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高二化学化学平衡课后作业
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.一定条件下的密闭容器中发生反应:2SO2(g) + O2(g)⇌2SO3(g) ,若其他条件不变,下列措施会使该反应速率减小的是
A.升高温度 B.增大O2浓度 C.加入催化剂 D.减小压强
2.一定条件下,将NO和O2按比例充入反应容器,发生反应。温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。下列分析正确的是
A.压强大小:
B.温度升高,该反应的平衡常数增大
C.条件下,该反应的平衡常数一定为
D.条件下,的平衡转化率为
3.已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性,其还原产物Cr3+在水溶液中呈绿色或蓝绿色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:Cr2O (橙色)+H2O2CrO (黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验,说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
4.常温下,在体积恒为的恒温容器内可发生反应:,已知M的沸点为,N的沸点为,化学平衡常数K的对数随温度T的变化曲线如图(数据在该容器内测定)
假设达到沸点时相关物质都能转化为气体,则下列说法有误的是
A.该反应的
B.增加容器内压强,平衡可能不移动
C.无论M投料多少,常温下反应建立平衡后,Q的物质的量为
D.升高容器内温度,平衡可能逆向移动
5.在恒温条件,体积为VL的密闭容器中,充入一定量混合气体发生反应:,达到平衡时,测得A的浓度为1mol·L-1;将容器的体积缩小为0.5VL,再次达到平衡时,测得A的浓度为1.8mol·L-1,下列有关判断正确的是
A. B.平衡向逆反应方向移动
C.B的浓度比第1次平衡时大 D.C的体积分数比第1次平衡时低
6.向5mL0.005mol·L⁻¹溶液中加入5mL0.030mol·L⁻¹KSCN溶液,溶液变红。将该红色溶液均分于两支试管中,进行下列实验。
试管
操作
现象
Ⅰ
滴入4滴1mol·L⁻¹KSCN溶液
溶液红色加深
Ⅱ
滴入4滴饱和溶液
溶液红色加深
下列说法错误的是
A.与KSCN反应中,不会完全反应生成
B.试管Ⅰ溶液颜色加深说明该反应是可逆反应
C.将试管Ⅱ饱和溶液换为KCl固体,现象不相同
D.试管Ⅰ滴入1mol·L⁻¹KSCN溶液换为KCl溶液,现象相同
7.在一个恒温恒压密闭容器中进行如下两个反应:
①
②
达平衡后,进行以下操作,下列叙述错误的是
A.通入一定量,G的体积分数可能减小
B.通入一定量,①平衡可能不移动
C.加入一定量,①、②平衡均不移动
D.升高温度,重新达平衡后,D的浓度可能增大
8.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别溶液与溶液
用干净的铂丝分别蘸取两种溶液在酒精灯外焰上灼烧,观察火焰的颜色
B
检验溶液是否完全变质
向溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,观察溶液颜色
C
测定和混合物中的质量分数
取ag该混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加bg
D
证明与的反应是可逆反应
将溶液与溶液混合,充分反应后,取样少许滴加2滴KSCN溶液,观察现象
A.A B.B C.C D.D
9.工业制硫酸中的一步重要反应是,这是一个正反应放热的可逆反应。如果在密闭容器中通入和足够多的氧气,按上述条件进行反应,下列有关说法中错误的是
A.无论反应时间长短,最终生成的一定少于2mol
B.使用催化剂的目的是加快反应速率,提高生产效率
C.达到平衡时,和的物质的量不变
D.该反应在较高温度下进行,有利于提高的平衡产率
10.利用催化转化装置,可以降低汽车尾气中NOx的排放,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.此催化转化装置可以减少酸雨和光化学烟雾的形成
B.储存过程中可能发生反应
C.高温下Ba(NO3)2具有强氧化性
D.Pt催化剂能降低反应的活化能,提高NOx的平衡转化率
二、填空题
