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化学平衡常数及转化率的计算
一、单选题(共15题)
1.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,目前工业上用氢气和氮气直接合成氨:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。T℃时,在2L恒容密闭容器中加入1.2molN2和2molH2模拟一定条件下工业固氮,体系中n(NH3)随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.2min内NH3的平均反应速率为0.1125mol∙L−1∙min−1
B.T℃时,从2min到4min,反应的平衡常数增大
C.容器内压强不再变化说明反应达到平衡,且2υ正(H2)=3υ逆(NH3)
D.T℃时,该反应的平衡常数为6.25L2∙mol−2
2.天然气脱硝的反应原理为 。在1L恒容密闭容器中充入3mol(g)和2mol(g)发生上述反应,平衡时、的物质的量分数与温度的关系如图所示,N点表示410K时的物质的量分数。下列说法正确的是
A.上述反应的正反应是吸热反应
B.443K时,和的平衡转化率相等
C.N点的正反应速率大于逆反应速率
D.443K时该反应的平衡常数K为4
3.与重整是利用的研究热点之一,该重整反应体系主要涉及以下反应,且1300K以上会产生积碳现象。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ: (该反应只在高温下自发)
在一定压强和催化剂的条件下,将等物质的量的和通入重整反应器中,平衡时,、的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.
B.加入催化剂,可提高的平衡转化率
C.平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是b
D.温度高于1300K后,曲线d超过曲线c的可能原因是升高温度有利于反应Ⅲ进行,导致的转化率大于的转化率
4.在体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应: 。测得CO2和H2的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.平衡时的转化率为75%
B.平衡后充入惰性气体,平衡向正向移动
C.该条件下,第9 min时大于第3 min时
D.混合气体的密度不随时间的变化而变化,则说明上述反应达到平衡状态
5.在催化剂的作用下,氢气还原的过程中可同时发生反应①②。
①
②
在恒温恒容密闭容器中,充入一定量的及,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压的部分数据如下表所示。
总压
起始
0.5
0.9
0
0
0
1.4p
平衡
m
0.3
p
下列说法正确的是
A.反应①任意温度下均能自发进行
B.恒温恒容下,再充入和,反应①平衡右移,反应②平衡不移动
C.
D.反应②的平衡常数
6. 含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气,该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一,工业上以为原料可制得、、、和等。在催化剂作用下,通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可逆反应,热化学方程式为 。对于反应,下列说法正确的是
A.上述反应
B.上述反应平衡常数
C.其他条件相同,增大,的转化率减小
D.上述反应中消耗,转移电子的数目为
7.氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨气和氧气为原料,利用“氨催化氧化法”生产NO,在Pt-Rh合金催化剂作用下,发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ:
Ⅰ.4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(g)
现将1 mol NH3、2 mol O2充入1L恒容密闭容器中,在上述催化剂作用下,反应相同时间内,生成物的物质的量随温度变化曲线如图所示:
已知:有效转化率=×100%
下列说法不正确的是
A.该催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好
B.520℃时,NH3的有效转化率约为66.7%
C.工业上氨催化氧化生成NO时,最佳温度应控制在840℃左右
D.高于400℃,n(N2)随温度升高而下降可能是反应Ⅱ的平衡逆向移动导致
8.在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)2H2O(g) +N2(g),N2的瞬时生成速率v=k·cm(H2)c2 (NO)。控制NO起始浓度为0.5 mol/L,N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示,下列说法正确的是
A.由题可知,该反应的速率常数k为15
B.随着H2起始浓度增大,该反应平衡常数增大
C.达平衡后,H2和NO的浓度均增加一倍,则NO转化率减小
D.H2起始浓度0.2 mol/L,某时刻NO的浓度为0.4 mol/L,则N2的瞬时生成速率为0.24 mol/L
9.在PdCl2-CuCl2做催化剂和适宜的温度条件下,用O2将HCl氧化为Cl2:4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl