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.以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理如下图所示,
下列说法正确的是
A.该反应①中钛氧键断裂会释放能量 B.该反应中,光能和热能转化为化学能
C.使用作催化剂可降低反应热 D.催化过程中钛的价态没有变化
2.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B.CH4+CO2→CH3COOH过程中,只有C-H键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了C-C键
D.催化剂加快了该反应的速率
3.在2L密闭容器中,保持恒温,加热KClO3和MnO2固体混合物制取O2,5min后,生成O232克,则此反应的平均速率可表示为( )
A.v(O2)=3.2g·L-1·min-1
B.v(O2)=0.1mol·L-1·min-1
C.v(KCl)=0.1 mol·L-1·min-1
D.v(KClO3)=0.0667 mol·L-1·min-1
4.某化学反应速率,在t1时刻升高温度或增大压强,都符合如图所示变化的反应是
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0
B.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g);△H<0
C.H2(g)+I2(g)2HI(g);△H>0
D.CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g);△H>0
5.已知某温度下,某恒容容器中发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),其平衡常数K=0.24,下列说法正确的是
A.该温度下反应2SO2(g)+2NO2(g)2SO3(g)+2NO(g)的平衡常数为0.48
B.若该反应△H <0,则升高温度化学平衡常数K减小
C.若升高温度,逆反应速率减小
D.改变条件使平衡正向移动,则平衡时容器中一定比原平衡小
6.我国正在研究利用甲烷合成甲醇这种清洁能源,反应原理为:,100℃时,将一定量的和一定量通入10L恒容容器中,若改变起始量,的平衡转化率如表所示:
甲
乙
丙
起始物质的量
5
4
10
10
8
10
的平衡转化率/%
下列说法不正确的是
A.按甲投料反应达到平衡所需的时间为5min,则用甲烷表示0~5min内的平均反应速率为
B.增大可提高转化率且不改变该反应的平衡常数
C.在不改变其他外界条件下、、的相对大小顺序为:
D.比值增大,可提高甲烷转化率,平衡常数不变
7.环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应(假设用2AA2表示该反应)。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
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点时环戊二烯的浓度为0.45 mol/L
8.下列影响化学反应的本质原因分析错误的是
A.增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增加
B.有气体参加的化学反应,若缩小反应容器的体积,主要增大了活化分子的百分数
C.升高温度,主要增加了反应物分子中活化分子数
D.加入催化剂后,活化分子数增大,活化分子百分数也增大
9.工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃下的催化氧化:,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,下述有关说法中不正确的是
A.在上述条件下,SO2不可能100%地转化为SO3
B.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率
C.达到平衡时,SO2与O2的浓度比始终保持2:1
D.为了提高SO2的转化率,可以适当提高O2的浓度
10.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.用排饱和食盐水法收集Cl2
B.饱和FeCl3溶液滴入沸水中可制得氢氧化铁胶体
C.500 ℃比室温更有利于合成氨的反应
D.工业制取金属钾Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度,使K变成蒸气从反应混合物中分离出来
11.在恒温恒容的容器中进行反应:2X(g)+Y(g) ⇌3Z(g)+Q(s) ∆H=-akJ·mol-1(a>0),下列说法不正确的是
A.容器中压强不变,表明反应达到平衡状态
B.反应过程中X、Y的转化率不一定相同
C.增加X的浓度,平衡时Y的体积分数减少
D.容器中气体的密度不变,表明反应达到平衡状态
