反应为吸热反应，其逆反应为放热反应。(4)由(3)可知，该反应为吸热反应，结合本小题信息，推知 4 mol A 完全反应，吸收 5Q kJ 的热量，由此可写出相应的热化学方程式。(5)平衡常数只与温度有关，因而的平衡常数相同。升高温度时平衡常数增大，因而的平衡常数最大。答案：(1)0.02 molL 1 s1(2)减小压强 2 mol(3)升高温度 放热反应(4)2A(g)B(g)3C(g) H2.5 Q kJmol1(
11、5)10(15 分)(2019沈阳一模)合成氨原料气 H2可通过 CO 和水蒸气在一定条件下反应制得。(1)已知 CO 和 H2的燃烧热分别是 283.0 kJmol1 、285.8 kJmol1 ，1 g 液态水变成水蒸气时要吸收 2.44 kJ 的热量，则该反应的热化学方程式为6_。(2)该反应随温度升高正、逆反应平衡常数的变化曲线如图所示，表示 K 正 的曲线为_(填“A”或“B”)，理由是_。(3)T1 时，向容积固定为 5 L 的容器中充入 2 mol 水蒸气和 3 mol CO，发生上述反应达平衡，则平衡时水蒸气的转化率是_。(4)保持温度为 T1 ，改变水蒸气和 CO 的初始物质
12、的量之比，充入恒容容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_(填字母)。a容器内压强不随时间改变b混合气体的密度不随时间改变c单位时间内生成 a mol CO2的同时消耗 a mol H2d混合气体中 n(CO) n(H2O) n(CO2) n(H2)9466(5)某工业合成氨的原料气组成为 H2 40%、N 2 20%、CO 30%、CO 2 10%(均为体积分数)。向上述原料气中加入水蒸气，以除去其中的 CO。已知不同温度下的反应物投料比 n(H2O)/n(CO)，平衡时混合气体中 CO 的体积分数如表所示：温 度/CO的 体 积 分 数 /%投 料 比200 T2 T3 T41
13、 1.70 2.73 6.00 7.853 0.21 0.30 0.84 1.52n(H2O)n(CO)5 0.02 0.06 0.43 0.80 T2、 T3、 T4的大小关系为_，判断的理由是_。维持温度不变，若要使 CO 的转化率升高，可以改变的条件是_。温度为 T3 、 n(H2O)/n(CO)1 时，变换后的平衡混合气体中 H2的体积分数是_。解析：(1)根据题意可知：CO(g) O2(g)=CO2(g) H283.0 12kJmol1 ；H 2(g) O2=H2O(l) H285.8 kJmol1 ；H 2O(g)=H2O(l) 12 H(2.4418) kJmol 1 。根据盖斯
14、定律，由得 CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g) H41.12 kJmol1 。(2)该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆7向移动，平衡常数减小，所以曲线 B 是正反应平衡常数的变化曲线。(3)设达到平衡时，转化的 CO 的物质的量为 x mol。则：CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g)起始/mol 3 2 0 0转化/mol x x x x平衡/mol 3 x 2 x x x 该反应是气体分子数不变的反应，各物质的化学计量数均为 1，且容器容积固定，故可将物质的量直接代入平衡常数表达式中进行计算。已知 K 正 K 逆 1，结合题图可得， T1 时， K 正
15、K 逆 1，故 1，解得 x1.2，故平衡时水蒸气的转化率为x2(3 x)(2 x)100%60%。(4)该反应是气体分子数不变的反应，在恒容容器中反应时，无论是1.2 mol2 mol否达到平衡，气体压强始终不变，故 a 项错误。由于气体总质量不变、气体体积不变，所以无论是否达到平衡，气体密度始终不变，故 b 项错误。单位时间内生成 a mol CO2的同时必然生成 a mol H2，结合题意又消耗了 a mol H2，所以 v(H2)正 v(H2)逆 ，能够说明达到化学平衡状态，故 c 项正确。 Q 1 K 正 ，所以能够说明达到平衡状态，故 d 项正6649确。(5)固定投料比不变，从
16、T2 到 T4 ，CO 的体积分数逐渐增大，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，则温度升高，故 T2” “” “0， S0 可知该反应在高温下有利于其自发进行。(4)05 min 内， v(HCl) 0.032 molL1 min1 。由题中图 1 知， T 平衡0.16 molL 15 min时，HCl 和 氯乙基苯的浓度均为 0.16 molL1 ，乙苯和氯气的浓度均为 0.04 molL1 ，则 K 16。6 min 后，反应物浓度逐渐0.16 molL 10.16 molL 10.04 molL 10.04 molL 1减小，生成物浓度逐渐增大，平衡正向移动，则改变的条件为升高温度。画
17、图时应注意，HCl 的浓度应从 0.28 molL1 开始，Cl 2的浓度应从 0.12 molL1 开始，10 min 时平衡常数为 81，12 min 时温度与 10 min 时相同，平衡0.18 molL 10.18 molL 10.02 molL 10.02 molL 1常数不变，根据“三段式法”求出 12 min 时各物质的浓度，12 min 达到平衡时，HCl 和 氯乙基苯的浓度均为 0.36 molL1 ，乙苯和氯气的浓度均为 0.04 molL1 。05 min Cl2的转化率 1为 100%80%，0 12 min Cl2的转化率 2为0.2 0.040.211100%86.7%，所以 1 2。0.2 0.1 0.040.2 0.1答案：(1)612(2)该反应的正反应为气体分子数增大的反应，通入水蒸气需增大容器容积，相当于平衡体系压强减小，平衡正向移动，反应物的转化率增大(3)高温(4)0.032 molL 1 min116升高温度如图所示
