章检测(十四) 第七章 化学反应速率与化学平衡(提能卷)-【高考领航】2026年高考化学总复习四测通关卷
2025-09-25
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集 |
| 知识点 | 化学反应速率 |
| 使用场景 | 高考复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 487 KB |
| 发布时间 | 2025-09-25 |
| 更新时间 | 2025-09-25 |
| 作者 | 山东中联翰元教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 高考领航·高考总复习四测通关卷 |
| 审核时间 | 2025-09-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53947826.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
章检测(十四) 第七章 化学反应速率与化学平衡(提能卷)
(满分:100分)
一、选择题(本题有15个小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共45分)
1.(2024·甘肃卷,4)下列措施能降低化学反应速率的是( )
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂
B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释
D.石墨合成金刚石时增大压强
2.(2025·山东临沂模拟)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A(g)+bB(g)===cC(g),12 s时生成C的物质的量为0.6 mol(反应过程如图所示)。下列说法中正确的是( )
A.图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
B.2 s时,用A表示的反应速率为0.15 mol·L-1·s-1
C.化学计量数之比b∶c=1∶3
D.12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13
3.某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(s)⥫⥬Y(s)+Z(g),一段时间后达到平衡。下列说法错误的是( )
A.升高温度,若c(Z)增大,则ΔH>0
B.加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小
C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后c(Z)增大
D.加入一定量氩气,平衡不移动
4.某温度下,反应CH2===CH2(g)+H2O(g)⥫⥬CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )
A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的CH2===CH2(g),CH2===CH2(g)的平衡转化率增大
5.(2025·安徽阜阳模拟)已知反应:2NO(g)+Br2(g)⥫⥬2NOBr(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),其反应机理如下:
①NO(g)+Br2(g)⥫⥬NOBr2(g) 快
②NO(g)+NOBr2(g)⥫⥬2NOBr(g) 慢
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应的速率主要取决于①的快慢
B.NOBr2是该反应的催化剂
C.正反应的活化能比逆反应的活化能小
D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
6.在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生反应:2NO2(g)+2C(s)⥫⥬N2(g)+2CO2(g)。测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A点时,该反应的压强平衡常数Kp为( )
A.1 MPa B.2 MPa
C.3 MPa D.4 MPa
7.(2025·辽宁本溪模拟)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的“清洁能源”,科学家研究在酸性条件下,用甲醇可合成二甲醚,反应历程中相对能量变化如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.循环过程中,催化剂参与了中间反应
B.该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为1.31 kJ·mol-1
C.制约总反应速率关键步骤的基元反应方程式为
D.总反应方程式为2CH3OHCH3OCH3+H2O
