2020高考化学冲刺素养提升专项练五含解析

2020高考化学冲刺素养提升专项练五含解析

高考总复习 素养提升专项练 (五)‎ ‎(建议用时50分钟)‎ ‎1.(2020·南阳模拟)已知反应:CH2CHCH3(g)+Cl2(g)CH2CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按w=向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系,图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系,则下列说法错误的是 (　　)‎ A.图甲中,w2>1‎ B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数 C.温度为T1、w=2时,Cl2的平衡转化率为50%‎ D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将增大 ‎【解析】选C。w增大,CH2CHCH3的转化率增大,则φ减小,由上述分析可知:‎ w2>w1=1,A项正确;由图甲知,w一定时,温度升高,φ增大,说明正反应为放热反应,故温度升高,正反应平衡常数减小,故图乙中曲线A、B分别表示逆反应的平衡常数、正反应的平衡常数,B项正确;由图乙可知,T1时平衡常数为1,设起始时CH2CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol和2a mol,达到平衡时转化的Cl2的物质的量为x mol,根据三段式法进行计算:‎ ‎　　　　　CH2CHCH3(g)+Cl2(g)CH2CHCH2Cl(g)+HCl(g)‎ 起始/mol a 2a 0 0‎ 转化/mol x x x x 平衡/mol a-x 2a-x x x 则=1,解得x=a,则Cl2的平衡转化率为a÷(2a)×100%≈33.3%,C项错误;该反应在反应前后气体分子数不变,正反应放热,在恒容绝热装置中进行题述反应,体系内温度升高,根据pV=nRT知,达到平衡时装置内的气体压强将增大,D项正确。‎ ‎2.(2020·淄博模拟)可逆反应L(s)+aG(g)bR(g)　ΔH达到平衡时,温度和压强对该反应的影响如图所示。x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中G的体积分数,压强:p1>p2‎ 9‎ 高考总复习 ‎。下列判断正确的是 (　　)‎ A.1+ab D.增加L的物质的量,可提高G的转化率 ‎【解析】选C。由图象可知,升高温度,G的体积分数减小,即升高温度平衡向正反应方向移动,说明正反应为吸热反应,ΔH>0;增大压强,G的体积分数减小,即增大压强平衡向正反应方向移动,说明正反应为气体体积减小的反应,说明a>b;增加L的物质的量,平衡不移动,G的转化率不变。‎ ‎3.(2020·孝感模拟)在2 L密闭容器中进行反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH>0,测得c(H2O)随反应时间(t)的变化如图。下列判断正确的是 (　　)‎ A.5 min时该反应的K值一定小于12 min时的K值 B.0～5 min内,v(H2)=0.05 mol·L-1·min-1‎ C.10 min时,改变的外界条件可能是减小压强 D.该反应混合气体的平均相对分子质量:5 min时小于12 min 时的 ‎【解析】选A。由图可知,10 min时H2O的浓度继续减小,反应向正反应方向移动,该反应正反应是吸热反应,所以10 min时改变的条件是升高温度。则5 min时该反应的K值一定小于12 min时的K值,A正确;根据图可知,前5 min内H2O的浓度由1.00 mol·L-1减小为0.50 mol·L-1,根据v==(1 mol·L-1-0.5 mol·L-1)÷‎ ‎5 min=0.1 mol·L-1·min-1,由化学计量数之比等于反应速率之比,则v(H2)=‎ ‎0.1 mol·L-1·min-1,B错误;依据题意可知该反应在2 L固定容积的容器中进行,‎ 9‎ 高考总复习 所以不可能减小压强。且由图可知,10 min时H2O的浓度继续减小,反应向正反应方向移动,该反应正反应是吸热反应,所以是升高温度,C错误;由方程式可知,该反应方程式前气体的平均相对分子质量为18、方程式后气体的平均相对分子质量为15。且12 min时平衡与5 min相比平衡正向移动了,所以该反应混合气体的平均相对分子质量:5 min时大于12 min 时的,D错误。‎ ‎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 (　　)‎ 9‎ 高考总复习 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pB、pC、pD,则有pC=pD>pB D.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1v(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pD=pB;C点温度高于D点,则有pC>pD,综上可得:pC>pD=pB,C错误。该反应的ΔH<0,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,由于T1K2,D错误。‎ ‎6.已知NH3催化氧化制备NO时发生竞争反应:‎ ‎①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)‎ ΔH1 =-905 kJ·mol-1 ;‎ ‎②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)‎ ΔH2 =-1 266.6 kJ·mol-1 。‎ 为分析催化剂的选择性,向1 L恒容密闭容器中通入1 mol NH3和2 mol O2,测得NO和N2的物质的量与温度的关系如图所示:‎ 下列有关该反应的说法错误的是 (　　)‎ A.两个反应只能在低温下自发进行 B.两个反应在化学热力学上趋势很大 C.该催化剂在840℃时主要选择反应①‎ D.NO的物质的量W点小于Z点的主要原因为W点温度更高,反应①正向进行程度小 9‎ 高考总复习 ‎【解析】选A。两个反应均为放热的熵增反应,任何条件均可自发进行,A项错误;两个反应均为放热很多的放热反应,在热力学上进行趋势很大,B项正确;由题给图象可知该催化剂在840℃时主要选择反应①,C项正确;在840℃后该催化剂主要选择反应①,由于反应①放热,W点温度更高,故反应①正向进行程度小,NO的物质的量小,D项正确。‎ ‎7.(2020·衡阳模拟)在催化剂作用下,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)达到平衡,测得甲醇的产率与反应温度、压强的关系如图所示。‎ ‎(1)分析图中数据可知,在220 ℃、5.0 MPa时,CO2的转化率为________。将温度降低至140 ℃、压强减小至2.0 MPa,CO2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎(2)200 ℃、2.0 MPa时,将a mol·L-1 CO2和3a mol·L-1 H2充入V L密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。根据图中数据计算所得甲醇的质量为________ g(用含a的代数式表示)。 ‎ ‎【解析】(1)220 ℃、5.0 MPa时甲醇的产率为25%,根据反应方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),可知CO2的转化率为25%。 由图可知,在 ‎140 ℃、2.0 MPa,甲醇产率大于25%,则CO2的转化率增大。(2)由图可知,在 ‎200 ℃、 2.0 MPa,甲醇产率为15%,起始时CO2(g)为aV mol,根据反应方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),甲醇的理论产量为aV mol,设生成CH3OH的量为x mol,CH3OH的产率=×100%=15%,x=0.15aV,CH3OH的质量为 ‎0.15aV mol×32 g·mol-1=4.8aV g。‎ 答案:(1)25%　增大　(2)4.8aV ‎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:‎ 9‎ 高考总复习 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。在恒温恒容的密闭容器中通入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t1时刻一定达到平衡状态的是________(填字母)。 ‎ 9‎ 高考总复习 ‎【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p1v(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=‎ 9‎ 高考总复习 ‎=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。‎ 9‎