内容正文:
1.(2025·湖北十堰市六校教学体月考)下列关于化学反应速率的说法正确的是()
A.催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能,加快反应速率
B.升高温度使放热反应的正、逆反应速率都增大,且对正反应速率影响更大
C.增大压强一定可以增大反应速率
D.其它条件不变时,充入反应物,一定可以加快反应速率
解析:选A。催化剂改变了反应历程,降低了反应所需要的活化能,从而增加了活化分子百分数,使反应速率加快,A正确;升高温度正、逆反应速率都增大,若该反应正反应为放热反应,对逆反应速率影响更大,B错误;对于没有气体参加的反应,增大压强对反应物的浓度几乎没有影响,不会增大化学反应速率,C错误;对于有固体、纯液体参与的反应,固体、纯液体在反应中可视为浓度不变,故增加其量并不能改变反应速率,D错误。
2.(2025·四川广安华蓥中学月考)在一定条件下,在容积为2L的密闭容器中,将2molA气体和3molB气体相混合,发生如下反应:2A(g)+3B(g)xC(g)+3D(g),4s后该反应达到平衡时,生成2.4molD,并测得C的反应速率为0.1mol·L-1·s-1,下列有关叙述错误的是()
A.x=1 B.0~4s内,υ(B)=0.3mol·L-1·s-1
C.A的转化率为80% D.该反应的平衡常数为64
解析:选D。达到平衡时,生成n(C)=0.1mol/(L·s)×4s×2L=0.8mol,列出三段式:
2A(g)+3B(g)xC(g)+3D(g)
n始/mol 2 3 0 0
△n/mol 1.6 2.4 0.8 2.4
n平/mol 0.4 0.6 0.8 2.4
据反应方程式,得x=1,0~4s内,A的转化率为,,A、B、C正确、D错误。
3.(2025·山东临沂期中)与之间存在反应。将一定量的放入恒容密闭容器中,在一定条件下,该反应、的消耗速率与自身压强间存在关系:, ,其中、是与反应温度有关的常数。下列说法正确的是()
A.升高温度,增大,减小
B.该反应正反应的活化能高于逆反应的活化能
C.速率常数k只受温度影响,加入催化剂速率常数k不发生变化
D.一定温度下,、与平衡常数的关系是
解析:选B。速率常数是温度函数,温度升高,和均增大,A错误;该反应吸热,ΔH=E正-E逆>0,E正>E逆,B正确;速率常数与温度、催化剂表面积、溶剂的性质等有关,加入催化剂速率常数k发生变化,C错误;与的消耗速率满足2∶1比时反应达到平衡,即,所以,D错误。
4.(2025·湖北鄂东南省级示范高中教育联盟联考)在2L密闭容器中充入气体A和B,发生A(g)+B(g)C(g)+2D(g) ΔH,所得实验数据如下表。下列说法不正确的是( )
编号
温度/℃
起始时n/mol
平衡时n/mol
n(A)
n(B)
n(C)
①
300
0.40
0.10
0.090
②
500
0.40
0.10
0.080
③
500
0.20
0.05
a
A.ΔH<0
B.500 ℃该反应的平衡常数K=0.16 mol·L-1
C.③中达到平衡时,A的转化率大于20%
D.5min末测得①中n(C)=0.050 mol,则0到5min内(D)=0.02mol·L-1·min-1
解析:选D。对比①②得,升高温度,n(C)减少,说明升温平衡向逆方向移动,ΔH<0,A正确;根据实验②得,列三段式:
A(g)+B(g)C(g)+2D(g)
起始/mol 0.4 0.1 0 0
转化/mol 0.08 0.08 0.08 0.16
平衡/mol 0.32 0.02 0.08 0.16
c平/mol·L-1 0.16 0.01 0.04 0.08
500℃该反应的平衡常数K==0.16 mol·L-1,B正确;根据实验②达到平衡时,A的转化率等于20%,实验③A、B的量是实验②的一半,实验③对实验②相对于减压,平衡向正方向移动,达到平衡时,A的转化率大于20%,C正确;5min末测得①中n(C)=0.050mol,则0到5min内,(C)=0.005mol·L-1·min-1,(D)=0.01mol·L-1·min-1,D错误。
5.(2025·江西宜春丰城九中期中)无害化处理的一种方法为,在一定容积的密闭容器中发生此反应,的转化率如图所示,若起始浓度为,下列说法错误的是( )
A.升高温度,有利于提高的平衡转化率
B.a、c两点中,的物质的量浓度相等
C.反应在、恒压容器中进行,达平衡时,的转化率大于
D.若点反应达到平衡状态,的体积分数为
解析:选D。
从图像知,升高温度N2O的平衡转化率增大,说明升高温度,平衡正向移动,有利于提高N2O的转化率,A正确;a、c两点的转化率相等,则两点生成N2的物质的量相等,容器体积不变,因此a、c两点N2的物质的量浓度相等,B正确;正向反应为体积增大的反应,在230℃、恒压容器中进行反应,达平衡时容器体积大于同温下恒容时的体积,等效于减压,平衡正向移动,N2O的转化率大于98%,C正确;在 230℃ 条件下,b点转化率为98%,列三段式:
2N2O(g)2N2(g)+O2(g)
n始/mol 1 0 0
△n/mol 0.98 0.98 0.49
n平/mol 0.02 0.98 0.49
则O2的体积分数为,D错误。
6.(2025·浙南名校联盟联考)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。已知如下热化学方程式:
(1)与反应生成,部分会进一步溴化。将和。通入密闭容器,平衡时,、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有、和)。
i.图中的曲线是 (填“a”或“b”)。
ⅱ.时,的转化 , 。
ⅲ.时,反应的平衡常数 。
