内容正文:
专题03 化学平衡、反应方向与调控
3大高频考点概览
考点01 影响化学平衡的因素
考点02 化学平衡常数的计算
考点03 化学平衡状态的判断
考点04 化学平衡图像分析
地 城
考点01
影响化学平衡的因素
1.(24-25高二上·云南普洱·期末)工业上用和来合成氨的反应是放热反应,下列叙述可用勒夏特列原理来解释的是
A.合成氨时,原料气必须经过净化处理
B.高温比室温更有利于合成氨的反应
C.高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应
D.使用铁触媒,使和混合气体有利于合成氨
2.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)已知某化学反应的平衡常数表达式为,在不同温度下该反应的平衡常数如下表。下列有关叙述正确的是
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
A.若平衡浓度符合下列关系式:,则此时的温度为1000℃
B.上述反应的逆反应是放热反应
C.该反应的化学方程式为CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
D.若在一定容积的密闭容器中通入CO2和H2各1mol, 5 min后温度升高到830℃,此时得CO为0.4 mol时,该反应达到平衡状态
3.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.增大压强使平衡向生成Z的方向移动
C.在25℃下,反应的平衡常数为1600,改变温度可以改变此反应的平衡常数
D.在25℃下,测得c(X)=0.04mol·L-1,c(Y)=0.1mol·L-1,c(Z)=0.08mol·L-1,则此时v正<v逆
4.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向浓度均为0.1的和混合溶液中滴加少量溶液,先出现黄色沉淀
B
取两支试管,分别加入20.5溶液,将其中一支试管的溶液加热,发现未加热的溶液呈绿色,加热后的溶液呈黄绿色。
反应为吸热反应
C
镀锌铁钉和普通铁钉同时投入相同浓度的盐酸中,镀锌铁钉产生气泡更快
镀锌后的铁更易发生析氢腐蚀
D
用计测定相同温度下,相同物质的量浓度的溶液和溶液,发现溶液的小于溶液的
A.A B.B C.C D.D
5.(23-24高二上·云南昭通一中教研联盟·期末)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如图所示图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量),下列结论正确的是
A.反应I:
B.反应II:
C.反应III:或
D.反应IV:
6.(23-24高二上·云南昭通一中教研联盟·期末)下列事实,不能用勒夏特列原理来解释的是
A.往稀硫酸中加入铁粉,溶液颜色加深
B.升高温度,的醋酸溶液的导电能力增强
C.拧开可乐瓶盖,有大量气泡冒出
D.实验室制备乙酸乙酯时,使用过量的乙醇作原料
7.(23-24高二上·云南普洱·期末)恒温下气体反应达到化学平衡,平衡常数。恒容时,若降低温度,D的浓度增大。下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式为
B.增大,K减小
C.恒容时,向容器中充入Ne,反应速率不变
D.正反应为放热反应
8.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)在高温、高压和催化剂的密闭容器中,进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列有关说法不正确的是
A.达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率
B.增大氢气的浓度可增大反应速率
C.在上述条件下,氢气能全部转化为氨气
D.达到平衡时,体系中各物质的浓度不再改变
9.(23-24高二上·云南曲靖·期末)下列事实不能用勒夏特列原理(平衡移动原理)解释的是
①实验室常用排饱和溶液的方法收集
②加热到一定温度时发生分解
③二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,增大压强后颜色加深
④,为提高,的产率,采取降低温度的措施
⑤催化氧化成的反应,往往需要使用催化剂
A.①④ B.②③ C.②⑤ D.②③⑤
10.(23-24高二·云南师大附中·期末)下列说法错误的是
A.对有气体参加的化学反应,增大压强可使活化分子的百分数增加,反应速率加快
B.同温同压时,等物质的量氢气和氯气在光照和点燃条件下反应的相同
C.反应体系的温度发生变化,平衡一定发生移动
D.加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数增加,反应速率加快
11.(23-24高二上·云南曲靖·期末)一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入0.2气体,发生反应 ,测得的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是地 城
考点02
化学平衡常数的计算
A.的平衡转化率为64.5%
B.反应到50s时,若向密闭容器中充入少量,平衡逆向移动
C.反应的平衡常数约为0.83
D.若增大的起始物质的量,平衡时比原平衡大
12.(23-24高二上·云南大理·期末)某温度下,将和置于恒容密闭容器中发生反应:,下列对如图所示图像的说法正确的是
A.达平衡后,其他条件不变,若增大容器容积,则反应速率变化图像可以用图甲表示
B.其他条件相同时,不同温度下转化率与温度的关系如图乙,则
C.由图丙推断,A点对应温度下该反应的平衡常数为800
D.由图丙推断,B点的平衡浓度为
13.(23-24高二上·云南普洱·期末)甲烷是重要的气体燃料和化工原料,由制取合成气()的反应原理为。回答下列问题:
(1)若生成,吸收热量,相关化学键的键能(断裂化学键所吸收的能量),如表所示。
化学键
键能/
414
436
467
①的键能为 (用含a的式子表示)。
②当体系温度等于TK时,温度大于T时 (填“>”“<”或“=”)0。
(2)在体积为1L的恒容密闭容器中通入和,在不同条件下发生反应,测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①X表示 (填“温度”或“压强”),该反应的平衡常数表达式 。
②m、n、q点的平衡常数由大到小的顺序为 。
③若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为 ,该条件下平衡常数 (保留两位有效数字)。
14.(23-24高二上·云南曲靖·期末)“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国的新名片。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下:
①
②
③
(1)则表示燃烧热的热化学方程式为 。
(2)反应①在 (填“高温”或“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
Ⅱ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为: ,设m为起始时的投料比,即。
(3)图a中投料比相同,温度从高到低的顺序为 。
图a 图b
(4)图b中、、从大到小的顺序为 。
(5)下列说法一定能判断该反应达到平衡状态的是________(填序号)。
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
D.和的物质的量之比不再改变
Ⅲ.工业上可用丙烯加成法制备1,2—二氯丙烷(),主要副产物为3—氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.2
65.2
61.6
57.6
57.6
(6)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率,即,则前120min内平均反应速率 。
(7)该温度下,若平衡时的体积分数为12.5%,反应①的平衡常数 (为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
15.(23-24高二上·云南昆明石林民族中学·期末)随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
I.以和为原料合成尿素 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如下图所示:
第一步:
第二步:
①图中 。
②决定该反应速率是 反应(填“第一步”或“第二步”),理由是 。
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是 (填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂键和键
②由图可知,压强 (填“>”“<”或“=”,下同);P2压强下,点速率 。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则点对应温度下的 (用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:
(4)阴极电极反应式为 。
16.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)在1.0 L真空密闭容器中充入4.0 mol A(g)和4.0 mol B(g),在一定温度下进行反应:A(g)+B(g)⇌C(g) ΔH,测得不同时刻该容器内物质的物质的量如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
n(A)/mol
4.0
2.5
1.5
n2
n3
n(C)/mol
0
1.5
n1
3
3
回答下列问题:
(1)随着温度的升高,该反应的化学平衡常数减小,则ΔH (填“>”“<”或“=”)0,反应从起始到20 min内C的平均反应速率是 mol·L-1·min-1。
(2)该温度下,上述反应的化学平衡常数为 。平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的 。
(3)下列选项中能说明该反应在一定温度和恒容条件下达到平衡状态的是___________。
A.反应速率:vA(正)+vB(正)=vC(逆) B.A的质量不再改变
C.B的转化率不再改变 D.密度不再改变
(4)若反应C(g)⇌A(g)+B(g)进行时需加入稀释剂X气体(不参与反应),则C的平衡转化率与体系的温度、压强、X的物质的量的关系如图1、图2所示。
①由图1可知,T1 (填“>”“<”或“=”)T2。
②由图2可知,当其他条件不变时,增大X的物质的量,C的平衡转化率将 (填“增大”“减小”或“不变”),其原因是 。
17.(24-25高二上·云南普洱·期末)甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、 Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)
(1)下表所列数据是各化学键的键能,该反应的ΔH= (用含字母的代数式表示)。
化学键
H-H
C-H
C-O
O-H
键能(kJ/mol)
a
b
c
d
e
(2)某科研小组用Pd/C作催化剂,在450℃时,研究了n(H):n(CO)分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图),则图中表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线为 (填“曲线a"或“曲线b”)。
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在2L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2molH2,加入合适催化剂后在某温度下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
压强/MPa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为 ,该温度下的平衡常数K为 .
(4)将CO和H2加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。
T1、T2、T3由大到小的关系是 ,判断理由是
(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池,其工作原理如图
①石墨2为 (填“正“或“负“)极。
②石墨1极发生的电极反应式为
地 城
考点03
化学平衡状态的判断
18.(24-25高二上·云南普洱·期末)室温下,如表实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
向溶液中加入溶液充分反应后用苯萃取次,取水层滴加溶液观察溶液颜色变化
化学反应有一定限度
用玻璃棒蘸取待测溶液滴在试纸上,立即与标准比色卡对照读数
测定新制氯水的
分别向支盛有等体积、等浓度的和溶液的试管中同时加入溶液
探究不同催化剂对反应速率的影响
分别取硫酸、氢氧化钡两溶液在量热器中充分反应,测定反应前后最大温度差
测定中和热
A. B. C. D.
19.(24-25高二上·云南普洱·期末)设为阿伏加德罗常数的值,下列正确的是
A.的溶液中含离子数为
B.的甲醇溶液中含有的氢原子数为
C.与混合反应生成,转移电子数为
D.常温、常压下,丁烯与丙烯混合气体含有的氢原子数为
20.(23-24高二上·云南保山&文山·期末)下列说法错误的是
A.,恒温时,缩小容积,气体颜色变浅
B.若压强不再随时间变化能说明反应已达平衡,则一定为气体
C.,加入与充分反应后,放出热量小于
D.该反应
21.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)在一个绝热、体积一定的密闭容器中,充入2 mol 和6 mol ,一定条件下,发生可逆反应: ,下列各项中能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.一定条件下,体系的密度不再改变
B.一定条件下,和转化率相同
C.断裂1 mol 键的同时,也断裂6 mol 键
D.反应消耗的、与生成的的速率
22.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)某温度下,在一恒容密闭容器中进行可逆反应: △H>0,下列叙述正确的是
A.平衡后升高温度,平衡逆向移动
B.平衡后加入少量催化剂,逆反应速率不变
C.当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡
D.平衡后加入X,△H增大
23.(23-24高二上·云南保山&文山·期末)一定温度下,在的恒容密闭容器中发生反应:,反应过程中的部分数据如下表所示:
0
2.0
1.0
0
10
0.6
20
1.4
30
0.6
下列说法正确的是
A.用B表示的平均反应速率为
B.其它条件不变,达平衡后移走C物质使正反应速率减小
C.后已达到平衡状态
D.平衡时A的转化率为30%
24.(23-24高二上·云南玉溪·期末)反应在恒温恒容下达到平衡,下列说法可以作为该反应已达到平衡的判据是
A.气体的总物质的量不变 B.气体的总质量不变
C.与的浓度相同 D.容器内气体的密度不变
25.(23-24高二上·云南昆明石林民族中学·期末)下列实验过程能达到目的,且现象和结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向试管中加入溶液,滴加溶液,产生白色沉淀,再滴加2滴溶液,沉淀由白色变为黄色
B
在两支试管中均加溶液,分别滴入2滴溶液和溶液,加溶液的试管产生气泡速率更快
的催化效果强于
C
用计分别测定浓度均为的和的,的更大
D
将溶液与溶液混合于试管中充分反应后,滴加几滴溶液,振荡,溶液变为血红色
与的反应有一定的限度
A.A B.B C.C D.D
26.(23-24高二·云南师大附中·期末)利用传感技术可探究压强对化学平衡移动的影响。往注射器中充入适量气体如图甲所示;恒定温度下,再分别在时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变,测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中错误的是
A.在B、E两点,对应的正反应速率:
B.C到D点平衡逆向移动,针筒内气体颜色D比B点深
C.B、H两点,对应的浓度相等
D.B点处的转化率为6%
27.(24-25高二上·云南普洱·期末)在密闭容器中进行反应:,有关下列图像说法错误的是
A.依据图a可判断正反应为放热反应
B.在图b中,虚线的反应条件可能是使用了催化剂
C.若,则图c表示减小压强,平衡逆向移动
D.若,由图d中可知
28.(23-24高二上·云南普洱·期末)将1molM和2molN置于体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应: 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是地 城
考点04
化学平衡图像分析
A.
B.温度:T1>T2
C.温度为T1时,M的平衡转化率为20%
D.若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
29.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)不同温度下,在某一恒容密闭容器中充入一定量的CO和,发生反应 。测得CO的平衡转化率的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.正反应速率:
B.平衡常数:
C.a点时,再向容器中加入一定量CO,CO的平衡转化率一定增大
D.d点时,移除可使平衡正向移动且加快逆反应速率
30.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡图像如下,下列判断正确的是
A.图1中,T1<T2,该反应正反应为吸热反应
B.图3中,表示反应速率v正>v逆的是点3
C.图2中,该反应m+n<p
D.图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
31.(24-25高二上·云南曲靖·期末)向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量B的混合气体,在一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如图甲所示(t0~t1阶段的c(B)变化未画出),图乙为t2时刻改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,且四个阶段各改变一种不同的反应条件。下列说法中正确的是
A.若t1="15" s,t0~t1阶段B的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件是减小压强
C.该容器的容积为2 L,B的起始物质的量为0.02 mol
D.t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06 mol,容器与外界的热交换为a kJ,则该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) △H=-50a kJ·mol-1
32.(23-24高二上·云南昆明市第三中学·期末)乙烯气相直接水合反应制备乙醇的方程式为:,乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示(起始时,,容器体积为1 L)。下列分析正确的是
A.升高温度该反应的平衡常数增大
B.图中压强的大小关系为:
C.达到平衡状态时,a、b点乙醇的百分含量:
D.a点与b点对应平衡常数相等
33.(23-24高二上·云南曲靖·期末)合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。图1表示在2L恒容密闭容器中NH3的物质的量浓度随时间的变化曲线。图2表示在其他条件不变时,平衡时NH3的体积分数随起始时H2的物质的量的变化曲线。下列说法正确的是
A.图1中,10min末H2的消耗速率v(H2)=0.045mol/(L·min)
B.图1中,其他条件不变,第11min迅速压缩容器体积为1L,则c(NH3)-t曲线变化为a
C.图2中,反应物N2的平衡转化率:b>a>c
D.图2中,T1、T2表示温度,则T1>T2
34.(23-24高二上·云南昭通盐津二中·期末)完成下列小题
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ/mol
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1451.0kJ/mol,
则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)的反应热△H= 。
(2)某研究小组用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,已知该反应中CO的转化率与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①P1 P2填(“”“”“”)。
②在不改变反应物用量情况下,既减小化学反应速率,又提高CO的转化率,可采取的措施是 (答出两条措施)。
(3)在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
①比较t2时刻,正逆反应速率大小V正 V逆(填“”、“”、“”)
②若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为: 。
