内容正文:
第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共20题)
1.常温下,分别将四块形状相同,质量为9 g的铁块同时投入下列四种溶液中,产生气体速率最快的是( )
A.200 mL 2 mol·L-1HCl B.500 mL 2 mol·L-1H2SO4
C.100 mL 3 mol·L-1HCl D.500 mL 18.4 mol·L-1H2SO4
2.相同温度下溶液的酸碱性对TiO2光催化燃料R降解反应的影响如图所示。下列判断不正确的是
A.对比pH=7和pH=10的曲线,在同一时刻,能说明R的起始浓度越大,降解速率越大
B.对比pH=2和pH=7的曲线,说明溶液酸性越强,R的降解速率越大
C.在0~20min之间,pH=2时R的平均降解速率为0.0875×10-4mol·L-1·min-1
D.50min时,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等
3.苯乙烯与溴苯在一定条件下发生Heck反应:
溴苯用量(mmol)
100
100
100
100
100
100
100
催化剂用量(mmol)
2
2
2
2
2
2
2
反应温度(℃)
100
100
100
100
120
140
160
反应时间(h)
10
12
14
16
14
14
14
产率(%)
81.2
84.4
86.6
86.2
93.5
96.6
89.0
根据上表数据,下列说法正确的是
A.最佳反应温度为100 ℃ B.最佳反应时间为16h
C.温度过高时催化剂活性可能降低 D.反应产物是顺式结构
4.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A.增大压强,有利于和反应生成
B.锌粒粉碎后与稀硫酸反应产生氢气速度更快
C.、、平衡混合气加压后颜色变深
D.温度设置为400~500℃比室温更有利于氨的合成
5.在的反应中,在其它条件不变的情况下,采取下列措施,其中能够使反应速率增大的措施是
A.缩小容器体积 B.增加碳的量 C.恒压通入CO D.恒容下充入N2
6.已知反应,在催化过程中,不同途径可能生成不同的过渡态(TS为过渡态)和中间产物。发生该反应时,途径Ⅰ和途径Ⅱ的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.途径Ⅰ的最大能垒(活化能)为
B.该反应为放热反应
C.途径Ⅱ比途径Ⅰ的催化效果好
D.催化剂不能改变该反应的反应热
7.下列由生产或实验事实得出的相应结论不正确的是
选项
生产或实验事实
结论
A
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时,升高温度,化学反应速率增大
B
工业制硫酸中,在SO3的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
C
在Zn和稀硫酸的反应中,加入少量硫酸钠固体
反应物浓度增加,反应速率增大
D
往A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以增大化学反应速率
A.A B.B C.C D.D
8.在密闭容器中,给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热,在催化剂存在下发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)。在500℃时,平衡常数K=9。若反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.2 mol/L,则在此条件下CO的转化率为
A.25% B.50% C.75% D.80%
9.下列表述中正确的是
A.任何能使熵值增大的过程都能自发进行
B.已知热化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),则将2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出QkJ的热量
C.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
D.1molNaOH分别和1molCH3COOH、1molHNO3反应,后者比前者放出的热量多
10.含铬废水会严重污染环境,一种烟气协同处理含铬废水(含、、泥沙等)的流程如图:
下列说法不正确的是
A.“沉降”的主要目的是除去泥沙等不溶物
B.溶液A通常选用硫酸“调pH”,目的是将转化为
C.“还原”过程涉及的氧化还原反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D.母液经处理可获得
