内容正文:
题型01 化学反应速率与化学平衡的图像
一、单选题:本题共25个小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2023-2024高二上·四川眉山·期末)是一种理想的脱硝剂,其脱硝反应之一为。在某恒容密闭容器中充入一定量的和,在不同温度下测得与时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A.温度: B.平衡常数:
C. D.反应速率:
2.(2023-2024高二上·河南南阳·期末)汽车尾气净化的主要原理为 。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到时刻达到平衡状态的是
A.②④⑤ B.②③④ C.①②④⑤ D.②④⑤⑥
3.(2023-2024高二上·广东广州·期末)恒容密闭容器中发生反应,转化率随时间变化如图所示,要使反应由过程a变为过程b,可采取措施是
A.升高温度 B.增大压强 C.加催化剂 D.加大的投入量
4.(2023-2024高二上·贵州遵义·期末)向恒容密闭容器中通入和发生反应:,测得相同时间内的转化率与温度变化的关系如图所示,下列说法正确的是
A.温度升高,反应平衡常数增大
B.增大压强,的转化率增大
C.实际生产时反应温度应控制在之间
D.d点时延长反应时间,的产率增加
5.(2023-2024高二上·贵州六盘水·期末)根据相应的图像分析,下列说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A.甲中,C物质一定是气体 B.乙中,若,则
C.丙中, D.丁中,
6.(2023-2024高二上·河南南阳·期末)T K温度下,控制体积不变,向某密闭容器中充入等物质的量的和,发生下列反应:① kJ⋅mol-1② kJ⋅mol-1
和的分压随时间变化如图所示,其中第3min时只改变了影响反应的一个条件。
已知:可以用分压表示反应速率及化学平衡常数。下列说法错误的是
A.图中代表变化的曲线为
B.0~2min内的平均反应速率 kPa⋅min-1
C.T K温度下,反应①的平衡常数
D.3min时改变的条件为增大压强
7.(2023-2024高二上·福建三明·期末)向恒容密闭容器中加入1mol和一定量,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比[]随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.点a、c对应的的转化率:a>c
C.点a、b对应的平均相对分子质量:a>b
D.点a、b、c对应的平衡常数:
8.(2023-2024高二上·山西太原·期末)一定条件下,按2:1的比例向容积为的密闭容器充入A物质和B物质,发生反应:,温度、压强()对A物质的平衡转化率的影响如下图所示,下列说法错误的是
A.压强:;
B.压强为时,若和时该反应的速率分别为、,则:
C.该反应的
D.平衡常数:A点=B点
9.(2023-2024高二上·河南郑州·期末)历史上曾用“地康法”制氯气,相关反应为。某刚性容器中,进料浓度比分别等于1∶1、1∶4、1∶7时,HCl平衡转化率随温度变化的关系如下图。下列说法正确的是
A.平衡常数:K(200℃)<K(300℃)
B.及时分离出(g)可以提高氯化氢的转化率
C.曲线①对应的等于1∶7
D.若HCl的初始浓度为c ,进料浓度比为1∶1时,
10.(2023-2024高二上·广东广州·期末)合成氨反应,下列图示与对应叙述相符合的是
A.
B.达到平衡时的转化率随比值的变化
C. 正、逆反应速率随温度的变化
D.该反应平衡常数随温度的变化
A.A B.B C.C D.D
11.(2023-2024高二上·广东·期末)反应是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下,起始投入原料、温度与的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.、点的逆反应速率:
C.提高投料比,可提高的平衡转化率
D.温度下,时,的平衡产率为
12.(2023-2024高二上·山西大同·期末)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:
13.(2023-2024高二上·广西玉林·期末)可用于合成甲醇,其反应的化学方程式为。在一容积可变的密闭容器中充有10mol与20mol,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,的平衡转化率()与温度()、压强()的关系如图所示。下列说法正确的是
A.合成甲醇的反应为吸热反应
B.、、三点的平衡常数为
C.压强为
D.下,达平衡状态后,又投入5mol和10mol,则再次平衡时,的转化率减小
14.(2023-2024高二上·河南新乡·期末)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于某恒容密闭容器中,发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) △H,该反应的平衡常数的负对数(-lgK)随温度(T)变化的曲线如图所示,下列说法错误的是
A.平衡常数:Ka<Kb<Kc
B.该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能
C.压强:pa<pb<pc
D.若△H的值不再随时间变化而改变,则该反应达到平衡
15.(2023-2024高二上·河南开封·期末)某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应: ,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中各物质的浓度、反应速率随时间的变化如下图所示。下列说法正确的是
A.时达到化学平衡状态
B.时降低温度,时升高温度
C.反应方程式中的,正反应为放热反应
D.内用A表示的平均反应速率为
16.(2023-2024高二上·贵州黔南·期末)在容积不变的密闭容器中存在如下反应: ,当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响如下图所示,下列分析不正确的是。
A.图Ⅰ,时刻增大的浓度 B.图Ⅱ,时刻加入催化剂
C.由图Ⅲ可知,温度关系为 D.若,则反应达平衡状态
17.(2023-2024高二上·广东中山·期末)在恒温恒容条件下,发生反应,随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
A.压缩体积加压平衡不移动
B.在不同时刻都存在关系:
C.其他条件不变,向体系中加入催化剂得到曲线乙
D.由、两点坐标可求得从到时间间隔内该化学反应的平均速率
18.(2023-2024高二上·湖南长沙·期末)在一定的温度和压强下,将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。
已知:;
。
催化剂选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间,测转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示:
。下列有关说法正确的是
A.反应在高温下有自发进行的倾向
B.在间,以为催化剂,升高温度的选择性明显增大
C.高于后,以为催化剂,转化率上升的原因是平衡正向移动
D.选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高的选择性
19.(2023-2024高二上·安徽宣城·期末)反应分两步:①,②。恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,测得Y的浓度随时间变化曲线如下图。下列说法错误的是
A.时,
B.时,
C.若加入催化剂甲(仅催化反应①),达到最大值的时间提前
D.若加入催化剂乙(仅催化反应②),最大值会上升
20.(2023-2024高二上·贵州安顺·期末)2023年9月23日晚,第19届亚运会在杭州正式开幕。开幕式主火炬燃料全球首次创新使用零碳甲醇燃料。零碳甲醇制备的原理是综合利用焦炉气中的副产物氢气与工业尾气中捕集的二氧化碳合成绿色甲醇,其反应过程的能量变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是
A.若该过程中使用催化剂,不会改变总反应的
B.过程①和过程②都是吸热反应
C.降低温度,将增大的平衡转化率
D.两个过程中,决定总反应速率的是过程①
21.(2023-2024高二上·浙江丽水·期末)向A、B两试管中加入等量H2O2溶液,然后再向B中滴入几滴FeCl3溶液,其反应历程如图:
I.H2O2+2Fe3+=2Fe2++2H++O2↑
II.H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
下列说法不正确的是
A.曲线②是滴加了FeCl3溶液的反应过程,Fe3+改变了H2O2分解反应的历程
B.Fe3+是催化剂;Fe2+是中间产物
C.E1、E2分别是反应I、II的活化能,反应I的速率大于反应II的速率
D.催化剂能降低反应的活化能,提高反应物分子中活化分子百分数
22.(2023-2024高二上·福建·期末)某兴趣小组探究转化率与温度的关系,在相同催化剂条件下,向容积为的容器中分别加入2molX和5molY,发生反应:2X(g)+Y(s)2Z(g),在不同温度下,测得X的平衡转化率为曲线I和反应10min时X的转化率为曲线II。下列说法正确的是
A.该反应正反应为放热反应
B.bc段变化可能是催化剂活性降低导致
C.400℃时,该反应的平衡常数K=2
D.b、c、d三点均达到平衡状态
23.(2023-2024高二上·河南洛阳·期末)在2L刚性密闭容器中充入足量的Cu粉和,发生反应: 。在不同温度下,的转化率与时间的关系如图1所示;反应速率与时间的关系如图2所示。下列说法错误的是
已知:该条件下,不生成。
A.
B.:a点<b点
C.图2中时改变的条件是升高温度
D.温度下,平衡常数K=1.875.
24.(2023-2024高二上·山东济宁·期末)根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A.图甲所示,时改变的条件一定是加入了催化剂
B.图乙所示,若,则
C.图丙所示,该反应
D.图丁所示,平衡逆向移动,平衡Ⅱ时C的体积分数一定小于平衡Ⅰ时
25.(2023-2024高二上·北京东城·期末)采用催化技术可以使汽车尾气中的和发生如下反应从而消除污染:。某小组用恒容容器进行三组实验。实验开始时NO的浓度均为,三组实验中的浓度随时间的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.在实验I中,达到平衡时的浓度为
B.若实验Ⅱ比实验Ⅲ的温度低,则和的反应为放热反应
C.当容器中和的浓度之比保持恒定时,反应达到化学平衡状态
D.实验I和实验Ⅱ的差异,可能是由于采用了效果不同的催化剂
二、填空题
26.(2023-2024高二上·湖南岳阳·期末)氨气和甲醇都是重要的工业产品,试运用必要的化学原理解决有关问题。
(1)在密闭容器中,使2molN2和7molH2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。
①NH3分子的空间构型为: ,中心N原子的杂化类型为:
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,化学平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)水煤气在一定条件下可合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0。将1molCO和2molH2充入1L恒容密闭容器中,在一定条件下合成甲醇,反应相同时间(2min)时测得不同温度下CO的转化率如图所示:
①温度在1000K下,从反应开始至2min末,这段时间内的反应速率v(H2)= 。
②由图可知,在温度低于1050K时,CO的转化率随温度的升高而增大,原因是 。
③已知c点时容器内气体的压强为p,则在1150K下该反应的压强平衡常数KP为 (用含p的代数式表示,KP是用各气体的分压,(替代浓度来计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
27.(2023-2024高二上·广东清远·期末)(Ⅰ)科学家积极探索新技术利用合成低碳烯烃: ,测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示,请回答:
(1)上述由合成的反应在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。理由是 。
(2)在体积为的恒容密闭容器中,充入和,测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。下列说法正确的是___________。
A.平衡常数大小:
B.其他条件不变,若不使用催化剂。则时的平衡转化率可能位于点
C.图1中点时,乙烯的体积分数约为
D.压强或不变时均可证明化学反应已达到平衡状态
(Ⅱ)利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响,反应历程的能量变化如图2所示。
(3)干重整反应的热化学方程式为 (选用的关系式表示反应热),反应Ⅱ是 (填“慢反应”或“快反应”)。
(4)在恒压条件下,等物质的量的和发生干重整反应时,各物质的平衡转化率随温度变化如图3所示。已知在干重整中还发生了副反应:,则表示平衡转化率的是曲线 (填“A”或“B”),判断的依据是 。
28.(2023-2024高二上·新疆·期末)在容积为的密闭容器中,进行如下反应:,最初加入和,在不同温度下,D的物质的量和时间t的关系如图。
试回答下列问题:
(1)时,内,以B表示的平均反应速率为 。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据有 。
a.容器中压强不变 b.混合气体中不变 c. d.
(3)利用图中数据计算:时A物质的平衡转化率为 ,时的平衡常数 ,该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)时,某时刻测得体系中各物质的量为:,,,,则此时该反应 (填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
29.(2023-2024高二上·安徽合肥·期末)完成下列问题
(1)在一个容积不变的密闭容器中发生反应:其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。请填写下列空白:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
①该反应的平衡常数表达式为 ,该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
②若1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为:则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不移动”)。
③将2.0molCO2和3.0molH2通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得H2的平衡转化率与温度的关系如图所示。100℃时反应达到平衡所需的时间为5min,则反应从起始至5min内,用H2浓度的变化表示该反应的平均反应速率为 mol⋅L⁻¹⋅min⁻¹。
(2)火箭发射时常出现红棕色气体,原因为当温度升高时气体颜色变深。
①现将1molN2O4充入一个恒压的密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 。
a.b.c.
