高中化学知识点大全《化学平衡》考点强化练习（2017年押题版） - 高考化学题库

高中化学知识点大全《化学平衡》考点强化练习（2017年押题版）(四)

2017-03-03 01:14:33 来源:91考试网作者:www.91exam.org 【大中小】

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1、填空题  SO2和NOx在化学工业上有重要用途，也是大气污染的主要来源，开发和利用并重，预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。
（1）在接触法制硫酸的过程中，发生2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＜0反应，某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如下图所示，根据图示回答下列问题：

①平衡状态由A到B时，平衡常数K(A)     K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）；
②将2．0molSO2和1．0molO2置于10L的密闭容器中，若40s后反应达到平衡，此时体系总压强为0．10MPa，这一段时间内SO2的平均反应速率为                。
该反应的平衡常数为                       。
（2）用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染，例如：CH4(g)＋4NO2(g) ＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-574kJ·mol—1
CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-1160kJ·mol—1
取标准状况下4．48LCH4并使之完全反应：
①若将NO2还原至N2，整个过程中转移电子的物质的量为                  ；
②若还原NO2和NO的混合物，放出的总热量Q的取值范围是              。

参考答案：（1）①＝；（1分）②0．0040mol·L-1·s-1，800L·mol-1；（共4分，各2分，无单位或错误扣1分）（2）①1．6mol（2分，无单位扣1分）②173．4kJ＜Q＜232kJ（3分）

本题解析：（1）平衡常数只受温度的影响，温度不变，则压强不变，平衡状态由A变到B时，则k（A）=k（B）；（2）由图象知，体系总压强为0．10MPa时SO2的平衡转化率为0．8，则
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）
起始：2．0mol    1．0mol         0
转化：1．6mol    0．8mol        1．6mol
平衡：0．4mol    0．2mol         1．6mol
则平衡时：c（SO2）=0．04mol/L，c（O2）=0．02mol/L，c（SO3）=0．16mol/L，SO2的平均反应速率为1．6mol/10L/40s=0．0040mol·L-1·s-1，K=c(SO3)2/c(SO2)2·c(O2)=(0．16)2/(0．04)2×0．02=800；（2）①CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H="-1160kJ/mol" 利用盖斯定律将①+②/2可得：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ/moln（CH4）=4．48L/22．4L/mol=0．2mol，整个过程中转移的电子总数为：0．20mol×8=1．60mol，放出的热量为：0．2mol×867kJ/mol=173．4kJ。②上述可知，若反应物中全部是为二氧化氮，放出的热量为173．4kJ。根据盖斯定律可据算出若全部为一氧化氮放出热量为232kJ，故放出的热量范围是173．4kJ＜Q＜232kJ。
考点：盖斯定律，化学平衡常数，化学平衡。

本题难度：困难

2、选择题对于平衡体系：aA(g)+bB(g)cC(g) +dD(s) △H<0，下列判断中正确的是
[? ]
A．若(a+b)<(c+d)，则反应一定能自发向右进行
B．若从正反应开始，起始时A、B的物质的量之比为a：b，则平衡时A、B的转化率之比也为a：b
C．若a+b=c+d，在平衡体系中共有气体m mol，再向其中充入n mol B，则达到平衡时气体总物质的量小于 (m+n)mol
D．若a+b=c，则对于体积不变的容器，升高温度，平衡向左移动，容器中气体的压强不变

参考答案：C

本题解析：

本题难度：一般

3、填空题（16分）Ⅰ．如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2，目前已引起各国普遍重视。
（1）工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，在500℃下发生反应：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 。
实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_____________________；
②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图，则该反应的正反应是
?热（填“吸”或“放”）反应。
③该反应的平衡常数K为?（保留两位小数）。若提高温度到800℃进行，达平衡时，K值?（填“增大”、“减小”或“不变”），
④500℃达平衡时，CH3OH的体积分数ω为?。
（2）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2CO2＝2CO＋O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O，则阴极反应式为_________? ____? ___。
Ⅱ．工业上可利用煤的气化产物（CO和H2）合成二甲醚（CH3OCH3），其三步反应如下：
① 2H2 (g)＋CO(g) ?CH3OH (g)? ΔH＝－90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) ?CH3OCH3(g)＋H2O(g)? ΔH＝－23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)＋H2O(g) ?CO2 (g)＋H2(g)? ΔH＝－41.3 kJ·mol-1
（3）总合成反应的热化学方程式为__________? _?。
（4）一定条件下的密闭容器中，上述总反应达到平衡时，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________（填字母代号）。
A．高温高压
B．加入催化剂
C．减少CO2的浓度
D．增加CO的浓度E．分离出二甲醚

（5）已知反应②2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)＋H2O(g)在某温度下的平衡常数K = 400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
c / mol·L-1	0.44	0.60	0.60

