第二章 化学反应速率与化学平衡 单元测试--2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-08-06
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内容正文:
第二章《化学反应速率与化学平衡》单元复习题
一、单选题
1.不符合工业合成氨生产实际的是
A.铁触媒作催化剂 B.N2、H2循环使用
C.NH3液化分离 D.反应在常压下进行
2.汽车尾气净化器中发生的反应为 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生上述反应,测得有关实验数据如表:下列说法正确的是
容器
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
NO
CO
N2
CO2
N2
CO2
I
400
0.2
0.2
0
0
0.12
II
400
0.4
0.4
0
0
III
300
0
0
0.1
0.2
0.075
A.该反应的△S<0、△H>0
B.容器I中达到平衡所需时间2s,则v(N2)=0.06mol/(L·s)
C.若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol,开始时v(正)>v(逆)
D.达到平衡时,体系中c(CO)关系: c(CO,容器Ⅱ)>2 c(CO,容器Ⅰ)
3.K2FeO4在水中不稳定,发生反应:4FeO+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,其稳定性与温度(T)和溶液pH的关系分别如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图I可知K2FeO4的稳定性随温度的升高而升高
B.由图II可知图中a>c
C.由图I可知温度:T1>T2>T3
D.由图I可知上述反应ΔH<0
4.在恒温恒压下,向密闭容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。2 min后,反应达到平衡,生成SO3为1.4 mol,同时放出热量Q kJ,则下列分析正确的是( )
A.在该条件下,反应前后的压强之比为6∶5.3
B.若反应开始时容器容积为2 L,则0—2min内v(SO3)=0.35 mol·L-1·min-1
C.若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,平衡后n(SO3)<1.4 mol
D.若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应,达平衡时放出热量大于Q kJ
5.下列变化不能用勒夏特列原理释解的是( )
A.工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
B.H2、I2(g)、HI混合气体加压后颜色变深
C.红棕色的NO2加压后颜色先变深再变浅
D.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
6.对可逆反应N2+3H22NH3,用v(H2)和v(N2)分别表示其中的化合反应的速率,用v(NH3)表示其中分解反应的速率。下列能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.3v(N2)=v(H2)
B.v(H2)=v(NH3)
C.2v(H2)=3v(NH3)
D.v(N2)=3v(H2)
7.下列有关化学反应速率的理解正确的是( )
A.化学反应速率是指单位时间内任一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
B.化学反应速率是指某一时刻,某种反应物的瞬时速率
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显
8.我国科学家提出了由CO2和CH4直接转化为CH3COOH的催化反应进程,该进程如图所示。下列说法错误的是
A.该反应是放热反应 B.曲线a的活化能大于曲线b
C.上述化学工艺符合绿色化学要求 D.醋酸溶液中存在1个电离平衡
9.关于一定条件下的化学平衡H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )
A.恒温恒容,充入H2,v(正)增大,平衡右移
B.恒温恒容,充入He,v(正)增大,平衡右移
C.加压,v(正),v(逆)不变,平衡不移动
D.升温,v(正)减小,v(逆)增大,平衡左移
10.下列说法正确的是:
A.在合成氨工业中,移走NH3可增大正反应速率,提高原料转化率
B.恒温下进行的反应2NO2(g)N2O4(g)达平衡时,缩小容器体积再达平衡时,气体的颜色比第一次平衡时的深,NO2的体积分数比原平衡大
C.常温下,MgO(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)不能自发进行,则其△H>0
D.常温下pH=2的盐酸中由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-2mol·L-1
11.(NH4)2SO3氧化是氨法脱硫的重要过程。某小组在其他条件不变时,分别研究了一段时间内温度和(NH4)2SO3初始浓度对空气氧化(NH4)2SO3速率的影响,结果如图。下列说法不正确的是
A.60℃之前,氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关
B.60℃之后,氧化速率降低可能与O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解有关
C.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,与SO32-水解程度增大有关
D.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,可能与O2的溶解速率有关
12.二氧化钛在一定波长光的照射下,可有效降解甲醛、苯等有机物,效果持久,且自身对人体无害。某课题组研究了溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响,结果如图所示。下列判断正确的是
A.在0~20min之间,pH=7时R的降解速率为0.07mol·L-1·min-1
B.R的起始浓度不同,无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响
C.二氧化钛对pH=2的R溶液催化效率好
D.在0~50 min之间,R的降解百分率pH=2大于pH=7
13.汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g) △H=-373.4KJ/mol。在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是:
A. B.
C. D.
14.工业上,可采用还原法处理尾气中NO,其原理:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) △H<0。在化学上,正反应速率方程式表示为v(正)=k(正)·cm(NO)·cn(H2),逆反应速率方程式表示为v(逆)=k(逆)·cx(N2)·cy(H2O),其中,k表示反应速率常数,只与温度有关,m,n,x,y叫反应级数,由实验测定。在恒容密闭容器中充入NO、H2,在T℃下进行实验,测得有关数据如下:
实验
c(NO)/mol·L-1
c(H2)/mol·L-1
v(正)/mol·L-1·min-1
①
0.10
0.10
0.414k
②
0.10
0.40
1.656k
③
0.20
0.10
1.656k
下列有关推断正确的是
A.上述反应中,正反应活化能大于逆反应活化能
B.若升高温度,则k(正)增大,k(逆)减小
C.在上述反应中,反应级数:m=2,n=1
D.在一定温度下,NO、H2的浓度对正反应速率影响程度相同
二、非选择题
15.医用口罩是预防新冠病毒感染的“明星”,其主要原材料是聚丙烯。工业上制备丙烯的化学原理是 ,在密闭容器中发生上述反应,,,其中,、分别为正、逆反应速率,、分别为正、逆反应速率常数,c为浓度。
(1)已知:瑞典化学家阿伦尼乌斯的化学反应速率常数与温度之间关系的经验公式为(其中,k为速率常数,A、R为常数,为活化能,T为绝对温度,e为自然对数的底)。下列有关速率常数k的说法正确的是___________(填字母)。
A.其它条件不变,升高温度,增大,减小
B.其它条件不变,加入催化剂,、同倍数增大
C.其它条件不变,增大反应物浓度,增大,不变
D.其它条件不变,增大压强,、都增大
(2)一定条件下,向某密闭容器中投入一定量和发生上述反应,平衡常数 (用、表示);升高温度, (填“增大”“减小”“不变”或“不确定”)。
(3)向三个体积相同的恒容密闭容器中充入和发生上述反应,测得有关数据如下:
容器
温度/K
起始时物质的物质的量/mol
平衡时物质的物质的量/ mol
Ⅰ
1
2
0.50
Ⅱ
1
2
0.80
Ⅲ
2
4
a
(填“>”“<”或“=”,下同);a 1.0。
16.在200 ℃时,将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中,发生反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g)。
(1)反应刚开始时,化学反应速率 最大而 最小(为零)(填“v正” 或“v逆”)。
(2)当反应进行到v正与v逆 时,此可逆反应就达到了最大限度,即化学平衡状态。若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将 。
(3)下列条件的改变引起该反应的反应速率的变化是什么(填“加快”“不变”或“减慢”)。
a.缩小体积使压强增大: 。
b.体积不变充入氢气使压强增大: 。
c.加入催化剂: 。
d.降低温度: 。
(4)下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是 。
a.容器内压强不再发生变化
b.HI的体积分数不再发生变化
c.容器内气体的总物质的量不再发生变化
d.容器内气体密度不再发生变化
(5) 对处于化学平衡的体系,以化学平衡与化学反应速率的关系可知( )
a.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
b.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
c.正反应进行的程度增大,正反应速率一定大
d.只有催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况
17.环戊二烯( )是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(1)已知: (g) = (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1①H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2=−11.0 kJ·mol −1②,对于反应: (g)+ I2(g) = (g)+2HI(g) ③ ΔH3= kJ·mol −1。
