内容正文:
专题03 化学平衡状态 影响平衡的因素
3大高频考点概览
考点01 平衡状态判断方法
考点02 影响化学平衡的因素 勒夏特列原理
考点03 化学平衡常数及相关计算
地 城
考点01
平衡状态的判断方法
1.(24-25高二上·四川仁寿县第一中学校·期末)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和,在一定条件下发生反应:。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是
A.反应速率
B.容器内压强不再随时间变化而发生变化
C.容器内气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内
2.(23-24高二上·四川凉山州西昌·期末)下列描述中,一定是化学平衡状态的是
A.恒温恒容下,体系中气体的物质的量保持不变
B.恒温恒容下,体系中气体的颜色保持不变
C.恒温恒容下,体系中气体的压强保持不变
D.恒温恒容下,体系中气体的密度保持不变
3.(24-25高二上·四川成都·期末)某小组研究压强与气体溶解之间的关系,通过推拉注射器(图1),测得相对压强数据变化曲线如下(图2)所示。下列说法错误的是
A.A~B段,压缩注射器;D~E段,外拉注射器
B.B~D段,气体溶解,溶液酸性减弱
C.E点溶液中存在、、和四种含碳微粒
D.由B~D段及E~G段可推知溶解一释出速度相对较慢
4.(24-25高二上·四川川南川东北名校·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。下列说法错误的是
A.正反应速率:
B.平衡常数:
C.a点时,再向容器中通入一定量的CO,平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率一定增大
D.当该反应中混合气体的平均摩尔质量不再随时间而改变时,反应达到平衡状态
5.(24-25高二上·四川泸州泸县第二中学·期末)下,在恒容密闭容器中发生反应:。下列叙述正确的是
A.该反应的平衡常数表达式
B.升高温度,正反应速率大于逆反应速率,平衡常数增大
C.当气体摩尔质量不变时,该反应一定达到平衡
D.达到平衡时再充入,重新达到平衡时浓度增大
6.(24-25高二上·四川凉山州宁南中学·期末)向10L刚性密闭容器中加入5molCO和5mol,发生反应,恒温条件下达到平衡,反应过程中测定的部分数据如下表所示。下列说法正确的是
t/min
0
20
40
60
80
5.0
4.0
3.2
2.8
2.8
A.前40分钟平均速率
B.若混合气体的密度不再改变,则表明该反应达到了平衡
C.80min时,将容器体积压缩到5L,重新达到平衡时
D.保持其他条件不变,若增大起始时的投料,的平衡转化率将增大
7.(24-25高二上·四川泸州泸州老窖天府中学·期末)反应,在5L密闭恒容容器中投入1molNH3和1molO2,2minNO的物质的量增加了0.4mol,下列说法错误的是
A.开始时刻与2min时容器内压强之比为9:10
B.用氧气表示2min内平均反应速率:
C.2min内NH3的转化率是40%
D.当容器内混合气体密度不再发生变化时不可判断反应已达化学平衡状态
8.(24-25高二上·四川仁寿县铧强中学·期末)下列实验及原理不正确的是
A.草木灰和铵态肥不能混用,利用了碳酸根和铵根互相促进水解的原理
B.向Na[Al(OH)4]溶液中滴入NaHCO3溶液,产生白色沉淀,证明发生了双水解反应
C.冷却装有NO2的密闭烧瓶,瓶内颜色变浅,证明反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的
D.向沸水中滴加几滴饱和的FeCl3溶液,继续加热一会儿,可得Fe(OH)3胶体
9.(24-25高二上·四川安岳中学·期末)已知,,达到平衡状态。对该可逆反应叙述错误的是
A.降温,、均减小 B.压缩容器体积,、均增大
C.使用催化剂,不变 D.及时分离出产物,平衡正向移动,增大
地 城
考点02
影响化学平衡的因素 勒夏特列原理
1.(24-25高二上·四川川南川东北名校·期末)下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.使用催化剂,有利于SO2和O2转化为SO3
B.将装有溶液的试管置于冰水中,颜色发生改变
C.对于、、的平衡体系,扩大容器体积,气体颜色变浅
D.工业上合成氨反应: ,反应温度选择500℃
2.(24-25高二上·四川泸州泸州老窖天府中学·期末)如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C.为了提高原料的转化率,应及时将氨从混合气中分离出去
D.步骤③合成氨温度为500℃是因为该温度催化剂活性高且有利于提高原料平衡的转化率
3.(24-25高二上·四川成都蓉城联盟·期末)下列说法不能用勒夏特列原理解释的是
A.配制溶液时,先将其溶解在浓盐酸中
B.开启可乐碳酸饮料瓶的瓶盖,瓶中泛起大量泡沫
C.对平衡体系加压,颜色先变深后变浅
D.工业上和在常压下生成
4.(24-25高二上·四川德阳什邡中学·期末)在一恒容的密闭容器中充入CO2、CH4使其起始浓度均为0.1mol/L,在一定条件下发生反应:,测得平衡时CH4转化率与温度、压强的关系如图,下列有关说法中不正确的是
A.时该反应的平衡常数为1.64 B.压强:
C.压强为时,在y点: D.上述反应的
5.(24-25高二上·四川成都·期末)某小组用50mL注射器吸入20mL和的混合气体,活塞位于Ⅰ处。封闭注射器后将活塞拉到Ⅱ处。下列叙述错误的是
A.该实验研究了压强对平衡移动的影响 B.向外拉动活塞,增大
C.活塞拉到Ⅱ处后,气体颜色最终变浅 D.保持温度不变,推拉活塞,平衡常数K保持不变
6.(24-25高二上·四川德阳什邡中学·期末)甲酸分子在活性Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A.该反应历程分3步进行
B.反应达平衡,其他条件相同,升高温度,甲酸浓度减小
C.若用代替,则可制得HD
D.在Pd催化剂表面上有极性键和非极性键的断裂和形成
7.(23-24高二上·四川宜宾第四中学校·期末)下列有关速率和平衡说法正确的是
A.已知反应:CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g),在密闭的反应炉内达到平衡后,若其他条件均不改变,将反应炉体积缩小一半,则达到新平衡时CO2(g)的浓度将升高
B.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深,能用勒夏特列原理解释
C.重铬酸钾溶液中存在:(橙色)(黄色),若滴加少量NaOH溶液,平衡正移,溶液由橙色变黄色
D.使用正催化剂,改变了反应历程和∆H,降低了反应的活化能,增大了活化分子百分数,化学反应速率增大
8.(24-25高二上·四川泸州高级中学校·期末)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
9.(24-25高二上·四川泸州泸县第二中学·期末)Ⅰ.一定条件下,在容积为5 L的密闭容器中,A.B.C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图所示。已知达平衡后,降低温度,A的体积分数减小。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图所示。
①根据图乙判断,在t3时刻改变的外界条件是 。
②A、B、C对应的平衡状态中,C的体积分数最大的是 状态。
③各阶段的平衡常数如下表所示:
t2~t3
t4~t5
t5~t6
K1
K2
K3
K1、K2、K3之间的大小关系为 (用“>”“<”或“=”连接)。
Ⅱ.高温下,与足量的碳在密闭容器中实现反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。
(3)向压强为p,体积可变的恒压容器中充入一定量CO2,650℃时反应达平衡,CO的体积分数为40.0%,则CO2的转化率为 。气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),此温度下,该反应的化学平衡常数Kp= (用含p的代数式表示),若向平衡体系中再充入体积比为V(CO2):V(CO)=5:4的混合气体,平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
地 城
考点03
化学平衡常数及相关计算
1.(24-25高二上·四川仁寿县第一中学校·期末)已知化学反应,下列有关外界条件改变对该反应的速率和平衡的影响图像正确的是
A.由图a可知该反应的正反应为吸热反应
B.由图b可知:m+n>p
C.若反应在绝热条件下正向发生,由图c可知该反应为吸热反应
D.由图d可知:a曲线一定是加入了催化剂
2.(24-25高二上·四川川南川东北名校·期末)下列图像与对应的叙述正确的是
A.图甲:表示向硫酸溶液中通入至过量过程中溶液导电性的变化
B.图乙:一定温度时某反应的平衡常数K随压强增大而保持不变,说明该反应前后气体体积一定不变
C.图丙:若要除去溶液中的,可向溶液中加入适量CuO,调节溶液的pH至4左右
D.图丁:用溶液分别滴定相同物质的量浓度、相同体积的盐酸和醋酸,其中实线表示的是滴定盐酸的曲线
3.(21-22高二上·四川成都蓉城高中教育联盟·期末)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,对其进行修复和防护具有重要意义。研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。下列关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用的叙述错误的是
A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率
C.增大了反应的平衡常数 D.增大了单位体积内活化分子百分数
4.(23-24高二上·四川乐山·期末)在恒容密闭容器中,充入一定量发生反应 ,在其它条件不变的情况下,测得温度对体积分数的影响如图所示。下列说法错误的是
A.反应的 B.平衡时正反应速率:
C.转化率: D.平衡常数:
5.(24-25高二上·四川川南川东北名校·期末)氨气用途很多,可用于制氮肥、硝酸,作制冷剂等,在众多领域皆有重要作用。
Ⅰ.工业上可用“氨催化氧化法”生产NO。以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物N2的化学方程式如下:
①
②
已知:产物X的选择性。
(1)反应,则 (用、表示), (用、表示)。
(2)在2L恒容密闭容器中充入,,在催化剂作用下发生①②两个反应,测得不同温度下反应5 min时,和NO物质的量曲线如图所示,520℃下反应5 min时,的平均反应速率为 ,NO的选择性为 %(保留1位小数)。
Ⅱ.以和为原料合成尿素的反应如下:
(3)下列关于合成尿素的说法正确的是_____(填标号)。
A.恒温恒容,增加反应物浓度,可以提高活化分子百分数,加快反应速率
B.恒温恒压、充入惰性气体。可提高转化率
C.使用催化剂,可以降低反应的活化能,加快反应速率
D.当NH3和CO2的浓度之比为2:1时,反应达到平衡状态
(4)如图是合成尿素的历程及能量变化,TS表示过渡态。图中的是 (填“中间产物”或“催化剂”),决速步骤的热化学反应方程式为 。
6.(24-25高二上·四川绵竹中学·期末)据报道,也是一种温室气体,对环境的影响是相同条件下的40倍。研究和的转化技术对环境改善有着积极的意义。一个比较好的思路是,首先两者在一定条件下反应转化为CO和,然后再将和反应转化为。
已知:①甲烷的燃烧热为;
②;
③;
回答下列问题:
(1)写出符合甲烷燃烧热的热化学方程式: 。
(2)常温下,,其反应热 ,若在恒温恒容条件下,增大起始的体积分数(增加的用量),反应速率 (填“增大”“减小”“不变”),的转化率 (填“提高”“降低”“不变”)。
(3)在一定体积的密闭容器中进行化学反应:
,其化学平衡常数和温度的关系如表所示:
T/°C
700
800
830
1000
1200
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
①该反应的化学平衡常数表达式为 , (填“>”“=”或“<”)0。
②在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为,,,,则反应 (填“正向”或“逆向”)进行。
(4)有人提出分开处理温室气体的思路如下:
