内容正文:
第二节 化学平衡
第3课时 化学平衡图像
(分层作业)
一、单选题
1.如图所示,在密闭容器中发生反应 ,达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,改变的这一条件是
A.加入适当催化剂 B.升高温度
C.增大反应物的浓度 D.增大压强
【答案】D
【分析】根据题图可知,在时刻,改变某一条件后,正、逆反应速率同时增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动。
【详解】A.加入催化剂,正、逆反应速率同时增大且相等,平衡不移动,与图象不符,故A错误;
B.升高温度,正、逆反应速率都增大,但是逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,与图象不符,故B错误;
C.增大反应物浓度,在时刻,逆反应速率不变,正反应速率增大,与图象不符,故C错误;
D.增大压强,正逆反应速率均增大,正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,与图象相符,故D正确;
故选:D。
2.已知:4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g),该反应是一个可逆反应,正反应是放热反应。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.正反应是放热反应,升高温度,反应速率加快,达平衡状态时用时短,化学平衡向逆反应方向移动,平衡时 NO 含量降低,A正确;
B.正反应是气体体积增大的反应,增大压强,反应速率加快,达平衡状态时用时短,化学平衡向逆反应方向移动,平衡时NO含量降低,B正确;
C.由 A 项分析可知,图像与实际不符合,C错误;
D.催化剂能加快化学反应速率,缩短反应达平衡的时间,但不影响化学平衡移动,D正确;
故选C。
3.在恒容密闭容器中,一定量的NO、CO发生反应:。运用变量控制的方法,探究温度或催化剂比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)对CO、NO转化的影响。三组实验中随t(时间)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.实验I,时刻CO的消耗速率小于CO的生成速率
B.其他条件不变,充入惰性气体平衡正向移动
C.实验I、Ⅱ相比,I中催化剂比表面积更大
D.实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高
【答案】D
【详解】A.实验I,时刻还未达到平衡,则正反应速率大于逆反应速率,即CO的消耗速率大于CO的生成速率,故A错误;
B.其他条件不变,充入惰性气体,体系各物质浓度不变,则平衡不移动,故B错误;
C.实验I、Ⅱ相比,Ⅱ中反应速率更快,达到平衡时间更短,则Ⅱ催化剂比表面积更大,故C错误;
D.实验Ⅲ相比实验Ⅱ,达到平衡时间更短,则实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高,故D正确;
故选D。
4.已知反应 ,在一定温度下,反应达到平衡时,的体积分数与压强变化的关系如图所示,下列叙述中一定正确的是
①②点表示的正反应速率大于逆反应速率③x点表示的反应速率比y点的小 ④
A.①② B.②④ C.②③ D.①③
【答案】C
【分析】从题图的曲线变化特征可以看出,增大压强,的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,为固态,则有,在曲线上的点为平衡状态,图象中x和y没有达到平衡状态,根据B的含量判断反应趋向于平衡分析反应进行的方向,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,由此分析。
【详解】①从题图的曲线变化特征可以看出,增大压强,的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,为固态,则有,与的关系不能确定,故①错误;
②点位于曲线上方,未达到平衡状态,由题图可以看出,当的体积分数减小时,可趋向于平衡,则要想达到平衡状态,反应向正反应方向进行,即,故②正确;
③点对应的压强小于点,压强越大,反应速率越大,故点比点的反应速率小,故③正确;
④从题图的曲线变化特征可以看出,增大压强,的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,为固态,则有,与的关系不能确定,故④错误;正确的是②③;
答案选C。
5.一定温度下,反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的焓变为。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
A.①② B.②④ C.③④ D.①④
【答案】D
【详解】①反应混合物的质量始终保持不变,但体积会发生变化,气体密度保持不变,说明达到平衡状态,故选;
②ΔH是恒量,不能作为判断平衡状态的标志,故不选;
③该反应是充入1 mol N2O4,正反应速率应是逐渐减小直至不变,③曲线趋势不正确,故不选;
④N2O4的转化率先增大,后保持不变,说明达到平衡状态,故选;
综上所述,①④正确,故选D。
6.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法不正确的是
A.该反应正向为吸热反应
B.343K时SiHCl3的平衡转化率为22%
C.a处反应速率大于b处
D.在323K时,改用高效催化剂可提高平衡产率
【答案】D
【详解】A.曲线反应速率快,表示时的转化率随时间变化;曲线表示时的转化率随时间变化;升高温度,的平衡转化率增大,该反应正向为吸热反应,故A正确;
B.温度越高,反应速率越快,图象中点所在曲线先建立平衡,温度高,表示的是时的曲线,由图示可知时反应的平衡转化率,故B正确;
C.a点温度高于b,a、b处反应物浓度相等,a处反应速率大于b处,故C正确;
D.催化剂可缩短反应到达平衡的时间,但不影响平衡,故D错误;
综上所述,本题选D。
7.已知可逆反应中,5min时在不同温度下物质A、C的质量分数和的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该反应在℃时达到化学平衡 B.该反应在℃时达到化学平衡
C.该反应的逆反应是放热反应 D.升高温度,平衡向正反应方向移动
【答案】B
【分析】T2℃之前,变小,从0逐渐增大,而T2℃之后渐大,渐小,说明T2℃之前该反应未达到平衡状态,而T2℃时为化学平衡状态,T2℃之后是温度升高使平衡向左移动,所以逆反应是吸热反应,正反应为放热反应。
【详解】A. T1温度之后,继续变小,继续增大,T2℃达到平衡状态,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动, 增大,减小,故T1温度时未达到化学平衡,故A错误;
B. T2℃之前变小,从0渐增大,而T2℃之后渐大,渐小,而T2℃时恰好平衡,故B正确;
C. T2℃时恰好平衡,T2℃之后渐大,渐小,说明T2℃之后是温度升高使平衡向左移动,所以逆反应是吸热反应,故C错误;
D. T2℃时恰好平衡,T2℃之后渐大,渐小,说明T2℃之后是温度升高使平衡向左移动,温度升高使平衡向逆反应移动,故D错误。
故选B。
8.右图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是( )
A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C.该反应达到平衡态I后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡Ⅱ时浓度不相等
【答案】C
【分析】由图可以知道,该反应从正反应一端开始,正逆反应速率相等时为状态Ⅰ,然后,该反应向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,且改变条件的一瞬间逆反应速率不变,以此来解答。
【详解】A.由平衡的特征可以知道,反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等, A正确;
B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,一瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,平衡正向移动,达到平衡态Ⅱ,B正确;
C.该反应达到平衡态后,减小反应物浓度,平衡应逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,与图像矛盾,C错误;
D.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度使反应继续正向移动达到平衡态Ⅱ,所以同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡Ⅱ时浓度不相等, D正确;
答案选C。
9.在密闭容器中,对于可逆反应,平衡时Q的体积分数与温度和压强的关系如图所示,下列判断正确的是
A.M和N不可能都为气体
B.N一定为气体
C.若正反应的,则
D.其他条件不变时,压强增大,混合气体的平均相对分子质量减小
【答案】B
【详解】保持温度不变,增大压强,Q的体积分数增大,说明平衡正向移动,根据增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动可知,正反应为气体体积缩小的反应,则N一定为气体,M可能为气体也可能为非气体;
A.N一定为气体,M可能为气体也可能为非气体,选项A错误;
B.N一定为气体,选项B正确;
C.若正反应的,保持压强不变,从变到,Q的体积分数减小,说明平衡逆向移动,即向放热反应方向移动,所以改变的条件是降低温度,即,选项C错误;
D.由上述分析可知N一定为气体,M可能为气体也可能为非气体;若M是气体,平衡正向移动时,混合气体的总质量不变,气体的总物质的量减小,根据可知,混合气体的平均相对分子质量增大;若M为非气体,平衡正向移动时,混合气体的总质量增大,总物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大,选项D错误。
答案选B。
10.在密闭容器中,充入一定量的N2、H2,在一定条件下反应N2+3H22NH3,已知NH3的体积分数(纵坐标)和温度(横坐标)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.平衡常数K:A点< B点
C.H2的转化率C点最高
D.A、B、C、D、E五点都达到了平衡状态
【答案】C
【详解】A.根据图象分析可知,C点处于平衡状态,随着温度升高,NH3的体积分数减小,平衡逆向移动,该反应为放热反应,A错误;
B.平衡常数K只与温度有关,该反应是放热反应,A点温度小于B点温度,故平衡常数K:A点> B点,B错误;
C.根据图象分析可知,C点NH3的体积分数最大,氢气的转化率最高,C正确;
D.根据图象分析可知,AC段尚未为达到平衡状态,至C点达到平衡,CE段处于平衡状态,主要受温度影响,D错误;
故选C。
11.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0反应达到平衡状态后,改变某一条件,下列图象与条件变化一致的是
A.升高温度
B.增大N2浓度
C.改变压强
D.加入催化剂
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.焓变为负,升高温度平衡逆向移动,则氮气的转化率减小,与图不一致,故A错误;
B.增大N2浓度,正反应速率瞬间增大,逆反应速率逐渐增大,与图一致,故B正确;
C.正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,则压强大的对应氨气的物质的量分数大,与图不一致,故C错误;
D.催化剂不影响平衡移动,则气体的总压强不变,与图不一致,故D错误;
故选B。
12.在密闭容器中,发生可逆反应 ,当其他条件不变时,改变某一条件,对此反应的影响可用如下图表示。下列说法错误的是
A.图Ⅰ表示时刻升高温度对反应速率的影响
B.图Ⅰ不能表示时刻增大物质的浓度对反应速率的影响
C.图Ⅱ不能表示在时刻减小容器体积对反应速率的影响
D.图Ⅲ乙的温度比甲的温度高
【答案】C
【详解】A.升温,正逆反应速率均增大,正逆反应速率都增大,反应为放热反应平衡逆向进行,图象符合要求,故A正确;
B.增大C为生成物的浓度,正逆反应速率均增大,但是在增大的瞬间,正反应速率不变,所以正反应速率在t1时刻不变,不会离开原平衡点,图Ⅰ不能表示t1时刻增大C物质的浓度对反应速率的影响,故B正确;
C.该反应前后气体体积不变的反应,缩小体积增大压强,也只改变反应速率,不影响平衡的移动,和本图结果一样,故C错误;
D.先拐先平温度高,乙温度高于甲,反应速率大,升温平衡逆向进行,A转化率减小,图象符合,故D正确;
答案选C。
二、填空题
13.在500℃、20MPa时,将、置于一个容积为5L的密闭容器中发生反应。反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示(横纵坐标上的数值为虚线对应):
(1).的对应的时间段为 。
(2).10min内以表示的平均反应速率为 。
(3).在反应进行至时,推测曲线发生变化的原因可能为 。在反应进行至时,推测曲线发生变化的原因可能为 。
(4).工业上可采取以下措施以提高原料利用率,且能用勒夏特列原理解释的是 。
A.加入催化剂 B.升高温度
C.增大反应容器的压强 D.设法分离产生的氨
【答案】(1).20~25min、35~40min (2). (3). 增大压强 移走氨气 (4).CD
【解析】(1).,则反应达到平衡状态,各物质的量不再改变,对应的时间段为20~25min、35~40min;
(2).10min内以表示的平均反应速率为;
(3).在反应进行至时,之后反应继续正向进行,导致氨气物质的量增大,一为气体分子数减小的,推测曲线发生变化的原因可能为增大压强;在反应进行至时,氨气的量突然减小,推测曲线发生变化的原因可能为移走氨气;
(4).A.加入催化剂改变反应速率,不影响平衡移动,不能用勒夏特列原理解释;
B.合成氨反应为放热反应,升高温度,反应逆向移动,不能提高原料利用率,能用勒夏特列原理解释;
C.反应为气体分子数减小的反应,增大反应容器的压强,平衡正向移动,能提供原料利用率,能用勒夏特列原理解释;
D.设法分离产生的氨,反应正向移动,能提供原料利用率,能用勒夏特列原理解释;
故选CD。
14.氨气是重要的化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为 。回答下列问题:
(1)图甲表示合成氨反应在某段时间中反应速率与时间的曲线图,、、时刻分别改变某一外界条件,则在下列达到化学平衡的时间段中,的体积分数最小的一段时间是 (填字母)。
A. B. C. D.
时刻改变的条件是 。
(2)在773K时,分别将2mol和6mol充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中、与反应时间t的关系如表所示:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①该温度下,此反应的平衡常数K=
②该温度下,若向同容积的另一容器中投入的、、的浓度分别为、、,则此时 (填“>”、“<”或“=”)。
③由表中的实验数据计算得到“浓度一时间”的关系可用图乙中的曲线表示,表示的曲线是 。在此温度下,若起始充入4mol和12mol,则反应刚达到平衡时,表示的曲线上相应的点为 。
【答案】(1) D 减小压强或增大体积
(2) > Ⅱ B
【详解】(1)根据图象,t1-t2时间反应向逆反应方向进行,消耗NH3,t3-t4时间段,化学平衡不移动,t4-t5时间段,反应向逆反应方向进行,消耗NH3,因此氨气的体积分数最小的时间段是t5-t6,故选D;t4时刻,正逆反应速率都降低,可能降低温度,也可能减小压强,如果是降低温度,该反应为放热反应,平衡影响正反应方向进行,v正>v逆,不符合图象,因此只能是减小压强或增大容器的体积;
(2)①根据表中数据可知,反应进行到25min时,达到平衡状态;反应在容积为1L的密闭容器中进行,根据合成氨的反应列三段式:
该温度下,此反应的平衡常数;
②温度不变的情况下,平衡常数保持不变为;其他条件相同,投入、、,该反应的初始浓度商,反应正向进行,则此时v正>v逆;
③由题给信息可知,分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为的密闭容器中进行反应,起始浓度为2mol/L,曲线Ⅱ符合;2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中进行反应,达到平衡后,氢气的浓度为3mol/L,现起始充入4 molN2和12 molH2,假设平衡不移动,达到平衡后,氢气的浓度应为6mol/L,但由于容器的容积不变,同比例增大反应物的量,相当于加压,平衡向正反应方向移动,氢气的转化率增大,故平衡时氢气浓度3mol/L<c(H2)<6mol/L,且加压会使反应速率增大,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)-t的曲线上相应的点为B。
15.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究自正确的理论指导,合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数K值和温度的关系如下:
温度/℃
360
440
520
K值
0.036
0.010
0.0038
(1)①由表中数据可知该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是 (填字母序号)。
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气中CH4含量的影响如图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是p1 p2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)获取。T ℃时,向容积固定为2 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO2的浓度为0.3 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为
【答案】 放热 ad < 吸热 0.6
【详解】(1)①由表中数据可知,随温度升高,反应的平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应。故答案为放热;
②a、增大压强,平衡正向移动,H2转化率增大,故a正确;b、使用催化剂,平衡不移动,H2转化率不变,故b错误;c、正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,H2转化率减小,故c错误;d、及时分离出产物中的NH3,平衡正向移动,H2转化率增大,故d正确。
故答案为ad;
(2)①正反应为气体增多的反应,增大压强平衡逆向移动,甲烷含量增大,所以P2>P1;
故答案为<;
②由图可知,随温度升高甲烷的含量减小,说明升高温度平衡正向移动,而升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,故答案为吸热;
(3)①T℃时,向容积固定为2 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO2的浓度为0.3 mol·L-1,则:
CO(g) + H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L):0.5 0.5 0 0
变化浓度(mol/L):0.3 0.3 0.3 0.3
平衡浓度(mol/L):0.2 0.2 0.3 0.3
平衡时CO的转化率==60%,
故答案为60%或0.6。
一、单选题
1.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。在其他条件一定,只改变某一条件时,下列分析不正确的是
A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大压强对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是温度对平衡的影响,且甲的温度小于乙的温度
D.图Ⅲ表示的是催化剂对化学平衡的影响,乙使用了催化剂
【答案】D
【详解】A.该反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,增大压强正逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,则图I中t1时刻可以是增大压强对反应速率的影响,故A正确;B.催化剂对平衡移动无影响,同等程度增大反应速率,则图II中t1时刻可以表示加入催化剂对反应速率的影响,故B正确;C.图Ⅲ中乙先达到平衡,乙的温度高,且温度高转化率小,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,与图象一致,故C正确;D.催化剂对平衡移动无影响,甲、乙转化率不同,则不能表示催化剂对化学平衡的影响,故D错误;故选D。
2.已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色) △H<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是
