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第九章 第二节 创新演练·大冲关


(时间 60 分钟,满分 100 分) 一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 5 分,共 50 分)

? ?? 1.已知可逆反应 2E(s)+F(g) ? ?? 2G(g);ΔH<0.下列反应条件有利于提高 G 的产率
的是( ) B.低温、高压 D.高温、高压

A.低温、低压 C.高温、低压

解析:

解答该题时应注意物质的状态,E 是固态,F、G 是气体,反应正向移动有利于 提高 G 的产率,降低温度有利于反应向正方向进行;正反应为气体分子数增大的反应,降 低压强有利于反应向正方向进行. 答案:A 2.(2011· 浙江五校联考)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

? ?? 下反应:X(g)+a Y(g) ? ?? b Z(g)反应达到平衡后,测得 X 的转化率为 50%.而且,在同
温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的 3/4,则 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=4 解析:

? ?? X(g)+a Y(g) ? ?? bZ(g)
a mol 0.5a mol 0.5a mol 0.5b mol 0.5b mol

反应前 1 mol 反应:0.5 mol 平衡:0.5 mol

所以可以列等式:0.5(1+a+b)∶(1+a)=3∶4 所以得出:2b=a+1 讨论四个选项,只有选项 A 符合该关系式,故 A 符合题意. 答案:A

? ?? 3. H2(g)和 Br2(g)充入恒容密闭容器, 将 恒温下发生反应 H2(g)+Br2(g) ? ?? 2HBr(g);
ΔH<0, 平衡时 Br2(g)的转化率为 a; 若初始条件相同, 绝热下进行上述反应, 平衡时 Br2(g) 的转化率为 b.a 与 b 的关系是( A.a>b C.a<b )

B.a=b D.无法确定

解析:正反应为放热反应,前者恒温,后者相对前者温度升高,使平衡向逆反应方向 移动,从而使 Br2 的转化率降低.所以 b<a.

答案:A 4.(2011· 衢州期考)在一容积可变的密闭容器中,通入 1 mol X 和 3 mol Y,在一定条件

? ?? 下发生如下反应:X(g)+3Y(g) ? ?? 2Z(g),到达平衡后,Y 的转化率为 a%,然后再向容
器中通入 2 mol Z,保持在恒温恒压下反应,当达到新的平衡时,Y 的转化率为 b%.则 a 与 b 的关系是( A.a=b C.a<b ) B.a>b D.不能确定

解析:该反应为恒压条件,加入的 2 mol Z 等效于加入 1 mol X 和 3 mol Y,故 a、b 相 等. 答案:A 5.(2011· 武汉调研)E 是非金属性最强的元素,M 是 E 的气态 氢化物,在一定体积的密闭容器中,气体 M 存在如下关系:aM(g)

? ?? ? ?? bMx(g),反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如
图.下列说法正确的是( ) (HF)2

? ?? A.该反应的化学方程式是 2HF ? ??

B.平衡时混合气体的平均摩尔质量是 33.3 c?Mx? C.t1 时刻,保持温度不变,再充入 5 mol M,重新达到平衡时, 将增大 c?M? D.M 的沸点比同主族下一周期元素的气态氢化物沸点低 解析:由 E 元素是非金属性最强的元素,可知 E 为 F 元素,M 为 HF,Mx 为(HF)x.M

? ?? 的改变量为 3 mol,Mx 的改变量为 1 mol,故该反应的化学方程式为:3HF ? ?? (HF)3,A
项错误.混合气体的平均摩尔质量为:M=(2 mol×20 g/mol+1 mol× g/mol)/3 mol=33.3 60 g/mol,B 项没有单位,错误.保持温度不变,再充入 5 mol M,相当于增大压强,平衡正 向移动,故 c(Mx)/c(M)增大,C 项正确.HF 分子间存在氢键,故其沸点比 HCl 高,故 D 项错误. 答案:C 6.(2011· 通海一次调研)在一恒温恒容密闭容器中充入 1 mol CO2 和 3 mol H2,一定条

