内容正文:
2025-2026学年高二化学单元检测卷
专题2 化学反应速率与化学平衡·提升卷
答案及评分标准
一、选择题(本大题共15个小题,每题3分,共45分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1~5 BABDC 6~10 CBCBD 11~15 CADBC
二、非选择题(本大题共5个小题,共55分)
16.(12分)
(1)> (1分) < (1分) C>B>A>D (2分) b (2分)
(2) (2分) > (2分) < (2分)
17.(9分)
(1)1 mol·L-1·min-1 (1分)
(2)K= (1分) = (1分)
(3)升温 (2分) 减小SO3浓度 (2分)
(2分)
18.(8分)本题每空2分
(1)+177
(2)Q=,恒压条件下通入水蒸气,容积变大,各组分浓度同程度减小,使Q<K,平衡正向移动,乙烯平衡产率增大
(3)反应未达平衡,随温度升高,化学反应速率增大,乙烷转化率增大
温度升高,相同时间内,乙烷的实验转化率增大,转化的乙烷总量增加,但温度升高使催化剂失活(或温度升高,反应iii产生的C包裹在催化剂表面,催化剂活性降低),反应ii的速率下降,相同时间内生成乙烯所用的乙烷减小,乙烯选择性下降;温度升高,反应iii、iv速率加快的程度大于反应ii,相同时间内生成乙烯所用的乙烷减小,乙烯选择性下降
19.(12分)本题每空2分
(1)1:4 变大
(2)d c 小于
(3)
20.(14分)本题每空2分
(1)升高温度
(2)往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气,加入水蒸气相当于减小压强,平衡正向移动,乙苯转化率增大
(3)80 45 2.5
(4)+159.2 abc
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2025-2026学年高二化学单元检测卷
专题2 化学反应速率与化学平衡·提升卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16
一、选择题(本大题共15个小题,每题3分,共45分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.用铁片与50mL 1mol/L的硫酸制取H2时,下列措施不能使氢气生成速率加大是( )
A.对该反应体系加热 B.改用浓硫酸
C.加入少量铜粉 D.不用铁片,改用铁粉
2.一定温度下,在密闭容器中发生反应:。下列说法正确的是( )
A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
B.在恒压条件下,向平衡体系中加入,的转化率不变
C.混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡
D.该反应在任何温度下都能自发进行
3.已知反应COCl2(g)⇌CO(g) + Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施中能提高COCl2转化率的是( )
①升温 ②恒容通入惰性气体③增加CO浓度 ④增大容器的容积 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
4.将固体置于密闭容器中,在某温度下发生反应:
I.。
II.。
当反应达到平衡时,,,则反应I的平衡常数为( )
A. B.
C. D.
5.在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),有关下列图像的说法错误的是( )
A.依据图a可判断逆反应ΔH>0
B.在图b中,虚线可表示使用了催化剂
C.图c可表示增大压强对正逆化学反应速率变化
D.由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的<0
6.(24-25高一下·全国·单元测试)氨基甲酸铵分解反应为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),在一容积恒定的容器里,发生上述反应,可以说明该反应已经达到平衡的是( )
A.密闭容器中氨气的体积分数不变
B.1 mol NH2COONH4分解同时有17 g NH3消耗
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.v(NH3)=2v(CO2)
7.(24-25高二上·湖北·期中)肌肉中大量肌红蛋白可以结合形成维持人体的生理活动,发生反应: ,该过程可自发进行。温度为时,平衡常数(气体分压=气体总压×体积分数),下列说法中不正确的是( )
A.提高,值不变
B.当时,吸入的空气中,该反应逆向进行
C.提高氧气浓度,有利于的转化
D.其他条件相同,高烧患者体内比其健康时低
8.高炉炼铁中的一个反应为 ,在1100℃下,若CO起始浓度为1.2mol/L,10min后达到平衡时的体积分数为,下列说法错误的是( )
A.1100℃下,此反应的平衡常数
B.达到平衡过程中,反应的平均速率为
C.达到平衡后,若增大,则达到新平衡时,增大
D.测得某时刻,则此时
9.(24-25高二下·云南昆明·阶段练习)汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应①为决速步骤
B.总反应式为
C.转化过程中发生极性键的断裂和非极性键的形成
D.采用对反应③选择性高的催化剂可以减少尾气中出现
10.(23-24高二上·四川德阳·期末)分别与、反应生成甲醇,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法正确的是( )
A.步骤Ⅰ和Ⅱ涉及极性键和非极性键的变化
B.与反应的能量变化对应图中曲线
C.上述反应达平衡时,升高温度,甲醇的产量升高
D.若与反应,生成的氘代甲醇有2种
11.(24-25高二上·河南·阶段练习)在某密闭容器中存在平衡: K。若只改变一个条件,下列叙述正确的是( )
A.若平衡正向移动,则一定发生变化
B.若体系颜色变深,则平衡一定正向移动
C.若平衡常数K增大,则平衡时HI转化率一定增大
D.若HI分解速率加快,则体系颜色一定变深
12.在下,向体积相同的甲、乙容器中分别投入,发生反应:。实验结果如下:
容器
甲
乙
条件
恒温、恒容
绝热、恒容
平衡常数
K1
K2
总压强相等时转化率/mol
α1
α2
平衡时正反应速率/mol·L-1·min-1
v1
v2
达到平衡时需要时间/min
t1
t2
下列比较中,错误的是( )
A. B. C. D.
13.一定条件下存在反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,在甲、乙、丙三个恒容容器中发生上述反应,各容器中温度、反应物的起始量如表所示,甲、丙反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
容器
甲
乙
丙
容积
0.5 L
0.5 L
V
温度
T1 ℃
T2 ℃
T1 ℃
起始量
2 mol C、1 mol H2O
1 mol CO、1 mol H2
4 mol C、2 mol H2O
A.甲容器中,0~15 min内v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1
B.乙容器中,若平衡时n(H2O)=0.4 mol,则T2<T1
C.当温度为T1 ℃时,反应的平衡常数K=4.5
D.丙容器的容积V>0.5 L
14.T℃时,向容积为2L的刚性容器中充入1mol和一定量的发生反应: ,达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知:初始加入2mol时,容器内气体的总压强为。下列说法不正确的是( )
A.5min时反应到达c点,
B.HCHO与的分压之比为1∶1时,可推测反应达到平衡状态
C.b点时反应的平衡常数
D.c点时,再加入和,使二者分压均增大,平衡不移动
15.采用与反应合成可再生能源甲醇,反应如下:,在一个容积可变的密闭容器中充有和,在催化剂作用下发生反应。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.点的正反应速率大于点的逆反应速率
B.三点的平衡常数的大小关系为:
C.若达到平衡状态时,容器的体积为,则在平衡状态时容器的体积为
D.点时,若再充入的,再次平衡时转化率减小
二、非选择题(本大题共5个小题,共55分)
16.(12分)运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)硫酸生产中,涉及反应 ,不同压强下反应体系中平衡时的百分含量()和温度(T)的关系如图所示。
① (填“>”或“<”);C、D两点的平衡常数: (填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C、D四点反应速率由大到小的顺序为 (用A、B、C、D表示)
③下列能使平衡向正反应方向移动,且能提高的平衡转化率的措施是 (填标号)。
a.升高温度 b.仅增大的浓度 c.仅增大的浓度
(2)在三个容积相等的恒容密闭容器中按如表数据设定反应条件及投入反应物,发生反应
。
容器1
容器2
容器3
反应温度(T)/K
700
700
800
反应物投入量
2mol、1mol
4mol
2mol、1mol
平衡时
平衡时体系总压强(p)/Pa
物质的平衡转化率()
①、、由大到小的顺序为 。
② (填“>”“<”或“=”,下同); 1。
17.(9分)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
(1)如果2 min内SO2的浓度由6 mol·L-1下降为2 mol·L-1,则用O2浓度变化表示的平均反应速率为____________。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示:
该反应的平衡常数表达式为_______________________,平衡状态由A变到B时平衡常数K(A)______ K(B) (填“>”“<”或“=”)。
(3)图乙表示该反应在密闭容器中达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,a~b过程中改变的条件可能是____________;b~c过程中改变的条件可能是_____________;若增大压强,请把反应速率变化情况画在c~d处。
18.(8分)(24-25高二上·北京昌平·期末)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料,乙烯的制备研究具有重要意义。乙烷可通过多种方法制备乙烯。
方法1. 乙烷热裂解制乙烯:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1= +136 kJ·mol−1;
方法2. 乙烷-CO2催化氧化制乙烯:
ii. C2H6(g) +CO2(g) C2H4(g) +CO(g) + H2O(g) ΔH2;
(1)已知:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH= +41 kJ·mol−1,则反应ii的ΔH2= kJ·mol−1。
(2)方法1制备乙烯的反应i在恒压条件下进行,为提高乙烯的平衡产率,常通入一定比例的水蒸气,除作为热量载体提高温度外,水蒸气还发挥的作用是 (结合Q与K关系分析)。
(3)方法2制备乙烯时,除发生反应ii外,还发生以下副反应:
iii. C2H6(g)2C(s) + 3H2(g) ΔH3= +84.7 kJ·mol−1
iv. C2H6(g) + 2CO2(g)4CO(g) + 3H2(g) ΔH4= +430 kJ·mol−1;
常压下C2H6与CO2按一定比例进行投料,在催化剂作用下,经过相同时间,测得不同温度下乙烷转化率及乙烯选择性的变化如下图。
已知:
①随温度升高,乙烷的实验转化率增大的原因可能是 。
②随温度升高,乙烯选择性下降的原因可能是 。(写两条)
19.(12分)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用的热点研究领域。回答下列问题:
(1)催化加氢生成乙烯和水的反应中,产物的物质的量之比 。当反应达到平衡时,若增大压强,则 ("变化"、“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明,原料初始组成,在体系压强为的密闭容器中反应,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。
图中,表示、变化的曲线分别是 、 。催化加氢合成反应的 0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点,计算该温度时反应的平衡常数 (列出计算式。以分压表示,分压=总压物质的量分数)。
20.(14分)苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯催化脱氢来制取苯乙烯:
(g)⇌(g)+H2(g) =+117.6kJ/mol
已知:上述反应的速率方程为v正=K正P乙苯,v逆=K逆P苯乙烯P氢气,其中K正、K逆分别为正、逆反应速率常数,P为各组分分压。回答下列问题:
(1)同时增大乙苯的反应速率和平衡转化率所采取的措施是 。
(2)往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气,加入水蒸气稀释剂能提高乙苯转化率的原因是 。
(3)实验测得容器总压p(总)和乙苯转化率a随时间变化结果如图所示:
①平衡时,p(H2O)= kPa,平衡常数Kp= kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
②a处的= 。
(4)在CO2气氛下,乙苯可催化脱氢制苯乙烯,其过程同时存在如图两种途径:
①a= 。