11.明朝著名科学家宋应星所著《天工开物》中记载:“凡火药以硝石,硫黄为主,草木灰为辅。”黑火药爆炸时发生的反应为 ,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.将硝石和硫黄捣碎后与草木灰混合的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率
B.若上述反应在纯氧中发生,生成物中会有大量的
C.反应中每生成,放出能量
D.可以用焰色反应鉴别硝石()和芒硝()
12.二氧化碳的化工利用是降低大气中二氧化碳浓度的有效途径,二氧化碳加氢制甲烷是该领域的最佳选择。反应体系中,主要发生反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=-164.7kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ•mol-1
反应Ⅲ:2CO(g) +2H2(g)CO2(g)+CH4(g)△H=-247.1kJ•mol-1
向恒压密闭容器中通入1molCO2和4molH2,不同温度下,使反应均进行tmin,测得CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法中不正确的是
A.反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=
B.图中曲线B表示CH4的物质的量随温度的变化
C.为提高CO2转化为CH4的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂
D.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)在任何温度下均能自发
13.氨气在工业上应用广泛,已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,反应相同时间,NH3的体积百分数随温度的变化情况如图所示,下列相关描述正确的是
A.线上的点均代表平衡时刻的点 B.逆反应速率:va>vb
C.b点时v正<v逆 D.平衡常数值:Kc>Kd
14.恒容密闭容器中,分别在、温度下()发生反应: ,反应体系中各物质的浓度随时间的部分变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.向密闭容器内充入He,平衡不移动
B.60min时达到了平衡状态,且
C.曲线b表示温度下反应过程中物质A的浓度变化
D.在工业实际生产中进行反应 ,反应温度越低,越有利于提高生产效率
15.下列事实不能用勒夏特列原理解释的有几项
①新制氯水光照后颜色变浅;
②工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高SO2的转化率;
③反应达平衡后,对容器进行压缩,气体颜色变深;
④ 平衡后,升高温度,体系颜色变深;
⑤Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深;
⑥向硫化氢水溶液中加碱有利于增大S2-的浓度;
⑦将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应;
⑧由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深;
⑨夏天打开可乐有大量泡沫溢出;
⑩高炉炼铁时,将焦炭和铁矿石预先粉碎;
⑪实验室制备乙酸乙酯时,将乙酸乙酯不断蒸出;
⑫用排饱和食盐水法收集氯气
A.2 B.3 C.4 D.5
16.在一定温度下,向a L恒容密闭容器中加入1molX气体和2molY气体,发生如下反应:X(g) + 2Y(g)2Z(g) +D(g) 此反应达到平衡的标志是
A.正反应和逆反应的速率都为零
B.Z的物质的量浓度不再改变
C.单位时间消耗0.1molX同时消耗0.2molY
D.该反应达到化学平衡状态时,X可100%转化为D
17.H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g) COS(g)+H2O(g) △H>0,下列说法正确的是
A.已知该反应在加热条件下能自发进行,则其△S>0
B.上述反应的平衡常数K=
C.上述反应中消耗1 mol H2S,生成22.4 L水蒸气
D.实际应用中,通过增加H2S的量来提高CO2转化率,能有效减少碳排放
18.一定条件下,在2 L密闭容器中发生反应:3H2+N22NH3,开始时加入4 mol H2、4molN2和1molNH3,在5min末测得NH3的物质的量为2mol。下列说法正确的是
