内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题
一、单选题(共20题)
1.在2L密闭容器中进行反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0,测得c(H2O)随反应时间(t)的变化如图。下列判断正确的是
A.0~5min内氢气的反应速率大于10-12分内的反应速率
B.为提高水蒸气的转化率,可向容器中再通入一定量的水蒸气
C.10 min时,改变的外界条件可能是升高温度或者减小压强
D.5min时该反应的K值一定小于12 min时的K值
2.恒温恒容密闭容器中,一定条件发生下列反应,有关说法不正确的是
A.反应2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(1)能自发进行,说明该反应的△H<0
B.反应2HS(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)的△H<0,说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
C.反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)达平衡后,向该容器中充入少量CO2,反应再次达平衡时,c(CO2)增大
D.反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)达平衡后,向该容器中加入正催化剂,活化分子百分数增大,反应速率加快
3.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应,生成N2和CO2。对此反应的下列叙述中正确的是
A.使用催化剂能加快反应的速率
B.使一种反应物过量能提高反应的速率
C.改变压强对反应速率没有影响
D.降低温度能加快反应速率
4.根据下列实验操作及现象,得出的结论正确的是
选项
操作及现象
结论
A
向溶液中滴加苯酚溶液,溶液变紫色
已变质
B
向中滴加稀硫酸,没有明显现象
酸性:
C
在酸性溶液中滴加溶液,溶液褪色
还原
D
在的四氯化碳溶液中加入KI溶液,下层液体颜色变浅
KI具有还原性
A.A B.B C.C D.D
5.某温度下,反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g);△H>0.在一带有活塞的密闭容器中达到平衡,下列说法中不正确的是
A.恒温,压缩体积,平衡不移动,混合气体颜色加深
B.恒压,充入HI(g),开始时正反应速率减小
C.恒容,升高温度,正反应速率增大
D.恒容,充入H2,I2(g)的体积分数降低
6.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况下,不会使平衡发生移动的是
A.温度、容积不变,通入SO2气体
B.温度、容积不变,通入HCl气体
C.移走一部分NH4HS固体
D.容器体积不变,通入NH3
7.已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示。X与Y两条曲线中,Y表示N2O4浓度随时间的变化,则下列说法不正确的是
A.如混合气体的压强不再发生改变,说明反应已达化学平衡状态
B.a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是b点
C.25~30 min内用NO2表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L-1·min-1
D.反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是增加N2O4的浓度
8.对于放热反应,下列说法正确的是
A.反应物的总能量小于生成物的总能量 B.该反应的逆反应是吸热反应
C.升高温度可以使反应速率减小 D.增大的浓度能使完全转化
9.黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图所示,下列说法错误的是
A.反应I、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B.该转化过程中的作用是催化剂
C.反应I的离子方程式为:
D.反应Ⅱ中,每消耗,转移电子的物质的量为
10.亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,由NO与Cl2反应制取NOCl的反应为:2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) △H<0。当反应达到平衡后,下列分析正确的是
A.增大压强,对正反应的反应速率影响更大
B.升高温度,对正反应的反应速率影响更大
C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大
D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大
11.下列实验操作与现象和对应结论均正确的是
实验操作与现象
结论
A
加热盛有少量固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝。
显碱性
B
向某溶液中先加入氯化钡溶液,再滴入盐酸,先产生白色沉淀,后白色沉淀不消失。