②若在相同温度下,上述反应改在容积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数将 (填“增大”或“不变”或“减小”)。
30.(2023-2024高二上·安徽·期末)的资源化利用成为研究热点。一定条件下,催化加氢发生的反应为。一定条件下,向容积为1L的恒容密闭容器中充入和,分别在温度为条件下反应,测得反应体系中的物质的量分数随时间的变化关系如图所示。回答下列问题:
(1)在T1K温度下,CO2的平衡转化率= %。压缩平衡体系体积,平衡 (“正向移动”“不移动”或“逆向移动”)。若想进一步提高CO2的平衡转化率,除改变温度外还可以采取的措施是
(2)在T2K温度下,经t1min后反应达到平衡。
①0~t1min内,用CO2表示的反应速率v(CO2)= mol·L-1·min-1。
②在温度下,该反应的平衡常数K= (用分数表示)。
(3)下图中能正确表示反应的化学平衡常数与温度T关系的是 (填字母)。
(4)若反应在恒容容器中发生,下列情况下反应一定达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.容器内的压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内
D.单位时间内,断开键的数目和断开键的数目相同
(5)已知反应的。为速率常数,x(B)为组分B的物质的量分数。a、b点的正反应速率之比va:vb (填“>”“<”或“=”)1;c点的= 。
(
2
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
题型01 化学反应速率与化学平衡的图像
一、单选题:本题共25个小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2023-2024高二上·四川眉山·期末)是一种理想的脱硝剂,其脱硝反应之一为。在某恒容密闭容器中充入一定量的和,在不同温度下测得与时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A.温度: B.平衡常数:
C. D.反应速率:
【答案】B
【分析】
由图可知T2对应的反应先达到平衡状态,反应速率快则说明温度,如图作一条垂直于横坐标轴的辅助线,由M点→N点温度在降低,的浓度在增大,说明平衡在正向移动,则正向为放热反应。
【详解】A.由图可知T2对应的反应先达到平衡状态,反应速率快则说明温度:,A错误;
B.如分析中的图所示,作一条垂直于横坐标轴的辅助线,由M点→N点温度在降低,的浓度在增大,说明平衡在正向移动则正向为放热反应,则温度越高平衡常数越小,所以平衡常数:,B正确;
C.由B项分析可知该反应为放热反应,C错误;
D.a→b反应还未达到平衡状态,的浓度在增大,说明反应在正向移动且正反应速率在减小逆反应速率在增大,但逆反应速率始终小于正反应速率直到平衡时二者相等,因此,D错误;
故选B。
2.(2023-2024高二上·河南南阳·期末)汽车尾气净化的主要原理为 。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到时刻达到平衡状态的是
A.②④⑤ B.②③④ C.①②④⑤ D.②④⑤⑥
【答案】A
【详解】①t1时正反应速率仍然在变化,说明没有达到平衡状态;
②正反应放热,绝热容器中,反应未平衡时温度会变化,平衡常数受温度影响,t1时平衡常数不再变化,则温度不变,说明达到了平衡状态;
③t1时二氧化碳和一氧化碳的物质的量不再发生变化,CO、CO2的物质的量的变化量应与化学计量数成正比,即应为1:1,但图中达到平衡时,CO、CO2的物质的量的变化量之比不是1∶1,即该图示错误;
④t1时一氧化氮的质量分数不再变化,则NO的浓度不变,表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态;
⑤正反应放热,绝热容器中反应未平衡时温度会变化,则温度不变,说明达到了平衡状态;
⑥反应的焓变是个定值,焓变不变反应不一定达到平衡状态;
故选A。
3.(2023-2024高二上·广东广州·期末)恒容密闭容器中发生反应,转化率随时间变化如图所示,要使反应由过程a变为过程b,可采取措施是
A.升高温度 B.增大压强 C.加催化剂 D.加大的投入量
【答案】A
【详解】A.二氧化硫的催化氧化反应是放热反应,升高温度,反应速率加快,达到平衡所需时间减少,平衡向逆反应方向移动,二氧化硫的转化率减小,则升高温度能使反应由过程a变为过程b,故A正确;
B.二氧化硫的催化氧化反应是气体体积减小的反应,增大压强,反应速率加快,达到平衡所需时间减少,平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,则增大压强不能使反应由过程a变为过程b,故B错误;
C.加催化剂,反应速率加快,达到平衡所需时间减少,但平衡不移动,二氧化硫的转化率不变,则加催化剂不能使反应由过程a变为过程b,故C错误;
D.加大氧气的投入量,反应物的浓度增大,反应速率加快,达到平衡所需时间减少,平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,则加大氧气的投入量不能使反应由过程a变为过程b,故D错误;
故选A。
4.(2023-2024高二上·贵州遵义·期末)向恒容密闭容器中通入和发生反应:,测得相同时间内的转化率与温度变化的关系如图所示,下列说法正确的是
A.温度升高,反应平衡常数增大
B.增大压强,的转化率增大
C.实际生产时反应温度应控制在之间
D.d点时延长反应时间,的产率增加
【答案】C
【分析】由图可知,一定时间内,反应未达平衡之前,温度升高,反应速率增大,A转化率增大,平衡之后,温度升高,平衡逆向移动,A转化率减小,说明反应为放热反应;
【详解】A.随着温度的升高,A的转化率降低,则说明该反应是放热反应;对于放热反应而言,温度越高,平衡常数K越小,A错误;
