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微课精练(17) 化学反应速率与化学平衡
1.在容积为V L的恒温密闭容器中模拟工业合成氨。充入N2和H2的总物质的量为1 mol,容器内各组分的物质的量分数与反应时间t的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a表示N2物质的量分数的变化情况
B.0~t1 min,v(H2)= mol·L-1·min-1
C.t2 min时,NH3的分解速率小于其生成速率
D.t3 min时改变的条件可能为减小容器容积
解析:选B 加入的N2和H2的总物质的量为1 mol,由图可知,起始时N2和H2的物质的量分数都是50%,则加入N2和H2各0.5 mol,若反应过程中消耗x mol N2,则同时消耗3x mol H2,生成2x mol NH3,N2的物质的量分数=×100%=×100%=50%,即随反应进行,N2的物质的量分数始终为50%,A项正确;0~t1 min,设N2反应了y mol,则消耗3y mol H2,生成2y mol NH3,由图可知,t1 min时H2和NH3的物质的量分数相等,即0.5-3y=2y,解得y=0.1,则v(H2)= mol·L-1·min-1,B项错误;t2 min时,反应没有达到平衡,正反应速率大于逆反应速率,故NH3的分解速率小于其生成速率,C项正确;减小容器容积,压强增大,可促使合成氨反应正向进行,故H2的物质的量分数减小,NH3的物质的量分数增大,D项正确。
2.已知化学反应:NO2+CONO+CO2,①当t<250 ℃时,v=k·c2(NO2),②当t>250 ℃时,v=k·c(NO2)·c(CO)。以上两式中v为反应速率,k为速率常数(一定温度下为定值)。下列叙述正确的是( )
A.当NO2和CO的浓度相等时,升高或降低温度,反应速率不变
B.因反应前后气体分子数目不变,故改变压强反应速率不变
C.增大NO2的浓度为原来的2倍,反应速率一定变为原来的4倍
D.当温度低于250 ℃时,改变CO的浓度,反应速率基本不变
解析:选D 升高温度,反应速率加快,降低温度,反应速率减慢,A项错误;该反应前后气体分子数目不变,改变压强,平衡不移动,但反应速率对应改变,B项错误;增大NO2的浓度为原来的2倍,若t>250 ℃,根据v=k·c(NO2)·c(CO)可知,反应速率变为原来的2倍,C项错误;当温度低于250 ℃时,根据v=k·c2(NO2)可知,一定温度下,反应速率只与c(NO2)有关,改变CO的浓度,反应速率基本不变,D项正确。
3.在一定温度下,BaSO4和C在一密闭容器中进行反应:BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO(g),CO的平衡浓度的对数与温度的倒数的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.Q点BaSO4的消耗速率小于生成速率
B.该反应的ΔH>0
C.温度是 K时,反应的平衡常数为104
D.温度不变,将R点状态的容器体积扩大,重新达到平衡时,气体的压强减小
解析:选D 由图可知,Q点时CO浓度大于平衡浓度,则反应逆向进行,硫酸钡的消耗速率小于生成速率,A项正确;升高温度,CO的平衡浓度增大,故该反应为吸热反应,ΔH>0,B项正确;T为 K即为3×10-4K-1时,lg =1,c(CO)=10 mol·L-1,此时该反应的平衡常数K=c4(CO)=104,C项正确;温度不变,平衡常数不变,则将R点状态的容器体积扩大,重新达到平衡时,一氧化碳的浓度不变,气体的压强不变,D项错误。
4.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料,2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的反应速率v=v正-v逆=k正·x2(SiHCl3)-k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数。采用大孔弱碱性阴离子交换树脂作催化剂,在323 K和343 K时 SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应的正反应活化能大于逆反应活化能
B.a、b处反应速率大小:va>vb
C.温度一定时,使用更优质的催化剂可使k正、k逆增大,k正与k逆的比值增大
D.343 K时反应的平衡常数K=
解析:选C 根据图可知,其他条件相同,343 K时SiHCl3的转化率较323 K大,说明温度升高有利于SiHCl3的转化,平衡向正反应方向移动,即正反应为吸热反应,2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的正反应活化能大于逆反应活化能,故A正确;a点为343 K,b点为323 K,温度升高,反应速率加快,故343 K时反应速率较快,va >vb,故B正确;使用催化剂,加快反应速率,但是不影响平衡,故k正、k逆均增大,且比值不变,故C错误;根据图可知,343