内容正文:
化学平衡的计算
基础达标
1.(2023·浙江嘉兴高三统测)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法不正确的是( )
编号
表面
积/cm2
c(NH3)/(10-3 mol·L-1)
0 min
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80 min
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.由实验①、③可知催化剂表面积越大,反应速率越快,NH3的平衡转化率不变
B.由实验数据可知相同条件下,增加氨的浓度,该反应速率不一定增大
C.实验①、②达到平衡后,NH3的体积分数①<②
D.实验③达到平衡后,N2的体积分数约为22.7%
2.(2023·浙江绍兴阳明中学段考)T ℃时,向两个等容积的恒容密闭容器中,均以n(NO)∶n(H2)=1∶2充入NO与H2,发生如下反应:
反应1:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)
反应2:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
甲为绝热过程、乙为恒温过程,反应体系的压强随时间变化曲线如图所示,Z点时NO的转化率为80%。
下列说法错误的是( )
A.曲线Y代表乙容器
B.气体的总物质的量:nb>nc
C.若乙为恒温恒压过程,则平衡时NO的转化率小于80%
D.曲线Y从开始到Z点,用分压表示的H2消耗速率为0.14 kPa·min-1
3.(教材选择性必修1第二章第二节例题改编)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>0,在716 K时向密闭容器中充入一定量的HI气体,平衡时气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)为78%。测得v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系如图所示。
下列结论不正确的是( )
A.该反应的压强平衡常数Kp约为0.02
B.增大体系压强,平衡不发生移动,平衡常数Kp不变
C.温度降低,v(正)、v(逆)均减小,平衡向逆反应方向移动
D.温度升高,反应重新达到平衡时,图中表示平衡的点可能是A和D
4.(2023·浙江宁海知恩中学段考节选)利用“合成气”合成甲醇后,甲醇脱水制得二甲醚的反应为
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH,其速率方程式为v(正)=k正·c2(CH3OH),v(逆)=k逆·c(CH3OCH3)·c(H2O),k正、k逆为速率常数且只与温度有关。经查阅资料,上述反应平衡状态下存在计算式:ln Kc=-2.205+(Kc为化学平衡常数;T为热力学温度,单位为K)。
反应达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数 (填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
5.(2023·温州十校联合体联考节选)500 ℃时,向容积为2 L的密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2,模拟合成氨的反应,容器内的压强随时间的变化如下表所示:
时间/min
0
10
20
30
40
+∞
压强/MPa
20
17
15
13.2
11
11
(1)达到平衡时N2的转化率为 。
(2)用压强表示该反应的平衡常数Kp= MPa-2(Kp为用气体的分压表示的平衡常数,某气体的分压等于总压×该气体的物质的量分数)。
B组 综合提升
6.(2023·浙江磐安中学检测)在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1 CH4,在一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图,下列有关说法不正确的是( )
A.上述反应的ΔH<0
B.压强:p4>p3>p2>p1
C.1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64
D.压强为p4时,在y点:v(正)>v(逆)
7.(2023·浙江衢州一中段考)H2S分解的热化学方程式为2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH=a kJ·mol-1。向容积为1 L的恒容密闭容器中加入n(H2S)+n(Ar)=0.1 mol的混合气体(Ar不参与反应),测得不同温度(T1>T2)时H2S的平衡转化率随比值的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的a<0
B.平衡常数K(X)>K(Z)
C.平衡常数K(X)=0.012 5
D.维持Y点时n(H2S)不变,向容器中充入Ar气,H2S的平衡转化率减小
8.(教材选择性必修1第二章第二节练习与应用改编)在某催化剂作用下CO2和H2合成甲醇涉及以下反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g