【23版一轮练习系列】(二十一)　化学平衡　化学反应的调控

这是一份【23版一轮练习系列】(二十一)　化学平衡　化学反应的调控，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
23一轮练测—01老高考化学(二十一)　化学平衡　化学反应的调控

一、选择题(本题包括10个小题，每小题只有一个选项符合题意)
1．(2021·天津南开中学模拟)一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，一段时间后反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH0，不改变其他条件的情况下，下列叙述正确的是(　　)
A．加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也随之改变
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，H2S的分解率也增大
C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低
D．若体系保持恒容，充入一定量H2后达到新平衡，H2的浓度将减小
【详解】B　加入催化剂，反应途径将发生改变，活化能改变，但ΔH不变，A错误；升高温度，活化分子百分数增大，正、逆反应速率增大；升高温度，平衡正向移动，H2S的分解率增大，B正确；增大压强，平衡向逆反应方向移动，该反应的逆反应为放热反应，反应体系的温度升高，C错误；保持恒容，充入一定量H2，平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，达到新平衡时，c(H2)仍比原平衡大，D错误。
6.(2022·衢州模拟)可逆反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在绝热恒容密闭容器下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点大于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段一定大于b～c段
【详解】B　化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率还在改变，未达平衡，A错误；a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，即反应物浓度：a点大于b点，B正确；从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；随着反应的进行，从a到c正反应速率增大，Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D错误。
7.(2021·潍坊模拟)在一定条件下，H2S能发生分解反应：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)，利用该反应可制备氢气和硫黄。在2 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S，不同温度下H2S的转化率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该反应的正反应为放热反应
B．温度升高，混合气体的平均摩尔质量增大
C．950 ℃时，1.25 s内，反应的平均速率v(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1
D．根据P点坐标可求出950 ℃时反应的平衡常数为3.125×10－4
【详解】C　由题图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，A项错误；升高温度，平衡正向移动，混合气体的总物质的量增大，由于气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量减小，B项错误；950 ℃时，1.25 s内α(H2S)＝20%，则有v(H2S)＝＝0.008 mol·L－1·s－1，那么v(H2)＝v(H2S)＝0.008 mol·L－1·s－1，C项正确；由题图可知，P点后α(H2S)逐渐增大，说明P点未达到平衡状态，此时c(H2S)＝＝0.04 mol·L－1，c(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1×1.25 s＝0.01 mol·L－1，c(S2)＝c(H2)＝0.005 mol·L－1，浓度商Qc＝＝3.125×10－4，Qc”“＜”或“＝”)。
(4)该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。
A．Y的体积分数在混合气体中保持不变
B．X、Y的反应速率比为3∶1
C．容器内气体压强保持不变
D．容器内气体的总质量保持不变
E．生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z
(5)2 min内Y的转化率为________。
【详解】从图像分析，反应物是X、Y，生成物是Z，5 min达到平衡时X、Y、Z的改变量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.4 mol。
(1)改变量之比等于化学计量数之比，该反应的化学方程式是3X＋Y2Z。
(2)反应体系各物质的百分含量保持不变时，即达到平衡状态，从图像分析，该反应在第5 min达到了化学平衡状态；此时X的浓度c(X)＝＝0.1 mol·L－1。
(3)2 min时，用Y的浓度表示反应的平均速率v(Y)＝＝0.012 5 mol·L－1·min－1；此时反应还没达到平衡状态，还要向正反应方向进行，故正反应速率大于逆反应速率。
(4)当反应过程中发生改变的量保持不变时即达到平衡状态。A项，Y的体积分数在混合气体中随反应过程的改变而改变，保持不变时即达到平衡状态；B项，X、Y的反应速率比等于化学计量数比，反应过程一直是3∶1，不能用作平衡的判断依据；C项，容器内气体压强随着正向进行减小，逆向进行增大，保持不变时即达到平衡状态；D项，反应物和生成物都是气体，根据质量守恒，容器内气体的总质量一直都不变，不能作为判断依据；E项，生成Y和消耗Z均指逆反应速率，无法判断正、逆反应速率是否相等，不是平衡状态的标志。故符合题意的是A、C。
(5)由图中可知，Y的起始物质的量是1.0 mol，2 min时Y的物质的量是0.9 mol，转化率为×100%＝10%。
【答案】(1)3X＋Y2Z　(2)5　0.1 mol·L－1
(3)0.012 5 mol·L－1·min－1　>　(4)AC　(5)10%
12．(2021·贵阳模拟)煤制天然气的过程中涉及煤气化反应和水气变换反应。
煤气化反应Ⅰ：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋135 kJ·mol－1
水气变换反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－42.3 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝________。
(2)图1表示不同温度条件下，反应Ⅰ发生后的汽气比(水蒸气与CO物质的量之比)与CO平衡转化率的变化关系。
①判断T1、T2和T3由大到小的关系为____________；
②若经反应Ⅰ发生后的汽气比为0.8，所得混合气体经反应Ⅱ后，得到CO与H2的物质的量之比为1∶3，则反应Ⅱ应选择的温度是________(填“T1”“T2”或“T3”)。

