2020高考化学常考知识点专练 07：化学平衡

2020高考化学常考知识点专练 07：化学平衡
教材版本：化学
试卷分类：化学高考
试卷大小：1.0 MB
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发布时间：2024-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 综合题

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的应用前景。工业上采用下列两种反应合成甲醇：

反应I：CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH₁

反应II：CO₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH₂

（1）下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.04

0.25

0.012

①由表中数据判断ΔH₁ 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。

②某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，5 min后达到平衡，测得c(CO)＝0.2 mol／L，则用H₂表示的5min内该反应的反应速率v(H₂)=mol·L^-1·min^-1 ，该温度下此反应的平衡常数为，此时的温度为（从上表中选择）。
（2）一定条件下，将1 mol CO与 3 mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇。若容器容积不变，下列措施可提高CO转化率的是________。

A . 升高温度 B . 将CH₃OH（g）从体系中分离 C . 恒容条件下充入He D . 再充入适量的 H₂
（3）为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号
温度（℃）
n(CO)/n(H₂)
压强（MPa）
①
a
1/2
0.2
②
200
b
5
③
350
1/2
0.2
A．则上表中剩余的实验条件数据：a=、b=。
B．根据反应I的特点，下图是在压强分别为0.2MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强p_y=MPa。
（4）上述反应中需要用到H₂做反应物，以甲烷为原料制取氢气是常用的制氢方法。已知：
①CH₄(g) + H₂O(g) = CO(g) + 3H₂(g) ΔH = +206.2 kJ·mol^-1

②CH₄(g) + CO₂(g) = 2CO(g) + 2H₂(g) ΔH = +247.4 kJ·mol^-1

则CH₄和H₂O(g)反应生成CO₂和H₂的热化学方程式为：。

2. 单选题
对于可逆反应A(g)+3B(g) $\text{[math]}$ 2C(g)+D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是（） A . v(A)=0.1mol·L^-1·s^-1 B . v(B)=0.6mol·L^-1·s^-1 C . v(C)=0.9 mol·L^-1 min^-1 D . υ(D)=1.2mol·L^-1·min^-1

3. 单选题
T℃时，对于可逆反应：A(g)+B(g) $\text{[math]}$ 2C(g)+D(g)△H>0，下列各图中正确的是（） A . B . C . D .

4. 综合题

已知化学反应①：Fe(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ FeO(s)+CO(g)，其化学平衡常数为K₁；化学反应②：Fe(s)+H₂O(g) $\text{[math]}$ FeO(s)+H₂(g)，其化学平衡常数为K₂ ，在温度973 K和1 173 K的情况下，K₁、K₂的值分别如下：

温度	K₁	K₂
973 K	1.47	2.38
1 173 K	2.15	1.67

请填空：

（1）反应①的K₁表达式是。
（2）现有反应③：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)，该反应的平衡常数K₃ ，根据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系式为，据此关系式及上表数据，能推断出反应③是（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是（填写字母序号）。

A . 压强不随时间改变 B . 气体密度不随时间改变 C . H₂的体积分数不随时间改变 D . 单位时间内生成H₂和H₂O(g)的物质的量相等
（4）图甲、乙分别表示反应③在t₁时刻达到平衡，在t₂时刻因改变某个条件而发生变化的情况：

①图甲中t₂时刻发生改变的条件是。

②图乙中t₂时刻发生改变的条件是。
（5）一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO₂和CO的浓度同时增大为原来的两倍时，该反应的化学平衡向移动（填“不”、“逆反应方向”或“正反应方向”）

5. 单选题

T₀℃时，在2 L的密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g)

Z(g)(未配平)，各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T₁℃、T₂℃时发生反应，X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是( )

A . 该反应的正反应是吸热反应 B . T₁℃时，若该反应的平衡常数K＝50，则T₁＜T₀ C . 图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5 % D . T₀℃，从反应开始到平衡时：v(X)＝0.083 mol·L^-1·min^-1

6. 单选题

在相同的密闭容器中，用高纯度纳米级Cu₂O分别进行催化分解水的实验：2 H₂O(g) $\text{[math]}$ 2 H₂(g) + O₂(g) ∆H>0，实验测得反应体系中水蒸气浓度（mol·L^-1）的变化结果如下：