A.b点的操作是拉伸注射器
B.d点:v(正) > v(逆)
C.c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小
D.若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则温度T(c) > T(d)
【答案】D
【详解】A. b点时,透光率突然下降,说明c(NO2)突然增大,则操作是压缩注射器,A错误;
B. d点,透光率下降,则c(NO2)增大,平衡逆向移动,v(正) < v(逆),B错误;
C. c点是在a点的基础上压缩注射器,则c(NO2)增大,c(N2O4)增大,C错误;
D. 由点到c点,压缩注射器,反应正向进行,放出热量,混合气的温度升高;c点到d点,透光率突然增大,则为拉伸注射器,平衡逆向移动,吸收热量,所以温度T(c) > T(d),D正确。
故选D。
3.已知:,向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应,时达到平衡状态1,在时改变某一条件,时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件:向容器中加入A
C.平衡时A的体积分数:
D.平衡常数:
【答案】C
【详解】A.根据反应可知,该反应前后气体的物质的量保持不变,恒容密闭容器气体压强始终保持不变,故容器内压强不变,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.由图象可知,时改变的条件后正反应速率没有发生突然增大,而是逐渐增大,故改变的条件是增大了生成物的浓度,故不是向容器中加入A而是C,B错误;
C.由B项分析可知,t2时刻改变的条件是增大生成物浓度,化学平衡逆向移动,故平衡时A的体积分数:,C正确;
D.化学平衡常数仅仅是温度的函数,且t2时刻并未改变温度,故平衡常数:,D错误;
故答案为:C。
4.已知2A(g)+B(g)nC(g),在密闭容器中进行,K(300℃)>K(350℃),某温度下,A的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。
下列说法不正确的是
A.该反应的正反应是放热反应
B.反应温度升高,B的转化率降低
C.平衡状态由a变到b时,化学平衡常数K(b) 小于 K(a)
D.容器内气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到化学平衡状态
【答案】C
【详解】A.K(300℃)>K(350℃),,可知温度升高,反应逆向移动,则正反应是放热反应,A正确;
B.正反应是放热反应,则反应温度升高,B的转化率减小,B正确;
C.平衡状态由a变到b时,A的转化率增大,但温度没变,则化学平衡常数不变,C错误;
D.压力变大,平衡正向移动,可知反应前后体积不同,当容器内气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到化学平衡状态,D正确;
故选C。
5.一定条件下,将和通入体积恒为的密闭容器内,反应生成和物质X,测得容器内部分物质的物质的量随时间变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.物质X为NO
B.反应进行到时,v(正)>v(逆)
C.内,的平均反应速率为
D.达平衡时,向容器中充入一定量的,的平衡转化率将减小
【答案】D
【详解】A.4min时反应达到平衡状态,,则反应为,即X为N2,A项错误;
B.反应进行到8min时仍处于平衡状态,,B项错误;
C.0~4min内,NH3的平均反应速率,C项错误;
D.达到平衡时,向容器中充入一定量的H2O(g),c(H2O)增大,平衡逆向移动,NH3的平衡转化率将减小,D项正确;
答案选D。
6.已知反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH<0,图中a、b曲线分别表示在不同条件下,A与B反应时,D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线),可采用的措施是
①增大A的浓度
②加入催化剂
③升高温度
④恒温下,缩小反应容器体积
⑤保持容器内压强不变,加入稀有气体
A.①② B.②④ C.③④ D.④⑤
【答案】B
【分析】根据反应方程式:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH<0,可知该反应为反应前后分子数不变的且正反应为放热的反应,从题给图中可以看出,当采用措施后,曲线b(实线)变为曲线a(虚线),平衡时D的百分含量并未发生改变,即化学平衡不改变而是缩短到达平衡的时间,据此分析。
【详解】①增大A的浓度,反应速率加快,化学平衡发生改变,D的百分含量发生变化,故①错误;
②加入催化剂,催化剂可以加快化学反应速率,缩短到达平衡的时间且不改变化学的平衡点,故②正确;
③升高温度,反应速率加快,反应向逆反应方向移动,化学平衡发生改变,D的百分含量发生改变,故③错误;
④恒温下,缩小反应容器的体积,相当于增大压强,因为该反应为反应前后分子数不变的反应,故压强的改变并不会引起平衡的移动,但缩小反应容器的体积会加快化学反应速率,从而缩短到达平衡的时间,D的百分含量不变,故④正确;
⑤加入稀有气体,保持容器内压强不变,相当于减小压强,各物质的浓度减小,从而化学反应速率变小,到达平衡的时间延长,故⑤错误;
综上所述,②④正确,所以答案选B。
7.已知反应其它条件不变时,混合物中物质C的百分含量与温度(T)、物质A的百分含量与压强(p)的关系如图。下列判断正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.由物质C的百分含量与温度图可知,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,越快达到平衡状态,则T1<T2,由T2到T2,温度升高,C的百分含量减小,则升高温度平衡逆向移动,故正反应为放热反应,,A错误;
B.由上述分析可知,T1<T2,,B错误;
C.由物质A百分含量与压强关系图可知,当其他条件一定时,压强越大,反应速率越大,反应越快达到平衡,则P1<P2,增大压强,A的含量不变,说明压强对平衡无影响,故反应前后气体计量数相等,C正确;
D.由上述分析可知,P1<P2,a=c+d,D错误;
答案选C。
8.反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),起始时,n( SiHCl3)=1 mol,恒容1L容器。已知:x为物质的量分数。不同温度下x(SiHCl3)随时间的变化如题图所示。
下列说法正确的是
A.T1>T2 B.该反应为吸热反应