8.在某一恒温容积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)⥫⥬2C(g) ΔH<0。t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~t2时间段内,v(正)>v(逆)
B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,A的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
C.t2时刻改变的条件可能是向密闭容器中通入C(g)
D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:Ⅰ<Ⅱ
9.(2025·广东江门模拟)某复合石墨烯基催化剂催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图,图中TS表示过渡态,吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注,下列说法中正确的是( )
A.整个反应历程包含五个基元反应
B.物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程
C.该反应的决速步骤为:H2CO*+===H3CO-H*
D.反应过程中,涉及非极性键的断裂和形成
10.某温度下气体反应体系达到化学平衡,平衡常数K=,恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加,下列说法正确的是( )
A.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)⥫⥬A(g)+2B(g)
B.降低温度,正反应速率增大
C.该反应的焓变为负值
D.增大c(A)、c(B),K增大
11.工业上制备硝酸过程中涉及反应:2NO(g)+O2(g)⥫⥬2NO2(g) ΔH=-57 kJ·mol-1。某实验小组测得不同条件下反应平衡时NO2的体积分数变化如图(图中X、Y分别代表温度或压强),下列说法不正确的是( )
A.图中X表示温度,Y表示压强
B.X1>X2>X3
C.对应条件下的平衡常数:a>b>c
D.X3、Y1条件下,e点对应状态时v逆>v正
12.在一个恒容的密闭容器中通入A、B两种气体,在一定条件下反应:2A(g)+B(g)⥫⥬2C(g) ΔH<0,达到平衡后,改变一个条件(X),下列量(Y)的变化一定符合图中曲线的是( )
X
Y
A
再加入A
B的转化率
B
再加入C
A的体积分数
C
加入氦气
C的分子个数
D
升高温度
混合气体平均
摩尔质量
13.(2025·广东广州模拟)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.x1<x2
B.b、c两点的正反应速率:vb>vc
C.此反应在任意温度下都可自发进行
D.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态
14.(2025·安徽模拟)一定温度下,在1 L恒容密闭容器中,发生“甲烷重整”反应:CH4(g)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+3H2(g),其原理如下所示。
已知“甲烷重整”反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示:
温度/℃
850
1000
1200
1400
K
0.5
2
275
1772
下列说法错误的是( )
A.物质a可能是FeO
B.该反应在任何温度下均可自发进行
C.若减小n(CH4)∶n(H2O)的值,则CH4的平衡转化率增大
D.1000 ℃,若容器中n(CH4)=n(H2O)=n(H2)=1 mol、n(CO)=2 mol,则反应处于平衡状态
15.(2023·威海模拟)某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(s)⥫⥬Y(g)+2Z(g),有关数据如下:
时间段/min
产物Z的平均生成速率
/(mol·L-1·min-1)
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法错误的是( )
A.1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1
B.2 min时,加入0.20 mol Z,此时v正(Z)<v逆(Z)
C.3 min时,Y的体积分数约为33.3%
D.5 min时,X的物质的量为1.4 mol
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
二、非选择题(本题有4个小题,共55分)
16.(12分)用酸性KMnO4溶液和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:
甲 乙
实验
序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 mol·
L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·
L-1 KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 mol·
L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·