B.由于该反应是气体体积不变的反应,增大压强可以使平衡不移动,即A的转化率不发生改变,B错误;
C.根据图可知,温度在210~240℃的范围内,A的转化率最高,超过该温度范围,随着温度的升高,A的转化率降低,说明反应的最适温度在210~240℃之间,故生产时反应温度控制在210~240℃为宜,C正确;
D.d条件下反应已经达到平衡状态,延长反应时间,A的转化率不变,C(g)的产率不变,D错误;
故选C。
5.(2023-2024高二上·贵州六盘水·期末)根据相应的图像分析,下列说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A.甲中,C物质一定是气体 B.乙中,若,则
C.丙中, D.丁中,
【答案】A
【详解】A.降低温度,平衡正向移动,则该反应的正反应为放热反应,增大压强,平衡正向移动,正反应的气体物质的量减小,则A、B、C一定是气体, D为非气体,故A正确;
B.若P1>P2,增大压强,B的转化率增大,说明加压,平衡正向移动,所以a>b,B错误;
C.温度越高,反应速率越快,反应先达到平衡状态,则T1<T2,升高温度,B的含量减小,说明平衡正向移动,该反应为吸热反应,ΔH>0,故C错误;
D.M点为平衡点,达到平衡后,升高温度,A的百分含量增大,说明平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,,故D错误;
故选A。
6.(2023-2024高二上·河南南阳·期末)T K温度下,控制体积不变,向某密闭容器中充入等物质的量的和,发生下列反应:① kJ⋅mol-1② kJ⋅mol-1
和的分压随时间变化如图所示,其中第3min时只改变了影响反应的一个条件。
已知:可以用分压表示反应速率及化学平衡常数。下列说法错误的是
A.图中代表变化的曲线为
B.0~2min内的平均反应速率 kPa⋅min-1
C.T K温度下,反应①的平衡常数
D.3min时改变的条件为增大压强
【答案】D
【详解】A.反应①和②均消耗,所以的变化量偏大,所以代表变化的曲线为,A正确;
B.0~2min内的平均反应速率kPa⋅min-1,B正确;
C.根据图知,达到平衡状态时,p(SO2)=0.8p0,则消耗的p(SO2)=0.2p0,消耗p(NO2)=(1-0.6)p0=0.4p0,其中有一半的NO2参与反应①、一半的NO2参与反应②,
所以T K温度下,反应①的平衡常数,C正确;
D.3min时分压均增大,则改变的条件有可能是加压或升高温度,但加压后反应②会正向移动,随后NO2(g)的分压会降低,不符合,升温后两反应均逆向移动,两物质分压均再次增大,则3min时改变的条件为升高温度,D错误;
故选D。
7.(2023-2024高二上·福建三明·期末)向恒容密闭容器中加入1mol和一定量,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比[]随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.点a、c对应的的转化率:a>c
C.点a、b对应的平均相对分子质量:a>b
D.点a、b、c对应的平衡常数:
【答案】C
【详解】A.加入的水蒸气的量越大,投料比x越小,CH4平衡转化率就越大,所以x1<x2,故A错误;
B.a、c点投入的甲烷的量相同,由于x1<x2,则a点的水蒸气多,加入的水蒸气的量越大,水蒸气的平衡转化率就越小,所以点a、c对应的的转化率:a<c,故B错误;
C.a、b两点投料比相同,b点甲烷的转化率大,则b点反应向右进行的程度更大,气体混合物的总物质的量大,则平均相对分子质量小,所以点a、b对应的平均相对分子质量:a>b,故C正确;
D.b点和c点温度相同,则平衡常数相同。从图中可以看出,温度升高,甲烷的平衡转化率增大,平衡正向移动,化学平衡常数增大,因此b点平衡常数比a点大,所以点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb=Kc,故D错误;
答案选C。
8.(2023-2024高二上·山西太原·期末)一定条件下,按2:1的比例向容积为的密闭容器充入A物质和B物质,发生反应:,温度、压强()对A物质的平衡转化率的影响如下图所示,下列说法错误的是
A.压强:;
B.压强为时,若和时该反应的速率分别为、,则:
C.该反应的
D.平衡常数:A点=B点
【答案】C
【分析】根据题干和图像可知:升高温度,A的平衡转化率降低;结合化学方程式可知:增大压强,A的平衡转化率增大;
【详解】A.通过分析可知:在温度相同的情况下,压强越大,A的平衡转化率越高,p1<p2,A不符合题意;
B.通过分析可知:在压强相同的情况下,温度越高,反应速率越快,v1<v2,B不符合题意;
C.通过分析可知:在压强相同的情况下,升高温度,A的平衡转化率降低,该反应为放热反应,C符合题意;
D.化学平衡常数为温度的函数,温度相同化学平衡常数相同,D不符合题意;
故答案选C;
9.(2023-2024高二上·河南郑州·期末)历史上曾用“地康法”制氯气,相关反应为。某刚性容器中,进料浓度比分别等于1∶1、1∶4、1∶7时,HCl平衡转化率随温度变化的关系如下图。下列说法正确的是
A.平衡常数:K(200℃)<K(300℃)
B.及时分离出(g)可以提高氯化氢的转化率
C.曲线①对应的等于1∶7
D.若HCl的初始浓度为c ,进料浓度比为1∶1时,
【答案】B
【详解】A.升高温度时,HCl平衡转化率降低,说明升高温度时平衡逆向移动,平衡常数减小,故K(200℃)>K(300℃),A项错误;
B.及时分离出H2O(g)时,平衡正向移动,可以提高氯化氢的转化率,B项正确;
C.温度相同时,O2的浓度一定时,增大HCl的量,转化率降低,故①对应的c(O2):c(HCl)等于1∶1;C项错误;
D.400℃进料浓度比为1∶1时,HCl的转化率为曲线①,此时HCl转化率为84%,
,D项错误;
答案选B。
10.(2023-2024高二上·广东广州·期末)合成氨反应,下列图示与对应叙述相符合的是
A.
