内容正文:
天津市弘毅中学2024—2025学年度第一学期第一次过程性诊断
高二化学
本试卷满分100分,考试用时60分钟。
一、单选题(每小题4分,共64分)
1. 下列热化学方程式中的能表示可燃物的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
2. 下列能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快
B. 红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
C. SO2催化氧化成SO3的反应,往往需要使用催化剂
D. H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深
3. 下列叙述错误的是
A. 同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
B. 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C. 放出热量的过程称为放热反应
D. 改变温度的过程中焓变不受影响
4. 过量的铁粉跟一定量的稀硫酸反应时,为了减慢反应速率,且不影响生成氢气的总量,可以采取的措施是
A. 升高温度 B. 加入固体
C. 加入氯化钠溶液 D. 加入少量固体
5. CuCl2溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O △H>0。下列可使黄绿色的CuCl2溶液变成蓝色的方法是
A. 升温 B. 加NaCl(s) C. 加压 D. 加AgNO3(s)
6. 已知:。下列说法正确的是
A. 该反应过程的能量变化可用如图来表示
B. 完全分解产生放出热量
C.
D. 在相同条件下,与的能量总和大于的能量
7. 下列说法中错误的是
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多,因而化学反应速率增大
B. 催化剂在化学反应过程中参与了反应,使用催化剂单位体积内活化分子数增大,反应速率加快
C. 升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大,因而增大化学反应速率
D. 活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞
8. 一定条件下的密闭容器中发生反应:。达平衡后升高反应温度,下列叙述不正确的是
A. 正、逆反应速率都增大 B. 平衡向逆反应方向移动
C. 的转化率增大 D. 化学平衡常数增大
9. 只知某反应向正反应方向移动,下列说法不正确的是
①反应物转化率必定增加;②生成物的浓度必定增加;③反应物的浓度必定降低;④生成物的质量必定减少
A. 只有①② B. 只有①②③ C. 只有③④ D. ①②③④
10. 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. 反应可表示为X+3Y 2Z,其平衡常数为1600
C. 增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D. 升高温度平衡常数增大,则此反应为吸热反应
11. 某温度下,恒容密闭容器内发生反应:H2(g)+I2 (g) 2HI(g) △H<0, 该温度下,K=43,某时刻,测得容器内 H2、I2、HI的浓度依次为0.01 mol/L、0.01 mol/L、0.02 mol/L。一段时间后,下列情况与事实相符的是
A. 混合气体颜色变深 B. 混合气体密度变大
C. 容器内压强变小 D. 氢气的体积分数变小
12. 在一定温度下、恒容密闭容器中,发生反应:,达平衡后,下列说法正确的是
A. 该反应中,反应物能量高于生成物能量
B. 将平衡体系升温,平衡常数减小
C. 向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D. 向平衡体系中加入,的平衡转化率增大
13. 恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.2mol/L增大到0.35mol/L, 下列判断正确的是:
A. a>b+c B. a<b+c C. a=b+c D. a=b=c
14. 已知反应:CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+akJ/mol (a>0),则此反应
A. 高温下可自发进行 B. 低温下可自发进行
C. 任何条件下都可自发进行 D. 任何条件下都不可自发进行
15. 取50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列操作和说法中不正确的是
A. 向盛装盐酸的量热计内筒中小心缓慢地加入氢氧化钠溶液
B. 氢氧化钠溶液稍过量是为了保证盐酸完全被中和
C. 酸碱混合后,立即盖上量热计杯盖,插入温度计,用玻璃搅拌器匀速搅拌混合液
D. 在实验过程中,把温度计上的酸用水冲洗干净,擦干后,再测量氢氧化钠溶液的温度
16. 电石主要成分为是重要的基本化工原料。已知时,电石生产原理如下:
平衡常数
平衡常数
以下说法不正确的是( )
A. 反应
B. 反应平衡常数
C. 时增大压强,减小、增大
D. 反应
二、填空题(17题12分,18题10分,19题14分)
17. 化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是_____(填字母)。
A. 与水反应 B. 甲烷的燃烧反应
C. 与盐酸反应 D. 锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。
已知:
化学键种类
键能
436
498
463.4
432
366
计算可得:_____
若水蒸气转化为液态水放出的热量,则反应的反应热为_____,的燃烧热为_____
已知
②根据上述数据,和本身具有的能量最低的是_____
③的液态乙醇在氧气中完全燃烧,生成液态水和二氧化碳气体,放出的热量,写出该反应的热化学方程式_____
18. 某温度时在2L的恒容密闭容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为______________________________。
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为______。X的转化率为______。
(3)下列不能说明上述反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗3mol X,同时生成2mol Z
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.混合气体的密度不再发生改变
F.X的生成速率是Z生成速率的1.5倍
G.