③t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为 。
④该条件下的平衡常数K= 。
35.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)氮氧化物是大气污染物之一,可用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) 。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+a kJ·mol-1;C(s)的燃烧热为ΔH2=-b kJ·mol-1。
①反应 C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的ΔH = kJ·mol-1(用含 a、b 的代数式表示)。
② C,N,O三种元素电负性由强到弱的顺序是 ,第一电离能依次增大的顺序是 。(填元素符号)
③研究人员对比研究活性炭、负载钙、镧氧化物对该反应的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C,通入相同浓度的NO,不同温度下测得反应2小时时NO去除率如图所示,据图分析,温度在 500℃以内,三种情况下反应的活化能最小的是 (填“C”、“CaO/C”或 “La2O3/C”)。
(2)在 2L 恒容密闭容器中加入足量 C 与 NO 发生反应,所得数据如表:
实验编号
温度/℃
起始时 NO 的物质的量/mol
平衡时 N2 的物质的量/mol
1
700
0.24
0.08
2
800
0.40
0.09
①由表可知700℃时,该反应的平衡常数 K= 。
②结合表中数据,判断该反应的ΔH 0(填“>”或“<”),理由是 。
(3)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 (填字母)。
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
E.降温
试卷第30页,共36页
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专题03 化学平衡、反应方向与调控
3大高频考点概览
考点01 影响化学平衡的因素
考点02 化学平衡常数的计算
考点03 化学平衡状态的判断
考点04 化学平衡图像分析
地 城
考点01
影响化学平衡的因素
1.(24-25高二上·云南普洱·期末)工业上用和来合成氨的反应是放热反应,下列叙述可用勒夏特列原理来解释的是
A.合成氨时,原料气必须经过净化处理
B.高温比室温更有利于合成氨的反应
C.高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应
D.使用铁触媒,使和混合气体有利于合成氨
【答案】C
【详解】A.合成氨时,原料气中的杂质可以使催化剂中毒,必须经过净化,催化剂不影响平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A项错误;
B.合成氨放热,温度升高,平衡逆向移动,所以500℃左右比室温不利于合成氨的反应,不能用勒夏特列原理解释,B项错误;
C.增大压强平衡向正反应移动,原料利用率提高,氨气产率增大,高压比常压条件更有利于合成氨的反应,可以用勒夏特列原理解释,C项正确;
D.催化剂只能加快反应速率,不影响平衡移动,所以不能用勒夏特列原理解释,D项错误;
故选C。
2.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)已知某化学反应的平衡常数表达式为,在不同温度下该反应的平衡常数如下表。下列有关叙述正确的是
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
A.若平衡浓度符合下列关系式:,则此时的温度为1000℃
B.上述反应的逆反应是放热反应
C.该反应的化学方程式为CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
D.若在一定容积的密闭容器中通入CO2和H2各1mol, 5 min后温度升高到830℃,此时得CO为0.4 mol时,该反应达到平衡状态
【答案】A
【详解】A.若平衡浓度符合下列关系式:,则==0.6,则此时温度为1000℃,故A正确;
B.从表中数据可以看出,随着温度升高,平衡常数在减小,即升高温度时平衡逆向移动,正反应为放热反应,则逆反应为吸热反应,故B错误;
C.根据平衡常数表达式可知,该反应的化学方程式为,故C错误;
D.若在一定容积的密闭容器中通入CO2和H2各1mol, 5 min后温度升高到830℃,此时得CO为0.4 mol,则根据反应方程式,可知该反应为逆向进行反应的,由此可知生成的为0.4 mol,消耗的CO2和H2均为0.4mol,平衡时CO2和H2均为1-0.4=0.6mol,根据,此时平衡常数=,未达平衡状态,故D错误;
故选A。
3.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.增大压强使平衡向生成Z的方向移动
C.在25℃下,反应的平衡常数为1600,改变温度可以改变此反应的平衡常数
D.在25℃下,测得c(X)=0.04mol·L-1,c(Y)=0.1mol·L-1,c(Z)=0.08mol·L-1,则此时v正<v逆
【答案】D
【详解】A.反应达到平衡时,X的转化率为=50%,故A正确;
B.X、Y浓度减小,为反应物,Z的浓度增大,为生成物,且最终X、Y浓度不为0,说明为可逆反应,X、Y、Z化学计量数之比为(0.1-0.05)mol/L:(0.2-0.05)mol/L:0.1mol/L=1:3:2,则反应的方程式为X+3Y⇌2Z,则增大压强,平衡向生成Z的方向移动,故B正确;
C.反应的方程式为X+3Y⇌2Z,平衡常数K===1600,平衡常数只受温度的影响,改变温度可以改变此反应的平衡常数,故C正确;
D.在25℃下,测得c(X)=0.04mol·L-1,c(Y)=0.1mol·L-1,c(Z)=0.08mol·L-1,此时Qc===160<K,则平衡正向移动,此时v正>v逆,故D错误;
故答案为D。
4.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向浓度均为0.1的和混合溶液中滴加少量溶液,先出现黄色沉淀
B
取两支试管,分别加入20.5溶液,将其中一支试管的溶液加热,发现未加热的溶液呈绿色,加热后的溶液呈黄绿色。
反应为吸热反应
C
镀锌铁钉和普通铁钉同时投入相同浓度的盐酸中,镀锌铁钉产生气泡更快
镀锌后的铁更易发生析氢腐蚀
D
用计测定相同温度下,相同物质的量浓度的溶液和溶液,发现溶液的小于溶液的
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.向浓度均为的NaCl和NaI混合溶液中滴加少量溶液,先出现沉淀的说明该沉淀的溶解度更小,因先出现黄色沉淀该沉淀为AgI,因此,A错误;
B.根据升高温度化学平衡向吸热反应方向移动,降低温度平衡向放热反应方向移动可知,该反应为吸热反应,B正确;
C.镀锌后的铁容易形成原电池,加快了反应速率,C错误;
D.溶液的pH大,说明其对应的酸根离子水解能力强,其对应的酸的酸性弱,D错误;
故选B。
5.(23-24高二上·云南昭通一中教研联盟·期末)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如图所示图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量),下列结论正确的是
A.反应I:
B.反应II:
C.反应III:或
D.反应IV:
【答案】C
【详解】A.据图像可知,恒压升温,A的平衡转化率降低,根据勒夏特列原理,正反应方向为放热反应,即,若等温加压该平衡向正反应方向进行,A的转化率增大,所以p1>p2,故A错误;
B.根据图像,T2先达平衡,说明T2>T1,温度升高,n(C)减小,说明正反应方向为放热反应,即,故B错误;
C.如果该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向进行,C的平衡体积分数降低,即T1>T2;如果该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向进行,C的平衡体积分数增大,即T2>T1,故C正确;
D.若T2高于T1,则升高温度,A的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应,,故D错误;
故答案为:C。
6.(23-24高二上·云南昭通一中教研联盟·期末)下列事实,不能用勒夏特列原理来解释的是
A.往稀硫酸中加入铁粉,溶液颜色加深
B.升高温度,的醋酸溶液的导电能力增强
C.拧开可乐瓶盖,有大量气泡冒出
D.实验室制备乙酸乙酯时,使用过量的乙醇作原料
【答案】A
【详解】A.往稀硫酸中加入铁粉,发生的不是可逆反应,不能用勒夏特列原理解释,故A正确;
B.醋酸的电离吸热,其他条件不变时,升高温度,醋酸的电离平衡正向移动,醋酸根离子、氢离子浓度增大,增强了醋酸溶液的导电能力,能用勒夏特列原理解释,故B错误;
C.可口可乐中溶有二氧化碳,存在平衡,打开瓶盖相当于减小压强,平衡逆向移动,有大量气泡冒出,能用勒夏特列原理解释,故C错误;
D.实验室制备乙酸乙酯时,使用过量的乙醇可以使乙醇与乙酸的反应正向进行,有利于提高乙酸乙酯的产率,与平衡移动有关,能用勒夏特列原理解释,故D错误;
故答案为:A。
7.(23-24高二上·云南普洱·期末)恒温下气体反应达到化学平衡,平衡常数。恒容时,若降低温度,D的浓度增大。下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式为
B.增大,K减小
C.恒容时,向容器中充入Ne,反应速率不变
D.正反应为放热反应
【答案】B
