第二章 化学反应的方向、限度与速率 复习题 (含解析)高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 第二章 化学反应的方向、限度与速率 复习题 (含解析)高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-29 00:00:00

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第二章《化学反应的方向、限度与速率》复习题
一、单选题
1.将溶液与溶液混合发生反应:。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数
B.往体系中滴加少量氯水后振荡,平衡正向移动
C.往体系中加入少固体,平衡正向移动
D.往体系中加入萃取分液后,在水溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变色
2.将装入带活塞的密闭容器中,反应达到平衡状态,改变一个条件,下列叙述正确的是
A.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍
B.慢慢压缩气体体积,平衡正向移动,混合气体颜色变浅
C.体积不变,升高温度气体颜色加深,则此反应为吸热
D.恒温、恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅
3.恒压密闭容器中充入H2S和CH4且n(H2S):n(CH4)=2:1,发生反应2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g) ΔH。0.11MPa时,温度变化对平衡时各物质的物质的量分数的影响如图所示。下列说法正确的是
A.ΔH<0
B.将CS2液化或提高H2S与CH4物质的量的比例均可提高H2S的平衡转化率
C.若向容器中充入Ar(g),反应速率不变,平衡不移动
D.M点的Kp=8×10-4(MPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数)
4.制备乙醛的一种反应机理如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应过程涉及氧化反应
B.PdCl2需要转化为PdCl才能催化反应的进行
C.可以用乙烯和氧气为原料制备乙醛
D.化合物2和化合物4互为同分异构体
5.向体积均为1L的两恒容密闭容器中分别充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g) △H,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.△H>0 B.气体的总物质的量:na<nc
C.平衡时容器的压强:p甲<p乙 D.反应速率:va正<vb逆
6.下列说法正确的是
A.常温下反应2K(s)+2H2O(l)=2KOH(aq)+H2(g)可自发进行,则该反应为吸热反应
B.反应SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)的△H>0
C.所有自发过程都将导致体系的熵值增大
D.已知2H2(g)+O(g)=2H2O(l)为自发反应,可通过焓判据来解释该反应能自发进行
7.我国学者采用量子力学方法研究表明,利用钯基催化剂表面吸附发生解离: 的五个路径与相对能量历程关系,如图所示,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A.催化剂在吸附过程中降低反应的活化能
B.决速步骤的能垒(活化能)为
C.该吸附过程可分为十步反应进行
D.历程中速率最快的反应为:
8.在一恒容密闭容器中发生反应: ,℃时,,按不同配比充入、,容器中、的平衡浓度如图所示,下列说法正确的是
A.若q点为℃时的平衡点,则
B.点为该反应进行到时的平衡点,则内
C.点时,的转化率为50%
D.、、三点的依次减小
9.当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等的时候,就达到了“化学平衡”。下列关于化学平衡的说法中正确的是( )
①可逆反应达到化学平衡时,反应物与生成物的浓度(含量)保持不变
②可逆反应达到化学平衡时,整个反应处于停滞状态
③化学平衡状态是在给不定期条件下化学反应所能达到或完成的最限度
A.只有① B.只有①② C.只有①③ D.①②③
10.Ni可活化C2H6放出CH4,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法错误的是
A.涉及非极性键的断裂和生成
B.Ni—H键的形成有利于氢原子的迁移
C.总反应为:Ni+C2H6→NiCH2+CH4
D.决速步骤:中间体2→中间体3
11.下列反应在任何温度下一定能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
12.1mol X 气体跟 a mol Y 气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:X(g) + aY(g)bZ(g),反应达到平衡后,测得X 的转化率为 50% 。而且,在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的,则 a 和 b 的数值可能是
A.a=l,b=2 B.a=2,b=1
C.a=1,b=1 D.a=2,b=2
13.氢气在氧气中燃烧主要经历以下四步基元反应:下列说法正确的是
①H2→2H (慢反应)
②H +O2→ OH+O (快反应)
③O +H2→ OH+H (快反应)
④ OH+H2→H2O+H (快反应)
A. OH的电子式是
B.在这四步反应中,第①步反应的活化能最高
C.第②步反应中H 与O2的每一次碰撞都为有效碰撞
D.H 和O2是反应的中间产物,能在体系中稳定存在
二、填空题
14.二甲醚是一种重要的清洁燃料,可以通过CH3OH分子间脱水制得:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5kJ·mol-1。在t1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式K=__;在t1℃时,反应的平衡常数为__,达到平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=__。
(2)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.4mol·L-1、c(H2O)=0.6 mol·L-1、c(CH3OCH3)=2.4 mol·L-1,此时正、逆反应速率的大小:v正__v逆(填“>”、“<”或“=”),反应向__反应方向进行(填“正”或“逆”)。
15.某实验小组为探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响设计了以下实验。回答下列问题:
I.探究影响硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应速率的因素时,设计如下系列实验:
实验序号 温 度/℃ 溶液 稀 变浑浊所需时间
① 25 5.0 0.10 10.0 0.50 0
② 50 5.0 0.10 10.0 0.50 0
③ T 0.10 8.0 0.50
(1)该实验①、②可探究_______对反应速率的影响,预测_______ (填“大于”“小于”或“等于”),可以得到结论:_______。
(2)实验①、③可探究硫酸的浓度对反应速率的影响,因此_______,_______,预测_______ (填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)实验①反应到10s时,硫代硫酸钠的浓度变为,计算_______ (写出计算过程)
(4)某化学兴趣小组在一次实验探究中发现,向草酸溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液时(),发现反应速率变化如下图,其中时间段内速率变快的主要原因可能是①_______,②_______。

16.化学反应方向的判据
在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下,化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断,判据为____。
ΔH-TΔS____0 反应正向能自发进行;
ΔH-TΔS____0 反应达到平衡状态;
ΔH-TΔS____0 反应正向不能自发进行。
17.SO2是大气污染物之一,也是合成硫酸的原料。
I.在体积为5 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol SO2和足量的炭粉,发生反应C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g)。测得不同温度下,达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示。
(1)该反应的正反应为_________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)850℃ 时,反应经过11 min到达A点,测得容器内总压强为p0,则A点的化学平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平浓度,平衡分压=总压×物质的量分数)。
(3)A点时,保持其他条件不变,再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2,则平衡向__(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。
II.一定温度和压强下,把4体积的SO2和2体积的O2充入一密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0.反应达到平衡后,测得混合气体的体积为5体积。
(4)保持上述反应温度和压强不变,设a、b、c分别表示加入的SO2、O2和SO3的体积数,如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同。若起始时向逆反应方向进行,则c的取值范围是______________。
18.工业生产硫酸的过程中,涉及反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),该混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示。
(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H___(填""或"")0;若在恒温恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡___(填"向左""向右"或"不")移动。
(2)若反应进行到状态D时,v正___v逆。(填""""或"=")
19.在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q  (Q>0)
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=_________.
(2)降低温度,该反应K值_________,二氧化硫转化率_________,正反应速度_________.(以上均填增大、减小或不变)
(3)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是_________.
据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因_____________________(用文字表达);10 min到15 min的曲线变化的原因可能是_________(填写编号).
A.加了催化剂 B.缩小容器体积
C.降低温度 D.增加SO3的物质的量
20.现将0.4molA气体和0.2molB气体充入10L的密闭容器中,在一定条件下使其发生反应生成气体C,其物质的量的变化如图:
(1)0至t1时间内C物质的平均反应速率为___________;该反应在t2时刻达到平衡,则其化学反应方程式为___________。
(2)据图中曲线变化情况分析,t1时刻改变的反应条件可能是___________。
A.加入了催化剂 B.降低了反应温度 C.向容器中充入了气体C D.缩小了容器体积
(3)该条件下反应在t2平衡时的平衡常数为___________。
21.密闭容器中发生如下反应:A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0,根据下列速率﹣时间图像,回答下列问题。
(1)下列时刻所改变的外界条件是:t1_________,t3_________,t4_________;
(2)物质A的体积分数最大的时间段是_________;
(3)反应速率最大的时间段是_________;
(4)t0~t1、t3~t4、t5~t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系_________。
22.乙基环己烷常用作气相色谱对比样品,也用于有机合成。
(1)乙基环己烷(C8H16)脱氢制苯乙炔(C8H6)的热化学方程式如下:
①C8H16(l)C8H10(l)+3H2(g) ΔH1>0
②C8H10(l)C8H6(l)+2H2(g) ΔH2=a kJ·mol-1
③C8H6(l)+5H2(g)C8H16(l) ΔH3=b kJ·mol-1
则反应①的ΔH1为__________(用含a、b的代数式表示),有利于提高上述反应①的平衡转化率的条件是____(填字母)。
A.高温高压    B.低温低压    C.高温低压    D.低温高压
(2)不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如下图所示。
①在相同压强下升高温度,未达到新平衡前,v正____(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
②研究表明,既升高温度又增大压强,C8H16(l)的转化率也升高,理由可能是____。
(3)t ℃,向恒容密闭反应器中充入1.00 mol C8H16(l)进行催化脱氢,测得液态C8H10(l)和C8H6(l)的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间变化关系如下图所示。
①在8 h时,反应体系内氢气的量为_____mol(忽略其他副反应),液态C8H16(l)的转化率是_________。
②x1显著低于x2的原因是_____________。
参考答案:
1.C
【解析】利用勒夏特列原理解决平衡有关问题。
【详解】A.该反应的平衡常数表达式,故A错误;
B.还原性,故加入氯水后,溶液中降低,平衡向左移动,故B错误;
C.加入固体,溶液中增加,平衡向生成物的方向移动,向右移动,故C正确;
D.碘单质在四氯化碳中的溶解度大于水中的溶解度,加入萃取分液后,水溶液中碘单质浓度降低,平衡正向移动,但是该反应为可逆反应,不能进行彻底,故溶液仍然存在,加入KSCN,溶液变红,故D错误;
故选C。
2.A
【详解】A.反应为气体分子数减小的反应,慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,平衡正向移动,故压强增大但小于原来的两倍,A正确;
B.慢慢压缩气体体积,平衡正向移动,但是最终二氧化氮的浓度也比原来大,故混合气体颜色变深,B错误;
C.体积不变,升高温度气体颜色加深,则反应逆向移动,说明此反应为放热反应,C错误;
D.恒温、恒容时,充入惰性气体,压强增大,但不影响反应物生成物浓度,故平衡不移动, D错误;
故选A。
3.D
