化學(xué)選修四檢測試題答案解釋

1、第二章檢測試題一、選擇題(共16小題,每小題3分,共48分,每小題只有一個正確選項)1.解析:H<0,S>0,H-TS<0,反應(yīng)肯定能自發(fā)進行,A正確;H<0,S<0,只有在低溫下反應(yīng)自發(fā)進行,B錯誤;H>0,S>0,只有在高溫下反應(yīng)自發(fā)進行,C錯誤;H>0,S<0,則H-TS>0,則在所有溫度下都不能自發(fā)進行,D錯誤。2. 解析:A項,2NO2(g)N2O4(g)H<0,溫度降低,平衡正向移動,顏色變淺,溫度升高,平衡逆向移動,顏色變深;B項,氫氧化鈉溶解放熱,使平衡NH3·H2ONH3+H2O正向移動,促進氨氣逸出

2、;C項,加入鐵粉是防止Fe2+被氧化,與平衡無關(guān);D項,飽和氯化鈉溶液中充入HCl氣體使溶液中Cl-的濃度增大,使氯化鈉向著析出的方向結(jié)晶。3.解析:恒容、有氣體參加的反應(yīng),充入非反應(yīng)氣體增大壓強,反應(yīng)速率不變,A正確;增大濃度,增加了反應(yīng)體系中活化分子數(shù)目,則反應(yīng)速率加快,B不正確;溫度升高,增加了反應(yīng)體系中活化分子百分數(shù),單位體積內(nèi)的活化分子總數(shù)增加,反應(yīng)速率加快,C正確;催化劑降低反應(yīng)的活化能,則反應(yīng)速率加快,D正確。4.解析:吸熱反應(yīng)不一定是非自發(fā)的,A錯誤;焓變和熵變單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)都有局限性,C錯誤;催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,不能改變反應(yīng)進行的方向,D錯誤。5.解析:v(

3、正) 不可能減小,A錯;該反應(yīng)為放熱反應(yīng)且在絕熱恒容條件下進行,所以平衡建立前,其平衡常數(shù)應(yīng)該隨反應(yīng)的進行逐漸減小,B錯;t1之后,n(CO2)與n(NO)還繼續(xù)變化,C項未平衡。6.解析:開始時濃度大,反應(yīng)速率快,后來濃度小,反應(yīng)速率慢,A錯誤;26 min用Cl2表示的反應(yīng)速率為(5.4-1.8)×10-3 mol/1L/4min=0.9×10-3 mol/(L·min),B錯誤;該反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆向移動,K減小,則平衡常數(shù)K(200 )>K(400 ),D錯誤。7. 解析:固體和純液體不寫入表達式,A(g)+B(g)C(s),平衡常數(shù)K=0.

4、25,A錯誤;依據(jù)圖像分析可知,c點濃度商Q<K,反應(yīng)正向進行,B錯誤;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),若c點為平衡狀態(tài),此時平衡常數(shù)小于T 平衡常數(shù),說明平衡逆向進行,是升溫的結(jié)果,溫度高于T ,C正確。T 時平衡常數(shù)不變,曲線上各點為平衡狀態(tài),不在曲線上的點不是平衡狀態(tài),D錯誤。8.解析:W是固體,固體量的增減不會引起化學(xué)反應(yīng)速率的改變和化學(xué)平衡的移動,A錯誤;該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,即向正反應(yīng)方向移動,B錯誤;隨反應(yīng)進行,氣體的物質(zhì)的量減小,壓強減小,壓強不變時說明可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;反應(yīng)熱H與物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)有關(guān),物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)不變,熱化學(xué)方程式中反

