第2章 化学反应的方向、限度和速率 单元检测题 2024-2025学年高二上学期化学沪科版(2020)选择性必修1
2024-09-17
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内容正文:
第2章《化学反应的方向、限度和速率》单元检测题
一、单选题(共20题)
1.某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如右表所示。下列不正确的是
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/mol/L
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/mol/L
0.010
0.010
0.020
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L
D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
2.化学与生产、生活、环境息息相关,下列说法正确的是
A.煤的干馏属于物理变化
B.用酒曲酿酒是利用催化剂使化学平衡正向移动
C.碳、氮、硫的氧化物溶于雨水均能形成酸雨
D.冷链运输中可利用干冰、冰块等辅助保冷制冷
3. ,合成氨时既要提高的平衡转化率,又要加快反应速率,可采取的办法是
①加压②升温③及时从平衡混合气中分离出④补充⑤使用催化剂
A.①③④ B.②④⑤ C.①④ D.①③⑤
4.某温度下,发生反应 ,的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.将1mol和3mol置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量小于92.4kJ
B.平衡状态由A到B时,平衡常数
C.上述反应在达到平衡后,增大压强,的产率减小
D.反应建立平衡后分离出部分时,浓度商Q大于平衡常数K
5.二甲醚()是一种重要的清洁燃料,可代替氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚,发生的反应为。下列说法正确的是
A.CO的平衡转化率随压强的变化如图所示
B.该反应中,每消耗,同时生成
C.加入合适的催化剂,有利于提高的平衡产率
D.保持其他条件不变,仅适当升高温度,该反应的活化分子百分数一定增大
6.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关,这是化学学科关注的方面之一、某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水法收集反应放出的氢气,为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。他事先在盐酸中加入等体积的下列物质以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。你认为可行的是
①KCl溶液②浓盐酸③蒸馏水④CuSO4溶液⑤KNO3固体⑥CH3COONa固体
A.①③⑥ B.①⑤⑥ C.①③⑤⑥ D.②④
7.分析如下实验操作,对平衡产生的影响,说法正确的是
A.试管b中反应为
B.该反应的平衡常数随的增大而增大
C.试管b溶液颜色较a中的浅,说明增大,平衡向逆向移动
D.试管c溶液颜色较a中的深,说明增加,平衡向正向移动
8.某科研小组发现更换溶剂调节超分子的结构,可将“纳米球”变成“纳米碗”,纳米碗可由苯并环化机制扩展到五苯并环烯,然后连续环化脱氢而制得,相关原理图如图。有关说法正确的是
A.常温常压下,五苯并环烯为液体
B.纳米碗易溶于水
C.由图可知,反应为吸热反应
D.该机理中反应最大的能垒为
9.把久置镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器里,产生的速率如图所示。在下列因素中,影响化学反应速率的是
①盐酸的浓度②镁条的表面积③溶液的温度④的浓度
A.①②③④ B.①②④ C.①②③ D.②③④
10.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,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.完全分解成和需要吸热30kJ
B.该反应中,光能和热能转化为化学能
C.使用作催化剂可以提高化学反应速率
D.过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂
11.下列叙述中错误的是
A.常温下,2A(s)+B(g)=2C(g)+D(g)不能自发进行,则该反应△H一定大于0
B.常温下,Fe3+(aq)+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)达到平衡后,加水稀释至原溶液体积的2倍,平衡逆向移动