【分析】由题干图示信息可知,刚开始时容器中只加入了H2S和CH4,曲线①代表H2S随温度变化曲线,曲线②代表CH4随温度变化曲线,曲线③代表H2随时间变化曲线,曲线④代表CS2随温度变化曲线,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,曲线①代表H2S随温度变化曲线,曲线②代表CH4随温度变化曲线,即升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应即ΔH>0,A错误;
B.将CS2液化即减小生成物浓度,平衡正向移动,H2S的平衡转化率增大,提高H2S与CH4物质的量的比例,平衡正向移动,CH4的平衡的转化率增大,而H2S的平衡转化率反而减小,B错误;
C.由题干信息可知,该容器为恒压密闭容器,若向容器中充入Ar(g),则容器体积增大,反应物、生成物浓度均减小,反应速率减慢,相当于减小压强,化学平衡正向移动,C错误;
D.由分析可知,曲线①代表H2S随温度变化曲线,曲线③代表H2随时间变化曲线,由题干图示信息可知,M点即H2S和H2的物质的量相等,由三段式分析:,则有:2a-2x=4x,解得x=,即平衡时H2S、CH4、CS2、H2的物质的量分别为:mol,mol、mol、mol ,则平衡时H2S的平衡分压为:×0.11MPa=0.04MPa,同理CH4、CS2、H2的平衡分压分别为:0.02MPa,0.01MPa,0.04MPa,故M点的Kp===8×10-4(MPa)2,D正确;
故答案为:D。
4.D
【详解】A.根据反应机理,CuCl与氧气、HCl反应生成CuCl2和H2O,Cu+被氧化成Cu2+,该反应为氧化还原反应,故A正确;
B.根据机理图可知,PdCl2与Cl-反应生成PdCl,PdCl作催化剂参与反应,故B正确;
C.PbCl2、CuCl2在反应中作催化剂,反应方程式为CH2=CH2+O2→CH3CHO,故C正确;
D.对比化合物2和化合物4的结构,化合物4比化合物2少2个H,因此两者不互为同分异构体,故D错误;
答案为D。
5.B
【详解】A.随反应进行,气体物质的量减少,开始反应时,甲容器内压强增大,可知温度升高,所以△H<0,故A错误;
B.a、c两点压强相等,a点温度大于c,可知气体的总物质的量:na<nc,故B正确;
C.由图像可知,a、b为平衡点,平衡时容器的压强:p甲>p乙,故C错误;
D.a、b点达到平衡,a点温度较高、压强较大,所以va正>vb逆,故D错误;
选B。
6.D
【详解】A.常温下反应2K(s)+2H2O(l)=2KOH(aq)+H2(g)反应为熵增的反应,根据反应可自发进行,不能判断该反应为吸热反应,实际活泼金属和水的反应为放热反应,故A错误;
B.反应SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)的反应为放热反应,焓变小于零,故B错误;
C.反应可自发进行,部分自发反应也可以是熵减反应,故C错误;
D.已知2H2(g)+O(g)=2H2O(l)为自发反应,反应为熵减反应,则反应自发焓变起主要作用,可通过焓判据来解释该反应能自发进行,故D正确;
故选D。
7.C
【详解】A.催化剂能够降低反应所需要的活化能,故催化剂在吸附过程中降低反应的活化能,A正确;
B.对于多步进行的反应,最慢的一步即活化能最大的一步为决定整个反应快慢的一步,从图中可知,决速步骤为过渡态V,其能垒(活化能)为,B正确;
C.由题干反应历程图可知,该吸附过程可分为五步反应进行,即、、、、,C错误;
D.反应所需要的活化能越小,反应速率越快,故历程中速率最快的反应为:,D正确;
故答案为:C。
8.A
【详解】A.反应是放热反应,若q点为平衡状态,此时平衡常数大于T1℃平衡常数,说明平衡正向进行,是降温的结果,温度低于T1℃,A正确;
B.点X、Y的浓度相等,其浓度为a,则,记得a=4,但是不知道起始浓度,无法计算X浓度变化值,无法计算速率,B错误;
C.不知道X、Y的起始浓度,无法计算X的转化率,C错误;
D.同一个反应,是固定不变的,D错误;
故选A。
9.C
【详解】可逆反应达到平衡状态的标志:体系中各组分的浓度保持不变、正反应速率与逆反应速率相等但不为0,可逆反应达到平衡状态为可逆反应所能达到或完成的最大限度。
综上所述,正确选项为C;
10.A
【详解】A.根据反应历程可知,涉及到C-C键的断裂和C-H键形成,没有涉及非极性键的形成,故A说法错误;
B.Ni可活化C2H6放出CH4,结合过渡态2可知,Ni-H键的形成使H原子的转移更容易,故B说法正确;
C.通过历程可知,始态是Ni和C2H6,终态为NiCH2和CH4,即总反应为Ni+C2H6→NiCH2+CH4;故C说法正确;
D.决速步骤是由活化能高的决定,由历程可知,中间体2→中间体3能量差值最大,活化能最高,故此为决速步骤,故D说法正确;
答案为A。
11.A
【分析】当<0时,反应在任何温度下一定能自发进行,据此判断。
【详解】A.有气体生成>0,,则一定小于0,A正确;
B.气体减少<0,,则不一定小于0,B错误;
C.有气体生成>0,,则不一定小于0,C错误;
D.气体减少<0,,则一定大于0,D错误;
故选A。
12.C
【分析】1mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:X(g) + aY(g)bZ(g)。反应达到平衡后,测得X的转化率为50%,而且,在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比,讨论分析判断得到a、b的取值。
