2021版高考化学一轮复习素养提升专项练习题5（含解析）

2021版高考化学一轮复习素养提升专项练习题4（含解析）

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2021版高考化学一轮复习素养提升专项练习题5（含解析）

1.下列关于反应N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) ΔH<0>

 

 

A.由图甲可知N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)

ΔH=-92 kJ·mol^-1

B.图乙表示达到平衡时N₂、H₂的转化率(α)随n(H₂)/n(N₂)比值的变化

C.图丙表示正、逆反应速率随温度的变化

D.图丁表示反应达平衡时,混合气体中氨的物质的量分数随温度、压强的变化

【解析】选A。A、由图甲可知反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应是放热反应,1 mol氮气与3 mol氢气完全反应放出热量为:2346 kJ-2254 kJ=92 kJ,所以热反应方程式为:N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) ΔH=-92 kJ·mol^-1,故A正确;B、氢气的物质的量越大氮气的转化率越大,氢气本身的转化率越小,故B错误;C、升高温度正、逆反应速率都增大,但平衡逆向移动,所以两者交点后应逆反应速率大于正反应的速率,故C错误;D、压强越大氨气的物质的量分数越大,而不是越小,故D错误;故选:A。

2.(双选)—定温度下,有两个容积均为2.0 L的恒容密闭容器Ⅰ和Ⅱ,向Ⅰ中加入1 mol CO和2 mol H₂,向Ⅱ中加入2 mol CO和4 mol H₂,均发生下列反应并建立平衡:CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g),测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是 (  )

 

A.该反应的ΔH>0

B.N点的化学平衡常数K=0.59

C.L、M两点容器内压强:p(M)>2p(L)

D.向N点平衡体系中再加入1 mol CH₃OH,建立新平衡时被分解的CH₃OH的物质的量小于0.4 mol

【解析】选C、D。 A.图象分析可知,CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g),反应中CO转化率随温度升高减小,说明升温逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,ΔH<0>

       CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g),

起始量

(mol·L^-1) 1 2 0

变化量

(mol·L^-1) 0.6 1.2 0.6

平衡量

(mol·L^-1) 0.4 0.8 0.6

计算平衡常数K==≈2.34,平衡常数随温度变化,M、N点温度相同,化学平衡常数相同,B错误;C.不考虑温度,L、M两点容器内压强之比等于气体的物质的量之比等于1∶2,p(M)=2p(L),但温度升高,M点压强增大,p(M) >2p(L),C正确;D.N点平衡体系中再加入1 mol CH₃OH,相当于Ⅰ中再加入1 mol CO和2 mol H₂,最后达到平衡状态和Ⅱ中加入2  mol CO和4 mol H₂的平衡状态相同,甲醇最后平衡状态为1.2 mol,CO转化率60%,则相当于逆向进行甲醇分解率为40%,加入1 mol甲醇增大压强平衡正向进行,则分解率小于40%,分解的甲醇小于0.4 mol,D正确,答案选CD。

3.(2020·石嘴山模拟)工业上,利用CO和H₂合成二甲醚:3CO(g)+3H₂(g)

CH₃OCH₃(g)+CO₂(g),为了寻找合适的温度,研究者进行了多次实验,每次实验保持原料气组成(3 mol CO、3 mol H₂)、体积(10 L)、反应时间等因素不变,实验结果如图所示。下列说法正确的是 (  )

 

A.X、Y两点对应的正反应速率相等

B.合成二甲醚反应的ΔH>0

C.反应温度应控制在240～260 ℃之间

D.选择合适催化剂,可以提高CO的转化率

【解析】选C。X、Y两点所对应的温度不同,故正反应速率不同,A项错误;CO转化率达到最高后再升温,转化率降低,故合成二甲醚的反应为放热反应,即ΔH<0>

4.(2020·邢台模拟)在两个容积均为2 L的恒容密闭容器中,起始时均充入a mol H₂S,以温度、Al₂O₃催化剂为实验条件变量,进行H₂S的分解实验[反应为2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g)]。测得的结果如图所示。(曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间且未达到化学平衡时H₂S的转化率)

 

下列说法正确的是 (  )

A.温度升高,H₂S分解的速率增大,S₂的含量减少

B.由曲线Ⅱ、Ⅲ可知,加入Al₂O₃可提高H₂S的平衡转化率

C.900 ℃时,t s后达到平衡,则H₂的生成速率为mol·L^-1·s^-1

D.约1 100 ℃时,曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al₂O₃可能几乎失去催化活性

【解析】选D。根据图示可知,温度升高,H₂S转化率增大,说明升高温度,平衡正向移动,S₂的含量增大,A项错误;加入Al₂O₃可提高H₂S的分解速率,但不能使化学平衡移动,因此H₂S的平衡转化率不变,B项错误;根据图示可知900℃时,H₂S的转化率是50%,t s后H₂的物质的量为0.5a mol,H₂的生成速率为 mol·L^-1·s^-1,C项错误;根据图示可知,在约1 100 ℃时,曲线Ⅱ,Ⅲ几乎重合,说明不论有无催化剂Al₂O₃,物质的反应速率基本相同,则Al₂O₃可能几乎失去催化活性,D项正确。

