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.恒容密闭容器中发生反应 。下列说法正确的是
A.室温下能自发进行,表明该反应的
B.保持温度一定,充入氩气使反应速率加快
C.加入合适的催化剂,既能改变反应历程又能降低活化能
D.其他条件一定,再通入适量,和的转化率都将增大
2.向某恒容密闭容器中仅通入A(g)、B(g)发生反应A(g)+B(g)3C(g) ∆H>0,下列图象正确的是
A. B.
C. D.
3.甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。
旧法合成的反应:
新法合成的反应:
下列说法错误的是
A.的电子式为
B.新法没有副产物产生,原子利用率高
C.的溶液中的微粒数等于
D.Pd的作用是降低反应的活化能,使活化分子百分数增多
4.某温度下,在恒容密闭容器中进行反应:X(g)+Y(g) 2C(g)+W(s)。下列叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.当容器中Y的正反应速率与C的逆反应速率之比为1:2时,反应达到平衡
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.达到平衡时,X的浓度与Y的浓度一定相等
5.下列说法正确的是
A.活化分子具有的能量叫做活化能
B.活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
C.若反应的活化能接近零,当反应物接触时瞬间完成反应
D.对有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积)或者升高温度,可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
6.重铬酸钾溶液中存在如下平衡:H2O+Cr2O(aq,橙色)2CrO(aq,黄色)+2H+(aq)。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数的表达式为K=
B.加水稀释重铬酸钾溶液,所有离子浓度均减小
C.向橙黄色的重铬酸钾溶液中滴加足量的氢氧化钠溶液,溶液变为橙色
D.由于Ag2CrO4难溶于水,向重铬酸钾溶液中滴加AgNO3溶液,溶液的pH值减小
7.下列说法正确的是( )
A.增大压强能增大活化分子百分数和单位体积内活化分子数,加快反应速率
B.反应SiO2(s) + 2C(s) = Si(s) +2CO(g)必须在高温下才能自发进行,则有ΔH>0
C.合成氨生产中将NH3液化分离,可加快正反应速率
D.任何可逆反应,将其平衡常数变大,反应物的转化率变小
8.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种气体物质的物质的量随着时间变化的曲线如图所示.下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化,说明反应已达化学平衡状态
C.0到2min内用Y表示的平均反应速率为
D.达到平衡时X的转化率为30%
9.下列说法正确的是
A.凡是需要加热才发生的反应都是非自发反应
B.固体溶解一定是熵减小的过程
C.熵增的反应不一定是自发反应
D.反应,降低温度,则平衡向右移动
10.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成氨气时,适当提高浓度,以提高的转化率
B.对平衡体系加压瞬间,混合气体的颜色加深
C.实验室可用排饱和溶液的方法收集
D.用稀盐酸洗涤沉淀比用等体积的蒸馏水洗涤损失的少
11.向刚性密闭容器中加入和一定量的,发生反应: 。不同温度下,的平衡转化率随起始的变化如图所示。下列说法错误的是
A.温度:
B.A、B、C点对应的平衡常数:
C.A、B、C点对应的气体的平均摩尔质量:
D.A、B点对应的压强:
12.在催化剂作用下,向体积不变的密闭容器中按物质的量比1∶1充入甲醇和异丁烯(用R表示),分别在T1和T2两个温度下发生反应生成有机物W:。异丁烯的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.,
B.
C.维持不变,再向容器中充入1molW,新平衡时W的百分含量增大
D.当时,说明该化学反应已经达到平衡
13.中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上用H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示。下列说法错误的是
A.生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B.生成NH3的总反应方程式为
C.决定NO生成NH3速率的基元反应为HNO+H→NH2O
D.在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3
14.下列生活和生产中的做法或事实,与调控反应速率无关的是( )
A.牛奶放在冰箱中冷藏
B.使用加酶洗衣粉洗涤衣物
C.汽车的橡胶轮胎中要添加抑制剂
D.工业合成氨时,及时将氨气液化分离
15.如图,I是恒压密闭容器,II是恒容密闭容器。其它条件相同时,在I、II中分n别加入2molX和2molY,起始时容器体积均为VL,发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知):2X(?)+Y(?)⇌aZ(g)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2,则下列说法一定正确的是
A.若X、Y均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:II>I,
B.若X、Y不均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I>II
C.若X为固态,Y为气态,则I、II中从起始到平衡所需时间相同
D.平衡时I容器的体积小于VL
16.一定温度下,在某恒容密闭容器中发生反应:(不考虑与的转化),下列叙述不能说明反应达到平衡状态的是
A.一段时间后,容器中
B.一段时间后,容器中混合气体的颜色不再变化
C.消耗的同时消耗
D.一段时间后容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化
17.T℃时在2L容积不变的密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论错误的是
A.容器中发生的反应可表示为:3X(g)+Y(g) 2Z(g)
B.保持其他条件不变,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动
C.反应进行前4 min内,用X表示的反应速率 v(X)=0.075mol·(L·min)﹣1
D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是使用催化剂
18.下列各图中,表示2A(g)+B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图象为
A. B. C. D.
19.按下图进行实验,探究H2O2的分解反应。下列说法不正确的是
A.1molH2O2发生分解反应时,转移电子的物质的量是2mol
B.NaBr中的Br-加快了H2O2分解速率
C.双氧水既发生氧化反应,又反应了还原反应
D.反应②的离子方程式是Br2+H2O2=2Br-+2H++O2↑
20.工业上合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:(氨基甲酸铵)
第二步:
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5L密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如图Ⅰ所示。
下列说法中正确的是
A.由图可知,第一步反应的活化能小于第二步反应
B.当氨基甲酸铵的物质的量达到最大值时,合成尿素的反应达到化学平衡状态
C.0~10min中,用表示的第一步反应的速率
D.已知第二步反应的化学平衡常数K随温度的变化如图Ⅱ所示。则其它条件不变时,温度升高,尿素的产率一定增大
二、非选择题(共5题)
21.回收利用硫和氮的氧化物是保护环境的重要举措。
(1)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K时,将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率α1= %,反应平衡常数K= (保留两位有效数字)。
(2)在620K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2 α1,该反应的ΔH 0。(填“>”“<”或“=”)
(3)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是 (填标号)。
A.H2S B.CO2 C.COS D.N2
(4)用NH3消除NO污染的反应原理为:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH=-1807.98kJ·mol-1。不同温度条件下,NH3与NO的物质的量之比分别为4∶1、3∶1、1∶3,得到NO脱除率曲线如图所示。
①曲线c中NH3与NO的物质的量之比为 。
②曲线a中NH3的起始浓度为4×10-5mol·L-1,从A点到B点经过1s,该时间段内NO的脱除速率为 mg·L-1·s-1。
22.Ⅰ.利用温室气体CO2和CH4制备燃料合成器,计算机模拟单个二氧化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示:
已知:leV为1电子伏特,表示一个电子(所带电量为-1.6×10-19C)经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)制备合成气CO、H2总反应的热化学方程式为 。
(2)向密闭容器,中充入等体积的CO2和CH4,测得平衡时压强对数lg p(CO2)和lg p(H2)的关系如图所示。(压强的单位为MPa)
①T1 T2(填“>” “<”或“=”)。
②温度为T1时,该反应的压强平衡常数Kp= MPa2。
Ⅱ.丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点,主要涉及如下反应:
反应i:2C3H8(g)+O2(g)⇌2C3H6(g) +2H2O(g) kJ/mol
反应ii:2C3H8(g)+7O2(g)⇌6CO(g)+8H2O(g) kJ/mol
(3)在压强恒定为100 kPa条件下,按起始投料n(C3H8):n(O2)=2∶1匀速通入反应器中,在不同温度下反应相同时间,测得丙烷和氧气的转化率如下图。
①线 (填“L1”或“L2”)表示丙烷的转化率。
②温度高丁T1K后曲线L2随温度升高而降低的原因为 。
③当温度高于T2K时,L1和L2重合的原因可能是 。
Ⅲ.综合利用CO2有利于实现碳中和,在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
i.CO2(g) +H2(g)⇌CO(g)+ H2O(g) kJ·mol-1
ii.CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g) kJ·mol-1
iii.CO2(g) +3H2(g)⇌CH3OH(g) +H2O(g) kJ·mol-1
(4)5MPa时,往某密闭容器中按投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1充入H2和CO2,反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表 (填化学式)。
②在上图中画出反应达到平衡时,n(H2)/n(CO2)随温度变化趋势图 (只用画220℃以后)。
23.请回答下列问题:
(1)化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度,K越大,表示 。
(2)在一体积为10L的密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。CO和H2O浓度变化如图所示,则前4min的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1。
(3)该反应的化学平衡常数表达式为K= ,850℃时当反应进行到4min时即达到平衡状态,此时化学平衡常数的值为 。
24.现将和投入的密闭容器,在一定条件下,利用反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:。回答下列问题:
(1)合成氨反应平衡常数的表达式为 。温度升高,K值 (填“增大”“减小”或“不变”):使用催化剂,K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)当反应达到平衡后,向体系中充入,平衡 移动(填“正向”“逆向”或“不”);给体系降温, (填“增大”“减小”域“不变”) (填“增大”“减小”域“不变”),平衡 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
25.氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、CO的量),反应速率V与时间t的关系如下图
(1)该反应的氧化剂是 ;
(2)若该反应已经达到平衡,体积不变时升高温度平衡逆向移动,则混合气体的密度 (填“变大”“变小”或“不变”),该反应热△H 0(填“>”“<”“=”);
(3)图中t4时引起平衡移动的条件可能是 ;图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是 。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
C
B
C
D
B
D
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
C
D
C
A
B
D
A
A
1.C
A.根据,反应自发进行,该反应后气体数减少,当焓变小于0,该反应低温下自发,故A错误;
B.通入氩气,容积不变,反应物浓度不变,反应速率不变,故B错误;
C.加入催化剂,通过降低活化能提高反应速率,活化能降低,反应历程发生变化,,故C正确;
D.通入NO,平衡正向进行,CO转化率增大,但NO转化率减小,故D错误;
故选C。
2.C
A.正反应为吸热反应,温度越高,反应正向进行的程度越大,平衡时B的物质的量分数越小,A项错误;
B.正反应为气体体积增大的反应,压强越大,反应正向进行的程度越小,A的平衡转化率越低,B项错误;
C.升高温度,平衡正向移动,产物C的物质的量分数增大,减小压强,平衡正向移动,产物C的物质的量分数增大,C项正确;
D.温度越高,反应正向进行的程度越大,平衡时气体的总物质的量越大,D项错误;
故选C。
3.C
A.氢氰酸为共价化合物,结构式为H—C≡N,电子式为,故A正确;
B.由方程式可知,新法合成甲基丙烯酸甲酯的反应为没有副产物生成,原子利用率为100%的化合反应,故B正确;
C.硫酸氢铵是强酸弱碱的酸式盐,在水中电离出铵根离子、氢离子、硫酸根离子,没有,故C错误;
D.由方程式可知,钯为新法合成甲基丙烯酸甲酯的催化剂,能降低反应的活化能,使活化分子的数目和百分数都增大,故D正确;
故选C。
4.B
A.加入固体,不影响化学反应速率,W是固体,加入少量W,不影响化学反应速率,A错误;
B.当容器中Y的正反应速率与C的逆反应速率之比为1:2时,根据化学计量数之比与化学反应速率之比成正比可知,此时容器中Y的正反应速率与逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,B正确;
C.升高温度,活化分子百分数增大,导致正、逆反应速率都增大,C错误;
D.达到平衡时,X的浓度与Y的浓度不一定相等,这与起始投料比、转化率有关,D错误;
答案选B。
【点睛】本题的易错点为A,要注意固体和纯液体量的多少不影响化学反应速率。
5.C
A.活化分子多出其他反应物分子的那部分的能量叫做活化能,A错误;
B.只有发生反应生成新物质的碰撞才为有效碰撞,B错误;
C.活化能接近为0的反应,分子基本都是活化分子,所以只要接触就迅速反应,瞬间完成,C正确 ;
D.对有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内的活化分子数,但不能增加活化分子百分数,升高温度,可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增,D错误;
故选C。
6.D
A.水为纯液体,平衡常数的表达式中不能有水,故A错误;
B.稀释后氢离子浓度减小,水的离子积不变,则氢氧根离子浓度增大,故B错误;
C.向橙黄色的重铬酸钾溶液中滴加足量的氢氧化钠溶液,消耗H+,使平衡正向移动,溶液变为黄色,故C错误;
D.向重铬酸钾溶液中滴加AgNO3溶液,生成Ag2CrO4难溶固体,CrO的浓度减小,平衡正向移动,H+浓度增大,溶液的pH值减小,故D正确;
故答案为D。
7.B
A. 增大压强,若单位体积内活化分子的浓度增大,增大了活化分子的碰撞几率,反应速率才加快;若通过加入不参与反应的气体使压强增大,反应速率不变,故A错误;
B. SiO2(s)+2C(s)═Si(s)+2CO(g)属于熵增反应,必须在高温下自发进行,依据△H−T△S<0反应自发进行可知,则该反应△H>0,故B正确;
C. 将NH3液化分离,平衡正向移动,且瞬间逆反应速率减小,正反应速率不变,然后正反应速率减小,故C错误;
D. 在其他条件不变的情况下,平衡常数K越大,反应向正反应方向进行的程度较大,反应物的转化率就越高,故D错误;
故选B。
8.D
A.由图象可以知道,反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到2min时,X、Y的物质的量不变且不为0,属于可逆反应,△n(Y)=0.1 mol,△n(X)=0. 3mol,△n(Z)=0. 2mol,则△n(Y):△n(X):△n(Z)=1:3:2,参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:3X(g)+Y(g)2Z(g),A错误;
B.反应前后都是气体,气体质量是一个定值,所以混合气体的总质量不随时间的变化而变化,不能得到反应已达化学平衡状态,B错误;
C.反应0至2min未,Y的反应速率,C错误;
D.平衡后X的转化率为=,D正确;
故选D。
9.C
A.△H-T△S<0的反应可自发进行,也可能需要加热,则需要加热的反应可能为自发进行的反应,A错误;
B.混乱度越大,熵值越大,则固体溶解是一个熵增大的过程,B错误;
C.依据△H-T△S<0反应自发进行,△H-T△S>0属于非自发进行分析,熵增大反应△S>0,△H>0低温下反应自发进行,高温下反应不能自发进行,熵增的反应不一定是自发反应,C正确;
D.反应,降低温度,平衡向放热方向移动,则平衡向左移动,D错误;
故合理选项是C。
10.B
A.工业合成氨气时,适当提高浓度,反应正向移动,以提高的转化率,可以用勒夏特列原理解释;A正确;
B.对平衡体系加压瞬间,浓度增大,混合气体的颜色加深,但平衡正向移动,不能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.实验室可用排饱和溶液的方法收集,溶液中浓度增大,使溶解程度降低,可以用勒夏特列原理解释;C正确;
D.用稀盐酸洗涤沉淀,浓度大,使溶解程度降低,会比用等体积的蒸馏水洗涤损失的少,可以用勒夏特列原理解释,D正确;
故选B。
11.C
A.由ΔH>0可知正反应吸热,n(H2O)相同时,C2H5OH的平衡转化率T1>T2,说明T1温度更高,有利于正反应进行,C2H5OH的平衡转化率更大,A正确;
B.正反应吸热,温度升高K增大,由T1>T2可知KA=KC>KB,B正确;
C.A点转化率大于C点是由于H2O物质的量增加造成,A、C两点H2O的物质的量关系未知,无法判断A、C对应的气体平均摩尔质量,C错误;
D.容器体积一定,A点温度高且正反应程度大,气体的物质的量大,故压强更大,pA>pB,D正确;
本题选C。
12.C
A.“先拐先平数值大”,T1先拐,所以T1>T2,由T2到T1,温度升高,异丁烯的转化率降低,即平衡逆向移动,逆向为吸热反应,则,A错误;
B.由图可知,M点和B点体系中物质组成完全一样,但是M点对应的温度T1更高,故,B错误;
C.维持不变,再向容器中充入1molW,根据等效平衡,相当于按原比例再次投入原料,相当于对原平衡进行加压,平衡正向移动,故W的百分含量增大,C正确;
D.起始时,且二者按等物质的量反应,因此二者物质的量始终相等,不能说明该化学反应已经达到平衡,D错误;
故选C。
13.C
A.生成NH3的各基元反应中,N元素化合价均降低,均被还原,故A正确;
B.NO和氢气反应生成生成NH3和水,总反应方程式为,故B正确;
C.活化能越大反应速率越慢,慢反应决定总反应速率,决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2O +H→NH2OH,故C错误;
D.根据图示可知,NO转化为N2的活化能大,所以在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3,故D正确;
选C。
14.D
A.牛奶放在冰箱中冷藏,降低了温度,反应速率降低,A正确;
B.使用加酶洗衣粉洗涤衣物,相当于使用了催化剂,加快反应速率,B正确;
C.汽车的橡胶轮胎中要添加抑制剂是为了防止橡胶老化,延长寿命,降低了反应速率,C正确;
D.工业合成氨时,及时将氨气液化分离,是降低生成物浓度,使平衡正向进行,与速率无关,D错误;
故选D。
15.C
达到平衡时,I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2,则 ,n=0.8,,a=1。
A.X、Y均为气态,II和I相比,相当于减压,平衡逆向移动,气体物质的量II>I,平衡时气体平均摩尔质量:II<I,故A错误;
B.若X为固态,Y为气态,若反应前后气体系数和相等,则平衡时气体平均摩尔质量:I=II,故B错误;
C.若X为固态,Y为气态,I、II为等效平衡,则I、II中从起始到平衡所需时间相同,故C正确;
D.若X为固态,Y为气态,平衡时I容器的体积等于VL,故D错误;
选C。
16.A
在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,据此判断。
A.一段时间后,容器中并不能说明正逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,A错误;
B.一段时间后,容器中混合气体的颜色不再变化,即浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,B正确;
C.消耗的同时消耗,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,C正确;
D.反应前后气体质量不变,但物质的量是变化的,则一段时间后容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,D正确;
答案选A。
17.B
A.由图1可知,X、Y的物质的量减小,为反应物,△n(X)=2.0mol﹣1.4mol=0.6mol,△n(Y)=1.6mol﹣1.4mol=0.2mol,Z的物质的量增大,为生成物,△n(Z)=0.8mol﹣0.4mol=0.4mol,故X、Y、Z的化学计量数之比为0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2,反应最后各物质的物质的量不变,为可逆反应,故该反应为3X(g)+Y(g)2Z(g),故A正确;
B.由图2可知,温度T2到达平衡需要的时间较短,故T2>T1,温度越高Y的含量降低,升高温度平衡向正反应方向移动,说明正反应是吸热反应,故B错误;
C.由图1可知,3min时反应达平衡,X的物质的量变化量为2.0mol﹣1.4mol=0.6mol,故v(X)==0.075mol·(L·min)﹣1,故C正确;
D.图3与图1相比,平衡时各组分的物质的量不变,到达平衡时间缩短,说明改变条件,增大反应速率,平衡不移动,该反应正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,不可能是增大压强,故改变条件是使用催化剂,故D正确;
故选B。
18.D
A.温度越高,反应速率越大,曲线的斜率越大,升高温度平衡逆向移动,C的体积分数减小,A错误;
B.增大压强,正、逆反应速率均增大,但平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率,B错误;
C.催化剂只能加快反应速率,不能影响平衡移动,c(C)相同,C错误;
D.增大压强,平衡正向移动,A的转化率增大,降低温度平衡正向移动,A的转化率增大,D正确;
故选D。
19.A
A.根据反应:,2molH2O2发生分解反应时,转移电子的物质的量是2mol,A错误;
B.由题意和实验现象可知,首先过氧化氢把溴离子氧化生成溴单质,而后溴单质又被还原成为溴离子,过程中放出氧气速率加快,反应前后溴离子没有变化,因此溴离子加快了过氧化氢的分解速率,起到了催化剂的作用,B正确;
C.根据选项B分析可知,双氧水既发生氧化反应,又反应了还原反应,C正确;
D.反应②的离子方程式是Br2+H2O2=2Br-+2H++O2↑,D正确;
答案选A。
20.A
A.由图I可知在15分钟左右,氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵后不再变化发生的是第一步反应,氨基甲酸铵先增大再减小最后达到平衡,发生的是第二步反应,从曲线斜率不难看出第二步反应速率慢,活化能越大反应速率越慢,则第一步反应的活化能小于第二步反应,A正确;
B.由图I变化可知当进行到55分钟时,反应达到平衡,此时氨基甲酸铵的物质的量不是最大值,B错误;
C.依据图I分析,二氧化碳再进行到 10min时物质的量为0.26mol,所以此时的反应速率,C错误;
D.由图II可知第二步反应的平衡常数K随温度的升高增大,说明反应是吸热反应,∆H2>0,由于未知∆H1的值,第一步反应可能是放热反应,升高温度可能第一步平衡逆向移动,氨基甲酸铵浓度减小,导致第二步因反应物浓度减小而平衡逆向移动,尿素的产率可能降低,D错误;
故选:A。
21.(1) 2.5 2.8×10-3
(2) > >
(3)B
(4) 1:3 6×10-2(或0.06)
【解析】(1)
该反应前后气体系数之和相等,所以平衡后气体总物质的量为0.10mol+0.40mol=0.50mol,水的物质的量分数为0.02,则n(H2O)=0.50mol×0.02=0.01mol,根据方程式可知Δn(H2S)=0.01mol,所以H2S的平衡转化率α1=×100%=2.5%;平衡时n(H2O)=n(COS)=0.01mol,结合方程式可知平衡时n(H2S)=0.40mol-0.01mol=0.39mol,n(CO2)=0.10mol-0.01mol=0.09mol,该反应前后气体系数之和相等,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,所以K==2.8×10-3;
(2)
升高温度,平衡时水的质量分数增大,说明平衡正向移动,所以α2>α1,正反应为吸热反应,ΔH>0;
(3)
A.通入H2S,虽然平衡正向移动,但其转化率会减小,A不符合题意;
B.通入CO2,平衡正向移动,H2S的转化率增大,B符合题意;
C.通入COS,平衡逆向移动,H2S的转化率减小,C不符合题意;
D.恒容通入N2,各物质的浓度不改变,平衡不移动,D不符合题意;
综上所述答案为B;
(4)
①当NO的量一定时,通入NH3平衡正向移动,NO的脱除率增大,即NH3与NO的物质的量之比越大,NO的脱除率越大,相同温度时,曲线c表示的NO脱除率最小,所以曲线c中NH3与NO的物质的量之比为1:3;
②根据①的分析可知曲线a中NH3与NO的物质的量之比为4∶1,NH3的起始浓度为4×10-5mol·L-1,则NO的起始浓度为1×10-5mol·L-1,从A到B,NO的脱除率由0.55变为0.75,所以该时间段内NO的脱除速率为=6×10-2(或0.06) mg·L-1·s-1。
22.(1)CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+(E5-E1)NA eV/mol
(2) > 0.01
(3) L2 两个反应均为放热反应,温度升高,化学平衡逆向移动,导致丙烷转化率降低 温度高于T2K时,反应 ⅱ 几乎不发生(反应 ii 的平衡常数几乎为0)
(4) CH3OH
(1)反应物CO2(g)+CH4(g)的能量为E1,生成物2CO(g)+2H2(g)的能量为E5,该反应为吸热反应,热化学反应式为CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+(E5-E1)NA eV/mol;
(2)①反应吸热,温度上升则平衡向右移动,H2的物质的量增大,根据图示可知T1>T2;②由图可知温度为T1,平衡时当p(H2)=p(CO)=100.5,,有p(CO2)=p(CH4)=102,则Kp==0.01 MPa2
(3)①从两个反应的化学计量数和投料比看,可知丙烷的转化率要低于氧气,所以L2代表丙烷的转化率;②由于T1K后反应达到平衡,两个反应均为放热反应,温度升高,化学平衡逆向移动,导致丙烷转化率降低;③当温度达到T2K时,O2和丙烷的转化率相同,且起始投料比n(C3H8):n(O2)=2∶1,可以判断温度达到T2K后,反应ⅱ不发生,只发生反应ⅰ。
(4)①反应ⅰ为吸热反应,反应ⅱ和ⅲ为吸热反应,当温度上升,则反应ⅰ正向进行,反应ⅱ和ⅲ逆向进行,所以CO的物质的量分数增加,X代表CO,CH3OH和H2O的物质的量分数减少,但由于反应ⅰ中有H2O生成,所以H2O减少的物质的量分数少于CH3OH,所以Y代表CH3OH,Z代表H2O;
②根据各组分的物质的量分数随温度变化图可知当温度大于220℃时,>3且随温度上升而增加,由此可绘制出对应曲线。
23.(1)反应进行得越完全,平衡时反应物的转化率越大
(2)0.03
(3) 1
(1)化学平衡常数K等于生成物平衡浓度幂指数的乘积与反应物平衡浓度幂指数的乘积的比值,K越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,平衡时反应物的转化率越大;答案为:反应进行得越完全,平衡时反应物的转化率越大。
(2)根据图象,前4min的平均反应速率v(CO)==0.03mol/(L∙min);答案为:0.03。
(3)该反应的化学平衡常数表达式为K=;反应进行到4min时反应达到平衡,根据图象,平衡时CO、H2O(g)的浓度依次为0.08mol/L、0.18mol/L,从起始到平衡转化的CO浓度为0.20mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L,则平衡时CO2、H2的浓度都为0.12mol/L,化学平衡常数K===1;答案为:;1。
24.(1) 减小 不变
(2) 正向 减小 减小 正向
(1)根据及化学平衡常数的定义可以写出平衡常数的表达式为;合成氨反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,合成氨反应K值减小;使用催化剂,平衡不移动,K值不变;
(2)当反应达到平衡后,向体系中充入,增大反应物浓度,平衡正向移动;给体系降温,减小,减小,平衡向着放热反应方向移动也就是平衡正向移动。
25. N2 变小 < 升高温度或增大压强 t3~t4
(1)氧化剂是得到电子,化合价降低的物质,根据反应方程式,N2中N的化合价降低,因此氧化剂是N2;
(2)升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体质量减小,因此密度变小;根据勒夏特列原理,说明正反应方向是放热反应,△H<0;
(3)t4正逆反应速率都增大,可能是升高温度或增大压强,此反应是向逆反应方向进行,因此改变的条件是升高温度或增大压强;CO的含量增大,反应向正反应方向进行,即t3~t4最大。
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