(4)在密闭容器中,通入amol X和bmol Y,发生反应 ,当改变下列条件时,反应速率会发生什么变化?(填“增大”“减小”或“不变”)
①升高温度,逆反应速率______。
②保持容器压强不变,充入不参加反应的惰性气体,反应速率______,平衡向______(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)移动。
19. 用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一
(1)一定条件下,反应历程如图1所示,其中化学反应速率最慢的反应过程为______。
(2)甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气,相关反应如下。
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①总反应: ______。
②已知830℃时,反应Ⅱ的平衡常数。在容积不变的密闭容器中,将2mol CO与8mol 加热到830℃,反应达平衡时CO的转化率为______。
③在常压,600℃条件下,甲烷制备氢气的总反应中平衡产率为82%。若加入适量生石灰后的产率可提高到95%,应用化学平衡移动原理解释原因______。
(3)已知在448℃时,反应的平衡常数为49,则该温度下反应的平衡常数为______,反应的平衡常数为______。
(4)在一固定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度T的关系如表:
T/℃
700
800
850
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
800℃时,向固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度分别为,,,,则反应开始时,的消耗速率比生成速率______(填“大”“小”或“不确定”)。
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天津市弘毅中学2024—2025学年度第一学期第一次过程性诊断
高二化学
本试卷满分100分,考试用时60分钟。
一、单选题(每小题4分,共64分)
1. 下列热化学方程式中的能表示可燃物的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】燃烧热时1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量。
【详解】A.C的燃烧热应该是生成CO2时放出的热量,故A错误;
B.甲烷的燃烧热是生成液态水时放出的热量,故B错误;
C.CO的燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量,故C正确;
D.燃烧热时指1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时放出的热量,应该是1molH2,故D错误;
故答案为C。
2. 下列能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快
B. 红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
C. SO2催化氧化成SO3的反应,往往需要使用催化剂
D. H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据勒夏特列原理,升温平衡向吸热方向移动,合成氨放热反应,所以升高温度不利于合成氨气,错误;
B、根据勒夏特列原理,增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动,加压后平衡向生成N2O4的方向移动,加压后颜色先变深后变浅,正确;
C、使用催化剂平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,错误;
D、H2、I2、HI平衡混和气加压,平衡不移动,后颜色变深不能用勒夏特列原理解释,错误;
答案选B。
3. 下列叙述错误的是
A. 同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
B. 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C. 放出热量的过程称为放热反应
D. 改变温度的过程中焓变不受影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径、反应条件无关,同温同压下该反应在光照和点燃条件下的相同,A正确;
B.化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,该能量差是化学反应中能量变化的主要原因,B正确;
C.放热反应是指放出热量的化学反应,放出热量的过程可能为物理变化,不能将放出热量的过程统称为放热反应,C错误;
D.对于确定的化学反应,焓变随温度变化极小,中学阶段可认为改变温度焓变不受影响,D正确;
故选C。
4. 过量的铁粉跟一定量的稀硫酸反应时,为了减慢反应速率,且不影响生成氢气的总量,可以采取的措施是
A. 升高温度 B. 加入固体
C. 加入氯化钠溶液 D. 加入少量固体
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度加快反应速率,故A不符合题意;
B.加入固体消耗硫酸,使氢气的总量减少,故B不符合题意;
C.加入氯化钠溶液稀释了硫酸,降低了氢离子的浓度,减慢速率,但不影响氢气的总量,故C符合题意;
D.加入少量固体,铁过量,铁置换出Cu,形成原电池,加快反应速率,且不影响生成氢气的总量,故D不符合题意;
故答案为C。
5. CuCl2溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O △H>0。下列可使黄绿色的CuCl2溶液变成蓝色的方法是
A. 升温 B. 加NaCl(s) C. 加压 D. 加AgNO3(s)
【答案】D
【解析】
【分析】可使黄绿色的溶液变成蓝色的方法可使平衡逆向移动。
【详解】A.该反应是吸热反应,升温,平衡向着正反应方向移动,溶液呈黄色,故A项不符合题意;
B.加使得溶液中氯离子浓度增大,平衡向着正反应移动,溶液呈黄色,故B项不符合题意;
C.加压只对有气体参与的反应有影响,故C项不符合题意;
D.加AgNO3(s)后,Ag+与Cl-会反应产生AgCl沉淀,导致溶液中Cl-浓度减小,化学平衡向逆反应方向移动,溶液颜色由黄绿色逐渐变为蓝色,故D项符合题意;
故答案选D。
6. 已知:。下列说法正确的是
A. 该反应过程的能量变化可用如图来表示
B. 完全分解产生放出热量
C.
D. 在相同条件下,与的能量总和大于的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应是放热反应,该反应过程的能量变化图中反应物能量应比生成物能量高,故A错误;
B.该反应为放热反应,在相同条件下完全分解产生放出热量吸收能量,故B错误;
C.转化成需要放热,故,故C错误;
D.该反应为放热反应,在相同条件下,1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量,故D正确;
故答案为D。
7. 下列说法中错误的是
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多,因而化学反应速率增大
B. 催化剂在化学反应过程中参与了反应,使用催化剂单位体积内活化分子数增大,反应速率加快
C. 升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大,因而增大化学反应速率
D. 活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞
【答案】D
【解析】
【详解】A.有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,单位体积内活化分子数增多,活化分子的有效碰撞次数增多,反应速率增大,A正确;
B.催化剂在化学反应过程中参与了反应,降低了反应的活化能,使单位体积内活化分子数增大,反应速率加快,B正确;
C.升高温度,分子能量增大,反应物分子中活化分子的百分数增大,反应速率增大,C正确;
D.活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞,活化分子有合适取向时的碰撞才是有效碰撞,D错误;
故答案选D。
8. 一定条件下的密闭容器中发生反应:。达平衡后升高反应温度,下列叙述不正确的是
A. 正、逆反应速率都增大 B. 平衡向逆反应方向移动
C. 的转化率增大 D. 化学平衡常数增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度,正逆反应速率都增大,A正确;
B.该反应正反应方向为吸热反应,升高温度平衡正向移动,B错误;
C.升高温度平衡正向移动,C2H6 的转化率增大,C正确;
D.升高温度平衡正向移动,化学平衡常数增大,D正确;
故选B。
9. 只知某反应向正反应方向移动,下列说法不正确的是
①反应物转化率必定增加;②生成物的浓度必定增加;③反应物的浓度必定降低;④生成物的质量必定减少
A. 只有①② B. 只有①②③ C. 只有③④ D. ①②③④
【答案】D
【解析】
【详解】①对于可逆反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),往平衡体系中加入SO3(g),虽然平衡正向移动,但SO3(g)的平衡转化率减小;
②对于反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),达平衡时增大容器体积,平衡正向移动,但生成物的浓度减小;
③对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),加压,平衡正向移动,但反应物的浓度仍增大;
④改变温度、压强、浓度等,平衡正向移动时,生成物的质量必定增大;
综合以上分析,①②③④都不正确,故选D。
10. 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. 反应可表示为X+3Y 2Z,其平衡常数为1600
C. 增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D. 升高温度平衡常数增大,则此反应为吸热反应
【答案】C
【解析】
【分析】本题主要考查化学反应中物质的浓度变化与化学计量数关系。
A.转化率=,根据表格信息得出结论即可;
B.由表格中数据求出各物质的浓度变化比例,得出化学方程式;
C.平衡常数只与温度有关;
D.温度升高,吸热方向化学平衡常数增大。
【详解】A.达到平衡时,X的转化率为=50%,正确;B.由表可知,X、Y作为反应物,Z作为生成物,、、,由此可知该反应X、Y、Z的系数比为1:3:2,即反应可表示为X+3Y2Z,故B正确;C.增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,由B项可知,该反应正向为气体体积减小的反应,故平衡正向移动,而化学平衡常数只与温度有关,改变压强对平衡常数无影响,错误;D.升高温度,平衡向吸热方向移动,若升高温度平衡常数增大,则说明向正向移动,即正向为吸热反应,正确。
11. 某温度下,恒容密闭容器内发生反应:H2(g)+I2 (g) 2HI(g) △H<0, 该温度下,K=43,某时刻,测得容器内 H2、I2、HI的浓度依次为0.01 mol/L、0.01 mol/L、0.02 mol/L。一段时间后,下列情况与事实相符的是
A. 混合气体颜色变深 B. 混合气体密度变大
C. 容器内压强变小 D. 氢气的体积分数变小
【答案】D
【解析】
【分析】某时刻,测定容器内的浓度依次为0.01 mol/L、0.01 mol/L、0.02 mol/L,此时,平衡正向移动;
【详解】A. 由上述分析可知,平衡正向移动,体积不变,碘单质的浓度减小,混合气体颜色变浅,A项错误;
B.反应前后都是气体,根据题意和质量守恒,气体的质量,体积始终不变,则密度不变,B项错误;
C.恒温恒容时,反应前后气体的物质的量不变,因此压强始终不变,C项错误;
D.由上述分析可知,平衡正向移动,氢气的物质的量减小,反应前后气体的物质的量不变,则氢气的体积分数变小,D项正确;
答案选D。
12. 在一定温度下、恒容密闭容器中,发生反应:,达平衡后,下列说法正确的是
A. 该反应中,反应物能量高于生成物能量
B. 将平衡体系升温,平衡常数减小