11.若升高温度,K值增大,则正反应为 反应;
若升高温度,K值减小,则正反应为 反应。
12.某化学反应2A⇌B+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
0.60
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v(A)= mol/(L∙min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2= mol/L,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>、<、=)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是 反应(选填吸热、放热)。
13.已知在2L的密闭容器中进行如下可逆反应,各物质的有关数据如下:
请回答下列问题。
(1)该可逆反应的化学方程式可表示为 。
(2)用物质B来表示0~2s的平均反应速率为 。
(3)从反应开始到2s末,A的转化率为 。
(4)下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是 (填序号)。
A.vB(消耗)=vC(生成)
B.容器内气体的总压强保持不变
C.容器内气体的密度不变
D.vA:vB:vC=3:1:2
E.容器内气体C的物质的量分数保持不变
(5)若平衡后改变温度,使得容器中气体的平均摩尔质量变大,则反应向 (填“反应物”或“生成物”)的方向移动。
14.25℃时,在体积为2L的密闭容器中,气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示。
(1)根据图1数据,该反应的化学方程式为 ;平衡常数表达式为 。
(2)计算5~7min的平均反应速率 。
(3)在5~7min内,若K不变,则此处曲线变化的原因是 ,若K变化且温度降低,则该反应的正反应 0(填“<”或“>”)。
(4)已知达平衡后,降低温度,A的转化率将增大。图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,结合图1判断,下列哪些时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率的 ;A的平衡转化率最大的一段时间是 。
15.在恒容容器中发生CH4(g)燃烧。写出1molCH4(g)完全燃烧的热化学方程式 达到平衡后,若向其中加入H2O后,平衡 (选填:向右移动,向左移动,不移动),加入O2后,甲烷转化率 。
三、解答题
16.烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟臭氧深度氧化锅炉废气中的NO为并进一步回收含氮产品的示意图如图。深度氧化器中发生的反应有:
i.
ii.
iii.
(1)NO被深度氧化,补全热化学方程式: kJ/mol。
(2)80℃、NO初始浓度为200ppm,不同反应时间时深度氧化器中随的变化如图所示(反应过程中检测到浓度极低)。由图像可以判断:反应速率vⅰ>vⅱ,做出该判断的证据是 。
(3)下图是NO初始浓度为200ppm、时,不同温度下的浓度随时间变化曲线。
①分析60℃与80℃,8s后浓度不同的原因 。
②结合下图分析,100℃时2s后图中浓度逐渐下降的可能原因 。
(4)当较高时,导致烟气中剩余造成资源浪费和设备腐蚀,综合以上实验数据,常压下,深度氧化NO的条件应选择 (填字母)。
A.80℃ B.100℃ C. D.
该条件下,烟气中含氮量达到排放标准所需深度氧化时间仍较长,提出解决这一问题可采取的措施及目的 。
(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品,产品浓度的测定方法如下。
已知的还原产物分别是NO、。产品中的物质的量浓度为 mol/L。
17.几种物质的燃烧热如下表所示。
可燃物
燃烧热
回答下列问题:
(1)写出表示燃烧热的热化学方程式: 。
(2) 。
(3)某水煤气含、、和,其中、体积分数分别为、。标准状况下,这种水煤气完全燃烧生成液态水和二氧化碳时放出的热量为。该水煤气中、的物质的量分别为 、 。
(4)在如图1坐标系中补全燃烧反应的能量变化图 。
(5)已知:催化氢化制的反应历程及能量变化如图2所示。
①控速反应式为 。
②下列叙述正确的是 (填字母)。
A.升高温度,总反应平衡常数变大
B.正反应在任何温度下都能自发
C.总反应分六个基元反应
