专题2 化学反应速率与化学平衡 复习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-06-29
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内容正文:
专题2《化学反应速率与化学平衡》复习题
一、单选题
1.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们缓慢起反应生成氮气和二氧化碳,即:2NO+2CO2CO2+N2,对此反应下列叙述正确的是
A.使用催化剂不改变反应速率 B.降低压强,逆反应速率增大
C.升高温度能加快反应速率 D.压强对该反应无影响
2.已知反应2X(g)+Y(g)2Z(g),某研究小组将4molX和2molY置于一容积不变的密闭容器中,测定不同时间段内X的转化率,得到的数据如表,下列判断正确的是
t(min)
2
4.5
5
6
X转化率
30%
40%
70%
70%
A.随着反应的进行,混合气体的密度不断增大
B.反应在5.5min时,v正(X)=v逆(Z)
C.6min时,容器中剩余1.4molY
D.其他条件不变,充入氩气,使容器压强增大,则反应速率加快
3.下列说法正确的是
A.放热反应均是自发反应
B.2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知△H>0,△S<0则一定不能自发进行
C.物质的量增加的反应,△S为正值
D.H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深,能用勒夏特列原理解释
4.下列说法正确的是
A.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.常温下,反应不能自发进行,则该反应的
D.反应能自发进行,则该反应的
5.在一定条件下,将和通入恒容密闭容器中进行反应,容器中发生两个反应和。在不同温度下,测得平衡时体系中、、的物质的量与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线代表的物质的量与温度的关系
B.的平衡常数:点点
C.点时的反应速率:
D.时,随着温度升高,的体积分数不断增大
6.T℃时,在0.5 L的密闭容器中,气体A与气体B反应生成气体C,反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是
A.10 s时反应生成了0.4 mol C
B.该反应进行到10 s时,消耗了0.1 mol A
C.该反应的化学方程式为3A+B=2C
D.10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
7.臭氧分解反应中的消耗速率可表示为 (k为常数,仅与温度有关),恒温密闭容器中投入一定量,一段时间后达到化学平衡状态,下列说法正确的是
A.平衡时有
B.体积不变,向平衡体系中充入,再次达到平衡,的体积分数变大
C.体积不变,分离出时,的消耗速率不发生变化
D.压强不变,充入气体,平衡将不发生移动
8.在一个容积不变的密闭容器中发生反应:,已知:。若该反应在恒温(830℃)、恒容的密闭体系中进行,830℃时测得的下列数据中,不可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据的是
A.t时刻及其前后、、、的浓度
B.t时刻,、、、的浓度
C.t时刻及其前后容器中的压强
D.t时刻,消耗的速率与生成的速率
9.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:,温度、下X的物质的量浓度c(x)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述不正确的是
A.该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量
B.下,在时间内,
C.M点的正反应速率大于N点的逆反应速率
D.M点时再加入一定量的X,平衡后X的转化率增大
10.将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:。平衡时的关系如图所示。下列说法正确的是
A.当容器中时,说明该反应处于平衡状态
B.由图可知,此反应随着温度升高,反应速率增大,平衡常数减小
C.660K时,该反应的平衡总压、平衡常数
D.升高温度,上述容器中进一步发生反应,平衡时
11.在改变下列条件能使反应物中单位体积内活化分子数和活化分子百分数同时减小但反应的活化能不变的是
A.减小反应物的浓度 B.降低温度 C.使用负催化剂 D.移去生成物
12.恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:,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/
时间/min
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.实验①,0~20min,
B.实验②,60min时处于平衡状态,x<0.2
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.实验①达平衡时氨气浓度为
二、填空题
