第2章 章末检测试卷(二) 化学反应的方向、 限度与速率(配套教参Word)-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记(鲁科版 京粤闽皖豫宁陕专版)
2026-08-14
|
16页
|
40人阅读
|
0人下载
山东金榜苑文化传媒有限责任公司
进店逛逛 摘要:
**基本信息**
聚焦化学反应原理综合应用,通过选择与非选择结合的题型,系统考查焓变熵变、反应速率、化学平衡等核心概念,注重科学思维与证据推理能力培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|反应原理基础|5题|概念辨析|从焓变熵变判断反应自发性,建立“能量-混乱度”认知模型|
|化学平衡|6题|图像分析/计算|通过平衡状态判断、常数计算,构建“条件-移动-结果”逻辑链|
|反应速率|4题|实验探究|结合浓度、温度、催化剂影响,形成“因素-速率-机制”分析框架|
|综合应用|4题|综合计算/推理|整合多反应体系,培养复杂问题拆解与数据处理能力|
内容正文:
章末检测试卷(二)
[分值:100分]
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.已知(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol-1,下列说法正确的是( )
A.该反应的熵变、焓变均大于0
B.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行
C.碳酸盐的分解反应中熵增大,因此任何条件下碳酸盐的分解反应一定能自发进行
D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应
答案 A
解析 根据反应的热化学方程式可知该反应的熵变、焓变都大于0,A项正确;该反应是吸热反应,但也是熵增大的反应,高温下能自发进行,B项错误;碳酸盐的分解反应过程中熵增大,但不是在任何条件下碳酸盐的分解反应都能够自发进行,如CaCO3的分解反应仅在高温下能自发进行,C项错误;能自发进行的反应不一定是放热反应,不能自发进行的反应也不一定是吸热反应,D项错误。
2.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,让它们与等量的氢气反应,反应速率相同
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率加快
答案 B
解析 升高温度使分子的内能增加,提高了活化分子百分数,可加快化学反应速率,但不能降低化学反应的活化能,A不正确;由于F2和Cl2的氧化性不同,氧化性强的化学反应速率快,C不正确;有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加单位体积内活化分子的数目,从而使反应速率加快,但活化分子的百分数不变, D不正确。
3.对于恒容密闭容器中发生的可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列能判定反应达到化学平衡状态的是( )
A.断开一个N≡N的同时有6个N—H生成
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均摩尔质量不变
D.N2、H2、NH3的分子个数比为1∶3∶2
答案 C
解析 断开N≡N与生成N—H均表示正反应方向,不能判定反应是否达到平衡状态,故A错误;该反应的反应物和反应产物均为气体,气体的总质量为定值,故恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,不能判定反应是否达到平衡状态,故B错误;平均摩尔质量=,反应过程中m总始终不变,该反应的正反应是气体物质的量减少的反应,故混合气体的平均摩尔质量不变可以判定反应已达到平衡状态,故C正确;当体系达到平衡状态时,N2、H2、NH3的分子个数比与各物质的起始量有关,故D错误。
4.向一密闭容器中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),压强为p Pa,并在一定温度下发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,一段时间后反应达到平衡。下列说法不正确的是( )
A.保持容器容积不变,继续向其中加入1 mol H2(g),平衡正向移动
B.保持容器容积不变,继续向其中加入1 mol N2(g)(N2不参加反应),化学反应速率不变