【详解】A.根据平衡常数表达式,平衡常数表达式中,分子是生成物浓度幂之积,分母是反应物浓度幂之积,指数是对应物质的化学计量数,所以该反应的化学方程式为,A正确;
B.平衡常数K只与温度有关,增大,温度不变,K值不变,B错误;
C.恒容时,向容器中充入Ne,各物质的浓度不变,单位体积内活化分子数不变,有效碰撞几率不变,反应速率不变,C正确;
D.恒容时,降低温度,D的浓度增大,说明平衡正向移动,根据勒夏特列原理,降低温度平衡向放热反应方向移动,所以正反应为放热反应,D正确;
故选B。
8.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)在高温、高压和催化剂的密闭容器中,进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列有关说法不正确的是
A.达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率
B.增大氢气的浓度可增大反应速率
C.在上述条件下,氢气能全部转化为氨气
D.达到平衡时,体系中各物质的浓度不再改变
【答案】C
【详解】A.达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,此为平衡状态的决定性因素,A正确;
B.反应物的浓度越大,反应速率越大,B正确;
C.该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,C错误;
D.当达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再发生改变,D正确,
答案选C。
9.(23-24高二上·云南曲靖·期末)下列事实不能用勒夏特列原理(平衡移动原理)解释的是
①实验室常用排饱和溶液的方法收集
②加热到一定温度时发生分解
③二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,增大压强后颜色加深
④,为提高,的产率,采取降低温度的措施
⑤催化氧化成的反应,往往需要使用催化剂
A.①④ B.②③ C.②⑤ D.②③⑤
【答案】D
【详解】①.饱和溶液中氯离子浓度较大,使Cl2+H2O⇌Cl-+ClO-+H2O平衡逆向移动,实验室常用排饱和溶液的方法收集涉及勒夏特列原理,①正确;
②.发生分解不是可逆反应,故加热到一定温度时发生分解不可用勒夏特列原理解释,②错误;
③.2NO2⇌N2O4,加压平衡正向移动,颜色先变深后变浅,但颜色比原来深,二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,增大压强后颜色加深是因为体积减小浓度变大,③错误;
④.,降低温度,平衡正向移动, 的产率提高,④正确;
⑤.催化氧化成的反应,往往需要使用催化剂,催化剂不影响平衡移动,⑤错误;
故②③⑤不可用勒夏特列原理解释,故选D。
10.(23-24高二·云南师大附中·期末)下列说法错误的是
A.对有气体参加的化学反应,增大压强可使活化分子的百分数增加,反应速率加快
B.同温同压时,等物质的量氢气和氯气在光照和点燃条件下反应的相同
C.反应体系的温度发生变化,平衡一定发生移动
D.加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数增加,反应速率加快
【答案】A
【详解】A.增大压强,可增大浓度,使单位体积内活化分子数目增加,故反应速率增大,但百分数不变,选项A不正确;
B.反应条件对焓变没有影响,等物质的量氢气和氯气在光照和点燃条件下反应的相同,选项B正确;
C.反应物断键吸收的热量与生成物成键放出的热量不等,化学反应一旦发生,就会有热量的变化,要么吸热、要么放热,所以平衡体系的温度发生变化,一定会使化学平衡状态发生改变,选项C正确;
D.加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能,使活化分子的百分数大大增加,从而增大化学反应的速率,选项D正确;
答案选A。
11.(23-24高二上·云南曲靖·期末)一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入0.2气体,发生反应 ,测得的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是地 城
考点02
化学平衡常数的计算
A.的平衡转化率为64.5%
B.反应到50s时,若向密闭容器中充入少量,平衡逆向移动
C.反应的平衡常数约为0.83
D.若增大的起始物质的量,平衡时比原平衡大
【答案】C
【详解】A.根据图示,在40s时达到平衡,,,则转化率为,A错误;
B.在恒容下通入不反应气体,各物质浓度不变,平衡不移动,B错误;
C.根据三段式,,C正确;
D.若增大N2O4的起始物质的量,平衡正向进行,平衡时比值减小,D错误;
故答案为:C。
12.(23-24高二上·云南大理·期末)某温度下,将和置于恒容密闭容器中发生反应:,下列对如图所示图像的说法正确的是
A.达平衡后,其他条件不变,若增大容器容积,则反应速率变化图像可以用图甲表示
B.其他条件相同时,不同温度下转化率与温度的关系如图乙,则
C.由图丙推断,A点对应温度下该反应的平衡常数为800
D.由图丙推断,B点的平衡浓度为
【答案】C
【详解】A.达平衡后若增大容器容积,即减小压强,平衡向着逆反应方向移动且正逆反应速率都应减小,A错误。
B.其他条件相同,温度高的先达到平衡,由图中信息知先达到平衡,即,B错误。
C.由图丙推断,根据A点,达到平衡,,A点对应温度下的平衡常数为,C正确。
D.B点物质的量为,即浓度为,D错误。
故选C。
13.(23-24高二上·云南普洱·期末)甲烷是重要的气体燃料和化工原料,由制取合成气()的反应原理为。回答下列问题:
(1)若生成,吸收热量,相关化学键的键能(断裂化学键所吸收的能量),如表所示。
化学键
键能/
414
436
467
①的键能为 (用含a的式子表示)。
②当体系温度等于TK时,温度大于T时 (填“>”“<”或“=”)0。
(2)在体积为1L的恒容密闭容器中通入和,在不同条件下发生反应,测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①X表示 (填“温度”或“压强”),该反应的平衡常数表达式 。
②m、n、q点的平衡常数由大到小的顺序为 。
③若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为 ,该条件下平衡常数 (保留两位有效数字)。
【答案】(1) 1282−4a <
(2) 压强 q>n>m 25% 0.19
【详解】(1)①若生成7g CO,吸收热量a kJ,则生成1mol CO吸收热量为4a kJ,设C≡O(CO)的键能为x,ΔH=断键吸收的总能量−形成化学键放出的总能量=4×414+2×467−x−3×436=+4a kJ/mol ,解出x=1282−4a;
②该反应ΔH>0,并且该反应是一个气体体积增大、熵增大的反应,可知ΔS>0,当体系温度等于T K时ΔH−TΔS=0,温度大于T时,ΔH不变,ΔS>0,可得出:ΔH−TΔS<0;
(2)①
该反应正反应吸热,升高温度,化学平衡正向移动,H2O(g)的体积分数减小,根据曲线可以判断出横坐标是温度,该反应是一个气体体积增大的反应,增大压强,化学平衡逆向移动,H2O(g)的体积分数增大,可以判断出X1>X2,即X表示的是压强;该反应的平衡常数表达式Kc=;
②该反应正反应吸热,升高温度,化学平衡常数增大,由图可知温度:q>n>m,所以,m、n、q点的平衡常数由大到小的顺序为:q>n>m;③列出三段式:
由题意可知:,计算出x=0.25,此时甲烷的转化率为: ,该条件下平衡常数Kc===0.19。
14.(23-24高二上·云南曲靖·期末)“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国的新名片。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下:
①
②
③
(1)则表示燃烧热的热化学方程式为 。
(2)反应①在 (填“高温”或“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
Ⅱ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为: ,设m为起始时的投料比,即。
(3)图a中投料比相同,温度从高到低的顺序为 。
图a 图b
(4)图b中、、从大到小的顺序为 。
(5)下列说法一定能判断该反应达到平衡状态的是________(填序号)。
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
D.和的物质的量之比不再改变
Ⅲ.工业上可用丙烯加成法制备1,2—二氯丙烷(),主要副产物为3—氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.2
65.2
61.6
57.6
57.6
(6)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率,即,则前120min内平均反应速率 。
(7)该温度下,若平衡时的体积分数为12.5%,反应①的平衡常数 (为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
【答案】(1)
(2)任意温度
(3)
(4)
(5)BC
(6)
(7)0.21
【详解】(1)甲醇的燃烧热为1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,反应得到,根据盖斯定律可知,,则表示燃烧热的热化学方程式为 ;
(2)反应①是熵增的放热反应,任意温度下反应ΔH—TΔS<0,故反应①在任意温度条件下能自发进行;