13.聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯,其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式为:CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l),已知v正=k正x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH),v逆=k逆x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH),其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的物质的量分数。
反应开始时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得348K、343K、338K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如下图所示。
该醇解反应的ΔH 0(填>或<)。348K时,以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx= (保留2位有效数字)。在曲线①、②、③中,k正-k逆值最大的曲线是 ;A、B、C、D四点中,v正最大的是 ,v逆最大的是 。
14.已知:N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+52.70kJ·mol-1
(1)在恒温、恒容的密闭容器中,进行上述反应时,下列描述中,能说明该反应已达到平衡的是 。
A.v正(N2O4)=2v逆(NO2)
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(2)t℃恒温下,在固定容积为2L的密闭容器中充入0.054molN2O4,30秒后达到平衡,测得容器中含n(NO2)=0.06mol,则t℃时反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数K= 。若向容器内继续通入少量N2O4,则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),再次达到平衡后NO2的体积分数 原平衡时NO2的体积分数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)取五等份NO2,分别加入到温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)N2O4(g)。反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其百分含量随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是 。
15.已知下列两个反应:
反应I :CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
反应II :CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2
反应I的化学平衡常数K1与温度的关系如下表所示:
T/K
500
750
1000
1300
K1
0.4
0.64
1
1.5
请回答下列问题:
(1)若反应II的化学平衡常数为K2,则500K时,K2= 。
(2)反应I的ΔH1 (填“>”、“<”或“=”)0,若压缩容器体积,H2的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变)。
(3)温度为750 K时,向某恒容密闭容器中通入一定量的CO和H2O进行反应II,下列能判断反应II已达到平衡的依据是___________(填标号)。
A.容器中的压强不再改变
B.混合气体的密度不再改变
C.每断裂1 mol H-H键,同时断裂2 mol H-O键
D.c(CO2)∶c(H2)∶c(CO)∶c(H2O)=5:5:4:4
(4)向容积为5L的绝热恒容密闭容器中通入0.5molCO2和0.3mol H2进行反应I,0.5min时反应达到平衡,此时CO2的转化率为37.5%,则0~0.5min内,该反应的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1,该反应起始温度T为 (填具体数值或范围 )。
16.在一定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g),充分反应,达到平衡时,CO2的转化率为 。
17.Ⅰ.汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。(g)和 (g)反应生成 NO(g)过程中的能量变化
(1)1 mol 和1 mol 完全反应生成NO会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
Ⅱ.将等物质的量的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)(正反应放热),反应经过5分钟测得碘化氢的浓度为0.5mol/L,碘蒸气的浓度为0.25mol/L。请填写以下空白:
(2)v(HI)= ;v(H2)= ;H2的起始浓度= 。
(3)若上述反应达到平衡时,则平衡浓度c(HI)、c(I2)、c(H2)的关系是 (填“相等”、“2∶1∶1”或“均为恒量”)。
18.Ⅰ.某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验:
实验序号
反应温度