C.K(T1)>K(T2) D.K(T1)=156.25×10-4
【答案】B
【详解】A.由图像可知,T2时先达到平衡状态,由‘先拐先平者大’,则T2>T1,故A错误;
B.由图像可知,T2时先达到平衡状态,对应x(SiHCl3)小,可知升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故B正确;
C.该反应为吸热反应,温度越高平衡常数越大,由T2>T1,则K(T2)>K(T1),故C错误;
D.T1温度下反应达到平衡时x(SiHCl3)不确定具体数值,无法计算K(T1),故D错误;
故选B。
9.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯: ΔH=-127.8 kJ/mol。在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和CO2,不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是
A.为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温
B.随着温度升高,乙烯的产率增大
C.生成乙烯的速率:v(M)一定大于v(N)
D.M点平衡常数一定比N点平衡常数大
【答案】D
【详解】A.低温条件下CO2的平衡转化率高,但是反应速率慢,乙烯的产率不一定高,故A错误;
B.升高温度,CO2的平衡转化率降低,且催化效率先增大后减小,乙烯的产率不一定增大,故B错误;
C.M点的温度低于N点的温度,但M点的催化效率高于N点的,所以生成乙烯的速率:v(M)不一定小于v(N),故C错误;
D.升高温度,CO2的平衡转化率降低,说明升温,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则M点平衡常数一定比N点平衡常数大,故D正确;
故选D。
10.某化学研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响图象如下,下列判断正确的是
A.由图1可知,,该反应正反应为吸热反应
B.由图2可知,该反应
C.图3中,点3的反应速率
D.图4中,若,则a曲线一定使用了催化剂
【答案】C
【详解】A.由图1可知, 先平衡温度高,,C占比少,说明逆向移动,说明该反应逆反应为吸热反应,故A错误;
B.由图2可知,随着压强增大,反应向体积减小的方向移动,C占比多,该反应,故B错误;
C.图3中,点3做一条竖直辅助线,相同温度B的转化率低于平衡状态,所以要正向移动,则反应速率,故C正确;
D.图4中,若,则a曲线不一定使用了催化剂,增大压强也可以,故D错误;
答案选C。
11.向刚性密闭容器中加入和一定量的,发生反应: 。不同温度下,的平衡转化率随起始的变化如图所示。下列说法错误的是
A.温度:
B.A、B、C点对应的平衡常数:
C.A、B、C点对应的气体的平均摩尔质量:
D.A、B点对应的压强:
【答案】C
【详解】A.由ΔH>0可知正反应吸热,n(H2O)相同时,C2H5OH的平衡转化率T1>T2,说明T1温度更高,有利于正反应进行,C2H5OH的平衡转化率更大,A正确;
B.正反应吸热,温度升高K增大,由T1>T2可知KA=KC>KB,B正确;
C.A点转化率大于C点是由于H2O物质的量增加造成,A、C两点H2O的物质的量关系未知,无法判断A、C对应的气体平均摩尔质量,C错误;
D.容器体积一定,A点温度高且正反应程度大,气体的物质的量大,故压强更大,pA>pB,D正确;
本题选C。
二、填空题
12.会导致酸雨和光污染等环境问题。研究表明用活性炭可对其进行处理,发生如下反应:。
已知:碳的燃烧热为;
(1)计算的反应热
(2)在恒温恒容条件下,能说明达到化学平衡状态的是_____。
A.容器内压强不变 B.容器内混合气体的密度不变
C. D.混合气体平均摩尔质量不变
(3)在密闭容器中加入足量C和一定量的气体,保持压强为,测得的转化率随温度变化如下图所示。(已知:气体分压=气体总压×物质的量分数)
①在之间, (填“>”、“<”或“=”)。
②计算时,化学平衡常数 。
③温度超过后,随温度升高,的转化率逐渐减小的原因是 。
(4)若将和按不同比例投入恒容密闭容器中,发生反应 ,反应达平衡时,的体积分数随的变化曲线如图所示。
①在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
②根据已知信息,判断 (填“>”或“<”)。
【答案】(1)
(2)BD
(3) > 11.1 时反应达平衡状态,升高温度,平衡逆向移动,的转化率逐渐减小
(4) 低温 >
【详解】(1)碳的燃烧热为,热化学方程式:①,②,根据盖斯定律:①-②得;
(2)A.反应前后气体分子数相同,压强始终保持不变,不能说明反应是否平衡,A错误;
B.反应过程中,气体总质量发生变化,气体总体积不变,说明密度发生变化,当容器内混合气体的密度不变,说明反应达平衡,B正确;
C.当时,说明反应进行方向相反,但正逆反应速率不相等,C错误;
D.反应过程中,气体总质量发生变化,气体物质的量不变,根据可知,当混合气体平均摩尔质量不变,说明反应达平衡状态,D正确;
答案选BD;
(3)①在之间,NO转化率在升高,说明反应正向进行,则;
②时,NO转化转化率为40%,设加入NO物质的量为2mol,,由于容器容积不变,气体物质的量之比等于压强之比,则平衡时,,;
③前,反应未平衡,随温度升高反应速率加快,的转化率增大;时反应达平衡状态,升高温度,平衡逆向移动,的转化率逐渐减小;
(4)①该反应,,根据,该反应在低温时可自发进行;
②相同时,升高温度,平衡逆向移动,平衡时N2体积分数减小,说明温度:。
13.将,气体充入固定容积的密闭容器中发生如下反应:。在和时,测得的物质的量随时间的变化如图1所示:
(1)时,内用表示该反应的平均反应速率为 。
(2) (填“>”“<”或“=”)0。
(3)改变条件重新达到平衡时,要使的值变小,可采取的措施有 (填序号)。
a.增大的起始浓度 b.升高温度
c.向混合气体中通入 d.使用高效催化剂
(4)在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 (填序号)。
a.A、C两点的反应速率:
b.A、B两点的转化率:
c.由A点到B点,可以采用加热的方法
【答案】 > ac b
【详解】(1)时,内,
;
(2)由图可知反应在条件下比条件下先达到平衡状态,所以,由于条件下达到平衡时比条件下达到平衡时多,则说明升高温度,平衡向生成的方向移动,说明正反应为吸热反应,所以;
(3)a.反应物只有一种,增大的起始浓度,即按比例加入反应物,等效为加压,加压平衡向左移动,的值减小,选项a正确;
b.升高温度,平衡向右移动,的值增大,选项b错误;
c.生成物只有一种,向混合气体中通入,即按比例加入生成物,则等效为加压,加压平衡逆向移动,的值减小,选项c正确;