②与掺水蒸气工艺相比,该工艺中还能够发生反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)、CO2(g)+C(s)2CO(g)
新工艺的特点有 (填标号)。
a.CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
b.不用高温水蒸气,可降低能量消耗
C.有利于减少生产过程中可能产生的积炭
d.CO2在反应体系中作催化剂
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2025-2026学年高二化学单元检测卷
专题2 化学反应速率与化学平衡·提升卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对分子质量:H1 C12 N14 O16
一、选择题(本大题共15个小题,每题3分,共45分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.用铁片与50mL 1mol/L的硫酸制取H2时,下列措施不能使氢气生成速率加大是( )
A.对该反应体系加热 B.改用浓硫酸
C.加入少量铜粉 D.不用铁片,改用铁粉
【答案】B
【详解】A.温度升高反应速率加快,故A正确;
B.若使用浓硫酸,常温下铁遇浓硫酸钝化,无法产生H2,故B错误;
C.加入少量铜粉后可以形成原电池,加快反应速率,故C正确;
D.改用铁粉可以增加反应物的接触面积,加快反应速率,故D正确;
故选B。
2.一定温度下,在密闭容器中发生反应:。下列说法正确的是( )
A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
B.在恒压条件下,向平衡体系中加入,的转化率不变
C.混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡
D.该反应在任何温度下都能自发进行
【答案】A
【详解】A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,A正确;
B.在恒压条件下,向平衡体系中加入,平衡正向移动,的转化率变大,B错误;
C.该反应气体总物质的量不变,故混合气体的物质的量不变不能说明反应到平衡,C错误;
D.该反应为吸热的,不是在任何温度下都能自发进行,D错误;
故选A。
3.已知反应COCl2(g)⇌CO(g) + Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施中能提高COCl2转化率的是( )
①升温 ②恒容通入惰性气体③增加CO浓度 ④增大容器的容积 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
【答案】B
【详解】①该反应,为吸热反应,故升温平衡向右移动,COCl2转化率升高,①正确;
②恒容通入惰性气体,反应物和生成物浓度均不变,平衡不移动,转化率不变,②错误;
③增大CO的浓度,平衡向左移动,COCl2转化率降低,③错误;
④扩大容积,压强减小,平衡向右移动,COCl2转化率升高,④正确;
⑤催化剂只影响反应速率,不影响平衡,故加催化剂,COCl2转化率不变,⑤错误;
⑥恒压通入惰性气体,等效于扩大容积,压强减小,平衡向右移动,COCl2转化率升高,故⑥正确。
综上可知:能提高COCl2转化率的是①④⑥。
答案选B。
4.将固体置于密闭容器中,在某温度下发生反应:
I.。
II.。
当反应达到平衡时,,,则反应I的平衡常数为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】NH4I分解出的HI为平衡与已分解的之和, H2来自HI的分解;
【详解】
当反应达到平衡时,,则反应I生成碘化氢、氨气浓度均为5.5mol/L+1.5 mol/L=7.0 mol/L,反应I的平衡常数为;
故选D。
5.在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),有关下列图像的说法错误的是( )
A.依据图a可判断逆反应ΔH>0
B.在图b中,虚线可表示使用了催化剂
C.图c可表示增大压强对正逆化学反应速率变化
D.由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的<0
【答案】C
【详解】A.依据图像分析,温度升高正、逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向进行则逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,A正确;
B.使用催化剂可使化学反应速率增大,可以缩短反应达到平衡的时间,化学平衡不移动,所以虚线可表示使用了催化剂,B正确;
C.增大压强平衡向正向移动,C错误;
D.升高温度平均相对分子质量减小,气体总质量不变说明气体物质的量变大,所以平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应△H<0,D正确;
故选C。
6.(24-25高一下·全国·单元测试)氨基甲酸铵分解反应为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),在一容积恒定的容器里,发生上述反应,可以说明该反应已经达到平衡的是( )
A.密闭容器中氨气的体积分数不变
B.1 mol NH2COONH4分解同时有17 g NH3消耗
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.v(NH3)=2v(CO2)
【答案】C
【详解】A.反应混合气体只有氨气与二氧化碳,反应开始时只有氨基甲酸铵,则二者物质的量之比始终为2:1,氨气体积分数始终不变,故不能说明反应达到平衡,A项错误;
B.1molNH2COONH4分解产生2molNH3,17gNH3的物质的量为1mol,不符合正逆大于速率相等,反应未达到平衡,B项错误;
C.随反应正向进行,混合气体的质量增大,容器的容积不变,混合气体的密度增大,当密度不再变化,说明反应达到平衡状态,C项正确;
D.没有指明正、逆速率,不能判断反应是否达到平衡状态,D项错误;
答案选C。
7.(24-25高二上·湖北·期中)肌肉中大量肌红蛋白可以结合形成维持人体的生理活动,发生反应: ,该过程可自发进行。温度为时,平衡常数(气体分压=气体总压×体积分数),下列说法中不正确的是( )
A.提高,值不变
B.当时,吸入的空气中,该反应逆向进行
C.提高氧气浓度,有利于的转化
D.其他条件相同,高烧患者体内比其健康时低
【答案】B
【详解】A.因为平衡常数只与温度有关,温度不变时提高 p(O2),K值不变,A正确;
B.当时, 吸入的空气中 p(O2)=21 kPa ,此时,该反应正向进行,B错误;
C.提高氧气浓度,有利于提高另一种反应物Mb(aq)的转化率,C正确;
D.由题中方程式可知此反应正反应是一个熵减的过程,所以ΔH<0才能自发,则其他条件相同,升高温度,平衡逆向进行,故高烧患者体内比其健康时低,D正确;
故选B。
8.高炉炼铁中的一个反应为 ,在1100℃下,若CO起始浓度为1.2mol/L,10min后达到平衡时的体积分数为,下列说法错误的是( )
A.1100℃下,此反应的平衡常数
B.达到平衡过程中,反应的平均速率为
C.达到平衡后,若增大,则达到新平衡时,增大
D.测得某时刻,则此时
【答案】C
【分析】列三段式:
,
平衡时的体积分数,解得,c(CO)=1mol/L,c(CO2)=0.2mol/L,据此分析解答。