(6)工业上用甲醇燃料电池采用电解法处理含和的碱性废水,将转化为、,其工作原理如图3、图4所示。
①极电极反应式为 。
②转化为、的离子方程式为 。
18.填空
(1)在25℃、101kPa下,23g乙醇C2H5OH燃烧生成CO2和液态水时放热683.4kJ。则表示乙醇燃烧热的热化学方程为 。
(2)一定条件下与可发生反应:,该反应为放热反应,对于该反应,反应物的化学键断裂要吸收的能量 生成物的化学键形成要放出的能量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)恒温条件下,在体积为2L的密闭容器中,充入2mol和6mol,发生上述反应,测得和的浓度随时间变化如下图所示。
①在4min到9min时间段, 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.与相等
B.的体积分数在混合气体中保持不变
C.单位时间内每消耗3mol,同时生成1mol
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.混合气体的密度保持不变
③下列措施能增大反应速率的是 (填字母)。
A.升高温度B.扩大容器体积C.充入一定量氦气D.加入催化剂
④平衡时的物质的量为 mol;该反应达平衡时的转化率为 。
19.研究之间的转化对大气污染控制具有重要意义。已知:,如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为时,和随时间t变化为曲线I、Ⅱ,改变温度到随时间(t)变化为曲线Ⅲ。回答下列问题:
(1)温度: (填“>”或“<”,下同) 0,反应速率: (填“>”“=”或“<”)。
(2)在温度下,反应在内的平均速率为 。温度下,平衡常数 。
(3)如图所示,在容器A中装有的水,容器B中装有的盐酸,试管C、D相连通,且其中装有和的混合气体,并处于平衡状态。当向A中加入晶体,向B中加入苛性钠,则刚开始时,试管C中的气体颜色 (填“变浅”或“变深”);若时,起始时仅有气体,达到平衡时,,则的起始浓度为 ,的转化率为 (保留一位小数)。
20.利用反应进行甲烷-硫化氢重整制氢的过程分两步进行:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)部分化学键的键能如下, 。
化学链
(化学键视为)
键能/()
436
339
299
(2)温度下,保持总压强为,向反应器中充入和,发生反应Ⅰ。
①下列说法正确的是 (填序号)。
A.高温有利于该反应自发进行
B.时,说明反应达到平衡状态
C.平衡时混合气体中体积分数的最大值为
D.升高温度可提高的平衡转化率
②测得平衡转化率与投料比的关系如图所示。随投料比增大平衡转化率增大的原因是 ;温度下,该反应的平衡常数 (用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数,分压等于总压物质的量分数)。
(3)常压下,将和按照2∶1的体积比充入反应器中,用一定量的稀释,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ.不同温度下反应相同时间,、和的体积分数随温度的变化关系如图所示。
①1050℃时,的体积分数为 。
②温度高于1100^℃时,体积分数减小的原因是 。
试卷第1页,共3页
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《高二化学化学平衡课后作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
D
C
D
B
C
D
D
1.D
【详解】
A.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,故不选A;
B.增大O2浓度,单位体积内活化分子数增大,反应速率加快,故不选B;
C.加入催化剂,降低反应活化能,加快反应速率,故不选C;
D.减小压强,体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故选D。
答案选D。
2.D
【详解】A.由方程式可知,该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,NO转化率增大,因此,故A错误;
B.由图可知,升高温度,NO转化率减小,平衡逆向移动,反应的平衡常数减小,故B错误;
C.反应前后气体的化学计量数不相等,平衡常数与体积有关,由于体积未知、物质的浓度未知,不能计算平衡常数,故C错误;
