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.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
B.将铜粉和锌粉混合后放入稀硫酸中,产生气体的速率比不加铜粉快
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D.将CO中毒的病人迅速抬到空气新鲜的地方
2.密闭容器中充入一定量、发生反应,反应一段时间测得浓度与反应温度关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应 B.转化率:
C.化学反应速率: D.a点
3.下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是
A.测定中和热
B.测定O2的生成速率
将NO2球浸泡在冷水和热水中
C.验证反应的吸放热
D.比较温度对反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
4.将一定量硫化氢气体加入密闭容器中,发生反应:。该反应的平衡常数的负对数()随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.该反应的 B.30℃时,B点对应状态的:
C.反应速率: D.C点对应状态的平衡常数
5.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:甲:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g);乙:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)。现有下列状态:
①混合气体平均摩尔质量不再改变
②恒温时,气体压强不再改变
③各组成气体浓度相等
④反应体系中温度保持不变
⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍
⑥混合气体密度不变
⑦单位时间内,消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是
A.①②⑤ B.③④⑥ C.⑥⑦ D.④⑤
6.目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列说法错误的是
A.第②、③步反应均释放能量
B.该反应进程中有二个过渡态
C.酸催化剂能同时降低正、逆反应的活化能
D.总反应速率由第①步反应决定
7.在容积不变的密闭容器中,将与混合加热到一定温度,发生反应,反应达到平衡时,该反应的平衡常数K为1.0。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数表达式为
B.反应达到平衡时,
C.的平衡转化率为
D.不管反应进行到何种程度,容器中原子个数之比保持不变
8.温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入10 mol PCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是
A.反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.032 mol•L-1•s-1
B.保持其他条件不变,若升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol•L-1,则反应的△H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3、2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的物质的量大于0.4 mol
9.下列说法正确的是
A.常温下,的熵小于
B.能在一定温度下发生自发反应, ,则
C.可以把分解:,收集碳,实现变废为宝
D.向碳酸氢钠中加入少量水后,碳酸氢钠溶解,,
10.已知反应①:和反应②:在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③:的平衡常数为。则下列说法正确的是( )
A.反应①的平衡常数
B.反应③的平衡常数
C.对于反应②,若,温度升高,则该反应平衡常数减小
D.对于反应③,恒温恒容下,增大浓度,平衡常数K一定会减小
11.将的溶液和溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡的是
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入溶液
溶液变红色
②