5、應(yīng)熱不變,與參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量無關(guān),D錯誤。9.解析:圖中乙到達平衡時間較短,乙的溫度較高,A錯誤;圖在t0時刻正、逆反應(yīng)速率都增大,但仍相等,平衡不發(fā)生移動,應(yīng)是加入催化劑的原因,B正確;增大反應(yīng)物的濃度瞬間,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率不變,圖改變條件瞬間,正、逆反應(yīng)速率都增大,正反應(yīng)速率增大較大,平衡向正反應(yīng)方向移動,應(yīng)是增大壓強的原因,C錯誤;曲線表示平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系,曲線上各點都是平衡點,D錯誤。10.解析:反應(yīng)C+H2O(g)CO+H2達到平衡狀態(tài)后,恒溫恒容下再充入氫氣,平衡逆向移動,水蒸氣濃度比原平衡大,CO濃度減小,氫氣濃度比原平衡大,A、B、D錯誤,C正確。11.解

6、析:達到平衡后,保持容器的體積不變再充入ClF3氣體的瞬間,體系壓強增大,ClF3濃度增大,平衡左移,A錯誤;平衡常數(shù)未知,若c(F2)c(ClF)c(ClF3)=111,不能確定是否達到平衡狀態(tài),B錯誤;增大容器容積,壓強減小,正、逆反應(yīng)速率都降低,正反應(yīng)速率降低更多,平衡向逆反應(yīng)方向移動,C錯誤;降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,氣體的總物質(zhì)的量減小,而質(zhì)量不變,則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大,D正確。12.解析:由圖可知,溫度越高甲醇平衡轉(zhuǎn)化率越大,說明升高溫度化學(xué)平衡正向移動,因此甲醇脫氫反應(yīng)為吸熱反應(yīng)即H>0,A錯誤;由圖可知,Y點和Z點甲醇的轉(zhuǎn)化率相等,若增大壓強,平衡逆向移動,

7、甲醇的轉(zhuǎn)化率減小,B錯誤;Y點和X點兩點的平衡轉(zhuǎn)化率不同,從Y點到X點平衡發(fā)生移動,故不是使用催化劑,C錯誤;600 K時Y點甲醇轉(zhuǎn)化率大于X點甲醇平衡轉(zhuǎn)化率,說明反應(yīng)逆向進行即:v正<v逆,D正確。13.解析:依據(jù)圖像分析判斷,改變條件逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,根據(jù)化學(xué)平衡移動原理分析,升溫向吸熱反應(yīng)方向進行,說明正反應(yīng)放熱;增大壓強平衡向氣體體積減小的方向進行,說明正反應(yīng)氣體體積增大,m+n<p+q。14.解析:根據(jù)圖知,X、Y是反應(yīng)物而Z是生成物,達到平衡狀態(tài)時,n(X)=(1.20-0.40) mol=0.80 mol、n(Y)=(1.00-0.2

8、0) mol=0.80 mol、n(Z)=(1.60-0.00) mol=1.60 mol,則該反應(yīng)方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),X、Y的轉(zhuǎn)化率分別為×100%67%、×100%=80%,A錯誤;該反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)之和不變,則壓強不影響平衡移動,所以將容器體積壓縮為1 L,平衡不移動,B錯誤;反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,c(X)=0.20 mol/L,c(Y)=0.10 mol/L、c(Z)=0.80 mol/L,T 時,該反應(yīng)平衡常數(shù)K=32,C錯誤;溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,設(shè)參加反應(yīng)的Y的物質(zhì)的量為 a mol,根據(jù)反應(yīng)方程式知,參加反應(yīng)的X物質(zhì)的量為a mo

9、l,生成Z的物質(zhì)的量為2a mol,平衡時c(X)= mol/L、c(Y)= mol/L、c(Z)= mol/L=a mol/L,K=32,a0.60,即Y的轉(zhuǎn)化率約為×100%=60%,D正確。15.解析:由表中數(shù)據(jù)可知,02 min內(nèi)CO的物質(zhì)的量變化量為2 mol-0.8 mol=1.2 mol,則v(CO)=0.3 mol·L-1·min-1,v(SO2)=v(CO)=0.3 mol·L-1·min-1,故A錯誤;由表中數(shù)據(jù)結(jié)合方程式可知,02 min內(nèi)CO、CO2、SO2的物質(zhì)的量變化量為2 mol-0.8 mol=1.2 mol,2