C.CO、O2与人体血液中的血红蛋白(Hb)建立如下平衡:CO+HbO2HbCO+O2,当CO中毒时,应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧
D.硫酸工业生产中,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在高温、高压条件下进行
12.某课题组设计一种以A辅助固定的方法,原理如图。下列说法不正确的是
A.化合物A为
B.反应①属于非氧化还原反应
C.总反应的原子利用率100%
D.若用辅助固定,则产物为
13.向体积可变的密闭容器中充入和,发生如下反应:。下列推断正确的是
选项
已知条件
反应方向判断
平衡移动
A
较低温度下能自发进行
平衡后,加压,平衡向逆反应方向移动,达到新平
衡时增大
B
较低温度下不能自发进行
平衡后,加压,平衡不移动,达到新平衡时保持不变
C
任何温度下都不能自发进行
升温,平衡向逆反应方向移动
D
较高温度下能自发进行
加入催化剂,平衡不移动,速率增大
A.A B.B C.C D.D
14.向密闭容器中通入物质的量均为的和,分别在压强下发生重整反应:的平衡转化率随温度的变化关系如图所示,下列有关说法错误的是
A.反应
B.压强
C.点时,的体积分数约为
D.若点与点反应条件相同,则点时:
15.足量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应太慢。为了加快该反应的化学反应速率且不改变H2的产量,可以使用如下方法中的:①加入NaCl溶液;②滴入几滴浓HNO3;③滴入几滴浓盐酸;④滴入几滴硫酸铜溶液;⑤升高温度(不考虑盐酸挥发);⑥改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸
A.②③④ B.③⑤⑥ C.④⑤⑥ D.①③⑤
16.一个化学反应一般都有旧化学键的破坏和新化学键的形成。在一定条件下,氮气与氢气合成氨气的能量变化的曲线如图所示(a是没有使用催化剂的反应历程,b是使用了催化剂的反应历程),下列叙述正确的是
A.使用催化剂可提高的平衡转化率
B.该反应的热化学方程式为 kJ·mol
C.相同状况下,1 mol氮气和3 mol氢气总能量高于2 mol氨气的总能量
D.向密闭容器中通入1 mol氮气和3 mol氢气发生反应放出92 kJ的热量
17.向体积均为1L的两恒容密闭容器中分别充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g) △H,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.△H>0 B.气体的总物质的量:na<nc
C.平衡时容器的压强:p甲<p乙 D.反应速率:va正<vb逆
18.下图为HCOOH发生反应的一种反应机理和相对能量的变化情况。
下列说法正确的是
A.是中间产物
B.浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C.升高温度能加快反应速率,并增大HCOOH的平衡转化率
D.该过程的总反应速率由步骤Ⅱ→Ⅲ决定
19.我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程示意图如图。
下列说法不正确的是
A.和完全转化成
B.过程中,有C-H键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了C-C键
D.升高温度可减慢该反应化学反应速率
20.在某一恒容容器中发生反应: ΔH<0。当反应达到平衡时,改变某一条件,逆反应速率与反应时间的曲线关系如图。下列说法错误的是
A.t1时刻,改变的条件可能是适当升高温度
B.t3~t4内,该反应的正反应速率最大
C.图示中v(逆)保持不变时,该反应处于平衡状态
D.Q(g)的体积分数最高的时间段是0~t1
二、非选择题(共5题)
21.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯,主要涉及下列反应:
①
②
③
已知:甲醇吸附在催化剂上,可以活化催化剂;甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。
(1)下图是及某些副产物的产率与的关系曲线,最佳的约为 。
(2)下图是某压强下,将和按一定的物质的量之比投料,反应达到平衡时的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低的变化,其原因可能是 。
22.对于以下三个反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。
(1):再充入,平衡向 方向移动,达到平衡后,的转化率 ,的百分含量 。
(2):再充入,平衡向 方向移动,达到平衡后,的分解率 ,的百分含量 。
