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課時數(shù)智作業(yè)(三十六)
1．A　[平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，則增加c(CO)，平衡正向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，A正確；Ni(CO)4的沸點為42.2 ℃，反應(yīng)溫度應(yīng)高于其沸點，以便于分離出Ni(CO)4，則第一階段，在30 ℃和50 ℃兩者之間選擇50 ℃，B錯誤；由正反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2×10-5可知，Ni(CO)4分解反應(yīng)的平衡常數(shù)較大，Ni(CO)4分解率較高，C錯誤；該反應(yīng)氣體的物質(zhì)的量減少，ΔS<0，D錯誤。]
2．B　[正反應(yīng)放熱，則降低溫度可使平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，則增大壓強有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，答案為B。]
3．B　[隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H2O的體積分?jǐn)?shù)增大，當(dāng)H2O的體積分?jǐn)?shù)不變時，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，不影響平衡移動，所以固體催化劑一定時，增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率，但不影響甘油的平衡轉(zhuǎn)化率，故B錯誤；活化能越小，反應(yīng)越容易，丙烯醛有毒，為了工業(yè)生產(chǎn)安全可選擇能大幅降低Ea2且對Ea1幾乎無影響的催化劑，故C正確；只有溫度能改變化學(xué)平衡常數(shù)，反應(yīng)Ⅱ為吸熱反應(yīng)，升高溫度能增大化學(xué)平衡常數(shù)，則反應(yīng)Ⅱ一定向正反應(yīng)方向移動，故D正確。]
4．B　[縮小容器的容積，濃度增大，但反應(yīng)2HI(g) H2(g)＋I(xiàn)2(g)的平衡不移動，與勒夏特列原理無關(guān)，B符合題意。]
5．B　[由表格的數(shù)據(jù)可知，T1 ℃，5 min時，n(C2H4)＝2 mol×2%×93%＝0.037 2 mol，故A錯誤；T2 ℃時，乙烷的轉(zhuǎn)化率為9.0%，可得轉(zhuǎn)化的乙烷的總物質(zhì)的量為2 mol×9.0%＝0.18 mol，而此溫度下乙烯的選擇性為80%，則轉(zhuǎn)化為乙烯的乙烷的物質(zhì)的量為0.18 mol×80%＝0.144 mol，則生成的乙烯的物質(zhì)的量也為0.144 mol，則0~5 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(C2H4)＝＝ 0.014 4 mol·L-1·min-1，故B正確；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，僅升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，故C錯誤；因ΔH>0，ΔS>0，ΔG＝ΔH－TΔS<0時能自發(fā)進(jìn)行，此時需要高溫條件，故D錯誤。]
6．解析：(1)已知T2>T1，溫度越高，NO的體積分?jǐn)?shù)越大，故說明平衡逆向移動，逆反應(yīng)方向為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)ΔH<0；反應(yīng)后的氣體分子數(shù)目減少，ΔS<0。(2)a．改用高效催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大，但催化劑不能使平衡移動，NO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，不符合；b．恒溫恒容條件下，按投料比增大反應(yīng)物濃度，相當(dāng)于增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡向氣體體積縮小的正反應(yīng)方向移動，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，符合；c．移去CO2，生成物的濃度減小，反應(yīng)速率減小，平衡正向移動，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，不符合；d．升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，但正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡逆向移動，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，不符合；e．縮小反應(yīng)容器的容積，相當(dāng)于增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡向氣體體積縮小的正反應(yīng)方向移動，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，符合。(3)設(shè)NO的轉(zhuǎn)化率為x，列三段式：
　　　　　2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)
起始量/mol 8 10 0 0
轉(zhuǎn)化量/mol 8x 8x 4x 8x
平衡量/mol 8－8x 10－8x 4x 8x
平衡時NO的體積分?jǐn)?shù)為25%，則有＝25%，解得x＝50%，則v(NO)＝＝0.1 mol·L-1·min-1。若其他條件不變，升高溫度，平衡逆向移動，生成物的平衡分壓減小，反應(yīng)物的平衡分壓增大，Kp變小。(4)由題圖及反應(yīng)可知，升溫會使反應(yīng)逆向移動，導(dǎo)致NO的體積分?jǐn)?shù)增加，減壓也會使反應(yīng)逆向移動，導(dǎo)致NO的體積分?jǐn)?shù)增加；所以升溫和減壓后，NO的體積分?jǐn)?shù)必然增加，達(dá)到平衡狀態(tài)時，NO的體積分?jǐn)?shù)一定比X點對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)大，符合條件的只有A點。
答案：(1)<　<　(2)be　(3)0.1 mol·L-1·min-1　變小　(4)A
7．解析：(1)已知①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－1 036 kJ·mol-1；②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－294 kJ·mol-1；③H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝＋44 kJ·mol-1，根據(jù)還原脫硫原理：④2H2S(g)＋SO2(g)===3S(g)＋2H2O(g)，反應(yīng)④由反應(yīng)①－3×反應(yīng)②＋2×反應(yīng)③得到，則反應(yīng)的ΔH＝ΔH1－3×ΔH2＋2×ΔH3＝－1 036 kJ·mol-1－[3×(－294 kJ·mol-1)]＋2×(＋44 kJ·mol-1)＝－66 kJ·mol-1。(2)隨著反應(yīng)進(jìn)行，H2S的濃度不斷減小，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，H2S的濃度保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A項符合題意；根據(jù)化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)有固體生成，氣體的總質(zhì)量減小，體積不變，則密度不斷減小，當(dāng)密度不變時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B項符合題意；因為H2S和SO2氣體的充入比例未知，不能作為平衡標(biāo)志，故C項不符合題意；單位時間內(nèi)生成H2O(g)和生成H2S(s)的量相等，則v正＝v逆，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D項符合題意。
(3)由圖像可知，催化劑Cat．3活性最高的溫度低于其他催化劑，且SO2的轉(zhuǎn)化率是最高的，所以催化劑Cat．3是最佳選擇；若選用催化劑Cat．2，隨著溫度的升高，催化劑的活性增強，反應(yīng)速率增大，單位時間內(nèi)SO2的轉(zhuǎn)化量增加，所以SO2的轉(zhuǎn)化率增大。
(4)已知在壓強為100 kPa的恒壓密閉容器中按體積比為1∶1∶7充入CH4、SO2、He發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，設(shè)初始時容器中的CH4和SO2均為a mol，則He為7a mol。測得SO2的平衡轉(zhuǎn)化率80%，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則SO2為0.2a mol，CH4為0.5a mol，S為0.8a mol。
設(shè)平衡時CO2的物質(zhì)的量為x mol，則根據(jù)碳元素守恒可得n(CO)＝(0.5a－x)mol，根據(jù)氧元素守恒，可得n(H2O)＝(1.1a－x)mol，根據(jù)氫元素守恒，可得n(H2)＝(x－0.1a)mol。
根據(jù)反應(yīng)Ⅱ，n(CO)＝n(H2)，則0.5a－x＝x－0.1a，解得x＝0.3a。
因此平衡時，SO2的物質(zhì)的量為0.2a mol，CH4的物質(zhì)的量為0.5a mol，S的物質(zhì)的量為0.8a mol，H2O的物質(zhì)的量為0.8a mol，CO2的物質(zhì)的量為0.3a mol，CO的物質(zhì)的量為0.2a mol，H2的物質(zhì)的量為0.2a mol，He的物質(zhì)的量為7a mol，總物質(zhì)的量為10a mol，平衡時各物質(zhì)的分壓：SO2為2 kPa，CH4為5 kPa，S為8 kPa，H2O為8 kPa，CO2為3 kPa，CO為2 kPa，H2為2 kPa，He為70 kPa因此Kp(Ⅱ)＝ kPa2。
答案：(1)－66 kJ·mol-1
(2)ABD
(3)Cat．3　溫度升高，催化劑的活性增強，反應(yīng)速率增大，SO2的轉(zhuǎn)化率增大
(4)2　
1/1課時數(shù)智作業(yè)(三十六)　化學(xué)平衡移動　化學(xué)反應(yīng)方向
(建議用時：40分鐘　總分：40分)
(每小題只有一個選項正確，每小題3分，共15分)
1．常壓下羰基化法精煉鎳的原理為Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 ℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2×10-5。已知：Ni(CO)4的沸點為42.2 ℃，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。
第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；
第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來，加熱至230 ℃制得高純鎳。
下列判斷正確的是 (　　)
A．增加c(CO)，平衡正向移動，但反應(yīng)的平衡常數(shù)不變
B．第一階段，在30 ℃和50 ℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選30 ℃
C．第二階段，Ni(CO)4分解率較低
D．該反應(yīng)的ΔS>0
2．大氣中的SO2是造成酸雨的主要污染物。最新研究表明，[N(CH3)4]2SO4(s)能與SO2進(jìn)行如下可逆反應(yīng)，使其可能成為綠色的SO2吸收劑：[N(CH3)4]2SO4(s)＋SO2(g) [N(CH3)4]2S2O6(s)　ΔH<0，則用[N(CH3)4]2SO4(s)吸收SO2的適宜條件為(　　)
A．高溫、高壓　　　 B．低溫、高壓
C．高溫、低壓 D．低溫、低壓
3．丙烯酸是非常重要的化工原料之一，由甘油催化轉(zhuǎn)化生成丙烯酸的過程為甘油(C3H8O3)丙烯醛(C3H4O)丙烯酸(C3H4O2)。
已知：反應(yīng)Ⅰ：C3H8O3(g) C3H4O(g)＋2H2O(g)　ΔH1>0　Ea1(活化能)
反應(yīng)Ⅱ：2C3H4O(g)＋O2(g) 2C3H4O2(g)　ΔH2>0　Ea2(活化能)
甘油在常壓下沸點為290 ℃，工業(yè)生產(chǎn)選擇反應(yīng)溫度為300 ℃常壓下進(jìn)行。下列說法錯誤的是(　　)
A．當(dāng)H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)保持不變時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．固體催化劑一定時，增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率，增大甘油的平衡轉(zhuǎn)化率