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为 ,该反应的平衡常数Kp= Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有 (填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是 (填标号)。
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L−1
18.(1)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2;在不同温度时K1、K2的值如下表:
700 ℃
900 ℃
K1
1.47
2.15
K2
2.38
1.67
①反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH的平衡常数为K,则ΔH= (用ΔH1和ΔH2表示),K= (用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是 反应(填“吸热”或“放热”)。
②能判断CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)达到化学平衡状态的依据是 (填字母)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO)=c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。
①该条件下反应的平衡常数为 ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 mol·L-1,则平衡时CO2的浓度为 mol·L-1。
②下列措施中能使平衡时增大的是 (填字母)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A. 为加快反应速率,合成氨生产中常用铁触媒作催化剂,A正确;
B. 为提高原料利用率,合成氨生产中N2、H2循环使用,B正确;
C. NH3液化分离降低生成物浓度有利于平衡正向进行,C正确;
D. 合成氨反应在常压下不能进行,D错误;答案选D。
2.C
【详解】A.反应前的气体系数之和大于反应后气体系数之和,此反应属于熵减,即△S<0,反应I中产生的N2的物质的量为mol=0.06mol,对比反应I和反应III,降低温度,N2的物质的量升高,说明降低温度,平衡向正反应方向移动,即△H<0,故A错误;
B.容器I达到平衡N2的物质的量为mol=0.06mol,根据化学反应速率的数学表达式,v(N2)==0.03 mol/(L·s),故B错误;
C. 根据表格容器I数据列“三段式”:
根据化学平衡常数的表达式,K= =21,若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol,此时的浓度商Qc==10<21,说明反应向正反应方向进行,v正>v逆,故C正确;
D.反应II相当于在I的基础上再通入0.2molNO和0.2molCO,此时假如平衡不移动,c(CO,容器II)= 2c(CO,容器I),增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,因此有c(CO,容器II)<2c(CO,容器I),故D错误;
答案选C。
3.C
【详解】A.由图I数据可知,温度越高,相同时间内浓度变化越快,则温度T1>T2>T3,温度越高平衡时浓度越小,说明K2FeO4的稳定性随着温度的升高而减弱,A错误;
B.由题给方程式可知,增大氢氧根浓度,平衡向逆反应方向移动,的浓度增大,结合图II可知,平衡时浓度:a<c,则溶液中氢氧根的浓度为a<c ,故pH:a<c,B错误;
C.由图I数据可知,温度越高,相同时间内浓度变化越快,则温度T1>T2>T3, C正确;
D.由图I数据可知,温度越高,相同时间内浓度变化越快,则温度T1>T2>T3,温度越高平衡时浓度越小,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,该反应正反应为吸热反应,△H>0,故D错误;
故答案为:C。
4.C
【详解】由可知,