A.用N2浓度变化表示的平均反应速率v(N2)=0.25 mol/(L·min)
B.5 min末,H2的浓度为1. 25 mol/L
C.当消耗H2和N2的速率之比为3:1时,该反应达到化学平衡状态
D.反应达到化学平衡时NH3的分解速率和生成速率相等且等于零
19.下列可逆反应达到平衡后,增大压强或升高温度,平衡都向正反应方向移动的是
A.2NO2(g)N2O4(g) ∆H<0 B.H2(g)+ I2(g)2HI(g) ∆H<0
C.3O2(g)2O3(g) ∆H>0 D.C(s)+CO2(g)2CO(g) ∆H>0
20.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①v(NH3)正=2v(CO2)逆
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥密闭容器中 CO2的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A.①②⑤⑦ B.①②③⑤⑦ C.①②③⑤⑥ D.全部
二、非选择题(共5题)
21.某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0.反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验
序号
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.63
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为 。
(2)在实验2,A的初始浓度c2= ,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3 v1(填“>”“<”“=”),且c3 1.0mol/L(填“>”“<”“=”)。
22.硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸的其中一步重要反应是:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H<0。反应达到平衡后,改变某个条件,使平衡发生移动,得到下面的图像:
(1)t3时刻改变的条件是 ;t5时刻改变的条件是 。
(2)以上各时段的平衡状态中,SO2转化率最高的是 ;SO2浓度最小的是 。
(3)甲、乙、丙三个容器完全相同的恒容密闭容器,分别按照下表进行投料:
序号
SO2/mol
O2/mol
SO3/mol
甲
2
1
0
乙
3
1
0
丙
2
2
0
在相同温度下达到平衡后,三个容器中:SO2的转化率由大到小顺序为 。
(4)在容积为2L的密闭容器中充入和一定量的O2进行上述反应,当反应进行到4min时,测得则反应进行到2min时,容器中:的物质的量为___________。
A.等于1.6mol B.等于1.2mol C.大于1.6mol D.小于1.2mol
23.一定温度下,向一体积不变的密闭容器中加入一定量的和,发生反应: ,下列说法不能说明反应达到化学平衡状态的是 。
A.容器中气体密度不再变化
B.N2、H2、NH3的浓度相等
D.
E.单位时间内消耗,同时消耗
F.氨气的质量保持不变
G.生成的速率与生成的速率相等
H.消耗的速率与生成的速率之比为
J.反应混合物中、、的浓度不再发生改变
K.
M.三个H-H键断裂的同时有六个N-H键生成
24.工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一个放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知形成1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键放出的能量分别为436kJ、391kJ、946kJ。则:
(1)若1mol氮气完全反应生成氨气可放出的能量为 kJ。
(2)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2L的密闭容器内,反应经过10分钟后,生成10mol氨气,则用氮气表示的化学反应速率是 mol·L-1·min-1。
(3)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是 。
a.正反应速率和逆反应速率相等
b.正反应速率最大,逆反应速率为0
c.氮气的转化率达到最大值
d.氮气和氢气的浓度相等
e.N2、H2和NH3的体积分数相等
f.反应达到最大程度
(4)根据题目所给条件,判断影响该反应速率的因素有 、 、 。