【详解】1mol X气体跟a mol Y气体反应,达到平衡后,测得X的转化率为50%,可列出三段式:
,依据在同温同压下,反应前后混合气体的密度之比与气体体积成反比即与气体物质的量成反比,在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的,即反应后气体物质的量是反应前气体物质的量,则得到;,计算得到:2b=a+1,依据选项中的取值分析判断,a=1,b=1符合计算关系,故C符合;
故选C。
13.B
【详解】A. OH的电子式是,选项A错误;
B.活化能越大反应速率越慢,因此慢反应对应的活化能最高,即第①步反应的活化能最高,选项B正确;
C.有效碰撞需要能量足够且取向合适才能发生,反应物粒子间的碰撞不都是有效碰撞,即第②步反应中H 与O2的每一次碰撞并不都为有效碰撞,选项C错误;
D.反应的中间产物不能稳定存在,会继续发生后续反应,选项D错误;
答案选B。
14. 5 5:2:4 < 逆
【分析】(1)该条件下反应平衡常数表达式K=;从图中提取数据,代入公式,便可求出t1℃时,反应的平衡常数及平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)。
(2)利用题中提供的数据,求出浓度商,然后与(1)中计算出的K进行比较,从而确定正、逆反应速率的大小及反应移动的方向。
【详解】(1)该条件下反应平衡常数表达式K=;在t1℃时,反应的平衡常数为=5;达到平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=1.0:0.4:0.8=5:2:4。答案为:;5;5:2:4;
(2)浓度商Q==9>5,此时正、逆反应速率的大小:v正【点睛】在一个平衡体系中,同时改变两种生成物的浓度,且一个增大,一个减小,平衡如何移动?我们很难通过借助等效平衡来解决,简单而快捷的方法,便是利用浓度商。
15.(1) 温度 大于 其他条件不变,升高温度,反应速率加快
(2) 25 2.0 小于
(3)
(4) 产物是反应的催化剂,反应速率加快 该反应放热,导致体系温度升高,速率加快
【详解】(1)该实验①、②只有温度不同,故可探究温度对反应速率的影响,其他条件不变,升高温度,速率加快,时间短,故t1大于t2。
(2)实验①、③可探究硫酸的浓度对反应速率的影响,因此控制温度相同,25,控制硫代硫酸钠的浓度相同,故V1=5.0,溶液的总体积不变,有5.0+8.0+V2=5.0+10.0,2.0,实验③硫酸的浓度减小,故反应速率减慢,反应时间较长预测小于。
(3)实验①反应到10s时,硫代硫酸钠的浓度变为,计算=
(4)反应开始进行,反应物浓度减小,但随着反应进行反应加快,说明反应产物是反应的催化剂,反应速率加快,或者该反应放热,导致体系温度升高,速率加快。
16. ΔH-TΔS < = >
【解析】略
17. 吸热 0.25p0 正反应方向 c2
【分析】(1) 根据达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示,温度越高,生成S的物质的量也越高,平衡向吸热方向移动;
(2) 用平衡分压代替平浓度,平衡分压=总压×物质的量分数,代入平衡常数的表达式即可求解;
(3) A点时,保持其他条件不变,再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2,此时根据物质的量多少便可判断方向;
(4) 若起始时,V正【详解】(1) 发生反应C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g),根据达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示,温度越高,生成S的物质的量也越高,平衡正向移动,因此正方向为吸热,,故答案为:吸热;
(2) 850℃ 时,反应经过11 min到达A点(850,0.45),则
该温度下,S和CO2的物质的量分数为:,SO2的物质的量分数为:,因此,该温度下反应的平衡常数,故答案为:0.25p0;
(3) A点时,保持其他条件不变,再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2,此时剩余的SO2为1.0mol+0.55mol=1.55mol,此时剩余的CO2为1.0mol+0.45mol=1.45mol,SO2 物质的量大于CO2物质的量,平衡正反应方向移动,故答案为:正反应方向;
(4) 若起始时向逆反应方向进行,则c应大于平衡时的量,
则c2,故答案为:c2。
18. < 向左 >
【详解】(1)由图象可知,随着温度升高,SO3的百分含量减小,平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,正反应是放热反应,△H0;恒温恒压条件下向平衡体系中通入氦气,则反应器的体积增大,平衡向左移动,故答案为:<;向左;
(2)曲线为平衡线,反应进行到状态D时,反应没有达到平衡状态,D→A,需要增加SO3的百分含量才能达到平衡状态,即反应正向进行,所以v正>v逆,故答案为:。
19. 增大 增大 减小 15-20 min和25-30 min 增加了O2的量 AB
【详解】(1)可逆反应2SO2(g)+O2 (g) 2SO3(g)的平衡常数k=,故答案为;