d.使用高效催化剂不会影响反应的平衡状态,的值不变,选项d错误;
答案选ac;
(4)a.由图可知,A、C两点平衡时温度相同,C点对应的压强大,反应速率大,选项a错误;
b.反应的正反应为吸热反应,温度升高,平衡向正反应方向移动,的体积分数增大,由图可知:AB两点平衡时压强相同,温度不同,A点的体积分数大于B点的体积分数,故,的转化率:,选项b正确;
c.由b项分析知,A点平衡时温度高于B点平衡时温度,选项c错误;
答案选b。
14.甲醇是重要的化工原料,可用多种方法制备甲醇,已知反应:
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1) (用含、的代数式表示), (用含、的代数式表示)。
(2)查阅资料可知,;
①反应ii中,反应物的键能总和 (填“大于”或“小于”)生成物的键能总和。
②在 (填“低温”“高温”或“任意温度”)下有利于反应ⅲ自发进行,判断的理由为 。
(3)向1L恒容密闭容器中充入和,在催化剂的作用下合成甲醇,测得平衡时混合物中的体积分数在不同压强下随温度变化的曲线如图所示(假设只发生反应ⅲ):
①混合气体中碳元素的质量分数:a c(填“>”“<”或“=”),理由为 。
②b点时,反应III的平衡常数 ,的平衡转化率为 %。
(4)对于反应i,下列说法正确的是___________(填标号)。
A.适当增大压强,可加快该反应的反应速率
B.断裂键的同时断裂键,该反应达到平衡
C.转移0.2mol电子时,生成的约为2.24L
D.加入适宜的催化剂,该反应的变小且变大
【答案】(1)
(2) 小于 低温 该反应为熵减放热反应
(3) = 反应物和生成物均为气体,且反应前后碳元素的质量不发生改变 3.2 37.5
(4)AB
【详解】(1)根据盖斯定律,反应iii=反应i+反应ii,故,;
(2)①反应ii的,反应放热,表明反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键放出的能量,即反应物的键能总和小于生成物的键能总和;②反应ⅲ的,,根据,要使该反应自发,,反应需要低温下进行;
(3)①此时容器内只发生反应ⅲ的,由于反应物和生成物均为气体,根据物料守恒可知,反应前后碳元素的质量不发生改变,故混合气体中碳元素的质量分数:a=b;②b点时对应温度为T1,此时借助相同温度下a点的CH3OH的体积分数来计算,设发生反应的CO2物质的量为x,则
,
平衡时混合物中CH3OH的体积分数为,故x=0.05,1L容器,则平衡常数,的平衡转化率为;
(4)对于反应i:增大压强,可加快该反应的反应速率,A正确;断裂1mol H−H键的同时断裂2mol H−O键,即正反应速率等于逆反应速率,此时该反应达到平衡,B正确;未说明是标准状况下,生成的CO气体体积无法确定,C错误;催化剂不会改变反应的焓变和平衡常数,D错误,故选AB。
15.氢能为清洁能源,为应对气候变化全球掀起了氢能发展热潮,制备氢气有多种途径。
Ⅰ.乙酸制氢过程发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)已知反应:
①由图可得, 。
②恒温恒容下发生上述反应,下列说法正确的是 。
A.混合气体密度不变时,反应达到平衡 B.加入,可提高的转化率
C.加入催化剂,可提高的平衡产率 D.充入Ar,对的产率不产生影响
(2)在容积相同的密闭容器中,加入等量乙酸蒸气(只发生反应Ⅰ和Ⅱ),在相同时间测得温度与气体产率的关系如图所示。约650℃之前,氢气产率低于甲烷的可能原因是 。
(3)在一定条件下,投入一定量的乙酸,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ.设达到平衡时体系总压强为p,乙酸体积分数为20%,反应Ⅰ的选择性为20%,则反应Ⅱ的平衡常数为 。(用平衡分压代替平衡浓度计算)
Ⅱ.热分解也可制氢,其原理是:。
(4)不同温度和压强下,的平衡转化率变化如下图。生成物的状态为 (填“气态”或“非气态”), (填“>”或“<”)。
【答案】(1) BD
(2)反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ高,反应速率慢(其它答案合理也可)
(3)p
(4) 气态 <
【详解】(1)①反应的焓变等于生成物焓减去反应物焓,由图可得,中;
②恒温恒容下发生上述反应;
A.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,错误;
B.加入,促使反应Ⅱ逆向移动,可提高的转化率,正确;
C.加入催化剂,可以加快反应速率,但不提高的平衡产率,错误;
D.充入Ar,不影响平衡的移动,对的产率不产生影响,正确;
故选BD;
(2)活化能越大反应进行越困难,升高温度可以提高活化分子比例,加快反应速率,约650℃之前,氢气产率低于甲烷的可能原因是:反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ高,反应速率慢(其它答案合理也可);
(3)设起始乙酸的物质的量为1mol,转化乙酸物质的量为xmol,反应Ⅰ的选择性为20%,则生成CO物质的量为0.4xmol,生成CH4物质的量为0.8xmol,由题意可建立如下三段式:
总的物质的量为(1+1.4x)mol,由乙酸的体积分数可得:=20%,解得x=0.625mol,平衡时总物质的量为1.875mol,CH3COOH、CH4、CO2物质的量依次为0.375mol、0.5mol、0.5mol,则反应Ⅱ的平衡常数Kp==p;
(4)若S2为固态,该反应是气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不移动,硫化氢的转化率不变,由图可知,温度一定时,改变压强,硫化氢的转化率改变,说明S2为气态,则该反应为气体体积增大的反应,增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,硫化氢的转化率减小,图中P1条件下硫化氢的转化率大于P2条件下,则压强P1小于P2,故答案为:气态;<。
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第二节 化学平衡
第3课时 化学平衡图像
(分层作业)
一、单选题
1.如图所示,在密闭容器中发生反应 ,达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,改变的这一条件是
A.加入适当催化剂 B.升高温度
C.增大反应物的浓度 D.增大压强
2.已知:4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g),该反应是一个可逆反应,正反应是放热反应。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是
