鲁科版高考化学一轮总复习课时质量评价18含答案
展开一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020·西安模拟)下列有关化学反应方向及其判据的说法中正确的是( )
A.非自发反应就是不可能发生的反应,自发反应就是能较快进行的反应
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石,是自发的化学反应
C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在低温下能自发进行,说明该反应的ΔH>0
C 解析:A项,非自发反应在一定条件下也能发生,自发反应进行得也不一定较快,错误;B项,石墨转化为金刚石,ΔH>0,该反应是非自发进行的化学反应,错误;C项,焓判据和熵判据组合而成的复合判据ΔG=ΔH-TΔS,若ΔG<0时,反应可以自发进行,若ΔG>0,反应不能自发进行,正确;D项,反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在低温下能自发进行,ΔG=ΔH-TΔS<0,从反应方程式知TΔS<0,说明ΔH<0,错误。
2.只改变一个影响化学平衡的因素,下列有关平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是( )
A.K不变,平衡可能移动
B.平衡向右移动时,K不一定变化
C.K有变化,平衡一定移动
D.相同条件下,同一个反应的化学方程式的系数增大2倍,K也增大2倍
D 解析:改变压强或浓度引起化学平衡移动时,K不变,A项和B项均正确;K只与温度有关,K发生了变化,说明体系的温度改变,则平衡一定移动,C项正确;相同条件下,同一个反应的化学方程式的系数增大2倍,化学平衡常数应为K2,D项错误。
3.研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义,下列说法正确的是( )
A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B.在其他外界条件不变的情况下,汽车排气管中使用催化剂,可以改变产生尾气反应的方向
C.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0
D.一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
D 解析:A项,ΔH<0、ΔS>0,在任何温度下反应都能自发进行,错误;B项,使用催化剂只能改变反应的活化能,不能改变反应的方向,错误;C项,CaCO3(s)的分解室温下不能自发进行,高温可自发进行,说明该反应为吸热反应,ΔH>0,错误;D项,Mg在氯气中燃烧为放热反应,则MgCl2(l)分解生成Cl2(g)和Mg(l)为吸热反应,ΔH>0,该反应为有气体生成的反应,则ΔS>0,正确。
4.(2020·淄博模拟)Burns和Daintn 研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下:
①Cl2(g)2Cl·(g) 快
②CO(g)+Cl·(g) COCl·(g) 快
③COCl·(g)+Cl2(g)COCl2(g)+Cl·(g) 慢
其中反应②存在v正=k正c(CO)c(Cl·)、v逆=k逆c(COCl·)
下列说法正确的是( )
A.反应①的活化能大于反应③的活化能
B.反应②的平衡常数K=eq \f(k正,k逆)
C.要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应②的速率
D.选择合适的催化剂能加快该反应的速率,并提高COCl2的平衡产率
B 解析:活化能越小,反应速率越快,则反应①的活化能小于反应③的活化能,故A错误;反应②存在v正=k正c(CO)c(Cl·)、v逆=k逆c(COCl·),平衡时正、逆反应速率相等,则K=eq \f(cCOCl·,cCO·cCl·)=eq \f(k正,k逆),故B正确;慢反应决定整个反应速率,要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应③的速率,故C错误;催化剂不影响平衡移动,则选择合适的催化剂能加快该反应的速率,而COCl2的平衡产率不变,故D错误。
5.如图曲线表示其他条件一定时,反应2W(g)+Q(g)2G(g)(正反应为放热反应)中W的转化率与温度的关系,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v正>v逆的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
C 解析:纵轴表示W的转化率,横轴表示温度,曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的W的转化率,因此b、d两点v正=v逆,B、D均错误;从c点作纵轴的平行线与曲线交于e点,如下图,这表示若想达到c点对应温度的平衡状态,需要转化更多的W,则c点未达到平衡状态,且反应向正反应方向进行,即v正>v逆,C正确;类似的,a点v正
i.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.1 kJ·ml-1
ii.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·ml-1
当其他条件相同时,由H2和CO直接制备二甲醚的反应中,CO平衡转化率随条件X的变化曲线如图所示。下列说法中正确的是( )
A.由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应
B.条件X为压强
C.X增大,二甲醚的产率一定增大
