第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-09-17
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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.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性[]与温度关系如图所示。下列说法正确的是
A.250℃,1mol NH3完全被催化氧化转移n(e-)3mol
B.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度约250℃
C.高效除去尾气中的NH3,需研发高温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
D.其他条件不变,在175~300℃范围,随着温度的升高,出口处N2、NO2的量均不断增大
2.一定条件下的可逆反应a A(g)+ b B(g) c C(g)+ d D(g)ΔH,下列图示与对应的叙述相符的是
A.图甲所示:T1< T2,该反应的ΔH <0
B.图乙所示:若该反应中反应系数的关系为a+b < c+d,则P1>P2>P3
C.图丙所示:点E时,v正 > v逆
D.图丁所示:该反应中反应系数的关系为a+b> c+d
3.下列关于碰撞理论的理解不正确的是
A.当其他条件相同时,反应物浓度增大,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增大,所以反应速率增大
B.对于有气体参加的化学反应,当其他条件相同时,压缩体积增大压强,单位体积内活化分子数增大,单位时间内有效碰撞次数增大,所以反应速率增大
C.当其他条件相同时,降低温度,活化分子百分数减小,单位时间内有效碰撞次数减小,所以反应速率减小
D.当其他条件相同时,加入适当催化剂,活化能减小,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增大,所以反应速率增大
4.某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g);ΔH<0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中错误的是
A.t2时加入了催化剂
B.t3时减小反应物浓度
C.t3时降低压强
D.t5时升高温度
5.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H= - 92.4kJ•mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图.下列说法不正确的是
A.t1时增大了压强
B.t2时使用了催化剂
C.t3时降低了温度
D.t4时从体系中分离出部分氨气
6.根据侯氏制碱原理(NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓),某学习小组制备少量Na2CO3流程如图:
工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ•mol-1。对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ•mol-1,下列说法正确的是
A.该反应的△S>0
B.1molN2与3molH2充分反应,放出92.4kJ的热量
C.升高温度,该反应v(逆)增大,v(正)减小,平衡向逆反应方向移动
D.断裂3molH-H键的同时,有6molH-N键断裂,说明该反应达到平衡状态
7.恒温恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)⇌N2O4 (g)+54.5 kJ,达到平衡后,通入NO2再次平衡时,下列说法错误的是
A.NO2的体积分数增大 B.气体颜色加深
C.气体压强增大 D.化学平衡常数不变
8.合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能、。下列说法正确的是
A.一定条件下,反应能自发进行的原因是
B.
C.合成氨使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率
D.合成氨使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率,使用高压的目的是增大反应速率
9.密闭容器,反应xM(g)+yN(g)zP(g)达平衡时测得M的浓度为0.5mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的2倍,再达平衡时,测得M的浓度降低为0.3mol/L。下列有关判断正确的是
A.x+y<z B.平衡向正反应方向移动 C.M的转化率降低 D.N的浓度增大
10.下列反应中符合下图图象的是
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-Q1kJ·mol-1(Q1>0)
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g);△H=+Q2kJ·mol-1(Q2>0)
C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g);△H=-Q3kJ·mol-1(Q3>0)
D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g);△H=+Q4kJ·mol-1(Q4>0)
11.反应A(g)+3B(g) 2C(s)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A.v(A)=0.15mol/(L·min) B.v(B)=0.015 mol/(L·s)
C.v(C)=0.80 mol/(L·min) D.v(D)=0.45 mol/(L·min)
12.已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数K随温度的变化如表,下列说法正确的是
温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数K
10
9
1
0.6
A.该反应的正反应是吸热反应
B.830℃时,反应达到平衡,一定是c(CO)=c(CO2)
C.恒温时减小容器体积增大压强,正反应速率增大,平衡不移动
D.400℃时,生成CO2物质的量越多,平衡常数K越大
13.下列关于反应速率与反应限度的说法正确的是
A.钠与水反应时,增加水的用量能明显增大反应速率
B.合成氨工业采用循环操作的主要目的是提高平衡体系中氨的含量
C.催化剂能加快反应速率的原因是它能降低反应的活化能,减小反应的焓变
D.升温能提高反应物的能量,增大反应物间的碰撞频率,加快反应速率
14.过氧化氢在酸性环境中可氧化Br-,该过程由下列基元反应构成:
①H++H2O2→H3O (快)
②H3O+Br-→H2O+HOBr (快)活化能 Ea3
③HOBr+H++Br-→H2O+Br2 (慢)活化能 Ea4
下列说法错误的是
A.Ea3<Ea4 B.H+为该反应的催化剂
C.整个反应的速率由反应③决定 D.总反应为:H2O2+2H++2Br-=2H2O+Br2
15.下列实验现象和结论都正确且有因果关系的是
选项
操作
实验现象
结论
A
向NaHCO3溶液中滴加Na[Al(OH)4]溶液
有白色沉淀和气体产生
与发生了相互促进的水解反应
B
向某氯化亚铁溶液中加入Na2O2粉末
出现红褐色沉淀
说明原氯化亚铁已氧化变质
C
向无水乙醇中加入浓硫酸,加热至170℃,产生的气体通入酸性KMnO4溶液
溶液的紫色逐渐褪去
乙醇发生了消去反应
D
将充有NO2的密闭烧瓶放入热水中
烧瓶内气体颜色变深
NO2生成N2O4的反应中,△H<0
A.A B.B C.C D.D
16.对可逆反应,下列叙述正确的是
A.若单位时间内生成的同时,消耗,则反应达到平衡状态
B.达到平衡后,保持温度不变,减小容器体积增大压强,平衡逆向移动,减小
C.降低温度,正反应速率增大,逆反应速率减少,平衡正向移动
D.其它条件不变,若增加的量,可以提高的转化率
17.下列说法正确的是
A.活化能接近于零的反应,当反应物相互接触时,反应瞬间完成
B.增大反应物浓度,可增大活化分子百分数,从而使单位时间有效碰撞次数增多
C.温度和压强都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率
D.活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易,也会对化学反应前后的能量变化产生影响
18.反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),ΔH =Q ,反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如图,下列叙述正确的是
A.达到平衡后,若升温,平衡正移
B.化学方程式中m+n < e+f
C.到平衡后,加入催化剂该反应ΔH减小
D.达到平衡后,充入一定量C,平衡常数不变
19.亚硝酰氯是有机合成的氯化剂,合成原理:。在密闭反应器中投入和合成,在、温度下,测得NO的平衡转化率与压强关系如图所示。下列叙述不正确的是
A.时,
B.点a、b、c对应的平衡常数:
C.p点时同时加压和升温,NO的平衡转化率由p点向b点迁移
D.℃时,维持M点压强不变,再向容器中充入NO和,使二者物质的量均增大为M点的2倍,再次达到平衡时NO的转化率不变
20.如图是温度和压强对反应影响的示意图。图中横坐标表示温度,纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是
A.上述可逆反应的正反应为放热反应
B.X、Y、Z均为气态
C.X和Y中只有一种为气态,Z为气态
D.温度升高时,Z的转化率变大
二、非选择题(共5题)
21.(1)CH4氧化器中发生的主反应:
i.CH4(g)+Fe3O4(s)⇌CO(g)+2H2(g)+3FeO(s)
ii.CH4(g)+4Fe3O4(s)⇌CO2(g)+2H2O(g)+12FeO(s)
850时,压强和部分气体体积分数、固相各组分质量分数的关系如图。
①随着压强的增大,反应i的平衡常数K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②结合图像,分析H2O的体积分数变化的原因 (用化学方程式表示)。
(2)将一定量的FeO和CO2置于CO2还原器(体积不变的密闭容器)中,发生的主反应:
CO2(g)+3FeO(s)⇌Fe3O4(s)+CO(g) ΔH2,保持其他条件不变,测得不同温度下最终反应体系中CO、CO2体积分数如下表。
温度t/
100
170
200
300
400
500
CO2体积分数
0.67
0.67
0.75
0.82
0.9
0.92
CO体积分数
0.33
0.33
0.25
0.18
0.1
0.08
①ΔH2 0(填“>”或“<”)。
②若在150时进行上述转化,理论转化率α(FeO)= 。
③在上述反应体系中,一定可以说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A.体系的压强不变
B.CO2的物质的量不变
C.CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零
D.气体的平均摩尔质量不变
④根据化学反应原理,分析CO2还原器温度设置在170的原因 。
22.反应3Fe(S)+4H2O=Fe3O4(s)+4H2(g),在一可变的容积的密闭容器中进行,试回答:
①增加Fe的量,其正反应速率的变化是 (填增大、不变、减小,以下相同)
②将容器的体积缩小一半,其正反应速率 ,逆反应速率 。
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率 ,逆反应速率 。
④保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其正反应速率 ,逆反应速率 。
23.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破。
(1)合成氨反应,初始时氮气、氢气的体积比为1∶3,在相同催化剂条件下,平衡混合物中氨的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①A、B两点的化学反应速率 (填“>”、“<”或“=”)。
②在250℃、下,的平衡转化率为 %(计算结果保留小数点后1位)。
(2)随着温度升高,单位时间内的产率增大,温度高于900℃以后,单位时间内的产率开始下降的原因可能是:升高温度催化剂活性降低、 。
(3)合成氨反应中,正反应速率,逆反应速率,、为速率常数。正反应和逆反应的化学平衡常数与温度的关系如图所示:
①表示逆反应的平衡常数与温度变化关系的曲线为 (填“”或“”)。
②℃时, 。
(4)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率()。
催化剂
初始速率
7.9
4.0
3.0
2.2
1.8
0.5
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是 (填催化剂的化学式)。
②某温度下,作催化剂,向恒容密闭容器中通入,此时压强为,若平衡时氨气分解的转化率为50%,该温度下反应的平衡常数 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
24.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
(1)反应的化学方程式为: 。
(2)反应开始到10s,用Z表示的反应速率为 。
(3)反应开始到10s,X的转化率为 。
(4)下列条件的改变能减缓上述反应的反应速率的是
A.降低温度
B.补加一定量的X
C.保持压强不变,充入He使容器的体积增大
D.保持体积不变,充入He使容器的压强增大
25.工业合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)是人工固氮的主要手段,对人类生存、社会进步和经济发展都有重大意义。合成氨反应的反应历程和能量变化如图所示:
(1)N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) ΔH=
(2)对总反应速率影响较小的步骤的能垒(活化能)为 kJ·mol-1,该步骤的化学方程式为
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
B
C
D
A
B
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
C
D
B
D
D
A
D
C
C
1.C
A.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O,若NH3完全转化为NO时,1molNH3转移5mol电子,此时转移电子最多,则1molNH3完全被催化氧化转移n(e-)≤5mol,A错误;
B.根据图像,温度高于250℃时N2的选择率降低,且氨气的转化率变化并不大,浪费能源,根据图像,温度应略小于225℃,此时氨气的转化率、氮气的选择率较大,B错误;
C.根据图像可知,NH3的转化率随着温度升高而增大,但温度高了N2的选择性却更小了,故高效除去尾气中的NH3,需研发高温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂,C正确;
D.其他条件不变,在175~225℃范围,随温度的升高,N2的选择率降低,NH3的转化率增大,由N2的选择性公式可知,无法判断出口处氮气的物质的量变化,D错误;
故答案为:C。
2.C
A.如图,温度对应的曲线斜率大,所以,C为生成物,温度越高,C的百分含量大,说明升高温度平衡正向移动,该反应为吸热反应,故A错误;
B.如图乙,若该反应中反应系数的关系为,则该反应为气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,C的百分含量减小,所以,故B错误;
C.如图丙,曲线上的点为平衡状态,E点未达平衡,且A百分含量大于平衡时的,平衡正向移动,,故C正确;
D.如图丁,压强p之前,随着压强增大,生成物C的百分含量增大,未达平衡状态;压强p之后,随着压强增大,C的百分含量减小,说明增大压强平衡逆向移动,,故D错误;
故选C。
3.A
A.当其他条件相同时,反应物浓度增大,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞次数增大,所以反应速率增大,故A错误;
B.对于有气体参加的化学反应,当其他条件相同时,压缩体积增大压强,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增大,单位时间内有效碰撞次数增大,所以反应速率增大,故B正确;
C.当其他条件相同时,降低温度,活化分子百分数减小,单位时间内有效碰撞次数减小,所以反应速率减小,故C正确;
D.当其他条件相同时,加入适当催化剂,活化能减小,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增大,所以反应速率增大,故D正确;
选A。
4.B
A.t2时,正反应速率和逆反应速率都同等程度增大,平衡不发生移动,则改变的外界条件是加入了催化剂,A正确;
B.t3时,正、逆反应速率都减小,但平衡逆向移动,则应为减小压强,若为减小反应物浓度,则改变条件的瞬间,逆反应速率不变,与图像信息不相符,B错误;
C.由B选项中的分析可知,t3时改变的外界条件是降低压强,C正确;
D.t5时,正、逆反应速率都增大,且平衡逆向移动,所以改变的外界条件是升高温度,D正确;
故选B。
5.C
A.由图像可知,t1时正反应速率增大,然后减小,化学平衡正向移动,该反应为气体体积缩小的反应,则应增大压强,故A正确;
B.t2时,反应速率增大,平衡不移动,则为使用了催化剂,故B正确;
C.t3时正反应速率减小,然后增大,化学平衡逆向移动,该反应为放热反应,则不是降温,应为减小压强,故C错误;
D.t4时刻,正反应速率逐渐减小,平衡正向移动,说明从体系中分离出了部分氨气,故D正确;
故选C。
6.D
A.该反应是向着分子数减小的方向进行,即是熵减,该反应的△S < 0,故A错误;
B.该反应是可逆反应,反应不能完全进行到底,则1molN2与3molH2充分反应,放出的热量小于92.4kJ,故B错误;
C.升高温度,该反应v(逆)和v(正)都增大,故C错误;
D.断裂3molH-H键的同时,有6molH-N键断裂,则说明该反应达到平衡状态,故D正确;
故选D。
7.A
A.恒温恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)⇌N2O4 (g)+54.5 kJ,达到平衡后,通入NO2,使反应体系的压强增大,增大压强,化学平衡正向移动,因此再次平衡时,NO2的体积分数减小,A错误;
B.反应达到平衡后再加入NO2气体,化学平衡正向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,总的来说NO2的浓度比原平衡大,故混合气体颜色比原来加深,B正确;
C.反应达到平衡后向其中再加入NO2,化学平衡正向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,反应体系中气体的物质的量比原来多,故体系的压强与原平衡时增大,C正确;
D.化学平衡常数只与温度有关,由于温度不变,因此化学平衡常数就不变,D正确;
答案选A。
8.B
A.根据能量与反应过程图和化学方程式可知,该反应是熵减且放热的反应,因此该反应能自发进行的原因是,A项错误;
B.,得到,B项正确;
C.催化剂不会改变反应物的平衡转化率,C项错误;
D.该反应是放热反应,高温会降低反应物的平衡转化率,D项错误;
答案选B。
9.C
平衡时测得M的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,M的浓度为0.25mol/L,再达平衡时,测得M的浓度降低为0.30 mol/L,说明体积增大(压强减小)化学平衡逆向移动,压强减小反应朝气体分子数增大的方向移动,则该反应逆反应为气体分子数增多的反应,正反应为气体分子数减小的反应,即x+y>z。
A.由分析可知,x+y>z,A错误;
B.由分析可知,平衡朝逆反应方向移动,B错误;
C.由分析可知,平衡朝逆反应方向移动,M的转化率降低,C正确;
D.混合气体的总质量不变,容器体积增大,各物质的浓度均减小,D错误;
答案选C。
10.B
根据图象1分析得,温度越高,生成物浓度越大,则说明升温平衡向正反应方向移动,该反应正反应为吸热反应;
由图2分析得,当正逆反应速率相等时,压强越大逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,则该反应为气体体积增大的反应;
综合以上符合条件的反应为气体体积增大的吸热反应,故B正确;
故选:B。
11.B
不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
A. v(A)=0.15mol/(L·min)=0.15 mol•L-1•min-1;
B.v(B)=0.015 mol•L-1•s-1=0.9 mol•L-1•min-1,=0.3 mol•L-1•min-1;
C.C为固体,浓度始终不变,不能用来表示化学反应速率,故C不选;
D. v(D)=0.45 mol/(L·min),=0.225 mol•L-1•min-1;
反应速率v(B)>v(D)>v(A),故选B。
【点睛】本题考查化学反应速率快慢比较,利用比值法可以迅速判断,也可以转化为同一物质表示的速率进行比较。本题的易错点为C,要注意C为固体,不能用单位时间内固体的变化来表示化学反应速率。
12.C
A.由表格中数据可知,温度越高K越小,可知升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故A错误;
B.830℃时,K=1,K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,存在c(H2O)·c(CO)=c(H2)·c(CO2),c(CO)和c(CO2)不一定相等,故B错误;
C.增大压强,活化分子数目增加,正逆反应速率均增大,反应前后体积不变,平衡不移动,故C正确;
D.K与温度有关,与生成CO2物质的量多少无关,故D错误;
故答案选C。
13.D
A.钠与水反应时,增加水的用量,水的浓度不变,因此不能增大反应速率,A错误;
B.合成氨工业采用循环操作的主要目的是提高反应物N2、H2的利用率,但平衡体系中氨的含量不变,B错误;
C.催化剂能加快反应速率的原因是它能降低反应的活化能,使反应在较低的条件下进行,但由于反应物、生成物的能量不变,因此反应的焓变不变,C错误;
D.升温能提高反应物的能量,使更多的普通分子变为活化分子,增大反应物间的碰撞频率,从而能够加快反应速率,D正确;
故合理选项是D。
14.B
A.活化能越低反应速率越快,②比③快,所以Ea3<Ea4,A正确;
B.根据反应可知H+参与了反应并被消耗,不符合催化剂的定义,B错误;
C.慢反应决定整个反应速率,C正确;
D.方程式①②③进行叠加可得H2O2+2H++2Br-=2H2O+Br2,D正确;
故答案选B。
15.D
A.向NaHCO3溶液中加入Na[Al(OH)4],发生反应,反应过程中没有气体产生,实验现象不符合反应事实,A错误;
B.Na2O2具有强氧化性,能氧化Fe2+为Fe3+而反应形成Fe(OH)3沉淀,该方案不能验证FeCl2溶液是否变质,B错误;
C.乙醇具有挥发性,产生的气体中混有乙醇蒸气,浓硫酸与乙醇发生副反应生成的SO2及乙醇发生消去反应产生的乙烯气体都能被KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,因此不能证明乙烯是否发生消去反应产生乙烯,C错误;
D.密闭烧瓶中存在可逆反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致混合气体颜色变深,D正确;
故合理选项是D。
16.D
A. 若单位时间内生成的同时,消耗,均指正反应速率,则不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B. 平衡常数只与温度有关,保持温度不变,则 不变,B错误;
C. 降低温度,正、逆反应速率均减少, C错误;
D. 其它条件不变,若增加的量,相当于增大氧气浓度,则平衡右移、可以提高的转化率,D正确;
答案选D。
17.A
A.活化能接近于零的反应,所有反应物分子基本都是活化分子,所以只要反应物分子相互接触,反应就可瞬间完成,A正确;
B.增大反应物浓度,可增大单位体积内的活化分子数,从而使单位时间内有效碰撞的次数增多,但活化分子百分数不变,B不正确;
C.温度升高,反应物的能量增大,单位体积内活化分子的百分数增多,压强增大,单位体积内的活化分子数增多,但活化分子百分数不变,C不正确;
D.活化能的大小通常意味着一般分子转化为活化分子的难易,但不影响化学反应前、化学反应后物质的能量,所以对反应前后的能量变化不产生影响,D不正确;
故选A。
18.D
由图分析,当升高温度C的百分含量下降,说明升高温度平衡逆向移动,正反应是放热反应,当增大压强C的百分含量上升,说明增大压强平衡正向移动,m+n>e+f,据此分析解答。
A.正反应是放热反应,达到平衡后,若升温,平衡逆向移动,A错误;
B.由分析可知,化学方程式中m+n>e+f,B错误;
C.ΔH只与反应物和生成物的总能量有关,与催化剂无关,因此加入催化剂该反应ΔH不变,C错误;
D.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,D正确;
故答案选D。
19.C
A.相同温度时,压强越大,化学反应速率越大,T2时,由于d点压强大于c点压强,则d点反应速率大于c点反应速率,即,A正确;
B.该反应为放热反应,升高温度,化学平衡向左移动,NO的转化率减小,由图像可知,压强相同时,T1时一氧化氮的平衡转化率大于T2时一氧化氮的平衡转化率,说明T1<T2,由于化学平衡常数只与温度有关,温度相同,化学平衡常数相同,则Ka=Kb,已知该反应为放热反应,升高温度,化学平衡常数减小,由于c点的温度高于a点和b点的温度,则有Ka=Kb>Kc,B正确;
C.该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,NO转化率增大,该反应为放热反应,升高温度,NO的平衡转化率由p点向下方迁移,不会向b点迁移,C错误;
D.T1时,维持M点压强不变,再向容器中充入NO和Cl2,使二者物质的量均增大为M点的2倍,平衡不发生移动,即再次达平衡时NO的转化率不变,D正确;
答案选C。
20.C
A.由图像曲线变化可知,随着温度的升高,Z的体积分数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,说明正反应吸热,故A错误;
B.如X、Y、Z均为气态,反应前后气体的体积不变,增大压强,平衡应不移动,但由图像可知,增大压强Z的体积分数减小,平衡向逆反应方向移动,X、Y有一种不是气体,Z为气态,故B错误;
C.由图像可知,增大压强Z的体积分数减小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,则说明反应前的气体计量数之和小于生成物气体的化学计量数,则X和Y中只有一种是气态,Z为气态,故C正确;
D.结合选项A可知,温度升高时平衡右移,Z的转化率变小,故D错误;
答案为C。
21. 不变 Fe3O4+H23FeO+H2O < 100% BCD 温度过高,CO2的转化率较低;温度过低,反应的速率较慢
(1)①化学平衡常数K只与温度有关,温度不变,化学平衡常数K不变,故改变压强,K值不变;
②由题给图像可知,H2O的体积分数变大的同时H2的体积分数在减小,Fe3O4与H2在高温下反应生成FeO和H2O,反应的化学方程式是Fe3O4+H23FeO+H2O;
(2)①根据表中数据可以看出,随着温度的升高,CO2的体积分数变大,CO的体积分数变小,说明平衡逆向移动,而温度升高,平衡朝吸热方向移动,说明逆向是吸热的,那么正向是放热的,即ΔH2<0;
②由图表可以看出温度从100上升到170,CO2和CO的体积分数都没变,说明这个区域内虽然温度变化,但是平衡没有移动,理论上已经全部转化了,所以理论值是100%;
③A.反应CO2(g)+3FeO(s)⇌Fe3O4(s)+CO(g)是前后体积不变的反应,所以压强不变不能判断是否达到平衡,故A错误;
B.达到平衡状态时,二氧化碳的物质的量不变,故二氧化碳的物质的量不变可以作为判断平衡的标志,故B正确;
C.只有C是根据化学平衡的定义描述的,即平衡时正逆反应速率相等且不0,故C正确;
D.气体的平均摩尔质量=,气体的总质量是变化的,气体的总物质的量是定值,气体的平均摩尔质量是一个变值,故气体的平均摩尔质量不变可以作为判断平衡的标志,故D正确;
答案为BCD;
④温度选择170的原因是因为温度过高,CO2的转化率会变低,而从速率的角度分析,温度过低又会使反应速率变慢,则应选择一个合适的温度。
22. 不变 增大 增大 不变 不变 减小 减小
(1)加入铁粉,是固体,对反应速率没有影响。
(2)体积缩小一半,浓度增大,正逆反应速率都增大。
(3)体积不变,充入N2压强增大,而该反应前后体积没有发生变化,所以增大压强对反应速率无影响。
(4)保持压强不变充入N2,体积增大,浓度变小,正逆反应速率都减小。
23. < 66.7 合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,产率下降 1 (或)
(1)①根据图象,B点温度高于A,B的压强大于A,温度越高,压强越大, 反应速率越快,即vA(NH3)<vB(NH3);
故答案为<;
②250℃、1.0×104kPa下,NH3的体积分数为50%,相同条件下,体积比等于物质的量之比,建立三段式:,根据题意得出:,解得x=,则H2的转化率为×100%≈66.7%;
故答案为66.7%;
(2)催化剂催化活性与温度有关,温度高于900℃以后,使催化剂的催化性降低;根据图象,温度升高,NH3的体积分数降低,升高温度,平衡向逆反应方向进行,根据勒夏特列原理,正反应方向为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NH3的产率降低;
故答案为合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NH3的产率降低;
(3)①化学平衡常数只受温度的影响,合成氨的反应为放热反应,升高温度,K正降低,K逆升高,根据图象,L2表示逆反应的平衡常数,L1表示正反应的平衡常数;
故答案为L2;
②T0℃时,正逆化学平衡常数相等,即K正=K逆=1,当达到平衡是,v正=v逆,即有k正·c(N2)·c3(H2)=k逆·c2(NH3),= K正=1;
故答案为1;
(4)①活化能最大,化学反应速率最慢,根据题中数据,活化能最大的是Fe;
故答案为Fe;
②建立三段式:,Kp==(或);
故答案为(或)。
24. X(g)+Y(g)2Z(g) 0.079mol•L-1•s-1 65.8% AC
(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,应该为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到10s时,△n(X)=0.79mol、△n(Y)=0.79mol、△n(Z)=1.58mol,则△n(X):△n(Y):△n(Z)=1:1:2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的方程式为:X(g)+Y(g)2Z(g),故答案为:X(g)+Y(g)2Z(g);
(2)反应开始到10s,用Z表示的反应速率为=0.079mol•L-1•s-1,故答案为:0.079mol•L-1•s-1;
(3)该段时间内X消耗的物质的量为:1.20mol-0.41mol=0.79mol,则X的转化率为:×100%=65.8%,故答案为:65.8%;
(4)A.降低温度,反应速率降低,故A选;
B.补加一定量的X,X的浓度增大,逆反应速率增大,正反应速率也增大,故B不选;
C.保持压强不变,充入He使容器的体积增大,各物质的浓度都减小,反应速率降低,故C选;
D.保持体积不变,充入He使容器的压强增大,各物质的浓度不变,反应速率不变,故D不选;
故答案为:AC。
25.(1)-92 kJ·mol-1
(2) 124 *N2+3*H2=2*N+6*H
(1)根据分析中的反应历程图可知,ΔH=反应产物总能量-反应物总能量=(500-100-308)=-92kJ/mol;
(2)根据图像,对总反应速率影响较小的步骤为*N2+3*H2=2*N+6*H,该反应能垒(活化能)=34+90=124 kJ/mol;
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