内容正文:
第二章《化学反应的方向、限度与速率》练习卷
一、单选题
1.消除天然气中是能源领域的研究热点,某团队研究发现,利用载氧体表面吸附时有两种途径,如图所示。
下列说法正确的是
A.途径1历程中,涉及过渡态Ⅰ、Ⅱ的反应为决速步
B.途径1的三种过渡态中,过渡态Ⅱ的稳定性最强
C.的速率:途径2>途径1
D.该反应历程主要包括分子吸附和脱氢两个基元步骤
2.某科研小组研究臭氧脱除和NO工艺,反应原理如下:
反应I:
反应II:
已知:臭氧本身不稳定,适当的温度可以加速其分解反应:。向容积一定的反应器中充入含1.0molNO、的模拟烟气和,改变温度,反应相同时间t后,体系中NO和的转化率如图所示,下列说法不正确的是
A.不能确定a点是平衡状态点
B.反应I的活化能小于反应II的活化能
C.e、d两点转化率接近0,主要原因是完全分解为
D.其他条件不变,缩小反应器的容积单位时间内的转化率不变
3.次氯酸钠可用于废水中氨氮(以NH3表示)的去除,反应原理可用如图表示,其中第②步反应有NH2Cl、NHCl2等中间产物生成。下列叙述错误的是
A.氨氮的去除过程不宜采用较高温度加热的方法加快反应速率
B.第②步反应生成NH2Cl时,有H—Cl键的断裂和生成
C.适当增加次氯酸钠的用量,可以提高废水中氨氮的去除率
D.理论上次氯酸钠和去除的氨氮(以NH3表示)的质量比近似为6.57
4.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.1mol碳正离子(CH)所含的电子总数为8NA
B.60g乙酸与足量乙醇发生酯化反应,充分反应后断裂的C-O键数目为NA
C.0.1mol H2和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数小于0.2NA
D.标准状况下22.4L Cl2完全溶于水,所得溶液中含氯微粒的总数为2NA
5.向体积均为1L的两恒容密闭容器中分别充入2molX发生反应,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下图所示。
下列说法错误的是
A.该反应为放热反应
B.a和c点X的转化率相等
C.甲容器中温度不再改变时说明反应已达平衡
D.0-ts内,乙容器反应的平均速率为
6.对于反应 ,下列说法正确的是
A.反应的
B.反应的平衡常数可表示为
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变
D.升温、加压和使用催化剂能增大SO3的生成速率
7.下列说法正确的是
A.热化学方程式中化学计量数不能为分数
B.燃烧热是指101KPa时,1mol纯物质完全燃烧放出的热量
C.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
D.所有碰撞都是有效碰撞
8.反应物(S)转化为产物(P或)的能量与反应进程的关系如图所示:
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A.进程I是吸热反应 B.平衡时P的产率:II>I
C.生成P的速率:III>II D.进程IV中,Z没有催化作用
9.下图是在Cu基分子筛表面用NH3处理 NO,污染物的一种反应机理。下列说法正确的是
注:图中元素右上角的罗马数字表示化合价
A.该过程中化合价发生变化的只有N和O两种元素
B.上述过程中催化剂首先吸附的是NO
C.该过程中氧化产物和还原产物只有N2
D.该过程的总反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O
10.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
将 NO2 球浸泡在冷水和热水中
2NO2(g) N2O4(g)
H2(g)+I22HI(g)
推动注射器活塞
A.气体在热水中
比在冷水中颜色浅
B.平衡体系加压后颜色先变深后变浅
C.加压后气体颜色变深后不再变化
D.Zn 保护了 Fe 不被腐蚀
A.A B.B C.C D.D
11.某实验小组用0.1溶液和0.1溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。
已知:
实验序号
温度/℃
溶液体积/
溶液体积/
体积/
出现沉淀所需的时间/s
Ⅰ
20
5
5
10
Ⅱ
20
5
10
a
Ⅲ
60
5
5
10
实验结果。下列说法不正确的是
A.研究浓度对该反应速率的影响,
B.对比实验Ⅰ、Ⅱ可知,越大,反应速率越快
C.对比实验I、Ⅲ可知,升高温度能加快该反应速率
D.进行实验Ⅰ、Ⅱ时,依次向试管中加入溶液、溶液、
12.N2O5是一种新型硝化剂,一定温度下发生反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0,T1温度下的部分实验数据为:
t/s
0
500
1000
1500
c(N2O5)/(mol·L-1)
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法不正确的是
A.反应进行到1000s时,该反应已经达到了化学平衡状态
B.T1温度下的平衡常数为K1=125,1000s时N2O5的转化率为50%
C.其他条件不变时,T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98mol·L-1,则有T1<T2
D.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则有K1>K2
13.金属插入的C-H键形成高氧化态过渡金属化合物的反应频繁出现在光分解作用、金属有机化学等领域,如图是与Zr形成过渡金属化合物的过程。下列说法不正确的是
A.在中间产物中状态最稳定
B.