D.条件下,平衡时NO转化率为20%,NO和按物质的量之比2∶1充入反应容器,且按2∶1反应,二者转化率相等,即的平衡转化率为20%,故D正确;
故选D。
3.D
【详解】A.在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深,加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A正确;
B.②中溶液变成绿色,重铬酸钾被还原,B正确;
C.②是酸性条件,④是碱性条件,酸性条件下K2Cr2O7可氧化乙醇,而碱性条件下不能,说明酸性条件下K2Cr2O7氧化性强,C正确;
D.若向④溶液中加入70%的硫酸至过量,溶液为酸性,可以氧化乙醇,溶液变绿色,D错误;
故答案为:D。
4.D
【详解】A.由图,随温度升高,K值增大,则平衡正向移动,反应为吸热反应,焓变大于0,A正确;
B.当反应温度大于373K时,各组分都为气体,则反应为气体分子数不变的反应,则缩小容器体积,增加容器内压强,平衡不移动,B正确;
C.常温为298K,由图,,则在体积恒为的恒温容器内,无论M投料多少,常温下反应建立平衡后,Q的物质的量为0.1mol/L×1L=0.1mol,C正确;
D.结合A分析,反应为吸热反应,则升高容器内温度,平衡正向移动,D错误;
故选D。
5.C
【分析】在恒温条件,体积为VL的密闭容器中,充入一定量混合气体发生反应:,达到平衡时,测得A的浓度为1mol•L-1,将容器的体积缩小为0.5VL,假设平衡不移动,A的浓度变为2mol•L-1,再次达到平衡时,测得A的浓度为1.8mol•L-1,说明加压平衡正向移动,故x+y>z,据此作答。
【详解】A.由分析可知,x+y>z,故A错误;
B.由分析可知,平衡正向移动,故B错误;
C.平衡正向移动,B的物质的量减小,但容器体积减小程度更大,故B的浓度比第1次平衡时大,故C正确;
D.平衡正向移动,C的体积分数增大,故D错误;
故选:C。
6.D
【分析】铁离子和硫氰根的配位数可以从1到6,按,5mL0.005mol·L⁻¹溶液中加入5mL0.030mol·L⁻¹KSCN溶液,二者可恰好完全反应,若配位数小于6,例如(红色),则KSCN过量,根据试管Ⅰ溶液颜色加深说明:再加入KSCN溶液时,反应正向进行,产生更多的Fe(SCN)3,使Fe(SCN)3的浓度增大,因此证明该反应是可逆反应。
【详解】A.据分析,与KSCN反应为可逆反应,则不会完全反应生成,A正确;
B.据分析,试管Ⅰ溶液颜色加深说明该反应是可逆反应,B正确;
C.滴入4滴饱和氯化铁溶液,则铁离子浓度增大,反应正向进行,产生更多的Fe(SCN)3,使Fe(SCN)3的浓度增大,溶液颜色加深,将试管Ⅱ饱和溶液换为KCl固体,氯化钾不影响反应相关的所有粒子的浓度,对平衡没有影响、溶液颜色不会加深,故现象不相同,C正确;
D.试管Ⅰ滴入1mol·L⁻¹KSCN溶液换为KCl溶液,氯离子、钾离子不影响反应,但溶液总体积增大,反应相关的所有粒子的浓度均减小,相当于稀释了溶液,溶液颜色变浅,故现象不同,D不正确;
选D。
7.B
【详解】A.通入一定量,②平衡正向移动,气体总物质的量增大,G的物质的量也增大,G的体积分数可能减小、增大,A正确;
B.通入一定量,容器体积增大,等效于减小压强,反应②平衡正向移动,D的浓度减小程度比A、B小,故①平衡逆向,B错误;
C.C是固体,加入一定量,各气体分压均不变,①、②平衡均不移动,C正确;
D.升高温度,①平衡逆向移动,②平衡正向移动,若该温度下以反应②为主,则D的浓度增大,若以反应①为主,则D的浓度减小,D正确;
故选B。
8.C
【详解】A.用焰色试验鉴别溶液与溶液时,钾元素的焰色要通过蓝色的钴玻璃片观察,A错误;
B.溶液中含有氯离子,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.根据实验方案,设和的物质的量分别为、,列出两个方程,和,即可求出的质量分数,C正确;
D.过量,不能用检验的存在来证明是可逆反应,D错误;
故选C。
9.D
【详解】A.可逆反应无法完全转化,SO2的初始量为2mol,即使O2过量,SO3的生成量仍少于2mol,故A正确;
B.使用催化剂加快了反应速率,大大缩短达到平衡所需的时间,提高反应效率,平衡不会移动,故B正确;
C.化学平衡的核心特征是各物质的浓度(或物质的量)不再随时间变化,因此达到平衡时,和的物质的量不变,故C正确;
D.该可逆反应为放热反应,提高反应温度,平衡逆向移动,SO2转化率降低,导致SO3的产率降低,因此高温不利于提高平衡产率,故D错误;