(3)为了进一步探究反应条件对反应Ⅱ的影响，某活动小组设计了三个实验，实验曲线如图2所示：
编号
温度
压强
c始(CO)
c始(H2O)
甲
530 ℃
3 MPa
1.0 mol·L－1
3.0 mol·L－1
乙
X
Y
1.0 mol·L－1
3.0 mol·L－1
丙
630 ℃
5 MPa
1.0 mol·L－1
3.0 mol·L－1


①请依据图2的实验曲线补充完整表格中的实验条件：X＝________℃，Y＝________MPa。
②实验丙从开始至5 min末，平均反应速率v(CO)＝____________。
③达平衡时CO的转化率：实验乙________实验丙(填“大于”“小于”或“等于”)。
④530 ℃时，反应Ⅱ的平衡常数K＝1，若往某刚性容器中投入0.2 mol CO(g)、0.2 mol H2O(g)、0.1 mol CO2(g)、0.1 mol H2(g)，列简式计算并说明该反应进行的方向________________________________________________________________________。
【详解】(1)反应Ⅰ：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋135 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－42.3 kJ·mol－1
根据盖斯定律Ⅰ＋Ⅱ有C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋135 kJ·mol－1＋(－42.3 kJ·mol－1)＝＋92.7 kJ·mol－1。
(2)①反应Ⅱ为放热反应，其他条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，则T3>T2>T1。
②经反应Ⅰ发生后的汽气比为0.8，则设此时水蒸气物质的量为0.8 mol，CO物质的量为1 mol，根据反应Ⅰ可知此时氢气的物质的量为1 mol，设CO的转化率为x，则对于反应Ⅱ列三段式：
　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始/mol 1 0.8 0 1
变化/mol x x x x
平衡/mol 1－x 0.8－x x 1＋x
经反应Ⅱ后，得到CO与H2的物质的量之比为1∶3，则(1－x)∶(1＋x)＝1∶3，解得x＝0.5，对比图可知，反应Ⅱ应选择的温度是T3。
(3)为了进一步探究反应条件对反应Ⅱ的影响，应该控制变量：
①由表格可知CO、水蒸气起始浓度相同，则X为530 ℃、Y为5 MPa，或X为630 ℃、Y为3 MPa，结合图可知乙和甲平衡时CO浓度相同，乙先达平衡，则说明甲和乙不同的是压强，乙的压强比甲大，因此Y＝5 MPa，丙和乙不同的是温度且乙的温度较低，因此X＝530 ℃。
②实验丙从开始至5 min末，CO浓度减小1.0 mol·L－1－0.4 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，平均反应速率v(CO)＝＝0.12 mol·L－1·min－1。
③实验乙和丙起始CO浓度相同，平衡时实验乙的CO浓度更小，则实验乙中CO的转化率更大，即达平衡时CO的转化率：实验乙大于实验丙。
④若往某刚性容器中投入0.2 mol CO(g)、0.2 mol H2O(g)、0.1 mol CO2(g)、0.1 mol H2 (g)，设体积为V L，则此时反应Ⅱ的Qc＝＝T2>T1
②T3　(3)①530　5　②0.12 mol·L－1·min－1　③大于　④Qc＝＝