将转化为,其原理为:,若该反应在恒温恒容条件下进行,下列说法能说明该反应已达到平衡的有_____(填标号);
A.断裂键的同时断裂键
B.、、的物质的量恰好相等
C.、、的浓度之比为
D.体系的压强不再发生改变
(5)研究发现,和在催化剂作用下可以按照不同的计量数之比进行反应。其原理如下:
①
②
向体积恒定的容器中通入一定量的和发生反应,温度升高,则平衡时的平衡浓度 (填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不发生改变”)。若在反应过程中,随着温度的升高,持续监测与CO的浓度比,测得的数据先增大后减小,其先增大的原因可能是 。
7.(23-24高二上·四川凉山州西昌·期末)硅是带来人类文明的重要元素之一。
(1)已知:
则,粗硅的制取原理为 。
(2)已知一定条件下,硅粉与完全反应生成气体和,放出热量。
①写出该反应的热化学方程式 。
②该反应在 (填“高温”或“低温”)时可自发进行。
(3)在硅的精炼中涉及反应,其平衡常数随温度变化如表所示,在和时的转化率随时间变化如图所示。
温度/K
323
343
平衡常数
0.01
0.02
①代表343K的曲线是 (填“a”或“b”)
②该反应的Q 0(填“>”或“<”)
③欲提高转化率,可采取哪些措施 。(写出两条)
④已知,其中,,分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。则M点时, 。
(4)时,在体积为的反应器中,通入一定量和,发生(3)中反应,和浓度变化如图所示。
①内的平均反应速率 。
②该温度下,反应的平衡常数 。
8.(24-25高二上·四川仁寿县第一中学校·期末)回答下列问题
(1)在密闭容器中,使1mol X和4mol Y混合发生下列反应:。
①反应过程中X和Y的转化率之比 1(填“>”“<”或“=”)。
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,化学平衡常数K (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在密闭真空容器中发生反应:达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,则浓度 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)已知反应: 。其他条件相同时,该反应使用两种不同催化剂,反应相同的反应时间,测得的转化率随温度变化的影响如图所示。
①工业生产中应选择的温度和催化剂分别是 、 。
②温度高于320℃时,转化率减小的原因可能是 。
试卷第1页,共3页
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专题03 化学平衡状态 影响平衡的因素
3大高频考点概览
考点01 平衡状态判断方法
考点02 影响化学平衡的因素 勒夏特列原理
考点03 化学平衡常数及相关计算
地 城
考点01
平衡状态的判断方法
1.(24-25高二上·四川仁寿县第一中学校·期末)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和,在一定条件下发生反应:。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是
A.反应速率
B.容器内压强不再随时间变化而发生变化
C.容器内气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内
【答案】D
【详解】A.反应速率说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,A不选;
B.该反应是气体体积增大的反应,反应过程中压强不断增大,当容器内压强不再随时间变化而发生变化时,反应达到平衡,B不选;
C.该反应过程中气体物质的量增大,气体总质量不变,气体的平均相对分子质量减小,当容器内气体的平均相对分子质量不再改变时,说明反应达到平衡,C不选;
D.容器内,不能说明各物质的物质的量不再变化,不能说明反应达到平衡,D选;
故选D。
2.(23-24高二上·四川凉山州西昌·期末)下列描述中,一定是化学平衡状态的是
A.恒温恒容下,体系中气体的物质的量保持不变
B.恒温恒容下,体系中气体的颜色保持不变
C.恒温恒容下,体系中气体的压强保持不变
D.恒温恒容下,体系中气体的密度保持不变
【答案】B
【详解】A.为等体积反应,体系中气体的物质的量保持不变不能判断达到平衡状态,A错误;
B.碘蒸气有颜色,体系中气体的颜色保持不变,可以判断达到平衡状态,B正确;
C.为等体积反应,体系中气体的压强保持不变不能判断达到平衡状态,C错误;
D.恒温恒容下,根据,气体密度为定值,气体的密度保持不变不能判断达到平衡状态,D错误;
故选B。
3.(24-25高二上·四川成都·期末)某小组研究压强与气体溶解之间的关系,通过推拉注射器(图1),测得相对压强数据变化曲线如下(图2)所示。下列说法错误的是
A.A~B段,压缩注射器;D~E段,外拉注射器
B.B~D段,气体溶解,溶液酸性减弱
C.E点溶液中存在、、和四种含碳微粒
D.由B~D段及E~G段可推知溶解一释出速度相对较慢
【答案】B
【详解】A.A~B段相对压强增加,为压缩注射器;D~E段,相对压强减小,为外拉注射器,A正确;
B.B~D段,压强略减小,说明气体溶解度增加,生成碳酸浓度增加,溶液酸性增加,B错误;
C.E点溶液中存在溶解的、与水反应生成的、电离出的和四种含碳微粒,C正确;
D.由B~D段及E~G段可推知溶解一释出,图象中的斜率较小,故速度相对较慢,D正确;
故选B。
4.(24-25高二上·四川川南川东北名校·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。下列说法错误的是
A.正反应速率:
B.平衡常数:
C.a点时,再向容器中通入一定量的CO,平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率一定增大
D.当该反应中混合气体的平均摩尔质量不再随时间而改变时,反应达到平衡状态
【答案】C
【详解】A.采用“定一议二”;该反应的正反应放热,同一压强下,降低温度,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,所以,同一压强下,升高温度,反应速率加快,所以正反应速率:,A正确;