A. B.
C. D.
3.在恒容密闭容器中,一定量的NO、CO发生反应:。运用变量控制的方法,探究温度或催化剂比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)对CO、NO转化的影响。三组实验中随t(时间)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.实验I,时刻CO的消耗速率小于CO的生成速率
B.其他条件不变,充入惰性气体平衡正向移动
C.实验I、Ⅱ相比,I中催化剂比表面积更大
D.实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高
4.已知反应 ,在一定温度下,反应达到平衡时,的体积分数与压强变化的关系如图所示,下列叙述中一定正确的是
①②点表示的正反应速率大于逆反应速率③x点表示的反应速率比y点的小 ④
A.①② B.②④ C.②③ D.①③
5.一定温度下,反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的焓变为。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
A.①② B.②④ C.③④ D.①④
6.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法不正确的是
A.该反应正向为吸热反应
B.343K时SiHCl3的平衡转化率为22%
C.a处反应速率大于b处
D.在323K时,改用高效催化剂可提高平衡产率
7.已知可逆反应中,5min时在不同温度下物质A、C的质量分数和的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该反应在℃时达到化学平衡 B.该反应在℃时达到化学平衡
C.该反应的逆反应是放热反应 D.升高温度,平衡向正反应方向移动
8.右图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是( )
A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C.该反应达到平衡态I后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡Ⅱ时浓度不相等
9.在密闭容器中,对于可逆反应,平衡时Q的体积分数与温度和压强的关系如图所示,下列判断正确的是
A.M和N不可能都为气体
B.N一定为气体
C.若正反应的,则
D.其他条件不变时,压强增大,混合气体的平均相对分子质量减小
10.在密闭容器中,充入一定量的N2、H2,在一定条件下反应N2+3H22NH3,已知NH3的体积分数(纵坐标)和温度(横坐标)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.平衡常数K:A点< B点
C.H2的转化率C点最高
D.A、B、C、D、E五点都达到了平衡状态
11.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0反应达到平衡状态后,改变某一条件,下列图象与条件变化一致的是
A.升高温度
B.增大N2浓度
C.改变压强
D.加入催化剂
A.A B.B C.C D.D
12.在密闭容器中,发生可逆反应 ,当其他条件不变时,改变某一条件,对此反应的影响可用如下图表示。下列说法错误的是
A.图Ⅰ表示时刻升高温度对反应速率的影响
B.图Ⅰ不能表示时刻增大物质的浓度对反应速率的影响
C.图Ⅱ不能表示在时刻减小容器体积对反应速率的影响
D.图Ⅲ乙的温度比甲的温度高
二、填空题
13.在500℃、20MPa时,将、置于一个容积为5L的密闭容器中发生反应。反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示(横纵坐标上的数值为虚线对应):
(1).的对应的时间段为 。
(2).10min内以表示的平均反应速率为 。
(3).在反应进行至时,推测曲线发生变化的原因可能为 。在反应进行至时,推测曲线发生变化的原因可能为 。
(4).工业上可采取以下措施以提高原料利用率,且能用勒夏特列原理解释的是 。
A.加入催化剂 B.升高温度
C.增大反应容器的压强 D.设法分离产生的氨
14.氨气是重要的化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为 。回答下列问题:
(1)图甲表示合成氨反应在某段时间中反应速率与时间的曲线图,、、时刻分别改变某一外界条件,则在下列达到化学平衡的时间段中,的体积分数最小的一段时间是 (填字母)。
A. B. C. D.
时刻改变的条件是 。
(2)在773K时,分别将2mol和6mol充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中、与反应时间t的关系如表所示:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①该温度下,此反应的平衡常数K=
②该温度下,若向同容积的另一容器中投入的、、的浓度分别为、、,则此时 (填“>”、“<”或“=”)。
③由表中的实验数据计算得到“浓度一时间”的关系可用图乙中的曲线表示,表示的曲线是 。在此温度下,若起始充入4mol和12mol,则反应刚达到平衡时,表示的曲线上相应的点为 。
15.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究自正确的理论指导,合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数K值和温度的关系如下:
温度/℃
360
440
520
K值
0.036
0.010
0.0038
(1)①由表中数据可知该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是 (填字母序号)。
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气中CH4含量的影响如图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是p1 p2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)获取。T ℃时,向容积固定为2 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO2的浓度为0.3 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为
一、单选题
1.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。在其他条件一定,只改变某一条件时,下列分析不正确的是
A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大压强对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是温度对平衡的影响,且甲的温度小于乙的温度
D.图Ⅲ表示的是催化剂对化学平衡的影响,乙使用了催化剂
2.已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色) △H<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是
A.b点的操作是拉伸注射器
B.d点:v(正) > v(逆)
C.c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小
D.若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则温度T(c) > T(d)
3.已知:,向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应,时达到平衡状态1,在时改变某一条件,时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件:向容器中加入A
C.平衡时A的体积分数:
D.平衡常数:
4.已知2A(g)+B(g)nC(g),在密闭容器中进行,K(300℃)>K(350℃),某温度下,A的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。
下列说法不正确的是
A.该反应的正反应是放热反应
B.反应温度升高,B的转化率降低
C.平衡状态由a变到b时,化学平衡常数K(b) 小于 K(a)
D.容器内气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到化学平衡状态
5.一定条件下,将和通入体积恒为的密闭容器内,反应生成和物质X,测得容器内部分物质的物质的量随时间变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.物质X为NO
B.反应进行到时,v(正)>v(逆)
C.内,的平均反应速率为
D.达平衡时,向容器中充入一定量的,的平衡转化率将减小
6.已知反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH<0,图中a、b曲线分别表示在不同条件下,A与B反应时,D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线),可采用的措施是