? ?? 件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) ? ?? CH3OH(g)+H2O(g);ΔH=-49.0 kJ/mol.测得 CO2
和 CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.下列说法正确的是( )

A.该密闭容器的体积为 2 L B.从反应开始到平衡,氢气的转化率为 75% C.从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率为 0.075 mol/(L· min) D.该反应在此条件下,3 min 时达到平衡状态 解析:由图像可知反应开始时 CO2 的浓度为 1 mol/L,所以该容器的体积为 1 L,A 错 3×0.75 mol 误. 由图像可知平衡时 c(CO2)=0.25 mol/L, 可知, 2 的转化率为 H ×100%=75%, 3 mol B 项正确.v(H2)= 3×0.75 mol/L =0.225 mol/(L· min),C 项错误.由图像可知 10 min 时达 10 min

到平衡状态,D 项错误. 答案:B

? ?? 7.在密闭容器中进行如下反应:H2(g)+I2(g) ? ?? 2HI(g),在温度 T1 和 T2 时,产物
的量与反应时间的关系如下图所示.符合图示的正确判断是( A.T1>T2,ΔH>0 B.T1>T2,ΔH<0 C.T1<T2,ΔH>0 D.T1<T2,ΔH<0 解析:通过图像可以看出温度为 T2 时先达到平衡,根据“先拐先平数值大”的原则, 可以得出反应时的温度 T2>T1,因此排除 A、B;结合两条曲线与纵轴的关系可以看出温度 越高,HI 的量越少,这说明升高温度,平衡向消耗 HI 的方向移动,即该反应的正反应属 于放热反应,ΔH<0. 答案:D 8 . (2011· 州 模 拟 ) 在 容 积 不 变 的 密 闭 容 器 中 存 在 如 下 反 应 : 2SO2(g) + O2(g) 兰
VO ? ? 2?5?? ? ? ? ?℃? 2SO3(g) ΔH<0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应 450

)

的影响,下列分析正确的是(

)

A.图Ⅰ表示的是 t1 时刻增大 O2 的浓度对反应速率的影响 B.图Ⅱ表示的是 t1 时刻加入催化剂后对反应速率的影响 C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高 D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高 解析:A 项,若 t1 时增大 O2 浓度,则 t1 时刻正反应速率突然增大,逆反应速率不变,

不应出现错点;B 项.图Ⅱ中正、逆反应速率同等程度增大,必然使用了催化剂;C 项,催 化剂只改变反应速率,不影响化学平衡,SO2 的转化率应保持不变;D 项.若乙的压强大于 甲,则乙中平衡正向移动程度大,SO2 的转化率应为乙>甲,与图像不符. 答案:B 9.(2011· 赣榆模拟)在一定条件下,将 3 mol N2 和 3 mol H2 充入一个容积固定的密闭容

? ?? 器中,发生反应 N2(g)+3H2(g) ? ?? 2NH3(g).当反应达到平衡时 NH3 为 n mol.在与上述
完全相同的容器中,保持温度不变,加入一组物质,若平衡时 NH3 仍为 n mol,则下列组 合中不正确的是( . ) 选项 N2 A B C D 2 2.5 8/3 0 起始状态/mol H2 0 1.5 2 0 NH3 2 1 2/3 2

解析:A、B、C 三个选项的数据形成的平衡与已知 3 mol N2 和 3 mol H2 所形成的平衡 为等效平衡. 答案:D 10 . (2011· 林 模 拟 )在 一 个 容 积 固 定 的 密 闭 容 器 中 , 发 生 反 应 : CO(g)+ 2H2(g) 桂