此时，v (正) _____ v (逆) （填“＞”、“＜”或“＝”）。

参考答案：（16分）

（2）2CO2＋2H2O＋4e－＝2CO＋4OH－?（2分）
Ⅱ．（3）3H2(g)＋3CO(g) ?CH3OCH3(g)＋CO2 (g)? ΔH ＝－246.4 kJ·mol-1（3分）
（4）C E （2分）?；
（5）＞（1分）

本题解析：I（1）①由图分析可得，达到平衡时△c(CH3OH)==△c(CO2)="=" 0.75mol/L，在同一化学反应方程式中，速率之比=变化量之比=化学计量数之比，所以得
②由图2可知，温度升高逆反应速率、正反应速率同时增大，但逆反应速率增大的更快，平衡向逆反应方向移动，即升高温度平衡向逆反应方向（吸热反应方向）移动，固该反应的正反应为放热反应。
③根据化学反应方程式：CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)
起始浓度? 1? 3? 0? 0
变化浓度? 0.75? 2.25? 0.75? 0.75
平衡浓度? 0.25? 0.75? 0.75? 0.75

由于该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，即升高温度k减小；
④500℃达平衡时，CH3OH的体积分数ω
（2）该电化学装置为电解装置，利用总方程式减去阳极电极反应便可得到阴极电极反应：
2CO2＋2H2O＋4e－＝2CO＋4OH－?
Ⅱ．（3）由盖斯定律得总反应热化学方程式为：
3H2(g)＋3CO(g) ?CH3OCH3(g)＋CO2 (g)? ΔH ＝－246.4 kJ·mol-1
（4）要提高CO的转化率即使化学平衡向正反应方向移动，可采取的措施：C E
（5）2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的＜K=400，所以反应向正反应方向进行，即v (正)＞v (逆)

本题难度：一般

4、选择题在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)， 2 min后该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1。则下列判断正确的是
A．x＝2
B．若混合气体的密度不变，则表明该反应达到平衡状态
C．B的转化率为40%
D．2 min内A的反应速率为0.6 mol·L－1·min－1

参考答案：C

本题解析：本题可列三段式求解，过程如下；
3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)
起始浓度mol/L 1.5   0.5          0      0
变化浓度mol/L 0.6   0.2          0.2    0.4
平衡浓度mol/L 0.9   0.3          0.2   0.4
分析以上数据，可知反应中物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比，得x=1，A错；该反应中所有物质都是气体，气体的密度一直保持不变，B错； B的转化率为0.2/0.5×100％=40%，C对；2 min内A的反应速率v(A)="06" mol·L－1/2 min="0.3" mol·L－1·min－1，D错，选C。
考点：化学平衡的有关计算。

本题难度：一般

5、选择题向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），发生反应：CO+H2O （g） CO2 +H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是
A．0.5molCO+2molH2O（g）+1molCO2+1molH2
B．1molCO+1molH2O（g）+1molCO2+1molH2
C．0.5molCO+1.5molH2O（g）+0.4molCO2+0.4molH2
D．0.5molCO+1.5molH2O（g）+0.5molCO2+0.5molH2

参考答案：B

本题解析：先用极值法，将CO2，H2全部转化为CO，H2O
A、 CO+H2O(g) CO2+H2
n起? 0.5? 2? 1? 1
n变? 1? 1? 1? 1
n终? 1.5? 3? 0? 0
所以相当于加入了1.5mol CO,和加入3molH2O,?增大了相同倍数，所以平衡不移动，CO的体积分数不变
B 、CO+H2O(g) CO2+H2
n起? 1? 1? 1? 1
n变? 1? 1? 1? 1
n终? 2? 2? 0? 0
所以相当于加入了2mol CO,和加入2molH2O ,?相当增大了CO的浓度，所以平衡正向移动，所以CO的转化率增大了，但转化的CO的量少过加入CO的量所以，CO的体积分数大于x
C 、CO+H2O(g) CO2+H2
n起? 0.5? 1.5? 0.4? 0.4
n变? 0.4? 0.4? 0.4? 0.4
n终? 0.9? 1.9? 0? 0
所以相当于加入了0.9mol CO,和加入1.9molH2O ,?相当增大了H2O的浓度所以平衡正向移动，所以CO的转化率增大了，CO的体积分数小于x
D 、CO+H2O(g) CO2+H2
n起? 0.5? 1.5? 0.5? 0.5
n变? 0.5? 0.5? 0.5? 0.5
n终? 1? 2? 0? 0
所以相当于加入了1mol CO,和加入2molH2O? ,所以CO的体积分数为x
点评：本题考查学生对化学平衡中等效平衡的理解以及对可逆反应的影响因素的熟悉掌握。

本题难度：简单

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