该溶液中可能含有
C
其他条件相同的情况下,两只试管中均加入10ml,2mol/L的酸性,第一只试管中加入10ml,2mol/L的,第二只试管中加入10ml,4mol/L的,观察第二只试管褪色更快。
浓度越大,反应速率越大
D
向2支盛有2mL不同浓度溶液的试管中同时加入1mL2%溶液,未观察到明显的实验现象差异。
浓度对反应速率的影响不大
A.A B.B C.C D.D
12.已建立平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是
①生成物的体积分数一定增大
②生成物的产量一定增加
③反应物的转化率一定增大
④反应物浓度一定降低
⑤逆反应速率一定降低
⑥使用合适的催化剂
A.② B.①③④⑥ C.②④⑤ D.①②⑤⑥
13.将2mol A和2mol B气体加入体积为1L的密闭容器中,发生反应2A(g)+B(g)=2C(g),若经2s后测得C的浓度为0.6mol•L﹣1,现有下列几种说法,其中正确的是
①用物质A表示的反应平均速率为0.3mol•L﹣1•s﹣1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol•L﹣1•s﹣1
③2s时物质A的转化率为30%
④2s时物质B的浓度为0.7mol•L﹣1
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
14.下列关于化学反应方向的研究与判断,正确的是
A.化学反应能否发生无需判据,只需实验检验即可
B.反应NaHCO3(s) + NaHSO4(aq)=Na2SO4(aq) + CO2↑(g) + H2O(l)常温下能自发发生
C.反应CO(g) = C(石墨,s)+O2(g) (△H =110.5kJ·mol-1△S = -89.36 J·mol-1·K-1)能自发发生
D.任何情况下,温度都不可能对反应的方向其决定性作用
15.工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法正确的是
A.使用催化剂可加快反应速率,提高SO3产率
B.其它条件保持不变,温度越高,速率越快,生产效益越好
C.实际生产中选定400~600℃作为操作温度,其原因是在此温度下催化剂的活性最高,SO2能100%转化为SO3
D.增大压强可以提高SO3产率,但高压对动力和设备要求太高,会增加生产成本
16.可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是
①一个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
②一个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂
③其他条件不变时,混合气体平均相对分子质量不再改变
④恒温恒容时,体系压强不再改变
⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变
⑥恒温恒容时,混合气体密度保持不变
⑦正反应速率v(H2)=0.6 mol·L-1·min-1,逆反应速率v(NH3)=0.4 mol·L-1·min-1
A.全部 B.②③④⑤
C.②③④⑤⑦ D.③⑤⑥⑦
17.在一恒容密闭容器中,加入X、Y和合适的催化剂,发生反应:,在不同温度下,反应开始时,Z的生成速率的变化如图所示。下列说法正确的是
A.可用体系的压强作为化学平衡状态的标志
B.时,催化剂的活性最高,化学反应速率最快
C.和时的平衡转化率都比时高
D.实际工业生产中,容器的温度宜控制在左右
18.反应 ,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.A、C两点的化学平衡常数:
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.由状态B到状态A,可以用加热的方法
D.A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C
19.室温下,铁块与稀盐酸反应速率较慢,下列措施不能加快反应速率的是
A.将反应液适当加热 B.用较浓盐酸代替稀盐酸
C.将铁块换成铁粉 D.加适量蒸馏水稀释盐酸
20.已知 ,如图是恒容容器中按n(N2):n(H2)=1:3,投料后,在200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中的物质的量分数随压强的变化曲线。下列叙述正确的是
A.曲线a对应的温度为600℃
B.M点对应的H2转化率是75%
C.及时分离出NH3可以提高正反应速率
D.图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是
二、非选择题(共5题)
21.化学平衡状态
(1)定义:
(2)特征:
逆:
等:
动:
定:
变:
22.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
(1)已知:
化学键
C-H
C-C
C=C
H-H
键能/kJ·molˉ1
412
348
612[
436
计算上述反应的△H= kJ·mol-1。
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K= (用含α等字母的代数式表示)。
23.在2L密闭容器中进行反应:aX(s)+bY(g)cP(g)+dQ(g),式中a、b、c、d为化学计量数。在0~3min内,各物质的物质的量(单位为mol)的变化如表所示:
物质
时间
X
Y
P
Q
起始(mol)
0.5
1.0
1.5
2min末(mol)
0.7
2.7
0.8
3min末(mol)
2.7
0.8
已知2min内v(Q)=0.075mol·L-1·min-1,v(P):v(Y)=2:5。
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)= ,2min末时n(Q)= 。
(2)上述反应的化学方程式为 。
(3)用Y表示2min内的反应速率为 。
(4)在保持温度和容积不变的情况下,下列关于上述反应的叙述不正确的是 。
a.2min内用X表示的反应速率为0.05mol·L-1·min-1
b.向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),会导致体系压强增大,反应速率加快
c.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量不再改变即说明反应已经达到平衡
d.随着反应的进行,混合气体的密度不再改变即说明反应已经达到平衡
e.随着反应的进行,混合气体的压强不再改变即说明反应已经达到平衡
24.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示。
化学反应
平衡常数
温度/℃
500
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
K2
1.0
2.5
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
K3
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3= (用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH 0(填“>”或“<”)。
(3)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度相等,且均为0.1mol/L,则此时v正 v逆(填“>”“=”或“<”)。
(4)某温度下在2L恒容密闭容器中加入CH3OH(g)发生反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),测得有关数据如表。
反应时间/min
0
1
2
3
4
n(CH3OH)/mol
1.02
0.42
0.22
0.02
0.02
①反应在2min内以CH3OCH3(g)表示的化学反应速率为 。
②该温度下的反应的平衡常数为 。
③该反应在 min时达到化学平衡,平衡时CH3OCH3的体积分数为 。
④能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。
A.容器中总压强不变
B.容器中混合气体的密度不变
C.容器中CH3OCH3的体积分数不变
D.容器中c(CH3OCH3)=c(H2O)
25.在催化剂作用下,CO2、H2同时发生如下反应:
反应1(主反应):CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(g) △H=-86.9kJ•mol-1
反应2(副反应):CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41.2kJ•mol-1
反应2的发生不利于反应1中CH3OH(l)生成的原因是 ;一定温度、压强下,为了提高反应速率和CH3OH(1)的选择性,应当 。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
A
A
B
C
D
B
A
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
A
A
B
D
C
D
C
D
B
1.D
A.0~5min内和10~12min内,c(H2O)均减小,说明平衡均正向移动,c(H2)均增大,0~5min内氢气的反应速率为,10~12min内的反应速率为,所以0~5min内氢气的反应速率小于10-12分内的反应速率,A错误;
B.向容器中再通入一定量的水蒸气,c(H2O)增大,平衡正向移动,但水蒸气的转化率降低,B错误;
C.10~12min内,c(H2O)减小,说明平衡正向移动,因ΔH>0,正反应吸热,则改变的外界条件可能是升高温度,不可能是减小压强,因为减小压强会导致c(H2O)突变,与题图不符合,C错误;
D.12min时体系温度高于5min时的,K值只与温度有关,正反应吸热,则温度越高,K值越大,则5min时该反应的K值一定小于12min时的K值,D正确;
故选D。
2.C
A.反应2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(1)的ΔS<0,反应能自发进行,则△H-TΔS<0,该反应的△H<0,A正确;
B.反应2HS(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)的△H<0,说明反应物的总能量大于生成物的总能量,物质的能量越高,键能越小,则反应物的键能总和小于生成物的键能总和,B正确;
C.反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的平衡常数表达式为K=c(CO2),达平衡后,向该容器中充入少量CO2,平衡常数不变,则反应再次达平衡时,c(CO2)不变,C不正确;
D.反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)达平衡后,向该容器中加入正催化剂,正反应的活化能降低,活化分子数增多,活化分子百分数增大,从而使反应速率加快,D正确;
故选C。
3.A
A.使用催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快,A正确;
B.若过量的物质的状态是气态或溶液中的物质,高物质过量导致物质的浓度增大,则化学反应速率会加快;若过量的反应物是固体物质或纯液体物质,则化学反应速率不变,只能使另一种反应物转化率提高,化学反应速率不变,B错误;
C.对有气体参加的化学反应来说,改变压强必然影响速率,但若反应在溶液中进行或无气体参加,则改变压强,化学反应速率不变,C错误;
D.降低温度会导致物质的内能减小,活化分子数减小,分子之间的有效碰撞次数减少,化学反应速率降低,D错误;
故合理选项是A。
4.A
A.滴加苯酚溶液后显紫色,说明溶液中存在三价铁,则硫酸亚铁已变质,故A正确;
B.碳酸钙与稀硫酸反应后产生的硫酸钙会覆盖在表面,阻止反应的进行,硫酸是强酸,碳酸是弱酸,故B错误;
C.酸性溶液中滴加溶液中,发生氧化还原反应而褪色,但是二价铁的还原性大于溴离子还原性,因此二价铁优先还原高锰酸根,故C错误;
D.在的四氯化碳溶液中加入KI溶液,下层液体颜色变浅是由于,碘离子浓度增大,平衡正向移动,导致碘单质减少,故D错误;
故答案选A。
5.B
A.反应前后气体的化学计量数之和相等,压强对平衡移动没有影响,恒温,压缩体积,平衡不移动,但体积减小,浓度增大,所以颜色加深,A正确;
B.恒压,充入HI(气),开始时反应物的浓度不变,开始瞬间正反应速率不变,而后增大到平衡状态,B错误;
C.升高温度,正逆反应速率都增大,C正确;
D.恒容,充入H2,平衡向正反应方向移动,I2的物质的量减小,混合气体总物质的量增大,再次达到平衡时I2(g)的体积分数降低,D正确;
答案选B。
6.C
A.SO2+2H2S=3S↓+2H2O,c平(H2S)减小,平衡右移,故A不选;;
B.HCl+NH3=NH4Cl,c平(NH3)减小,平衡右移,故B不选;
C.NH4HS为固体,浓度为常数,移走后平衡不移动,故C选;
D.通入NH3,c(NH3)增大,平衡左移,故D不选;
故选:C。
7.D
A.反应2NO2(g)N2O4(g)的正反应是气体物质的量减小的反应,如压强不再发生改变,即各气体的物质的量不再发生改变,说明反应已达化学平衡状态,A正确;
B.由图可知:只有b点各种物质的浓度不变,说明b点反应处于平衡状态,B正确;
C.图中曲线Y表示N2O4,曲线X表示NO2,25~30 min内N2O4的浓度改变0.2 mol/L,则v(N2O4)=,则v(NO2)=2v(N2O4)=0.08 mol/(L·min),C正确;
D.图中Y表示N2O4浓度,X表示NO2的浓度变化,由图中25 min时物质浓度变化可知:改变的体积是增加NO2的浓度,D错误;
故合理选项是D。
8.B
A.反应为放热反应,因此反应物的总能量大于生成物的总能量,A错误;
B.反应为放热反应,因此该反应的逆反应是吸热反应,B正确;
C.温度越高,反应速率越快,因此升高温度可以使反应速率加快,C错误;
D.反应为可逆反应,因此增大的浓度,平衡正向移动,可以提高SO2的转化率,但不能使完全转化,D错误;
答案选B。
9.A
A.由题干图示信息可知,反应Ⅲ中,Fe2+与NO结合生成Fe(NO)2+,没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,A错误;
B.由题干图示信息可知,NO也是该反应的催化剂,所以在酸性条件下,黄铁矿催化氧化中NO和Fe3+均是催化剂,B正确;
C.由题干图示信息可知,反应Ⅰ中,Fe(NO)2+与O2反应生成Fe3+和NO,酸性条件下反应Ⅰ的离子方程式为:4Fe(NO)2++O2+4H+═4Fe3++4NO+2H2O,C正确;
D.由题干图示信息可知,反应Ⅱ中,FeS2中S元素的化合价由-1价升高为+6价,则每消耗1mol FeS2,转移电子物质的量为14mol,D正确;
故答案为:A。
10.A
A.该反应的正反应是气体体积减小的反应,增大压强正逆反应速率都增大,但平衡正向移动,说明正反应速率增大的更多,则压强对正反应速率影响更大,故A正确;
B.该反应的正反应是放热反应,升高温度正逆反应速率都增大,但平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大的更多,则温度对逆反应速率影响更大,故B错误;
C.减小反应物浓度,正逆反应速率都减小,平衡逆向移动,说明正反应速率减小的更多,则减小反应物浓度,对正反应的反应速率影响更大,故C错误;
D.加入催化剂,对正逆反应速率影响相同,所以正逆反应速率仍然相等,故D错误;
答案为A。
11.B
A.受热分解可以产生氨气、二氧化碳和水,氨气可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,是因为氨气溶于水显碱性,并不能说明显碱性,A项错误;
B.某溶液中先加入氯化钡溶液,再滴入盐酸,先产生白色沉淀,后白色沉淀不消失,可以证明该溶液中可能含有,B项正确;
C.反应中除了草酸浓度不同之外,反应的生成物锰离子也可作催化剂,浓度与催化剂均会影响化学反应速率,故无法说明浓度对速率的影响,C项错误;
D.溶液与溶液反应并没有明显的实验现象,不能得出浓度对反应速率的影响,D项错误;
故选B。
12.A
①平衡向正反应方向移动,生成物的物质的量增大,但体积分数不一定增大,如SO2和O2的反应,增大O2的量很多时,生成SO3的体积分数可能减小,①错误;
②平衡向正反应方向移动,生成物的产量一定增加,②正确;
③增大某一反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,其它反应物的转化率增大,自身转化率降低,③错误;
④增大某一反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,其它反应物的浓度降低,自身浓度增大,④错误;
⑤平衡向正反应方向移动,一定是正反应速率大于逆反应速率,但逆反应速率不一定降低,也可能是正反应速率增大,逆反应速率不变,或者正、逆反应速率都增大,⑤错误;
⑥加入催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,⑥错误;
综上所述②正确,故A符合题意;
答案选A。
13.A
经2秒后测得C的浓度为0.6mol•L﹣1,则2s内生成的n(C)=0.6mol/L×1L=0.6mol,2s内v(C)= =mol/(L•s)=0.3mol/(L•s),
①相同时间内,不同物质的化学反应速率之比等于其计量数之比,则相同时间内v(A)=v(C)=0.3mol/(L•s),故①正确;
②相同时间内,不同物质的化学反应速率之比等于其计量数之比,则相同时间内v(B)=v(C)=×0.3mol/(L•s)=0.15mol/(L•s),故②错误;
③2s时物质A的转化率=×100%=×100%=30%,故③正确;
④2s时物质n(B)=1.7mol,此时c(B)===1.7mol/L,故④错误;
故选:A。
14.B
A.自发反应需要一定的条件,通过实验不一定能判断反应是否能自发进行,故A错误;
B.反应NaHCO3(s) + NaHSO4(aq)=Na2SO4(aq) + CO2↑(g) + H2O(l)的熵变△S>0,该反应是放热反应则△H<0,由自发进行的判据△G=△H-T△S<0,则该反应常温下能自发发生,故B正确;
C.△H=110.5kJ/mol,△S=-89.36 J/(mol•K),任何温度下△G=△H -T△S =110.5kJ/mol-T×(-89.36×10-3KJ/(mol•K))>0,反应一定不能自发进行,故C错误;
D.如△H>0,△S>0,高温下反应能自发进行,低温下不能自发进行,温度可能对反应的方向起决定性作用,故D错误;
故选:B。
15.D
A.使用催化剂可加快反应速率,但催化剂不能影响平衡的移动,不能提高SO3的产率,A错误;
B.温度超过400~600℃时,催化剂的活性降低;且该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,SO3产率的产率降低,故温度超过400~600℃时,升高温度,生产效益降低,B错误;
C.实际生产中选定400~600℃作为操作温度,其原因是在此温度下催化剂的活性最高;但该反应是可逆反应,SO2的转化率小于100%,C错误;
D.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,SO3产率升高,但高压对动力和设备要求太高,会增加生产成本,D正确;
故选D。
16.C
①一个N≡N断裂的同时,有3个H—H键断裂,表示的都是v正,不能说明可逆反应达到平衡状态,①错误;
②一个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂,表示的是v正=v逆,可以说明可逆反应达到平衡状态,②正确;
③可逆反应为反应前后气体体积减小的反应,其它条件不变时,混合气体平均相对分子质量不再改变,可以说明反应达平衡状态,③正确;
④对于反应前后气体体积不等的可逆反应,恒温恒容时,体系压强不再改变,说明该可逆反应达到平衡状态,④正确;
⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变,说明各组分的浓度不变,达到了平衡状态,⑤正确;
⑥恒温恒容时,混合气体的密度保持不变,由于气体的质量不变,容器的容积不变,所以气体的密度始终不变,故密度无法判断是否达到平衡状态,⑥错误;
⑦根据同一化学反应中,各物质的化学反应速率之比等于化学方程式中相应各物质的化学计量数之比,正反应速率v(H2)=0.6mol/(L·min)时,用NH3表示的正反应速率v(NH3)=v(H2)= ×0.6mol/(L⋅min)=0.4mol/(L⋅min),则有:v(NH3)正= v(NH3)逆,可以说明可逆反应达到平衡状态,⑦正确;
综上所述,C项正确;
17.D
A.该反应是气体体积不变的反应,恒容密闭容器中当控制温度不变时,体系的压强不变,此时不一定达到平衡,所以不能用体系的压强作为化学平衡状态的标志,故A错误;
B.图像显示温度250℃时速率比400℃高,其他条件一定时升高温度速率加快,时反应速率比250℃慢,说明400℃时催化剂的活性不是最高,故B错误;
C.正反应为吸热反应,升温平衡正向移动, X的转化率增大,所以时的平衡转化率比时高,时的平衡转化率比时低,故C错误;
D.图像显示250℃时的速率大,250℃时催化剂的活性最高,所以实际工业生产中,容器的温度宜控制在左右,故D正确;
故答案为:D。
18.C
N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1,升高温度,平衡正向移动,降低温度平衡逆向移动;增大压强平衡逆向移动,减小压强平衡正向移动。
A.A、C两点对应的温度相同,平衡常数只受温度影响,,A错误;
B.A到C,压强增大,体积减小,NO2(g)的浓度增大,然后平衡逆向移动,最终二氧化氮的浓度比原浓度大,故气体颜色较深,即C点气体颜色比A点深,B错误;
C.A到B,NO2的体积分数减小,说明相同压强下,T2到T1,平衡逆向移动,结合分析可知,T2到T1为降温,即由状态A到状态B,可以用降温的方法,则由状态B到状态A,可以用加热升温的方法,C正确;
D.A点到C点,压强增大,平衡逆向移动,该反应的逆反应为气体相对分子质量增大的反应,即A点气体的平均相对分子质量小于C点气体的平均相对分子质量,D错误;
故选C。
19.D
A.温度越高,反应速率越快,故A不符合;
B.增大盐酸的浓度,氢离子浓度增大,反应的速率加快,故B不符合;
C.用铁粉代替铁片,增加了接触面积,化学反应速率加快,故C不符合;
D.加适量蒸馏水稀释盐酸,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故D符合;
故选D。
20.B
A.该反应的正反应为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,导致氨的物质的量分数减小,由图象可知,曲线c对应的温度为600℃,曲线a对应的温度为200℃,A错误;
B.M点时氨的物质的量分数为60%,利用三段式计算,N2和H2的起始物质的量分别为1 mol、3 mol,设H2转化率是3x,则平衡时n(N2)=(1-x)mol,n(H2)=(3-3x)mol,n(NH3)=2x mol,由于M点时氨的物质的量分数为60%,则,解得x=0.75,所以H2转化率是,B正确;
C.当反应达到平衡后,分离出NH3,化学平衡正向移动,瞬间正反应速率不变,后来会逐渐减小,C错误;
D.平衡常数只与温度有关,与其他条件无关,温度相同时平衡常数相同,由于该反应的正反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,则M、N、Q三点平衡常数K的大小关系是,D错误;
故合理选项是B。
21.(1)在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,反应物和生成物浓度不再随时间的延长而发生变化(即保持不变),正反应和逆反应的速率相等,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
(2) 研究对象为可逆反应 v(正)= v(逆) 动态平衡,v(正)= v(逆) ≠0 条件一定,平衡混合物中各物质的浓度一定(不是相等) 条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡
【解析】略
22. +124kJ·mol-1
试题分析:(1)反应热=反应物总键能-生成物总能键能,由有机物的结构可知,应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差,故△H=(5×412+348-3×412-612-436)kJ•mol-1=+124kJ•mol-1,故答案为+124;
(2)物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应,参加反应的乙苯为nα mol,则:
开始(mol): n 0 0
转化(mol): nα nα nα
平衡(mol): n(1-α) nα nα
维持体系总压强p恒定,在温度T时,由PV=nRT可知,混合气体总浓度不变,设反应后的体积为V′,则=,故V′=(1+α)V,平衡常数K== =,故答案为。
考点:考查了反应热计算、化学平衡常数计算的相关知识。
23. 2.2mol 1.2mol 2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g) 0.125mol·L-1·min-1 abe
要求出aX(s)+bY(g)cP(g)+dQ(g)化学方程式中a、b、c、d的数值,就要根据表格数据求出它们反应时物质的量比。根据表格数据,2min末该反应达到平衡状态,已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,则△c(Q)= v(Q)×t=0.075 mol·L-1·min-1×2min =0.15 mol·L-1,△n(Q)= 0.15 mol·L-1×2 L=0.3 mol。 v(P)∶v(Y)=2∶5=c∶b,则△n(P)∶△n (Y)=2∶5=c∶b=0.2∶△n (Y),则△n (Y)= 0.5mol,结合表格其他数据,则两分钟内△n(X)∶△n (Y)∶△n(P)∶△n (Q)=0.2mol∶0.5mol∶0.2mol∶0.3mol=2∶5∶2∶3=a∶b∶c∶d,因此反应方程式为2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g),据此分析解答。
(1)从表格数据可知,2min内物质X是增加的,物质P是减少的,则整个反应是逆向进行的,根据上述分析,,2min内△n (Y)= 0.5mol,则起始时n(Y)=2.7-0.5=2.2mol;2min末时,△n(Q)= 0.3 mol ,则n(Q)=1.5-0.3=1.2mol,故答案为2.2mol;1.2mol;
(2)根据上述分析,上述反应的化学方程式为2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g),故答案为2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g);
(3)经分析2 min内, △n (Y)= 0.5mol,则用Y表示的反应速率v(Y)==0.125mol·L-1·min-1。
(4)a.X为固体,不能用X表示反应速率,故a错误;
b.容器的体积不变,向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),气体的浓度不变,反应速率不变,故b错误;
c.X为固体,该反应前后气体的物质的量不变,但气体的质量发生变化,因此随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量不再改变即说明反应已经达到平衡,故c正确;
d.X为固体,该反应前后气体的物质的量不变,但气体的质量发生变化,因此随着反应的进行,混合气体的密度不再改变即说明反应已经达到平衡,故d正确;
e.在保持温度和容积不变的情况下,该反应前后气体的物质的量不变,容器中气体的压强始终不变,混合气体的压强不再改变,不能说明反应已经达到平衡,故e错误;
故答案为abe。
24.(1)K1×K2
(2)<
(3)<
(4) 0.10mol/(L·min) 625 3 49.1% C
【解析】(1)
反应③3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),依据反应①+②得到反应③,①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)K1=,②H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)K2=,③3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)K3=,所以平衡常数K3=K1×K2,故答案为:K1×K2;
(2)
K3=K1×K2,计算得到反应③3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数,500℃时K3=K1×K2=2.5×1=2.5,800℃时K3=K1×K2=0.15×2.5=0.375,平衡常数随温度升高减小,正反应为放热反应,反应③的ΔH<0,故答案为:<;
(3)
500℃时测得反应③的平衡常数K=2.5,在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度相等,且均为0.1mol•L-1,计算浓度商Qc==100>K=2.5,反应逆向进行,判断此时v正<v逆,故答案为:<;
(4)
①2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ,反应在2min内以CH3OCH3表示的化学反应速率v(CH3OCH3)=v(CH3OH)==0.10mol/(L•min),故答案为:0.10mol/(L•min);
②某温度下在2L恒容密闭容器中加入CH3OH(g)发生反应2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),利用表中数据,结合三段式列式计算平衡浓度,,该温度下的反应的平衡常数K=,故答案为:625;
③图表数据分析可知,该反应在3min时达到化学平衡,此时甲醇物质的量=0.02mol,消耗甲醇物质的量=1.02mol-0.02mol=1.00mol,生成CH3OCH3的物质的量=0.50mol,反应前后气体物质的量不变,气体物质的量的分数=气体体积分数,则平衡时CH3OCH3的体积分数为=×100%≈49.1%,故答案为:3;49.1%;
④A.反应前后气体物质的量不变,容器中总压强始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.反应前后气体质量和体积不变,容器中混合气体的密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C.容器中CH3OCH3的体积分数不变,是平衡标志,故C正确;
D.容器中c(CH3OCH3)=c(H2O),不能说明正逆反应速率相同,不能判断反应是否达到平衡状态,故D错误;
故答案为:C。
25. 反应2消耗CO2、H2,且有H2O(g)生成,CO2、H2浓度减小和H2O(g)浓度增大都使反应1逆向进行 选择性催化剂(选择CH3OH的催化剂)
反应2消耗CO2、H2,且有H2O(g)生成,CO2、H2浓度减小和H2O(g)浓度增大都使反应1逆向进行;根据影响反应速率的因素,一定温度、压强下,温度压强不能改变,可以利用催化剂,可以用选择性催化剂,选择生成CH3OH的催化剂。
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