B.平衡常数只跟温度有关,因,所以从d点到c点,同一压强下温度降低,平衡正向移动,平衡常数增大,所以,B正确;
C.a点时,再向容器中通入一定量的CO,CO的平衡转化率将减小,C错误;
D.由可知,反应前后均为气体,遵循质量守恒定律,所以混合气体总质量一直都为一定值,不随时间改变,混合气体的总物质的量随时间改变,所以混合气体平均摩尔质量不再随时间而改变时,能说明反应达到平衡,D正确;
故选C。
5.(24-25高二上·四川泸州泸县第二中学·期末)下,在恒容密闭容器中发生反应:。下列叙述正确的是
A.该反应的平衡常数表达式
B.升高温度,正反应速率大于逆反应速率,平衡常数增大
C.当气体摩尔质量不变时,该反应一定达到平衡
D.达到平衡时再充入,重新达到平衡时浓度增大
【答案】B
【详解】A.都是固体,该反应的平衡常数表达式,A项错误;
B.升高温度,平衡向吸热方向移动,正反应速率大于逆反应速率,平衡常数增大,B项正确;
C.反应物为固体,产物只有一种气体,气体摩尔质量恒定,不能根据气体摩尔质量判断平衡状态,C项错误;
D.达到平衡时再充入CO,平衡向左移动,达到新平衡时,温度不变,不变,故浓度不变,D项错误;
答案选B。
6.(24-25高二上·四川凉山州宁南中学·期末)向10L刚性密闭容器中加入5molCO和5mol,发生反应,恒温条件下达到平衡,反应过程中测定的部分数据如下表所示。下列说法正确的是
t/min
0
20
40
60
80
5.0
4.0
3.2
2.8
2.8
A.前40分钟平均速率
B.若混合气体的密度不再改变,则表明该反应达到了平衡
C.80min时,将容器体积压缩到5L,重新达到平衡时
D.保持其他条件不变,若增大起始时的投料,的平衡转化率将增大
【答案】C
【详解】A.根据表格数据可知:在前40分钟内CO的物质的量减少了1.8 mol,根据物质反应转化关系可知会反应消耗3.6mol H2,则在反应在前40分钟的平均速率v(H2)==0.009 mol·L-1·min-1,故A错误;
B.反应物和产物都是气体,且为恒容容器,则密度不是变量,故混合气体的密度不再改变,不能表明该反应达到了平衡,故B错误;
C.80min时,反应达到平衡,将容器体积压缩到5L,CO浓度瞬间增大一倍即0.56mol/L,但该反应为气体体积减小的反应,压强增大,根据勒夏特列原理,平衡正向移动,CO会有减少但始终大于原平衡时的浓度,即重新达到平衡时c(CO)>0.28mol/L,故C正确;
D.多种物质参加反应,增大其中一种物质的浓度,可以其他物质的转化率,但是其自身的转化率会减小,故D错误;
故选C。
7.(24-25高二上·四川泸州泸州老窖天府中学·期末)反应,在5L密闭恒容容器中投入1molNH3和1molO2,2minNO的物质的量增加了0.4mol,下列说法错误的是
A.开始时刻与2min时容器内压强之比为9:10
B.用氧气表示2min内平均反应速率:
C.2min内NH3的转化率是40%
D.当容器内混合气体密度不再发生变化时不可判断反应已达化学平衡状态
【答案】A
B.由A项的分析可知,2 min内氧气的物质的量的变化n(O2)=0.5mol,则(O2)===0.05mol/(L⋅min),B正确;
C.由 A 项的分析可知,2 min 内NH3的转化量为0.4 mol,则NH3的转化率为×100%=40%,C正确;
D.由于反应物和生成物均为气体,所以反应过程中混合气体的质量一直不变,由于容器容积不变,则混合气体的密度也一直不变,所以不能用混合气体的密度判断该反应是否处于平衡状态,D正确;
故答案为:A。
8.(24-25高二上·四川仁寿县铧强中学·期末)下列实验及原理不正确的是
A.草木灰和铵态肥不能混用,利用了碳酸根和铵根互相促进水解的原理
B.向Na[Al(OH)4]溶液中滴入NaHCO3溶液,产生白色沉淀,证明发生了双水解反应
C.冷却装有NO2的密闭烧瓶,瓶内颜色变浅,证明反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的
D.向沸水中滴加几滴饱和的FeCl3溶液,继续加热一会儿,可得Fe(OH)3胶体
【答案】B
【详解】A.草木灰和铵态肥不能混用,是因为草木灰中的碳酸根和铵态氮肥中的铵根互相促进水解,降低肥效,A正确;
B.向Na[Al(OH)4]溶液中滴入NaHCO3溶液,产生白色沉淀,是因为发生离子反应,与双水解无关,B错误;
C.反应2NO2(g)⇌N2O4(g)降温后气体颜色变浅,说明降温平衡正向移动,则正反应为放热反应,,C正确;
D.向沸水中滴加几滴饱和的FeCl3溶液,继续加热一会儿,发生反应,可制得Fe(OH)3胶体,D正确;
故选B。
9.(24-25高二上·四川安岳中学·期末)已知,,达到平衡状态。对该可逆反应叙述错误的是
A.降温,、均减小 B.压缩容器体积,、均增大
C.使用催化剂,不变 D.及时分离出产物,平衡正向移动,增大
【答案】D
【详解】A.降温,活化分子比例降低,、均减小,A正确;
B.压缩容器体积,气体物质浓度增大,则、均增大,B正确;
C.使用催化剂,改变反应历程,加快反应速率,但是反应的不变,C正确;
D.及时分离出产物,促使平衡正向移动,但是物质浓度减小,减小,D错误;
故选D。
地 城
考点02
影响化学平衡的因素 勒夏特列原理
1.(24-25高二上·四川川南川东北名校·期末)下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.使用催化剂,有利于SO2和O2转化为SO3
B.将装有溶液的试管置于冰水中,颜色发生改变
C.对于、、的平衡体系,扩大容器体积,气体颜色变浅
D.工业上合成氨反应: ,反应温度选择500℃
【答案】B
【详解】A.SO2和O2反应生成SO3,该反应是可逆反应,使用催化剂,化学平衡不移动,因此不能使平衡正向移动,A错误;
B.溶液中存在平衡,呈蓝色,呈黄色,将装有氯化铜溶液的试管置于冰水中降温,平衡发生移动,与的浓度发生变化,导致溶液颜色发生改变,因此能用勒夏特列原理解释,B正确;
C.对于+2的平衡体系,扩大容器体积,气体浓度减小,颜色变浅,但化学平衡不移动,因此不能用勒夏特列原理解释,C错误;
D.工业合成氨反应是气体体积减小的发热反应。反应温度选择500℃,是由于在该温度下催化剂的活性最大,化学反应速率最快,能够提高单位时间内的产率,但平衡却是逆向移动,因此不能用用勒夏特列原理解释,D错误;