Na2S2O3浓度
稀硫酸
H2O
反应结束时间
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
min
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
t1
②
40
V1
0.10
10.0
0.50
V2
t2
③
20
10.0
0.10
4.0
0.50
V3
t3
(1)硫代硫酸钠与稀硫酸反应的化学方程式为 。
(2)该反应速率的快慢可通过观察 来判断。
(3)计算实验①中ν(Na2S2O3)=
(4)该实验中此V1是 。实验①、③可探究 对反应速率的影响,因此V3是 。
Ⅱ.在恒温时,向某密闭容器中通入2mol X和1mol Y气体,发生如下反应:2X (g)+Y(g)2Z(g),压强一定时,测得在平衡时Z的体积分数为0.4,10min反应达平衡。
(5)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入4mol X(气)、2mol Y(气),达到平衡,则Z的体积分数为 ;平衡时,气体的总物质的量是 ;X的转化率为 ;
(6)若保持恒温恒容,起始物质的量相同,则平衡后,Z的体积分数为 0.4,达平衡的时间 10min。(填“>”“<”或“=”)
19.在一定条件下,可逆反应mA+nBpC达到平衡,若:
(1)A、B、C都是气体,减小压强,平衡正向移动,则m+n和p的关系是 。
(2)A、C是气体,增加B的量,平衡不移动,则B为 。
(3)A、C是气体,而且m+n=p,增大压强可使平衡发生移动,则平衡移动的方向是 。
(4)加热后,可使的质量增加,则正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
三、计算题
20.“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一, CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
I:CH4(g) + CO2(g)⇌2CO(g) + 2H2(g) ΔH = +247 kJ·mol−1
Ⅱ:CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g) ΔH = +41 kJ·mol−1
请回答下列问题:
恒温恒压条件下,1mol CH4(g)和1mol CO2 (g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为,H2O (g)的物质的量为bmol,则反应I的平衡常数Kx = (写出含有α、b的计算式;对于反应mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g),,x为物质的量分数)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.使用催化剂,能够改变反应途径,降低反应的活化能,使反应在较低温度下进行,有更多的普通分子变为活化分子,因而能加快化学反应速率,A错误;
B.降低压强,反应物、生成物的浓度都减小,因而正、逆反应速率也都减小,B错误;
C.升高温度,物质的内能增大,活化分子数增多,分子之间有效碰撞次数增大,能加快反应速率,C正确;
D.该反应有气体参加反应,因此改变压强会影响化学反应速率,D错误;
故合理选项是C。
2.B
【分析】由表格中数据可知,5 min时达到平衡,X的转化率为70%,则反应的的三段式为:
【详解】A.混合气体的质量不变,容积不变的密闭容器,则气体体积不变,由ρ=可知,密度始终不变,A错误;
B.平衡时,不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,则反应在5.5 min时,V正(X)= V逆(Z),B正确;
C.6 min时物质的量不再发生变化,与5 min时相同,则6 min时,容器中剩余0.6molY,C错误;
D.充入“惰性气体”,引起总压强增大,但浓度不变,反应速率不变,D错误;
故选B。
3.B
【详解】A.△G=△H-T△S<0的反应可自发进行,放热反应不一定为自发进行的反应,与焓变和熵变有关,A错误;
B.△G=△H-T△S<0的反应可自发进行,当△H>0,△S<0时,△G>0,反应一定不能自发进行,B正确;
C.对于有气体参加的反应,气体体积增大的反应,△S为正值,不能简单分析物质的量增加,需排除固体和液体的化学计量数,C错误;
D.H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深,与浓度增大有关,平衡不移动,则不能用勒夏特列原理解释,D错误;
答案选B。
4.C
【详解】A.焓变是影响反应自发性的一个因素,但不是唯一因素;放热反应不一定都能自发进行,故A错误;
B.焓变是影响反应自发性的一个因素,但不是唯一因素;熵增的反应易发生,自发反应的熵不一定增大,非自发反应的熵不一定减小,故B错误;
C.反应的,常温下不能自发进行,则该反应的,故C正确;
D.反应的,能自发进行,则该反应的,故D错误;
选C。
5.A
【分析】根据题意,2NO+O2⇌2NO2为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡时NO2的物质的量减小,NO和O2的物质的量增大,且NO和O2的物质的量增加之比为2∶1,故曲线a、b、c分别代表NO、O2、NO2的物质的量与温度的关系,据此解题。