A.因为是恒温恒压条件下,所以平衡前后,压强不变,压强之比为1∶1,故A错误;
B.若体积保持不变,则v(SO3)=0.35 mol·L-1·min-1,而事实上体积缩小,所以v(SO3)>0.35 mol·L-1·min-1,故B错误;
C.在绝热条件下,温度升高,平衡左移,平衡后n(SO3)<1.4 mol,故C正确;
D.若改为恒温恒容,则原平衡左移,放出热量应小于Q kJ;故D错误;
答案为C。
5.B
【详解】A. 工业生产硫酸的过程中了,存在, 使用过量的氧气,平衡向正反应方向移动,能提高二氧化硫的转化率,能用勒夏特列原理解释,A错误;
B. 混合气体在一定条件下存在反应H2+I2(g)2HI,增大压强,混合气体的浓度增大,平衡体系颜色变深,该反应气体分子总数不变,增大压强平衡不移动,所以不能用平衡移动原理解释,故B正确;
C. 存在,增大压强,混合气体的浓度增大,平衡体系颜色变深,该反应正反应为体积减小的反应,增大压强平衡正反应移动,二氧化氮的浓度又降低,颜色又变浅,所以可以用平衡移动原理解释,故C错误;
D. 存在,在饱和食盐水中,Cl−浓度较大,可降低氯气的溶解度,可用勒夏特列原理解释,故D错误;
答案选B。
6.C
【分析】达到化学平衡时,对于同一种物质来说,生成和分解的反应速率相等;达到化学平衡时,对于不同物质来说,正逆反应速率之比等于化学计量系数之比;
【详解】因化学反应达到平衡时,正逆反应速率相等(同种物质)即化合反应速率等于分解反应速率;
A.无论该反应是否达到平衡状态,都有3v(N2)=v(H2),故A错误;
B.反应达到平衡状态时,v(N2):v(NH3)=1:2,故B错误;
C.反应达到平衡状态时,v(H2):v(NH3)=3:2,故C正确;
D.反应达到平衡状态时,v(N2):v(H2)=1:3,故D错误;
答案选C。
【点睛】在用速率判断化学平衡时,一定是一个正反应(化合反应)速率与一个逆反应(分解反应)速率,如果是同方向则不能说明反应是否达到平衡,由此结合选项判断。
7.C
【详解】A、化学反应速率是指单位时间内某一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加,,但是不适用于纯固体或者纯液体,A错误;
B、化学反应速率是指某一段时间内,某种反应物或者生成物的平均速率,B错误;
C、化学反应速率表示化学反应进行的快慢,C正确;
D、对于化学反应来说,反应速率越大,反应现象并非越明显,比如稀HCl和NaOH溶液的反应,该反应进行得很快,但是观察不到现象,D错误;
故选C。
【点睛】化学反应速率,单位时间内某一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加,不适用于纯固体或者纯液体。
8.D
【详解】A. 根据图示,生成物总能量小于反应物总能量,所以该反应是放热反应,故A正确;
B. 根据图示,曲线a的活化能大于曲线b,故B正确;
C. CO2和CH4直接转化为CH3COOH,原子利用率为100%,所以符合绿色化学要求,故C正确;
D. 醋酸溶液中存在醋酸电离平衡和水的电离平衡,故D错误。
选D。
9.A
【详解】A. 恒温恒容,充入H2,氢气浓度增大,v(正)增大,平衡右移,故A正确;
B. 恒温恒容,充入He,各反应物浓度都不变,v(正)不变,平衡不移动,故B错误;
C. 加压,体积缩小,各物质浓度均增大,v(正)、v(逆)都增大,平衡不移动,故C错误;
D. 升温,v(正)增大,v(逆)增大,由于正反应放热,所以平衡左移,故D错误;
答案选A。
【点睛】本题考查影响反应速率和影响化学平衡移动的因素;注意恒容容器通入惰性气体,由于浓度不变,速率不变、平衡不移动,恒压条件下通入惰性气体,容器体积变大,浓度减小,相当于减压。
10.C
【详解】A、移走NH3,逆反应速率速率减小,正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,可以提高原料转化率,故A错误;
B、反应2NO2(g)N2O4(g)是气体体积减小的反应,达到平衡后缩小容器体积,增大了压强,平衡正向移动,增大压强,体积迅速减小,平衡移动程度不如体积减小带来的改变大,所以混合气体颜色加深,NO2的体积分数比原平衡小,故B错误;
C、如果△G=△H-T△S>0时该反应不能自发进行,该反应的熵变△S>0,且该反应不能自发进行,所以其△H>0,故C正确;