10、4 min時,變化了0 mol,故B正確;由表中數(shù)據(jù)可知,該溫度下K=0.9,若升高溫度,反應(yīng)的平衡常數(shù)變?yōu)?.00,則平衡向正反應(yīng)方向移動,所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故C錯誤;保持其他條件不變,起始時向容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00 mol CO,等效為原平衡體積增大一倍,降低壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,故到達平衡時 n(CO2)>0.60 mol,故D錯誤。16.解析:該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動,CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,結(jié)合圖像知,T1<T2<T3,b、d溫度相同,所以平衡常數(shù)相同,即K(b)=K(d);溫度T1<T3,溫度

11、越高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)越小,所以K(a)>K(c),A正確;b、d兩點的溫度相同,但b點的壓強大于d點,故v(b)>v(d),a、c兩點的壓強相同,但c點的溫度高,則v(a)<v(c),B錯誤;CO的轉(zhuǎn)化率越大,n總越小,由=m/n可知,a點n總小,則(a)>(c),(b)>(d),C錯誤;平衡時一氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量與投入的兩者的物質(zhì)的量有關(guān),題中數(shù)據(jù)無法計算a點一氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量之比,D錯誤。二、非選擇題(共52分)17.解析:(1)實驗1和實驗2的反應(yīng)溫度相同,起始時H2的濃度相同,達到平衡時NO的濃度也相同,說明起始時投入的NO濃度相同,即c1=1

12、.0 mol·L-1;實驗1達到平衡的時間大于20 min,說明實驗1的反應(yīng)速率小于實驗2,再根據(jù)反應(yīng)方程式的特點,只能是在實驗2中使用了催化劑。(2)實驗1和實驗3的反應(yīng)溫度相同,起始時H2的濃度相同,但達到平衡時實驗3中NO的濃度較大,說明實驗3中起始時NO的濃度大于實驗1的,所以實驗3中NO的平均反應(yīng)速率大,則v1<v3且c3>1.0 mol·L-1。(3)實驗1和實驗4起始時兩種反應(yīng)物的濃度均相同,但實驗4的溫度高,觀察圖像可知實驗4達到平衡時NO的濃度較大,說明升高溫度時平衡逆向移動,所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。答案:(1)=使用了催化劑(2)<>

13、;(3)放熱18. 解析:(1)合成氨反應(yīng)的原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g),由圖可知,平衡時c(A)=3 mol/L、c(B)=2 mol/L、c(C)=1 mol/L,故c(A)c(B)c(C)=321,故A代表氫氣、B代表氨氣、C代表氮氣。由于前25 min內(nèi)氫氣的濃度由6.0 mol/L逐漸減小為3.0 mol/L,其變化濃度為3.0 mol/L,故v(H2)=c(H2)/t=3.0 mol/L÷25 min=0.12 mol/(L·min)。由已知平衡時各組分的平衡濃度,c(H2)=3 mol/L、c(N2)=1 mol/L、c(NH3)=2

14、 mol/L,故平衡常數(shù)K=0.148。(2)恒溫恒壓下,合成氨反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不同,當體積不再變化時,說明反應(yīng)已達平衡,a正確;氣體密度等于氣體質(zhì)量除以氣體總體積,若氣體密度不再變化時,則氣體總體積不變,氣體的物質(zhì)的量不變,說明反應(yīng)已達平衡,b正確;平衡后,壓縮裝置,縮小容器容積,壓強增大,平衡向正反應(yīng)方向或氣體體積減小方向移動,c正確;平衡后充入惰性氣體,維持恒溫恒壓,必須增大容器容積,減小各組分濃度,平衡向逆反應(yīng)方向或氣體體積增大方向移動,d錯誤。(3)由圖示可知,隨著溫度的升高,N2O的含量增加,而N2的含量減少,其原因是主反應(yīng)為放熱反應(yīng)而副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫,主反應(yīng)平衡左移導(dǎo)致