C．丙烯醛有毒，為了工業(yè)生產(chǎn)安全可選擇能大幅降低Ea2且對Ea1幾乎無影響的催化劑
D．若改變條件，增大反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)，反應(yīng)Ⅱ一定向正反應(yīng)方向移動
4．下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是(　　)
A．溴水中存在平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，當(dāng)加入少量AgNO3溶液后，溶液的顏色變淺
B．對于反應(yīng)：2HI(g) H2(g)＋I(xiàn)2(g)，縮小容器的容積可使平衡體系的顏色變深
C．反應(yīng)：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高溫度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動
D．對于反應(yīng)2NO2 N2O4，增加NO2的濃度，NO2的轉(zhuǎn)化率增大
5．(2025·廣州模擬)CO2氧化C2H6制備C2H4發(fā)生的主要反應(yīng)為C2H6(g)＋CO2(g) C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0。向容積為2 L的恒容密閉容器中投入2 mol C2H6(g)和2 mol CO2(g)。不同溫度下，測得5 min時(反應(yīng)均未達(dá)到平衡，其他副反應(yīng)均不消耗和生成乙烯)的相關(guān)數(shù)據(jù)見下表，下列說法正確的是(　　)
溫度/℃ T1 T2 T3
乙烷轉(zhuǎn)化率/% 2 9 18
乙烯選擇性/% 93 80 62
注：乙烯選擇性＝×100%。
A．T1 ℃，5 min時，容器內(nèi)C2H4的物質(zhì)的量為0.04 mol
B．T2 ℃，0~5 min內(nèi)，平均速率v(C2H4)＝0.014 4 mol·L-1·min-1
C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，僅升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動
D．該反應(yīng)僅在低溫條件下能正向自發(fā)進(jìn)行
6．(10分)(2025·成都模擬)在催化劑a作用下將尾氣轉(zhuǎn)化為無污染的氣體除去。向密閉容器中充入10 mol CO(g)和8 mol NO(g)發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH，測得平衡時NO體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖。
(1)已知T2>T1，則反應(yīng)ΔH________(填“>”“＝”或“<”，下同)0，ΔS________0。(2分)
(2)該反應(yīng)達(dá)到平衡后，為了同時提高反應(yīng)速率和NO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施________(填字母)。(2分)
a．改用高效催化劑
b．恒溫恒容條件下，按投料比增大反應(yīng)物濃度
c．移去CO2
d．升高溫度
e．縮小反應(yīng)容器的容積
(3)在溫度為T1、容器容積為4 L的條件下，反應(yīng)進(jìn)行到10 min時恰好在D點達(dá)到平衡。則從反應(yīng)開始到平衡時，NO平均反應(yīng)速率v(NO)＝__________________；若其他條件不變，升高溫度，用分壓表示的平衡常數(shù)Kp________(填“變大”“變小”或“不變”)。(5分)
(4)在X點，對反應(yīng)容器升溫的同時擴(kuò)大容積，使體系壓強減小，重新達(dá)到平衡狀態(tài)可能為圖中________(填A(yù)~F)點。(1分)
7．(15分)(2025·重慶模擬)工業(yè)燃煤過程中產(chǎn)生大量含硫煙氣，研究煙氣脫硫具有重要意義。回答下列問題：
方法一：H2S還原脫硫
(1)已知：2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)
　 ΔH1＝－1 036 kJ·mol-1
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH2＝－294 kJ·mol-1
H2O(l)＝H2O(g)　 ΔH3＝＋44 kJ·mol-1
則還原脫硫原理：2H2S(g)＋SO2(g)===3S(g)＋2H2O(g)　ΔH＝_________。(2分)
(2)在某恒溫、恒容的密閉容器中，充入H2S和SO2發(fā)生反應(yīng)：2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(g)，下列描述可表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有________(填字母)。(2分)
A．H2S的濃度保持不變
B．混合氣體密度保持不變
C．c(H2S)∶c(SO2)＝2∶1
D．單位時間內(nèi)生成H2O(g)和H2S(g)的量相等
方法二：CH4還原脫硫
反應(yīng)原理：
Ⅰ.2SO2(g)＋CH4(g) 2S(g)＋2H2O(g)＋CO2(g)　
ΔH1＝－316.7 kJ·mol-1
Ⅱ.CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)　
ΔH1＝＋247.3 kJ·mol-1
(3)在不同催化劑的條件下，SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。
綜合考慮，工業(yè)生成過程中選擇的最佳催化劑是________；若選擇催化劑Cat．2，SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先減小后增大，則SO2的轉(zhuǎn)化率增大的原因是__________________________。(3分)
(4)一定條件下，在壓強為100 kPa的恒壓密閉容器中按體積比為1∶1∶7充入CH4、SO2、He發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ。測得SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則達(dá)到平衡時，SO2的分壓p＝________ kPa，反應(yīng)Ⅱ的壓強平衡常數(shù)Kp(Ⅱ)＝____________kPa2(用平衡分壓計算)。(8分)
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