序号	时间/min	0	10	20	30	40	60
①	温度T₁/ 1号Cu₂O	0.0500	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	温度T₁/ 2号Cu₂O	0.0500	0.0490	0.0483	0.0480	0.0480	0.0480
③	温度T₂/ 2号Cu₂O	0.0500	0.0480	0.0470	0.0470	0.0470	0.0470

下列说法不正确的是（）

A . 实验时的温度T₂高于T₁ B . 2号Cu₂O的催化效率比1号Cu₂O的催化效率高 C . 实验①前20 min的平均反应速率v(O₂) = 7×10ˉ⁵mol·Lˉ¹·minˉ¹ D . 等质量纳米级Cu₂O比微米级Cu₂O催化效率高，这与Cu₂O的粒径大小有关

7. 单选题
用过量铁块与稀硫酸反应制取氢气，采取下列措施： ①将铁块换为等质量的铁粉； ②加入少量NaNO₃固体； ③加入少量CuSO₄固体； ④加入少量CH₃COONa固体； ⑤加热； ⑥将稀硫酸换成98％硫酸。其中可以加快氢气的生成速率的措施是（） A . ①③④ B . ①③⑤ C . ②④⑤ D . ②⑤⑥

8. 单选题
在固定容积的密闭容器中，A和B发生下列反应：A(S)＋2B(g) $\text{[math]}$ 2C(g) △H＞0，在一定条件下达到平衡，若升高温度则达平衡后混合气体的（） A . 气体的分子数减少 B . A的物质的量浓度减小 C . 气体的密度减小 D . 气体的平均相对分子质量增大

9. 综合题

在1L恒容密闭容器中，发生反应2NO(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g)。

（1）某温度时，按物质的量比2：1充入NO和O₂开始反应，N(NO)随时间变化如表：

以O₂浓度变化表示的反应速率，0～4s内的(填“小于”、“大于”或“等于”)1～5s内的。
（2）该反应的平衡常数表达式为K＝，能说明该反应已达到平衡状态的是。
A.气体颜色保持不变 B.气体平均相对分子质量保持不变

C.v_逆(NO)＝2v_正(O₂) D.气体密度保持不变
（3）已知：K(300℃)＞K(400℃)。下列措施能使该反应的反应速率增大且平衡向正反应方向移动的是。

A . 升高温度 B . 充入Ar使压强增大 C . 充入O₂使压强增大 D . 选择高效催化剂

10. 综合题

燃煤产生的烟气中含有较多的CO₂、CO、SO₂等影响环境的气体。如何综合利用这些气体一直是科研单位研究的热点。

（1）已知：2CO₂(g)＋6H₂(g)=CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g) ΔH₁
CO(g)＋H₂O(g)=CO₂(g)＋H₂(g) ΔH₂
2CO(g)＋4H₂(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g) ΔH₃
用ΔH₂、ΔH₃表示ΔH₁ ， ΔH₁＝
（2）针对CO₂与H₂反应转化为二甲醚(g)和H₂O(g)，研究发现，该反应中CO₂的平衡转化率随反应温度、投料比[n(H₂)/n(CO₂)]的变化曲线如图：
①ΔH₁(填“＞”或“＜”)0。

②若其他条件不变，仅仅增大压强，则逆反应速率会(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数K会。
（3）研究发现，催化剂可以促使烟气CO、SO₂转化为CO₂、S。
反应原理为2CO(g)＋SO₂(g)=2CO₂(g)＋S(l) ΔH＝－270 kJ·mol^－1。
①其他条件相同，研究发现，分别选取Fe₂O₃、NiO、Cr₂O₃作上述反应的催化剂时，SO₂的转化率随反应温度的变化如图，研究得出，应该选择Fe₂O₃作催化剂，主要原因可能是
②若在2 L恒容密闭容器中，将3 mol CO、1 mol SO₂混合，在一定条件下引发反应，当SO₂的平衡转化率为40%时，此时K＝。
③向反应容器中再分别通入下列气体，可以使SO₂转化率增大的是(填字母)。
A.CO B.SO₂ C.N₂ D.H₂S E.CO₂

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