故合理选项是B。
2.(24-25高二上·四川泸州泸州老窖天府中学·期末)如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C.为了提高原料的转化率,应及时将氨从混合气中分离出去
D.步骤③合成氨温度为500℃是因为该温度催化剂活性高且有利于提高原料平衡的转化率
【答案】D
【详解】A.步骤①中“净化”是除去杂质,以防止铁催化剂中毒,故A正确;
B.合成氨的反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,提高原料转化率,加压也可以提高反应速率,故B正确;
C.在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去,可使平衡正向移动,能保持足够高的原料转化率,故C正确;
D.由图可知工业生产中,催化合成氨的反应温度为500℃,说明500℃是催化剂催化活性的最佳温度,但催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化率,故D错误;
故选D。
3.(24-25高二上·四川成都蓉城联盟·期末)下列说法不能用勒夏特列原理解释的是
A.配制溶液时,先将其溶解在浓盐酸中
B.开启可乐碳酸饮料瓶的瓶盖,瓶中泛起大量泡沫
C.对平衡体系加压,颜色先变深后变浅
D.工业上和在常压下生成
【答案】D
【详解】A.配制溶液时,先将其溶解在浓盐酸中,是利用抑制的水解,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.打开可乐碳酸饮料瓶,瞬间瓶内压强骤减,反应平衡向逆反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.对平衡体系加压后,二氧化氮的浓度增大,颜色变深,平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度又降低,颜色变浅,但仍比加压前的颜色深,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.是气体体积缩小的反应,常压不利于三氧化硫的转化,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
4.(24-25高二上·四川德阳什邡中学·期末)在一恒容的密闭容器中充入CO2、CH4使其起始浓度均为0.1mol/L,在一定条件下发生反应:,测得平衡时CH4转化率与温度、压强的关系如图,下列有关说法中不正确的是
A.时该反应的平衡常数为1.64 B.压强:
C.压强为时,在y点: D.上述反应的
【答案】D
【分析】在一恒容的密闭容器中充入CO2、CH4使其起始浓度均为0.1mol/L,在一定条件下发生反应:,测得平衡时CH4转化率为80%,则参加反应CH4、CO2的物质的量都为0.1mol/L×80%=0.08mol,平衡时各物质的浓度分别为:CH4 0.02mol/L、CO2 0.02mol/L、CO 0.16mol/L、H2 0.16mol/L。
【详解】A.时该反应的平衡常数为=≈1.64,A正确;
B.为气体分子数增大的可逆反应,减小压强平衡正向移动,反应物的转化率增大,则压强:,B正确;
C.压强为时,在y点,CH4的转化率小于平衡转化率,则平衡正向移动,,C正确;
D.压强一定时,升高温度,CH4的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,则上述反应的,D不正确;
故选D。
5.(24-25高二上·四川成都·期末)某小组用50mL注射器吸入20mL和的混合气体,活塞位于Ⅰ处。封闭注射器后将活塞拉到Ⅱ处。下列叙述错误的是
A.该实验研究了压强对平衡移动的影响 B.向外拉动活塞,增大
C.活塞拉到Ⅱ处后,气体颜色最终变浅 D.保持温度不变,推拉活塞,平衡常数K保持不变
【答案】B
【分析】和的混合气体之间的反应为;
【详解】A.活塞向外拉,管内容积增大,c()、c()浓度减小,颜色变浅,管内压强减小,平衡向着生成的方向进行,气体颜色变深,但比原来颜色浅,研究了压强对平衡移动的影响,A正确;
B.活塞向外拉,管内容积增大,c()、c()浓度减小,B错误;
C.由A分析,活塞拉到Ⅱ处后,气体颜色最终变浅,C正确;
D.平衡常数受温度影响,温度不变,K不变,D正确;
故选B。
6.(24-25高二上·四川德阳什邡中学·期末)甲酸分子在活性Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A.该反应历程分3步进行
B.反应达平衡,其他条件相同,升高温度,甲酸浓度减小
C.若用代替,则可制得HD
D.在Pd催化剂表面上有极性键和非极性键的断裂和形成
【答案】C
【详解】A.由图可知,该反应历程分4步进行,A错误;
B.由图可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲酸浓度增大,B错误;
C.由图可知,甲酸分子脱氢生成CO2和H2,若用代替,则可制得CO2和HD,C正确;
D.在Pd催化剂表面上没有非极性键的断裂,D错误;
答案选C。
7.(23-24高二上·四川宜宾第四中学校·期末)下列有关速率和平衡说法正确的是
A.已知反应:CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g),在密闭的反应炉内达到平衡后,若其他条件均不改变,将反应炉体积缩小一半,则达到新平衡时CO2(g)的浓度将升高
B.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深,能用勒夏特列原理解释
C.重铬酸钾溶液中存在:(橙色)(黄色),若滴加少量NaOH溶液,平衡正移,溶液由橙色变黄色
D.使用正催化剂,改变了反应历程和∆H,降低了反应的活化能,增大了活化分子百分数,化学反应速率增大
【答案】C
【详解】A.该反应的平衡常数表示式为K=,温度不变平衡常数不变,达到新平衡时CO2(g)的浓度不变,故A错误;
B.H2、I2生成HI的反应前后气体计量数之和不变,压强不影响该反应平衡移动,增大压强导致气体体积减小,碘蒸汽浓度增大,导致气体颜色加深,不能用平衡移动原理解释,故B错误;
C.重铬酸钾溶液中存在:(橙色)(黄色),若滴加少量NaOH溶液,氢离子浓度减小,平衡正向移动,c()增大,溶液由橙色变黄色,故C正确;