C.活化能为
D.整个反应快慢,由→状态2反应决定
14.某可逆反应为,混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示,下列推断正确的是
A.升高温度,该反应平衡常数K减小
B.在该条件下M点X平衡转化率为
C.平衡后加入高效催化剂可提高X(g)的转化率
D.压强大小:
二、填空题
15.将转化为等有机物是资源化利用的途径之一、
已知:i.主反应为;
ii.副反应为。
(1)催化加氢也可得到气态甲醇,写出该反应的热化学方程式: 。
(2)在恒温恒压条件下,向密闭容器中通入、、的平衡转化率及的平衡产率随温度的变化如图所示。
①一定温度下,的平衡产率小于的平衡转化率的原因是 ,由此知a 0(填“>”或“<”)。
②前后,的平衡转化率先降低后升高,原因是 (填字母)。
A.前反应设有达到平衡,后反应达到平衡
B.前以反应ⅰ为主,后以反应ⅱ为主
C.反应ⅰ、ⅱ在前生成,在后消耗
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,只发生上述反应ⅰ。反应经达到平衡状态,测得平衡时容器内的浓度为,则内用浓度变化表示的平均反应速率 ,反应ⅰ的平衡常数K= (结果保留两位小数)。
16.(1)现有反应:mA(g)+nB(g) pC(g) ,达到平衡后,当升高温度,C的物质的量增大,则该反应的正反应为 热反应,(填“吸”或“放”)。
(2)可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g) △H<0,在一定条件下达到平衡,若改变条件,将变化情况(“增大”、“减小”、“不变”)填入空格:
①增大A的浓度,则A的转化率 。
②使用催化剂,C的物质的量 。
(3)一定条件下铁可以和 CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的 CO2气体,反应过程中 CO2气体和 CO 气体的浓度与时间的关系如图所示:
①t1时,正、逆反应速率的大小关系为 v (正) v (逆)(填“>”“<”或“=”)。
②下列条件的改变能减慢其反应速率的是 (填字母序号,下同)。
A.降低温度
B.减少铁粉的质量
C.保持压强不变,充入 He 使容器的体积增大
D.保持容积不变,充入 He 使体系压强增大
③下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是 。
A.v(CO2)=v(CO)
B.单位时间内生成 n mol CO2的同时生成 n mol CO
C.容器中气体压强不随时间变化而变化
D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
17.哈伯的合成氨反应开创了人工固氮的先河,为解决人类的粮食危机做出了重大贡献。
(1)在500℃时,分别将2molN2和6molH2充入一个容积为1L的恒容密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如表:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n(NH3)/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①10min内H2的平均反应速率为 ,达到平衡状态时,N2的转化率为 ,平衡常数K为 (保留两位小数)。
②相同温度下,若向相同容积的另一容器中投入N2、H2、NH3各2mol,此时v正 v逆(填“>”“<”“=”)。
(2)在两个压强相等,温度分别为T1和T2的容器中充入由1molN2和3molH2组成的混合气体,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),平衡后改变容器体积,容器内N2的体积分数随压强的变化如图所示。
①根据题中信息可得:温度T1 T2(填“>”或“<”)。
②B、C两点的平衡常数大小关系为KB KC(填“>”“<”或“=”,下同)。
③A点和B点混合气体的密度大小关系:ρA ρB。
18.氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运。某兴趣小组对反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将通入的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
(1)t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后分压变化趋势的曲线是 (用图中a、b、c、d表示),理由是 。
