内容正文:
增分微练(八) 化学反应速率和化学平衡图像
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1的v-t图像如图1所示,若其他条件不变,只是在反应前增大容器体积使压强减小,则其v-t图像如图2所示。下列说法正确的是 ( )
①a1>a2 ②a1<a 2 ③b1>b2 ④b1<b2 ⑤t1>t2 ⑥t1=t2 ⑦t1<t2 ⑧两图中阴影部分面积相等 ⑨图2阴影部分面积更大 ⑩图1阴影部分面积更大
A.①③⑦⑧ B.①③⑤⑧
C.②④⑦⑨ D.①③⑦⑩
解析 增大容器体积,反应物和生成物的浓度均减小,则a1>a2、b1>b2;压强减小,反应达到平衡所需时间变长,则t1<t2;因化学方程式两边气态物质的物质的量相等,化学平衡不移动,但反应物和生成物的浓度均减小,则题图1阴影部分面积更大,故①③⑦⑩正确。
答案 D
2.(2023·镇江模拟)以丙烯、氨气和空气(空气中O2体积分数约为20%)为原料,在催化剂条件下生产丙烯腈(CH2CHCN)的过程中会同时生成副产物丙烯醛,发生的主要反应如下:
C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)
CH2CHCN(g)+3H2O(g)
C3H6(g)+O2(g)CH2CHCHO(g)+H2O(g)
在恒压、460 ℃时,保持丙烯和氨气的总进料量和空气的进料量均不变,丙烯腈和丙烯醛的平衡产率随进料气中的比值变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.图中曲线a表示丙烯腈的平衡产率随比值的变化
B.增大压强有利于提高反应速率和丙烯腈的平衡产率
C.使用合适的催化剂可以使丙烯腈的平衡产率达到100%
D.由图可知,原料氨气、丙烯和空气的理论最佳进料体积比为2∶2∶3
解析 增大氨气的量,可促进丙烯的转化,丙烯腈的平衡产率增大,则曲线a表示丙烯腈的平衡产率随比值的变化,故A项正确;增大压强使C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)CH2CHCN(g)+3H2O(g)逆向移动,则丙烯腈的平衡产率减小,故B项错误;催化剂不影响平衡移动,则使用合适的催化剂,平衡产率不变,且丙烯腈的平衡产率一定小于100%,故C项错误;由C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)CH2CHCN(g)+3H2O(g)可知原料氨气、丙烯和氧气的理论最佳进料体积比为2∶2∶3,氧气占空气体积的,故D项错误。
答案 A
3.(2023·六安模拟)0.1 MPa时,向一密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2,2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度c的变化如图,下列叙述不正确的是 ( )
A.该反应的ΔH<0
B.曲线b代表H2O
C.M点和N点所处状态下c(H2)不一样
D.保持其他条件不变,T1 ℃、0.2 MPa下反应达到平衡时,c(H2)比M点对应的c(H2)大
解析 由题图可知,温度越高,氢气的浓度越大,说明平衡逆向移动,则该反应是放热反应,ΔH<0,故A项正确;由题图可知,温度越高,氢气的浓度越大,则C2H4和H2O浓度减小,则b、c代表生成物,根据方程式可知,H2O化学计量数比C2H4大,则曲线b代表H2O,故B项正确;M、N点在相同温度下,M点代表氢气的浓度,N点代表乙烯的浓度,M和N为同一状态,M点和N点所处状态下c(H2)一样,故C项错误;其他条件不变,0.2 MPa相对0.1 MPa,增大了压强,体积减小,c(H2)增大,反应达平衡时,c(H2)比M点对应的c(H2)大,D项正确。
答案 C
4.(2023·扬州模拟)甲醇——水蒸气重整法所得氢气是电动汽车燃料电池的理想氢源。反应的热化学方程式如下:反应Ⅰ CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1=+49 kJ·mol-1;反应Ⅱ CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH2。CO会损害燃料电池的交换膜。在压强、CH3OH和H2O的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下,CH3OH的转化率、H2的产率和CO的物质的量如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下达到平衡状态时的变化)。已知:CO的选择性=×100%。下列说法正确的是 ( )
A.ΔH2<0
B.210 ℃升温至270 ℃时,反应Ⅰ的活化能增大
C.温度升高,反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ增加的更多
D.温度升高,n(CO)的实际值与平衡值相差越来越大,原因是催化剂对CO的选择性升高
解析 由题图可知,随着温度的升高,CO的物质的量增大,说明升高温度,反应Ⅱ正向移动,则反应Ⅱ为吸热反应,ΔH2>0,故A项错误;升高温度可以增加活化分子百分数,从而加快反应速率,但不能改变反应的活化能,则210 ℃升温至270 ℃