5. (2020·合肥模拟)在容积一定的密闭容器中,充入一定量的NO和足量碳发生化学反应C(s)+2NO(g)CO₂(g)+N₂(g),平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示,则下列说法正确的是 (  )

 

A.该反应的ΔH>0

B.在T₂时,若反应体系处于状态D,则此时v(正)>v(逆)

C.若状态B、C、D的压强分别为p_B、p_C、p_D,则有p_C=p_D>p_B

D.若该反应在T₁、T₂时的平衡常数分别为K₁、K₂,则K₁ 2

【解析】选B。由图可知,温度越高,平衡时c(NO)越大,说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0>2时达到平衡状态,c(NO)处于B点,若反应体系处于状态D,此时反应正向进行,使c(NO)最终减小到B点状态,则有v(正)>v(逆),B正确。该反应前后气体体积不变,压强和温度成正比例关系,B和D点的温度均为T₂,则有p_D=p_B;C点温度高于D点,则有p_C>p_D,综上可得:p_C>p_D=p_B,C错误。该反应的ΔH<0>1 2,则有K ₁>K ₂,D错误。

6.(2020·宿州模拟)煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢,发生的主要反应为C(s)+2H₂(g)CH₄(g)。在V L的密闭容器中投入a mol碳(足量),同时通入2a mol H₂,控制条件使其发生上述反应,实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示,下列说法正确的是 (  )

 

A.上述正反应为吸热反应

B.在4 MPa、1 200 K时,图中X点v(H₂)_正 2) _逆

C.在5 MPa、800 K时,该反应的平衡常数为

D.工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1 000 K,主要是因为前者碳的转化率高

【解析】选A。A项,由图观察,温度越高,碳的平衡转化率越大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,正确;B项,X点是未平衡时,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,错误;C项,此时碳转化率为50%

      C(s)+2H₂(g)CH₄(g)

起始量/mol a 2a 0

转化量/mol 0.5a a 0.5a

平衡量/mol 0.5a a 0.5a

K==,错误;D项,该选择的原因是两者转化率相差不大,但压强增大对设备要求高,能量需求大,错误。

7.(2020·澄迈模拟)一定条件下,用Fe₂O₃、NiO或Cr₂O₃作催化剂对燃煤烟气回收。反应为2CO(g)+SO₂(g)2CO₂(g)+S(l) ΔH=-270 kJ·mol^-1

(1)其他条件相同、催化剂不同,SO₂的转化率随反应温度的变化如图1,Fe₂O₃和NiO作催化剂均能使SO₂的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择Fe₂O₃的主要优点是 ______________________________________。 

 

 

(2)某科研小组用Fe₂O₃作催化剂。在380 ℃时,分别研究了[n(CO)∶n(SO₂)]为1∶1、3∶1时SO₂转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO)∶n(SO₂)=3∶1的变化曲线为________。 

2021版高考化学一轮复习素养提升专项练习题3（含解析）

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【解析】(1)从图1中可以看出,相比NiO和Cr₂O₃,用Fe₂O₃作催化剂时,在较低温度下,SO₂的转化率已达很高,这样既能去除SO₂,又能节省能源。(2)CO与SO₂反应方程式为2CO+SO₂2CO₂+S,=与相比是增大了CO的“量”,上述平衡正移,SO₂的转化率升高,与曲线a相符。

答案:(1)Fe₂O₃作催化剂时,在相对较低温度下可获得较高的SO₂转化率,从而节约能源 (2)a

8.(2020·兰州模拟)“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO₂、CH₄、CH₃OH、HCOOH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。

(1)一定温度下,在两个容积均为2 L的密闭容器中,分别发生反应:

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol^-1。

相关数据如下:

容器	甲	乙
反应物 投入量	1 mol CO2(g)和 3 mol H2(g)	1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)
平衡时 c(CH3OH)	c1	c2
平衡时 能量变化	放出29.4 kJ	吸收a kJ

请回答:

①a=________; 

②若甲中反应10 s时达到平衡,则用CO₂来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是________。 

(2)甲烷的一个重要用途是制取H₂,其原理为CO₂(g)+CH₄(g)2CO(g)+2H₂(g)。在密闭容器中通入等物质的量浓度的CH₄与CO₂,在一定条件下发生反应,测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则压强p₁________(填“大于”或“小于”)p₂;压强为p₂时,在y点:v(正)________(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。 

 

(3)一定条件下,治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g) ΔH<0 n(NO)∶n(CO)=2∶1的混合气体,发生上述反应。下列图象正确且能说明反应在进行到t>1时刻一定达到平衡状态的是________(填字母)。 

 