D.X增大,该反应的平衡常数一定减小
A 解析:根据盖斯定律,将ⅰ×2+ⅱ得:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·ml-1,因此由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应,A项正确;若X表示压强,根据2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)可知,压强越大,CO的平衡转化率越大,与图像不符,B项错误;根据图像可知,X可能是温度,温度升高,平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小,二甲醚的产率减小,C项错误;根据图像可知,X可能是CO的浓度,增大CO的浓度,CO的平衡转化率减小,但平衡常数不变,D项错误。
二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
7.(2020·枣庄模拟)在一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入1 ml A,发生反应:2A(g)B(g)+C(g)。反应过程中c(C)随时间变化的曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.反应在0~ 50 s的平均反应速率v(C)=1.6×10-3 ml·L-1·s-1
B.该温度下,反应的平衡常数K=0.025 ml·L-1
C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(B)=0.09 ml·L-1,则该反应的ΔH<0
D.反应达平衡后,再向容器中充入1 ml A,该温度下再达到平衡时,A的转化率不变
B 解析:反应在0~50 s的平均反应速率v(C)=eq \f(0.08 ml·L-1,50 s)=1.6×10-3 ml·L-1·s-1,A正确;该温度下,平衡时,c(C)=0.10 ml·L-1,则c(B)=0.10 ml·L-1,c(A)=0.50 ml·L-1-0.20 ml·L-1=0.30 ml·L-1,反应的平衡常数K=eq \f(0.10 ml·L-1×0.10 ml·L-1,0.30 ml·L-12)≈0.11,B不正确;升高温度,平衡时c(B)=0.09 ml·L-1<0.10 ml·L-1,则平衡向逆反应方向移动,该反应的ΔH<0,C正确;反应达平衡后,再向容器中充入1 ml A,平衡正向移动,达到平衡时与原平衡等效,所以A的转化率不变,D正确。
8.某温度下,将2 ml A和3 ml B充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5 min 后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变,将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则( )
A.a=3
B.a=2
C.B的转化率为40%
D.体积扩大后,B的转化率不变
CD 解析:温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A、B两项均错误;假设达到平衡时,B的转化量为x ml,则A、B、C、D平衡时的物质的量分别为(2-x)ml、(3-x)ml、x ml、x ml,设容器体积为1 L,则平衡常数K=eq \f(x2,2-x·3-x)=1,解得x=1.2,B的转化率为eq \f(1.2 ml,3 ml)×100%=40%,所以C项正确;平衡不移动,则B的转化率不变,D项正确。
三、非选择题
9.汽车在行驶过程中有如下反应发生:
ⅰ.N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.7 kJ·ml-1
ⅱ.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5 kJ·ml-1
(1)CO燃烧的热化学方程式为__________________________________。
(2)反应ⅱ在________(填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。
(3)T温度时,向10 L恒容密闭容器中充入2 ml NO和2 ml CO发生反应ⅱ,5 min时达到平衡,测得0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 ml·L-1·min-1。
①T温度时,该反应的平衡常数K=________。
②平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
(4)一定条件下,向起始容积为5 L的恒压密闭容器中充入1 ml N2和1 ml O2发生反应ⅰ。O2的平衡转化率[α(O2)]与温度(T)的关系如图1所示;正反应的平衡常数(K正)与温度(T)的关系如图2所示。
①图1中,M、N、P三点所对应的状态下,v正>v逆的是________(填标号),理由为___________________________________________________。
②T1温度时,K正=1,则O2的平衡转化率为________(保留三位有效数字);在图2中画出逆反应平衡常数(K逆)与温度(T)的关系曲线。