(3)该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的转化率减小,由图可知,投料比相同时,T1、T2、T3条件下二氧化碳的转化率依次减小,则反应温度的大小关系为T3>T2>T1;
(4)投料比增大相当于增大氢气的浓度,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率增大,由图可知,温度相同时,m1、m2、m3条件下二氧化碳的转化率依次减小,则投料比的大小顺序为m1>m2>m3;
(5)A.一定温度下,容积固定的容器中,气体体积始终不变,而气体质量也保持不变,故气体密度始终不变,则密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,A项不选;
B.该反应为放热反应,容积固定的绝热容器中反应时,反应温度会升高,则温度保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,B项选;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积减小的反应,一定温度和容积固定的容器中反应时,当平均相对分子质量不变说明反应物、生成物物质的量不变,即浓度不变,则反应已达到平衡,C项正确;
D.当和的起始物质的量之比与化学计量数之比相等时,反应中消耗和的物质的量之比始终相等,则反应过程中和的物质的量之比始终不变,则和的物质的量之比不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,D项不选;
答案选BC;
(6)由表格数据可知,120min时,容器内气体压强为69.2kPa,由方程式可知,反应①为气体体积减小的反应、反应②为气体体积不变的反应,则容器内气体的压强减小只与反应①有关,所以前120min内1,2—二氯丙烷的反应速率为=;
(7)由表格数据可知,起始丙烯和氯气的分压都为80kPa×=40kPa,300min时反应达到平衡,容器内气体压强为57.6kPa,由方程式可知,反应①为气体体积减小的反应、反应②为气体体积不变的反应,则容器内气体的压强减小只与反应①有关,所以平衡时1,2—二氯丙烷的分压为(80-57.6) kPa=22.4kPa,反应①消耗丙烯和氯气的分压都为22.4kPa;平衡时氯化氢的体积分数为12.5%,则氯化氢的分压为57.6kPa×12.5%=7.2kPa,反应②消耗丙烯和氯气的分压都为7.2kPa,平衡时丙烯和氯气的分压都为40kPa-22.4kPa-7.2kPa=10.4kPa,所以反应①的平衡常数=。
15.(23-24高二上·云南昆明石林民族中学·期末)随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
I.以和为原料合成尿素 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如下图所示:
第一步:
第二步:
①图中 。
②决定该反应速率是 反应(填“第一步”或“第二步”),理由是 。
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是 (填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂键和键
②由图可知,压强 (填“>”“<”或“=”,下同);P2压强下,点速率 。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则点对应温度下的 (用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:
(4)阴极电极反应式为 。
【答案】(1)B
(2) 第二步 第二步反应活化能更大,反应速率更慢
(3) BD < >
(4)
【详解】(1)由方程式可知,升高温度,平衡逆向移动,CO2转化率下降,增大压强,平衡正向移动,CO2转化率上升,有利于提高CO2平衡转化率的措施是低温高压,故选B;
(2)①由图可知,反应第一步为放热反应,其;
②决定该反应速率的是慢反应,活化能越大反应速率越慢,由图可知,决定该反应速率的是第二步,理由是:第二步反应活化能更大,反应速率更慢;
(3)①A.体系中物质均为气体,气体总质量不变,容器恒容密闭,根据可知,混合气体的密度始终保持不变,不能判断反应是否达到平衡状态,A不符合题意;
B.反应为前后气体分子数不同的反应,压强随反应的进行发生变化,当压强不变时,反应达到平衡状态,B符合题意;
C.,均表示正反应速率,无法判断是否达到平衡状态,C不符合题意;
D.同时断裂0.2molC—H和0.1molH—H能说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,D符合题意;
故选BD。
②结合反应,温度相同时,压强增大,平衡逆向移动,甲烷的转化率降低,压强P1<P2;P2压强下,Y点CH4转化率比平衡转化率低,反应正向进行;
③X点CH4的平衡转化率为50%,可得三段式,平衡时总物质的量为,
(4)连接电源负极的一极为阴极,CO2得到电子变为乙烯,电极反应为:。
16.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)在1.0 L真空密闭容器中充入4.0 mol A(g)和4.0 mol B(g),在一定温度下进行反应:A(g)+B(g)⇌C(g) ΔH,测得不同时刻该容器内物质的物质的量如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
n(A)/mol
4.0
2.5
1.5
n2
n3
n(C)/mol
0
1.5
n1
3
3
回答下列问题:
(1)随着温度的升高,该反应的化学平衡常数减小,则ΔH (填“>”“<”或“=”)0,反应从起始到20 min内C的平均反应速率是 mol·L-1·min-1。
(2)该温度下,上述反应的化学平衡常数为 。平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的 。
(3)下列选项中能说明该反应在一定温度和恒容条件下达到平衡状态的是___________。
A.反应速率:vA(正)+vB(正)=vC(逆) B.A的质量不再改变
C.B的转化率不再改变 D.密度不再改变
(4)若反应C(g)⇌A(g)+B(g)进行时需加入稀释剂X气体(不参与反应),则C的平衡转化率与体系的温度、压强、X的物质的量的关系如图1、图2所示。
①由图1可知,T1 (填“>”“<”或“=”)T2。
②由图2可知,当其他条件不变时,增大X的物质的量,C的平衡转化率将 (填“增大”“减小”或“不变”),其原因是 。
【答案】(1) < 0.125 mol·L-1·min-1
(2) 3 0.625
(3)BC
(4) > 增大 随着X的物质的量的增多,容器体积增大,相当于减小反应体系的压强,平衡向正反应方向移动
【详解】(1)随着温度的升高,反应A(g)+B(g) ⇌C(g) ΔH的化学平衡常数减小,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;反应从起始到20 min内A的平均反应速率= ,则C的平均反应速率=0.125 mol·L-1·min-1;
(2)根据表格数据可知,该温度下,30min时达平衡状态,此时C的浓度为,根据方程式,平衡时A、B的浓度均为,化学平衡常数;,则平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的0.625;
(3)A.反应速率:vA(正)+vB(正)=vC(逆) ,则vA(正)<vC(逆),一定不是平衡状态,A不选;
B.A的质量不再改变,则A的浓度不变,能够说明达到平衡状态,B选;
C.B的转化率不再改变,则B的浓度不变,能够说明达到平衡状态,C选;
D.气体的质量和体积不变,密度始终不变,不能说明达到平衡状态,D不选;
故选BC;
(4)①A(g)+B(g) C(g) ΔH<0,则C(g) A(g)+B(g) ΔH>0,温度升高,平衡正向移动,C的转化率增大,由图1可知,压强相同时,T1时C的转化率大于T2时C的转化率,故T1大于T2,故答案为:>;
②由图2可知,当其他条件不变时,增大X的物质的量,C的平衡转化率将增大,其原因是:其他条件不变,X的用量越大,容器的体积越大,相当于减小了原体系的压强,平衡正向移动,C的转化率增大。
17.(24-25高二上·云南普洱·期末)甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、 Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)
(1)下表所列数据是各化学键的键能,该反应的ΔH= (用含字母的代数式表示)。
化学键
H-H
C-H
C-O
O-H
键能(kJ/mol)
a
b
c
d
e
(2)某科研小组用Pd/C作催化剂,在450℃时,研究了n(H):n(CO)分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图),则图中表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线为 (填“曲线a"或“曲线b”)。
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在2L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2molH2,加入合适催化剂后在某温度下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
压强/MPa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为 ,该温度下的平衡常数K为 .