D.使用正催化剂,改变了反应历程,但是不能改变∆H,故D错误。
答案选C。
8.(24-25高二上·四川泸州高级中学校·期末)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
【答案】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。
9.(24-25高二上·四川泸州泸县第二中学·期末)Ⅰ.一定条件下,在容积为5 L的密闭容器中,A.B.C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图所示。已知达平衡后,降低温度,A的体积分数减小。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图所示。
①根据图乙判断,在t3时刻改变的外界条件是 。
②A、B、C对应的平衡状态中,C的体积分数最大的是 状态。
③各阶段的平衡常数如下表所示:
t2~t3
t4~t5
t5~t6
K1
K2
K3
K1、K2、K3之间的大小关系为 (用“>”“<”或“=”连接)。
Ⅱ.高温下,与足量的碳在密闭容器中实现反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。
(3)向压强为p,体积可变的恒压容器中充入一定量CO2,650℃时反应达平衡,CO的体积分数为40.0%,则CO2的转化率为 。气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),此温度下,该反应的化学平衡常数Kp= (用含p的代数式表示),若向平衡体系中再充入体积比为V(CO2):V(CO)=5:4的混合气体,平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
【答案】(1)A+2B2C
(2) 升高温度 a K1>K2=K3
(3) 25% 逆向
【详解】(1)从图中可以看出,A、B的起始物质的量都为1mol,C的起始物质的量为0,随着反应的进行,A、B的物质的量减小,C的物质的量增大,则A、B为反应物,C为生成物,且物质的量的变化量分别为0.3mol、0.6mol、0.6mol,则A、B、C的化学计量数之比为1:2:2,该反应的化学方程式为A+2B2C。
(2)①由图乙可知,在t3时刻,v逆、v正都增大,且v逆增大更多,平衡逆向移动,已知达平衡后,降低温度,A的体积分数减小,则表明正反应为放热反应,所以改变的外界条件是升高温度。
②A、B、C对应的平衡状态中,t3时平衡逆向移动,t5时平衡不移动,所以C的体积分数最大的是a状态。
③t3时,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,t5时加催化剂,温度不变,平衡常数不变,则K1、K2、K3之间的大小关系为K1>K2=K3。
(3)向压强为p,体积可变的恒压容器中充入一定量CO2(设为1mol),650℃时反应达平衡,CO的体积分数为40.0%,设参加反应CO2的物质的量为x,可建立如下三段式:
则,x=0.25mol,CO2的转化率为=25%。此温度下,该反应的化学平衡常数Kp==,若向平衡体系中再充入体积比为V(CO2):V(CO)=5:4的混合气体,相当于先充入V(CO2):V(CO)=3:2的混合气,再减少一定量的CO2,两种情况下平衡都逆向移动,所以最终平衡逆向移动。
【点睛】往C(s)+CO2(g)2CO(g)的平衡体系中充入CO2气体,也相当于加压,CO2的转化率减小。
地 城
考点03
化学平衡常数及相关计算
1.(24-25高二上·四川仁寿县第一中学校·期末)已知化学反应,下列有关外界条件改变对该反应的速率和平衡的影响图像正确的是
A.由图a可知该反应的正反应为吸热反应
B.由图b可知:m+n>p
C.若反应在绝热条件下正向发生,由图c可知该反应为吸热反应
D.由图d可知:a曲线一定是加入了催化剂
【答案】B
【详解】A.图a为折线图,先出现拐点者先达到平衡,说明其反应速率快,反应速率快说明对应的温度高或压强大,故图a中T1>T2,对比两条曲线发现,平衡时温度越高,C%越少,说明温度升高,平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,推得逆向为吸热反应,正反应为放热反应,故A错误;
B.比较m+n与p大小关系,需考虑压强对平衡移动的影响,根据图b,压强增大,C%升高,说明平衡正向移动,根据勒夏特列原理,推得m+n>p,故B正确;
C.根据图c,反应起始一段时间速率加快,由于反应开始后,浓度是一直减小的,故不可能是浓度的原因,联想到绝热体系,可能是因为温度升高导致反应速率加快,说明该反应为放热反应,故C错误;
D.图d说明a对应改变的条件不影响平衡移动,可能是使用了催化剂,也可能是m+n=p,加压,所以曲线a不一定是加入了催化剂,故D错误;
故选:B。
2.(24-25高二上·四川川南川东北名校·期末)下列图像与对应的叙述正确的是
A.图甲:表示向硫酸溶液中通入至过量过程中溶液导电性的变化
B.图乙:一定温度时某反应的平衡常数K随压强增大而保持不变,说明该反应前后气体体积一定不变
C.图丙:若要除去溶液中的,可向溶液中加入适量CuO,调节溶液的pH至4左右
D.图丁:用溶液分别滴定相同物质的量浓度、相同体积的盐酸和醋酸,其中实线表示的是滴定盐酸的曲线
【答案】C
【详解】A.硫酸是强电解质,通入发生反应生成,即,而也是强电解质,溶液的导电性不会下降为0,A错误;
B.平衡常数只与温度有关,与压强无关,故不能说明该反应前后气体体积一定不变,B错误;
C.根据图像可知,在左右沉淀完全,但还没有沉淀,所以若要除去溶液中的,可向溶液中加入适盘CuO,调节溶液的pH至4左右,C正确;
D.盐酸是强酸、醋酸是弱酸,相同物质的量浓度的盐酸和醋酸,醋酸的pH更大,且用溶液滴定醋酸时,随着加入氢氧化钠的量的增加,醋酸会电离出一部分氢离子,所以出现的pH值突跃要缓慢,故实线表示的是滴定醋酸的曲线,D错误;
选C。
3.(21-22高二上·四川成都蓉城高中教育联盟·期末)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,对其进行修复和防护具有重要意义。研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。下列关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用的叙述错误的是