【解析】(1)①根据表格信息,1 mol CO₂(g)、3 mol H₂(g)与1 mol CH₃OH(g)、

1 mol H₂O(g)属于“量相当”在相同条件下能建立相同的平衡状态,所以29.4+a=49.0,解得a=19.6;

②根据热化学方程式的意义,CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=

-49.0 kJ·mol^-1,平衡时放出29.4 kJ的热量,则反应掉的CO₂=29.4÷49=0.6 mol,则用CO₂来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率==

0.03 mol·L^-1·s^-1;

(2)根据化学反应CO₂(g)+CH₄(g)2CO(g)+2H₂(g),增大压强,平衡逆向移动,甲烷的转化率降低,由图象可知,压强p₁

2,压强为p₂时,在y点,可逆反应没有达到平衡,需提高甲烷的转化率,即平衡必须正向移动,则v(正)大于v(逆);

(3)平衡常数与温度有关,温度不变,则平衡常数始终不变,所以平衡常数不能判断是否达到平衡状态,选项a错误;由图象可知,t₁时刻CO₂与NO物质的量相等,但是随后,它们的量继续发生变化,说明反应未达到平衡状态,选项b错误;随着反应的进行,NO与CO的物质的量的比值在不断变化,当比值不变时,反应处于平衡状态,选项c正确;随着反应的进行,NO和CO的转化率不断变化 ,当转化率不再变化时,说明反应处于平衡状态,选项d正确。

答案:(1)①19.6 ②0.03 mol·L^-1·s^-1

(2)小于 大于 (3)cd

【加固训练】

  1.(2020·漳州模拟)在某一体积可变的恒温密闭容器中发生如下反应:X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0>1时刻达到平衡后,在t₂时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。下列说法正确的是 (  )

 

A.0～t₂时,v(正)>v(逆)

B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,X的体积分数:Ⅰ>Ⅱ

C.t₂时刻改变的条件可以是向密闭容器中加Z

D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:Ⅰ<Ⅱ

【解析】选C。化学反应方程式两边气体的化学计量数相等。t₁～t₂时间内,反应处于平衡状态,正、逆反应速率相等,A项错误;从图象看,逆反应速率瞬间增大,且反应速率逐渐变化,说明产物Z的浓度瞬间增大,但因为温度不变,故平衡常数不会改变,且容器体积可变,可达到相同的平衡状态,B、D项错误,C项正确。

 

2.(2020·武汉模拟)固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)

zC(g),图Ⅰ表示在298 K时容器中各物质的物质的量随时间的变化关系,图Ⅱ表示平衡常数K随温度T变化的关系。结合图象判断,下列结论正确的是

(  )

 

A.该反应可表示为2A(g)+B(g)C(g) ΔH<0>

B.298 K时该反应的平衡常数K=6.25

C.当容器中气体密度不再变化时,该反应达到平衡状态

D.第6 min时,再向体系充入0.4 mol C,重新达到平衡时C的体积分数大于0.25

【解析】选D。由图Ⅰ可知,该反应为2A(g)+B(g)C(g),由图Ⅱ可知,当温度升高时,平衡常数K增大,平衡正向移动,因此正反应为吸热反应,即ΔH>0,A错误;298 K时A的平衡浓度为0.2 mol·L^-1,B的平衡浓度为0.1 mol·L^-1,C的平衡浓度为0.1 mol·L^-1,故该反应的平衡常数K==25,B错误;根据质量守恒可知,反应前后气体的质量保持不变,由于容器的体积不变,因此反应过程中气体的密度不发生变化,故当容器中气体的密度不再发生变化时,不能证明该反应达到平衡状态,C错误;达到平衡时,C的体积分数为0.25,在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C,相当于加压,平衡正向移动,再次达到平衡时C的体积分数大于0.25,D正确。

3.(2020·淮北模拟)甲醇(CH₃OH)是绿色能源。工业上合成原理:2H₂(g)+CO(g)

CH₃OH(g)。一定温度下,在1 L恒容密闭容器中充入H₂和一定量的CO,CH₃OH的体积分数与反应物投料比的关系如图所示。

 

下列说法正确的是 (  )

A.当混合气体的密度保持不变时反应达到平衡

B.图象四个点中,d点处CH₃OH的物质的量最小

C.图象四个点中,只有c点表示达到平衡状态

D.图象中c点到d点,平衡向正反应方向移动

【解析】选D。A项,反应前后的物质均是气体,且混合气体的总质量不变,又因为是恒容容器,故气体密度始终不变,错误;B项,达到平衡,d点相当于c点平衡后,再增加氢气的浓度,平衡向正方向移动,CO的平衡转化率增大,CH₃OH的物质的量最大,错误;C项,曲线上的每个点都是不同反应物投料比下的平衡点,错误;D项,相当于c点达到平衡后,继续增大H₂的物质的量,平衡向右移动,正确。

2021版高考化学一轮复习素养提升专项练习题2（含解析）

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