12.将装有气体的圆底烧瓶(封口)置于冰水浴中,圆底烧瓶中气体颜色变浅。下列说法错误的是
A.反应
B.烧瓶内压强不再变化时,反应达到新的平衡
C.气体颜色不再变化时,反应达到新的平衡
D.混合气体的密度不再变化时,反应达到新的平衡
13.下列说法中错误的是
A.凡是放热反应而且熵增加的反应,就更易自发进行
B.对于同一物质在不同状态时的熵值是:气态>液态>固态
C.对同一反应来说,平衡常数K值越大,则正反应进行越完全
D.凡是能量较高的分子发生的碰撞均为有效碰撞
14.下列说法正确的是
A.ΔH<0、ΔS<0的反应在低温时不能自发进行
B.反应:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,在高温时能自发进行
C.两种物质反应,无论方程式的书写形式如何△H均不变
D.增大反应物浓度,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大
15.生活中的下列措施是为了改变化学反应速率的是
A.将湿衣服放在太阳下晒干
B.向较多粉尘的地面洒水后再清洁
C.铁制栏杆喷涂油漆
D.将食盐密封好,防止吸潮结块
16.对于反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ,下列措施能加快反应速率的是
A.压缩体积 B.减少H2(g)的量
C.增大容器的体积 D.降低温度
17.在恒温恒容的密闭容器中发生反应(其中碳足量),反应体系中CO2(g)的浓度随时间的变化如表所示,下列说法中正确的是
反应时间
0
80
90
100
110
浓度
0.00
0.30
0.32
0.33
0.33
A.增加C的量可以加快反应速率
B.反应在100 s时刚好平衡
C.80~90 s之间的平均速率,之间的平均反应速率
D.反应平衡后升高温度,则NO的平衡转化率一定增大
18.氢气是一种可再生的绿色能源,也是重要的化工原料,天然气在催化剂作用下热解可制得氢气,其反应如下:ΔH=+74.81kJ·mol-1,关于上述反应,以下叙述正确的是
A.反应达平衡时,恒温恒压下通入惰性气体,会加快正反应速率,使平衡正向移动
B.反应达平衡时,恒温恒容下加入C(s),会加快逆反应速率,使平衡逆向移动
C.当H2(g)的生成速率是CH4(g)消耗速率的2倍时,说明反应达到了平衡状态
D.正反应活化能大于逆反应活化能
19.某温度下,反应X(g)+3Y(g)2Z(g)的平衡常数为1 600。此温度下,在容积一定的密闭容器中加入一定量的X和Y,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
X
Y
Z
浓度/(mol)
0.06
0.08
0.08
下列说法正确的是
A.此时v(正)<v(逆)
B.平衡时Y的浓度为0.05 mol·L-1
C.平衡时X的转化率为40%
D.增大压强使平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
20.地康法制氯气的反应为,下列措施中既能增大反应速率又能增大HCl平衡转化率的是
A.升高温度 B.增大氧气的浓度
C.使用合适的催化剂 D.移出H2O
二、非选择题(共5题)
21.甲醇合成二甲基甲酰胺的热化学方程式为:2CH3OH(l)+NH3(g)+CO(g) (CH3)2NCHO(l)+2H2O(l)△H,若该反应在常温下能自发进行,则△H 0 (填“ > ”、“ < ”或“ = " )。
22.某同学利用Al、Fe、Mg和2 mol/L的稀硫酸,设计实验方案研究影响反应速率的因素。实验报告如表:
实验步骤
反应快慢
结论
①分别取等体积的2 mol/L的硫酸于试管中
②分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg
Mg>Al>Fe
反应物的性质越活泼,反应速率越快
该同学的实验目的是 。
23.聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯,其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式为:CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)
已知v正=k正x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH),v逆=k逆x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH),其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的物质的量分数。
(1)反应开始时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1:1投料,测得348K、343K、338K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。