D、常温下,pH=2的盐酸中氢离子浓度为0.01mol/L,盐酸溶液中氢氧根离子为水电离的,所以由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12mol•L-1,故D错误。
正确答案选C。
11.C
【分析】A、温度越高,氧化速率越快;
B、反应物浓度降低,反应速率降低;
C、SO32-水解不影响溶液中+4价硫的总浓度;
D、当亚硫酸铵的浓度增大到一定程度后,亚硫酸根离子被氧化的速率大于氧气的溶解速率。
【详解】A、温度越高,氧化速率越快,60℃之前,氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关,故A正确;
B、反应物浓度降低,反应速率降低,温度升高后O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解,均使反应物浓度降低,故B正确;
C、SO32-水解不影响溶液中+4价硫的总浓度,故C错误;
D、当亚硫酸铵的浓度增大到一定程度后,亚硫酸根离子被氧化的速率大于氧气的溶解速率,因氧气的溶解速率较小导致亚硫酸根离子的氧化速率变化不大。故D正确;
故选C。
【点睛】本题考查外界条件对化学反应速率的影响,解题关键:综合理解多种条件同时对反应速率影响时,有一个条件在某时段起主导作用。
12.C
【详解】A.在0~20min之间,pH=7时R的降解速率==7×10-6mol·L-1·min-1,A错误;
B.根据图中曲线可知,曲线的斜率表示反应速率,起始浓度不同分解速率不同,pH不同分解速率也不同,故R的起始浓度和溶液的pH均影响R的降解速率,但R的起始浓度不同,可以判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响,通过分析斜率的大小来判断,B错误;
C.通过图象可知,pH=2时,二氧化钛对R溶液催化时间迅速缩短,效率好,C正确;
D.在0~50 min之间,R的降解初始量pH=7大于pH=2,平衡时浓度接近0,则降解百分率 pH=7等于pH=2,D错误;
答案为C。
13.C
【详解】A.该反应为气体计量数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A选项错误;
B.同理,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,B选项错误;
C.平衡常数只与热效应有关,与物质的量无关,C选项正确;
D.增加氮气的物质的量,平衡逆向移动,NO的转化率减小,D选项错误。
故选C。
14.C
【详解】分析:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) △H<0,正反应是放热反应,根据反应热等于正反应活化能与逆反应活化能之差,分析判断A的正误;根据升高温度,反应速率加快分析判断B的正误;根据表格数据知,①、②实验数据比较,可以计算n。①和③比较可以计算m,分析判断C的正误;根据C的计算结果分析判断D的正误。
详解:A.上述反应的正反应是放热反应,反应热等于正反应活化能与逆反应活化能之差,由此推知,正反应活化能小于逆反应活化能,故A错误;B.升高温度,正、逆反应速率都增大,故正、逆反应速率常数都增大,故B错误;C.由表格数据知,①、②实验数据比较,=4n==4,故n=1。=2m==4,则m=2,故C正确;D.由于正反应速率表达式中NO、H2的反应级数不相等,所以,NO、H2浓度对正反应速率的影响程度不相同,故D错误;故选C。
15.(1)B
(2) 减小
(3) > =
【详解】(1)A.其他条件不变,升高温度,正逆反应速率均增大,因此k正、k逆均增大,A错误;
B.催化剂对正逆反应速率有相同影响,因此其他条件不变,使用催化剂,k正、k逆同倍数增大,B正确;
C.反应速率常数只与温度和活化能有关,其他条件不变时,增大反应物浓度,k正、k逆都不变,C错误;
D.反应速率常数只与温度和活化能有关,其他条件不变时,增大压强,k正、k逆都不变,D错误;
故选B。
(2),,当反应达到平衡时则有v正=v逆,=可得=,由反应可知平衡常数K= =;由反应C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g),反应放热,升温向逆向进行,升温平衡常数K减小,所以升温减小;