【详解】A.根据以上分析,1100℃下此反应的平衡常数,A正确;
B.根据以上分析,反应的平均速率为,B正确;
C.该反应属于反应前后气体分子数不变的反应,加压平衡不移动。该反应生成物中只有是气体,达到平衡后,若增大,等效于加压,平衡不移动,则达到新平衡时,不变,C错误;
D.达到平衡时,c(CO)=1mol/L,测得某时刻,说明反应还未达到平衡,平衡逆向进行,则此时,D正确;
故选C。
9.(24-25高二下·云南昆明·阶段练习)汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应①为决速步骤
B.总反应式为
C.转化过程中发生极性键的断裂和非极性键的形成
D.采用对反应③选择性高的催化剂可以减少尾气中出现
【答案】B
【详解】A.如图可知三个反应步骤得活化能分别为255.8kJ/mol、108.4kJ/mol、226.1kJ/mol,反应①活化能最大,为决速步骤,故A正确;
B.如图可知,三个反应步骤得热化学方程式为、、,则根据盖斯定律,总反应的热化学方程式为,故B错误;
C.第一步形成氮氮键为非极性键,第二步断裂氮氧键、形成碳氧键,均为极性键,第三步断裂氮氧键、形成碳氧键,均为极性键,故C正确;
D.采用对反应③选择性高的催化剂可以提高的转化率,减少尾气中出现,故D正确;
故答案为B。
10.(23-24高二上·四川德阳·期末)分别与、反应生成甲醇,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法正确的是( )
A.步骤Ⅰ和Ⅱ涉及极性键和非极性键的变化
B.与反应的能量变化对应图中曲线
C.上述反应达平衡时,升高温度,甲醇的产量升高
D.若与反应,生成的氘代甲醇有2种
【答案】D
【分析】步骤I涉及碳氢键的断裂和氢氧键的形成,步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成,直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,故氧更容易和H而不是和D生成羟基;
【详解】A.步骤I涉及碳氢键的断裂和氢氧键的形成,步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成,不涉及非极性键的变化,A错误;
B.已知:直接参与化学键变化的元素被替换为更重的元素时,反应速率会变慢,活化能变大,则与反反应的能量变化应为图中曲线c,反应的活化能更大,B错误;
C.由图可知,生成物能量低于反应物的能量,则反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇产量减小,C错误;
D.根据反应机理可知,若与反应,生成的氘代甲醇可能为CH3OD或CH2DOH,共两种,D正确;
故选D。
11.(24-25高二上·河南·阶段练习)在某密闭容器中存在平衡: K。若只改变一个条件,下列叙述正确的是( )
A.若平衡正向移动,则一定发生变化
B.若体系颜色变深,则平衡一定正向移动
C.若平衡常数K增大,则平衡时HI转化率一定增大
D.若HI分解速率加快,则体系颜色一定变深
【答案】C
【详解】A.对反应体系,焓变大小与平衡移动无关,A项错误;
B.若压缩容器,压强增大,体系颜色变深,但该反应正反应气体分子数不变,故平衡不移动,B项错误;
C.一定是温度发生变化且导致平衡正向移动,平衡常数K才增大,平衡正移则HI转化率增大,C项正确;
D.若加入催化剂,反应速率加快,平衡不移动,体系颜色不变化,D项错误;
答案选C。
12.在下,向体积相同的甲、乙容器中分别投入,发生反应:。实验结果如下:
容器
甲
乙
条件
恒温、恒容
绝热、恒容
平衡常数
K1
K2
总压强相等时转化率/mol
α1
α2
平衡时正反应速率/mol·L-1·min-1
v1
v2
达到平衡时需要时间/min
t1
t2
下列比较中,错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.该反应是气体分子数减小的反应,正反应是放热反应.绝热容器温度升高,乙容器温度高于甲,压强相等时乙中气体总物质的量小于甲,向右进行气体总物质的量减小,故乙的转化率大于甲,A错误;
B.对绝热容器,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故乙中平衡常数小于甲,B正确;
C.温度越高,速率越大,故,C正确;
D.平均速率大,达到平衡所用时间短,乙所用时间小于甲,D正确;
故选A。
13.一定条件下存在反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,在甲、乙、丙三个恒容容器中发生上述反应,各容器中温度、反应物的起始量如表所示,甲、丙反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
容器
甲
乙
丙
容积
0.5 L
0.5 L
V
温度
T1 ℃
T2 ℃
T1 ℃
起始量
2 mol C、1 mol H2O
1 mol CO、1 mol H2
4 mol C、2 mol H2O
A.甲容器中,0~15 min内v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1
B.乙容器中,若平衡时n(H2O)=0.4 mol,则T2<T1
C.当温度为T1 ℃时,反应的平衡常数K=4.5
D.丙容器的容积V>0.5 L
答案 D
解析 由图可知,0~15 min内甲容器中CO的浓度变化量为1.5 mol·L-1,v(CO)==0.1 mol·L-1·min-1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1,A项正确;甲容器中平衡时n(H2O)=1 mol-1.5 mol·L-1×0.5 L=0.25 mol,乙容器中,若平衡时n(H2O)=0.4 mol,因C(s)的量不影响平衡移动,则乙相对甲来说平衡向逆反应方向移动,因为正反应吸热,所以乙的温度低,即T2<T1,B项正确;根据甲容器中反应数据计算:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
起始/mol·L-1 2 0 0
转化/mol·L-1 1.5 1.5 1.5
平衡起始/mol·L-1 0.5 1.5 1.5
T1 ℃时,反应的平衡常数K===4.5,C项正确;丙容器中反应物的起始量为甲容器的2倍,若V为0.5 L,由于正反应为气体分子数增大的反应,加压平衡左移,c(CO)<3 mol·L-1,要使c(CO)=3 mol·L-1,则应压缩体积,虽然压缩体积会使平衡左移,导致CO的物质的量减小,但压缩体积对CO的物质的量浓度的影响程度更大,故丙容器的容积V<0.5 L,D项错误。
14.T℃时,向容积为2L的刚性容器中充入1mol和一定量的发生反应: ,达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知:初始加入2mol时,容器内气体的总压强为。下列说法不正确的是( )
A.5min时反应到达c点,
B.HCHO与的分压之比为1∶1时,可推测反应达到平衡状态
C.b点时反应的平衡常数
D.c点时,再加入和,使二者分压均增大,平衡不移动
【答案】B
【分析】根据c点的三段式分析:,则平衡时容器气体的压强为:p(平衡)= ×1.2pkPa,故有:p(HCHO)= ×p(平衡)= ××1.2pkPa=0.2pkPa,解得:x=0.5mol,故p(平衡)=pkPa,据此分析解题。