(2)在该温度下,反应的标准平衡常数 。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应,,其中,为各组分的平衡分压)
19.对于可逆反应2A(?)+B(g)2C(g);下图是其它条件一定时反应中C的百分含量与压强的关系曲线。回答下列问题:
(1)物质A的状态是 (填“气体”、“液体”或“固体”);
(2)图-1中a、b、c、d四点中表示未达到平衡状态且v正<v逆 的点是 ;
(3)v(a)、v(b)、v(c)按由大到小排序 ;
(4)对于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-198 kJ/mol。在实际生产过程中,原料气中SO2为7%(体积分数)、O2为11%,常压下进行,控制温度在450℃左右。
请问原料气中SO2与O2的体积比不是2∶1,而要7∶11(大约2∶3)的原因是 ;如果在恒容容器中,仅把另外82%的其他气体“抽出来”,是否会减小SO2的转化率 (填“会”或“不会”)。
20.一定温度下,向一容积为的恒容密闭容器中充入和,发生反应:。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
、、三者的浓度之比为
.容器内气体的压强不变
.容器内混合气体的密度保持不变
的物质的量不再变化
的生成速率和的生成速率相等
(2)回答下列问题:
①的转化率为 。
②达到平衡时反应放出的热量为 。
③此温度下该反应的平衡常数 。
21.某温度下,若向2L体积恒定的密闭容器中充入等物质的量的N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)图中B点v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)第10min时,外界改变的条件可能是 。
A.加催化剂 B.增大C(s)的物质的量
C.减小CO2的物质的量 D.升温
(3)12分钟后反应N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g)的平衡常数K= (保留小数点后2位)。
22.一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g),不同温度时甲醇的物质的量随时间变化曲线如图所示。根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K = ,升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)500℃,从反应开始到平衡,H2的反应速率v(H2)= mol·(L·min)-1。
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是 。
a 氢气的浓度减小 b 正反应速率加快,逆反应速率也加快c 甲醇的物质的量增加 d 重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 e 平衡常数K增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是: (用化学方程式表示)。
三、计算题
23.一定温度时,把4 mol N2和8 mol H2置于5 L密闭容器合成氨反应,经过2min后达到平衡时测得混合气体中含NH3的体积百分比为20%,求:
(1)混合气体中含H2的体积百分比 ;
(2)反应前后容器内的压强比 ;
(3)N2和H2的转化率 ;
(4)求H2的反应速率 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
参考答案:
1.C
【详解】A.活化能越大,反应速率越慢,为决速步,由图示可知,途径1中过渡态Ⅲ的活化能最大,反应速率最慢,为决速步,A错误;
B.途径1的三种过渡态中,过渡态Ⅲ的相对能量最低,故其稳定性最强,B错误;
C.由图可知,的过程中,途径1的活化能高于途径2的活化能,活化能越大,反应速率越慢,故反应速率:途径2>途径1,C正确;
D.由图可知,分子吸附到催化剂上后,H原子逐渐解离出来,并与O结合生成,所以该反应历程主要包括三个基元步骤:分子吸附、脱氢和分子形成,D错误;
答案选C。
2.D
【详解】A.由图可知,温度高于100℃,NO的转化率减小,原因可能是平衡逆向移动,也可能是分解,使反应I的反应速率减慢,相同时间内NO转化率减小,故A正确;
B.单位时间内转化率高,反应越快,活化能越小,由图可知相同时间内NO的转化率高于,则反应I的活化能小于反应II,故B正确;
C.只有完全分解了,NO、才会接近不反应,故C正确;
D.其他条件不变,缩小反应器的容积,反应速率增大,单位时间内的转化率会变大,故D错误;
故选:D。
