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高二化学反应速率和化学平衡课时练习题(附答案)

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2016-01-25

(3)830℃时,在恒容反应器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有________(选填字母)。

A B C D

n(CO2)/mol 3 1 0 1

n(H2)/mol 2 1 0 1

n(CO)/mol 1 2 3 0.5

n(H2O)/mol 5 2 3 2

(4)830℃时,在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时,CO的转化率是________。

解析:(1)由表格可知,升温,化学平衡常数减小,故正反应为放热反应。

(2)升高温度,正、逆反应速率均增大;容器体积不变的情况下,升高温度,则容器内混合气体的压强增大。

(3)830℃时,化学平衡常数为1,即若n(CO2)×n(H2)

(4)830℃时,化学平衡常数为1,

CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)

起始浓度(mol/L)   2   3   0   0

转化浓度(mol/L)   x   x   x   x

平衡浓度(mol/L)   (2-x)   (3-x)   x   x

平衡常数K=cH2×cCO2cCO×cH2O=x22-x3-x=1,

解得x=1.2,

则CO的转化率=1.2 mol/L2 mol/L×100%=60%。

答案:(1)放热 (2)增大 增大 (3)BC (4)60%

9.(15分)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:

CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ΔH

(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)________。

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度 250℃ 300℃ 350℃

K 2.041 0.270 0.012

①由表中数据判断ΔH________(填“>”、“=”或“<”)0;

②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率为________,此时的温度为________。

(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是________。

A.升温          B.加入催化剂

C.增加CO的浓度     D.加入H2加压

E.加入惰性气体加压        F.分离出甲醇

(4)300℃时,在一定的压强下,5 mol CO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454 kJ。在该温度时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器 甲 乙 丙

反应物投入量 1 mol CO、2 mol H2 1 mo l CH3OH 2 mol CH3OH

平衡时数据 CH3OH的

浓度(mol/L) c1 c2 c3

反应的能

量变化 a kJ b kJ c kJ

体系压强(Pa) p1 p2 p3

反应物转化率 α1 α2 α3

下列说法正确的是________。

A.2c1>c3     B.a+b<90.8

C.2p2

解析:(1)可通过甲醇的生成速率和CO生成速率相等或甲醇的消耗速率和CO消耗速率相等来判断反应达到平衡状态,但不能通过甲醇的生成速率和CO的消耗速率相等来判断反应是否达到平衡状态。恒容容器不能通过混合气体密度不变来判断反应是否达到平衡状态, 故A、B错误。

(2)分析表中数据可知,温度升高,化学平衡常数变小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,即逆反应是吸热反应,正反应为放热反应,ΔH<0。开始时c(CO)=1 mol/L,平衡时c(CO)=0.2 mol/L,CO的转化率=1-0.2 mol•L-11 mol•L-1×100%=80%,此时平衡常数K=0.8[0.2×1.42]=2.041,对应的温度为250℃。

(3)升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小;使用催化剂平衡不移动,CO的转化率不变;增加CO的浓度,CO的转化率减小;加入惰性气体加压,平衡不移动,CO的转化率不变。

(4)可假设丙的容积为甲或乙的两倍,达平衡时浓度与甲或乙相等,再压缩至容积相等,若平衡不移动,则CH3OH浓度丙为甲的2倍,体系压强丙为乙的2倍,但实际平衡向正反应方向移动,则有2c1p3,A、C不正确;甲、乙两容器从两个相反的方向建立相同的平衡,a+b=90.8,B不正确。

答案:(1)CD (2)①< ②80% 250℃

(3)DF (4)D

10.(15分)(2010•广东四校联考)某课外活动小组研究Fe3+与I-发生反应的速率关系和平衡移动原理的应用。

(1)试写出FeCl3溶液和KI溶液发生反应的离子方程式

________________________________________________________________________。

(2)在其他条件不变时,上述反应达到平衡后,取2 mL平衡混合物加入2 mL苯充分振荡________(填操作名称),所看到的实验现象是________________________________,化学平衡将向________移动。

(3)由于Fe3+与I2水的稀溶液颜色接近,肉眼比较难区分上述反应是否发生,如果要看到发生反应则应有的操作及实验现象是________________________________。该小组同学希望通过鉴别Fe2+达到目的,取样加入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。该反应的离子方程式为________________________。

(4)Fe3+与I-发生反应的正反应速率v与c(Fe3+)和c(I-)的关系为v=kcm(Fe3+)cn(I-)(k为常数)

c(Fe3+)/

mol•L-1 c(I-)/

mol•L-1 v/

mol•L-1•s-1

① 0.80 0.20 0.032k

② 0.40 0.60 0.144k

③ 0.20 0.80 0.128k

通过上表数据计算得m=________;n=________。

(5)现有0.10 mol•L-1 FeCl3溶液和0.10 mol•L-1 KI溶液各2 mL在试管中充分反应达到平衡,测得平衡时c(Fe3+)变为0.01 mol•L-1,没有碘固体析出,试计算此条件下该反应的平衡常数K=________。

解析:Fe3+与I-发生反应:2Fe3++2I-===2Fe2++I2。2 mL平衡混合物加入2 mL苯充分振荡,苯要萃取平衡混合物中的I2,由于苯的密度比水小,故上层是溶有I2的苯,为紫色,下层溶液中I2的量减小,平衡向正反应方向移动。Fe3+与I2水的稀溶液颜色接近,要区分可采用淀粉溶液,I2遇淀粉变蓝。

将表中的三组数据代入v=kcm(Fe3+)cn(I-),

可解得:m=1;n=2。

平衡时c(Fe3+)变为0.01 mol•L-1,

则消耗的n(Fe3+)=0.10×2×10-3 mol-0.01×4×10-3 mol=1.6×10-4 mol,

则生成的c(Fe2+)=1.6×10-4 mol4×10-3L

=0.04 mol•L-1,

消耗的n(I-)=1.6×10-4 mol,

平衡时c(I-)=0.10×2×10-3-1.6×10-4 mol4×10-3 L

=0.01 mol•L-1。

再由化学平衡常数公式,即可算出K的值。

答案:(1)2Fe3++2I-===2Fe2++I2(此处写“ ”不扣分)

(2)萃取 分层,上层为紫色(浅紫色到紫红色均给分),下层接近无色 正反应方向(或右)

(3)加入淀粉后溶液变蓝

2[Fe(CN)6]3-+3Fe2+===Fe3[Fe(CN)6]2↓

(4)1 2

(5)3.2×103

11.(16分)(2011•山东高考)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为____________________________。利用

反应6NO2+8NH3            7N2+12H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时,

消耗的NO2在标准状况下是________L。

(2)已知:2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)

ΔH=-196.6 kJ•mol-1

2NO(g)+O2(g)  2NO2(g)

ΔH=-113.0 kJ•mol-1

则反应NO2(g)+SO2(g)  SO3(g)+NO(g)的ΔH=________kJ•mol-1。

一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是________。

A.体系压强保持不变

B.混合气体颜色保持不变

C.SO3和NO的体积比保持不变

D.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2

测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6,则平衡常数K=________。

(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是

________________________________________________________________________。

解析:本题考查氧化还原反应、反应热、化学平衡等,意在考查考生综合运用化学反应原理的能力。(1)该反应中转移24e-,当转移1.2 mol电子时,消耗0.3 mol NO2,在标准状况下的体积为6.72 L。(2)根据盖斯定律,由第一个反应减去第二个反应,然后除以2,可得:

NO2(g)+SO2(g)  SO3(g)+NO(g),则ΔH=(-196.6 kJ•mol-1+113.0 kJ•mol-1)×12=-41.8 kJ•mol-1。该反应前后气体分子数不变,因此压强保持不变不能作为平衡的标志,A错;混合气体颜色不变,则NO2浓度保持不变,可以作为平衡的标志,B对;无论何种状态,SO3、NO的体积比始终为1∶1,不能作为平衡的标志,C错,每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol  NO2,是同方向的反应,不能作为平衡的标志,D错。

假设起始时NO2、SO2的物质的量分别为x、2x,

则平衡时NO2、SO2、SO3、NO的物质的量分别为0.2x、1.2x、0.8x、0.8x,

则K=cNO•cSO3cNO2•cSO2=0.8xV×0.8xV0.2xV×1.2xV=83。

(3)根据图示,当压强相同时,降低温度,CO的平衡转化率升高,说明降温平衡向正反应方向移动,因此正反应为放热反应,ΔH<0。

答案:(1)3NO2+H2O===2HNO3+NO 6.72

(2)-41.8 B 2.67或83

(3)< 在1.3×104 kPa下,CO转化率已较高,再增大压强,CO转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失

高二化学反应速率和化学平衡课时练习题就为大家介绍到这里,希望对你有所帮助。

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