C.保持容器压强不变,继续向其中加入2 mol HI(g),重新达到平衡时,H2的体积分数不变
D.提高起始反应温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快,平衡逆向移动
答案 D
解析 保持容器容积不变,继续向其中加入1 mol H2(g),容器内H2浓度增大,平衡正向移动,故A正确;保持容器容积不变,继续向其中加入1 mol N2(g)(N2不参加反应),参加反应的物质浓度不变,化学反应速率不变,故B正确;升高温度,正、逆反应速率均加快,平衡逆向移动,故D错误。
5.向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2,一定条件下发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH<0,测得SO3浓度随时间变化如表所示,下列说法正确的是( )
反应时间/s
40
50
60
70
80
90
100
110
c(SO3)/(mol·L-1)
0.10
0.14
0.21
0.26
0.30
0.32
0.33
0.33
A.50 s时,SO3的生成速率为0.002 8 mol·L-1·s-1
B.40~90 s:v正>v逆
C.0~50 s的反应速率等于70~80 s的反应速率
D.110 s时,缩小容器容积,再次达到平衡后,SO2的转化率和浓度均与原平衡相同
答案 B
解析 化学反应速率是指平均速率,不是瞬时速率,不能计算50 s时SO3的生成速率,A错误;从题表数据可看出40~90 s,SO3浓度持续增大,反应正向进行,故在40~90 s:v正>v逆,B正确;0~50 s内v(SO3)==0.002 8 mol·L-1·s-1,70~80 s内v(SO3)==0.004 mol·L-1·s-1,即0~50 s的反应速率小于70~80 s的反应速率,C错误;该反应是反应前后气体体积不变的反应,110 s时,缩小容器容积,平衡不发生移动,则SO2的转化率不变,但浓度增大,D错误。
6.(2024·东营高二检测)铁的某种配合物离子(用[L—Fe—H]+表示)催化甲酸分解的反应机理及相对能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应过程中H、C元素价态没有改变
B.反应的决速步骤为Ⅱ转化为Ⅲ的过程
C.由到过程中形成了离子键
D.由图可知该反应的总反应式为HCOOHCO2↑+H2↑
答案 D
解析 由图可知,Ⅳ转化为Ⅰ的过程E正最大,反应速率最慢,为反应的决速步骤,B错误;+H+过程中氢原子之间形成共价键,无离子键形成,C错误;由图可知该反应的总反应式为HCOOHCO2↑+H2↑,D正确。
7.恒温恒容条件下,反应A(g)2C(g)分两步进行,①A(g)B(g)、②B(g)2C(g),其能量—反应过程如图所示。
下列有关该反应的叙述正确的是( )
A.加入催化剂,E1减小
B.总反应的能量变化为E4-E1
C.起始c(A)越大,A的转化率越高
D.反应②在升高温度时,平衡向逆反应方向移动
答案 D
解析 E1是A(g)B(g)的反应热,加入催化剂,不能改变E1,A错误;由图可知,总反应的ΔH=反应产物的总能量-反应物的总能量=E1+E3-E4,B错误;恒温恒容,起始c(A)越大,A的转化率越小,C错误;反应②为放热反应,因此在升高温度时,平衡向逆反应方向移动,D正确。
8.(2025·山东省实验中学阶段练习)N2O无害化处理的一种方法的原理为2N2O(g)2N2(g)+O2(g),在一定容积的密闭容器中发生此反应,N2O的转化率如图所示,若N2O的起始浓度为1 mol·L-1,下列说法错误的是( )
A.升高温度,有利于提高N2O的平衡转化率
B.a、c两点中,N2的物质的量浓度相等
C.反应在230 ℃、恒压容器中进行,达平衡时,N2O的转化率大于98%
D.若b点反应达到平衡状态,O2的体积分数为20%
答案 D
解析 由题图可知,N2O在230 ℃时的平衡转化率大于在180 ℃时的平衡转化率,说明升高温度,平衡正向移动,升温有利于提高N2O的平衡转化率,A正确;a、c两点N2O的转化率相等,则这两点生成N2的物质的量相等,容器容积不变,因此a、c两点N2的物质的量浓度相等,B正确;正反应为气体物质的量增大的反应,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,相当于在恒容条件下达到平衡的基础上减压,平衡正向移动,N2O的平衡转化率增大,即大于98%,C正确;在230 ℃下,b点N2O的平衡转化率为98%,列三段式:
2N2O(g)2N2(g)+O2(g)
c始/mol·L-1 1 0 0