A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率
C.增大了反应的平衡常数 D.增大了单位体积内活化分子百分数
【答案】C
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,因而增大单位体积内活化分子百分数,使化学反应速率加快,A正确;
B.催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,分子之间有效碰撞次数增加,反应的速率加快,B正确;
C.催化剂对正、逆反应速率影响相同,因此使用催化剂后使化学平衡不发生移动,故化学平衡常数不变,C错误;
D.催化剂不能改变反应物、生成物的能量,但能够降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,由于单位体积内分子总数不变,因此单位体积内活化分子百分数增加,D正确;
故合理选项是C。
4.(23-24高二上·四川乐山·期末)在恒容密闭容器中,充入一定量发生反应 ,在其它条件不变的情况下,测得温度对体积分数的影响如图所示。下列说法错误的是
A.反应的 B.平衡时正反应速率:
C.转化率: D.平衡常数:
【答案】C
【详解】A.根据“先拐线平衡数值大”,则T1温度高,从T2到T1,升高温度,乙烯体积分数增大,说明平衡正向移动,则反应的,故A正确;
B.T1温度高,则速率大,因此平衡时正反应速率:,故B正确;
C.B、C两点乙烯体积分数相同,则乙烷消耗量相同,则转化率相等,故C错误;
D.从T2到T1,升高温度,乙烯体积分数增大,说明平衡正向移动,则平衡常数增大,即平衡常数:,故D正确。
综上所述,答案为C。
5.(24-25高二上·四川川南川东北名校·期末)氨气用途很多,可用于制氮肥、硝酸,作制冷剂等,在众多领域皆有重要作用。
Ⅰ.工业上可用“氨催化氧化法”生产NO。以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物N2的化学方程式如下:
①
②
已知:产物X的选择性。
(1)反应,则 (用、表示), (用、表示)。
(2)在2L恒容密闭容器中充入,,在催化剂作用下发生①②两个反应,测得不同温度下反应5 min时,和NO物质的量曲线如图所示,520℃下反应5 min时,的平均反应速率为 ,NO的选择性为 %(保留1位小数)。
Ⅱ.以和为原料合成尿素的反应如下:
(3)下列关于合成尿素的说法正确的是_____(填标号)。
A.恒温恒容,增加反应物浓度,可以提高活化分子百分数,加快反应速率
B.恒温恒压、充入惰性气体。可提高转化率
C.使用催化剂,可以降低反应的活化能,加快反应速率
D.当NH3和CO2的浓度之比为2:1时,反应达到平衡状态
(4)如图是合成尿素的历程及能量变化,TS表示过渡态。图中的是 (填“中间产物”或“催化剂”),决速步骤的热化学反应方程式为 。
【答案】(1)
(2) 33.3
(3)C
(4) 中间产物
【详解】(1)根据盖斯定律,将反应×(①-②) 可得可由推出,因此,K1=,K2=,K3==,所以;
(2)由图可知:在520℃下反应5 min时,生成的NO和N2均为0.2 mol,根据氮元素守恒,消耗NH3的物质的量,则从0~5 min时用NH3表示的化学反应速率。由于总消耗的,转化为NO消耗的,因此NO的选择性=×100%≈33.3%;
(3)A.增加反应物浓度,单位体积内分子总数增加,活化分子数目增加,但活化分子百分数不变,因此增加反应物浓度不能提高活化分子百分数,A错误;
B.恒温恒压,充入惰性气体,容器的容积扩大,化学平衡向气体分子数增大的逆向移动,导致反应物的转化率降低,B错误;
C.使用催化剂,可以降低活化能,使更多的普通分子变为活化分子,因而能够加快反应速率,C正确;
D.NH3和CO2按2:1关系反应,开始时加入的NH3和CO2的物质的量的比若为2:1,则无论反应是否达到平衡,容器中NH3和CO2的浓度之比始终为2:1,因此当NH3和CO2的浓度之比为2:1时,反应不一定就处于平衡状态,D错误;
故合理选项是C;
(4)根据图示可知:HOOCNH2开始没有,最后也没有,HOOCNH2是反应过程中存在的物质,因此HOOCNH2为中间产物,决速步骤是活化能最大的那一步反应,该步反应的热化学反应方程式为:。
6.(24-25高二上·四川绵竹中学·期末)据报道,也是一种温室气体,对环境的影响是相同条件下的40倍。研究和的转化技术对环境改善有着积极的意义。一个比较好的思路是,首先两者在一定条件下反应转化为CO和,然后再将和反应转化为。
已知:①甲烷的燃烧热为;
②;
③;
回答下列问题:
(1)写出符合甲烷燃烧热的热化学方程式: 。
(2)常温下,,其反应热 ,若在恒温恒容条件下,增大起始的体积分数(增加的用量),反应速率 (填“增大”“减小”“不变”),的转化率 (填“提高”“降低”“不变”)。
(3)在一定体积的密闭容器中进行化学反应:
,其化学平衡常数和温度的关系如表所示:
T/°C
700
800
830
1000
1200
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
①该反应的化学平衡常数表达式为 , (填“>”“=”或“<”)0。
②在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为,,,,则反应 (填“正向”或“逆向”)进行。
(4)有人提出分开处理温室气体的思路如下:
将转化为,其原理为:,若该反应在恒温恒容条件下进行,下列说法能说明该反应已达到平衡的有_____(填标号);
A.断裂键的同时断裂键
B.、、的物质的量恰好相等
C.、、的浓度之比为
D.体系的压强不再发生改变
(5)研究发现,和在催化剂作用下可以按照不同的计量数之比进行反应。其原理如下:
①
②
向体积恒定的容器中通入一定量的和发生反应,温度升高,则平衡时的平衡浓度 (填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不发生改变”)。若在反应过程中,随着温度的升高,持续监测与CO的浓度比,测得的数据先增大后减小,其先增大的原因可能是 。
【答案】(1)
(2) +247.3 增大 降低