3.B
【详解】A.由图可知反应过程生成HClO,HClO不稳定,温度过高易发生分解,使氨氮去除率降低,A正确;
B.第②步生成NH2Cl的反应式为NH3+HClO=NH2Cl+H2O,HClO的结构式为H-O-Cl,NH2Cl的结构式为,反应物和生成物中的氯原子与氢原子没有直接相连,因此并没有H—Cl键的断裂和形成,B错误;
C.由图中原理可知,反应过程①中次氯酸钠和水反应生成HClO,HClO氧化NH3去除氨氮,HClO浓度大,氨氮去除率高,C正确;
D.次氯酸钠去除废水中氨氮(以NH3表示)的总反应方程式为3NaClO+2NH3=N2+3NaCl+3H2O,由方程式中次氯酸钠和NH3的质量比可以计算出近似为6.57,D正确;
综上所述答案为B。
4.A
【详解】A.一个CH含有6+3-1=8个电子,所以1mol碳正离子(CH)所含的电子总数为8NA,A正确;
B.酯化反应为可逆反应,反应物无法完全转化,所以断裂的C-O键数目小于NA,B错误;
C.H2和I2发生的反应为H2+I22HI,反应前后分子总数不变,所以分子总数仍为0.2NA,C错误;
D.标况下22.4L氯气的物质的量为1mol,根据氯元素守恒有:N(Cl-)+N(HClO)+N(ClO-)+2N(Cl2)=2NA,所以溶液中含氯微粒的总数小于2NA,D错误;
综上所述答案为A。
5.B
【详解】A.由甲容器内压强先增大后减小,可知甲中温度升高,该反应为放热反应,故A正确;
B.a和c点压强相等,c点温度大于a点,所以c点气体物质的量小于a点,c点X的转化率大于a点,故B错误;
C.甲为绝热容器,温度是变量,甲容器中温度不再改变时说明反应已达平衡,故C正确;
D.列三段式有
ts末乙容器内的压强为1.5p,则,a=0.5mol,乙容器反应的平均速率为,故D正确;
选B。
6.D
【详解】A.反应物气体的计量系数和为3,生成物的气体计量系数为2,则该反应为熵减反应,反应的<0,A项错误;
B.反应的平衡常数表达式为,B项错误;
C.催化剂只改变反应的活化能对于反应的焓变无影响,C项错误;
D.升高温度、增大压强、使用催化剂都可加快SO3的反应速率,D项正确;
答案选D。
7.C
【详解】A.热化学方程式中的计量数只表示各物质之间物质的量关系,不表示分子、原子个数,可以用分数,A错误;
B.燃烧热是指25C°、101KPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量,B错误;
C.由盖斯定律可知:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,C正确;
D.不是所有碰撞都能引起化学反应,只有那些引起化学反应的碰撞才是有效碰撞,D错误。
答案选C。
8.D
【详解】A.由图中信息可知,进程I中S的总能量大于产物P的总能量,因此进程I是放热反应,A错误;
B.进程II中使用了催化剂X,但是催化剂不能改变平衡产率,因此在两个进程中平衡时P的产率相同,B错误;
C.进程III中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程II中由S·X转化为P·X的活化能,由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤,因此生成P的速率为III<II,C错误;
D.由图中信息可知,进程IV中S吸附到Z表面生成S·Z,然后S·Z转化为产物P·Z,由于P·Z没有转化为P+Z,因此,Z没有表现出催化作用,D正确;
故选D。
9.D
【详解】A.从反应流程图可知,发生化合价变化的元素还有Cu, A项错误;
B.从上述过程中可以看出,催化剂首先吸附的是NH3,B项错误;
C.从反应流程图可知,NH3中的N被氧化生成N2,NO中的N被还原生成N2,O2中的O最终被还原生成H2O,C项错误;
D.从反应流程图可知总反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,D项正确;
故答案选D。
10.D
【详解】A.反应2NO2(g)N2O4(g)的H0,升高温度平衡逆向移动,混合气的颜色加深,故气体在热水中比在冷水中颜色深,A错误;
B.由于反应前后气体分子数不变,则加压平衡不移动,但加压时各物质的浓度增大,所以平衡体系的颜色加深后不再变化,B错误;
C.加压的瞬间各物质的浓度都增大,故气体的颜色加深,加压平衡2NO2(g) N2O4(g)正向移动,故气体的颜色后又变浅、但新平衡时颜色比原平衡时要深,C错误;
D.Fe插入酸化的3%NaCl溶液中一段时间后,取出少量Fe附近的溶液滴入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,说明Fe附近的溶液中含Fe2+,Fe被腐蚀了,Zn、Fe与酸化的3%NaCl溶液构成原电池,一段时间后取出少量Fe附近的溶液滴入K3[Fe(CN)6]溶液,试管内无明显变化,说明Fe附近的溶液中不含Fe2+,即Zn保护了Fe不被腐蚀,D正确;
答案选D。
11.D
【详解】A.I、Ⅱ相比,硫酸的浓度越大,反应速率越快,由I可知总体积为20mL,因此Ⅱ中溶液体积应该是20mL,则a=5,故A正确;
B.I、Ⅱ相比温度相同,硫酸的浓度越大,反应速率越快,故B正确;
C.实验I、Ⅲ中温度不同,其余均相同,因此说明升高温度能加快该反应速率,故C正确;
D.由于硫代硫酸钠和稀硫酸混合就反应,所以进行实验Ⅰ、Ⅱ时,依次向试管中加入溶液、、溶液,故D错误;
故选D。
12.C
【详解】A.由表中数据可以看出,1000 s后,c(N2O5)保持不变,则该反应在1000 s时已经达到了化学平衡状态,A正确;
B.T1温度下,1 000 s时c(N2O5)=2.50 mol·L-1,则消耗N2O5的物质的量浓度是2.50 mol·L-1,根据方程式可知生成NO2、O2浓度分别是5.0 mol·L-1、1.25 mol·L-1,所以平衡常数为=125,N2O5的转化率为= 50%,B正确;
C.其他条件不变时,T2 温度下反应到1 000 s 时测得c(N2O5)=2.98 mol·L-1,则表明平衡逆向移动,由于正反应为吸热反应,所以应为降温,从而得出T1>T2,C错误;
D.T1 温度下的平衡常数为 K1,T2 温度下的平衡常数为 K2,若 T1>T2,则T1相当于在 T2时升温,平衡正向移动,平衡常数增大,所以K1>K2,D正确;
故选C。
13.C
【详解】A.由图可知,CH3-Zr···H状态时具有的内能最低,所以CH3-Zr··H状态最稳定,故A正确;
B.由图可知,Zr+CH4→CH─Zr··H3的△H=39.54kJ/mol-0.00kJ/mol═+39.54kJ/mol,故B正确;
C.由图可知,Zr+CH4→CH─Zr··H3活化能为95.69kJ/mol,故C错误;
D.反应速率取决于反应活化能的大小,活化能越大的那步反应的反应速率越小,整个反应的反应速率由其决定,由图可知,CH2-Zr··H2→状态2反应的活化能最大,反应速率最慢,所以整个反应快慢,由CH2-Zr··H2→状态2反应决定,故D正确;
故答案为C。
14.B
【详解】A.根据图象知,升高温度,X的物质的量分数降低,说明反应向正方向移动,平衡常数增大,A项错误;
B.由图可知,开始只有X,设其物质的量为1mol,转化率为x,则平衡时有n(X)=(1-x)mol、n(Y)=mol、n(X)=mol,M点对应的平衡体系中,混合气体中X的物质的量分数为0.5,则有,解得x=,B项正确;
C.催化剂不会使平衡发生移动,则X(g)的转化率不变,C项错误;
D.可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,减小压强,X的物质的量分数增大,所以压强大小关系有:,D项错误;
答案选B。
15.(1)
(2) 有一部分CO2转化为CO > B
(3) 0.09 2.08
【分析】应用盖斯定律简单运算可以写出热化学反应方程式,主反应是放热反应,副反应是吸热反应,升温,副反应会正向移动,物质的速率和平衡常数需要列三段式才能解题
【详解】(1)①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) △H1=—49KJ/mol
② CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g) △H2= a KJ/mol
由盖斯定律 ①—②得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=(—49—a) KJ/mol
(2)①随温度升高,副反应(反应ii)反应程度逐渐增大,有一部分CO2转化为CO,即CO产率增大,反应程度减小,故a>0;
②A.图像上的点均为平衡点,故A错误;
B.T1K前以i为主,升温CO2转化率减小,T1K后以ii为主,升温,平衡右移,CO2转化率增大,故B正确;
C.T1K前也有CO2消耗,只是消耗量小于生成量,T1K后为消耗量大于生成量,故C错误;
故该题选B;
(3),则v(H2)=;那么平衡常数K=;
16. 吸 减小 不变 > AC BD
【详解】(1)当升高温度,C的物质的量增大,说明平衡正向移动,则该反应的正反应为吸热反应,故答案为:吸;
(2)①可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g) △H<0,增大A的浓度,平衡正向移动,B的转化率增大,而A的转化率减小,故答案为:减小;
②使用催化剂,不改变平衡状态,C的物质的量不变,故答案为:不变;
(3)①t1时,反应还没有达到平衡,反应还要正向移动,则v (正) > v (逆),故答案为:>;
②A.降低温度,反应速率减慢,故A选;
B.Fe粉是固体,减少铁粉的质量,不会改变反应速率,故B不选;
C.保持压强不变,充入 He 使容器的体积增大,各参与反应的气体浓度降低,反应速率减慢,故C选;
D.保持容积不变,充入 He 使体系压强增大,各参与反应的气体浓度不变,反应速率不变,故D不选;
故答案为:AC;
③A.没有表明正、逆反应,不能说明反应达到平衡,故A不选;
B.单位时间内生成 n mol CO2的同时生成 n mol CO,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故B选;
C.该反应是气体体积不变的反应,反应过程中压强一直不变,容器中气体压强不随时间变化而变化时,不能说明反应达到平衡,故C不选;
D.该反应是气体体积不变的反应,反应过程中气体总物质的量一直不变,但质量在变,平均相对分子质量在变,容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化时,说明反应达到平衡,故D选;
故答案为:BD。
17.(1) 0.24mol/(L·min) 50% 0.15 <
(2) < = <
【详解】(1)①,,所以平衡时的转化率为%=50%,平衡常数。
②用浓度熵与K的关系判断反应进行方向,,所以这个时刻反应向逆方向进行,所以。
(2)①该反应正向为放热反应,所以温度升高,平衡逆向移动,的体积分数增大,如图,相同压强下,温度下,大,所以温度大于。
②平衡常数只与温度有关,B和C两点温度相同,所以两点的平衡常数相等。
③由公式和得,A、B两点P相等,所以V与n成正比,气体总物质的量越大,V越大,所以会越小。由图温度下的A点,平衡逆向移动,气体物质的量增大,减小,所以。
18.(1) b 体积迅速缩小为原来的一半并保持不变,分压由增大到,由于该反应为气体系数增大的反应,增大压强平衡逆向移动,分压减小
(2)0.48
【详解】(1)t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,此时分压由迅速变为,该反应为气体体积增大的反应,压强增大,平衡逆向移动,分压减小,则符合的曲线是b。
(2)时刻,,,。
19. 气体 a v(b)>v(a)>v(c) 将便宜原料的用量加大,提高贵重原料利用率 不会
【分析】(1)根据图中信息可以知道,增大压强则C的含量增加,所以可以判断A为气体,可以据此解答该题;
(2)分析图中的各点可以知道a点处于曲线上方,所以可以判断此时C的浓度过大,所以应该向逆反应的方向移动,可以据此解答该题;
(3)根据图中信息可以知道b点C的浓度最大,其次是a,浓度最小的为c,所以达到平衡后体积最大为b点,最小为c点,可以据此解答该题;
(4)增大二氧化硫在混合气体中的比率能够增加二氧化硫的转化率,而抽出气体后容积不变,则二氧化硫和氧气受到的分压强不变,平衡不移动,可以据此解答该题。
【详解】(1)若增大平衡体系的压强,平衡移动的结果应使体系的压强减小,即平衡向气体体积减小方向移动,从图中信息可以知道,压强增大,C的含量增加,所以可以判断A为气体;
故答案为:气体;
(2)分析图中的各点可以知道a点处于曲线上方,所以可以判断此时C的浓度过大,所以应该向逆反应的方向移动;
故答案为:a;
(3)根据图中信息可以知道b点C的浓度最大其次是a,浓度最小的为c,所以达到平衡后体积最大为b点,最小为c点,故v(b)>v(a)>v(c);
故答案为:v(b)>v(a)>v(c);
(4)增大二氧化硫在混合气体中的比率能够增加二氧化硫的转化率,而抽出气体后容积不变,则二氧化硫和氧气受到的分压强不变,平衡不移动。
故答案为:将便宜原料的用量加大,提高贵重原料利用率;不会。
20.(1)
(2)
【分析】设该反应中氧气的转化量为xmol,列三段式进行计算:
当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的,根据压强之比和气体的物质的量成正比,所以:= ,x=0.18mol;据以上分析解答。
(1)
恒温恒容条件下发生反应,该反应为气体体积减小的放热反应,
a.SO2、、三者的浓度之比为,该反应不一定达到平衡状态,与反应物初始浓度及转化率有关,故错误;
.恒温恒容的条件下,气体的压强与气体的物质的量成正比,反应后气体的物质的量减小,则压强也减小,当容器内气体的压强不变,反应达到平衡状态,故正确;
.反应前后气体的总质量不变,容器的体积不变,容器内混合气体的密度始终保持不变,不能判定反应达到平衡状态,故错误;
d.SO3的的物质的量不再变化,浓度也不再发生变化,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
e.SO2的生成速率和的生成速率相等,体现了正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
故选;
(2)
①结合以上分析可知,的转化率为×100%=;
②,当反应达到平衡时,根据2SO2~196kJ关系,0.36molSO2反应后,放出的热量为=;
③结合以上分析可知,一定温度下,向一容积为的恒容密闭容器中充入和,反应达到平衡后,各物质的浓度为:c(SO2)=0.008mol/L,c(O2)=0.004mol/L,c(SO3)=0.072mol/L,K= =。
21.(1)>
(2)AD
(3)6.25
【详解】(1)由图可知,B点时,反应未达到平衡,是平衡的形成过程,则正反应速率大于逆反应速率,故答案为:>;
(2)由图可知,第10min后曲线的斜率高于前10min说明改变条件化学反应速率加快;
A.加催化剂,降低反应的活化能,反应速率加快,故符合题意;
B.增大浓度为定值的固体碳的质量,化学反应速率不变,故不符合题意;
C.减小二氧化碳的物质的量,反应物的浓度减小,反应速率减慢,故不符合题意;
D.升高温度,活化分子的数目和百分数均增大,有效碰撞次数增大,反应速率加快,故符合题意;
故选AD;
(3)由图可知,12min后反应达到平衡,一氧化氮、氮气的物质的量分别为0.50mol、0.20mol,由方程式可知,二氧化碳的物质的量为0.20mol,则反应的平衡常数K==6.25,故答案为:6.25。
22. 减小 bc Cu2O+CO2Cu+CO2
【分析】(1)化学平衡常数是各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积之比;根据图示,升高温度,甲醇的物质的量减小,说明平衡逆向移动;
(2)根据 计算从反应开始到平衡H2的反应速率;
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,压强增大,各物质的浓度均增大,根据平衡移动原理分析;
(4)反应体系中Cu2O与CO发生反应Cu2O+CO2Cu+CO2。
【详解】(1)化学平衡常数是各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积之比,所以反应CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g),平衡常数表达式K =;根据图示,升高温度,甲醇的物质的量减小,说明平衡逆向移动,所以K值减小;
(2)500℃,达到平衡生成甲醇的物质的量是n(B),所以消耗氢气的物质的量是2n(B);= mol·(L·min)-1= mol·(L·min)-1;
(3)a 、 对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,各物质的浓度均增大,所以氢气的浓度增大,故a错误;
b 、 对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,各物质的浓度均增大,正逆反应速率都加快,故b正确;
c 、 对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,压强增大,平衡正向移动,甲醇的物质的量增加,故c正确;
d、对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,压强增大,平衡正向移动,n(H2)减小、n(CH3OH)增大,所以重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小,故d错误;
e 、温度不变,平衡常数K不变,故e错误;答案为bc;
(4)反应体系中Cu2O与CO发生反应Cu2O+CO2Cu+CO2,反应体系中含少量CO2,使上述平衡逆向移动,有利于维持催化剂Cu2O的量不变。
23. 50% 6:5 25% 37.5% 0.3mol/(L·min)
【分析】恒温恒容时,气体的压强之比等于气体的物质的量之比。按定义计算反应物的转化率和化学反应速率。
【详解】T、5L: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始/mol: 4 8 0
转化/mol: x 3x 2x
2min平衡/mol: 4-x 8-3x 2x
据题意,有,解得x=1。
(1)混合气体中H2体积分数φ(H2)=;
(2)恒温恒容时,反应前后容器内的压强比p1:p2=n1:n2=(4+8):(12-2x)=6:5;
(3)N2转化率α(N2)=,H2转化率α(H2)=;
(4)H2的反应速率v(H2)==0.3mol/(L·min)。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
$$