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专题微练8 化学反应速率和化学平衡
选择题:每小题只有一个选项符合题意
1.反应A+BC分两步进行:反应①A+BX,反应②X C。反应过程中能量变化如图,下列说法正确的是 ( )
A.该反应为放热反应,ΔH=a-d
B.催化剂通过降低化学反应的焓变加快化学反应速率
C.升高温度,a、b、c、d的数值均会发生改变
D.该反应速率的快慢主要由反应②决定
解析 根据题图可知:反应物A和B的能量总和比生成物C的高,发生反应放出热量,故该反应为放热反应,ΔH=(a+c)-(d+b),A项不符合题意;催化剂通过改变反应途径,降低反应的活化能来加快化学反应速率,但该反应的焓变不变,B项不符合题意;升高温度,物质的内能发生改变,故a、b、c、d的数值均会发生改变,C项符合题意;反应的活化能越大,反应需消耗的能量就越高,反应就越难发生,根据题图可知,反应①的活化能较大,故该反应速率的快慢主要由反应①决定,D项不符合题意。
答案 C
2.某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3,如图所示:
已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。
下列说法不正确的是 ( )
A.气体温度升高后,不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后,平衡正移,有利于NO2的去除
C.制备HNO3的原理为2N2O4+O2+2H2O4HNO3
D.每制备0.4 mol HNO3,转移电子数约为6.02×1022
解析 二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,四氧化二氮的浓度减小,所以气体温度升高后,不利于四氧化二氮的固定,A项正确;四氧化二氮被固定后,四氧化二氮的浓度减小,二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度减小,所以四氧化二氮被固定后,有利于二氧化氮的去除,B项正确;由题意可知,被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为2N2O4+O2+2H2O4HNO3,C项正确;四氧化二氮转化为硝酸时,生成1 mol硝酸,反应转移1 mol电子,则每制备0.4 mol硝酸,转移电子数约为0.4 mol×6.02×1023 mol-1=2.408×1023,D项错误。
答案 D
3.在起始温度均为T ℃、容积均为10 L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1 mol N2O和4 mol CO,发生反应N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH<0。已知:k正、k逆分别是正、逆反应速率常数,v正=k正·c(N2O)·c(CO),v逆=
k逆·c(N2)·c(CO2),容器A、B中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.用CO的浓度变化表示曲线N在0~100 s内的反应速率为4×10-4mol·L-1·s-1
B.曲线N表示容器B中N2O的转化率随时间的变化关系
C.Q点时的v正大于P点时的v逆
D.T ℃时,=
解析 曲线N在100 s时N2O的转化率为10%,则N2O转化的物质的量为1 mol×10%=0.1 mol,0~100 s内,v(N2O)===1×10-4mol·L-1·s-1,由各物质分别表示的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比可知,v(CO)=1×10-4mol·L-1·s-1,A项错误;该反应为放热反应,随着反应的进行,绝热容器中体系温度升高,反应速率增大,达到平衡时间缩短,同时温度升高,反应平衡逆向移动,N2O的平衡转化率减小,故曲线M表示容器B中N2O的转化率随时间的变化关系,B项错误;由于Q点温度较高,v正(Q)>v正(P),由于反应正向进行,则v正(P)>v逆(P),所以Q点时的v正大于P点时的v逆,C项正确;容器A内温度恒为T ℃,平衡时N2O的转化率为25%,列三段式:
由于反应速率v正=k正·c(N2O)·c(CO),v逆=k逆·c(N2)·c(CO2),平衡时v正=v逆,则===,D项错误。
答案 C
4.硫及其化合物有着广泛的作用。硫元素具有多种化合价,在一定条件下能发生相互转化。不同温度下硫单质的状态和分子结构不同,S8环状分子的结构为。合理应用和处理含硫的化合物,在生产生活中有重要意义。利用甲烷可以除去SO3,反应为8SO3(g)+6CH4(g)S8(g)+6CO2(g)+12H2O(g)。下列说法正确的是 ( )
A.上述反应的ΔS<0
B.上述反应的化学平衡常数K=
C.及时分离出H2O(g),正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
D.上述反应中生成1 mol S8,转移电子的数目约为48×6.02×1023
解析 反应为气体分子数增大的反应,熵变大于零,A项错误;由方程式可知,上述反应的化学平衡常数K=,B项错误;及时分离出H2O(g),平