Δc/(mol·L-1) 0.98 0.98 0.49
c平/(mol·L-1) 0.02 0.98 0.49
则平衡状态下O2的体积分数为×100%≈32.9%,D错误。
9.下列实验的实验目的与实验操作或现象均正确的是( )
选项
实验目的
实验操作或现象
A
探究浓度对化学平衡的影响
试管中盛有0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液,溶液中存在平衡:Cr2+H2O2Cr+2H+,向其中滴加10滴6 mol·L-1NaOH溶液,观察到溶液橙色加深
B
探究不同催化剂对化学反应速率的影响
向两支试管中均加入5 mL淀粉溶液和两滴碘水,向其中一支试管中加入1 mL 2 mol·L-1的硫酸溶液(必要时可加热),向另一支试管中加入1 mL唾液,观察现象
C
证明KI溶液与FeCl3溶液的反应是可逆反应
取1 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于试管中,加入5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴KSCN溶液
D
证明压强对平衡移动产生影响
向充有NO2和N2O4混合气体的恒容透明密闭容器中充入氦气增大压强,观察现象
答案 B
解析 滴加10滴6 mol·L-1NaOH溶液,氢离子浓度降低,平衡正向移动,实验现象应是黄色加深,故A错误;根据溶液褪色时间长短可知不同催化剂的催化效果,故B正确;FeCl3过量,不能用检验Fe3+的存在来证明该反应是可逆反应,故C错误;恒容容器中充入氦气增大总压强,但反应物浓度不变,故平衡不移动,故D错误。
10.(2024·河南濮阳开学考试)一定条件下,分别向体积为1 L的密闭容器中充入气体,发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g),测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
实验
充入气体量
反应过程条件
①
2 mol X+1 mol Y
恒温
②
1 mol Z
恒温
③
1 mol Z
绝热
A.曲线Ⅰ对应实验②
B.正反应为吸热反应
C.气体的总物质的量:nc>nd
D.b点平衡常数比c点平衡常数大
答案 C
解析 恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,起始时实验②与实验③的压强相等,实验①的初始压强是实验②、③的初始压强的3倍,则曲线Ⅰ对应实验①,且m=3p,A错误;实验①与实验②的温度相等,实验①与实验②达平衡时互为等效平衡,故曲线Ⅱ对应实验②,曲线Ⅲ对应实验③,实验②与实验③充入等物质的量的Z,实验③比实验②达到平衡所用的时间长,反应在恒容条件下进行,说明实验③的温度低,反应速率小,实验③中反应逆向进行,体系温度降低,故正反应是放热反应,B错误;根据pV=nRT,c、d两点的压强相同,V相同,由于反应吸热,c点的温度比d点低,故气体的总物质的量:nc>nd,C正确;正反应是放热反应,温度越低,该反应的平衡常数越大,c点的温度比b点低,故b点平衡常数小于c点的平衡常数,D错误。
11.(2024·广西1月适应性测试)肼(N2H4)是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入3 mol N2H4,一定条件下体系中存在以下平衡:
Ⅰ.N2H4(g)N2(g)+2H2(g)
Ⅱ.3N2H4(g)N2(g)+4NH3(g)
不同温度下达到平衡时,N2H4均几乎完全分解,分解产物的物质的量如图。下列说法正确的是( )
A.曲线a对应的物质是N2
B.低于M点对应温度时,以反应Ⅰ为主
C.体系中还存在2NH3(g)3H2(g)+N2(g)
D.N点时,体系内n(N2)∶n(H2)为3∶4
答案 C
解析 图中为分解产物的物质的量,当温度升高时,NH3趋于0,以反应Ⅰ为主,根据反应N2H4(g)N2(g)+2H2(g),曲线a对应的物质是H2,故A错误;低于M点对应温度时,NH3含量高,以反应Ⅱ为主,故B错误;由图可知,不同温度下达到平衡时,N2H4均几乎完全分解,温度升高时,NH3趋于0,所以体系中还存在2NH3(g)3H2(g)+N2(g),故C正确;N点时,n(N2)=n(NH3)=2 mol,n(H2)=3 mol,体系内n(N2)∶n(H2)为2∶3,故D错误。
12.常温下,某小组利用下列充满红棕色气体的装置探究NO2(g)与N2O4(g)之间转化的条件(夹持装置略,实验开始前K1和K2均是打开的)。下列有关说法正确的是[已知NO2(g)转化为N2O4(g)的反应放热]( )