15、N2的含量降低,副反應(yīng)平衡右移導(dǎo)致N2O含量增加。答案:(1)C0.12 mol/(L·min)0.148(2)abc(沒選全無錯誤答案計1分)(3)隨溫度升高,N2的含量降低主反應(yīng)為放熱反應(yīng),副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度使主反應(yīng)的平衡左移,副反應(yīng)的平衡右移19.解析:(1)800 時,05 min內(nèi)生成D為0.6 mol,則v(D)=0.012 mol/(L·min),速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則v(B)=2v(D)=0.024 mol/(L·min)。(2)800 平衡時生成D為0.6 mol,則:A(g)+2B(g)C(g)+D(g)起始量(mol):1.0

16、2.2 00轉(zhuǎn)化量(mol):0.61.2 0.60.6平衡量(mol):0.41.0 0.60.6由于容器體積為10 L,故平衡常數(shù)K=9,由圖可知,升高溫度D的物質(zhì)的量增大,說明升高溫度平衡正向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(3)700 時,某時刻測得體系中各物質(zhì)的量如下:n(A)=1.1 mol,n(B)=2.6 mol,n(C)=0.9 mol,n(D)=0.9 mol,等效為開始投入2 mol A、4.4 mol B到達的平衡,與原平衡時相比,壓強增大,平衡正向移動,平衡時D的物質(zhì)的量應(yīng)大于原平衡的2倍,即平衡時D應(yīng)大于1.2 mol,故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行。(4)由圖可知,壓強一定時,

17、隨溫度升高CO的轉(zhuǎn)化率減小,說明升高溫度平衡逆向移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始(mol)4 8 0轉(zhuǎn)化(mol)2 4 2平衡(mol)2 4 2故平衡時混合氣體物質(zhì)的量為(2+4+2)mol=8 mol。正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),若在恒溫恒容的條件下,平衡時壓強比原平衡小,等效為在原平衡的基礎(chǔ)上減小壓強,平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小;平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變,平衡常數(shù)不變。答案:(1)0.024 mol/(L·min)(2)9吸熱(3)向正反應(yīng)方向進行(4)放熱8減小不變20.解析:(1)a點時還沒有達到平衡狀態(tài),反應(yīng)物氫氣的

18、物質(zhì)的量繼續(xù)減小,平衡向正向移動,所以正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。(2)分別計算不同時間段內(nèi)的反應(yīng)速率:01 min內(nèi),v(H2)=2 mol/(2L×1 min)=1 mol/(L·min);13 min內(nèi),v(H2)=3 mol/(2L×2 min)=0.75 mol/(L·min);在 38 min內(nèi),v(H2)=1 mol/(2 L×5 min)=0.1 mol/(L·min);根據(jù)圖像可知,反應(yīng)進行到8 min時物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),則在811 min內(nèi)反應(yīng)速率仍然是0.1 mol/(L·min)

19、,所以01 min內(nèi)反應(yīng)速率最大。(3)曲線反應(yīng)速率增大,但轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量少,應(yīng)該是升高溫度,因該反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動,不利于氫氣的轉(zhuǎn)化,故曲線是升高溫度;曲線反應(yīng)速率增大,轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量多,因增大壓強平衡正向移動,故應(yīng)是增大壓強。體積不變再充入3 mol CO2和4 mol H2,相當于增大壓強,所以H2O(g)的體積分數(shù)增大。(4)由化學(xué)平衡的三段模式法計算可知, CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始(mol)1 3 0 0變化(mol)a 3 a a a平衡(mol)1-a3-3 a a a根據(jù)相同條件下氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比,則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為(1-a+3-3a+a+a)(1+3)=(2-a)2。答案:(1)大于(2)A(3)升高溫度增大壓強增大(4)(2-a)2(應(yīng)是比值,其他不得分)21.解析:(1)反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K=;向一個10 L的密閉容器中充入10 mol CO2和7 mol H2,830 時測得H2為1 mol,列三段式: 2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH