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专题8 化学反应速率和化学平衡
第一部分 专题通关练
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1.密闭容器中反应:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数增大
B.选择合适的催化剂可以提高乙醇的平衡产率
C.压缩体积可增大单位体积活化分子百分数
D.分离出CH3CH2OH和H2O可提高H2的转化率
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容器 反应条件 起始物质的量/mol 达到平衡所用时间/min 达到平衡过程中的能量变化
X2 Y2 XY3
① 恒容 1 3 0 10 放热0.1a kJ
② 恒压 1 3 0 t 放热b kJ
2.相同温度下,分别在起始体积均为1 L的两个密闭容器中发生反应:X2(g)+3Y2(g) 2XY3(g) ΔH=-a kJ/mol,实验测得反应的有关数据如下表。
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下列叙述正确的是( )
A.对于上述反应,①、②中反应的平衡常数K的数值不同
B.①中:从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)=0.1 mol/(L·min)
C.②中:X2的平衡转化率小于10%
D.b>0.1a
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解析 ①、②中反应温度相同,平衡常数K的数值相同,A错误;①中反应放热0.1a kJ,说明10 min内X2反应了0.1 mol,物质的量浓度改变量为0.1 mol/L,所以其平均速率为v(X2)=0.01 mol/(L·min),B错误;据容器①中数据,可算出X2的平衡转化率为10%,容器②中是恒温恒压,容器①中是恒温恒容,容器②相当于在容器①基础上加压,加压平衡右移,所以X2的转化率大于10%,放出的热量大于0.1a kJ,C错误,D正确。
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3.利用I2O5可消除CO污染,其反应原理为
I2O5(s)+5CO(g) 5CO2(g)+I2(s)。在不同温
度(T1、T2)下,向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭
容器中通入2 mol CO,测得反应体系中CO2的体积
分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.由图分析可知T1>T2
B.温度为T2时,0~0.5 min内,用CO表示的该反应的平均反应速率v(CO)=0.6 mol·L-1·min-1
C.b点时,CO的转化率为80%
D.反应达到平衡后,保持温度不变,将CO2从反应体系中移走可提高CO的转化率
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4.二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”,T K时,将1 mol二甲醚引入一个抽空的150 L恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g) CH4(g)+H2(g)+CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表:
(1)由表中数据计算:0~6.5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=_____________________(结果保留三位有效数字),反应达平衡时,二甲醚的分解率为________,该温度下平衡常数K=____________。
反应时间t/min 0 6.5 13.0 26.5 52.6 ∞
气体总压p总/kPa 50.0 55.0 65.0 83.2 103.8 125.0
5.13×10-5 mol/(L·min)
75%
7.5×10-5
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(2)若升高温度,CH3OCH3的浓度增大,则该反应为________反应(填“放热”或“吸热”),要缩短达到平衡的时间,可采取的措施有________________、______________________________。
放热
改进催化剂
增大反应物浓度(答案合理即可)
解析 (1)6.5 min时设反应的CH3OCH3的物质的量为x mol,则反应的三段式为
CH3OCH3(g) CH4(g)+H2(g)+CO(g)
起始量(mol) 1 0 0 0
变化量(mol) x x x x
6.5 min时量(mol) 1-x x x x
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1.(2022·浙江6月选考)恒温恒容的密闭容器中