滴入溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
A.①和② B.②和④ C.③和④ D.①和③
12.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到如图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别是
组别
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
块状
4
2.5
50
粉末状
A.4、3、2、1 B.1、2、3、4 C.3、4、2、1 D.1、2、4、3
13.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是。
A.Z为0.3 mol·L-1 B.Y2为0.4 mol·L-1
C.X2为0.2 mol·L-1 D.Z为0.4 mol·L-1
14.某温度下,反应2NO2(g)N2O4(g)在一恒容密闭容器内建立平衡,现向容器内再通入一定量纯净的NO2气体,则建立新平衡后c(NO2)/c(N2O4)的变化趋势是
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
15.在温度不同的2L恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中各充入1molX和2molY,保持其它条件相同,发生反应:,测得10min时X的物质的量n(X)如图所示。下列说法正确的是
A.当X和Y的浓度之比为时,反应达到平衡
B.由和对应的图像可知,该可逆反应的正反应为吸热反应
C.b点一定满足:
D.再向容器Ⅲ中再充入1molX和2molY,再次平衡时,Y的转化率增大
16.1,2−丙二醇(CH2OHCHOHCH3)单分子解离反应相对能量随反应历程的变化如图所示。解离路径包括碳碳键断裂解离和脱水过程。下列说法正确的是
A.1,2−丙二醇中所有C−C键的强度相同
B.从能量的角度分析,TS1路径的速率比TS2路径慢
C.产物CH3CH=CHOH比产物CH3C(OH)=CH2更稳定
D.升高相同温度,生成CH2OHCH=CH2的反应速率增大程度小于生成CH3COCH3的反应
17.某化学小组测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为20mL溶液和20mL溶液,随时间变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.该反应在0~4min内的平均反应速率
B.在反应过程中,该反应的化学反应速率先增大后减小
C.起初反应速率很小,一段时间后反应速率明显增大,一定是反应放热温度升高的结果
D.该反应的离子方程式为
18.如图所示,甲容器容积固定不变,乙容器有可移动的活塞。甲中充入2 mol SO2和l mol O2,乙中充入4 mol SO3和1 mol He,在恒定温度和相同的催化剂条件下,发生如下反应:2SO3 (g) ⇌ 2SO2 (g) + O2 (g)。下列有关说法正确的是
A.若活塞固定在6处不动,达平衡时甲乙两容器中的压强:P乙=P甲
B.若活塞固定在3处不动,达平衡时甲乙两容器中SO3的浓度:c (SO3) 乙>2c (SO3)甲
C.若活塞固定在3处不动,达平衡时甲乙容两器中SO2的体积分数:ψ (SO2)乙>2ψ (SO2)甲
D.若活塞固定在7处不动,达平衡时两容器中SO2的物质的量分数相等
19.CO与在作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步基元反应为①(慢) ,②(快) 。下列说法正确的是
A.总反应速率主要取决于反应②的快慢
B.升高温度,平衡常数、均增大
C.与均为直线形分子
D.降低了CO与反应的△H
20.下列说法正确的是
A.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B.相同物质的量的同种物质气态时熵值最小,固态时熵值最大
C.恒温恒压下,且的反应一定不能自发进行
D.反应在室温下可自发进行,则该反应的
二、非选择题(共5题)
21.乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应:,该反应的速率方程可表示为和,和只与温度有关。该反应的活化能 (填“>”“=”或“<”),已知:时,,该温度下向某恒容密闭容器中充入乙醇和甲醚,此时反应 (填“正向”或“逆向”)进行。
22.一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)从反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为 ,X的物质的量浓度减少了 ,Y的转化率为 。
