2019年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校大題狂練系列 專題30 化學(xué)平衡的建立與移動(dòng).doc
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專題30 化學(xué)平衡的建立與移動(dòng) (滿分60分 時(shí)間30分鐘) 姓名:_______________ 班級(jí):_______________ 得分:_______________ 1.利用氫氣對(duì)廢氣進(jìn)行脫碳處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用,對(duì)于減少霧霾也具有重要意義。 (1)汽車尾氣的主要污染物為NO,用H2催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的。 已知:2NO(g) N2(g)+O2(g) ΔH=-180.5 kJmol-1 2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJmol-1 寫出H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式是______________。 (2)某研究小組模擬研究如下:向2 L恒容密閉容器中充入2 mol NO發(fā)生反應(yīng)2NO(g) N2(g)+O2(g),在不同的溫度下,反應(yīng)過程中物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖所示: ①T2下,在0~5 min內(nèi),v(O2)=______________molL-1min-1;該溫度下反應(yīng)N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡常數(shù)K=______________。 ②該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量______________進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量(填“>”、“<”或“=”)。 M點(diǎn)時(shí)再加入一定量NO,平衡后NO的轉(zhuǎn)化率______________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 ③反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中,容器中下列各項(xiàng)發(fā)生變化的是______________(填序號(hào))。 a.混合氣體的密度 b.逆反應(yīng)速率 c.單位時(shí)間內(nèi),N2和NO的消耗量之比 d.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量 (3)氫氣作為一種理想燃料,但不利于貯存和運(yùn)輸。利用氫能需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料,鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物:LaNi5(s)+3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH<0,欲使LaNi5H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動(dòng)原理,可改變的條件是______________(填字母編號(hào))。 A.增加LaNi5H6(s)的量 B.升高溫度 C.使用催化劑 D.減小壓強(qiáng) 【答案】2H2(g)+2NO(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-752.1 kJmol-1 6.2510-2 或 0.44 < 不變 bc BD 【解析】 試題分析:本題主要考查熱化學(xué)方程式的書寫,化學(xué)平衡圖像的分析,化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì) ②反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)轉(zhuǎn)化NO物質(zhì)的量小于反應(yīng)進(jìn)行到W點(diǎn)轉(zhuǎn)化NO物質(zhì)的量,反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量。M點(diǎn)時(shí)再加入一定量NO,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),加入NO相當(dāng)于增大壓強(qiáng)(增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)),平衡后NO的轉(zhuǎn)化率不變。 ③a,該反應(yīng)中所有物質(zhì)都呈氣態(tài),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,氣體的總質(zhì)量始終不變,容器容積不變,混合氣體的密度始終不變;b,反應(yīng)開始逆反應(yīng)速率為0,反應(yīng)開始至達(dá)到平衡過程中逆反應(yīng)速率增大,達(dá)平衡時(shí)逆反應(yīng)速率不變;c,單位時(shí)間內(nèi)N2的消耗量表示逆反應(yīng)速率,單位時(shí)間內(nèi)NO的消耗量表示正反應(yīng)速率,從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中,逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小,單位時(shí)間內(nèi)N2和NO的消耗量之比增大;d,該反應(yīng)中所有物質(zhì)都呈氣態(tài),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,氣體的總質(zhì)量始終不變,該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,氣體分子物質(zhì)的量始終不變,氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變;從開始至達(dá)到平衡的過程,發(fā)生變化的是bc,答案選bc。 2.氮元素可形成多種化合物,在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要價(jià)值。 請(qǐng)回答下列問題: (1)一定溫度下,將一定量的N2和H2充入固定體積的密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng), ①下列描述能說明該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有___________ A.容器內(nèi)氣體的密度不變 B.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2 C.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變 D.3v正(H2) =2v逆(NH3) E. 容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 F. 相同時(shí)間內(nèi)有3molH-H鍵斷裂,有6mol N-H鍵形成 ②恒溫恒壓條件下,為提高合成氨反應(yīng)中N2和H2的利用率,可采用的方法________________(一種即可)。 (2)一定溫度下,2L密閉容器中充入0.40 mol N2O4,發(fā)生反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g),一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測(cè)得數(shù)據(jù)如下: 時(shí)間/s 20 40 60 80 100 c(NO2)/(mol/L) 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30 ①20s內(nèi),v(NO2)=___________,該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值為_________。 ②升高溫度時(shí),氣體顏色加深,則正反應(yīng)是_________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。 ③相同溫度下,若開始向該容器中充入0.40 mol NO2,則達(dá)到平衡后: c(NO2)_____0.15 molL-1(填“>”、 “=”或“<”) 【答案】CE 及時(shí)將NH3冷卻液化分離出去,及時(shí)將氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行循環(huán)利用 0.006 molL-1s-1 1.8 吸熱 > 【解析】 【詳解】 (1)①A.反應(yīng)體系內(nèi)混合氣體質(zhì)量,容器容積為定值,故混合氣體的密度不變,所以混合氣體的密度始終保持不變,不能根據(jù)混合氣體的密度判斷反應(yīng)達(dá)到平衡,故不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤; B.