(3) K= > 逆向
(4)D
(5) 逐渐减小 在相对较低温度范围内,随温度升高, 反应①催化剂活性逐渐增大,反应速率增大较显著
【详解】(1)甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧热的热化学方程式为: ;
(2)① ;
② ;
③ ;
根据盖斯定律可知可由①-2×②-2×③得到,则=-2×()-2×()=+247.3;在恒温恒容条件下,增大起始的体积分数(增加的用量),反应速率增大,而的转化率降低;
(3)①平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,则反应平衡常数为K=;由表中数据可知,温度越高平衡常数越大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,;
②根据可知,在800℃时,K=0.9,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为,,,,Q=>K=0.9,则反应逆向进行;
(4)A.断裂键同时断裂键反应达到平衡状态,断裂键同时断裂键反应逆向进行,故A错误;
B.、、的物质的量恰好相等,与起始量和变化量有关,不能证明反应达到平衡状态,故B错误;
C.、、的浓度之比等于化学计量数之比,与起始量和变化量有关,不能证明反应达到平衡状态,故C错误;
D.该反应正向气体分子数减小,随反应正向进行,体系内压强逐渐减小,当体系的压强不再发生改变,反应达到平衡状态,故D正确;
故选:D。
(5)向体积恒定的容器中通入一定量的和发生反应,温度升高,反 应①逆向进行,反应②正向进行,则平衡时CH3OH的平衡浓度逐渐减小;若在反应过程中,随着温度的升高,持续监测 CH3OH与CO的浓度比,测得的数据先增大后减小,其先增大 的原因可能是在相对较低温度范围内,随温度升高,反应①催化剂活性逐渐增大,反应速率增大较显著。
7.(23-24高二上·四川凉山州西昌·期末)硅是带来人类文明的重要元素之一。
(1)已知:
则,粗硅的制取原理为 。
(2)已知一定条件下,硅粉与完全反应生成气体和,放出热量。
①写出该反应的热化学方程式 。
②该反应在 (填“高温”或“低温”)时可自发进行。
(3)在硅的精炼中涉及反应,其平衡常数随温度变化如表所示,在和时的转化率随时间变化如图所示。
温度/K
323
343
平衡常数
0.01
0.02
①代表343K的曲线是 (填“a”或“b”)
②该反应的Q 0(填“>”或“<”)
③欲提高转化率,可采取哪些措施 。(写出两条)
④已知,其中,,分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。则M点时, 。
(4)时,在体积为的反应器中,通入一定量和,发生(3)中反应,和浓度变化如图所示。
①内的平均反应速率 。
②该温度下,反应的平衡常数 。
【答案】(1)+690 kJ·mol-1
(2) Si(s)+ 3HCl(g)= SiHCl3(g)+ H2(g) ∆H = -225 kJ·mol-1 低温
(3) a > 升高温度、及时分离出产物 0.64
(4) 0.06mol·L-1·min-1 或0.25
【详解】(1)根据盖斯定律,△H3=△H1-△H2=-221kJ/mol-(-911kJ/mol)=+690kJ/mol;
(2)①由已知信息可得热化学反应方程式:Si(s)+ 3HCl(g)= SiHCl3(g)+ H2(g) ∆H = -225 kJ·mol-1;
②该反应,,反应在低温条件下可自发进行;
(3)①由表格数据可知,随温度升高,K增大,说明升温平衡正向移动,则高温时转化率较大, 且反应速率较快,结合图像可知a应为343K;
②由表格数据可知,随温度升高,K增大,说明升温平衡正向移动,则正向为吸热方向,Q>0;
③提高转化率,可采用升高温度或及时分离出产物,使平衡正向移动,从而提高反应物的转化率;
④根据以上分析知M点所在曲线温度低,所以温度为323K,此时平衡常数为0.01,设初始投入SiHCl3(g)的物质的量为2mol/L,列三段式得:
当反应达到平衡状态时,v=v正-v逆=0,即k正﹒x2(SiHCl3)-k逆﹒x(SiH2Cl2)﹒x(SiCl4)=0,可得:,M点时:,,;
(4)①,;
②结合已知列三段式:
K=。
8.(24-25高二上·四川仁寿县第一中学校·期末)回答下列问题
(1)在密闭容器中,使1mol X和4mol Y混合发生下列反应:。
①反应过程中X和Y的转化率之比 1(填“>”“<”或“=”)。
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,化学平衡常数K (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在密闭真空容器中发生反应:达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,则浓度 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)已知反应: 。其他条件相同时,该反应使用两种不同催化剂,反应相同的反应时间,测得的转化率随温度变化的影响如图所示。
①工业生产中应选择的温度和催化剂分别是 、 。
②温度高于320℃时,转化率减小的原因可能是 。
【答案】(1) > 正向 不变
(2)不变
(3) 320℃ 催化剂2 升温使催化剂活性降低(或温度升高平衡逆向移动)
【详解】(1)①若加入的X和Y的物质的量之比等于其化学方程式中的计量数之比,无论反应到什么程度,X和Y的转化率之比始终为1∶1,现在相当于按计量数之比加入X和Y后又多加了部分Y,则X转化率增大,而Y转化率减小,即X、Y转化率之比大于1。
②当达到平衡时,压缩容器体积,平衡正向移动,由于温度不变,则化学平衡常数保持不变。
(2),K不变,则也不变。
(3)①由题干图示信息可知,相同温度下催化剂2作催化剂的转化率均高于催化剂1作催化剂,且320℃时,催化剂2作催化剂时,的转化率最大,故工业生产中应选择的温度和催化剂分别是320℃、催化剂2。
②由于该反应是一个放热反应,则温度高于320℃时,转化率减小的原因可能是升温使催化剂活性降低,也可能是温度升高平衡逆向移动。
试卷第1页,共3页
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