L-1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min末=________________mol·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定______________________________________来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
①产物Mn2+是反应的催化剂;
②_______________________________________________。
17.(13分)发展新能源、改善空气质量等一直是化学研究的热点。回答下列问题:
(1)甲醇是可再生的清洁能源,可利用CO2与H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)。该反应历程如图所示。
上述合成甲醇的反应的有机副产物有________;由于该反应速率较慢,需要加入催化剂使反应速率加快,主要降低下列变化中________(填字母)的能量变化。
A.*CO+*OH―→*CO+*H2O
B.*CO―→*OCH
C.*OCH2―→*OCH3
D.*OCH3―→*CH3OH
(2)焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中反应可制合成气,主要反应(Ⅰ)、(Ⅱ)的lg Kp(Kp为以分压表示的平衡常数)与T的关系如图所示。
①反应(Ⅰ)的ΔH____0(填“>”“=”或“<”)。
②在容积为10 L的密闭容器中充入1 mol CO、1 mol H2O只发生反应(Ⅱ),反应5 min 达到图中d点,请计算0~5 min内,CO的平均反应速率为________;此时CO的转化率为________;
已知:反应速率v=v正-v逆=k正·x(CO)·=________。
③c点时,若反应容器中CO浓度为0.1 mol/L,则CO2浓度为______________。
18.(15分)(1)一步完成的反应称为基元反应,只由基元反应构成的化学反应称为简单反应,两个及以上基元反应构成的化学反应称为复杂反应,复杂反应的速率取决(等)于慢的基元反应速率。基元反应aA+bB===cC+dD的速率方程为v=k·ca(A)·cb(B),其中k为速率常数。已知反应NO2+CO===NO+CO2,在不同温度下反应机理不同。
①温度高于490 K时,上述反应为简单反应,请写出其速率方程____________。
②温度高于520 K时,该反应是由两个基元反应构成的复杂反应,其速率方程v=k·c2(NO2),已知慢的基元反应的反应物和产物为NO、NO2、NO3,用方程式表示反应历程。
第一步:_______________________________________________(慢反应)。
第二步:________________________________________________(快反应)。
(2)N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)
ΔH=+57 kJ·mol-1该反应是高中和大学化学学习的经典素材。
①T1 K时,向1 L真空容器中加入1 mol N2O4,达到平衡时NO2的平衡产率为20%,则该温度下的平衡常数K=________,达到平衡时吸收的热量为________kJ。某温度下,该反应达到平衡,NO2与N2O4的混合气体总压强为100 kPa,密度为同状态下氢气密度的34.5倍,平衡常数Kp=________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
②若v(N2O4)=k1·c(N2O4),v(NO2)=k2·c(NO2),T2温度下,若k1=k2,则T2________T1(填“高于”或“低于”)。
(3)复杂反应2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)由两个基元反应构成,2NO(g)===N2O2(g)(快速平衡) N2O2(g)+O2(g)===2NO2(g)(慢反应),已知快反应为放热反应,其正、逆反应速率常数分别为k1和k2,慢反应正、逆反应速率常数分别为k3和k4。若v正=k·c2(NO)·c(O2)则k=________(用k1、k2、k3表示)。
19.
(15分)(2025·曲靖高三模拟)氮氧化物是造成大气污染的主要物质,研究它们的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。
(1)在一定条件下,向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH3、NO发生反应:4NH3(g)+6NO(g)⥫⥬5N2(g)+6H2O(g),其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂的作用下,NO的转化率与温度的关系如图所示。
①工业上应选择催化剂________(填“甲”或“乙”)。
②M点是否为对应温度下NO的平衡转化率,判断理由是________________________________________________________________________。