(3):再充入,平衡向 方向移动,达到平衡后,的转化率 ,的百分含量 。
(4):同等倍数的加入和,平衡 移动,达到平衡后,①,A、B的转化率都 ,体积分数都 ;②,A、B的转化率、体积分数都 ;③,A、B的转化率都 ,体积分数都 。
23.铁触媒催化合成氨经历下图所示①⑧步基元反应(从状态I至状态Ⅶ):
上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。完成下列问题:
(1)催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中,“吸附”过程是上图中的第 步基元反应,“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。
(2)根据上图计算合成氨反应的焓变: △H= 。
24.回答下列问题:
Ⅰ.一定条件下,在容积为的密闭容器中, A、B、C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图所示。已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数减小。
(1)达到平衡后加压,C的含量 (填写“变大”“变小”或“不变”)。
(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图所示。
①根据图判断,在时刻改变的外界条件是 。
②a、b、c对应的平衡状态中,A的转化率最大的是状态 。
Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的,发生反应 。如图所示为气体分解生成和的平衡转化率与温度、压强的关系。
(3)该反应的逆反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”)。
(4)N点的体积分数是 。
(5)M点对应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
25.自发进行的化学反应大多数是 反应,也有些是 反应。(填“吸热”或“放热”)
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
C
A
D
A
D
C
C
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
C
D
B
C
C
B
B
D
D
1.C
设平衡时,甲中一氧化碳的浓度为amol/L,由方程式可得:=,解得a=0.006,则氢气的转化率为×100%=60%,CO2的转化率为。
A.由分析可知,平衡时,甲中CO2的转化率为60%,乙和甲对比,乙相当于在甲的基础上增加了氢气的量,所以乙中二氧化碳的转化率增大,会大于甲中的,即大于60%,A正确;
B.由分析可知,平衡时,甲中氢气的转化率为60%,由表格数据可知,丙相当于甲增大压强,该反应是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,则甲中和丙中氢气转化率相同,都是60%,故B正确;
C.由分析可知,平衡时,甲中一氧化碳的浓度为0.006 mol/L,由表格数据可知,丙相当于甲增大压强,该反应是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,则丙中二氧化碳是甲中的2倍,浓度为(0.010—0.006) mol/L×2=0.08 mol / L,故C错误;
D.由表格数据可知,乙相当于甲增加氢气的浓度、丙相当于乙二氧化碳的浓度,浓度越大,反应速率越快,则反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢,故D正确;
故答案为:C。
2.D
A.煤的干馏发生的是化学变化,有新的物质生成,A错误;
B.催化剂只能改变化学反应速率不能改变平衡转化率,所以不能使化学平衡正向移动,B错误;
C.碳的氧化物溶于雨水不能形成酸雨,C错误;
D.冷链运输中可利用干冰、冰块等辅助保冷制冷,D正确;
故选D。
3.C
①反应为气体分子数减小的反应,加压,平衡正向移动,可提高的平衡转化率,同时也加快反应速率,正确;
②反应为放热的反应,升温平衡逆向移动,氢气转化率降低,错误;
③及时从平衡混合气中分离出,会是平衡正向移动,但是不能加快反应速率,错误;
④补充,反应物浓度变大,反应速率加快,且平衡正向移动,正确;
⑤使用催化剂加快反应速率,但不会提高物质转化率,错误;
故选C。
4.A
图像中横坐标表示压强,纵坐标表示的平衡转化率(),随着压强的增大的平衡转化率()增大,增大压强平衡向右移动,依此解题。
A.该反应为可逆反应,加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3,所以反应放出的热量小于92.4 kJ,A正确;