故答案选D。
10.D
【详解】A.大气中的NOx可形成硝酸型酸雨,还会引起光化学烟雾,此催化转化装置能降低NOx排放、减少酸雨和光化学烟雾的形成,A正确;
B.储存过程中NOx转化为Ba(NO3)2,可能发生反应4NO2+O2+2BaO=2Ba(NO3)2,B正确;
C.汽车尾气温度较高,Ba(NO3)2与还原性尾气反应转化为BaO、N2和H2O,故在高温下Ba(NO3)2具有强氧化性,C正确;
D.Pt催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,但不影响化学平衡,因此NOx的平衡转化率不变,D错误;
故合理选项是D。
11. 吸热 放热
【详解】升高温度,K值增大,说明平衡正移,则正反应为吸热反应;升高温度,K值减小,说明平衡逆移,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。
12. 0.013 1.0 加入催化剂 > 吸热
【分析】实验1和实验2达到平衡时A的浓度不再改变且相等,说明实验2与实验1其他条件完全相同,即c2=1.0mol/L,实验2到达平衡的时间,比实验1小,说明某个因素加快反应速率,经过分析只能是催化剂,因此推测实验2中隐含的条件是催化剂;实验3和实验1达到平衡的时间相同,但达到平衡A的浓度大于实验1的,说明c3>1.0mol/L,比较实验4和实验1可知平衡时实验4反应物A的浓度小,由实验1到实验4升高温度,由此分析。
【详解】(1)在实验1中,反应在10至20min时间内平均速率为v(A)=== 0.013mol/(L∙min);
(2)实验1和实验2达到平衡时A的浓度不再改变且相等,说明实验2与实验1其他条件完全相同,实验1与实验2中A的初始浓度应相等,起始浓度c2=1.0mol/L,实验2较其他实验达到平衡时间最短,是使用了合适的催化剂;
(3)由表格中数据可知,实验3和实验1温度相同,达到平衡的时间相同,实验3中10到20min时,v(A)=== 0.017mol/(L∙min),实验1中v(A)=== 0.013mol/(L∙min);反应速率较快,即v3>v1,实验1的起始浓度为1.0mol/L,由平衡时浓度可知在实验3的起始浓度大于1.0mol/L;
(4)实验4和实验1比较,实验4的温度升高了,平衡时A的浓度也比实验1少,说明实验4升高温度向正方向移动,故正反应是吸热反应。
13.(1)3A(g)+B(g)2C(g)
(2)0.01mol•L-1•s-1
(3)40%
(4)BE
(5)生成物
【详解】(1)从题可知,反应过程中消耗或生成的A、B、C的物质的量浓度之比等于其计量数之比,则2s内0.6mol/LA与0.2mol/LB反应生成了0.4mol/LC,则A、B、C的系数比为3:1:2,故化学方程式可表示为3A(g)+B(g)⇌2C(g)。
(2)物质B在0-2s内消耗了0.4mol,则平均反应速率为。
(3)反应开始到2s末,A的转化率为
(4)A.(消耗)=(生成),不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选A;
B.反应前后气体系数和不同,压强是变量,容器内气体的总压强保持不变,反应一定达到平衡状态,故选B;
C.反应前后气体总质量不变,容器体积不变,密度是恒量,容器内气体的密度不变,反应不一定平衡,故不选C;
D.,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选D;
E.反应达到平衡状态,各物质浓度保持不变,容器内气体C的物质的量分数保持不变,反应一定达到平衡状态,故选E;
选BE;
(5)由于反应在密闭容器中进行,根据平均摩尔质量的计算公式可知, 气体的总质量不变,要使平均摩尔质量增大,只能减小总物质的量,该反应为系数减小的反应,故反应向生成物方向移动。
14.(1)
(2)
(3) 增大压强 <
(4) 、
【详解】(1)由图1可知,A、B为反应物,C为生产物,且最后A、B的物质的量不为0,为可逆反应,3min时△n(A):△n(B):△n(C)=(1-0.7)mol:(1-0.4)mol:0.6mol=1:2:2,物质的量之比等于化学计量数之比,所以反应方程式为;平衡常数为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所得的比值,所以;从反应开始到达第一次平衡时的平均速率;;
(2)5~7min的平均反应速率