(2)少量可提高生成的选择性。时,分别在有和无的条件下,将和,通入密闭容器,溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。
i.在之间,有和无时的生成速率之比 。
ⅱ.从图中找出提高了选择性的证据: 。
ⅲ.研究表明,参与反应的可能机理如下:
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理,分析提高选择性的原因: 。
解析:(1)i.根据方程式①,升高温度,反应向吸热反应方向移动,升高温度,平衡逆向移动,CH4(g)的含量增多,CH3Br(g)的含量减少,故CH3Br的曲线为a;
ⅱ.560℃时反应达平衡,剩余的CH4(g)的物质的量为1.6mmol,其转化率α=×100%=80%;若只发生一步反应,则生成6.4mmol CH3Br,但此时剩余CH3Br的物质的量为5.0mmol,说明还有1.4mmol CH3Br发生反应生成CH2Br2,则此时生成的HBr的物质的量n=6.4+1.4=7.8mmol;
ⅲ.平衡时,反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0mmol、n(Br2)=0.2mmol、n(CH2Br2)=1.4mmol、n(HBr)=7.8mmol,故该反应的平衡常数K===10.92。
(2)i.11~19s时,有I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1,无I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1。生成速率比==;
ⅱ.从图中可以看出,大约4.5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低,有I2催化的CH3Br的含量陡然上升,因此,可以利用此变化判断I2提高了CH3Br的选择性;
ⅲ.根据反应机理,I2的投入消耗了部分CH2Br2,同时也消耗了部分HBr,使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br,提高了CH3Br的选择性。
答案:(1)i.a ⅱ.80% 7.8 ⅲ.10.92
(3)i.(或3:2)
ⅱ.5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低,有I2催化的CH3Br的含量陡然上升
ⅲ.I2的投入消耗了部分CH2Br2,使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br
7.(2025·四川攀枝花第三高级中学月考)用化学反应原理研究一碘甲烷具有重要意义,一碘甲烷热裂解时主要发生如下反应:
反应I:
反应Ⅱ:(丁烯) ΔH2=-84kJ·mol-1
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)若反应I正反应活化能E正为akJ·mol-1,则逆反应活化能E逆为 kJ·mol-1(用含的代数式表示)。
(2)在恒容密闭容器中投入1molCH3I(g),实验测得平衡体系中乙烯、碘化氢和丁烯的物质的量分数与反应温度的关系如图所示:
①随着体系温度升高,HI的物质的量分数先增大后减小的原因可能是
。
②715K条件下,CH3I(g)的平衡转化率为 ,若起始压强为200kPa,则反应Ⅱ的标准平衡常数 (已知:分压总压该组分的物质的量分数,对于反应,,其中,为各组分的平衡分压)。
(3)研究反应Ⅱ对提高反应I中CH3I(g)的平衡转化率有重要意义。T℃时,反应Ⅱ的正、逆反应速率与浓度的关系为,(是速率常数),正、逆反应速率方程分别对应图中曲线、曲线。
①T℃时,向2L的密闭容器中充入和,此时正 逆(填“>”“<”或“=”)。
②图中曲线m变为曲线p改变的条件可能是 。
解析:(1)ΔH=正反应的活化能减去逆反应的活化能,反应Ⅰ正反应活化能E正为akJ·mol-1,则逆反应活化能E逆为(a-80.2)kJ·mol-1;
(2)①800K前,升高温度反应Ⅰ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度,HI的物质的量分数逐渐增大;超过800K后,再升高温度,反应Ⅲ正向进行的程度大于反应Ⅰ正向进行的程度,HI的物质的量分数逐渐减小;
②715K条件下,乙烯的物质的量分数为5%,碘化氢和丁烯的物质的量分数为10%,设最终平衡时,乙烯的物质的量为,由图可知丁烯的物质的量为,列三段式如下:对于反应Ⅱ
生成5xmol乙烯时,反应I各量变化:
反应Ⅲ前后气体物质的量不变,故最终平衡时气体的总物质的量为,根据,解得,所以乙烯的物质的量为,丁烯为,反应了,转化率为。平衡时,气体的总物质的量为,乙烯的物质的量分数为÷=,丁烯为÷=,则此时容器内的总压强为,乙烯的分压为×,丁烯分压为×,
代入标准平衡常数表达式计算可得;
(3)①曲线m代表正反应速率与浓度的关系,曲线n代表逆反应速率与浓度的关系,根据图像分析,
lgc(C2H4)=0时,lg正=x+1,根据得,同理得,则此时反应Ⅱ的平衡常数,,说明该反应处于平衡状态,正=逆。
答案:(1)a-80.2
(2)①800K前,升高温度反应Ⅰ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度,HI的物质的量分数逐渐增大;超过800K后,再升高温度,反应Ⅲ正向进行的程度大于反应Ⅰ正向进行的程度,HI的物质的量分数逐渐减小;
②(或) 17
(3)①= ②使用更高效的催化剂或升高温度等
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