【详解】A.若5min时反应到达c点,由上述分析可知,则υ(CO2)= =0.05mol/(L•min),A正确;
B.由方程式可知,HCHO与的分压之比始终为1∶1,无法推测反应达到平衡状态,B错误;
C.温度不变,化学平衡常数不变,故b点时反应的化学平衡常数与c点对应的平衡常数相等,由分析可知,c点平衡下,p(CO2)=×pkPa=0.2pkPa,同理:p(H2)=0.4pkPa,p(HCHO)=p(H2O)=0.2pkPa,故(kPa-1)= (kPa-1),C正确;
D.c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.2pkPa,则此时==Kp,平衡不移动,D正确;
故选:B。
15.采用与反应合成可再生能源甲醇,反应如下:,在一个容积可变的密闭容器中充有和,在催化剂作用下发生反应。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.点的正反应速率大于点的逆反应速率
B.三点的平衡常数的大小关系为:
C.若达到平衡状态时,容器的体积为,则在平衡状态时容器的体积为
D.点时,若再充入的,再次平衡时转化率减小
【答案】C
【分析】压强不变升温时CO平衡转化率下降,则正反应放热,温度不变增压时平衡右移,CO平衡转化率增大,则p2>p1;
【详解】A.平衡时正反应速率等于逆反应速率,A、C两点,C点的压强更大、温度更高,所以C点的正反应速率比A点的正反应速率大,则A点的正反应速率小于C点的逆反应速率,故A错误;
B.A、B两点的温度相同,平衡常数,由图像可知同压升温CO平衡转化率降低,所以升温平衡常数减小,KA、KB、KC的大小关系为:,故B错误;
C.A点CO转化率50%,三段式,若达到平衡状态A时,容器的体积为5L,,B点CO转化率80%,三段式,,解得v=1L,则在平衡状态B时容器的体积为1L,故C正确;
D.点时,若再充入的,在恒温恒压下再次平衡时建立等效平衡,转化率不变,故D错误;
故答案为C。
二、非选择题(本大题共5个小题,共55分)
16.(12分)运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)硫酸生产中,涉及反应 ,不同压强下反应体系中平衡时的百分含量()和温度(T)的关系如图所示。
① (填“>”或“<”);C、D两点的平衡常数: (填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C、D四点反应速率由大到小的顺序为 (用A、B、C、D表示)
③下列能使平衡向正反应方向移动,且能提高的平衡转化率的措施是 (填标号)。
a.升高温度 b.仅增大的浓度 c.仅增大的浓度
(2)在三个容积相等的恒容密闭容器中按如表数据设定反应条件及投入反应物,发生反应
。
容器1
容器2
容器3
反应温度(T)/K
700
700
800
反应物投入量
2mol、1mol
4mol
2mol、1mol
平衡时
平衡时体系总压强(p)/Pa
物质的平衡转化率()
①、、由大到小的顺序为 。
② (填“>”“<”或“=”,下同); 1。
【答案】(1)> (1分) < (1分) C>B>A>D (2分) b (2分)
(2) (2分) > (2分) < (2分)
【详解】(1)①该反应为气体体积减小的反应,即等温条件下压强越大,反应正向进行的程度越大,平衡时的百分含量越大,故;该反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,即。
②根据反应温度越高,反应速率越快,压强越大,反应速率越快,可得出A、B、C、D四点反应速率由大到小的顺序为C>B>A>D。
③a.升高温度,平衡向逆反应方向移动,a项不符合题意;
b.增大氧气的浓度,平衡向正反应方向移动且能提高二氧化硫的平衡转化率,b项符合题意;
c.增大二氧化硫的浓度,平衡向正反应方向移动,但二氧化硫的平衡转化率会降低,c项不符合题意。
答案选b;
(2)①容器1和容器2的温度相同,起始时反应物投入量不同,根据等量转化可知容器2相当于是4mol、2mol,所以平衡时,该反应为放热反应,起始时容器1和容器3中反应物投入量相同,则,故、、由大到小的顺序为。
②容器1和容器2的温度相同,根据等量转化可知容器2中起始时反应物投入量恰好是容器1中的两倍,容器2中的平衡状态可看作容器1中的平衡向正反应方向移动后的状态,即容器2中的平衡可看作容器1中体系达到平衡后加压(由),平衡向正反应方向移动后再次达到的平衡状态(压强为),即;由上述分析可推出。
17.(9分)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
(1)如果2 min内SO2的浓度由6 mol·L-1下降为2 mol·L-1,则用O2浓度变化表示的平均反应速率为____________。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示:
该反应的平衡常数表达式为_______________________,平衡状态由A变到B时平衡常数K(A)______ K(B) (填“>”“<”或“=”)。
(3)图乙表示该反应在密闭容器中达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,a~b过程中改变的条件可能是____________;b~c过程中改变的条件可能是_____________;若增大压强,请把反应速率变化情况画在c~d处。
答案 (1)1 mol·L-1·min-1 (1分)
(2)K= (1分) = (1分)
(3)升温 (2分) 减小SO3浓度 (2分)
(2分)
解析 (1)v(SO2)==2 mol·L-1·min-1;v(O2)=v(SO2)=1 mol·L-1·min-1。
(2)在一定温度下,可逆反应达到平衡时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所得的比值为化学平衡常数。故可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常数K=,平衡常数只受温度的影响,温度不变,则平衡常数不变,平衡状态由A变到B时,压强增大,温度不变,则K(A)=K(B)。
(3)a时刻逆反应速率大于正反应速率,且正、逆反应速率都增大,说明平衡应向逆反应方向移动,该反应的正反应放热,改变的条件可能为升高温度;b时刻正反应速率不变,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动,改变的条件可能为减小生成物浓度;若增大压强,则正、逆反应速率都增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动。
18.(8分)(24-25高二上·北京昌平·期末)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料,乙烯的制备研究具有重要意义。乙烷可通过多种方法制备乙烯。
方法1. 乙烷热裂解制乙烯:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1= +136 kJ·mol−1;
方法2. 乙烷-CO2催化氧化制乙烯:
ii. C2H6(g) +CO2(g) C2H4(g) +CO(g) + H2O(g) ΔH2;
(1)已知:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH= +41 kJ·mol−1,则反应ii的ΔH2= kJ·mol−1。