温度高于210 ℃时,NO转化率降低的原因可能是______________________。
(2)已知:NO2(g)+SO2(g)⥫⥬NO(g)+SO3(g) ΔH<0。向密闭容器中充入等体积的NO2和SO2,测得平衡状态时压强对数lg p(NO2)和lg p(SO3)的关系如图所示。
①a、b两点体系总压强pa与pb的比值=________。
②温度为T2时化学平衡常数Kp=________,T1________(填“>”“<”或“=”)T2。
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章检测(十四) 第七章 化学反应速率与化学平衡(提能卷)
1.C A项,催化剂可以改变化学反应速率,催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率;B项,中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物充分接触,可以加快化学反应速率;C项,锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度,会降低化学反应速率;D项,石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率。
2.D 图中交点时A、B的浓度相等,但浓度继续变化,则没有达到平衡状态,如达到平衡状态,各物质的浓度不变,故A错误;2 s时,A的浓度变化=0.8 mol·L-1-0.5 mol·L-1=0.3 mol·L-1,则2 s内平均反应速率v==0.15 mol·L-1·s-1,而不是瞬时速率,故B错误;A的浓度变化=0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1=0.6 mol·L-1,A表示的反应速率==0.05 mol·L-1·s-1,B的浓度变化=0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.2 mol·L-1,B的反应速率= mol·L-1·s-1,C的反应速率= mol·L-1·s-1,速率之比等于化学方程式计量数之比,3∶b∶c=0.05∶∶,b=1,c=1.5,化学计量数之比b∶c=2∶3,故C错误;平衡时A的物质的量为0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,B的物质的量为0.3 mol·L-1×2 L=0.6 mol,C的物质的量为0.6 mol,则总物质的量为1.6 mol,起始时总物质的量为2.6 mol,则12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13,故D正确。
3.C A.升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,而c(Z)增大,说明平衡正向移动,则ΔH>0,A正确;B.加入一定量Z,平衡逆向移动,故达新平衡后m(Y)减小,B正确;C.加入等物质的量的Y和Z,平衡逆向移动,由于X、Y均为固体,故K=c(Z),达新平衡后c(Z)不变,C错误;D.加入一定量氩气,因容器容积不变,故Z的浓度不变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,D正确。
4.C A.该反应是一个气体分子数减少的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,v正>v逆,由于温度不变,故平衡常数不变,A不正确;B.催化剂不影响化学平衡状态,因此,加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度,B不正确;C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动,C正确;D.恒容下,充入一定量的CH2===CH2(g),平衡向正反应方向移动,但是CH2===CH2(g)的平衡转化率减小,D不正确。
5.C 反应速率主要取决于慢的一步,所以该反应的速率主要取决于②的快慢,故A错误;NOBr2是反应过程中的中间产物,不是该反应的催化剂,故B错误;由于该反应为放热反应,说明反应物的总能量高于生成物的总能量,所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1,故C正确;增大Br2(g)浓度,活化分子百分数不变,但单位体积内的活化分子数目增多,所以能加快反应速率,故D错误。
6.B A点时,NO2与CO2物质的量浓度相等,即反应了0.5 mol的NO2,生成了0.25 mol的N2和0.5 mol的CO2,各组分分压分别为=4 MPa,压强平衡常数2 MPa,故选B。
7.B 整个过程中H+是催化剂,先参与第一步反应,在最后一步反应生成,故A正确;由图可知该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为131 kJ·mol-1,故B错误;决定总反应速率的是活化能或能垒最高的基元反应,由图可知,该基元反应为,故C正确。