【详解】A.2NO+O2⇌2NO2为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡时NO2的物质的量减小,故A正确;
B.该反应为放热反应,平衡常数随温度升高而减小,则2NO+O2⇌2NO2的平衡常数:x点>y点,故B错误;
C.y点时反应处于平衡状态,则反应速率:v(正)=v(逆),故C错误;
D.400~1200℃时,随着温度升高,反应2NO2(g)⇌N2O4(g)平衡逆向移动,N2O4的体积分数不断减小,故D错误;
故选A。
6.B
【详解】A.根据图示可知在10 s时C的浓度改变了0.4 mol/L,由于容器的容积是0.5 L,则10 s时反应生成C的物质的量n(C)= 0.4 mol/L ×0.5 L=0.2 mol,A错误;
B.该反应进行到10 s时,A的浓度减少0.2 mol/L,由于容器的容积是0.5 L,则消耗A的物质的量n(A)=0.2 mol/L×0.5 L= 0.1 mol,B正确;
C.在10 s后A、B、C三种物质的浓度改变了0.2 mol/L、0.6 mol/L、0.4 mol/L,物质改变的浓度比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比,此时物质的浓度不再发生变化,则反应的化学方程式为:A+3B2C,C错误;
D.在10 s时用B的浓度变化表示的反应速率v(B)=,D错误;
故合理选项是B。
7.A
【详解】A.根据反应进行中反应速率之比等于化学计量数之比,即,,平衡时当然也存在,故A正确;
B.该反应为分子数增大的反应,体积不变,向平衡体系中充入,体系压强增大,平衡逆向移动含量减少,再次达到平衡,的体积分数减小,故B错误;
C.体积不变,分离出时,根据的消耗速率表达式,,的消耗速率会随着的浓度减小而增大(改变生成物的浓度暂时对正反应速率没有影响仅适用于基元反应或速率方程与生成物无关的反应,显然这个反应不适用),故C错误;
D.压强不变,充人气体 Ne ,容器体积将增大,平衡将正向移动,故D错误;
故选A。
8.C
【详解】A.对比t时刻及其前后、、、的浓度,当、、、的浓度不再变化的时候,说明达到化学平衡状态,A错误;
B.知道t时刻、、、的浓度,可计算出Qc,根据计算结果与的关系可判断是否达到化学平衡状态,即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据,B错误;
C.该反应在反应过程中压强一直不变,测定t时刻及其前后容器中的压强无法判断是否达到化学平衡状态,即不可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据,C正确;
D.t时刻,消耗的速率是正反应方向的速率,生成的速率是逆反应方向的速率,若消耗的速率与生成的速率相等时,说明反应达到化学平衡状态,即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据,D错误;
故答案选C。
9.B
【详解】A.根据图象可知W点消耗的X的物质的量大于M点消耗X的物质的量,因此根据热化学方程式可知W点放出的热量多,故A正确;
B.T2下,在0~t1时间内X的浓度减少了(a-b)mol/L,则根据方程式可知Y的浓度增加了,反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,所以Y表示的反应速率为,故B错误;
C.根据图象可知,温度为T1时反应首先达到平衡状态。温度高反应速率快,到达平衡的时间少,则温度是T1>T2。M点温度高于N点温度,且N点反应没有达到平衡状态,此时反应向正反应方向进行,即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率,因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,故C正确;
D.由于反应前后均是一种物质,因此M点时再加入一定量的X,则相当于是增大压强,正反应是体积减小的可逆反应,因此平衡向正反应方向移动,所以X的转化率升高,故D正确;
故选B。
10.C
【详解】A.根据反应的化学方程式可知,生成的和的物质的量始终相同,所以二者的分压从反应开始到平衡始终是相同的,则不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.由图可知,随着温度升高,数值越来越大,则说明该反应是吸热反应,温度升高,反应速率增大,平衡常数增大,故B错误;
C.由图可知,660K时,=1.5,该反应的平衡总压,则=1.5,平衡常数,故C正确;
D.从反应可知,每消耗2mol转化成2mol和1molO2,本来二者是相等的,由于发生了该反应,导致容器中的比多,则平衡时多出的那部分就是分解生成的,多出多少摩尔,就有mol分解,则分解生成的O2的物质的量为,则,故D错误;
答案C。
11.B
【详解】A.减小反应物的浓度,只能减小活化分子数,不能减小活化分子百分数,故A不选;
B.降低温度既能减小活化分子数,又能减小活化分子百分数,但活化能不变,故B选;
C.使用负催化剂要增大反应的活化能,故C不选;
D.移去生成物,活化分子数目减少,活化分子百分数不变,故D不选。
答案选B。
12.C
【详解】A.实验①中,0~20min,氨气浓度变化量为,,A正确;
B.催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡移动,实验③中氨气初始浓度与实验①中一样,实验③达到平衡时氨气浓度为,则实验①达平衡时氨气浓度也为,而恒温恒容条件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,因此实验②处于平衡状态时,由表格数据可知,三个实验均是匀速的,实验②中20min内减少,又因该反应为可逆反应,不能反应完全,则60min时实验②处于平衡状态,x<0.2,B正确;