(2)方法1制备乙烯的反应i在恒压条件下进行,为提高乙烯的平衡产率,常通入一定比例的水蒸气,除作为热量载体提高温度外,水蒸气还发挥的作用是 (结合Q与K关系分析)。
(3)方法2制备乙烯时,除发生反应ii外,还发生以下副反应:
iii. C2H6(g)2C(s) + 3H2(g) ΔH3= +84.7 kJ·mol−1
iv. C2H6(g) + 2CO2(g)4CO(g) + 3H2(g) ΔH4= +430 kJ·mol−1;
常压下C2H6与CO2按一定比例进行投料,在催化剂作用下,经过相同时间,测得不同温度下乙烷转化率及乙烯选择性的变化如下图。
已知:
①随温度升高,乙烷的实验转化率增大的原因可能是 。
②随温度升高,乙烯选择性下降的原因可能是 。(写两条)
【答案】本题每空2分
(1)+177
(2)Q=,恒压条件下通入水蒸气,容积变大,各组分浓度同程度减小,使Q<K,平衡正向移动,乙烯平衡产率增大
(3)反应未达平衡,随温度升高,化学反应速率增大,乙烷转化率增大
温度升高,相同时间内,乙烷的实验转化率增大,转化的乙烷总量增加,但温度升高使催化剂失活(或温度升高,反应iii产生的C包裹在催化剂表面,催化剂活性降低),反应ii的速率下降,相同时间内生成乙烯所用的乙烷减小,乙烯选择性下降;温度升高,反应iii、iv速率加快的程度大于反应ii,相同时间内生成乙烯所用的乙烷减小,乙烯选择性下降
【详解】(1)反应i.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1= +136kJ·mol−1,反应ii.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH2,设反应3为CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)ΔH= +41 kJ·mol−1,由盖斯定律可知,反应i+反应3=反应ii,则反应ii的ΔH2=ΔH1+ΔH = +136kJ·mol−1+(+41 kJ·mol−1)=+177kJ·mol−1;
(2)反应i.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1= +136 kJ·mol−1,反应i在恒压条件下进行,为提高乙烯的平衡产率,常通入一定比例的水蒸气,可以作为热量载体提高温度,同时Q=,恒压条件下通入水蒸气,容积变大,各组分浓度同程度减小,使Q<K,平衡正向移动,乙烯平衡产率增大;
(3)①反应ii.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH2=+177kJ/mol,反应iii.C2H6(g)2C(s)+3H2(g)ΔH3=+84.7 kJ·mol−1,反应iv.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH4= +430kJ·mol−1,常压下C2H6与CO2按一定比例进行投料,在催化剂作用下,随温度升高,经过相同时间,反应未达平衡,化学反应速率增大,乙烷转化率增大;
②常压下C2H6与CO2按一定比例进行投料,在催化剂作用下,随温度升高,相同时间内,乙烷的实验转化率增大,转化的乙烷总量增加,但温度升高使催化剂失活(或温度升高,反应iii产生的C包裹在催化剂表面,催化剂活性降低),使反应ii的速率下降,造成相同时间内生成乙烯所用的乙烷的物质的量减小,因此乙烯选择性下降;或温度升高,反应iii、iv速率加快的程度大于反应ii,相同时间内生成乙烯所用的乙烷的物质的量减小,所以乙烯选择性下降。
19.(12分)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用的热点研究领域。回答下列问题:
(1)催化加氢生成乙烯和水的反应中,产物的物质的量之比 。当反应达到平衡时,若增大压强,则 ("变化"、“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明,原料初始组成,在体系压强为的密闭容器中反应,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。
图中,表示、变化的曲线分别是 、 。催化加氢合成反应的 0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点,计算该温度时反应的平衡常数 (列出计算式。以分压表示,分压=总压物质的量分数)。
【答案】本题每空2分
(1)1:4 变大
(2)d c 小于
(3)
【分析】根据质量守恒定律配平化学方程式,可以确定产物的物质的量之比。根据可逆反应的特点分析增大压强对化学平衡的影响。根据物质的量之比等于化学计量数之比,从图中找到关键数据确定代表各组分的曲线,并计算出平衡常数。根据催化剂对化反应速率的影响和对主反应的选择性,工业上通常要选择合适的催化剂以提高化学反应速率、减少副反应的发生。
【详解】(1)CO2催化加氢生成乙烯和水,该反应的化学方程式可表示为2CO2+6H2CH2=CH2+4H2O,因此,该反应中产物的物质的量之比n(C2H4):n(H2O)=1:4。由于该反应是气体分子数减少的反应,当反应达到平衡状态时,若增大压强,则化学平衡向正反应方向移动,n(C2H4)变大;
(2)由题中信息可知,两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比;由图中曲线的起点坐标可知,c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1:3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1:4,则结合化学计量数之比可以判断,表示乙烯变化的曲线是d,表示二氧化碳变化曲线的是c。由图中曲线的变化趋势可知,升高温度,乙烯的物质的量分数减小,则化学平衡向逆反应方向移动,则该反应为放热反应,∆H小于0;
(3)原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,在体系压强为0.1Mpa建立平衡。由A点坐标可知,该温度下,氢气和水的物质的量分数均为0.39,则乙烯的物质的量分数为水的四分之一,即,二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一,即,因此,该温度下反应的平衡常数(MPa)-3=(MPa)-3。
20.(14分)苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯催化脱氢来制取苯乙烯:
(g)⇌(g)+H2(g) =+117.6kJ/mol
已知:上述反应的速率方程为v正=K正P乙苯,v逆=K逆P苯乙烯P氢气,其中K正、K逆分别为正、逆反应速率常数,P为各组分分压。回答下列问题:
(1)同时增大乙苯的反应速率和平衡转化率所采取的措施是 。
(2)往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气,加入水蒸气稀释剂能提高乙苯转化率的原因是 。
(3)实验测得容器总压p(总)和乙苯转化率a随时间变化结果如图所示:
①平衡时,p(H2O)= kPa,平衡常数Kp= kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
②a处的= 。
(4)在CO2气氛下,乙苯可催化脱氢制苯乙烯,其过程同时存在如图两种途径:
①a= 。
②与掺水蒸气工艺相比,该工艺中还能够发生反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)、CO2(g)+C(s)2CO(g)
新工艺的特点有 (填标号)。
a.CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
b.不用高温水蒸气,可降低能量消耗
C.有利于减少生产过程中可能产生的积炭
d.CO2在反应体系中作催化剂
【答案】本题每空2分
(1)升高温度
(2)往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气,加入水蒸气相当于减小压强,平衡正向移动,乙苯转化率增大
(3)80 45 2.5
(4)+159.2 abc
【详解】(1)该反应是吸热反应,升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,乙苯的平衡转化率增大,故答案为:升高温度;
(2)向反应釜中同时通入乙苯和水蒸气相当于减小压强,该反应是气体体积增大的反应,平衡向正反应方向移动,乙苯转化率增大,故答案为:往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气,加入水蒸气相当于减小压强,平衡正向移动,乙苯转化率增大;
(3)①由题意可知,起始时p乙苯+pH2O=100kPa,平衡时乙苯转化率为75%,由题意建立如下三段式:
则0.25p乙苯+0.75p乙苯+0.75p乙苯+pH2O=115kPa,再结合p乙苯+pH2O=100kPa,解得p乙苯=20kPa,pH2O=80kPa,Kp===45kPa,故答案为:80;45;
②反应达到平衡时,v正=K正P乙苯=v逆=K逆P苯乙烯P氢气,则=45kPa,a处,乙苯的转化率为60%,总压强为112kPa,由前面可知,起始p乙苯=20kPa,
a处=45kPa×=2.5,故答案为:2.5;
(4)①根据盖斯定律可得:H1=H2+H3=(117.6+41.6)kJ/mol=+159.2kJ/mol,故答案为:+159.2;
②a.CO2与H2反应,使生成物浓度降低,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移,故正确;
b.不用高温水蒸气,可降低能量消耗,故正确;
c.根据CO2+C=2CO,有利于减少生产过程中可能产生的积炭,故正确;
d.由题意得CO2在反应体系中,参与以下反应:CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO,CO2在反应体系中不作催化剂,故错误;
故选abc。
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年高二化学单元检测卷
专题2 化学反应速率与化学平衡·提升卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16
一、选择题(本大题共15个小题,每题3分,共45分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.用铁片与50mL 1mol/L的硫酸制取H2时,下列措施不能使氢气生成速率加大是( )
A.对该反应体系加热 B.改用浓硫酸
C.加入少量铜粉 D.不用铁片,改用铁粉
2.一定温度下,在密闭容器中发生反应:。下列说法正确的是( )
A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
B.在恒压条件下,向平衡体系中加入,的转化率不变
C.混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡
D.该反应在任何温度下都能自发进行
3.已知反应COCl2(g)⇌CO(g) + Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施中能提高COCl2转化率的是( )
①升温 ②恒容通入惰性气体③增加CO浓度 ④增大容器的容积 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
4.将固体置于密闭容器中,在某温度下发生反应:
I.。
II.。
当反应达到平衡时,,,则反应I的平衡常数为( )
A. B.
C. D.
5.在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),有关下列图像的说法错误的是( )
A.依据图a可判断逆反应ΔH>0
B.在图b中,虚线可表示使用了催化剂
C.图c可表示增大压强对正逆化学反应速率变化
D.由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的<0
6.(24-25高一下·全国·单元测试)氨基甲酸铵分解反应为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),在一容积恒定的容器里,发生上述反应,可以说明该反应已经达到平衡的是( )
A.密闭容器中氨气的体积分数不变
B.1 mol NH2COONH4分解同时有17 g NH3消耗
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.v(NH3)=2v(CO2)
7.(24-25高二上·湖北·期中)肌肉中大量肌红蛋白可以结合形成维持人体的生理活动,发生反应: ,该过程可自发进行。温度为时,平衡常数(气体分压=气体总压×体积分数),下列说法中不正确的是( )
A.提高,值不变
B.当时,吸入的空气中,该反应逆向进行
C.提高氧气浓度,有利于的转化
D.其他条件相同,高烧患者体内比其健康时低
8.高炉炼铁中的一个反应为 ,在1100℃下,若CO起始浓度为1.2mol/L,10min后达到平衡时的体积分数为,下列说法错误的是( )
A.1100℃下,此反应的平衡常数
B.达到平衡过程中,反应的平均速率为
C.达到平衡后,若增大,则达到新平衡时,增大
D.测得某时刻,则此时
9.(24-25高二下·云南昆明·阶段练习)汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应①为决速步骤
B.总反应式为
C.转化过程中发生极性键的断裂和非极性键的形成
D.采用对反应③选择性高的催化剂可以减少尾气中出现
10.(23-24高二上·四川德阳·期末)分别与、反应生成甲醇,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法正确的是( )
A.步骤Ⅰ和Ⅱ涉及极性键和非极性键的变化
B.与反应的能量变化对应图中曲线
C.上述反应达平衡时,升高温度,甲醇的产量升高
D.若与反应,生成的氘代甲醇有2种
11.(24-25高二上·河南·阶段练习)在某密闭容器中存在平衡: K。若只改变一个条件,下列叙述正确的是( )
A.若平衡正向移动,则一定发生变化
B.若体系颜色变深,则平衡一定正向移动
C.若平衡常数K增大,则平衡时HI转化率一定增大
D.若HI分解速率加快,则体系颜色一定变深
12.在下,向体积相同的甲、乙容器中分别投入,发生反应:。实验结果如下:
容器
甲
乙
条件
恒温、恒容
绝热、恒容
平衡常数
K1
K2
总压强相等时转化率/mol
α1
α2
平衡时正反应速率/mol·L-1·min-1
v1
v2
达到平衡时需要时间/min
t1
t2
下列比较中,错误的是( )