8.C 0~t1时间段内,反应正向进行,v(正)>v(逆),t1~t2时间段内,反应达到平衡,v(正)=v(逆),A项错误;t2时刻改变条件后达到平衡时,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,A的体积分数:Ⅰ=Ⅱ,B项错误;向容器中通入C(g),逆反应速率瞬间增大,再次建立的平衡与原平衡等效,说明和原平衡相同,符合图像,C项正确;t2时刻改变条件后达到平衡时逆反应速率不变,说明和原平衡等效,且温度不变,所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数相等,D项错误。
9.C 从微观上看,反应物分子一般总是经过若干的简单反应步骤,才最后转化为产物分子的。每一个简单的反应步骤,就是一个基元反应。基元反应步骤要求反应物一步变成生成物,没有任何中间产物,由图可知,整个反应历程中有四个基元反应,A错误;由图可知,吸附在催化剂表面的生成物总能量低于反应物的总能量,为放热过程,B错误;反应的活化能越大,反应速率越慢,反应决速步为慢反应,由图可知,反应H2CO*+===H3CO-H*活化能最大,反应速率最慢,C正确;根据反应历程图可知,第一步基元反应中涉及H—H非极性键的断裂,但是整个过程中没有非极性键的生成,D错误。
10.A 若温度适当降低,F的浓度增加,说明降温平衡逆向移动,则该反应为吸热反应,该反应的焓变为正值,降低温度,正逆反应速率都降低,B、C错误;温度不变,平衡常数不发生改变,D错误。
11.A
12.A 达到平衡后,再加入C,化学平衡逆向移动,由于总物质的量增加,A的体积分数减小,B错误;达到平衡后,在一个恒容的密闭容器中加入氦气,平衡不移动,则C的分子个数不变,C错误;达到平衡后,升高温度,化学平衡逆向移动,由=可知,逆向移动时n增大,则混合气体平均摩尔质量减小,D错误。
13.C x越大,甲烷的转化率越小,相同温度下x1甲烷的转化率大于x2,则x1<x2,A正确;b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为1 mol,b点x值小于c点,则b点加水多,反应物浓度大,则反应速率vb>vc,B正确;a、b投料比相同,升高温度,甲烷的转化率增大,说明升高温度平衡正向移动,正向ΔH>0,正向体积增大则ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS<0时T较大,故该反应高温自发,C错误;都是气体参加的反应,正向体积增大,则平均相对分子质量是个变值,平均相对分子质量不变时各组分含量不再变化,达到平衡,D正确。
14.B 由反应①可知,氢元素被还原,则铁元素被氧化,所以物质a可能是FeO,A正确;该反应的ΔS>0,根据表中数据,升高温度,化学平衡常数增大,则正反应为吸热反应,ΔH>0,根据ΔH-TΔS<0反应可自发进行,可知该反应在高温下可能自发进行,B错误;若减小n(CH4)∶n(H2O)的值,即相当于增加水蒸气的浓度,化学平衡正向移动,则CH4的平衡转化率增大,C正确;1000 ℃,若容器中n(CH4)=n(H2O)=n(H2)=1 mol,n(CO)=2 mol,则Q==2=K,则此时反应处于平衡状态,D正确。
15.B A.反应开始后,随着时间的延长,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内Z的平均生成速率,故1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1,A正确;B.4 min时生成Z的物质的量为0.15 mol·L-1·min-1×4 min×1 L=0.6 mol,6 min时生成Z的物质的量为0.10 mol·L-1·min-1×6 min×1 L=0.6 mol,故反应在4 min时已达到平衡,设达到平衡时生成了a mol Y,列三段式:
2X(s)⥫⥬Y(g)+2Z(g)
初始/mol 2.0 0 0
转化/mol 2a a 2a
平衡/mol 2.0-2a a 0.6
则2a=0.6,解得a=0.3,则Y的平衡浓度为0.3 mol·L-1,Z的平衡浓度为0.6 mol·L-1,平衡常数K=c2(Z)·c(Y)=0.108,2 min时Y的浓度为0.2 mol·L-1,Z的浓度为0.4 mol·L-1,加入0.2 mol Z后Z的浓度变为0.6 mol·L-1,Q=c2(Z)·c(Y)=0.072<K=0.108,反应正向进行,故v正(Z)>v逆(Z),B错误;C.反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y和Z为气体,相同温度和压强下,气体体积之比等于物质的量之比,,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;D.由B项分析可知,5 min时反应处于平衡状态,此时生成的Z为0.6 mol,则X转化的物质的量为0.6 mol,初始X的物质的量为2.0 mol,则剩余X的物质的量为1.4 mol,D正确。
16.解析:(1)对比实验①②中A溶液、B溶液的数据可知,除c(H2C2O4)不同外,其余各量均相同,因此该实验是探究浓度对化学反应速率的影响。实验②中c(H2C2O4)比实验①中大,则相同时间内实验②的化学反应速率快,所得CO2的体积大。(2)收集到CO2的物质的量为n(CO2)==2×10-4 mol,则有
+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
2 10
2×10-4 mol