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2,無法判斷各組分的濃度是否繼續(xù)變化,則無法判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤; ②恒溫恒壓條件下,為提高合成氨反應(yīng)中N2和H2的利用率,可采用的方法及時(shí)將NH3冷卻液化分離出去,及時(shí)將氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行循環(huán)利用, 故答案為:及時(shí)將NH3冷卻液化分離出去,及時(shí)將氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行循環(huán)利用; (2)①20s時(shí)NO2的濃度為0.12mol/L,則20s內(nèi)用二氧化氮表示的平均反應(yīng)速率 v(NO2)=0.12mol/L/20s=0.006mol?L-1?s-1,故答案為:0.006; 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,80s后二氧化氮的濃度不再變化,則80s開始已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),初始時(shí)N2O4的濃度為:c(N2O4)=0.40mol/2L=0.20mol/L, N2O4(g)?2NO2(g) 開始 0.20mol/L 0 轉(zhuǎn)化 0.15mol/L 0.30mol/L 平衡 0.05mol/L 0.30mol/L 該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K=c2(NO2)/c(N2O4)=0.302/0.05=1.8 故答案為:1.8; ②升高溫度時(shí),氣體顏色加深,說明升溫后平衡向著正向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng), 故答案為:吸熱; 【點(diǎn)睛】本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),化學(xué)平衡移動(dòng)的相關(guān)計(jì)算,明確三段式在化學(xué)平衡計(jì)算中的應(yīng)用方法為解題關(guān)鍵。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為(3)③,要注意充入的N2O4為原來的一半,相當(dāng)于減壓,會(huì)導(dǎo)致平衡的移動(dòng)。 3.防治霧霾天氣的主要措施有機(jī)動(dòng)車臨時(shí)交通管制、工礦企業(yè)停業(yè)限產(chǎn)、揚(yáng)塵污染控制等。 (1)PM2.5是環(huán)保部門監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。將某PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣,測(cè)得試樣中無機(jī)離子(OH-忽略不計(jì))的種類和平均濃度如下表: 離子種類 Na+ NH4+ SO42- NO3- 濃度(mol/L) 2.010-6 2.810-5 3.510-5 6.010-5 則試樣的pH為________________________。 (2)一定條件下,以CO和H2合成清潔能源CH3OH,其熱化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g) ?CH3OH(g) ΔH,CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示: ①該可逆反應(yīng)的ΔH__________0(填“>”“<”或“=”)。A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系是______________。壓強(qiáng):p1__________p2(填“>”“<”或“=”)。在T1條件下,由D點(diǎn)到B點(diǎn)過程中,正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系:v(正)___________v (逆)(填“>”“<”或“=”)。 ②若在恒溫恒容條件下進(jìn)行上述反應(yīng),能表示該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________ (填字母)。 A.CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變 B.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變 C.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 D.單位時(shí)間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度 ③向恒壓密閉容器中充入2 mol CO和4 mol H2,在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點(diǎn),此時(shí)容器容積為2 L,則在該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_________________________。 【答案】4 < KA=KB>KC < > AC 1 (L/mol)2 【解析】 反應(yīng)過程中密度是恒量,容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變,不一定平衡,故不選B;根據(jù) ,反應(yīng)過程中,氣體物質(zhì)的量是變量,所以平均摩爾質(zhì)量是變量,容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變,一定平衡,故選C;單位時(shí)間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度,都是正反應(yīng)速率,不一定平衡,故不選D。③在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點(diǎn),CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5, CO(g)+2H2(g) ?CH3OH(g) 開始 2mol 4mol 0 轉(zhuǎn)化 1mol 2mol 1mol 平衡 1mol 2mol 1mol 1 (L/mol)2。 4.硫酸是重要的化工原料,生產(chǎn)過程中SO2催化氧化生成SO3的化學(xué)反應(yīng)為:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。 (1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)有關(guān),請(qǐng)根據(jù)下表信息,結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,選擇最合適的生產(chǎn)條件是________。 壓強(qiáng) SO2轉(zhuǎn)化率 溫度 1個(gè)大氣壓 5個(gè)大氣壓 10個(gè)大氣壓 15個(gè)大氣壓 400℃ 0.9961 0.9972 0.9984 0.9988 500℃ 0.9675 0.9767 0.9852 0.9894 600℃ 0.8520 0.8897 0.9276 0.9468 (2)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)到平衡后,改變下列條件,能使SO2(g)平衡濃度比原來減小的是________(填字母)。 A.保持溫度和容器體積不變,充入1molO2(g) B.保持溫度和容器體積不變,充入2mol SO3(g) C.降低溫度 D.在其他條件不變時(shí),減小容器的容積 (3)某溫度下, SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如下圖所示。 2.0 molSO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A)_____K(B)(填“>”、“<”或“=”), B點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)是______。 (4)在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2, t1時(shí)刻達(dá)到平衡,測(cè)得容器中含SO30.18mol。 ① tl 時(shí)刻達(dá)到平衡后,改變一個(gè)條件使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生如下圖所示的變化,則改變的條件是________。 A.體積不變,向容器中通入少量O2 B.體積不變,向容器中通入少量SO2 C.縮小容器體積 D.升高溫度 E.體積不變,向容器中通入少量氮?dú)? ② 若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10molO2,則平衡________移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”) ,再次達(dá)到平衡后,n(SO3)的取值范圍是_____________。 【答案】400℃和1個(gè)大氣壓 AC = 800 C 向正反應(yīng)方向 0.36mol- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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