C. 向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D. 向平衡体系中加入,的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,A错误;
B.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,反应的平衡常数增大,B错误;
C.恒容密闭容器中充入惰性气体,反应体系中各组分的浓度不变,平衡不移动,C正确;
D.固体的浓度为定值,增加固体的量反应速率不变,平衡不移动,则向平衡体系中加入硫酸钡固体,平衡不移动,H2的平衡转化率不变,D错误;
故选C。
13. 恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.2mol/L增大到0.35mol/L, 下列判断正确的是:
A. a>b+c B. a<b+c C. a=b+c D. a=b=c
【答案】A
【解析】
【详解】把容器体积压缩到原来的一半,若平衡不移动,X的物质的量浓度由0.2mol/L增大到0.4mol/L,达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.2mol/L增大到0.35mol/L,说明加压平衡正向移动,所以a>b+c,故A正确。
14. 已知反应:CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+akJ/mol (a>0),则此反应
A. 高温下可自发进行 B. 低温下可自发进行
C. 任何条件下都可自发进行 D. 任何条件下都不可自发进行
【答案】A
【解析】
【详解】ΔH-TΔS<0的反应可自发进行,该反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)为气体体积增大的吸热反应,ΔH>0、△S>0,则高温时,ΔH-TΔS<0,反应可自发进行;
A正确;
15. 取50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列操作和说法中不正确的是
A. 向盛装盐酸的量热计内筒中小心缓慢地加入氢氧化钠溶液
B. 氢氧化钠溶液稍过量是为了保证盐酸完全被中和
C. 酸碱混合后,立即盖上量热计杯盖,插入温度计,用玻璃搅拌器匀速搅拌混合液
D. 在实验过程中,把温度计上的酸用水冲洗干净,擦干后,再测量氢氧化钠溶液的温度
【答案】A
【解析】
【详解】A.向盛装盐酸的量热计内筒中加入氢氧化钠溶液一定要一次性快速加入,防止热量损失,故A错误;
B.测定中和热时,为了使氢离子或者氢氧根离子完全反应,需要让其中一种反应物稍稍过量,故B正确;
C.酸碱混合后,立即盖上量热计杯盖,防止热量损失,插入温度计,用玻璃搅拌器匀速上下搅拌混合液,使其充分反应,故C正确;
D.在实验过程中,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度,防止酸碱中和反应放出的热量影响氢氧化钠温度的测定,故D正确;
故选A。
16. 电石主要成分为是重要的基本化工原料。已知时,电石生产原理如下:
平衡常数
平衡常数
以下说法不正确的是( )
A. 反应
B. 反应平衡常数
C. 时增大压强,减小、增大
D. 反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知,则反应,故A正确;
B.已知,平衡常数,则反应平衡常数 ,故B正确;
C.平衡常数只随温度改变而改变,则时增大压强,平衡常数不变,故C错误;
D.已知,,根据盖斯定律的热化学方程式,故D正确;
答案选C。
二、填空题(17题12分,18题10分,19题14分)
17. 化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是_____(填字母)。
A. 与水反应 B. 甲烷的燃烧反应
C. 与盐酸反应 D. 锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。
已知:
化学键种类
键能
436
498
463.4
432
366
计算可得:_____
若水蒸气转化为液态水放出的热量,则反应的反应热为_____,的燃烧热为_____
已知
②根据上述数据,和本身具有的能量最低的是_____
③的液态乙醇在氧气中完全燃烧,生成液态水和二氧化碳气体,放出的热量,写出该反应的热化学方程式_____
【答案】(1)C (2) ①. ②. -528.6 ③. ④. ⑤.
【解析】
【小问1详解】
常见的吸热反应有:大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氯化铵与氢氧化钡的反应等,燃烧,酸碱中和,缓慢氧化,金属与酸反应属于放热反应,A、B、D都属于放热反应,只有C为吸热反应,答案:C;
【小问2详解】
①根据化学键的键能计算得:
,已知,则反应;
1mol完全燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热,故的燃烧热为
②能量越低越稳定,键能越大越稳定,键能大说明该物质具有的能量越低,键能大更稳定,故本身具有的能量更低;
③乙醇为1mol,;
18. 某温度时在2L的恒容密闭容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为______________________________。
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为______。X的转化率为______。
(3)下列不能说明上述反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗3mol X,同时生成2mol Z
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.混合气体的密度不再发生改变
F.X的生成速率是Z生成速率的1.5倍
G.