(3)K值不变,温度不变,由图1可知,5min时各组分的物质的量不变,且平衡向正反应移动,只能改变压强,由反应为前后气体体积减小的反应,故应增大压强;由图知,A、B的浓度减小,C的浓度增加,故K值增大,平衡正向移动,温度降低,说明正反应为放热反应,<0;
(4)已知达平衡后,降低温度,A的转化率将增大,说明降低温度,平衡正向移动,<0,结合图1得,时刻为升高温度,时刻为使用催化剂,时刻为减小压强,、时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率;A的平衡转化率最大的一段时间是。
15. 不移动 增大
【详解】、101 kPa时,1 mol CH4(g) 完全燃烧生成二氧化碳和液态水,故1molCH4(g)完全燃烧的热化学方程式为;达平衡后加入H2O后,该反应中水为纯液体物质,平衡不移动;恒容条件平衡后加入O2后,增大了氧气的浓度,平衡向右移动,甲烷转化率增大,故答案为:;不移动;增大。
16.(1)-(2a+b+c)
(2)当时n(O3):n(NO)<1.0,NO主要转化为NO2,所以深度氧化器中发生的反应主要是i,在n(O3):n(NO)>1.0后,NO2的浓度随着n(O3):n(NO)的增大而减小,进行反应i、ii,但反应过程中检测到NO3浓度极低
(3) 8s时反应已达到平衡状态,O3将NO深度氧化为N2O5是放热反应,温度越高,平衡逆向移动,越不利于反应正向进行 100℃时2s后剩余O3的浓度小,使得平衡i、ii、iii均逆向移动,消耗N2O5
(4) AD 使用适宜的催化剂,以增大ⅱ的反应速率
(5)
【详解】(1)根据盖斯定律知:i×2+ ii+ iii可得:-(2a+b+c)kJ/mol;
(2)由图可知,当时n(O3):n(NO)<1.0,NO主要转化为NO2,所以深度氧化器中发生的反应主要是i,在n(O3):n(NO)>1.0后,NO2的浓度随着n(O3):n(NO)的增大而减小,进行反应i、ii,但反应过程中检测到NO3浓度极低,所以反应速率vⅰ>vⅱ;
(3)①8s时反应已达到平衡状态,O3将NO深度氧化为N2O5是放热反应,温度越高,平衡逆向移动,越不利于反应正向进行,生成的N2O5浓度越低;
②结合图像可知,100℃时2s后剩余O3的浓度小,使得平衡i、ii、iii均逆向移动,消耗N2O5,从而使得N2O5浓度逐渐下降;
(4)结合图像可知,O3深度氧化NO的条件应选择80℃,n(O3):n(NO)=1.5,故选AD;由题目可知反应过程中NO3的浓度极低,说明反应ⅲ比反应ⅱ快,因为烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长,所以为了加快反应速率,采取的措施及目的分别是:使用适宜的催化剂,以增大ⅱ的反应速率;
(5)溶液X中的与亚铁离子发生氧化还原反应后,剩余的亚铁离子与发生氧化还原反应,5Fe2+~,则与发生氧化还原反应的Fe2+为n2=5c2V2×10-3mol,则与反应的Fe2+为n1=(c1V1-5c2V2)×10-3mol,根据3Fe2+~,则物质的量n=,则物质的量浓度为。
17.(1)
(2)-128.1
(3) 0.4mol 0.4mol
(4)
(5) C
(6)
【详解】(1)甲烷的燃烧热指完全燃烧生成、时放出的热量,故表示燃烧热的热化学方程式: ;
(2)根据燃烧热写出热化学方程式,再根据盖斯定律计算:
①
②
③
得目标反应: ;
(3)依题意,混合气体为,其中为,为,和共。设的物质的量为,则,解,即和都为;
(4)
由的燃烧热可知,燃烧反应的能量变化图如图所示:
(5)①能垒最大的反应对应的是③到④,最慢反应就是控速反应,反应方程式为;
②总反应为
A.总反应是放热反应,升温,平衡常数减小,A项错误;
B.正反应是熵减、焓减反应,在较低温度下能自发进行,B项错误;
C.总反应分六个过渡态,即有6个基元反应,C项正确,
故选C。
(6)①如图可知,极电极为与失去电子生成和,电极反应式为;
②根据电子守恒、元素质量守恒,转化为、的离子方程式为。
18.(1)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)∆H=-1366.8kJ∙mol-1
(2)小于
(3) 0.15 BD AD 1.5 75%
【详解】(1)在25℃、101kPa下,23g乙醇的物质的量为0.5mol,0.5molC2H5OH燃烧生成CO2和液态水时放热683.4kJ,1mol乙醇完全燃烧放热为1366.8 kJ,乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1366.8kJ∙mol-1。