C.实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍,实验①、实验②中0~20min、20~40min氨气浓度变化量都是,C错误;
D.由B选项的分析可知实验①达到平衡时氨气浓度为,D正确;
故选C。
13. > 3.2 ① A C
【详解】根据图像可得,化学反应速率顺序为①>②>③,说明①对应的是最高温度348K,温度升高,平衡时转化率增大,说明正向是吸热的,所以ΔH>0;348K时,设初始投入己醇和乙酸甲酯各为1mol,该反应为反应前后物质的量不变的反应,这反应后混合物的总物质的量为2mol,则有:
平衡时化合物的总物质的量为:n(总)=0.36mol+0.36mol+0.64mol+0.64mol=2mol,则x(CH3COOCH3)=x(C6H13OH)==0.18,x(CH3COOC6H13)=x(CH3OH)= =0.32,带入平衡常数表达式:Kx==3.2;k正、k逆是温度的函数,根据平衡移动的规律,k正受温度影响更大,因此温度升高,k正增大的程度大于k逆,因此,值最大的曲线是①;根据v正=k正x(CH3COOCH3)•x(C6H13OH),v逆=k逆x(CH3COOC6H13)•x(CH3OH),A点x(CH3COOCH3) •x(C6H13OH)大,温度高,因此A点v正最大,C点x(CH3COOC6H13) •x(CH3OH)大且温度高,因此C点v逆最大。
14. BD 0.075mol·L-1 向正反应方向 小于 BD
【分析】(1)根据平衡标志判断;
(2)K= ;增大反应物的浓度平衡正向移动;
(3)该反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以反应达到平衡后,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大;
【详解】(1)A.反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,所以2v正(N2O4)=v逆(NO2)时,反应不平衡,故不选A;
B. 反应前后气体物质的量不同,根据,平均相对分子质量是变量,若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化,反应一定达到平衡状态,故选B;
C. 根据,反应在恒容的密闭容器中进行,密度是恒量,容器中气体的密度不随时间而变化,反应不一定达到平衡状态,故不选C;
D. 反应前后气体物质的量不同,分子数是变量,容器中气体的分子总数不随时间而变化,一定达到平衡状态,故选D。
答案选BD。
(2)
K==0.075mol·L-1;增大反应物的浓度平衡正向移动,若向容器内继续通入少量N2O4,则平衡向正反应方向移动;再次达到平衡,相当于加压,N2O4转化率减小,NO2的体积分数小于原平衡时NO2的体积分数;
(3)A.该反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大,故A错误;
B.若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2的百分含量随温度升高而升高,故B正确;
C.该反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大,故C错误;
D.若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在D图中转折点为平衡状态,转折点左侧为未平衡状态,右侧为平衡状态,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故D正确。
答案选BD。
15.(1)2.5
(2) > 不变
(3)CD
(4) 0.075 T>1000K
【详解】(1)反应I的,反应II的,所以在相同温度下,K1•K2=1,故500℃的,所以本问应填“2.5”;
(2)随着温度的上升,反应I的K1值增大,平衡正向移动,说明反应I正向反应是吸热反应,所以本问第一空应填“>”;根据反应方程式,反应物气体系数和与生成物气体系数和相等,故增压、减压平衡不移动,所以H2转化率不变,所以本问第二空应填“不变”;
(3)A.反应II与反应I相同,反应物气体系数和生成物气体系数和相同,所以反应过程中气体总的物质的量不变,所以容器压强始终不变,不能判断平衡是否建立,描述错误,不符题意;
B.气体总质量与气体总物质的量均不变,所以气体平均密度始终不变,不能用于判断平衡是否建立,描述错误,不符题意;
C.每断裂1molH—H键,表示有1molH2分解,同时断裂2molH—O键,表示同时有1molH2O分解,所以正反应速率与逆反应速率相等,说明平衡达到,描述正确,符合题意;
D.将浓度关系数据代入,计算数据为750℃的环境下,所以这组浓度关系确实是反应达到平衡时的一组浓度数据,描述正确,符合题意;
综上,本问应选填“CD”;
(4)根据题目所给信息,平衡时CO2转化的物质的量是0.5mol×37.5%=0.1875mol,结合其它数据代入三段式得:
解1:,所以本问第一空应填“0.075”;
解2: ,故平衡时反应容器温度为1000K,根据前项分析该反应正向是吸热反应,反应容器又是绝热容器,故反应起始温度应高于平衡温度,所以本问第二空应填“T>1000K”。