A.装置①:关闭K1,将Ⅰ中活塞快速压缩体积,一段时间后,Ⅰ中颜色比Ⅱ中深
B.装置①:关闭K1,将Ⅱ中活塞缓慢向外拉体积,Ⅱ中颜色逐渐变深
C.装置②:关闭K2,向Ⅲ中烧杯内加入热水,Ⅲ中烧瓶内气体颜色变浅
D .装置②:关闭K2,向Ⅳ中烧瓶内通入氩气,Ⅳ中NO2的反应速率加快
答案 A
解析 装置①:根据2NO2(g)N2O4(g)可知,关闭K1,将Ⅰ压缩体积后,c(NO2)和c(N2O4)均增大,Ⅰ中平衡正向移动,但NO2浓度增大得更多,故Ⅰ中颜色比Ⅱ中深,A正确;同理,关闭K1,将Ⅱ中活塞缓慢向外拉体积,Ⅱ中颜色变浅,B错误;装置②:关闭K2,向Ⅲ中烧杯内加入热水,2NO2(g)N2O4(g)的平衡逆向移动,故Ⅲ中烧瓶中气体颜色变深,C错误;向Ⅳ中烧瓶内通入氩气,反应体系中各物质的浓度不变,故NO2的反应速率不变,D错误。
13.(2024·滨州高二检测)工业上生产CO是由焦炭和CO2在高温下反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2 L的刚性密闭容器中,高温下进行下列反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=Q kJ·mol-1。图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图。下列说法正确的是( )
A.0~1 min,v(CO)=1 mol·L-1· min-1;1~3 min时,v正(CO)=v逆(CO2)
B.当容器内的气体密度(ρ)不变时,反应一定达到平衡状态,且<1
C.5 min时再充入一定量的CO,a、d曲线分别表示n(CO)、n(CO2)的变化
D.3 min时温度由T1升高到T2,则Q>0,再达平衡时≈4.7
答案 D
解析 由图可知,0~1 min,一氧化碳物质的量增加2 mol,则反应速率v(CO)==1 mol·L-1· min-1;1~3 min时,平衡不移动,反应速率之比等于化学计量数之比,则v正(CO)=2v逆(CO2),故A错误;该反应反应前后气体的质量发生变化,体积不变,则其密度为变量,当容器内气体的密度不变时,说明反应达到平衡状态;体积不变,反应达到平衡时,气体的质量增大,则>1,故B错误;5 min时再充入一定量的CO,CO的物质的量瞬间增大,平衡逆向移动,CO的物质的量又逐渐减小,5 min时CO2浓度不变,平衡逆向移动,CO2的物质的量逐渐增大,则b表示n(CO2)的变化,c或d表示n(CO)的变化,故C错误;由图可知,3 min时升高温度,一氧化碳增多,说明正反应是吸热反应,T1温度下平衡时,一氧化碳物质的量为2 mol,二氧化碳物质的量为7 mol,则平衡常数K(T1)=== mol·L-1,T2温度下平衡时,一氧化碳物质的量为4 mol,二氧化碳物质的量为6 mol,平衡常数K(T2)=== mol·L-1,则≈4.7,故D正确。
14.将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中,发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0,测得CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示;在催化剂、一定温度下对该反应进行研究,经过相同时间测CO转化率与反应温度的关系曲线如图2所示,下列说法错误的是( )
已知:反应速率v=v正-v逆=k正·c2(NO)·c2(CO)-k逆·c2(CO2)·c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。
A.图1中A点逆反应速率小于B点正反应速率
B.200 ℃时反应的平衡常数K=0.5 mol-1·L
C.200 ℃时当CO的转化率为40%时,v正∶v逆=20∶81
D.E点转化率低于D点的原因可能是催化剂活性降低或平衡逆向移动造成的
答案 C
解析 在反应开始时将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中,则c(NO)=c(CO)=2 mol·L-1,由于200 ℃时CO的平衡转化率是50%,则根据物质反应转化关系可知平衡时c(NO)=c(CO)=1 mol·L-1,c(N2)=0.5 mol·L-1,c(CO2)=1 mol·L-1,则该反应的平衡常数K== mol-1·L=0.5 mol-1·L,B正确;在200 ℃时K=0.5 mol-1·L,当反应达到平衡时正、逆反应速率相等,则v正=v逆,k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c2(CO2)·c(N2),==K=0.5 mol-1·L,当CO的转化率为40%时,c(NO)=c(CO)=1.2 mol·L-1,c(CO2)=0.8 mol·L-1,c(N2)=0.4 mol·L-1,v正∶v逆==0.5×=,C错误;该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,导致CO的平衡转化率降低;催化剂只有在一定温度下才能达到其最佳催化活性,升高温度,催化剂催化活性可能降低,D正确。