25.一定温度下,向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 molO2,发生反应:2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g) ∆H =-196 kJ/mol。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下到问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填序号)。
A.SO2、O2、 SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
B.容器内气体的压强不变
C.容器内混合气体的密度保持不变
D.反应热不变化
E.SO2生成速率和SO3的生成速率相等
(2)SO2的转化率为 ;达到平衡时反应放出的热量为 ;此温度下该反应的平衡常数K= 。
(3)如图表示平衡时SO2体积分数随压强和温度变化的曲线,则:
温度关系:T1 T2(填“>”“<”或“=”下同)平衡常数关系:KA KD。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
A
A
A
C
C
D
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
D
D
D
B
B
A
B
C
B
1.B
Fe与酸反应的实质是Fe+2H+=Fe2++H2↑。溶液中c(H+)越大,反应速率越快,据此分析解答。
A.200 mL 2 mol·L-1HCl中c(H+)=2 mol/L;
B.500 mL 2 mol·L-1H2SO4中c(H+)=2 mol/L×2=4 mol/L;
C.100 mL 3 mol·L-1HCl中c(H+)=3 mol/L;
D.500 mL 18.4 mol·L-1H2SO4为浓硫酸,主要以电解质分子存在,溶液中c(H+)很小。
可见:上述溶液中c(H+)最大值是4 mol/L,故合理选项是B。
2.A
A.根据图中曲线可知,曲线的斜率表示反应速率,起始浓度不同分解速率不同,PH不同分解速率也不同,故R的起始浓度和溶液的PH均影响R的降解速率,且R的起始浓度越大,降解速率越小,故A错误;
B.溶液酸性越强,即pH越小,线的斜率越大,可以知道R的降解速率越大,故B正确;
C.在0~20min之间,pH=2时R的平均降解速率为=0.0875×10-4mol·L-1·min-1,故C正确;
D.根据图示可知:在0-50min之间,pH=2和pH=7时由于初始的量相同,变化量也相同,所以R的降解百分率相等的,故D正确;
故答案为A。
3.C
A.根据表格信息,当反应温度为140℃,反应时间为14h时,生成物的产率最大,因此最佳反应温度为140℃,A错误;
B.由A的分析可知,最佳反应时间为14h,B错误;
C.根据表格数据,温度超过140℃时,生成物的产率降低,可能是温度过高导致了催化剂活性降低,C正确;
D.反应产物为,属于反式结构,D错误;
答案选C。
4.A
A.反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,有利于和反应生成,能用勒夏特列原理来解释,A符合题意;
B.粉碎后,加大接触面积,加快发应速率,不能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.该反应反应前后气体体积不变,所以压强不影响化学平衡的移动,增大平衡体系的压强气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.合成氨反应为放热反应,升高温度不利用平衡向正方向移动,温度设置为400~500℃是为了加快反应速率且此时催化剂活性最大,不能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选A。
5.A
A.缩小容器体积,物质的浓度增大,化学反应速率加快,A符合题意;
B.C是固体,增加固体的量,物质的浓度不变,因此化学反应速率不变,B不符合题意;
C.恒压通入CO,反应体系的体积扩大,导致CO2的浓度减小,化学反应速率减小,C不符合题意;
D.恒容下充入N2,不能改变反应体系的任何一组分的浓度,故化学反应速率不变,D不符合题意;
故合理选项是A。
6.A
A.根据图中反应历程可知,途径I的最大能垒为-85.87kJmol-1-(-184.28 kJmol-1)=98.41 kJmol-1,A项错误;
B.根据图示可知,的反应热为-77.18 kJmol-1,为放热反应,B项正确;
C.整体活化能越低,催化效果越好,依图示可知,途径Ⅱ比途径Ⅰ的催化效果好,C项正确;
D.催化剂只能改变反应途径,不能改变反应的焓变,D项正确;
答案选A。
7.C
A.升温反应速率加快,故A正确;
B. 吸收塔里装填瓷环是为了增大气体和液体的接触面积,吸收速率增大,可提高吸收效果,故B正确;
C.在Zn和稀硫酸的反应中,本质是锌和氢离子的反应,氢离子浓度越大反应速率越快,加入少量硫酸钠固体,不影响氢离子浓度故不影响反应速率,故C错误;
D. 加入的氯化铁可以做H2O2分解的催化剂,加快反应速率,故D正确;
故选C。
8.C
对于反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g),在开始时c(CO)=c(H2O)=0.2 mol/L,假设平衡时CO的转化浓度为x,则根据物质反应转化关系可知:平衡时c(CO)=c(H2O)=(0.2-x) mol/L,c(H2)=c(CO2)=x mol/L,由于在500℃时,平衡常数K=9,则 ,解得x=0.15 mol/L,故在此条件下CO的转化率为,故合理选项是C。
9.D
A.能自发进行的过程必须符合:△H-T△S<0,熵值增大的过程不一定能自发进行,故A错误;
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),该反应为可逆反应,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)反应不能完全进行,所以放出的热量小于Q kJ,故B错误;
C.能自发进行的过程必须符合:△H-T△S<0,则放热、熵增的反应一定能自发进行,故C错误;
D.1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应,醋酸是弱酸,电离需要吸收热量,所以后者比前者放出的热量多,故D正确;
答案选D。
10.C
铬废水“沉降”除去泥沙等不溶物,加入硫酸将转化为,通入二氧化硫气体将六价铬转化为三价铬,加入氨水得到Cr(OH)3沉淀;
A.“沉降”可以除去不溶性物质,主要目的是除去泥沙等不溶物,A正确;
B.Cr2O+H2OCrO+2H+,加入稀硫酸,氢离子浓度变大,平衡逆向移动,转化为,B正确;
C.“还原”过程涉及的氧化还原反应,二氧化硫生成硫酸根离子,六价铬转化为三价铬,根据电子守恒可知,3SO2~,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,C错误;
D.加入氨水得到Cr(OH)3沉淀和硫酸铵,过滤,母液经处理可获得,D正确;
故选C。
11.B
A.增大反应物接触面积可以加快反应速率,所以将硝石和硫黄捣碎后与草木灰混合的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率,A正确;
B.硫单质和氧气反应只能一步生成二氧化硫,即在纯氧中也不会有大量三氧化硫生成,B错误;
C. 表示每生成,放出能量;所以反应中每生成,放出能量,C正确;
D.焰色试验显黄色,而焰色试验透过蓝色钴玻璃呈紫色,所以可以用焰色反应鉴别硝石()和芒硝(),D正确;
故选B。
12.D
A.反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=,A正确;
B.B曲线先升高,后降低,说明低于600℃,t时间反应未达到平衡,随着温度升高,反应速率升高,物质的量增大,超过600℃,反应达到平衡,升高温度,物质的量减少,说明反应逆向移动,反应为放热反应,反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应,故甲烷的平衡量会减少,故B曲线为CH4,B正确;
C.CO2转化为CH4的转化率,需要增加反应Ⅰ和反应Ⅲ,减少反应Ⅱ的发生,反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应,低温条件利于正反应的进行,故需要研发在低温区高效的催化剂,C正确;
D.根据盖斯定律,反应Ⅱ-反应Ⅰ得到CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=41.2kJ/mol-(-164.7kJ/mol)=205.9kJ/mol>0,此反应是气体体积增加的反应,△S>0,吉布斯自由能△G=△H-T△S<0时,反应可以自发进行,故高温下自发进行, D错误;
故选D。
13.D
由图可知,c点氨气的体积百分数最大,说明反应达到平衡,则c点以前为平衡的形成过程,c点以后为平衡的移动过程。
A.由分析可知,c点以前均未达到平衡,故A错误;
B.温度越高,反应速率越快,由于a点温度小于b点,且a点c(NH3)低于b点,故a点的逆反应速率比b点的小,故B错误;
C.由分析可知,b点反应未达到平衡,正反应速率大于逆反应速率,故C错误;
D.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,则c点平衡常数大于d点,故D正确;