(3)上述反应是放热反应,升温,平衡向左移动,C3H6的量减小,故T1大于T2;该反应正向是气体分子数不变的反应,加压平衡不移动,Ⅲ中的量是Ⅰ量的2倍,所以a=0.5×2=1.0;
16. ν(正) ν(逆) 相等 保持不变 加快 不变 加快 减慢 b b
【分析】(1)反应刚开始时,反应物浓度最大,而生成物浓度为0;
(2)可逆反应就达到的最大限度是达平衡状态,正逆速率相等;平衡状态时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将保持不变;
(3)结合影响反应速率的常见因素分析判断;
(4)平衡状态时,各组分的浓度保持不变,正逆反应速率相等,据此判断;
(5)化学平衡是否发生变化,取决于正逆反应速率的关系,如正逆反应速率相等,则平衡不移动,如正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,否则向逆反应方向移动,催化剂改变反应速率不改变化学平衡;
【详解】(1)开始阶段,反应物浓度最大,而生成物浓度为0,则反应正向进行,ν(正)最大,ν(逆)=0;
(2)可逆反应就达到的最大限度是达平衡状态,平衡状态的标志是ν(正)与ν(逆)相等,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将保持不变;
(3)a.缩小体积使压强增大,浓度增大,反应速率加快;
b.容积不变充入氢气使压强增大,反应物浓度增大,则反应速率加快;
c.加入催化剂,可降低反应活化能,反应速率加快;
d.降低温度,反应速率减慢;
(4)a.在恒温恒容条件下,混合气体的总物质的量始终不变,容器内压强也始终不变,则压强不变,无法判断达到平衡状态,故a错误;
b.HI的体积分数不再发生变化,说明反应达到平衡状态,故b正确;
c.对反应I2(g)+H2(g) 2HI(g),反应前后容器内气体的总物质的量始终不发生变化,则气体总物质的量不变,无法判断达到平衡状态,故c错误;
d.混合气体的总质量和体积始终不变,密度也始终不变,则密度不变,无法判断达到平衡状态,故d错误;
故答案为b;
(5)a. 使用催化剂化学反应速率都改变,但平衡不移动,故a错误;
b. 平衡移动是外界条件改变,导致正逆反应速率不等,所以化学平衡发生移动时、化学反应速率一定变化,故b正确;
c. 减小生成物的浓度,平衡正向移动,正反应进行的程度增大,但正、逆反应的速率都减小,故c错误;
d. 两边气体化学计量数相等的,改变压强平衡也不移动,所以不一定是催化剂,故d错误;
故答案为b。
【点睛】化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。一、直接标志:正反应速率=逆反应速率,注意反应速率的方向必须有正向和逆向。同时要注意物质之间的比例关系,必须符合方程式中的化学计量数的比值。二、间接标志:①各物质的浓度不变;②各物质的百分含量不变;③对于气体体积前后改变的反应,压强不变是平衡的标志;④对于气体体积前后不改变的反应,压强不能做标志;⑤对于恒温恒压条件下的反应,气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志;⑥对于恒温恒容下的反应,有非气体物质的反应,密度不变是平衡标志。
17. 89.3 40% 3.56×104 BD CD
【分析】(1)利用盖斯定律解题;
(2)利用差量法计算转化率;三行式法计算平衡常数;根据平衡移动原理解释;
(3)通过外界因素对速率的影响和平衡状态的形成分析A、B、C选项,D选项观察图象计算;
【详解】(1)已知: (g)= (g)+H2(g)△H1=+100.3kJ•mol-1①,H2(g)+I2(g)=2HI(g)△H2=-11.0kJ•mol-1 ②,根据盖斯定律,①+②得③ (g)+I2(g)= (g)+2HI(g)△H3=(+100.3kJ•mol-1)+(-11.0kJ•mol-1)=+89.3kJ•mol-1;
(2)设碘和环戊烯( )的初始物质的量都为nmol,转化的物质的量为xmol,
(g)+I2(g)= (g)+2HI(g)
初始(mol) n n 0 0
转化(mol)x x x 2x
平衡(mol)n-x n-x x 2x
刚性容器内气体的压强与物质的量成正比,则:=1+20%,解得:x=0.4n,
平衡时环戊烯的转化率为:×100%=40%;