(2)该反应的化学方程式为 。
(3)10s后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是 。
A.t1时刻,增大了X的浓度
B.t1时刻,升高了体系温度
C.t1时刻,缩小了容器体积
D.t1时刻,使用了催化剂
23.我国提出力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。“双碳”战略倡导绿色、低碳的生产生活方式,加快降低碳排放的步伐,有利于引导绿色技术创新发展。一定条件下CO2与H2可发生化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃
700
800
850
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
降低温度,化学平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,原因是 。
24.含氮类化合物在人类的日常生活中有着重要的作用。
(1)研究表明,在200℃,压强超过200MPa时,不使用催化剂,氨便可以顺利合成。但工业上合成NH3往往在温度500℃压强20~50MPa的条件下进行,已知合成氨为放热反应,试分析原因 。
(2)已知:A.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l) ΔH=-123kJ/mol
B.NH2COONH4(l)(NH2)2CO(g)+H2O(g) ΔH= +50kJ/mol
①在工业生产中,尿素是由以上A、B两步合成的,则工业上由氨气与二氧化碳合成尿素的热化学反应方程式为: 。
②尿素合成过程中通过控制温度、NH3和CO2的物质的量比(氨碳比a)等因素来提高CO2的转化率。如图是在其他因素一定,不同氨碳比条件下CO2平衡转化率与温度的关系图。由图可知当温度一定时,a值越大,CO2转化率越大其原因是 ;当a一定时,CO2平衡转化率呈现先增大后减小的趋势,其原因为 。
(3)工业上常利用4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)生产硝酸。在同温条件下,向2L的反应容器中充入2mol NH3与2.75molO2,平衡时NH3转化率为50%,则该温度下K= ;保持温度不变,反应容器中每种物质各增加0.1mol,则平衡将 移动;其他条件不变,下列措施一定可以增大氨气转化率的是 。
a.降低氨气浓度 b.增大容器体积 c.降低温度 d.移除水蒸气 e.选择合适的催化剂
25.实验室中配制碘水,往往是将I2溶于KI溶液中,这样就可以得到浓度较大的碘水,主要是因为发生了反应:I2(aq)+ I−
上述平衡体系中,的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示(曲线上的任何一点都表示平衡状态):
(1)通过分析上图,该反应的正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)在T1温度D状态时,v正 v逆(填“>”“<”或“=”);若在T1时某状态, 平衡状态(填“是”“不是”或“不一定是”)。
(3)写出该平衡常数的表达式K = 。若升高温度,K值将 (填“增大”或“减小”或“不变”,下同);若向溶液中加入少量的溴水,K值将 。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
B
D
B
D
C
B
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
A
A
B
D
D
C
B
C
D
1.B
A.浓氨水中加入氢氧化钠固体,氢氧化钠固体溶解放热,使一水合氨分解生成氨气,且OH-浓度增大,化学平衡NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-逆向进行,能用化学平衡移动原理解释的,故A不符合题意;
B.将铜粉和锌粉混合后放入稀硫酸中,构成原电池,加快反应速率,不能用勒夏特列原理解释,故B符合题意;
C.氯水中存在Cl2+H2O⇌HCl+HClO平衡,生成的次氯酸见光分解,促进平衡正向进行,故氯水光照后颜色变浅,能用勒夏特利原理解释,故C不符合题意;
D.空气新鲜的地方,氧气浓度大,平衡HbO2+COHbCO+O2逆向移动,有利于血红蛋白和氧气结合,可以用勒夏特列原理解释,故D不符合题意;
答案为B。
2.C
A.b点反应处于平衡状态,平衡后继续升高温度SO3的浓度降低,说明平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,故A错误;
B.三氧化硫的浓度越大,二氧化硫的转化率越高,故二氧化硫转化率b>c>a,故B错误;
C.温度越高反应速率越快,故化学反应速率:c>b>a,故C正确;
D.b点以前反应没有达到平衡,故a点,故D错误;
故选C。
3.C
A.中和热的测定需要用到玻璃搅拌棒,使溶液充分反应,故A错误;
B.测定O2的生成速率应该用分液漏斗,氧气从长颈漏斗逸出,注射器无法收集到气体,无法达到实验目的,故B错误;
C.若X中是吸热反应,集气瓶中空气压强减小,U形管内甲液面升高乙降低;若X中是放热反应,集气瓶中空气压强增大,U形管内甲液面降低乙升高,可以达到实验目的,故C正确;
D.2NO2(g) ⇌N2O4(g)△H<0升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体颜色加深,温度降低,平衡正向移动,气体颜色变浅,只能判断平衡移动方向,不能比较温度对化学反应速率的影响,故D错误;
故答案为C。
4.B
A.升高温度,减小,K增大,则ΔH>0, A正确;
B.由图像可知30℃时,B点未达平衡,Qc>K,反应向逆反应方向进行,则,B错误;
C.A、C点反应均达平衡,A点温度比C点高,反应速率快,C正确;
D.由图可知,C点=3.6380,则,D正确;
故答案选B。
5.D
甲:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g);乙:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)。
①反应过程中,甲的平均相对分子质量不断发生改变,乙的平均相对分子质量始终不变,则反应混合气体平均摩尔质量不再改变时,乙不一定达平衡状态;
②恒温时,甲中压强不断发生改变,乙中气体压强始终不变,则气体压强不再改变时,乙不一定达平衡状态;
③各气体组成浓度相等时,甲、乙都不一定达平衡状态;
④甲、乙反应发生后,反应体系的温度都会发生改变,当反应体系中温度保持不变时,两反应都达平衡状态;
⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍,则甲、乙两反应的正、逆反应速率都分别相等,反应都分别达平衡状态;
⑥甲中反应进行过程中,混合气体的密度不断发生改变,而乙中混合气体的密度始终不变,则混合气体密度不变时,甲中气体达平衡状态,乙中气体不一定达平衡状态;
⑦单位时间内,消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1,反应进行的方向相同,甲、乙两反应都不一定达平衡状态;
综合以上分析,只有④⑤能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态,故选D。
6.B
A.根据能量与反应进程图可知第②、③步反应的反应物的能量均高于生成物,为放热反应,A正确;
B.该反应经历3个步骤,有3个过渡态,B错误;
C.催化剂通过改变反应历程,可以同时降低正、逆反应的活化能,加快反应速率,C正确;
D.据图可知第①步反应的活化能最大,为慢反应,决定总反应速率,D正确;
综上所述答案为B。
7.D
假设平衡时,CO转化了x mol,由题意列三段式如下:,则平衡常数K=,解得x=1.2 mol。
A.H2O此时为气态,也应写在平衡常数中,即K=,A错误;
B.由于体积未知,无法计算各物质的浓度,B错误;
C.平衡时,CO转化了1.2 mol,则CO转化率=,C错误;
D.根据原子守恒知,H、C、O的个数比始终等于起始三者个数之比,即6:2:5,D正确;
故答案选D。
8.C
A.根据表格数据可知:在前50 s的平均速率为v(PCl3)=,A错误;
B.根据表格数据可知:在反应温度为T℃时反应达到平衡时n(PCl3)=0.20 mol,c(PCl3)=。在保持其他条件不变,若升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol•L-1,升高温度,c(PCl3)增大,说明升高温度化学平衡正向移动,则该反应的正反应为吸热反应,所以△H>0,B错误;
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,达到平衡前Qc= ,该反应在开始时n(PCl5)=10 mol,反应达到平衡时n(PCl2)=0.20 mol,根据物质反应转化关系可知平衡时n(PCl5)=(10-0.20)mol=9.80 mol,n(PCl3)=n(Cl2)=0.20 mol,则该温度下的化学平衡常数K=。Qc>K,所以达到平衡前反应正向进行,化学反应速率v(正)>v(逆),C正确;
D.反应开始时加入n(PCl5)=10 mol,n(PCl3)=n(Cl2)=0的等效起始状态为加入n(PCl3)=n(Cl2)=10 mol,n(PCl5)=0,反应达到平衡时n(PCl5)=0.20 mol。在相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3、2.0 mol Cl2,假设平衡不移动,则反应达到平衡时PCl3的物质的量为n(PCl3)=。增大体系的压强,化学平衡逆向移动,导致PCl3的物质的量减小,因此平衡时n(PCl3)<0.04 mol,D错误;
故合理选项是C。
9.B
A.常温下,为气体,为固体,所以的熵大于,A错误;
B.反应 ,,在高温下发生自发进行,B正确;
C.分解:,,在任何温度下都不能自发进行,不能收集碳,实现变废为宝,C错误;
D.向碳酸氢钠中加入少量水后,碳酸氢钠溶解,,,D错误;
故选B。
10.B
A. 化学平衡常数表达式中固体、纯液体不需要表示,反应①的平衡常数K1=c(CO2)/c(CO),A错误;
B. 反应①的平衡常数K1=c(CO2)/c(CO),反应②的平衡常数K2=c(H2O)/c(H2),反应③:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数为:K=[c(CO2)⋅c(H2)]/[c(CO)⋅c(H2O)]=[c(CO2)/c(CO)]·[c(H2O)/c(H2)]=K1/K2,B正确;
C. 反应②的平衡常数K2=c(H2O)/c(H2),若,温度升高,平衡正向移动,则该反应平衡常数增大,C错误;
D. 平衡常数K只与温度有关,温度不变,K不变,D错误;故答案为:B。
11.D
0.2mol•L-1的KI溶液和0.1mol•L-1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合,证明发生2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2,因铁离子不足,证明溶液中含铁离子及亚铁离子即可,滴入KSCN溶液,溶液变红色,可知少量Fe3+不能转化,滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成,证明生成Fe2+,或加滴入淀粉溶液,溶液变蓝色,证明生成I2,①③或①④可证明,只有D正确,故选:D。
12.A
根据外界条件对反应速率的影响结果可知,温度越高反应速率越快,浓度越大反应速率越快,固体的颗粒越小接触面积越大,反应速率越快,故由于3、4的温度高于2的,4使用铁粉末,3用铁块,故反应速率4>3>2,而1的温度比2低,盐酸浓度也比2小,故反应速率比2慢,综上所述反应速率是:4>3>2>1,反应速率越快用时越短,故曲线a、b、c、d所对应的实验组别是4、3、2、1,故答案为:A。
13.A
若反应向正反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
若反应向逆正反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2,0.2<c(Y2)<0.4,0<c(Z)<0.4,故A正确、BCD错误,故选A。
14.B
某温度下,反应2NO2(g)N2O4(g)在一恒容密闭容器内建立平衡,现向容器内再通入一定量纯净的NO2气体,若新平衡与原平衡等效,则c(NO2)/c(N2O4)的值与原平衡时相等,因为该反应正向气体分子数减小,所以增大压强平衡有利于平衡正向移动,则恒温恒容时再通入一定量纯净的NO2气体,达到的新平衡与原平衡不等效,NO2反应程度增大,因此c(NO2)/c(N2O4)的值减小,故选B。
15.D
A.在温度不同的2L恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中各充入1molX和2molY,保持其它条件相同,发生反应:,X和Y的浓度之比一直为,无法判断反应达到平衡,A错误;
B.由、和对应的图象可知,时X的物质的量大于时X的物质的量而时X的物质的量小于时X的物质的量,说明到平衡发生了移动即温度升高平衡向逆反应方向移动,故该可逆反应的正反应为放热反应,B错误;
C.不能确定b点是否为平衡状态,所以b点不一定满足:,C错误;
D.在恒温恒容条件下,再向容器Ⅲ中再充入1molX和2molY,相当于加压,平衡向气体体积分数减小的方向移动即向正反应方向移动,再次平衡时,Y的转化率增大,D正确;
故选D。
16.D
A.由图可知,断裂1mol中a处碳碳键所需能量为83.7kJ,b处碳碳键所需能量为85.1kJ,所以1,2-丙二醇中C-C键的强度不相同,选项A错误;
B.由图可知,TS1路径比TS2路径吸收的能量低,活化能低,所以TS1路径反应速率更快,选项B错误;
C.图可看出产物比产物的能量高,所以更不稳定[提示:能量越低越稳定],选项C错误;
D.结合图示,生成CH2OHCH=CH2、CH3COCH3,放出的能量CH2OHCH=CH2比CH3COCH3少,说明生成CH3COCH3的活化能更低,升高相同温度,生成CH2OHCH=CH2的反应速率增大程度小于生成CH3COCH3的反应,选项D正确;
答案选D。
17.C
A.由题图中数据可知,该反应在0~4min内的平均反应速率,,A正确;
B.由题图可知,该反应的化学反应速率先增大后减小,B正确;
C.起初反应速率很小,一段时间后反应速率明显增大,可能是因为反应放热使体系温度升高,也可能是因为生成的离子对反应有催化作用等,C错误;
D.根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可得该反应的离子方程式为,D正确;
故答案为:C。
18.B
在恒定温度和相同的催化剂条件下,发生反应:2SO3 (g) ⇌ 2SO2 (g) + O2 (g)。甲中充入2 mol SO2和l mol O2,乙中充入4 mol SO3和1 mol He,乙中相当于有4 mol SO2和2mol O2和1 mol He;甲容器容积固定不变,随着反应的进行,气体的物质的量逐渐减少,压强逐渐减小;乙容器有可移动的活塞,压强不变,气体体积减小;结合压强对平衡的影响和等效平衡分析判断。
A.若活塞固定在6处不动,甲乙两容器属于等效平衡,SO3、SO2、 O2 3种气体的物质的量相同,但是乙中有1mol氦气,因此平衡时乙的压强大于甲的压强,故A错误;
B.若活塞固定在6处不动,甲乙两容器属于等效平衡,SO3、SO2、 O2 3种气体的浓度相同,显将活塞固定在3处不动,乙的压强增大,平衡逆向移动,所以平衡时c (SO3) 乙>2c (SO3)甲,故B正确;
C.若活塞固定在6处不动,由于乙中相当于有4 mol SO2和2mol O2和1 mol He,与甲为等效平衡,但是乙中有1mol氦气,平衡时,甲乙容两器中SO2的体积分数:ψ (SO2)乙<ψ (SO2)甲,现将活塞固定在3处不动,相当于增大乙的压强,乙中平衡逆向移动,ψ (SO2)乙减小,因此达到平衡时,甲乙容两器中SO2的体积分数:ψ (SO2)乙<ψ (SO2)甲,故C错误;
D.若活塞固定在6处不动,由于乙中相当于有4 mol SO2和2mol O2和1 mol He,与甲为等效平衡,但是乙中有1mol氦气,平衡时,甲乙容两器中SO2的物质的量分数:乙<甲,现将活塞固定在7处不动,相当于减小乙的压强,乙中平衡正向移动,乙中SO2的物质的量分数增大,但与甲中SO2的物质的量分数不一定相等,故D错误;
故选B。
19.C
A.总反应速率由反应慢的①决定,选项A错误;
B.①②均为放热反应,升高温度,平衡逆移,平衡常数减小,选项B错误;
C.氮气分子中存在氮氮三键,氮气的结构式为:N≡N,二氧化碳为直线型结构,分子中存在两个碳氧双键,二氧化碳的结构式为:O=C=O,与均为直线形分子,选项C正确;
D.作为反应的催化剂不能降低反应的△H,选项D错误;
答案选C。
20.D
A.改变条件能使反应的△H-T△S<0时,则该反应能自发进行,反之则为非自发的反应,如△H>0、△S<0的反应在任何条件下均不能自发进行,属于非自发的反应,故A错误;
B.同一种物质的熵变:气态>液态>固态,即相同物质的量的同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小,故B错误;
C.恒温恒压下,反应自发进行的判断依据是△H-T△S,△H-T△S<0一定自发,而△H<0、△S<0的反应能否自发进行与温度有关,故C错误;
D.反应的△S<0,室温下可自发进行,则△H-T△S<0,即△H<T△S<0,故D正确;
故选D。
21. > 正向
该反应是吸热反应,则正反应的活化能大于逆反应活化能,根据= ,=,则,则反应正向移动。
22.(1) 0.079 mol/(L•s) 0.395 mol/L 79%
(2)X+Y⇌2Z
(3)CD
根据物质的量的变化与化学计量数呈正比书写化学方程式,结合v==和影响化学平衡的因素分析解答。
(1)根据图像,ν(Z)===0.079mol/(L•s);X的物质的量减少了1.20mol-0.41mol=0.79mol,X的物质的量浓度减少了=0.395mol/L;Y的物质的量减少了1.00mol-0.21mol=0.79mol,Y的转化率为×100%=79.00%,故答案为:0.079 mol/(L•s)、0.395mol/L、79.00%;
(2)由图像可以看出,反应到10s时,X的物质的量减小,变化值为1.20mol-0.41mol=0.79mol,Y的物质的量减小,变化值为1.0mol-0.21mol=0.79mol,则X、Y为反应物,Z的物质的量增多,变化值为1.58mol,为生成物,根据物质的量的变化与化学计量数呈正比,则有n(X):n(Y):n(Z)=0.79mol:0.79mol:1.58mol=1:1:2,所以反应的化学方程式为X+Y⇌2Z,故答案为:X+Y⇌2Z;
(3)由图像可知,t1时刻,正、逆反应速率突然增大,且相等,平衡不移动:
A.t1时刻,若增大了X的浓度,则平衡正移,不符合题意,故A不选;
B.t1时刻,若升高了体系温度,平衡一定移动,不符合题意,故B不选;
C.t1时刻,若缩小了容器体积,反应速率增大,由于X+Y⇌2Z反应前后气体的计量数相等,平衡不移动,符合题意,故C选;
D.t1时刻,若使用了催化剂,反应速率增大,平衡不移动,符合题意,故D选;
故答案为:CD。
23. 逆反应 温度升高,平衡常数K增大,平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应
由表格数据可知,温度升高,平衡常数K增大说明平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,则降低温度,化学平衡向逆反应方向移动,故答案为:逆反应;温度升高,平衡常数K增大,平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应。
24. 温度太低反应太慢,压强太大对设备要求较高,压强太低转化率下降 2NH3(g)+CO2(g) (NH2)2CO(g) +H2O(g) ΔH=-73kJ/mol a值越大,NH3占反应物比例高,平衡向正向移动提高了CO2转化率 前半段B反应为主导因素,温度升高,促进B反应向正向移动,后半段A反应为主导因素,A反应向逆向移动 0.75 逆向(或向左) abd
试题分析:本题考查合成NH3适宜条件的选择,盖斯定律的应用,化学平衡图象的分析,化学平衡常数的计算和应用,外界条件对化学平衡的影响。
(1)工业合成氨的反应为N2+3H22NH3;工业上合成NH3使用500℃不使用200℃的原因是:温度太低反应速率太慢,且在500℃时催化剂的催化活性最好。工业上合成NH3使用20~50MPa不使用200MPa的原因是:压强太低反应速率慢且反应物转化率低;虽然增大压强既能加快反应速率也能提高NH3的产率,但压强太大对设备要求较高,在经济上不合算。
(2)①工业上用NH3与CO2反应生成(NH2)2CO和H2O,应用盖斯定律,将A+B得,2NH3(g)+CO2(g)(NH2)2CO(g)+H2O(g)ΔH=(-123kJ/mol)+(+50kJ/mol)=-73kJ/mol,工业上由NH3和CO2合成尿素的热化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)(NH2)2CO(g)+H2O(g)ΔH=-73kJ/mol。
②由图可知当温度一定时,a值越大,CO2转化率越大,其原因是:a值越大,NH3占反应物的比例越大,平衡向正反应方向移动,提高CO2的转化率。当a一定时,升高温度CO2平衡转化率呈现先增大后减小的趋势,其原因是:前半段(最高点之前)B反应为主导因素,温度升高,促进B反应向正向移动,后半段(最高点之后)A反应为主导因素,升高温度,A反应向逆向移动。
(3)用三段式,4NH3(g)+ 5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
c(起始)(mol/L)1 1.375 0 0
c(转化)(mol/L)150%=0.5 0.625 0.5 0.75
c(平衡)(mol/L)0.5 0.75 0.5 0.75
该温度下K===0.75。保持温度不变,反应容器中每种物质各增加0.1mol,瞬时NH3、O2、NO、NH3物质的量浓度依次为0.55mol/L、0.8mol/L、0.55mol/L、0.8mol/L,此时Qc==0.80.75,平衡将逆向移动。a项,其他条件不变时,降低氨气浓度,平衡向逆反应方向移动,O2的转化率减小,NH3的转化率增大;b项,增大容器体积,即减小压强,平衡向正反应方向移动,NH3的转化率增大;c项,由于该反应是放热反应还是吸热反应未知,无法判断降低温度,平衡移动的方向,无法判断NH3的转化率是增大还是减小;d项,移除水蒸气,平衡向正反应方向移动,NH3的转化率增大;e项,使用合适催化剂能加快反应速率,平衡不移动,NH3的转化率不变;一定可以增大氨气转化率的是abd,答案选abd。
25.(1)放热
(2) > 不一定是
(3) 减小 不变
(1)由题意及图象知,I2(aq)+I-,升高温度,c()减小,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应。
(2)在T1温度D状态时,要达到平衡状态A点,c()需增大,反应正向进行,故v正>v逆;K=,而时,不知c(I2)的大小,故无法确定是否达到平衡状态。
(3)根据I2(aq)+I-,可知K=;升高温度,平衡逆向移动,故K值减小;若加入少量溴水,只改变了物质的浓度,温度不变,K值只受温度影响,K值不变。
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