? ?? ? ?? CH3OH(g);ΔH<0.第 2 min 时只改变一个条件,反应情况如下表:
时间 起始 第 2 min 第 4 min 第 6 min 下列说法不正确的是( . c(CO)mol/L 1 0.8 0.4 0.4 ) c(H2)mol/L 3 2.6 1.8 1.8 c(CH3OH)mol/L 0 0.2 0.6 0.6

A.第 4 min 至第 6 min 该化学反应处于平衡状态 B.第 2 min 时,如果只改变某一条件,则改变的条件可能是降低温度 C.第 2 min 时,如果只改变某一条件,则改变的条件可能是使用催化剂 D.第 6 min 时,其他条件不变,如果升高温度,正反应速率增大 解析:根据表中数据得,第 4 min 后体系中各物质的浓度保持不变,即反应达到平衡 状态,A 对;该反应在 2~4 min 内的反应速率大于 1~2 min 内的反应速率,即第 2 min 时 反应速率增大,因此改变的条件不可能为降低温度,可能为使用催化剂,B 错、C 对;6 min 时,升高温度,正逆反应速率均增大,D 对. 答案:B

二、非选择题(本题包括 4 小题,共 50 分) 11.(12 分)t℃时,将 3 mol A 和 2 mol B 气体通入体积为 2 L 的密闭容器中(容积不变),

? ?? 发生反应,3A(g)+B(g) ? ?? xC(g),2 min 时反应达到平衡状态(温度不变),剩余 1.8 mol
B,并测得 C 的浓度为 0.4 mol/L.请填写下列空白: (1)x=________. (2)用 A 表示该反应的速率为________mol/(L· min). (3)若继续向平衡混合物的容器中通入少量氦气(氦气和 A、B、C 都不反应)后,下列说 法中正确的是________(填写下列选项字母序号). A.化学平衡向正反应方向移动 B.化学平衡向逆反应方向移动 C.化学平衡不会发生移动 解析:(1) 开始时(mol) 平衡时(mol) 转化(mol) 3A(g)+ 3 2.4 0.6

? ?? B(g) ? ?? xC(g)
2 1.8 0.2 0 0.2x 0.2x

0.2x mol 由题知, =0.4 mol/L,x=4 2L (2)v(A)= 0.6 mol =0.15 mol/(L· min) 2 L×2 min

(3)恒温、恒容条件下通入稀有气体,容器中各物质的浓度不变,平衡不移动. 答案:(1)4 (2)0.15 (3)C

12.(13 分)(2011· 石家庄质量检测二)在 T1℃时,向容积为 2 L 的密闭容器中加入 1 mol

? ?? N2、3 mol H2 及少量固体催化剂,发生反应 N2(g)+3H2(g) ? ?? 2NH3(g);ΔH<0,10 min
后各物质的浓度不再变化,测得 NH3 的体积分数为 25%. (1)该反应在 0~10 min 时间内 H2 的平均反应速率为______________________, 2 的转 N 化率为______________________________. (2)在 T1℃时,若起始时在容器甲中加入 0.5 mol N2、1.5 mol H2、0.5 mol NH3,则达到 平衡时 NH3 的体积分数(填选项字母)( a.大于 25% b.等于 25% ) c.小于 25%

(3)右图是在 T1℃时密闭容器中 H2 的体积分数随时间 t 的变化曲线, 请在该图中补画出该反应在 T2℃(T2>T1)时的 H2 体积分数随时间 t 的变 化曲线. 解析:(1)设 10 min 反应的 N2 的物质的量为 x mol

? ?? N2(g)+3H2(g) ? ?? 2NH3(g);ΔH<0

开始量 变化量 10 min

1 mol x mol

3 mol 3x mol

0 2x mol 2x mol

(1-x) mol (3-3x) mol

2x mol V(NH3)%= ×100%=25%,所以:x=0.4, ?4-2x? mol v(H2)= 1.2 mol =0.06 mol/(L· min), 2 L×10 min