该醇解反应的ΔH 0(填>或<)。348K时,以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx= (保留2位有效数字)。在曲线①、②、③中,k正-k逆值最大的曲线是 ;A、B、C、D四点中,v正最大的是 ,v逆最大的是 。
(2)343K时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1:1、1:2和2:1进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比 时,乙酸甲酯转化率最大;与按1:2投料相比,按2:1投料时化学平衡常数Kx (填增大、减小或不变)。
(3)该醇解反应使用离子交换树脂作催化剂,下列关于该催化剂的说法正确的是 。
a.参与了醇解反应,但并不改变反应历程 b.使k正和k逆增大相同倍数
c.降低了醇解反应的活化能 d.提高乙酸甲酯的平衡转化率
24.对于基元反应,如aA+bBcC+dD,反应速率v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),其中k正、k逆是速率常数,仅受温度影响。
已知
反应I 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-902 kJ·mol-1
反应Ⅱ 8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g) ΔH2=-2740 kJ·mol-1
反应Ⅲ N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH3=+182.6 kJ·mol-1
对于基元反应Ⅳ 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH4,在653 K时,速率常数k正=2.6×103 L2·mol-2·s-1,k逆=4.1×103 L·mol-1·s-1。
(1)ΔH4= kJ·mol-1。
(2)计算653 K时的平衡常数K= ,若升高温度, (填“k正”或“k逆”)增大的倍数较大。
(3)653 K时,若NO的浓度为0.006 mol·L-1,O2的浓度为0.290 mol·L-1,则正反应速率为 mol·L-1·s-1。
25.T℃时,体积为0.5L的恒容密闭容器中发生可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)。保持温度不变,实验测得起始和平衡时的有关数据如表:
容器
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡时体系能量的变化
A
B
C
2
1
0
0.75Q kJ
其他条件不变,若容器保持恒容绝热,则达到平衡时C的体积分数 (填“<”、“=”或“>”)。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
B
B
B
B
C
B
C
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
D
D
B
C
A
C
D
B
B
1.B
A.断键吸收能量,则过程①中钛氧键断裂会吸收能量,故A错误;
B.该图中以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和氧气,根据能量守恒定律知,该反应中,光能和热能转化为化学能,故B正确;
C.催化剂降低反应所需活化能,不影响反应热,反应热与反应物和生成物总能量差有关,故C错误;
D.根据示意图可知反应中钛的价态有+3价和+4价,催化过程中钛的化合价发生了变化,故D错误;
故选B。
2.B
A、根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A正确;
B、CH4+CO2→CH3COOH过程中,C-H键、C=O均发生断裂,B错误;
C、根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,C正确;
D、催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D正确;
答案选B。
【点睛】本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。
3.B
加热KClO3和MnO2固体混合物制取O2,可以用氧气的反应速率来表示,32克氧气的物质的量为1mol,则化学反应速率 ,故答案为B。
4.B
由图像可知,在t1时刻升高温度或增大压强,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,则该反应正方向是气体分子总数增大的放热反应。
A. 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △Η<0正方向是气体分子总数减小的放热反应,故A不符合题意;
B. 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △Η<0正方向是气体分子总数增大的放热反应,故B符合题意;
C.H2(g)+I2(g) 2HI(g) △Η>0正方向是气体分子总数没有变化的吸热反应,故C不符合题意;
D.CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g);△Η>0正方向是气体分子总数增大的吸热反应,故D不符合题意;
故答案选B。
5.B
A.平衡常数与化学计量数有关,同一可逆反应在相同的温度下,化学计量数变为原来的n倍,平衡常数变为原来的n次幂,则该温度下反应2SO2(g)+2NO2(g)2SO3(g)+2NO(g)的平衡常数为0.242=0.0576,故A错误;
B.若该反应△H <0,升高温度,平衡向逆反应移动,平衡常数K减小,故B正确;
C.升高温度,反应物、生成物的活化分子增多,正、逆反应速率都增大,故C错误;
D.增大二氧化氮的浓度,平衡向正反应移动,新平衡时,三氧化硫浓度增大、二氧化硫浓度减小,由反应的平衡常数K=,由此可知=×,增大,是常数,则×增大,即平衡时容器中一定比原平衡大,故D错误;
故选B。
6.B
A.由表格数据可知,5min时甲烷的转化率为50%,则甲烷的反应速率为=0.05 mol/(L·min),故A正确;
B.增大反应物甲烷的浓度,平衡向正反应方向移动,但甲烷的转化率减小,故B错误;
C.甲与乙相比,甲烷与水蒸气的物质的量之比相同,乙相当于减小压强,该反应是气体体积不变的反应,改变压强,平衡不移动,甲烷的转化率不变;丙与甲而言相比,增大了甲烷的物质的量,甲烷的浓度增大,平衡向正反应方向移动,但甲烷的转化率减小,则甲烷转化率的大小顺序为,故C正确;
D.比值增大相当于增大水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,甲烷的转化率增大,平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,故D正确;
故选B。
7.C
A.在相同时间内,环戊二烯浓度减小量越大,反应速率越快。根据图象可知反应温度:T2>T1,A错误;
B.a、c两点的温度和浓度都不相同,因此无法比较a点和c点的反应速率大小,B错误;
C.a点和b点温度相同,a点时环戊二烯的浓度大于b点时环戊二烯的浓度,即a点的正反应速率大于b点的正反应速率,因为b点时反应未达到平衡,b点的正反应速率大于逆反应速率,故a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,C正确;
D.由图象可知,b点时环戊二烯的浓度为0.6 mol/L,D错误;
故答案为C。
8.B
A.增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增加,故A正确;
B.缩小反应容器的体积,不改变活化分子的数目,只能提高单位体积内活化分子数,活化分子的百分数不变,故B错误;
C.升高温度,可以使更多的普通分子转化为活化分子,提高活化分子的百分数,故C正确;
D.加入催化剂,降低活化能,可以使更多的普通分子转化为活化分子,提高活化分子的百分数,故D正确;
答案选B。
9.C
A. 因该反应是可逆反应,存在反应限度,反应物不可能100%的转化为生成物,故A正确;
B. 使用催化剂加快了反应速率,缩短反应时间,提高反应效率,平衡不移动,故B正确;
C. 不清楚SO2与O2的起始量,故达到平衡时,SO2与O2的浓度比不确定,故C错误;
D. 因增大反应物O2的浓度,平衡向正反应方向移动,提高了SO2的转化率,故D正确;
故选C。
10.C
A.饱和食盐水中,Cl-浓度很大,对反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡起抑制作用,从而降低Cl2的溶解度,所以可用排饱和食盐水法收集Cl2,A不符合题意;
B.FeCl3水解FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,HCl易挥发,而且水解过程是吸热反应,加热有利于平衡正向移动,有利于胶体的形成,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.合成氨反应是一个放热反应,温度低有利于平衡的正向移动,选择500℃高温的原因是催化剂在此温度下的活性大,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.使K变成蒸气从反应混合物中分离出来,可以减少反应Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)中生成物K(g)的浓度,有利于平衡正向移动,促进Na与KCl的反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【点睛】勒夏特列原理,适用于任何平衡体系,能解释因外界条件改变导致平衡发生移动所带来的各种变化,但是如果改变的外界条件不能破坏平衡体系,平衡就不会发生移动,所以就不能用来解释由此带来的各种现象。
11.A
A.Q是固体,反应前后气体分子数目不变,压强始终不变,所以不能用压强不变来衡量反应是否达到平衡,故A错误;
B.只有当X、Y的投入量按反应方程式系数比投入时,反应物的转化率才相同,故B正确;
C.增加X的浓度,平衡正向移动,Y的物质的量减少,平衡时Y的体积分数减少,故C正确;
D.混合气体的密度 ,体积不变,反应前后气体质量发生改变,所以反应前后气体密度发生改变,当气体的密度不变,表明反应达到平衡状态,故D正确;
故选A。
12.D
A.冰水浴中,圆底烧瓶中气体颜色变浅,可知降低温度平衡逆向移动,其,A正确;
B.该反应为气体体积不等的反应,则压强不再变化时,反应达到新的平衡,B正确;
C.颜色不变可知浓度不变,则颜色不再变化时,反应达到新的平衡,C正确;
D.气体的质量、体积不变,则密度不能判定平衡状态,D错误;
故选D。
13.D
A.熵增加且放热的反应,当△H<0,△S>0时△H-T△S<0,故熵增加的放热反应一定能自发进行,故A正确;
B.同一物质的固态、液态、气态的混乱度依次增大,故B正确;
C. K越大,正向进行的程度越大,达到平衡时,反应进行的越完全,正向进行的程度越大,即正反应进行越完全,故C正确;
D.能量达到活化能的分子为活化分子,当活化分子发生碰撞能发生化学反应,有新物质生成的碰撞为有效碰撞,故D错误;
故选:D。
14.B
A. ΔH<0、ΔS<0的反应在低温时能自发进行,在高温时不能,A不正确;B. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,在高温时能自发进行,因为这是一个熵增的反应,B正确;C. 两种物质反应,化学方程式的书写形式不同,△H不同,因为△H物质的聚焦状态和化学计量数都有关系,C不正确;D. 增大反应物浓度,活化分子百分数不变,化学反应速率增大,D不正确。本题选B。
点睛:判断反应自发进行的复合判据是,若△H-T△S<0,则反应可自发进行。增大反应物浓度,虽然活化分子百分数不变,但是单位体积空间内活化分子的数目增多了,故单位时间内单位体积空间内的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。可以改变活化分子百分数的只有温度和催化剂。
15.C
A.升高温度,反应速率加快,将湿衣服放在太阳下晒干是通过改变温度提高蒸发速率,该过程没有发生化学反应,A不符合题意;
B.向较多粉尘的地面洒水后再清洁,将粉尘表面积缩小,但该过程没有发生化学反应,B不符合题意;
C.铁制栏杆喷涂油漆,防止铁制品与空气、水蒸气接触,降低铁生锈的速率,所以改变化学反应速率,C符合题意;
D.将食盐密封好,防止吸潮结块,氯化钠和水不发生化学反应,D不符合题意;
答案选C。
16.A
A.压缩体积,压强增大,各物质浓度增大,化学反应速率加快,A正确;
B.减少H2(g)的量,减少了反应物浓度,化学反应速率减小,B错误;
C.增大容器的体积,相当于压强减小,各物质的浓度减小,化学反应速率减小,C错误;
D.降低温度,活化分子数减小,化学反应速率减小,D错误;
故选A。
17.C
A.C是固体物质,其浓度不变,所以向反应容器中加入C的量,化学速率不会加快,A错误;
B.反应在100 s后时CO2(g)浓度不再发生变化,则在100℃时反应可能刚好平衡,也可能在90~100℃时反应就已经达到了平衡状态,B错误;
C.反应在80~90 s之间△c(CO2)=0.02 mol/L,则用CO2的浓度变化表示的平均速率v(CO2)=;反应在100 s反应已经达到了平衡状态,物质的浓度不再发生变化,所以用CO2的浓度变化表示的平均速率v(CO2)=0,C正确;
D.题目已知信息不能确定该反应的热效应,所以不能确定温度对化学平衡移动的影响,反应平衡后升高温度,NO的平衡转化率可能是增大也可能是减小,D错误;
故合理选项是C。
18.D
A.恒温恒压,通入惰性气体,相当于稀释了反应物的浓度,反应向气体体积增大的一方进行,但是反应物浓度下降。分子间碰撞概率降低,反应速率减慢,故A错误;
B.反应体系中固体视为浓度不变,加入后无影响,故B错误;
C.无论反应是否平衡,氢气的生成速率始终是甲烷的消耗速率的2倍。,故C错误;
D.反应焓变大于零,说明生成物能量大于反应物能量。反应过程中最高能量和生成物能量差距更小,正反应活化能大于逆反应活化能,故D正确。
故D正确。
19.B
A.根据Qc= ==208.3<1600,反应没有达到平衡,向正反应方向移动,v(正)>v(逆),A错误;
B.若达到平衡时Y的浓度为0.05 mol·L-1,则Y在上面某时刻浓度的基础上又反应了0.03 mol·L-1,所以X、Y、Z的平衡浓度分别为0.05 mol·L-1、0.05 mol·L-1、0.1 mol·L-1,所以此时的Qc==1600,与此温度下的平衡常数数值相等,所以此时达到平衡状态, B正确;
C.根据表中数据可知起始时刻X、Y的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,达到平衡时X的浓度为0.05 mol·L-1,所以X的转化率为×100%=50%,C错误;
D.增大压强,平衡正向移动,但是平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,D错误;
答案选B。
20.B
A.该反应为放热反应,升高温度,化学反应速率加快,但平衡向逆反应方向移动,氯化氢的转化率减小,故A不符合题意;
B.增大反应物氧气的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氯化氢的转化率增大,故B符合题意;
C.使用合适的催化剂能加快反应速率,但化学平衡不移动,氯化氢的转化率不变,故C不符合题意;
D.移出生成物水蒸气,水蒸气的浓度减小,平衡向正反应方向移动,氯化氢的转化率增大,但反应速率减小,故D不符合题意;
故选B。
21.<
根据△G=△H-T△S判断。
根据方程式2CH3OH(l)+NH3(g)+CO(g) (CH3)2NCHO(l)+2H2O(l),反应是气体物质的量减少的反应,△S<0,又该反应在常温下能自发进行,△G<0,根据△G=△H-T△S<0,△H<0。
22.探究反应物本身的性质对反应速率的影响
由实验步骤可知,该实验中其他条件相同,选用不同的金属进行实验,目的是探究反应物本身的性质对反应速率的影响。
23. > 3.2 ① A C 2:1 不变 bc
(1)根据图象,①的速率最快,说明①对应的是最高温度348K,温度升高,平衡时转化率增大,说明正向是吸热的,所以ΔH>0;348K时,设初始投入为1mol,则有:
CH3COOCH3(l)C6H13OH(l)CH3COOC6H(l)+CH3OH(l)
起始: 1 1 0 0
转化: 0.64 0.64 0.64 0.64
平衡: 0.36 0.36 0.64 0.64
带入平衡常数表达式:Kx=χ(CH3COOC6H13) ·χ(CH3OH) / [χ(CH3COOCH3) ·χ(C6H13OH)] = 0.32×0.32 / (0.18×0.18) = 3.2;k正、k逆是温度的函数,根据平衡移动的规律,k正受温度影响更大,因此温度升高,k正增大的程度大于k逆,因此,k正-k逆值最大的曲线是①;根据v正= k正χ(CH3COOCH3)·χ(C6H13OH),v逆= k逆χ(CH3COO C6H13)·χ(CH3OH),A点χ(CH3COOCH3)·χ(C6H13OH)大,温度高,因此A点v正最大;C点χ(CH3COO C6H13)·χ(CH3OH)大且温度高,因此C点v逆最大;故答案为:>;3.2;①;A;C;
(2)增大己醇的投入量,可以增大乙酸甲酯转化率,因此,2:1时乙酸甲酯转化率最大;化学平衡常数Kx只与温度有关,因此不变;故答案为:2:1;不变;
(3)催化剂参与了醇解反应,改变了反应历程,a错误;
催化剂不影响化学平衡,说明催化剂使k正和k逆增大相同倍数,b正确;
催化剂能够降低反应的活化能,c正确;
催化剂不改变化学平衡,d错误;
故答案为:bc。
【点睛】在可逆反应中,增大某一反应物的投入量,会增大另一反应物的转化率,但化学平衡常数只与温度有关,温度不变,则化学平衡常数不变。
24.(1)-114.1
(2) k逆
(3)2.7×10-2
(1)根据盖斯定律,由×(反应Ⅰ×2-反应Ⅱ-反应Ⅲ×7)得反应Ⅳ,故ΔH4=×(ΔH1×2-ΔH2-ΔH3×7)≈-114.1 kJ·mol-1.;
(2)653 K反应达到平衡时,v正=k正·c2(NO)·c(O2)=v逆=k逆·c2(NO2),该温度下的平衡常数K==。升温,K减小,减小,k逆增大的倍数较大;
(3)正反应速率v正=k正·c2(NO)·c(O2),将数据代入,计算得到v正=2.6×103×0.0062×0.290 mol·L-1·s-1≈2.7×10-2 mol·L-1·s-1。
25.<
热化学方程式的反应热表示反应物完全转化为生成物时的能量变化,根据反应放出的热量,可计算出反应的反应物及产生的C的物质的量,最后根据物质的体积分数等于该物质的物质的量占总物质的量的百分比,再与比较判断。
热化学方程式2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=-QkJ/mol表示2molA完全反应放出QkJ的能量,根据表格数据可知物质容器中参加反应的A的物质的量△n(A)=2mol×=1.5mol,则根据物质反应关系可知B反应的物质的量是△n(B)=△n(A)=0.75mol,反应产生C的物质的量为△n(C)=△n(A)=1.5mol,所以平衡时各种物质的物质的量n(A)=2mol-1.5mol=0.5mol,n(B)=1mol-0.75mol=0.25mol,n(C)=1.5mol,所以平衡时C的体积分数为×100%=。其他条件不变,因容器保持恒容绝热,随反应进行,容器的温度升高,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致C的物质的量减少,混合气体的物质的量增多,因此最终平衡C的体积分数小于。
【点睛】本题考查了化学平衡的有关计算。先假设反应在恒温条件下进行,按照物质转化关系计算出各种物质的平衡物质的量,计算C的体积分数,再根据反应的热效应,利用反应放热,平衡移动原理,分析平衡时总物质的量及C的物质的量,从而判断出C的含量与的大小关系。
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