15.反应S2+3I-===2S+的lg k与的关系如图所示。该反应机理如下:
①S2+I-―→S2O8I3-(慢);② (快);③I2+I-―→(快)。
已知lg k=-×+C(k为速率常数;Ea为活化能;C是常数;R为8.31×10-3),下列说法错误的是( )
A.Ea≈53.2 kJ·mol-1
B.当使用催化剂时,同温下a点上移
C.②反应为S2O8I3-+I-―→2S+I2
D.①为决速步,增大c(S2),k增大,v加快
答案 D
解析 由题干信息可知,直线的斜率为-=-,故Ea= kJ·mol-1≈53.2 kJ·mol-1,A正确;当使用催化剂时,同温下反应的活化能Ea减小,则图中直线的斜率增大,故a点上移,B正确;由题干总反应结合反应①、反应③可知,反应②为S2O8I3-+I-―→2S+I2,C正确;由题干可知,反应①为慢反应,而②③均为快反应,故反应①为决速步,但k为速率常数,故增大c(S2),k不变,v加快,D错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2+2I-===2S+I2(慢)
I2+2S2===2I-+S4(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色,S2与S2初始的物质的量需满足的关系为n(S2)∶n(S2) 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表所示:
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx= ,理由是 。
(3)已知某条件下,c(S2)与反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
答案 (1)Na2S2O3 <2 (2)2.0 保证反应物K2S2O8浓度改变,而其他条件不变
(3)
17.(16分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应的平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据如表所示:
温度/℃
15
20
25
30
35
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡时气体总浓度/(mol·L-1)
2.4×10-3
3.4×10-3
4.8×10-3
6.8×10-3
9.4×10-3
(1)氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应的平衡常数K的表达式为 。
(2)氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH (填“>”或“<”)0,原因是 。
(3)氨基甲酸铵分解反应的ΔS (填“>”或“<”)0,该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(4)升高温度,化学平衡常数K值如何变化? (填“增大”“减小”或“不变”,下同);增大容器的压强,K值如何变化? 。
(5)根据表格中的数据,25 ℃时氨基甲酸铵分解反应的平衡常数为 mol3·L-3。
答案 (1)K=(NH3)·c平(CO2) (2)> 升高温度,平衡向正反应方向移动
(3)> 高温 (4)增大 不变 (5)1.638 4×10-8
解析 (2)由表格中的数据可知:升高温度,平衡时气体的总浓度增大,即升温平衡向正反应方向移动,说明正反应是吸热反应,ΔH>0。
(3)氨基甲酸铵分解时固体变为气体,ΔS>0;吸热的熵增反应在高温下能自发进行。
(4)升高温度时,平衡正向移动,化学平衡常数K增大;平衡常数只与温度有关,增大容器的压强时,K不变。
(5)25 ℃时,平衡时气体的总浓度c=4.8×10-3 mol·L-1,根据化学方程式可知,c平(NH3)=c,c平(CO2)=c,则K=(NH3)·c平(CO2)=××4.8×10-3 mol3·L-3=1.638 4×10-8 mol3·L-3。