B.达到平衡时的转化率随比值的变化
C. 正、逆反应速率随温度的变化
D.该反应平衡常数随温度的变化
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.合成氨反应的焓变ΔH=(2254-2346)kJ⋅mol-1=-92kJ⋅mol-1<0,则题给图示与对应叙述不相符合,故A错误;
B.的比值增大相当于增大氢气的浓度,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,但氢气的转化率减小,则题给图示与对应叙述不相符合,故B错误;
C.合成氨反应我放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,逆反应速率大于正反应速率,则题给图示与对应叙述不相符合,故C错误;
D.合成氨反应我放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,反应的平衡常数减小,则题给图示与对应叙述相符合,故D正确;
故选D。
11.(2023-2024高二上·广东·期末)反应是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下,起始投入原料、温度与的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.、点的逆反应速率:
C.提高投料比,可提高的平衡转化率
D.温度下,时,的平衡产率为
【答案】B
【详解】A.由图可知,其它条件一定时,升高温度,的平衡产率减小,平衡逆向移动,该反应为放热反应,故A错误;
B.由图可知,N点温度高于M点,故逆反应速率:,故B正确;
C.压强一定,提高投料比,平衡不移动,HCl的平衡转化率不变,故C错误;
D.温度下,时,平衡不移动,HCl的平衡转化率不变仍为a,故D错误;
故选B。
12.(2023-2024高二上·山西大同·期末)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:
【答案】B
【详解】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。
13.(2023-2024高二上·广西玉林·期末)可用于合成甲醇,其反应的化学方程式为。在一容积可变的密闭容器中充有10mol与20mol,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,的平衡转化率()与温度()、压强()的关系如图所示。下列说法正确的是
A.合成甲醇的反应为吸热反应
B.、、三点的平衡常数为
C.压强为
D.下,达平衡状态后,又投入5mol和10mol,则再次平衡时,的转化率减小
【答案】B
【详解】A.由图可知,压强一定时,的平衡转化率随温度的升高而降低,即升高温度平衡逆向移动,则合成甲醇的反应为放热反应,A错误;
B.由上述分析可知,合成甲醇的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,值减小,而温度相同时,值相同,因为温度,故图中、、三点的平衡常数:,B正确;
C.该反应是气体体积减小的反应,温度一定时,增大压强,平衡正向移动,平衡转化率增大,即压强越大,平衡转化率越大,则图中压强:,C错误;
D.若达平衡状态后,再投入5mol和10mol,则与原投料呈等比投料,恒温恒压下,两次平衡为等比平衡,的转化率不变,D错误;
故答案选B。
14.(2023-2024高二上·河南新乡·期末)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于某恒容密闭容器中,发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) △H,该反应的平衡常数的负对数(-lgK)随温度(T)变化的曲线如图所示,下列说法错误的是
A.平衡常数:Ka<Kb<Kc
B.该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能
C.压强:pa<pb<pc
D.若△H的值不再随时间变化而改变,则该反应达到平衡
【答案】D
【详解】A.该反应的平衡常数的负对数(-lgK)随温度(T)的升高在减小,即温度升高,K增大,故平衡常数:Ka<Kb<Kc,A正确;
B.该反应的平衡常数随温度的升高增大,故该反应为吸热反应,反应物的总键能大于生成物的总键能,B正确;
C.该反应体系恒容,温度越高,该反应正向进行的程度越大,生成的气体的物质的量越大,体系压强越大,故压强:pa<pb<pc,C正确;
D.反应的△H的值为一个恒量,不能用来判断反应是否达到平衡,D错误;
答案选D。
15.(2023-2024高二上·河南开封·期末)某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应: ,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中各物质的浓度、反应速率随时间的变化如下图所示。下列说法正确的是
A.时达到化学平衡状态
B.时降低温度,时升高温度
C.反应方程式中的,正反应为放热反应
D.内用A表示的平均反应速率为
【答案】C
【分析】从该题第一个图可知,0-20min是反应:A(g)+xB(g)⇌2C(g)从开始到达到平衡的过程,由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知x=1,20min时各浓度保持不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,20-30min,是保持平衡状态过程;30min-40min时,反应物和生成物的浓度都减少,结合第2个图可知,正逆反应速率相等且减小平衡不移动;40-54min,从第一个图可知,反应物浓度增大生成物浓度减小,图2知正逆反应速率都增大,且与原平衡点无接触点,逆反应速率大于正反应速率,当正逆反应速率相等时,再次达到平衡状态,以此解答。
【详解】A.由图可知,20min时达到化学平衡状态,A错误;
B.由图象可知,30min时正逆反应速率降低了,反应物与生成物的浓度瞬时降低,反应仍处于平衡状态,故不是温度变化,而是降低了压强;40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,而增大压强平衡不移动,应是升高温度,B错误;
C.由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知x=1,增大压强平衡不移动,40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,应是升高温度,则正反应为放热反应,C正确;
D.0∼20min内,A的反应速率v=mol/(L⋅min),D错误;
故选C。
16.(2023-2024高二上·贵州黔南·期末)在容积不变的密闭容器中存在如下反应: ,当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响如下图所示,下列分析不正确的是。
A.图Ⅰ,时刻增大的浓度 B.图Ⅱ,时刻加入催化剂
C.由图Ⅲ可知,温度关系为 D.若,则反应达平衡状态
【答案】A
【详解】A.增大氧气的浓度,平衡破坏的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率应不变,所以图Ⅰ应是增大压强的原因,故A项错误;
B.图Ⅱ在t1时刻正逆反应速率都增大,但仍相等,平衡不发生移动,应是加入催化剂的原因,故B项正确;
C.由题意可知,正反应放热,升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小,则温度:,故C项正确;
D.反应为正、逆两个方向,且速率符合,则反应达平衡状态,故D项正确;
故本题选A。
17.(2023-2024高二上·广东中山·期末)在恒温恒容条件下,发生反应,随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
A.压缩体积加压平衡不移动
B.在不同时刻都存在关系:
C.其他条件不变,向体系中加入催化剂得到曲线乙
D.由、两点坐标可求得从到时间间隔内该化学反应的平均速率
【答案】A
【详解】A.该反应为气体分子数增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,故A错误;
B.化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比,则不同时刻都存在关系:,即,故B正确;
C.其他条件不变,向向体系中加入催化剂时,反应速率加快,但平衡状态相同,曲线乙达到平衡的时间缩短,但最终平衡与甲的相同,因此向体系中加入催化剂得到曲线乙,故C正确;
D.反应速率为,图中纵坐标表示随时间的变化,纵坐标数值的变为为,则从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率,故D正确;
故答案选A。
18.(2023-2024高二上·湖南长沙·期末)在一定的温度和压强下,将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。
已知:;
。
催化剂选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间,测转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示:
。下列有关说法正确的是
A.反应在高温下有自发进行的倾向
B.在间,以为催化剂,升高温度的选择性明显增大
C.高于后,以为催化剂,转化率上升的原因是平衡正向移动
D.选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高的选择性
【答案】D
【详解】A.该反应为熵减反应且为放热反应,根据反应自发进行可知,该反应在低温条件下有自发进行的倾向,A错误;
B.从第二张图中可知,以为催化剂,的情况下,升高温度,的选择性没有很大变化,B错误;
C.从图中可知,以为催化剂,相同温度下的转化率明显低于以为催化剂的的转化率,说明此时的催化活性较低,反应速率慢,高于后,以为催化剂,随着温度升高,催化剂活性增大,反应速率增大,的转化率增大,C错误;
D.从图中可知,使用不同的催化剂,不同的温度下的选择性有明显差异,选择为催化剂,温度高于时的选择性较高,D正确;
故答案选D。
19.(2023-2024高二上·安徽宣城·期末)反应分两步:①,②。恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,测得Y的浓度随时间变化曲线如下图。下列说法错误的是
A.时,
B.时,
C.若加入催化剂甲(仅催化反应①),达到最大值的时间提前
D.若加入催化剂乙(仅催化反应②),最大值会上升
【答案】D
【详解】A.时,,A正确;
B.时,,B正确;
C.加入催化剂甲加快反应速率,达到最大值的时间提前,C正确;
D.催化剂不影响化学平衡移动,加入催化剂乙,最大值不会变化,D错误;
故选D。
20.(2023-2024高二上·贵州安顺·期末)2023年9月23日晚,第19届亚运会在杭州正式开幕。开幕式主火炬燃料全球首次创新使用零碳甲醇燃料。零碳甲醇制备的原理是综合利用焦炉气中的副产物氢气与工业尾气中捕集的二氧化碳合成绿色甲醇,其反应过程的能量变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是
A.若该过程中使用催化剂,不会改变总反应的
B.过程①和过程②都是吸热反应
C.降低温度,将增大的平衡转化率
D.两个过程中,决定总反应速率的是过程①
【答案】B
【详解】A.催化剂能降低活化能,不会改变总反应的,故A正确;
B.过程②反应物总能量高于生成物,因此是放热反应,故B错误;
C.正反应放热,降低温度,平衡正向移动,的平衡转化率增大,故C正确;
D.活化能越大反应速率越慢,两个过程中,过程①的活化能大于过程②,过程①是慢反应,决定总反应速率的是过程①,故D正确;
选B。
21.(2023-2024高二上·浙江丽水·期末)向A、B两试管中加入等量H2O2溶液,然后再向B中滴入几滴FeCl3溶液,其反应历程如图:
I.H2O2+2Fe3+=2Fe2++2H++O2↑
II.H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
下列说法不正确的是
A.曲线②是滴加了FeCl3溶液的反应过程,Fe3+改变了H2O2分解反应的历程
B.Fe3+是催化剂;Fe2+是中间产物
C.E1、E2分别是反应I、II的活化能,反应I的速率大于反应II的速率
D.催化剂能降低反应的活化能,提高反应物分子中活化分子百分数
【答案】C
【详解】A.FeCl3为H2O2分解的催化剂,降低了反应的活化能,改变了反应的历程,A正确;
B.Fe3+先消耗后生成,反应前后质量不变是催化剂;Fe2+先生成后消耗是中间产物,B正确;
C.从图可知E1为反应I的活化能, E2分别是反应II逆反应的活化能。反应中活化能越大,反应越慢。活化能:反应I<反应II,反应速率:反应I<反应II,C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,反应物分子中活化分子百分数增大,单位体积内活化分子个数增大,有效碰撞次数增加,反应速率加快,D正确;
故答案为:C。
22.(2023-2024高二上·福建·期末)某兴趣小组探究转化率与温度的关系,在相同催化剂条件下,向容积为的容器中分别加入2molX和5molY,发生反应:2X(g)+Y(s)2Z(g),在不同温度下,测得X的平衡转化率为曲线I和反应10min时X的转化率为曲线II。下列说法正确的是
A.该反应正反应为放热反应
B.bc段变化可能是催化剂活性降低导致
C.400℃时,该反应的平衡常数K=2
D.b、c、d三点均达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.升高温度,平衡转化率增大,平衡正向移动,正反应是吸热反应,故A错误;
B.ab阶段随温度升高,转化率增大,bc阶段随温度升高,转化率减小,该变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致,故B正确;
C.400℃时,X的平衡转化率为60%,依题意可知其起始浓度为1mol/L,由反应的方程式可得,反应的平衡常数==2.25,故C错误;
D.曲线Ⅰ表示X的平衡转化率,b、c两点均在曲线Ⅰ下方,不是平衡状态,d点在曲线Ⅰ上,表示平衡状态,故D错误;
故选B。
23.(2023-2024高二上·河南洛阳·期末)在2L刚性密闭容器中充入足量的Cu粉和,发生反应: 。在不同温度下,的转化率与时间的关系如图1所示;反应速率与时间的关系如图2所示。下列说法错误的是
已知:该条件下,不生成。
A.
B.:a点<b点
C.图2中时改变的条件是升高温度
D.温度下,平衡常数K=1.875.
【答案】D
【详解】A.温度越高,反应达到平衡时所用的时间也就越短,所以可确定T1>T2,故A正确;
B.温度越高反应速率就越快,因为T1>T2,b点的温度高于a点温度,且a点处于平衡状态,b点尚未达到平衡,所以V正:a点<b点,故B正确;
C.因为T1>T2,升高温度,的转化率降低,则该反应<0,图2中t0min时改变条件使正、逆反应速率都增大,逆反应速率增大的倍数较大,平衡向逆反应方向移动,即升高温度可以实现该转化,故C正确;
D.在2L刚性密闭容器中充入足量的Cu粉和2molNO2(g),NO2(g)的物质的量的浓度为1mol/L,温度下的转化率为80%,则,平衡常数K=,故D错误;
故选D。
24.(2023-2024高二上·山东济宁·期末)根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A.图甲所示,时改变的条件一定是加入了催化剂
B.图乙所示,若,则
C.图丙所示,该反应
D.图丁所示,平衡逆向移动,平衡Ⅱ时C的体积分数一定小于平衡Ⅰ时
【答案】C
【详解】A.图甲所示,反应前后气体系数和相等,增大压强平衡不移动,时改变的条件可能是加入了催化剂或增大压强,故A错误;
B.图乙所示,若,增大压强X的含量增大,平衡逆向移动,Y是固体,则,故B错误;
C.图丙所示,升高温度,A的物质的量增多,反应逆向移动,该反应,故C正确;
D.图丁所示,平衡逆向移动,改变的条件可能是增大C的浓度,平衡Ⅱ时C的体积分数不一定小于平衡Ⅰ时,故D错误;
选C。
25.(2023-2024高二上·北京东城·期末)采用催化技术可以使汽车尾气中的和发生如下反应从而消除污染:。某小组用恒容容器进行三组实验。实验开始时NO的浓度均为,三组实验中的浓度随时间的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.在实验I中,达到平衡时的浓度为
B.若实验Ⅱ比实验Ⅲ的温度低,则和的反应为放热反应
C.当容器中和的浓度之比保持恒定时,反应达到化学平衡状态
D.实验I和实验Ⅱ的差异,可能是由于采用了效果不同的催化剂
【答案】C
【详解】A.反应为,由图可知,实验I中,,,故达到平衡时的浓度为,A正确;
B.由图可知,反应达到平衡时升高温度,平衡逆向移动,则该反应为放热反应,B正确;
C.和均为生成物,浓度之比一直保持不变,不能说明达到平衡状态,C错误;
D.由图可知,实验I和实验Ⅱ始态和终态相同,实验Ⅱ的速率更快,则实验I和实验Ⅱ可能是由于采用了效果不同的催化剂,D正确;
故选C。
二、填空题
26.(2023-2024高二上·湖南岳阳·期末)氨气和甲醇都是重要的工业产品,试运用必要的化学原理解决有关问题。
(1)在密闭容器中,使2molN2和7molH2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。
①NH3分子的空间构型为: ,中心N原子的杂化类型为:
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,化学平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)水煤气在一定条件下可合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0。将1molCO和2molH2充入1L恒容密闭容器中,在一定条件下合成甲醇,反应相同时间(2min)时测得不同温度下CO的转化率如图所示:
①温度在1000K下,从反应开始至2min末,这段时间内的反应速率v(H2)= 。
②由图可知,在温度低于1050K时,CO的转化率随温度的升高而增大,原因是 。
③已知c点时容器内气体的压强为p,则在1150K下该反应的压强平衡常数KP为 (用含p的代数式表示,KP是用各气体的分压,(替代浓度来计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)三角锥形 sp3 正向 不变
(2)0.5mol/(L min) 温度低于1050 K时,反应未达到平衡状态,随温度的升高,反应速率加快,相同时间内CO的转化率增大 (kPa)-2
【详解】(1)①NH3分子的空间构型为三角锥形;中心N原子的价层电子对数为,杂化类型为sp3;
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,压强增大,平衡向体积减小的方向移动即平衡正向移动,由于温度不变,则化学平衡常数K不变;
(2)①温度在下,CO改变量为0.5mol,则从反应开始至末,氢气消耗了1mol,这段时间内的反应速率;
②由图可知,在温度低于时,反应未达到平衡状态,随温度的升高,反应速率加快,相同时间内CO的转化率增大;故答案为:温度低于时,反应未达到平衡状态,随温度的升高,反应速率加快,相同时间内CO的转化率增大。
③已知c点时容器内气体的压强为pkPa,则在下建立三段式,该反应的压强平衡常数;
27.(2023-2024高二上·广东清远·期末)(Ⅰ)科学家积极探索新技术利用合成低碳烯烃: ,测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示,请回答:
(1)上述由合成的反应在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。理由是 。
(2)在体积为的恒容密闭容器中,充入和,测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。下列说法正确的是___________。
A.平衡常数大小:
B.其他条件不变,若不使用催化剂。则时的平衡转化率可能位于点
C.图1中点时,乙烯的体积分数约为
D.压强或不变时均可证明化学反应已达到平衡状态
(Ⅱ)利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响,反应历程的能量变化如图2所示。
(3)干重整反应的热化学方程式为 (选用的关系式表示反应热),反应Ⅱ是 (填“慢反应”或“快反应”)。
(4)在恒压条件下,等物质的量的和发生干重整反应时,各物质的平衡转化率随温度变化如图3所示。已知在干重整中还发生了副反应:,则表示平衡转化率的是曲线 (填“A”或“B”),判断的依据是 。
【答案】(1) 低温 根据要使反应自发进行使,需低温下进行
(2)ACD
(3) 快反应
(4) B 的转化率大于
【详解】(1)依据反应可自发进行,升高温度,CO2转化率下降,说明该反应,则,要使反应自发进行使,需低温下进行;
(2)A.反应是放热反应,温度升高平衡逆向进行,所以,故A正确;
B.催化剂只能影响反应速率,不能使平衡发生移动,则催化剂不影响CO2平衡转化率,故B错误;
C.图中M点时二氧化碳的转化率,可结合化学平衡三段式法列式:,乙烯的体积分数约为≈,故C正确;
D.反应前后气体体积不同,压强不变时可以说明达到平衡状态,n(CO2)不变时也可证明化学反应已达到平衡状态,故D正确;
故选ACD;
(3)干重整反应生成和,由图可知反应物的能量低于生成物,该反应为吸热反应,生成物能量-反应物能量,热化学方程式为:;由图可知,反应Ⅱ的活化能小于反应Ⅰ,反应Ⅱ是快反应;
(4)等物质的量的和发生干重整反应,同时还发生了副反应:,则的转化率大于,则表示平衡转化率的是曲线B。
28.(2023-2024高二上·新疆·期末)在容积为的密闭容器中,进行如下反应:,最初加入和,在不同温度下,D的物质的量和时间t的关系如图。
试回答下列问题:
(1)时,内,以B表示的平均反应速率为 。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据有 。
a.容器中压强不变 b.混合气体中不变 c. d.
(3)利用图中数据计算:时A物质的平衡转化率为 ,时的平衡常数 ,该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)时,某时刻测得体系中各物质的量为:,,,,则此时该反应 (填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
【答案】(1)
(2)ab
(3) 60%(或0.6) 1.8 吸热
(4)向正反应方向进行
【详解】(1))在800℃时,当5min 时D的物质的量是0.6mol,根据方程式中B与D的关系可知:消耗B的物质的量是1.2mol,所以0-5min内,以B表示的平均反应速率为v(B)= ;
(2)a.由于该反应是反应前后气体体积不等的反应,所以若容器中压强不变 ,则反应达到平衡,a项正确;
b.由于该反应是反应前后气体体积不等的反应,所以若反应未达到平衡,则任何物质的浓度就会发生变化,所以若混合气体中不变,反应达到平衡,b项正确;
c.B是反应物,D是生成物,若反应达到平衡,,c项错误;
d.不能根据来判断反应平衡,且根据三段式计算,平衡时两者浓度不相等,d项错误;
综上,正确的为ab,
(3)根据题给信息,列出三段式:
,
则A物质的平衡转化率为:,
K=1.8;由图像可知,随着温度的升高,D的含量增多,依据勒夏特列原理,温度升高有利于向吸热方向进行,则正反应为吸热反应;
(4)根据已知可得:c(A)=0.45mol/L,c(B)=1.0mol/L,c(C)=0.45mol/L,c(D)=0.45mol/L,Qc==0.45<1.8,所以此时该反应向正反应方向进行。
29.(2023-2024高二上·安徽合肥·期末)完成下列问题
(1)在一个容积不变的密闭容器中发生反应:其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。请填写下列空白:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
①该反应的平衡常数表达式为 ,该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
②若1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为:则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不移动”)。
③将2.0molCO2和3.0molH2通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得H2的平衡转化率与温度的关系如图所示。100℃时反应达到平衡所需的时间为5min,则反应从起始至5min内,用H2浓度的变化表示该反应的平均反应速率为 mol⋅L⁻¹⋅min⁻¹。
(2)火箭发射时常出现红棕色气体,原因为当温度升高时气体颜色变深。
①现将1molN2O4充入一个恒压的密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 。
a.b.c.
②若在相同温度下,上述反应改在容积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数将 (填“增大”或“不变”或“减小”)。
【答案】(1) 吸热 逆反应方向 0.1
(2) AC 不变
【详解】(1)①平衡常数是指在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡时生成物度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值,由方程式可知,反应的平衡常数表达式为:;温度升高,平衡常数增大,说明平衡向正反应方向移动,则该反应为吸热反应;
②1200℃时,反应的浓度熵Qc==4>K=2.6,则平衡逆反应方向移动;
③由图可知,此时氢气的转化率为50%,则平衡时,Δn(H2)=3mol×50%=1.5mol,用H2表示该反应的平均反应速率为v(H2)===0.1mol⋅L-1⋅min-1;
(2)①a.在恒压容器中,反应为气体分子数增大的反应,气体体积增大,气体的总质量不变,气体密度减小,当气体密度不变时,说明反应达到平衡状态,故a正确;
b.图像描述的均为正反应,不能说明正逆反应速率相等,也就不能说明反应达到平衡状态,故b错误;
c.四氧化二氮的转化率不再改变,说明反应达到平衡状态,故c正确;
答案为ac;
②平衡常数受温度的影响,温度不变,平衡常数不变。
30.(2023-2024高二上·安徽·期末)的资源化利用成为研究热点。一定条件下,催化加氢发生的反应为。一定条件下,向容积为1L的恒容密闭容器中充入和,分别在温度为条件下反应,测得反应体系中的物质的量分数随时间的变化关系如图所示。回答下列问题:
(1)在T1K温度下,CO2的平衡转化率= %。压缩平衡体系体积,平衡 (“正向移动”“不移动”或“逆向移动”)。若想进一步提高CO2的平衡转化率,除改变温度外还可以采取的措施是
(2)在T2K温度下,经t1min后反应达到平衡。
①0~t1min内,用CO2表示的反应速率v(CO2)= mol·L-1·min-1。
②在温度下,该反应的平衡常数K= (用分数表示)。
(3)下图中能正确表示反应的化学平衡常数与温度T关系的是 (填字母)。
(4)若反应在恒容容器中发生,下列情况下反应一定达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.容器内的压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内
D.单位时间内,断开键的数目和断开键的数目相同
(5)已知反应的。为速率常数,x(B)为组分B的物质的量分数。a、b点的正反应速率之比va:vb (填“>”“<”或“=”)1;c点的= 。
【答案】(1) 40 不移动 将水蒸气液化后分离出来(或其他合理答案)
(2)
(3)d
(4)D
(5) > 2.25或
【详解】(1)该反应气体分子数不变,则在T1K温度下,CO2的平衡转化率,压缩平衡体系体积,压强增大,但反应前、后气体分子数目不变,则平衡不移动。若想进一步提高CO2的平衡转化率,即平衡正向移动,除改变温度外还可以采取的措施是充入H2或将水蒸气液化后分离出来;
(2)①0~t1min内,用CO2表示的反应速率;
②在T2K温度下,平衡时CO2的转化量为:,建立三段式:
则该反应的平衡常数;
(3)根据“先拐先平衡,高温比低温先达到平衡”,由题给图像可知:T2>T1,且升高温度,CO2的物质的量分数减小,说明平衡正向移动,平衡常数K增大,lnK也增大,则lnK随温度T升高而增大,故选d;
(4)A.因反应前、后气体分子数不变,则恒容容器中总气体分子数不变,压强始终不变,所以容器内的压强不再改变,不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.混合气体质量不变,容器体积不变,则混合气体密度始终不变,所以容器内气体密度不再改变,不能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.容器内c(CO2)∶c(H2)∶c(CO)∶c(H2O)=1∶1∶1∶1,即各组分浓度相等,但并未体现正、逆反应速率相等,则不能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.单位时间内,断开C=O键的数目和断开H−O键的数目相同,则,体现同一组分的正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,D符合题意;
故选D。
(5)a、b两点的x(CO2)相等,即a、b两点的反应物浓度相等,但T2>T1,温度越高,反应速率越快,则va>vb,则;c点已达平衡,此时CO2转化量为,建立三段式:
则x(CO2)=0.3、x(H2)=0.3、x(CO)=0.2、x(H2O)=0.2,c点已达平衡,此时,则。
(
2
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$