故选D。
14.D
A.恒容条件下充入He,各物质的浓度没有发生改变,平衡不移动,A正确;
B.60min时各组分的浓度不再改变,所以此时反应达到了平衡状态,且用A、B表示的反向速率之比等于其化学计量数之比,即,B正确;
C.曲线a、b都在下降,说明a、b都表示A物质的浓度变化情况,且b先达到平衡,反应速率更快,故b对应的是温度T2下反应过程中物质A的浓度变化,C正确;
D.降低温度,反应平衡正向移动,反应物的转化率提高,但温度过低会导致反应速率过慢,不利于提高生产效率,D错误;
故答案为:D。
15.B
勒夏特列原理的内容为:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,勒夏特列原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用勒夏特列原理解释,以此进行判断。
①新制氯水中存在化学平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,HClO不稳定,光照会发生分解反应:2HClO2HCl+O2↑,导致溶液中c(HClO)减小,化学平衡正向移动,从而使溶液中c(Cl2)减小,使新制氯水光照后颜色变浅,可以用用勒夏特列原理解释,①不符合题意;
②SO2转化为SO3的反应为:2SO2+O22SO3,在其它条件不变时,增大O2的浓度,化学平衡正向移动,可以提高SO3的平衡转化率,可以用勒夏特列原理解释,②不符合题意;
③反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)是反应前后气体体积不变的反应。当反应达平衡后,对容器进行压缩,容器的容积减小,气体物质浓度增大,混合气体颜色变深,但化学平衡没有发生移动,因此不能用用勒夏特列原理解释,③符合题意;
④,该反应的正反应是吸热反应。当反应平衡后,升高温度,化学平衡向吸收热量的正反应方向移动,导致混合气体中c(NO2)增大,反应体系颜色变深,能用用勒夏特列原理解释,④不符合题意;
⑤Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN,溶液中SCN-离子浓度增大,化学平衡向着生成Fe(SCN)3的反应方向移动,导致溶液颜色变深,能用用勒夏特列原理解释,⑤不符合题意;
⑥H2S溶液中存在电离平衡:H2SH++HS-,向H2S水溶液中加碱,OH-反应消耗H+,使化学平衡正向移动,因此有利于增大S2−的浓度,能用用勒夏特列原理解释,⑥不符合题意;
⑦N2与H2合成NH3的化学反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若将混合气体中的氨液化,即减小了生成物的浓度,化学平衡正向移动,有利于合成氨反应,能用用勒夏特列原理解释,⑦不符合题意;
⑧由H2、I2 (g)、HI气体组成的平衡,反应前后气体体积不变,加压后平衡不移动,由于容器体积减小导致气体颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,⑧符合题意;
⑨可乐中含有CO2气体是加压后制取得到的,当在夏天打开可乐,由于气体压强减小,CO2溶解度减小,大量CO2气体从可乐中逸出,故有大量泡沫溢出,能用用勒夏特列原理解释,⑨不符合题意;
⑩高炉炼铁时,将焦炭和铁矿石预先粉碎是为了增大反应物接触面积,加快反应速率,与化学平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,⑩符合题意;
⑪在实验室中用乙醇与乙酸在浓硫酸催化下加热制取乙酸乙酯的反应是可逆反应,将乙酸乙酯不断蒸出,即减小生成物的浓度,化学平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,⑪不符合题意;
⑫Cl2在水中存在化学平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,当用排饱和食盐水法收集氯气时,由于饱和食盐水中含有Cl-,增大溶液中c(Cl-),化学平衡逆向移动,可以减小Cl2的消耗,能用用勒夏特列原理解释,⑫不符合题意;
根据上述分析可知:不能用勒夏特列原理解释的有③⑧⑩三项,故合理选项是B。
16.B
A.正反应和逆反应的速率相等,说明反应达到平衡,A错误;
B.Z的物质的量浓度不再改变,说明反应达到平衡,B正确;
C.单位时间消耗0.1molX同时消耗0.2molY,都是正反应,C错误;
D.该反应是可逆反应,转化率不可能达到100%,D错误;
故选B。
17.A
A.已知该反应在加热条件下能自发进行所以,因为△H>0,所以△S>0,A正确;
B.由反应方程式,结合平衡常数含义可知,上述反应的平衡常数K=,B错误;
C.没有指明具体条件,不能确定气体的体积,C错误;
D.增加H2S毫无疑问可以增大CO2的转化率,减少二氧化碳的排放,但过量的H2S对环境的危害更大,实际中不能这样应用,D错误;
故选A。
18.B
A.用NH3浓度变化表示的平均反应速率v(NH3)==0.1mol/(L∙min),则用N2浓度变化表示的平均反应速率v(N2)=v(NH3)=0.05mol/(L∙min),A错误;
B.5min内生成NH3物质的量为2mol-1mol=1mol,则消耗H2物质的量为1.5mol,5min末H2物质的量为4mol-1.5mol=2.5mol,浓度为=1.25mol/L,B正确;
C.当消耗H2和N2的速率之比为3:1时,只表示正反应速率,不能判断反应是否达到化学平衡状态,C错误;
D.反应达到化学平衡时NH3的分解速率和生成速率相等、但不等于零,D错误;
答案选B。
19.C
A.对于反应2NO2(g)N2O4(g) ∆H<0,升高温度,平衡逆向移动,A不合题意;
B.对于反应H2(g)+ I2(g)2HI(g) ∆H<0,增大压强,平衡不发生移动,升高温度,平衡逆向移动,B不合题意;
C.对于反应3O2(g)2O3(g) ∆H>0,不管是增大压强还是升高温度,平衡都向正反应方向移动,C符合题意;
D.对于反应C(s)+CO2(g)2CO(g) ∆H>0,增大压强时,平衡逆向移动,D不合题意;
故选C。
20.B
结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡状态,以此来解答。
①v(NH3)正=2v(CO2)逆满足正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故选;
②正反应体积增大,当密闭容器中总压强不变时反应达到平衡状态,故选;
③密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中容积始终是不变的,但是气体的质量是变化的,所以当密闭容器中混合气体的密度不变时反应达到平衡状态,故选;
④由于体系中只有两种气体,且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2:1,所以密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故不选;
⑤正反应气体的分子数增大,当密闭容器混合气体的总物质的量不变时反应达到平衡状态,故选;
⑥由于体系中只有两种气体,且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2:1,所以密闭容器中CO2的体积分数始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故不选;
⑦由于反应物是固体,所以混合气体总质量不变时反应达到平衡状态,故选;
故选B。
21.(1)0.013mol·L-1·min-1
(2) 1.0mol·L-1 催化剂
(3) > >
(1)在实验1中,反应在10至20 min时间内浓度降了0.13mol,时间用了10分钟,故平均速率为0.013mol·(L·min)-1。
(2)实验1和实验2对比,反应温度相同,达到平衡时c(A)相同,但实验2先达到平衡状态,即实验2的反应速率快。考虑影响反应速率的因素(浓度、压强、温度、催化剂、反应颗粒大小)可知:c2=1.0mol/L且实验2使用催化剂。
(3)实验1和实验3对比,反应温度相同,达到平衡时间相同,c(A)不同,v3<v1,要使实验3的A浓度增大,化学平衡正向用移动。考虑影响平衡移动因素(浓度、压强、温度)可知: c3>1.0mol/L。
22.(1) 减小压强 升高温度
(2) t1至t2段 t4至t5段
(3)丙>甲>乙
(4)D
(1)t3时刻正逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率,反应向逆反应方向进行,2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)是气体分子数减小的反应,减小压强平衡逆向移动,则t3时刻改变的条件是减小压强,t5时刻正逆反应速率均增大,平衡逆向移动,由于反应∆H<0是放热反应,升高温度均能增大速率且平衡逆向移动,则t5时刻改变的条件是升高温度;
(2)若正反应速率大于逆反应速率,反应向正向进行,若v(正)<v(逆),反应逆向进行,t1至t2段反应正向进行到达平衡状态,t2至t3段平衡不移动,t3至t4段平衡逆向移动,t5至t6段反应逆向进行,则SO2转化率最高的是t1至t2段,t3时刻通过增大体积来减小压强,则SO2浓度最小的是t4至t5段;
(3)容器乙对于容器甲而言,增大SO2的浓度,增加的SO2无法完全转化,导致转化率减小,SO2的转化率:甲>乙,容器丙对于甲而言增大O2的浓度,提高SO2的转化率,则SO2的转化率:丙>甲,因此三个容器中SO2的转化率由大到小顺序为:丙>甲>乙;
(4)根据化学反应速率的概念可知,进行到4min时,测得n (SO2)=0.4mol,此时反应的速率为,反应进行到前2min末时设二氧化硫物质的量为x,进行到2min时的物质浓度大于4min时的物质的浓度,所以反应时4min的反应速率小于2min的反应速率,即,整理得,x<1.2mol,故选:D。
23.ABGHKM
A.可逆反应当中当变化的量,不变时可以说明反应达到平衡状态,容器中总体积不变,总质量不变,则容器气体密度本来就不变,则容器中气体密度不再变化,无法进行说明反应达到平衡,A项错误;
B.的浓度相等,不一定达到平衡状态,B项错误;
D.当正反应速率等于逆反应速率时,达到平衡,反应速率比等于系数比,,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,D项正确;
E.当正反应速率等于逆反应速率时,达到平衡,单位时间内消耗,同时消耗 ,可以说明正逆反应速率相等反应达到平衡,E项正确;
F.氨气的质量保持不变,则平衡不再移动,达到平衡,F项正确;
G.生成的速率与生成的速率相等,可以说明达到平衡,G项错误;
H.消耗的速率与生成的速率是相同的反应方向,无法进行说明反应达到平衡,H项错误;
J.可逆反应当中当变化的量,不变时可以说明反应达到平衡状态,反应混合物的浓度不再发生改变,达到平衡,J项正确;
K.当正反应速率等于逆反应速率时,达到平衡,反应速率比等于系数比,时正逆反应速率相等,反应达到平衡,K项错误;
M.三个H-H键断裂的同时有六个N-H键生成,是相同反应方向,无法说明反应达到平衡,M项错误;
答案选ABGHKM。
24. 92 0.25 acf 温度 压强 催化剂
(1)焓变=反应物总键能-生成物总键能,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=(946+436×3-391×6) KJ/mol=-92 KJ/mol;若1mol氮气完全反应生成氨气可放出的能量为92kJ;
(2)在容积为2L的密闭容器内,反应经过10分钟后,生成10mol氨气,则消耗5mol氮气,用氮气表示的化学反应速率是0.25 mol·L-1·min-1;
(3) a.根据化学平衡的特征,反应达到化学平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,故a正确;
b. 根据化学平衡的特征,反应达到化学平衡时,正逆反应速率相等,不等于0,故b错误;
c.一定条件下,达到化学平衡时,反应达到最大限度,氮气的转化率达到最大值,故c正确;
d. 达到化学平衡时,氮气和氢气的浓度不变,不一定相等,故d错误;
e. 达到化学平衡时,N2、H2和NH3的体积分数不变,不一定相等,故e错误;
f. 根据化学平衡的特征,反应达到化学平衡时,反应达到最大程度,故f正确;
选acf;
(4)温度越高,反应速率越快;压强越大,反应速率越快;加入合适的催化剂能加快反应速率,影响该反应速率的因素有温度、压强、催化剂。
25. BE 90% 35.28kJ 8100 > <
(1)A.比例关系无法确定平衡状态,B.假设该反应只向正反应反向进行,随着反应的进行,气体系数之和减小,在恒容容器中,压强随之减小,当压强不变时,即达到平衡状态,C.根据,因为是恒容容器,所以V恒定不变,根据质量守恒定律,反应前后气体的质量之和不变,即m不变,所以密度保持不变,无法确定平衡状态,D.反应从左往右进行时,反应不断放出热量,当反应达到平衡时,放出的热量恒定不变,可以确定平衡状态,E。二氧化硫的生成速率是逆反应方向,三氧化硫的生成速率是正反应方向,两者反应速率之比是1:1,符合正反应速率等于逆反应速率的本质,可以判断平衡状态,故BE正确;
(2)假设反应消耗的O2的物质的量是xmol,则有
恒容容器中,压强之比等于物质的量之比
,解得x=0.18mol,二氧化硫的转化率是,假设达到平衡时放出的热量是Q,根据O2的反应数据有,Q=35.28kJ;平衡时SO2的浓度为,O2的浓度是,SO3浓度是,;
(3)压强相同时,由T1到T2,SO2的体积分数减小,平衡正向移动,正向是放热反应,故T1>T2,化学平衡常数和温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,A和B所处温度相同,所以KA=KB,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,由于温度T1>T2,则平衡常数KA<KD。
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