0.4 N2 的转化率: ×100%=40%. 1 (2)经转化后所加的物质为 0.75 mol N2、2.25 mol H2,相当于恒容条件下在原平衡的基 础上减少反应物的量,平衡逆向移动,NH3 的体积分数减小. (3)T2℃时温度高,达到平衡的时间短,升温平衡逆向移动,H2 的体积分数增大. 答案:(1)0.06 mol/(L· min) (3) 40% (2)c

? ?? 13. 分)(2011· (12 常州模拟)在 557℃密闭容器中进行反应: CO(g)+H2O(g) ? ?? CO2(g)
+H2(g);ΔH>0.若 CO 起始浓度为 2 mol· 1,水蒸气的起始浓度为 3 mol· 1,达到平衡 L L 后,测得 CO2 浓度为 1.2 mol· 1. L (1)判断该反应达到平衡状态的标志是____________. a.CO2 和 H2 浓度相等 b.CO2 体积分数保持不变 c.容器中气体的压强不变 d.容器中混合气体的密度保持不变 (2)欲提高 CO 的转化率,下列措施可行的是________. a.增大体系的压强 c.使用合适的催化剂 b.向装置中再充入 H2O d.升高温度
- - -

(3)CO(g)和 H2O(g)的平衡转化率分别为__________. 解析:(1)作为生成物 CO2 和 H2 在化学方程式中的系数都是 1,而且初始浓度都为 0, 故反应过程中二者的浓度始终相同,由于反应在密闭容器中进行而且反应前后气体分子总 数不变故压强密度不变不能做为判定平衡的标志. (2)题目给出的反应是反应前后气体的分子总数不变、正反应为吸热的可逆反应,所以 压强对转化率没有影响,而升高温度,可以使平衡向正反应方向移动,a 错 d 正确;增大一

种反应物的浓度,可以提高另外一种反应物的转化率,故 b 正确;催化剂只能改变反应速 率,对转化率无影响,故 c 错. (3)解:设平衡时 CO、H2O 和 H2 的浓度分别为 a、b,则有

? ?? CO(g)+H2O(g) ? ?? CO2(g)+H2(g)
起始浓度 mol/L:2 平衡浓度 mol/L:a 转化浓度 mol/L:2-a 根据系数关系知: 2 mol/L-a=3 mol/L-b=1.2 mol/L 所以 a=0.8 mol/L b=1.8 mol/L 2-0.8 CO 的转化率为: ×100%=60% 2 3-1.8 H2O 的转化率为: ×100%=40%. 3 答案:(1)b (2)bd (3)60%、40% 3 b 3-b 0 1.2 1.2

14.(13 分)(2011· 茂名质检)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+

? ?? O2(g) ? ?? 2SO3(g);ΔH<0
(1)降低温度,二氧化硫转化率______________,化学反应速率 ________.(以上均填“增大”、“减小”或“不变”). (2)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应 过程中 SO2、O2、SO3 物质的量变化如右图,反应处于平衡状态的 时间是__________________. (3)据图判断,反应进行至 20 min 时,曲线发生变化的原因是 ______________(用文字表达).10 min 到 15 min 的曲线变化的原因 可能是________(填入编号). a.加了催化剂 b.缩小容器体积 c.降低温度 d.增加 SO3 的物质的量 解析:(1)降低温度,反应速率减小,因为该反应的正反应为放热反应,故降温时平衡 正向移动,SO2 的转化率增大. (2)15 min~20 min 内,25 min~30 min 内,SO2、O2、SO3 的物质的量保持不变,此时 反应处于平衡状态. (3)从 20 min 开始,O2 量忽然增大,然后逐渐减小,SO2 量逐渐减小,SO3 量逐渐增大,

由此可知在 20 min 时体系中加入 O2.10 min~15 min 内,SO3 量迅速增加,SO2 和 O2 的量 迅速减小,说明反应速率加快,故选 a、b. 答案:(1)增大 减小

(2)15 min~20 min 和 25 min~30 min (3)增大了 O2 的量 ab


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