列式:,解得=4×10-5mol。在2 min末,=30×10-3 L×0.01 mol·L-1-4×10-5mol=2.6×10-4mol,从而可得==0.0052 mol·L-1。(3)可以通过测定酸性KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需时间来比较化学反应速率。(4)t1~t2时间内反应速率变快,其可能原因主要有:①产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂;②反应放热,使混合溶液的温度升高。
答案:(1)浓度 ②>① (2)0.0052 (3)酸性KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需时间) (4)反应放热,使混合溶液的温度升高
17.解析:(1)由图可知生成的副产物主要有CO和CH2O,其中的有机副产物是CH2O;由图可知生成甲醇的过程中,能垒最高的变化为*CO+*OH―→*CO+*H2O,该反应速率最慢,决定整个反应的快慢,所以要想提高整个反应速率,应该降低该反应的能垒。(2)①根据图示可知,温度升高,反应(Ⅰ)的
==0.05 mol/L,则0~5 min内,CO的平均反应速率v(CO)==0.01 mol/(L·min);此时CO的转化率为x(CO)·x(H2O)==Kp,根据图像可知,e点对应温度下反应达到平衡时,Kp=1,所以=1,e处的Qp==10-2,则=1×100=100。③对于反应(Ⅰ),化学平衡常数K=;对于反应(Ⅱ),化学平衡常数K=,由于c点是两个反应的交点,化学平衡常数相等,所以=c2(CO)=0.01 mol/L。
答案:(1)CH2O A (2)①> ②0.01 mol/(L·min) 50% 100 ③0.01 mol/L
18.解析:(1)①基元反应aA+bB===cC+dD的速率方程为v=k·ca(A)·cb(B),则温度高于490 K时,简单反应NO2+CO===NO+CO2的速率方程为v=k·c(NO2)·c(CO);②温度高于520 K时,该反应是由两个基元反应构成的复杂反应,根据速率方程v=k·c2(NO2)可知,慢反应的反应物为NO2,结合产物氮氧化物可知,其慢反应为2NO2===NO+NO3,因总反应为NO2+CO===NO+CO2,则快反应为NO3+2CO===NO+2CO2。(2)设转化的N2O4为x mol·L-1,则:
N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)
起始浓度/(mol·L-1) 1 0
转化浓度/(mol·L-1) x 2x
平衡浓度/(mol·L-1) 1-x 2x
理论上1 mol·L-1N2O4产生NO2 2 mol·L-1,达到平衡时NO2的平衡产率为20%,则×100%=20%,x=,该温度下的平衡常数K==0.2;某温度下,该反应达到平衡,NO2与N2O4的混合气体总压强为100 kPa,密度为同状态下氢气密度的34.5倍,则混合气体的摩尔质量为34.5×2 g·mol-1=69 g·mol-1,则:,根据十字相乘法可知平衡后两种气体的物质的量之比n(NO2)∶n(N2O4)=23∶23=1∶1,因平衡NO2与N2O4的混合气体总压强为100 kPa,平衡常数Kp==50;若v(N2O4)=k1·c(N2O4),v(NO2)=k2·c(NO2),T2温度下,若k1=k2,则NO2平衡产率为50%,与T1温度相比,平衡向正反应方向移动,则T2>T1。(3)由基元反应aA+bB===cC+dD的速率方程为v=k·ca(A)·cb(B)可知,快速平衡2NO(g)===N2O2(g)的正反应速率v快正=k1·c2(NO),逆反应速率v快逆=k2·c(N2O2),慢反应为N2O2(g)+O2(g)===2NO2(g),则v慢正=k3·c(N2O2)·c(O2),则反应速率v正=c2(NO)·c(O2),所以k=。
答案:(1)①v=k·c(NO2)·c(CO) ②2NO2===NO+NO3 NO3+2CO===NO+2CO2
(2)①0.2 11.4 50 ②高于 (3)
19.解析:(1)①由题图可知,相同温度下催化剂乙的催化效率高于催化剂甲的,故工业上应选择催化剂乙。②平衡转化率是该温度下的最大转化率,此时M点NO的转化率明显低于同温度下乙作为催化剂时NO的转化率,故M点不是该温度下NO的平衡转化率;温度高于210 ℃,NO转化率降低的可能原因是催化剂活性降低或副反应增多。
(2)①由于总压强等于各物质的分压之和,因此p总=p(NO2)+p(SO2)+p(NO)+p(SO3)=2p(NO2)+2p(SO3),故a、b两点体系总压强分别为pa=2×10 kPa+2×100 kPa=220 kPa,pb=2×1 kPa+2×10 kPa=22 kPa,故二者的比值=10。②根据图像,T2温度下,lg p平(NO2)=2时,lg p平(SO3)=0,p平(NO2)=p(SO2)=100 kPa,p平(SO3)=p(NO)=1 kPa,Kp==1×10-4;该反应为放热反应,升高温度不利于反应正向进行,升高温度可以导致平衡时p平(SO3)降低,所以温度T1<T2。
答案:(1)①乙 ②否,平衡转化率是该温度下的最大转化率,此时M点NO的转化率明显低于同温度下乙作为催化剂时NO的转化率 催化剂活性降低(或副反应增多)
(2)①10 ②1×10-4 <
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