(2)该反应为放热反应,反应物的化学键断裂要吸收的能量小于生成物的化学键形成要放出的能量。
(3)①在4min到9min时间段,CO2的浓度变化量为0.25mol/L,根据方程可知,H2的浓度变化量为:,;
②A.与相等,并没有指明正、逆反应方向,不能判断达到平衡状态,A错误;
B.的体积分数在混合气体中保持不变,达到平衡状态,B正确;
C.单位时间内每消耗3mol,同时生成1mol,均为正反应方向,不能判断达到平衡状态,C错误;
D.反应前后混合气体的总物质的量减少,总质量不变,当混合气体的平均相对分子质量不变时达到平衡状态,D正确;
E.反应前后气体的总质量不变,容器体积不变,故混合气体的密度一直保持不变,不能判断达到平衡状态,E错误;
故选BD;
③A.升高温度,化学反应速率增大,A正确;
B.扩大容器体积,各物质浓度降低,反应速率减小,B错误;
C.充入一定量氦气,各物质浓度不变,反应速率不变,C错误;
D.加入催化剂,反应速率增大,D正确;
故选AD;
④平衡时CH3OH的物质的量浓度变化量为0.75mol/L,可列出三段式:,
平衡时的物质的量为;的平衡转化率为。
19.(1) < > >
(2) 0.36 mol/L
(3) 变浅 0.076mol/L 84.2%
【详解】(1)由图可知,曲线Ⅲ比曲线Ⅱ先达到平衡,说明反应温度大于;条件下达到平衡时二氧化氮的浓度大于条件下达到平衡时二氧化氮的浓度,说明平衡向正反应方向移动,该反应是焓变大于0的吸热反应;温度越高反应速率越快,a、b两点二氧化氮的浓度相同,a点温度高于b点,则a点反应速率大于b点,故答案为:<;>;>;
(2)由图可知,温度下,反应达到平衡时,四氧化二氮的浓度为0.1mol/L,则内四氧化二氮的平均速率为=;由物质的变化量之比等于化学计量数之比可知,平衡时二氧化氮、四氧化二氮浓度分别为0.06mol/L、0.01mol/L,则反应的平衡常数K==0.36 mol/L,故答案为:;0.36 mol/L;
(3)硝酸铵溶于水的过程为吸收热量的吸热过程,会使反应温度降低,二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,向A中加入硝酸铵时, 温度降低,平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度减小、四氧化二氮的浓度增大,所以刚开始时,试管C中的气体颜色变浅;由题意可知,平衡时二氧化氮、四氧化二氮浓度分别为0.012mol/L、0.032mol/L,则起始二氧化氮的浓度为0.012mol/L+0.032mol/L×2=0.076mol/L,二氧化氮的转化率为×100%≈84.2%,故答案为:变浅;0.076mol/L;84.2%。
20.(1)185
(2) AD 增大,的分压减小,有利于反应正向进行,的转化率增大 10
(3) 3.6 反应Ⅰ正向进行的程度小于反应Ⅱ正向移动的程度
【详解】(1)反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,对于反应Ⅰ: ,1个分子中含有2个键,1个分子中含有1个键,1个分子中含有1个键,根据=应物的键能总和-生成物的键能总和,可得:;
(2)①A.反应Ⅰ的,(气体分子数增多 ),根据,高温时,有利于反应自发进行,A正确;
B.反应过程中和物质的量之比始终为2:1,不能据此判断反应达到平衡,B错误;
C.假设完全分解,根据反应,此时体积分数为,但反应是可逆反应,不能完全分解,所以平衡时体积分数小于,C错误;
D.反应Ⅰ是吸热反应,升高温度平衡正向移动,可提高的平衡转化率,D正确;
故选AD;
②投料比为,增大,的分压减小,有利于反应正向进行,的转化率增大;如图,,可设,,此时的转化率为50%,即平衡时,由反应可知,,,,则。
(3)①由图可知,1050℃时二硫化碳的体积分数为0.1%,由方程式可知,反应ii生成氢气的体积分数为2×0.1%=0.2%,消耗S2的体积分数为0.1%,体系中剩余S2的体积分数为1.6%,则反应i生成S2的体积分数为0.1%+1.6%=1.7%,则反应i生成氢气体积分数为3.4%,两个反应共同生成氢气的体积分数为3.4%+0.2%=3.6%;
②由图可知,升高温度,H2的转化率在增大,所以反应i和反应ii都是吸热反应,升高温度平衡正向移动,温度高于1100℃时,体积分数减小的原因是反应Ⅰ正向进行的程度小于反应Ⅱ正向移动的程度。
答案第1页,共2页
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