B.从状态A到状态B,改变的是压强,温度未发生变化,所以平衡常数不变,,B错误;
C.该反应是反应前后气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,的产率增大,C错误;
D.反应建立平衡后分离出部分时,生成物的浓度减小所以浓度商Q小于平衡常数K,D错误;
故选A。
5.D
A.正反应气体分子总数减小,增大压强,平衡右移、CO的平衡转化率增大,A项错误;
B.未指明状态,不一定为1mol,B项错误;
C.催化剂不影响平衡、不能改变平衡产率,C项错误;
D.保持其他条件不变,仅适当升高温度,使部分非活化分子转化为活化分子,该反应的活化分子百分数一定增大,D正确;
选D。
6.A
①加入KCl溶液,使溶液中c(H+)降低,反应速率降低,且氢离子总物质的量不变,生成氢气总量不变,可行;
②加入浓盐酸溶液,使溶液中c(H+)增大,化学反应速率增大,且氢离子总物质的量增加,使生成氢气总量增大,不可行;
③加入蒸馏水,使溶液中c(H+)减小,反应速率降低,且氢离子总物质的量不变,生成氢气总量不变,可行;
④加入CuSO4溶液,Zn和铜离子发生置换反应生成Cu,Zn与置换产生的Cu和稀盐酸构成了原电池而加快反应速率,不可行;
⑤KNO3固体对溶液中c(H+)没有影响,但是在酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性,和金属反应得不到氢气,不可行;
⑥加入CH3COONa固体,引入CH3COO-,CH3COO-水解使溶液中c(H+)减小,反应速率降低,且氢离子总物质的量不变,生成氢气总量不变,可行;
综上所述①③⑥可行;
故答案选A。
7.D
A.试管b中反应为,A错误;
B.平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变,B错误;
C.试管b溶液颜色较a中的浅,是因为减小,平衡向逆向移动,C错误;
D.试管c溶液颜色较a中的深,说明增加,平衡向正向移动,D正确;
故选D。
8.C
A.五苯并环烯为碳原子个数较多的烃,常温常压下为固体,A错误;
B.纳米碗属于烃类有机物,难溶于水,B错误;
C.由图可知,反应为吸热反应,C正确;
D.该机理中反应最大的能垒为,D错误;
故答案为:C。
9.C
镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为:
①盐酸的浓度决定了氢离子浓度,氢离子浓度的大小决定了它与镁的置换反应速率的大小,①正确;
②镁条是固体反应物,其浓度是常数,但是表面积越大,与氢离子置换的速率越大,②正确;
③镁是活泼金属,与酸的置换反应是放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,因此反应速率先增大后减小,③正确;
④根据反应可知,没有参与反应,所以其浓度对产生氢气速率无影响,④错误;
故选C。
10.A
A.由信息可知的键能和为1598kJ/mol,CO的键能为1072kJ/mol,的键能为496kJ/mol,根据焓变=反应物键能和-生成物键能和,则,=2×1598kJ/mol-2×1072kJ/mol-496kJ/mol=+556 kJ/mol,即完全分解成和需要吸热556kJ,故A错误;
B.由图中信息可知,光照和受热条件下均有反应发生,光能和热能转化为化学能,故B正确;
C.催化剂参与反应过程,降低反应活化能加快反应速率,故C正确;
D.由图中信息可知过程①中钛氧键发生了断裂,断裂化学键吸收能量,故D正确;
故选:A。
11.D
A.该反应是一个气体体积增大的反应,即,若,则在任何温度下均能自发进行,所以该反应一定大于0,故A不符合题意;
B.加水稀释至原溶液体积2倍的瞬间,各微粒浓度变为原来的,,平衡逆向移动,故B不符合题意;
C.CO中毒时,CO与血红蛋白结合生成HbCO,血红蛋白失去运输氧的能力,应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧,增大氧气的浓度,使平衡逆向移动,恢复血红蛋白运输氧能力,故C不符合题意;
D.硫酸工业生产中,在常压下的转化率已经很高,因此该反应在高温、常压下进行,故D符合题意;
答案选D。
12.C
由图可知,A辅助固定二氧化碳的总反应为催化剂作用下,甲醇与二氧化碳反应生成生成碳酸二甲酯和水,则A为甲醇,反应的化学方程式为CH3OH+CO2+H2O。
A.由分析可知,化合物A为甲醇,故A正确;
B.由图可知,反应①为与甲醇发生取代反应生成和水,反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故B正确;
C.由分析可知,总反应为CH3OH+CO2+H2O,反应产物不唯一,则反应的原子利用率小于100%,故C错误;
D.由分析可知,总反应为CH3OH+CO2+H2O,则用乙二醇辅助固定所得产物为,故D正确;
故选C。
13.D