平衡时混合气体的压强为:105Pa×(1+20%)=1.2×105Pa,混合气体总物质的量为:(n-0.4n+n-0.4n+0.4n+0.4n×2)mol=2.4nmol,
平衡时各组分所占压强分别为p( )=p(I2)=×1.2×105Pa=3×104Pa,p( )=×1.2×105Pa=2×104Pa,p(HI)=×1.2×105Pa=4×104Pa,该反应的平衡常数Kp=≈3.56×104Pa;
A.通入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,则环戊烯的转化率不变,故A错误;
B.该反应为吸热反应,提高温度平衡向着正向移动,环戊烯的转化率增大,故B正确;
C.增加环戊烯浓度,环戊烯的转化率减小,故C错误;
D.增加碘浓度,反应物浓度增大,平衡向着正向移动,环戊烯的转化率增大,故D正确;
故答案为BD;
(3)A.温度越高反应速率越快,根据图示可知,在温度T2(虚线)的反应速率较大,则T1<T2,故A错误;
B.根据图象可知,a点切线斜率的绝对值大于c点切线的绝对值,则a点速率大于c点,故B错误;
C.a到b的过程为正反应速率逐渐减小,且b点v(正)>v(逆),则a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,故C正确;
D.b点时环戊二烯的浓度变化为:1.5mol/L-0.6mol/L=0.9mol/L,环戊二烯的二聚体的浓度为环戊二烯浓度变化的,则b点时二聚体的浓度为0.9mol/L×=0.45mol•L-1,故D正确;
故答案为CD。
【点睛】考查盖斯定律的应用,有关盖斯定律的习题,首先要根据所求的反应分析,分析以下几点:①所求反应中的反应物在哪个反应了?是反应物还是生成物?②所给反应中哪些物质是所求反应中没有的?③如何才能去掉无用的?然后,通过相互加减,去掉无关物质;将所对应的△H代入上述化学方程式的加减中就可以了。
18. ΔH1-ΔH2 吸热 BC 2.0 0.67(或2/3) A
【详解】(1)①根据盖斯定律,①-②得:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=ΔH1-ΔH2;反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数K1=c(CO)/c(CO2),反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数K2=c(H2)/c(H2O),则反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)=;根据表中数据可知随温度的升高,K1增大,K2减小,所以K值随温度升高而增大,因此反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是吸热反应。②A项,该反应过程中压强为恒量,压强不变不一定平衡,故A错误;B项,混合气体中c(CO)不变,一定达到平衡状态,故B正确;C项,v正(H2)=v逆(H2O)= v逆(H2),则为平衡状态,故C正确;D项,c(CO)=c(CO2)不能说明v正=v逆,不能说明其浓度不再发生变化,不一定平衡,故D错误。
(2)由图中曲线可得,平衡时二氧化碳的浓度为0.5 mol·L-1,消耗二氧化碳的浓度为1 mol·L-1,根据化学方程式,达到平衡时,c(CO)=1 mol·L-1,该条件下反应的平衡常数K=c(CO)/c(CO2)=(1 mol·L-1)/(0.5 mol·L-1)=2.0;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 mol·L-1,列三段式如下:
因为温度没变,所以K=2,则x∶(2-x)=2,解得x=4/3;所以平衡时CO2的浓度为(2-4/3) mol·L-1=2/3 mol·L-1。
②A项,正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,则增大,故A正确;B项,反应前后体积不变,增大压强平衡不移动,不变;故B错误;C项,再充入一定量的CO2,由于平衡常数不变,则不变,故C错误;D项,再加入一定量铁粉,平衡不移动,不变,故D错误。综上所述,符合题意的选项为A。
答案第1页,共2页
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