(4)在密闭容器中,通入amol X和bmol Y,发生反应 ,当改变下列条件时,反应速率会发生什么变化?(填“增大”“减小”或“不变”)
①升高温度,逆反应速率______。
②保持容器压强不变,充入不参加反应的惰性气体,反应速率______,平衡向______(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)移动。
【答案】(1)
(2) ①.
②.
(3)
CDEG (4) ①.
增大 ②.
减小 ③.
不
【解析】
【小问1详解】
根据图象可知,随反应进行,、的物质的量减小,为反应物;的物质的量增大,为生成物。时反应达到平衡,此时,,。在相同时间内,各物质的化学计量数之比等于物质的量变化量之比,即,故该反应的化学方程式为;
【小问2详解】
反应开始至,用表示的平均反应速率。的转化率为;
【小问3详解】
A.该反应前后气体分子数不相等,混合气体的总物质的量是变量,当其不随时间变化时,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,A正确;
B.恒温恒容条件下,混合气体的压强与总物质的量成正比,压强不变说明总物质的量不变,说明达到了平衡状态,B正确;
C.单位时间内每消耗,同时生成,均表示正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,不能说明达到平衡状态,C错误;
D.反应物和生成物均为气体,根据质量守恒定律,混合气体的总质量始终不变,不能说明达到平衡状态,D错误;
E.容器体积恒定,混合气体的总质量恒定,则混合气体的密度始终不变,不能说明达到平衡状态,E错误;
F.的生成速率表示逆反应速率,的生成速率表示正反应速率,的生成速率是生成速率的倍,即,等于化学计量数之比,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,F正确;
G.平衡时各物质的浓度不再改变,但浓度之比不一定等于化学计量数之比,当时,不能说明浓度不再变化,不能说明达到平衡状态,G错误;
故选CDEG;
【小问4详解】
①升高温度,正、逆反应速率均增大,故反应逆速率增大;
②保持容器压强不变,充入不参加反应的惰性气体,容器体积必然增大,导致各反应组分的浓度减小,因此反应速率减小;由于该反应反应前后气体分子数相等,体积增大(相当于减压)不影响平衡状态,故平衡不移动。
19. 用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一
(1)一定条件下,反应历程如图1所示,其中化学反应速率最慢的反应过程为______。
(2)甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气,相关反应如下。
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①总反应: ______。
②已知830℃时,反应Ⅱ的平衡常数。在容积不变的密闭容器中,将2mol CO与8mol 加热到830℃,反应达平衡时CO的转化率为______。
③在常压,600℃条件下,甲烷制备氢气的总反应中平衡产率为82%。若加入适量生石灰后的产率可提高到95%,应用化学平衡移动原理解释原因______。
(3)已知在448℃时,反应的平衡常数为49,则该温度下反应的平衡常数为______,反应的平衡常数为______。
(4)在一固定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度T的关系如表:
T/℃
700
800
850
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
800℃时,向固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度分别为,,,,则反应开始时,的消耗速率比生成速率______(填“大”“小”或“不确定”)。
【答案】(1)
(2) ①.
②.
③.
加入生石灰,发生反应,降低了的浓度,促使总反应平衡向正反应方向移动,从而提高了的产率
(3) ①.
②.
(4)
小
【解析】
【小问1详解】
在化学反应历程中,活化能越大,反应速率越慢,该步骤决定了整个反应的速率;由图可知,从到这一步的活化能最大(即峰值最高),因此化学反应速率最慢的反应过程为。
【小问2详解】
①根据盖斯定律,总反应 可由反应Ⅰ与反应Ⅱ相加得到,因此 ;
②设达到平衡时转化了,列出三段式: 根据平衡常数表达式 ,解得 。则的转化率为 ;
③加入生石灰后,生石灰与生成的二氧化碳发生反应,消耗了产物,使其浓度降低,根据勒夏特列原理,总反应的化学平衡向正反应方向移动,从而提高了的产率。
【小问3详解】
反应是原反应的逆反应,其平衡常数 ;反应 的化学计量数是原反应的一半,其平衡常数 。
【小问4详解】
800℃时,该反应的浓度商 ,查表可知800℃时平衡常数,因为,所以反应未达到平衡,向正反应方向进行;正反应是生成的方向,逆反应是消耗的方向,故反应开始时的消耗速率(逆反应速率)比生成速率(正反应速率)小。
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