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专题集训(七) 化学反应速率与化学平衡
1.已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197.8 kJ·mol-1。下列说法正确的是( )
A.高温条件有利于该反应自发进行
B.该反应达到平衡状态时:2v=v
C.工业生产中选择400 ℃~500 ℃进行该反应是为了提高反应速率及原料的平衡转化率
D.该反应每生成1 mol SO3可释放98.9 kJ热量,工业上利用热交换器将放出的热量来预热反应前的原料气(SO2和O2),实现能量的循环利用
解析 D ΔH<0、ΔS<0,根据ΔH-TΔS<0,低温条件有利于该反应自发进行,故A错误;用不同物质表示的速率比等于系数比,任意状态时v=2v,故B错误;正反应放热,低温条件有利于平衡正向进行,工业生产中选择400° C~500 ℃进行该反应是为了提高反应速率,故C错误;该反应每生成1 mol SO3可释放98.9kJ热量,工业上利用热交换器将放出的热量来预热反应前的原料气(SO2和O2),实现能量的循环利用,故D正确。
2.下列关于“化学反应速率和化学平衡”的说法正确的是( )
A.在恒温恒容条件下,当N2O4(g)2NO2(g)达到平衡后,再充入一定量的Ar后,活化分子百分数减小,反应速率减慢
B.已知2Mg(s)+CO2(g) C(s)+2MgO(s) ΔH<0,则该反应能在高温下自发进行
C.某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(g)Y(g)+Z(g),一段时间后达到平衡,再加入一定量X,达新平衡后X的物质的量分数增大
D.对于反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)达平衡后,缩小容器体积,N2的浓度增大
解析 D 在恒温恒容条件下,当N2O4(g)2NO2(g)达到平衡后,再充入一定量的Ar后,活化分子数目不变,活化分子百分数不变,反应速率不变,故A错误;已知2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s) ΔH<0,该反应ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0分析,该反应能在低温下自发进行,故B错误;某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(g) Y(g)+Z(g),一段时间后达到平衡,再加入一定量X,可以理解为重新拿一个密闭容器,当达到平衡后和原平衡相同,再加入到同一个容器中,加压,由于该反应是等体积反应,平衡不移动,因此达新平衡后X的物质的量分数不变,故C错误;对于反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)达平衡后,缩小容器体积,N2的浓度增大,虽然平衡逆向移动,氮气浓度减小,但比原来的浓度大,故D正确。
3.在1 L的密闭容器中充入2 mol N2和7 mol H2,发生反应N2+3H2===2NH3,保持其他条件不变,相同时间内测得NH3的浓度与温度的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.a、c两点对应的压强 pa<pc
C.温度为T1时,N2的平衡转化率为50%
D.温度为T1时,再加入1 mol N2和1 mol NH3,平衡向正反应方向移动
解析 D b之前没有达到平衡,bc随温度的升高,NH3的浓度减小,平衡逆向移动,该反应是放热反应,故A正确;N2+3H22NH3,正向为气体体积减小的放热反应,c 点温度高,反应逆向进行,a、c两点对应的压强 pa<pc,故B正确;温度为T1时,生成2 mol NH3,说明反应的N2是1 mol,N2的平衡转化率为×100%= 50%,故C正确;
温度为T1时,再加入1 mol N2和1 mol NH3,
N2+3H22NH3
c始mol·L-1 2 7
c变mol·L-1 1 3 2
c平mol·L-1 1 4 2
Qc=>=K,反应逆向进行,平衡向逆反应方向移动,故D错误。
4.在一恒容密闭容器中充入NO、H2,发生反应:2NO+H2N2+2H2O。上述反应正反应速率方程:v正=k正cα·cβ(k正为正反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。某温度下,测得正反应速率与物质浓度的关系如下表所示:
实验
c(NO)/(mol/L)
c(H2)/(mol/L)
v正
①
0.10
0.10
k
②
0.20
0.10
4k
③
0.40
0.20
32k
下列说法错误的是( )
A.α=2
B.NO、H2的浓度对正反应速率的影响程度相等
C.升高温度,活化分子百分数增大,k正增大
D.其他条件不变,增大压强,k正不变
解析 B 将实验①②组的数据代入速率方程,得=α,解得α=2,A正确;由a=2,将实验①③组的数据代入速率方程,得=2×β,解得β=2,说明NO的浓度对速率的影响程度大于H2的,B错误;升高温度,更多分子吸收能量转化为活化分子,活化分子百分数增大,k