(4)将CO和H2加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。
T1、T2、T3由大到小的关系是 ,判断理由是
(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池,其工作原理如图
①石墨2为 (填“正“或“负“)极。
②石墨1极发生的电极反应式为
【答案】 (2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1 曲线a 0.0125mol·L-1·min-1 4 T3>T2>T1 压强越大,CO的体积分数越小,T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1 正 CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+
【分析】(1)反应热ΔH=反应物的键能和生成物键能和;
(2)n(H2):n(CO)越大,CO的转化率越大;
(3)反应进行到20min时达到平衡,在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比,起始时总物质的量为3mol,压强为12.6MPa,平衡时压强为8.4MPa,则平衡时总物质的量为3mol=2mol,设反应中参加反应的CO的物质的量为xmol,则:
2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)
起始物质的量(mol) 2 1 0
变化物质的量(mol) 2x x x
平衡物质的量(mol) 2-2x 1-x x
故(2-2x)+(1-x )+x=2,解得x=0.5,再根据速率公式和平衡常数表达式计算即可;
(4)图示中压强越大,CO的体积分数越小,且CO(g)+2H2(g) ≒CH3OH(g) ΔH<0温度升高平衡逆向移动,CO的体积分数越大;
(5)由甲醇燃料电池工作原理可知,石墨2通入O2,发生还原反应生成H2O,而原电池的正极发生还原反应,则石墨1为原电池的负极,发生氧化反应,甲醇被氧化生成CO2;
【详解】(1)已知反应热ΔH=反应物的键能和-生成物键能和,则2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)的反应热ΔH=(2a+b)kJ/mol-(3c+d+e)kJ/mol=(2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1;
(2)n(H2):n(CO)越大,CO的转化率越大,故曲线a表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线;
(3)反应进行到20min时达到平衡,在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比,起始时总物质的量为3mol,压强为12.6MPa,平衡时压强为8.4MPa,则平衡时总物质的量为3mol=2mol,设反应中参加反应的CO的物质的量为xmol,则:
2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)
起始物质的量(mol) 2 1 0
变化物质的量(mol) 2x x x
平衡物质的量(mol) 2-2x 1-x x
故(2-2x)+(1-x )+x=2,解得x=0.5,
则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为=0.0125mol·L-1·min-1;
该温度下的平衡常数K===4;
(4)已知CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0,平衡时温度升高平衡逆向移动,CO的体积分数增大,由图示可知压强越大,CO的体积分数越小,T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1;
(5)①石墨2通入O2,发生还原反应生成H2O,而原电池的正极发生还原反应,则石墨2为正极;
②石墨1为燃料电池的负极,甲醇被氧化生成CO2,发生的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。
地 城
考点03
化学平衡状态的判断
18.(24-25高二上·云南普洱·期末)室温下,如表实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
向溶液中加入溶液充分反应后用苯萃取次,取水层滴加溶液观察溶液颜色变化
化学反应有一定限度
用玻璃棒蘸取待测溶液滴在试纸上,立即与标准比色卡对照读数
测定新制氯水的
分别向支盛有等体积、等浓度的和溶液的试管中同时加入溶液
探究不同催化剂对反应速率的影响
分别取硫酸、氢氧化钡两溶液在量热器中充分反应,测定反应前后最大温度差
测定中和热
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.由可知,溶液过量,应控制氯化铁溶液不足,反应后检验铁离子证明反应的可逆性,故A错误;
B.氯水中含,可使试纸褪色,应选计测定氯水的值,故B错误;
C.只有催化剂不同,可探究不同催化剂对反应速率的影响,故C正确;
D.硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡放热,会影响中和热的测定,故D错误;
答案选C。
19.(24-25高二上·云南普洱·期末)设为阿伏加德罗常数的值,下列正确的是
A.的溶液中含离子数为
B.的甲醇溶液中含有的氢原子数为
C.与混合反应生成,转移电子数为
D.常温、常压下,丁烯与丙烯混合气体含有的氢原子数为
【答案】D
【详解】A.pH=1的硫酸溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,故10L此溶液中氢离子的物质的量为1mol,个数为,A项错误;
B.100g32%的甲醇溶液中含有甲醇32g,甲醇的物质的量为,所以甲醇中含有的氢原子数为,但水中也含有氢原子,所以100g32%的甲醇溶液中含有的氢原子数大于,B项错误;
C.合成氨的反应为可逆反应,不能进行彻底,故转移的电子数小于,C项错误;
D.1.4g丁烯中含有的氢原子数为,1.4g丙烯中含有的氢原子数为,所以1.4g丁烯与丙烯混合气体含有的氢原子数为,D项正确;
故选D。
20.(23-24高二上·云南保山&文山·期末)下列说法错误的是
A.,恒温时,缩小容积,气体颜色变浅
B.若压强不再随时间变化能说明反应已达平衡,则一定为气体
C.,加入与充分反应后,放出热量小于
D.该反应
【答案】A
【详解】A.恒温时,缩小容积,平衡正向移动,但是最终二氧化氮物质的浓度比压缩前大,气体颜色比压缩前深,A错误;
B.若压强不再随时间变化能说明反应已达平衡,则反应为不等分子数的反应,那么一定为气体,B正确 ;
C.由于该反应是可逆反应,转化率小于100%,因此向密闭容器中加入与,充分反应后放出的热量小于akJ,C正确;
D.碳和水反应生成氢气和一氧化碳的反应为吸热的熵增反应,故,D正确;
故选A。
21.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)在一个绝热、体积一定的密闭容器中,充入2 mol 和6 mol ,一定条件下,发生可逆反应: ,下列各项中能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.一定条件下,体系的密度不再改变
B.一定条件下,和转化率相同
C.断裂1 mol 键的同时,也断裂6 mol 键
D.反应消耗的、与生成的的速率
【答案】C
【详解】A. 容器的容积不变及反应前后混合气体的总质量不变,所以容器内气体密度始终不变,体系的密度不再改变不能说明该反应已经达到平衡状态,A不符合题意;
B. 由于和的加料比为2:6=1:3,二者又按照化学计量数对应的比例发生反应,则反应相同时间,和转化率均相同,转化率相同不能说明该反应已经达到平衡状态,B不符合题意;
C. “断裂1 mol 键”描述的是正反应速率,“断裂6 mol 键”描述的是逆反应速率,该表述能说明该反应已经达到平衡状态,C符合题意;
D. 无论反应是否达到平衡,反应消耗的、与生成的的速率比一直都为1∶3∶2,D不符合题意;
故选C。
22.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)某温度下,在一恒容密闭容器中进行可逆反应: △H>0,下列叙述正确的是
A.平衡后升高温度,平衡逆向移动
B.平衡后加入少量催化剂,逆反应速率不变
C.当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡
D.平衡后加入X,△H增大
【答案】C
【详解】A.由于正反应为吸热反应,所以升高温度,平衡正向移动,A不正确;
B.平衡后加入少量催化剂,正、逆反应速率都改变,且改变的幅度相同,B不正确;
C.因为反应前后气体的分子数不等,平衡前,随着反应的进行,混合气的压强不断发生改变,当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡,C正确;
D.平衡后加入X,平衡正向移动,反应体系吸收的能量增多,但每摩反应[]的热效应不变,△H不变,D不正确;
故选C。
23.(23-24高二上·云南保山&文山·期末)一定温度下,在的恒容密闭容器中发生反应:,反应过程中的部分数据如下表所示:
0
2.0
1.0
0
10
0.6
20
1.4
30
0.6
下列说法正确的是
A.用B表示的平均反应速率为
B.其它条件不变,达平衡后移走C物质使正反应速率减小
C.后已达到平衡状态
D.平衡时A的转化率为30%
【答案】B
【详解】A.B为固体,不能用固体的变化表示反应速率的大小,A错误;
B.C为生成物,其它条件不变,达平衡后移走C物质,逆反应速率迅速减小,正反应速率减小,B错误;
C.时,B变化0.4mol,A变化0.8mol,A为2-0.8=1.2mol,30minA为0.6mol,后,A的浓度发生变化,没有达到平衡状态,C错误;
D.20min时C为1.4mol,A为0.7mol,30minA为0.6mol,无法判断30min是否为平衡状态,无法计算平衡时A的转化率,D错误;
故选B。