【点睛】第三问D选项要注意,一般进行化学平衡标志的判定时,对于“反应体系各物质浓度呈系数比或相等”这类命题我们给出的结论是这些大概率是错误命题,但有特例就是将浓度数据代入平衡常数计算式,计算出的数据刚好是该温度下平衡常数值的时候,那这一组浓度数据即可表示平衡达到;故千万要仔细,不要遇到浓度值为定比时就轻易判定为伪命题。
16.(1)
(2)吸热
(3) 830 50%
【分析】从表中数据可知温度越高,化学平衡常数越大,说明升高温度,平衡正向移动,正反应为吸热反应。
【详解】(1)根据反应方程式得到该反应的化学平衡常数表达式;故答案为:;
(2)从表中数据可知温度越高,化学平衡常数越大,说明升高温度,平衡正向移动,正反应为吸热反应,故答案为:吸热;
(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),,因此该温度为830℃;该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g),充分反应,达到平衡时消耗二氧化碳,列三段式,,解得,CO2的转化率为,故答案为:830;50%。
17.(1) 吸收; 180;
(2) 0.1mol/(L·min); 0.05mol/(L·min); 0.5mol/L;
(3)均为恒量。
【详解】(1)根据键能和反应热的关系,由图示键能可以计算反应的 =946 +498 -2 632 =+180 ,故该反应为吸热反应,1 mol 和1 mol 完全反应生成2molNO会吸收180 kJ能量;答案为:吸收;180;
(2)(1)由题意得△c(HI) = 0.5mol/L,;
由方程式可知v(H2) ∶v(HI)= 1∶2,v(H2) = 0.05mol/ (Lmin),碘蒸气的浓度为0.25mol/L,△c (HI) = 0.5mol/L,由方程式可得,△c(I2) = 0.25mol/L, I2的起始浓度:,,根据氢气和碘蒸气物质的量相等,则H2的起始浓度为0.5mol/L;答案为:0.1mol/(L·min);0.05mol/(L·min);0.5mol/L;
(3)
因x值未知,但反应达到平衡时,各物质的浓度不再改变,则平衡浓度c(HI)、c(I2)、c(H2)的关系是均为恒量,故答案为:均为恒量。
18.(1)Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
(2)溶液变浑浊的时间
(3)
(4) 10.0 反应物浓度 6.0
(5) 0.4 5mol 50%
(6) < >
【详解】(1)硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成二氧化硫、水、硫单质和硫酸钠,方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S+SO2+H2O;
(2)由于反应会生成S单质,可以观察溶液变浑浊的时间来判断该反应速率的快慢;
(3)由于硫代硫酸钠与硫酸反应1:1,可以看出硫代硫酸钠少量,以硫代硫酸钠来算,体积加倍后硫代硫酸钠浓度要减半,则mol/(L⋅min);
(4)①根据控制变量法,①和②探究温度对反应速率的影响,所以浓度要相同,体积相同,V1=10mL;
②实验①③探究的是浓度对反应速率的影响;
③探究浓度对反应速率的影响,总体积要相等,硫代硫酸钠为10.0mL,稀硫酸为4.0mL,总体积是20.0mL,所以V3=6.0mL;
(5)假设最开始的平衡为平衡一,同温同压通4molX与2molY为平衡二,恒温恒容与平衡一投料相同为平衡三,据此回答:
①平衡二的投料是平衡一的两倍,但是压强要保持相同,平衡二体积就是平衡一的两倍,平衡一与平衡二的浓度是相同的,平衡一与平衡二到达平衡时转化率,体积分数均相同,平衡二与平衡一是等效平衡,则与上述平衡保持同温、同压,向密闭容器中通入4mol X(g)、2mol Y(g),达到平衡,则Z的体积分数也为0.4;
②根据三段式,假设转化的X为2xmol,则:
,,x=1mol,气体总体积为5mol;
③X的转化率为50%;
(6)①保持恒温恒容,起始物质的量相同的平衡为平衡三,通过方程式可以看出,正向进行压强要减小,平衡一相等于是在平衡三的基础上增大压强,增大压强,平衡正向移动生成的Z的量增多,所以平衡一中Z的体积分数大于平衡三;
②根据增大压强,化学反应速率加快,达到反应平衡时间变短,平衡一相等于是在平衡三的基础上增大压强,所以平衡一时间短于平衡三。
19.(1)m+n<p
(2)“液”或“固”态
(3)正向
(4)吸热
【详解】(1)A、B、C都是气体,减小压强,平衡向正反应方向移动,减小压强平衡向气体体积增大的方向移动,故m+n<p;
(2)A、C是气体,增加B的量,平衡不移动,则B为非气态,即“液”或“固”态;
(3)A、C是气体,而且m+n=p,增大压强可使平衡发生移动,说明B为非气态,故m<p,平衡向气体体积减小的方向移动,故平衡正向移动;
(4)加热后,可使C的质量增加,说明升高温度平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为吸热反应。
20.
【详解】恒温恒压条件下,1mol CH4(g)和1mol CO2 (g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为a,H2O (g)的物质的量为bmol,由三段式分析可知:
平衡时CH4、CO2、CO、H2的物质的量分数分别为:、、、,则反应Ⅰ的平衡常数Kx =。
答案第1页,共2页
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