解析:(1)根据盖斯定律,(ⅰ+ⅱ)×eq \f(1,2)得CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·ml-1。(2)反应ⅱ的ΔH<0,ΔS<0,要使ΔG=ΔH-TΔS<0,T值应较小,所以反应ⅱ在较低温度下能自发进行。(3)①由v(N2)=0.016 ml·L-1·min-1可知,5 min 达到平衡时,c平(N2)=0.08 ml·L-1,则c平(CO2)=0.16 ml·L-1,c平(CO)=c平(NO)=0.04 ml·L-1,故平衡常数K=eq \f(cN2·c2CO2,c2CO·c2NO)=800 ml-1·L。②恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,则平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为(0.4+0.4+0.8+1.6)∶(2+2)=4∶5。(4)①一定温度下,M点对应状态的O2的转化率小于其平衡转化率,反应正向进行建立平衡,v正>v逆。②设T1温度下达到平衡时NO的浓度为x ml·L-1,则平衡时c(N2)=(0.2-eq \f(x,2))ml·L-1,c(O2)=(0.2-eq \f(x,2))ml·L-1,平衡常数K=eq \f(c2NO,cN2·cO2)=eq \f(x2,0.2-\f(x,2)2)=1,解得x≈0.133,故O2的平衡转化率为eq \f(\f(0.133,2) ml·L-1,0.2 ml·L-1)×100%≈33.3%。K正·K逆=1,故逆反应平衡常数(K逆)与温度(T)的关系曲线与正反应平衡常数(K正)与温度(T)的关系曲线完全对称。
答案:(1)CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·ml-1 (2)较低
(3)①800 ml-1·L ②4∶5 (4)①M 一定温度下,M点对应状态的O2的转化率小于其平衡转化率,反应正向进行建立平衡 ②33.3% 如图
10.(2020·山东模拟)聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯,其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式为CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l) CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)
已知v正=k正x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH),v逆=k逆x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH),其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的物质的量分数。
(1)反应开始时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得 348 K、343 K、338 K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如下图所示。
该醇解反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。348 K时,以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx=________(保留2位有效数字)。在曲线①、②、③中,k正-k逆值最大的曲线是________;A、B、C、D四点中,v正最大的是________,v逆最大的是________。
(2)343 K时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投料,则达到平衡后,初始投料比为________时,乙酸甲酯转化率最大;与按1∶2投料相比,按2∶1投料时化学平衡常数Kx________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)该醇解反应使用离子交换树脂做催化剂,下列关于该催化剂的说法正确的是________(填标号)。
a.参与了醇解反应,但并不改变反应历程
b.使 k正和k逆增大相同倍数
c.降低了醇解反应的活化能
d.提高乙酸甲酯的平衡转化率
解析:(1)根据图像,①的反应速率最快,说明①对应的是最高温度348 K,升高温度,平衡时,乙酸甲酯转化率增大,说明正反应是吸热反应,所以ΔH>0。348 K时,设初始投料为1 ml,由图像知,平衡时,乙酸甲酯转化率为64%,则平衡时n(CH3COOCH3)=n(C6H13OH)=0.36 ml,n(CH3COOC6H13)=n(CH3OH)=0.64 ml,代入平衡常数表达式:Kx=eq \f(xCH3COOC6H13·xCH3OH,xCH3COOCH3·xC6H13OH)≈3.2,达到平衡时,eq \f(k正,k逆)=eq \f(xCH3COOC6H13·xCH3OH,xCH3COOCH3·xC6H13OH)=Kx,由图像的转化率可知,温度越高,eq \f(k正,k逆)越大,即k正-k逆的值越大,故k正-k逆值最大的曲线是①。曲线①、②、③的温度依次降低,由此可以画出化学平衡建立的v-t图像,如下:
由此可知A点v正最大,C点的v逆最大。(2)增大己醇的投入量,可以增大乙酸甲酯的转化率,因此,己醇与乙酸甲酯按2∶1的物质的量之比投料时乙酸甲酯转化率最大。Kx只与温度有关,因此不变。(3)催化剂参与了醇解反应,改变了反应历程,a错误;催化剂不影响化学平衡,说明催化剂使k正和k逆增大相同倍数,b正确;催化剂能够降低反应的活化能,c正确;催化剂不改变化学平衡,乙酸甲酯的转化率不变,d错误。
答案:(1)> 3.2 ① A C
(2)2∶1 不变 (3)bc
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