18.(12分)在恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1,在一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。回答下列问题:
(1)该反应的ΔH (填“<”“>”或“=”)0。
(2)压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 ;压强为p2时,b点处v正 (填“<”“>”或“=”)v逆。
(3)a点时CH4的转化率为 。
(4)为探究速率与浓度的关系,根据相关实验数据,粗略地绘制出了两条速率-浓度关系曲线:v正-c(CH4)和v逆-c(CO),如图2所示。
①与v正-c(CH4)相对应的是图中曲线 (填“甲”或“乙”)。
②降低温度,反应重新达到平衡时,v正、v逆相应的平衡点分别为 (填字母)。
答案 (1)> (2)p3>p2>p1 > (3)80%
(4)①乙 ②B、F
解析 (1)由图1可知,压强不变时,升高温度,CH4的体积分数减小,平衡右移,说明正反应为吸热反应,则ΔH>0。
(2)经三条等压线做一条垂线,会有三个交点,如图:交点分别为m、n、p;由p点→n点→m点,甲烷的体积分数依次增大,根据反应体系特征,说明体系压强逐渐增大,则p1<p2<p3。b点→a点需要使CH4的体积分数减小,才能建立平衡,故反应正向进行,故v正>v逆。(4)①由于反应开始只加入了反应物,结合平衡建立的过程可知,曲线甲为v逆-c(CO),曲线乙为v正-c(CH4)。②降温后平衡逆向移动,正、逆反应速率都减小,而c(CH4)要增大,c(CO)要减小,综合考虑,只有B、F符合题意。
19.(14分)工业上采用H2高温催化还原法处理燃煤烟气中的SO2和NO。
(1)H2高温催化还原SO2:Ⅰ.2H2(g)+SO2(g)S(g)+2H2O(g) ΔH1
已知:Ⅱ.2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g) ΔH2
Ⅲ.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3
Ⅳ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH4
①ΔH1= (用ΔH2、ΔH3、ΔH4表示)。
②已知反应Ⅰ的ln 随的变化如图,该反应的ΔH (填“>”或“<”)0;A点对应温度下,原料组成为n(H2)∶n(SO2)=2∶1,在初始总压为p总的恒容密闭容器中进行反应,达到平衡时SO2的转化率为
[为相对压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。如气体B的相对分压等于其分压pB除以p0(pB=xB×p总,xB为平衡系统中B的物质的量分数,p0=100 kPa)]。
③T ℃时,向1 L恒容密闭容器中充入2 mol H2(g)、2 mol SO2(g)和2 mol CO(g),同时发生Ⅰ、Ⅱ两个反应,达到平衡后,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.4 mol、1.6 mol,则反应Ⅰ的平衡常数K= 。
(2)H2高温催化还原NO:2H2(g)+2NO(g)2H2O(g)+N2(g) ΔH<0。
①平衡时NO的体积分数与温度和压强的关系如图(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 。
②在恒温恒容容器中,N2的瞬时生成速率v=kcm(H2)·c2(NO)。控制NO的起始浓度为0.5 mol·L-1不变,N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图甲。若H2、NO起始浓度分别为0.3 mol·L-1、0.5 mol·L-1,某时刻NO浓度为0.4 mol·L-1,此时N2的瞬时生成速率为 。
③已知Arrhenius经验公式Rln k=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。测定该反应实验数据如图乙a线所示,当改变外界条件时,实验数据如图乙b线所示,则实验可能改变的外界条件是 。
答案 (1)①ΔH2-ΔH3+ΔH4 ②> 50% ③48 (2)①T3>T2>T1 ②0.48 mol·L-1·s-1
③更换了更高效的催化剂
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。