24.(23-24高二上·云南玉溪·期末)反应在恒温恒容下达到平衡,下列说法可以作为该反应已达到平衡的判据是
A.气体的总物质的量不变 B.气体的总质量不变
C.与的浓度相同 D.容器内气体的密度不变
【答案】A
【详解】A.未达平衡前,气体的物质的量随着反应时间而变化,故气体的物质的量不随时间变化,说明反应已达平衡,A正确;
B.反应过程中气体总质量始终不变,不能说明反应已达平衡,B错误;
C.由方程式可知,与的浓度相同且始终相同,故不能说明反应已达平衡,C错误;
D.密闭容器中,气体密度,气体质量始终守恒,容器容积不变,故不能说明反应已达平衡,D错误;
故选A。
25.(23-24高二上·云南昆明石林民族中学·期末)下列实验过程能达到目的,且现象和结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向试管中加入溶液,滴加溶液,产生白色沉淀,再滴加2滴溶液,沉淀由白色变为黄色
B
在两支试管中均加溶液,分别滴入2滴溶液和溶液,加溶液的试管产生气泡速率更快
的催化效果强于
C
用计分别测定浓度均为的和的,的更大
D
将溶液与溶液混合于试管中充分反应后,滴加几滴溶液,振荡,溶液变为血红色
与的反应有一定的限度
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.向试管中加入溶液,滴加溶液,产生白色沉淀,此时AgNO3过量,再滴加2滴溶液,过量的Ag+与I-反应,生成AgI黄色沉淀,不能说明,A不符合题意;
B.在两支试管中均加溶液,分别滴入2滴溶液和溶液,加溶液的试管产生气泡速率更快,所加试剂的阳离子不同、阴离子也不相同,不能说明的催化效果强于,B不符合题意;
C.用计分别测定浓度均为的和的,的更大,说明水解能力CN->HS-,从而证明,C符合题意;
D.将溶液与溶液混合于试管中发生反应:,此时FeCl3过量,滴加几滴溶液,振荡,溶液变为血红色,不能证明与的反应有一定的限度,D不符合题意;
故选C。
26.(23-24高二·云南师大附中·期末)利用传感技术可探究压强对化学平衡移动的影响。往注射器中充入适量气体如图甲所示;恒定温度下,再分别在时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变,测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中错误的是
A.在B、E两点,对应的正反应速率:
B.C到D点平衡逆向移动,针筒内气体颜色D比B点深
C.B、H两点,对应的浓度相等
D.B点处的转化率为6%
【答案】B
【详解】A.压强越大、反应速率越快,则B、E两点对应的正反应速率:v(B)>v(E),A正确;
B.D点压强小于B点压强,二氧化氮浓度是B点大于D点,所以针筒内气体颜色D比B点浅,B错误;
C.B、H两点,压强相等对应的NO2浓度相等,C正确;
D.反应开始时总压强是100 kPa,B点处压强是97 kPa,减少3 kPa,根据物质反应转化关系可知:反应消耗6 kPaNO2,由于在恒温恒容时气体的物质的量的比等于压强之比,故NO2的转化率:,D正确;
故选B。
27.(24-25高二上·云南普洱·期末)在密闭容器中进行反应:,有关下列图像说法错误的是
A.依据图a可判断正反应为放热反应
B.在图b中,虚线的反应条件可能是使用了催化剂
C.若,则图c表示减小压强,平衡逆向移动
D.若,由图d中可知
【答案】C
【详解】A.图a中随着温度升高,正、逆化学反应速率均增大,且逆反应速率比正反应速率增大程度大,则平衡逆向移动,逆向是吸热反应,则正反应为放热反应,故A正确;
B.图中,虚线和实线A的转化率一样,说明平衡状态未改变,且虚线斜率大,说明反应速率快,先达到平衡,所以虚线的反应条件可能是使用了催化剂,或m+n=p时增大了压强,故B正确;
C.减小压强,正、逆反应速率都减小,而图中正、逆反应速率都增大,故C错误;
D.若即反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,混合气体的平均相对分子质量减小,可知,故D正确。
综上所述,答案为C。
28.(23-24高二上·云南普洱·期末)将1molM和2molN置于体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应: 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是地 城
考点04
化学平衡图像分析
A.
B.温度:T1>T2
C.温度为T1时,M的平衡转化率为20%
D.若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
【答案】D
【分析】由题干图像信息可知,Y曲线即T2温度下先达到平衡,即T2温度下反应速率更快,则T2>T1,即温度越高Q的条件分数越小,说明升高温度平衡逆向移动,正反应是一个放热反应即<0,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,,A错误;
B.由分析可知,温度:T1<T2,C错误;
C.由题干信息可知,温度为T1时Q的条件分数为20%,三段式分析为:,则有×100%=20%,解得得x=0.75mol,故M的平衡转化率为×100%=75%,C错误;
D.由分析可知,,T1<T2,即升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,则若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2,D正确;
故答案为:D。
29.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)不同温度下,在某一恒容密闭容器中充入一定量的CO和,发生反应 。测得CO的平衡转化率的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.正反应速率:
B.平衡常数:
C.a点时,再向容器中加入一定量CO,CO的平衡转化率一定增大
D.d点时,移除可使平衡正向移动且加快逆反应速率
【答案】A
【分析】由于,升高温度时平衡将逆向移动,CO的平衡转化率减小,故。
【详解】A.由分析知,,同一压强下,升高温度,反应速率加快,所以;同一温度下,增大压强,反应速率加快,所以,故,A正确;
B.平衡常数只跟温度有关,该反应,则温度越高K越小,a、c温度相同且所处的温度在这四点中最低,所以Ka=Kc>Kd、Kb,因T3>T2,所以Kd>Kb,故Ka=Kc>Kd>Kb,B错误;
C.a点时,再向容器中加入一定量CO,CO的平衡转化率将减小,C错误;
D.d点时,若移除,体系中的浓度将降低,逆反应速率减小,平衡正向移动,D错误;
故选A。
30.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡图像如下,下列判断正确的是
A.图1中,T1<T2,该反应正反应为吸热反应
B.图3中,表示反应速率v正>v逆的是点3
C.图2中,该反应m+n<p
D.图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
【答案】B
【详解】A.温度T2先到达平衡,温度T1<T2,而升高温度,C%减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,即△H<0,故A错误;
B.曲线上各点均处于平衡状态,点3 B的转化率小于点2的平衡转化率,点3应正向进行建立平衡,则点3反应速率:v正>v逆,故B正确;
C.温度一定条件下,增大压强,C%增大,说明平衡正向移动,说明正反应为体积缩小的反应,故该反应m+n>p,故C错误;
D.曲线a、曲线b平衡时B的含量相同,曲线a先到达平衡,可能使用了催化剂,由于m+n=p,也可能是增大压强,故D错误。
答案选B。
31.(24-25高二上·云南曲靖·期末)向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量B的混合气体,在一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如图甲所示(t0~t1阶段的c(B)变化未画出),图乙为t2时刻改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,且四个阶段各改变一种不同的反应条件。下列说法中正确的是
A.若t1="15" s,t0~t1阶段B的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件是减小压强
C.该容器的容积为2 L,B的起始物质的量为0.02 mol
D.t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06 mol,容器与外界的热交换为a kJ,则该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) △H=-50a kJ·mol-1
【答案】B
【详解】A.根反应中A的浓度变化为0.15mol/L—0.06mol/L=0.09mol/L,C的浓度变化为0.11mol/L—0.05mol/L=0.06mol/L,反应中A与C的计量数之比为0.09:0.06=3:2,t3~t4阶段与t4~t5阶段正逆反应速率都相等,而t3~t4阶段为使用催化剂,则t4~t5阶段应为减小压强,则该反应中气体的化学计量数之和前后相等,则有3AB+2C,若t1=15s,生成物B在t0~t1时间段的平均反应速率为:v(B)==0.002mol•L-1•s-1,选项A错误;
B.t4~t5阶段正逆反应速率减小且相等,平衡不移动,如t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度,平衡移动发生移动,则正逆反应速率不相等,t4~t5阶段改变的条件为减小压强;t5~t6阶段正逆反应速都增大,平衡发生移动,应为升高温度,选项B正确;
C.根据方程式可知消耗0.09mol/L的A,则生成0.03mol/L的B,容器的体积为=2L,生成B的物质的量为0.03mol/L×2L=0.06mol,平衡时B的物质的量为0.05mol/L×2L=0.1mol,所以起始时B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol,选项C错误;
D.该反应不一定是放热反应,选项D错误;