①增大A的浓度
②加入催化剂
③升高温度
④恒温下,缩小反应容器体积
⑤保持容器内压强不变,加入稀有气体
A.①② B.②④ C.③④ D.④⑤
7.已知反应其它条件不变时,混合物中物质C的百分含量与温度(T)、物质A的百分含量与压强(p)的关系如图。下列判断正确的是
A. B.
C. D.
8.反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),起始时,n( SiHCl3)=1 mol,恒容1L容器。已知:x为物质的量分数。不同温度下x(SiHCl3)随时间的变化如题图所示。
下列说法正确的是
A.T1>T2 B.该反应为吸热反应
C.K(T1)>K(T2) D.K(T1)=156.25×10-4
9.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯: ΔH=-127.8 kJ/mol。在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和CO2,不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是
A.为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温
B.随着温度升高,乙烯的产率增大
C.生成乙烯的速率:v(M)一定大于v(N)
D.M点平衡常数一定比N点平衡常数大
10.某化学研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响图象如下,下列判断正确的是
A.由图1可知,,该反应正反应为吸热反应
B.由图2可知,该反应
C.图3中,点3的反应速率
D.图4中,若,则a曲线一定使用了催化剂
11.向刚性密闭容器中加入和一定量的,发生反应: 。不同温度下,的平衡转化率随起始的变化如图所示。下列说法错误的是
A.温度:
B.A、B、C点对应的平衡常数:
C.A、B、C点对应的气体的平均摩尔质量:
D.A、B点对应的压强:
二、填空题
12.会导致酸雨和光污染等环境问题。研究表明用活性炭可对其进行处理,发生如下反应:。
已知:碳的燃烧热为;
(1)计算的反应热
(2)在恒温恒容条件下,能说明达到化学平衡状态的是_____。
A.容器内压强不变 B.容器内混合气体的密度不变
C. D.混合气体平均摩尔质量不变
(3)在密闭容器中加入足量C和一定量的气体,保持压强为,测得的转化率随温度变化如下图所示。(已知:气体分压=气体总压×物质的量分数)
①在之间, (填“>”、“<”或“=”)。
②计算时,化学平衡常数 。
③温度超过后,随温度升高,的转化率逐渐减小的原因是 。
(4)若将和按不同比例投入恒容密闭容器中,发生反应 ,反应达平衡时,的体积分数随的变化曲线如图所示。
①在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
②根据已知信息,判断 (填“>”或“<”)。
13.将,气体充入固定容积的密闭容器中发生如下反应:。在和时,测得的物质的量随时间的变化如图1所示:
(1)时,内用表示该反应的平均反应速率为 。
(2) (填“>”“<”或“=”)0。
(3)改变条件重新达到平衡时,要使的值变小,可采取的措施有 (填序号)。
a.增大的起始浓度 b.升高温度
c.向混合气体中通入 d.使用高效催化剂
(4)在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 (填序号)。
a.A、C两点的反应速率:
b.A、B两点的转化率:
c.由A点到B点,可以采用加热的方法
14.甲醇是重要的化工原料,可用多种方法制备甲醇,已知反应:
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1) (用含、的代数式表示), (用含、的代数式表示)。
(2)查阅资料可知,;
①反应ii中,反应物的键能总和 (填“大于”或“小于”)生成物的键能总和。
②在 (填“低温”“高温”或“任意温度”)下有利于反应ⅲ自发进行,判断的理由为 。
(3)向1L恒容密闭容器中充入和,在催化剂的作用下合成甲醇,测得平衡时混合物中的体积分数在不同压强下随温度变化的曲线如图所示(假设只发生反应ⅲ):
①混合气体中碳元素的质量分数:a c(填“>”“<”或“=”),理由为 。
②b点时,反应III的平衡常数 ,的平衡转化率为 %。
(4)对于反应i,下列说法正确的是___________(填标号)。
A.适当增大压强,可加快该反应的反应速率
B.断裂键的同时断裂键,该反应达到平衡
C.转移0.2mol电子时,生成的约为2.24L
D.加入适宜的催化剂,该反应的变小且变大
15.氢能为清洁能源,为应对气候变化全球掀起了氢能发展热潮,制备氢气有多种途径。
Ⅰ.乙酸制氢过程发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)已知反应:
①由图可得, 。
②恒温恒容下发生上述反应,下列说法正确的是 。
A.混合气体密度不变时,反应达到平衡 B.加入,可提高的转化率
C.加入催化剂,可提高的平衡产率 D.充入Ar,对的产率不产生影响
(2)在容积相同的密闭容器中,加入等量乙酸蒸气(只发生反应Ⅰ和Ⅱ),在相同时间测得温度与气体产率的关系如图所示。约650℃之前,氢气产率低于甲烷的可能原因是 。
(3)在一定条件下,投入一定量的乙酸,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ.设达到平衡时体系总压强为p,乙酸体积分数为20%,反应Ⅰ的选择性为20%,则反应Ⅱ的平衡常数为 。(用平衡分压代替平衡浓度计算)
Ⅱ.热分解也可制氢,其原理是:。
(4)不同温度和压强下,的平衡转化率变化如下图。生成物的状态为 (填“气态”或“非气态”), (填“>”或“<”)。
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