内容正文:
第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共20题)
1.a、b、c、d 四个容器中分别发生反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ,测得数据如下表:
容器
a
b
c
d
反应速率
v(NH3)=0.6mol/(L·s)
v(O2)=0.4 mol/(L·s)
v(NO)=1.8 mol/(L·min)
v(H2O)=2.4 mol/(L·min)
则四个容器中合成NO的反应速率
A.v(a)>v(b)>v(c)>v(d) B.v(d)> v(c)> v(a) > v(b)
C.v(a)=v(b)=v(c)=v(d) D.v(d)> v(c)> v(b)> v(a)
2.某温度下,反应X(g)+3Y(g) ⇌2Z(g) ∆H=-92.4kJ/mol,X的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.上述反应在达到平衡后,增大压强,Y的转化率提高
B.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) < K(B)
C.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小
D.将1.0molX、3.0molY,置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJ
3.如图所示为硫元素在自然界中的循环示意图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.1硫酸溶液含有的数目约为0.2
B.2.24L中含有的孤电子对数目为0.2
C.2mol与1mol充分反应后转移的电子数目为2
D.1mol晶体中所含阳离子数目为
4.光气又称碳酰氯,有剧毒,可发生反应: COCl2(g)CO(g) +Cl2(g) ∆H>0。当反应达到平衡时,下列措施不能提高COCl2转化率的是
A.升温 B.恒容通入惰性气体 C.减压 D.恒压通入惰性气体
5.在一定条件下发生反应:3A(g)+2B(g)xC(g)+2D(g),在2 L密闭容器中,把2 mol A和2 mol B混合,2 min后达到平衡时生成1.6 mol C,又测得反应速率vB=0.2 mol·L-1·min-1,则下列说法中正确的是( )
A.x=3 B.B的转化率为20%
C.平衡时气体压强是原来的1.1倍 D.达到平衡时A的浓度为0.8 mol·L-1
6.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有的中子数为
B.标准状况下,中所含的分子数目为
C.与足量反应,生成的数目是
D.过氧化钠与水反应,生成0.1mol氧气时,转移的电子数为
7.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为可逆水煤气变换反应,简称RWGS,该反应历程的微观示意图和相对能量(eV)变化图如图所示(催化剂原子原子原子):(用*表示物质在催化剂上吸附)。下列说法正确的是
A.CO2*=CO+O* △H=+0.26eV
B.使用高效催化剂可以减小△H,加快化学反应速率
C.历程⑥表明形成O—H键释放的能量为1.23eV
D.由图可知,历程⑥是RWGS的控速步骤
8.某温度下,对可逆反应:2X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) ΔH>0,下列叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速度增大
B.升高温度时,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.压强不变,充入与反应体系不反应的N2,反应速率减小;体积不变,充入N2,,反应速率不变
D.压强不变的条件下,平衡后加入X,上述反应的ΔH增大
9.N—芳基羟胺在强酸水溶液作用下重排为氨基部分的反应机理如图:
下列叙述错误的是
A.H2O是中间产物
B.理论上,总反应的原子利用率为100%
C.上述物质中N原子的最外层电子数目保持不变
D.D→E的方程式为+H2O→+H+
10.用Na2FeO4 溶液氧化废水中的还原性污染物 M,为研究降解效果。设计如下对比实验探究温度、浓度、pH 对降解速率和效果的影响,实验测得 M 的浓度与时间关系如图所示,下列说法错误的是
实验编号
温度℃
pH
①
25
1
②
45
1
③
25
7
④
25
1
A.实验①在 15min 内 M 的降解速率为 1.33×10-5mol/(L·min)
B.实验①②说明升高温度,M 降解速率增大
C.实验①③证明 pH 越高,越不利于 M 的降解
D.实验②④说明 M 的浓度越小,降解的速率越慢
11.室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/
纳米铁质量/
水样初始
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率
B.实验③中,反应的离子方程式为:
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始越小,的去除效果越好
12.在一密闭容器中,反应mA (g)+nB(g)pC(g)+qD(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器容积增大1倍,当达到新的平衡后,B的浓度是原来的45%,下列说法正确的是
A.平衡向逆反应方向移动了 B.物质A的转化率降低了
C.物质A的质量分数增加了 D.m+n<p+q
13.下列事实中,能用勒夏特列原理解释的是
A.H2(g)、I2(g)、HI(g)平衡混合气加压后颜色变深
B.使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率
C.500℃左右比室温更有利于氨的合成
D.工业合成氨时,采用迅速冷却的方法,将气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去,以提高NH3的产量
14.CO2资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。以In2O3作催化剂,可使CO2在温和的条件下转化为甲醇。CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料,在一定条件下反应可实现CO2高效转化。恒压、750 ℃时,CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2的高效转化。
下列说法正确的是
A.过程①中,当有16gCH4参加反应,有4mol电子转移
B.过程②中CO2的吸收,不利于CO还原Fe3O4的平衡正向移动
C.过程③中通入He的作用是加入催化剂,加快CaCO3分解
D.过程①②③均涉及氧化还原反应
15.反应可有效降低汽车尾气中污染物的排放。一定条件下,向某恒容密闭容器中按物质的量比为2∶1充入和,一段时间后达到平衡。下图曲线M表示该反应在温度下,的物质的量浓度随时间的变化;曲线N则表示该反应改变某一起始条件时的变化。
下列叙述正确的是
A.混合气体的密度:
B.化学反应速率:
C.在温度下,该反应的化学平衡常数
D.曲线N改变的条件是升高温度
16.下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.高炉炼铁,把铁矿石粉碎
B.工业合成,增大反应混合物的压强
C.催化氧化,用空气代替氧气
D.分解制取时,添加少量
17.下列在常温下不能自发进行且是熵增过程的反应为
A.工业合成氨的反应 B.碳与二氧化碳的反应
C.碳酸氢钠与盐酸的反应 D.与的反应
18.已知C粉和H2O(g)在恒温恒容的密闭容器中,发生反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H>0。反应达到平衡时,下列叙述正确的是
A.充入一定量的氩气,n(H2)减少
B.更换高效催化剂,CO的产率增大
C.再加入一定量的C粉,H2的体积分数增大
D.再充入一定量的H2O(g),H2O(g)转化率减小
19.下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是
甲:FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl
乙:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
丙:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
丁:2SO2(g)+O2 (g) ⇌2SO3 (g)
A.图甲是向平衡后的溶液中加入少量晶体,反应速率随时间变化的图像
B.图乙刚性密闭容器中,平衡时混合气体的平均摩尔质量:
C.图丙中a改变的条件一定是加入催化剂
D.图丁中K为化学平衡常数, P点处化学反应速率
20.在一定温度下的恒容密闭容器中,表明反应:已达平衡状态的是
A.混合气体的压强不再发生变化
B.气体的总物质的量不再发生变化
C.N的生成速率与Q的消耗速率之比为3∶1
D.混合气体的密度不再发生变化
二、非选择题(共5题)
21.甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。
(1)CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1、p2的大小关系是p1 p2(填“>”“<"或"=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系是 。
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是 (填字母)。
a.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
b.CH3OH的体积分数不再改变
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变
d.同一时间内,消耗0.04molH2,生成0.02molCO
(2)在T2℃、p2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。
①平衡时H2的体积分数是 ;平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡,则CO的转化率 (填“增大""不变”成“减小”),CO与CH3OH的浓度比 (填"增大”“不变"或“减小")。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时v(正) v(逆)(填“”“<"或“=”)。
③若p2压强恒定为p,则平衡常数Kp= (Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
22.在容积为2L的恒温容器中,充入和,一定条件下发生反应,测得和的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
0min
3min
6min
9min
12min
0
0.50
0.65
0.75
0.75
1
0.50
0.35
x
0.25
(1)下列说法正确的是 (填标号)。
a.反应达到平衡后,反应不再进行
b.使用催化剂可以增大反应速率,提高生产效率
c.当容器内混合气体的平均相对分子质量不变时,说明反应达到了化学平衡状态
d.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度,使可以100%地转化为
(2)3~6min内, .
(3)12min末时,混合气体中的体积分数为 。
(4)第3min时 (填“>”“<”或“=”)第9min时。
(5)一定温度条件下,能够说明该反应到达平衡的标志是 。
①若恒压容器中,混合气体的密度保持不变;②单位时间内生成,同时消耗;③与的总浓度等于与的总浓度;④的物质的量不再变化;⑤恒容容器中,混合气体的总压强不再变化;
(6)还可以直接由CO和制得,根据如图一所示的转化关系判断,生成放出 kJ能量。
(7)和可以形成碱性燃料电池,结构如图二所示。
①电极A反应式为 。
②若反应生成,则该燃料电池理论上消耗的的体积(在标准状况下)为 L。
23.在某温度下,将H2和I2各0.1mol的气态混合物充入10L的密闭容器中达到平衡后,测得c(H2)=0.008mol/L。求反应的平衡常数(H2+I22HI)
24.在2L的密闭容器中通入和,使其发生反应:。在10s内用的浓度变化表示的化学反应速率为0.12mol/(L·s),则这10s内消耗的物质的量是 。
25.接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-190kJ·mol-1
(1)该反应所用的催化剂是 (填写化合物名称),该反应450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)该热化学反应方程式的意义是 。
(3)下列描述中,说明已经达到平衡的是 。
a.v(O2)正=2v(SO3)逆 b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
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
参考答案:
1.A
可以根据方程式和速率单位的关系,把各物质的速率转换成用NO表示,
a.;
b.;
c.v(NO)=1.8 mol/(L·min);
d.;
所以速率大小关系是v(a)>v(b)>v(c)>v(d),故答案为:A。
2.A
A.该反应正向进行气体物质系数减小,达到平衡后,增大压强,平衡正向移动,Y的转化率提高,A正确;
B.该温度下,平衡常数不变,B错误;
C.升高温度,正、逆反应速率增大,C错误;
D.该反应为可逆反应,放出的热量小于92.4kJ,D错误;
故选A。
3.D
A.溶液只有浓度没有体积,不能求的数目,A错误;
B.没有给出气体所处的状况,无法计算H2S的物质的量,B错误;
C.与不能完全反应,反应后转移的电子数不等于,C错误;
D.晶体中含有1mol钠离子和1mol硫酸氢根离子,则晶体中含有的阳离子总数为,D正确;
故答案选D。
4.B
该反应的正反应是气体分子数增大的吸热反应,根据温度、压强等外界条件对化学平衡的影响规律作答。
A.该反应的正反应为吸热反应,升温平衡向正反应方向移动,能提高COCl2的转化率,故A不符合题意;
B.恒容通入惰性气体,各物质的浓度不变,平衡不发生移动,COCl2的转化率不变,故B符合题意;
C.该反应的正反应为气体分子数增大的反应,减压平衡向正反应方向移动,能提高COCl2的转化率,故C不符合题意;
D.恒压通入惰性气体,容器体积变大,相当于减压,减压平衡向正反应方向移动,能提高COCl2的转化率,故D不符合题意;
答案选B。
【点睛】本题考查外界条件对化学平衡的影响。注意通入惰性气体对化学平衡的影响,恒容时通入惰性气体,由于各物质的浓度不变,化学平衡不移动;恒压时通入惰性气体,由于容器的体积变大,相当于减小压强,平衡向气体分子数增大的方向移动。
5.C
2min 后反应达到平衡时生成 1.6mol C,则可以计算出C的反应速率,C与B的速率之比等于其计量数之比,从而确定C的计量数;而要计算B的转化率、平衡时的压强与开始时的比值、A的平衡浓度,均采用三段式法。
2min 后反应达到平衡时生成 1.6mol C,则v(C)== 0.4mol•(L•min)-1,测得反应速率v(B)=0.2mol• (L•min)-1,由速率之比等于化学计量数之比可知,,x=4;三段式如下:
;
A.由上述分析可知,x=4,故A错误;
B.由上述数据可知,B的转化率为=60%;故B错误;
C.等温等容下,压强之比等于物质的量之比,平衡时气体压强是原来的倍,故C正确;
D.达到平衡时A的浓度为=0.4 mol·L-1,故D错误。
答案选C。
【点睛】把握化学平衡三段法、转化率及浓度的计算为解答的关键,
6.A
A.1个 D2O分子中含有10个中子,20g即1molD2O中含有的中子数为10NA,A正确;
B.标准状况下,CCl4为非气态,不能通过体积计算出物质的量,B错误;
C.合成氨为可逆反应,进行不到底,生成的NH3数目小于,C错误;
D.过氧化钠和水反应时,氧气中的0价由-1价转化而来,故生成0.1mol氧气时转移电子为0.2NA,D错误;
故答案选A。
7.A
A. 由图知:CO2*转变为CO和O*,需经历②③④,则CO2*=CO+O* △H=-0.11eV-(-0.37eV) =+0.26eV,A正确;
B. 使用高效催化剂能大幅降低反应的活化能、加快化学反应速率,但△H不变,B错误;
C.由图知,吸附过程也会产生能量变化,历程⑥是在被吸附在催化剂表面的粒子之间形成O—H键时放出能量1.23eV,不能表明单纯气态氧原子和氢原子形成O—H键释放的能量,C错误;
D. 活化能最大的是决速步。由图可知,历程⑤是RWGS的控速步骤,D错误;
答案选A。
8.C
A.W为固体,加入W并不影响反应速率,故A错误;
B.升高温度,正逆反应速率均增大,故B错误;
C.压强不变充入氮气,容器体积变大,参与反应的气体物质浓度减小,速率减小;体积不变充入氮气,参与反应的气体物质浓度不变,反应速率不变,故C正确;
D.焓变只与初状态和末状态有关,故D错误;
综上所述答案为C。
9.C
A.物质B脱水生成水,物质D再结合水生成E,所以H2O是中间产物,A正确;
B.反应物为A,分子式为C6H7N,生成物为E,分子式为C6H7N,总反应的原子利用率为100%,B正确;
C.物质C中N原子最外层电子数为6,其余物质中均为8,C错误;
D.据图可知,D结合水生成E,根据元素守恒可知化学方程式为+H2O→+H+,D正确;
综上所述答案为C。
10.D
A.实验①在15min内M的降解速率为=1.33×10-5mol/(L·min),A正确;
B.从表中可知实验①②的单一变量是温度,且实验②的温度高于实验①,从曲线看,在相同时间内,曲线②的下降幅度大于曲线①,起始M的浓度相同,故说明升高温度,M降解速率增大,B正确;
C.从表中可知实验①③的单一变量是pH,且实验③的pH高于实验①,从曲线看,在相同时间内,曲线③的下降幅度小于曲线①,起始M的浓度相同,故说明pH越高,越不利于M的降解,C正确;
D.实验②④的温度和起始M浓度均不相同,不符合单一变量的对照要求,不能说明M的浓度越小,降解的速率越慢,D错误;
答案选D。
11.C
A. 实验①中,0~2小时内平均反应速率,A不正确;
B. 实验③中水样初始=8,溶液显弱碱性,发生反应的离子方程式中不能用配电荷守恒,B不正确;
C. 综合分析实验①和②可知,在相同时间内,实验①中浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;
D. 综合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始,的去除效果越好,但是当初始太小时,浓度太大,纳米铁与反应速率加快,会导致与反应的纳米铁减少,因此,当初始越小时的去除效果不一定越好,D不正确;
综上所述,本题选C。
12.D
保持温度不变,将容器容积增大1倍,若化学平衡不发生移动,则B的浓度应该是原来的50%,而现在变为原来的45%,说明减小压强,化学平衡正向移动,正反应方向为气体体积增大的反应,m+n<p+q。
A.根据上述分析可知:保持温度不变,将容器容积增大1倍,气体的压强减小,当达到新的平衡后,B的浓度是原来的45%,说明减小压强,化学平衡向正反应方向移动,A错误;
B.根据上述分析可知:保持温度不变,将容器容积增大1倍,当达到新的平衡后,B的浓度是原来的45%,说明气体的压强减小,化学平衡正向移动,则物质A的转化率增大了,B错误;
C.根据上述分析可知:保持温度不变,将容器容积增大1倍,化学平衡正向移动,反应消耗A,导致物质A的质量分数减少,C错误;
D.根据上述分析可知:保持温度不变,将容器容积增大1倍,即减小了体系的压强,化学平衡正向移动,正反应是气体体积增大的反应,所以m+n<p+q,D正确;
故合理选项是D。
13.D
A.H2(g)、I2(g)、HI(g)平衡混合气加压后,浓度变大,颜色变深,但平衡没有移动,因此不能用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B.使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率,平衡没有移动,因此不能用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C.合成氨反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,因此室温比500℃左右更有利于氨的合成,故C不符合题意;
D.工业合成氨时,采用迅速冷却的方法,将气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去,降低生成物浓度,平衡正向移动,有利于提高NH3的产量,能用勒夏特列原理解释,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
14.D
A.过程①的反应式为CH4+CO2=2CO+2H2(转移电子数为6e-),当有1 mol(16 g) CH4参加反应时,有6 mol电子转移,故A错误;
B.过程②,CaO吸收CO2,使CO2浓度降低,从而促进CO还原Fe3O4的平衡正向移动,故B错误;
C.恒压、750 ℃时,通入He,相当于减压,使CaCO3分解反应平衡正向移动,但He并未参加反应,它不属于催化剂,故C错误;
D.过程①②③中元素均有化合价的升降,均涉及氧化还原反应,故D正确;
故选D。
15.B
由知,该反应放热,为气体分子数减小的反应,由图象可知,x、y点还未达到反应平衡,,z点为平衡状态,;曲线N和曲线M相比,反应速率加快,CO的平衡浓度变小,根据分析进行解答。
A.反应物和生成物均为气体,故气体的总质量不变,容器为恒容,故V不变,那么密度不变,故混合气体的密度:,A错误;
B.z点为平衡状态,此时,x、y点时,达到平衡时正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,故化学反应速率:,B正确;
C.,根据三段式可知,在温度下,化学平衡常数,C错误;
D.,升高温度,平衡逆向移动,反应速率加快,CO的平衡浓度增大,但曲线N和曲线M相比,反应速率加快,CO的平衡浓度变小,故改变的条件是增大压强,D错误;
故答案选B。
16.C
A.将铁矿石粉碎可以增大反应物的接触面积,从而加快反应速率,故A不选;
B.增大反应加强,可以加快反应速率,故B不选;
C.用空气代替氧气,降低了氧气的浓度,化学反应速率减慢,故选C;
D.KClO3分解制氧气时,添加少量MnO2,可作为该反应的催化剂,大大加快反应速率,故D不选。
故答案为C。
17.B
A.工业合成氨的反应在常温下不能进行,但该反应是熵减过程,不符合题意,A项错误;
B.碳与二氧化碳的反应条件为高温,常温下不能自发进行,且反应是熵增过程,B项正确;
C.碳酸氢钠与盐酸在常温下能反应,不符合题意,C项错误;
D.与在常温下能反应,不符合题意,D项错误;
答案选B。
18.D
A.充入一定量的氩气,反应物和生成物的浓度都不发生改变,平衡不发生移动,n(H2)不变,A不正确;
B.更换高效催化剂,可以同等程度加快反应速率,但平衡不发生移动,CO的产率不变,B不正确;
C.再加入一定量的C粉,各气体物质的浓度都不变,平衡不发生移动,H2的体积分数不变,C不正确;
D.再充入一定量的H2O(g),相当于加压,H2O(g)转化率减小,D正确;
故选D。
19.B
A.图甲是向平衡后的溶液中加入少量晶体,对反应速率没有影响,A错误;
B.Ⅰ的平衡状态中甲醇的含量高于Ⅱ平衡状态中甲醇,即Ⅰ的平衡状态中气体的总物质的量小于Ⅱ平衡状态中气体的总物质的量,根据 知M(Ⅱ)<M(Ⅰ), B正确;
C.图丙中a改变的条件可能是加入催化剂也可能是改变压强,C错误;
D.点的 〈 ,平衡向正反应移动〉,D错误;
故选B。
20.D
A.反应前后气体的化学计量数相等,压强始终不变,A项错误;
B.反应前后气体的化学计量数相等,气体的总物质的量始终不变,B项错误;
C.N的生成速率与Q的消耗速率均为逆反应速率,不能说明正反应速率等于逆反应速率,C项错误;
D.因M为固体,混合气体的密度不变,说明气体总质量不变,反应达到平衡状态,D项正确;
故选:D。
21.(1) < KA=KB>KC bcd
(2) 25%
减小 增大 >
(1)①反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)是气体体积减小的反应,在温度相同时,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,则P1<P2,故答案为:<;
②由图可知,压强一定时,温度升高,CO的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则该反应的正向ΔH<0,所以随着温度升高,该反应平衡常数减小,则A、B、C三点的平衡常数KA,KB,KC的大小关系是:KA=KB>KC,故答案为:KA=KB>KC;
③a.当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时,该反应正逆反应速率相等,反应才达到平衡,a项错误;
b.CH3OH的体积分数不再改变时,说明该反应正逆反应速率相等,反应达到平衡,b项正确;
c.该反应平衡前气体总质量不变,总物质的量改变,则平均摩尔质量在改变,故平均摩尔质量不变,说明反应达到平衡,c项正确;
d.同一时间内,消耗0.04molH2,生成0.02molCO,说明该反应正逆反应速率相等,反应达到平衡,d项正确;
故答案为:bcd;
(2)①在T2℃、P2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4molH2发生反应,平衡时CO的平衡转化率为0.5,列出三段式为:,平衡时氢气的体积分数=物质的量分数= =25%;平衡后再加入1.0molCO后平衡正向移动,但CO的转化率减小;CO与CH3OH的浓度比=,平衡正向移动,c(H2)减小,增大,故答案为:25%;减小;增大;
②由①的解析可知该温度下平衡常数K==400,若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,Qc===200<K,此时平衡正向移动,v(正)> v(逆),故答案为:>;
③结合①中三段式计算,p(CO)=p=0.375p,p(H2)=p=0.25p,p(CH3OH)=p=0.375p,Kp===,故答案为:。
22.(1)bc
(2)0.075
(3)30%
(4)<
(5)①②④⑤
(6)45.5
(7) 33.6
(1)a.反应达到平衡后,反应仍在进行,故错误;b.使用催化剂可以增大反应速率,能缩短到平衡的时间,提高生产效率,故正确;c.反应前后气体的总物质的量不同,则当容器内混合气体的平均相对分子质量不变时,说明反应达到了化学平衡状态,故正确;d.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度,使的转化率提高,但不可以100%地转化为,故错误。故选bc。
(2)3~6min内,二氧化碳的反应速率为,根据方程式分析,氢气的速率为0.075
(3),12min末时,混合气体中CH3OH的体积分数为。
(4)因为反应抑制在向正向进行,逆反应速率一直增大,直到9分钟时到平衡,故后者逆反应大。
(5)①若恒压容器中,混合气体的密度保持不变,说明反应体系中气体总物质的量不变,说明反应到平衡;②单位时间内生成,同时消耗,说明正逆反应速率相等,反应到平衡;③与的总浓度等于与的总浓度不能说明反应到平衡;④的物质的量不再变化能说明反应到平衡;⑤恒容容器中,混合气体的总压强不再变化能说明反应到平衡,故选①②④⑤;
(6)从图分析,每生成1mol甲醇,反应放热为510-419=91 kJ的能量,故生成16gCH3OH(l)放出45.5kJ能量。
(7)通入氧气的一极为正极,通入氨气的一极为负极,则电极A的反应式为。每生成1mol氮气及28克,转移6mol电子,若反应生成28克氮气,转移6mol电子,则消耗1.5mol氧气,标况下体积为6=33.6L。
23.0.25
K=。
24.0.8
在10s内用的浓度变化表示的化学反应速率为0.12mol/(L·s),则这10s内消耗的H2的物质的量为:=2.4mol,根据化学方程式中,变化量之比等于化学计量数之比,故这10s内消耗的物质的量是=0.8mol,故答案为:0.8mol。
25.(1) 五氧化二钒 大于
(2)在450°C时, 2mol二氧化硫气体和1mol氧气气体完全反应生成2mol三氧化硫气体时放出的热量为190kJ
(3)bd
(1)接触法制硫酸中,二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的催化剂为五氧化二钒,该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,因此该反应450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数。
(2)450℃下的热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-190kJ·mol-1,其意义为:在450°C时, 2mol二氧化硫气体和1mol氧气气体完全反应生成2mol三氧化硫气体时放出的热量为190kJ。
(3)a.化学反应速率之比等于化学计量数之比,2v(O2)正=v(SO3)逆说明反应达到平衡状态,v(O2)正=2v(SO3)逆不能说明反应达到平衡状态,a错误;
b.该反应为反应前后气体分子数改变的反应,容器中气体的平均分子量不随时间而变化,说明反应达到平衡状态,b正确;
c.依据质量守恒定律,气体质量不变,而容器体积不变,因此容器中气体的密度不随时间而变化,不能说明反应达到平衡状态,c错误;
d.该反应为反应前后气体分子数改变的反应,当容器中气体的分子总数不随时间而变化,说明反应达到平衡状态,d正确;
答案选bd。
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