答案选B。
32.(23-24高二上·云南昆明市第三中学·期末)乙烯气相直接水合反应制备乙醇的方程式为:,乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示(起始时,,容器体积为1 L)。下列分析正确的是
A.升高温度该反应的平衡常数增大
B.图中压强的大小关系为:
C.达到平衡状态时,a、b点乙醇的百分含量:
D.a点与b点对应平衡常数相等
【答案】C
【分析】由图可知,压强不变时,升高温度乙烯转化率降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则△H<0;
【详解】A.压强不变时,升高温度乙烯转化率降低,平衡逆向移动,该反应的平衡常数减小,故A错误;
B.反应为气体分子数减小的反应,温度相同时,增大压强平衡正向移动,乙烯转化率增大,根据图知压强p1<p2<p3,故B错误;
C.由图可知,达到平衡状态时,a、b点乙烯的转化率相等,则乙醇的百分含量:,故C正确;
D.a点与b点对应的温度不同,则平衡常数不相等,故D错误;
故选C。
33.(23-24高二上·云南曲靖·期末)合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。图1表示在2L恒容密闭容器中NH3的物质的量浓度随时间的变化曲线。图2表示在其他条件不变时,平衡时NH3的体积分数随起始时H2的物质的量的变化曲线。下列说法正确的是
A.图1中,10min末H2的消耗速率v(H2)=0.045mol/(L·min)
B.图1中,其他条件不变,第11min迅速压缩容器体积为1L,则c(NH3)-t曲线变化为a
C.图2中,反应物N2的平衡转化率:b>a>c
D.图2中,T1、T2表示温度,则T1>T2
【答案】B
【详解】A.由图像数据只能计算前10min内H2的平均消耗速率,不能计算10min末的瞬时速率,故A错误;
B.第11min迅速压缩容器体积为1L,平衡正向移动,c(NH3)先瞬间增大后继续增大至不变,则c(NH3)-t曲线变化为a,故B正确;
C.起始时氢气的物质的量越大,反应物N2的平衡转化率越大,故N2的平衡转化率:c >b>a,故C错误;
D.该反应为放热反应,其他条件相同时,升高温度,平衡逆向移动,平衡时氨气的体积分数减小,故温度T1<T2,故D错误。
答案选B。
34.(23-24高二上·云南昭通盐津二中·期末)完成下列小题
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ/mol
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1451.0kJ/mol,
则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)的反应热△H= 。
(2)某研究小组用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,已知该反应中CO的转化率与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①P1 P2填(“”“”“”)。
②在不改变反应物用量情况下,既减小化学反应速率,又提高CO的转化率,可采取的措施是 (答出两条措施)。
(3)在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
①比较t2时刻,正逆反应速率大小V正 V逆(填“”、“”、“”)
②若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为: 。
③t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为 。
④该条件下的平衡常数K= 。
【答案】(1)-131.9kJ/mol
(2) < 降温、将甲醇液化从混合气体中分离出来
(3) > 0.25mol/(L﹒min) 75% 5
【详解】(1)根据已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ/mol
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1451.0kJ/mol,
①-②得CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l),故△H=-571.6kJ/mol-(-1451.0kJ/mol)= -131.9kJ/mol;
(2)①已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),正向气体分子数减小,根据影响化学平衡的因素,由图象可知相同温度下,P1到P2,CO转化率增大,所以P1<P2;
②为提高CO的转化率,需使平衡正向移动,在不改变反应物用量情况下,由影响平衡的因素可知,降温,将甲醇液化从混合气体中分离出来,既减小速率,又可让平衡正向移动,提高CO的转化率;
(3)①t2时刻,反应正向进行建立平衡,v正>v逆;
②若t2=2,计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为=0.25mol/(L﹒min);
③根据图可知,从反应开始N的物质的量在减小,所以N为反应物,N的转化率为×100%=75%;
④反应的化学方程式为:2N⇌M,由图像可知,平衡时c(N)==0.5mol/L,c(M)==1.25mol/L,K==5。
35.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)氮氧化物是大气污染物之一,可用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) 。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+a kJ·mol-1;C(s)的燃烧热为ΔH2=-b kJ·mol-1。
①反应 C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的ΔH = kJ·mol-1(用含 a、b 的代数式表示)。
② C,N,O三种元素电负性由强到弱的顺序是 ,第一电离能依次增大的顺序是 。(填元素符号)
③研究人员对比研究活性炭、负载钙、镧氧化物对该反应的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C,通入相同浓度的NO,不同温度下测得反应2小时时NO去除率如图所示,据图分析,温度在 500℃以内,三种情况下反应的活化能最小的是 (填“C”、“CaO/C”或 “La2O3/C”)。
(2)在 2L 恒容密闭容器中加入足量 C 与 NO 发生反应,所得数据如表:
实验编号
温度/℃
起始时 NO 的物质的量/mol
平衡时 N2 的物质的量/mol
1
700
0.24
0.08
2
800
0.40
0.09
①由表可知700℃时,该反应的平衡常数 K= 。
②结合表中数据,判断该反应的ΔH 0(填“>”或“<”),理由是 。
(3)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 (填字母)。
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
E.降温
【答案】(1) -b-a O、N、C C、O、N CaO/C
(2) 1 < 升高温度,反应的化学平衡常数减小,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应
(3) > AD
【详解】(1)①已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+a kJ·mol-1,C(s)的燃烧热为ΔH2=-b kJ·mol-1,即C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1,根据盖斯定律,反应 C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的ΔH =(-b-a) kJ·mol-1;
②C、N、O同周期,同一周期主族元素从左至右电负性递增,故三种元素电负性由强到弱的顺序是O、N、C;同一周期主族元素从左至右第一电离能有增大的趋势,但是由于N原子的最外层电子处于半充满的较稳定状态,所以其第一电离能比O大,因此这三种元素的第一电离能的大小关系为:N>O>C,即第一电离能依次增大的顺序是C、O、N;
③据图分析,温度在 500℃以内,加入CaO/C的反应器中NO去除率最高,故温度在 500℃以内,三种情况下反应的活化能最小的是CaO/C;
(2)①在 2L 恒容密闭容器中加入足量 C 与 NO 发生反应,根据图表数据,由反应方程式C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)可得,平衡时一氧化氮的物质的量为0.24-0.08×2=0.08mol,二氧化碳物质的量为0.08mol,该反应的平衡常数 K=;
②结合表中数据,平衡时一氧化氮的物质的量为0.40-0.09×2=0.22mol,二氧化碳物质的量为0.09mol,该反应的平衡常数 ,该反应的平衡常数 ,升高温度,反应的化学平衡常数减小,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,ΔH<0;
(3)①由图可知,B点后一氧化氮的物质的量继续增加,所以B点时反应未达到平衡,且反应正向进行,所以B点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,A正确;
B.增大浓度为定值的固体碳的质量,化学反应速率不变,B错误;
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,C错误;
D.升高温度,活化分子的数目和百分数均增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快,D正确;
E.降低温度,活化分子的数目和百分数均减小,有效碰撞频率减小,反应速率减慢,E错误;
故选AD。
试卷第30页,共36页
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