A. B. C. D.
13.一定条件下存在反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,在甲、乙、丙三个恒容容器中发生上述反应,各容器中温度、反应物的起始量如表所示,甲、丙反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
容器
甲
乙
丙
容积
0.5 L
0.5 L
V
温度
T1 ℃
T2 ℃
T1 ℃
起始量
2 mol C、1 mol H2O
1 mol CO、1 mol H2
4 mol C、2 mol H2O
A.甲容器中,0~15 min内v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1
B.乙容器中,若平衡时n(H2O)=0.4 mol,则T2<T1
C.当温度为T1 ℃时,反应的平衡常数K=4.5
D.丙容器的容积V>0.5 L
14.T℃时,向容积为2L的刚性容器中充入1mol和一定量的发生反应: ,达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知:初始加入2mol时,容器内气体的总压强为。下列说法不正确的是( )
A.5min时反应到达c点,
B.HCHO与的分压之比为1∶1时,可推测反应达到平衡状态
C.b点时反应的平衡常数
D.c点时,再加入和,使二者分压均增大,平衡不移动
15.采用与反应合成可再生能源甲醇,反应如下:,在一个容积可变的密闭容器中充有和,在催化剂作用下发生反应。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.点的正反应速率大于点的逆反应速率
B.三点的平衡常数的大小关系为:
C.若达到平衡状态时,容器的体积为,则在平衡状态时容器的体积为
D.点时,若再充入的,再次平衡时转化率减小
二、非选择题(本大题共5个小题,共55分)
16.(12分)运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)硫酸生产中,涉及反应 ,不同压强下反应体系中平衡时的百分含量()和温度(T)的关系如图所示。
① (填“>”或“<”);C、D两点的平衡常数: (填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C、D四点反应速率由大到小的顺序为 (用A、B、C、D表示)
③下列能使平衡向正反应方向移动,且能提高的平衡转化率的措施是 (填标号)。
a.升高温度 b.仅增大的浓度 c.仅增大的浓度
(2)在三个容积相等的恒容密闭容器中按如表数据设定反应条件及投入反应物,发生反应
。
容器1
容器2
容器3
反应温度(T)/K
700
700
800
反应物投入量
2mol、1mol
4mol
2mol、1mol
平衡时
平衡时体系总压强(p)/Pa
物质的平衡转化率()
①、、由大到小的顺序为 。
② (填“>”“<”或“=”,下同); 1。
17.(9分)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
(1)如果2 min内SO2的浓度由6 mol·L-1下降为2 mol·L-1,则用O2浓度变化表示的平均反应速率为____________。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示:
该反应的平衡常数表达式为_______________________,平衡状态由A变到B时平衡常数K(A)______ K(B) (填“>”“<”或“=”)。
(3)图乙表示该反应在密闭容器中达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,a~b过程中改变的条件可能是____________;b~c过程中改变的条件可能是_____________;若增大压强,请把反应速率变化情况画在c~d处。
18.(8分)(24-25高二上·北京昌平·期末)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料,乙烯的制备研究具有重要意义。乙烷可通过多种方法制备乙烯。
方法1. 乙烷热裂解制乙烯:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1= +136 kJ·mol−1;
方法2. 乙烷-CO2催化氧化制乙烯:
ii. C2H6(g) +CO2(g) C2H4(g) +CO(g) + H2O(g) ΔH2;
(1)已知:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH= +41 kJ·mol−1,则反应ii的ΔH2= kJ·mol−1。
(2)方法1制备乙烯的反应i在恒压条件下进行,为提高乙烯的平衡产率,常通入一定比例的水蒸气,除作为热量载体提高温度外,水蒸气还发挥的作用是 (结合Q与K关系分析)。
(3)方法2制备乙烯时,除发生反应ii外,还发生以下副反应:
iii. C2H6(g)2C(s) + 3H2(g) ΔH3= +84.7 kJ·mol−1
iv. C2H6(g) + 2CO2(g)4CO(g) + 3H2(g) ΔH4= +430 kJ·mol−1;
常压下C2H6与CO2按一定比例进行投料,在催化剂作用下,经过相同时间,测得不同温度下乙烷转化率及乙烯选择性的变化如下图。
已知:
①随温度升高,乙烷的实验转化率增大的原因可能是 。
②随温度升高,乙烯选择性下降的原因可能是 。(写两条)
19.(12分)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用的热点研究领域。回答下列问题:
(1)催化加氢生成乙烯和水的反应中,产物的物质的量之比 。当反应达到平衡时,若增大压强,则 ("变化"、“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明,原料初始组成,在体系压强为的密闭容器中反应,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。
图中,表示、变化的曲线分别是 、 。催化加氢合成反应的 0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点,计算该温度时反应的平衡常数 (列出计算式。以分压表示,分压=总压物质的量分数)。
20.(14分)苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯催化脱氢来制取苯乙烯:
(g)⇌(g)+H2(g) =+117.6kJ/mol
已知:上述反应的速率方程为v正=K正P乙苯,v逆=K逆P苯乙烯P氢气,其中K正、K逆分别为正、逆反应速率常数,P为各组分分压。回答下列问题:
(1)同时增大乙苯的反应速率和平衡转化率所采取的措施是 。
(2)往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气,加入水蒸气稀释剂能提高乙苯转化率的原因是 。
(3)实验测得容器总压p(总)和乙苯转化率a随时间变化结果如图所示:
①平衡时,p(H2O)= kPa,平衡常数Kp= kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
②a处的= 。
(4)在CO2气氛下,乙苯可催化脱氢制苯乙烯,其过程同时存在如图两种途径:
①a= 。
②与掺水蒸气工艺相比,该工艺中还能够发生反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)、CO2(g)+C(s)2CO(g)
新工艺的特点有 (填标号)。
a.CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
b.不用高温水蒸气,可降低能量消耗
C.有利于减少生产过程中可能产生的积炭
d.CO2在反应体系中作催化剂
试题 第7页(共8页) 试题 第8页(共8页)
试题 第5页(共8页) 试题 第6页(共8页)
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