A.若,它是熵增反应,正反应是吸热反应,根据自由能判据,在较高温度下能自发进行,加压,平衡向递反应方向移动,缩小了体积,故达到新平衡后浓度比原平衡大,选项A错误;
B.反应前后气体分子数不变时,加压,平衡不移动,但是浓度增大,选项B错误;
C.当时,任何温度下不能自发进行,升高温度,平衡向正反应方向移动,选项C错误;
D.对于气体分子数增大的吸热反应,在较高温度下能自发进行,加入催化剂,平衡不移动,但是正、逆反应速率同倍数增大,选项D正确;
答案选D。
14.B
A.由图像得知,随温度升高,甲烷平衡转化率增大,则正反应吸热,且正反应气体物质的量增加,因此,A正确;
B.根据正反应气体物质的量增加,温度一定时,压强增大平衡逆向移动,甲烷转化率减小,因此,B错误;
C.点时,甲烷转化率,甲烷变化的物质的量为,平衡时的体积分数正确;
D.若点与点反应条件相同,则点时未达平衡,此时,D正确;
故选B。
15.C
①加NaCl溶液,稀释了盐酸,故反应速率变慢,故不选;
②加硝酸虽然能使氢离子的浓度增大,但铁与硝酸反应不能生成氢气,会使生成氢气的量减少,故不选;
③加浓盐酸,盐酸浓度增大,反应速率加快,但是和足量铁生成氢气,改变氢气产量,故不选;
④滴入几滴硫酸铜溶液,反应生成铜和铁构成原电池加快反应速率,且不影响盐酸的量,故不影响生成氢气的产量,故选;
⑤升高温度,反应速率加快,且不影响生成氢气的产量,故选;
⑥改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸,浓度大的盐酸,反应速率加快,且溶质量相同,不影响生成氢气的产量,故选;
故选C。
16.C
A.催化剂能降低反应所需的活化能,加快反应速率,但不能改变平衡转化率,A错误;
B.该反应放出的能量大于吸收的能量,所以放热,故该热化学方程式错误,B错误;
C.该反应放热,所以反应物的总能量大于生成物总能量,所以相同状况下,lmol氮气和3mol氢气总能量高于2mol氨气的总能量,C正确;
D.反应是可逆反应不能进行彻底,1 mol氮气和3 mol氢气反应放出的热量小于92 kJ,D错误;
故选C。
17.B
A.随反应进行,气体物质的量减少,开始反应时,甲容器内压强增大,可知温度升高,所以△H<0,故A错误;
B.a、c两点压强相等,a点温度大于c,可知气体的总物质的量:na<nc,故B正确;
C.由图像可知,a、b为平衡点,平衡时容器的压强:p甲>p乙,故C错误;
D.a、b点达到平衡,a点温度较高、压强较大,所以va正>vb逆,故D错误;
选B。
18.B
A.是催化剂,不是中间产物,A错误;
B.由反应机理示意图可知,若氢离子浓度过大,会抑制甲酸的电离,导致反应过程甲酸根离子浓度过小,反应速率减慢,若氢离子浓度过小,会使Ⅲ→Ⅳ的转化中反应物氢离子浓度减小,反应速率减慢,则氢离子浓度过大或者过小,均导致反应速率降低,B正确;
C.升高温度能加快反应速率,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,HCOOH的平衡转化率减小,C错误;
D.由相对能量的变化示意图可知,步骤Ⅳ→Ⅰ反应的活化能最大,反应速率最慢,由化学反应速率取决于慢反应可知,该过程的总反应速率由步骤Ⅳ→Ⅰ决定,D错误;
答案选B。
19.D
A.由图可知总反应为化合反应,和完全转化成,故A正确;
B.根据图示,过程中,①中有C-H键发生断裂,故B正确;
C.根据图示,①→②放出能量并形成了C-C键,故C正确;
D.升高温度加快化学反应速率,故D错误;
故选D。
20.D
反应为放热的气体分子数减小的反应,根据图可知,t1时刻逆反应速率增大,且然后逐渐减小,平衡逆向移动,进行到t3时刻达到新的平衡,时刻,改变的条件可能是适当升高温度或恒容条件下增加了生成物Q;t3时刻,逆反应速率变大,且不再改变,则平衡不移动,所以可以推断是使用了催化剂;t4时刻,逆反应速率减小,且然后逆反应速率逐渐减小,平衡逆向移动,进行到t5时刻达到新的平衡,所以可以推断是降低压强;
A.由分析可知,t1时刻,改变的条件可能是适当升高温度,故A正确;
B.t3时刻,使用了催化剂,该反应的正反应速率最大,故B正确;
C.图示中v(逆)保持不变时,则正逆反应速率相等,该反应处于平衡状态,故C正确;
D.由分析可知,t1时刻,改变的条件可能是恒容条件下增加了生成物Q,Q(g)的体积分数最高的时间段是t1~ t2,故D错误;
答案选D。
21.(1)1.0
(2)时,丁烯裂解的主要反应是吸热反应反应①,升高温度,平衡正向移动,使的体积分数增大;温度高于时,主要反应是放热反应反应②③,升高温度,平衡逆向移动,使的体积分数降低,同时温度升高易发生副反应,可能转化为、、、等,使的体积分数降低
(1)由图可知,约为1.0时,的产率最大,则最佳的约为1.0;故答案为:1.0;
(2)由图可知,时,丁烯裂解的主要反应是吸热反应反应①,升高温度,平衡正向移动,使的体积分数增大;温度高于时,主要反应是放热反应反应②③,升高温度,平衡逆向移动,使的体积分数降低,同时温度升高易发生副反应,可能转化为、、、等,使的体积分数降低,所以平衡时的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低的变化;故答案为:时,丁烯裂解的主要反应是吸热反应反应①,升高温度,平衡正向移动,使的体积分数增大;温度高于时,主要反应是放热反应反应②③,升高温度,平衡逆向移动,使的体积分数降低,同时温度升高易发生副反应,可能转化为、、、等,使的体积分数降低。
22.(1) 正反应 减小 增大
(2) 正反应 不变 不变
(3) 正反应 增大 减小
(4) 正向 增大 减小 不变 减小 增大
(1)根据勒夏特列原理,再充入,平衡向着浓度减小的方向移动,即平衡正反应方向移动;由于体积不变,充入后,容器内压强变大,平衡逆向移动削弱压强增大的影响,故达到平衡后,的转化率减小,的百分含量增大;
(2)根据勒夏特列原理,再充入,平衡向着浓度减小的方向移动,即平衡正反应方向移动;由于反应是化学计量数不变的反应,故压强改变不影响平衡移动,再充入,与之前平衡状态是等效平衡,达到平衡后,的分解率不变,的百分含量不变;
(3)根据勒夏特列原理,再充入,平衡向着浓度减小的方向移动,即平衡正反应方向移动;由于体积不变,加入使容器内压强增大,平衡正向移动削弱压强增大的影响,达到平衡后,的转化率增大,的百分含量减小;
(4)根据勒夏特列原理,同等倍数的加入和,平衡向着和浓度减小的方向移动,即平衡正反应方向移动;①若,由于体积不变,加入和使容器内压强增大,平衡正向移动,此时A、B的转化率都增大,体积分数都减小;②若,加入和使容器内压强增大,但是平衡不移动,A、B的转化率、体积分数都不变;③若,加入和使容器内压强增大,但是平衡逆向移动,A、B的转化率都减小,体积分数都增大。
23.(1) ① 吸热
(2)-92kJ/mol
(1)图中分析可知ad表示吸附在催化剂表面的物质,从Ⅰ到Ⅱ的过程中N2和H2变成N2ad和H2ad,代表N2和H2吸附在催化剂表面,则吸附过程是上图中的第①步基元反应,图中能量变化可知NH3da转化为NH3即脱附过程吸收了能量,则脱附过程为吸热过程,故答案为:①;吸热;
(2)图中能量变化可知molN2,molH2反应生成NH3时放出热量46kJ,合成氨反应的焓变:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol,故答案为:-92kJ/mol。
24.(1)变大
(2) 升高温度 a
(3)放热反应
(4)40%
(5)1
(1)根据图示可知:随着反应的进行,A、B物质的量减少,C物质的量增加,说明A、B是反应物,C是生成物,3 mol后三种物质的物质的量都不再发生变化,说明该反应为可逆反应。在3 min内A、B、C改变的物质的量分别是0.3 mol、0.6 mol、0.6 mol,改变的物质的量的比为1:2:2,故该反应方程式为:A(g)+2B(g)2C(g)。该反应的正反应是气体体积减小的反应,在其他条件不变时,增大压强,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,故达到平衡后C的含量变大;
(2)①已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数减小。,说明降低温度化学平衡正向移动,该反应的正反应为放热反应。在t3时刻改变条件时正、逆反应速率都增大且逆反应速率大于正反应速率,化学平衡逆向移动,故改变的条件是升高温度;
②t3时刻改变条件后化学平衡逆向移动,导致A的转化率降低;t5时刻正、逆反应速率都增大但仍然相等,化学平衡不移动,平衡正向移动A的转化率增大,所以A转化率最大时生成物C体积分数最大的是a点;
(3)根据图像可知:在压强不变时,升高温度H2S的平衡转化率增大,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,则逆反应为放热反应;
(4)根据图示可知:在N点时H2S的平衡转化率为50%,假设反应开始时n(H2S)=1 mol,则平衡时n(H2S)=0.5 mol,n(H2)=0.5 mol,n(S2)=0.25 mol,在相同外界条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比,则H2的体积分数为;
(5)假设反应开始时加入1 mol H2S,M点时H2S的平衡转化率为50%,则根据物质反应转化关系可知平衡时n(H2S)=0.5 mol,n(H2)=0.5 mol,n(S2)=0.25 mol,n(总)=0.5 mol+0.5 mol+0.25 mol=1.25 mol,则p(H2S)=p(H2)=,p(S2)= ,所以该反应的化学平衡常数Kp=。
25. 放热 吸热
放热反应有利于反应的自发进行,有些吸热反应也能自发进行,因此焓变不是判断反应能否自发进行的唯一依据,故答案为:放热;吸热。
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