(2)该反应正反应为放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,平衡常数k增大,二氧化硫转化率增大,降低温度反应速率减小,故答案为增大、增大、减小;
(3)反应混合物各物质的物质的量不变化,说明反应处于平衡状态,由图可知在15-20min和25-30min出现平台,各组分的物质的量不变,反应处于平衡状态;由图可知,反应进行至20min时,平衡向正反应移动,瞬间只有氧气的浓度增大,应是增大了氧气的浓度;由图可知,反应向正反应进行,10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大,说明反应速率增大,10min改变瞬间,各物质的物质的量不变。A.加了催化剂,增大反应速率,故A正确;B.缩小容器体积,增大压强,增大反应速率,故B正确;C.降低温度反应速率降低,故C错误;D.10min改变瞬间,各物质的物质的量不变,不是增加SO3的物质的量,故D错误;故选AB,故答案为15-20min和25-30min;增加了O2的量;AB。
点睛:考查平衡常数、平衡移动、平衡影响元素、化学平衡图象等。图象问题解题步骤:(1)看懂图象:①弄清纵坐标与横坐标的意义;②弄清线的走向和变化趋势;③弄清起点、拐点、交点、终点的意义;④看定量图象中有关量的多少;(2)联想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
20. mol·L-1·min-1 3A(g)+B(g) 2C(g) AD 4×104
【详解】(1)根据,0至t1时间内C物质的平均反应速率为 mol·L-1·min-1;0至t2时间内A、B、C物质的量的变化分别是0.3mol、0.1mol、0.2mol,根据化学计量数比等于物质的量变化之比,反应的方程式是3A(g)+B(g) 2C(g);
(2)A.根据图象,t1~t2速率加快;加入了催化剂可加快反应速率,故A可能;
B.降低了反应温度,反应速率减慢,故B不可能;
C.向容器中充入了C,C的物质的量应该突变,而图象中C的物质的量是渐变,故C不可能;
D.缩小了容器体积,浓度增大,化学反应速率加快,故D可能;
故答案选AD;
(3)化学平衡常数;
【点睛】可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式化学计量数幂次方)乘积比是化学平衡常数。
21.(1) 升高温度 使用催化剂 减小压强
(2)t5~t6
(3)t3~t4
(4)K0>K3=K5
【详解】(1)该反应为气体体积减小的放热反应,由图可知,t0~t1为原平衡,t1~t2时正逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,则改变条件为升高温度;t3~t4时正逆反应速率均增大,且平衡不移动,则改变条件为使用催化剂;t4~t5时正逆反应速率均减小,且平衡逆向移动,则改变条件为减小压强,故答案为:升高温度;使用催化剂;减小压强;
(2)由图可知,t1~t2时平衡逆向移动,A的体积分数增大,t3~t4时平衡不移动,A的体积分数不变,t4~t5时平衡逆向移动,A的体积分数继续增大,t5~t6时反应达到平衡,A的体积分数不变,所以物质A的体积分数最大的时间段t5~t6,故答案为:t5~t6;
(3)由图可知,纵坐标为反应速率,则反应速率最大的时间段是t3~t4,故答案为:t3~t4;
(4)平衡常数只与温度有关,该反应为气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,由(1)分析知,t0~t1时,温度不变K不变,t1~t2时,升高温度K减小,t3~t4时使用催化剂、t4~t5时减小压强、t5~t6时达平衡,这三个时间段温度不变K不变,所以t0~t1、t3~t4、t5~t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系为K0>K3=K5,故答案为:K0>K3=K5。
22. (-b-a)kJ·mol-1 C 大于 升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度(叙述合理即可) 1.951 40.1% C8H16(l)转换为C8H6(l)的活化能小,反应速率很快,生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l),因此x1显著低于x2
【详解】(1)根据盖斯定律可知,①=-(②+③),故ΔH1=-(a+b)kJ·mol-1;该反应ΔS>0,ΔH>0,故可采用高温低压使平衡正向程度增大,提高转化率;
(2)①由图分析可知,升高温度,乙基环己烷的转化率增大,即升高温度,平衡正向移动,故升高温度,达到新平衡前,v正大于v逆;
②升高温度,平衡正向移动,增大压强,平衡逆向移动,但升高温度导致正向移动程度大于增大压强导致逆向移动程度时,C8H16(l)的转化率会升高;
(3)①参加反应的 C8H16(l)为1mol,8h时,C8H6(l)的产量为0.374,其物质的量为0.374mol,C8H10(l)的产量为0.027,其物质的量为0.027mol,则反应生成的氢气的量为n(H2)=3×(0.027mol+0.374mol)+2×0.374mol=1.951mol;n(C8H10(l))+n(C8H6(l))=0.401mol,故液态C8H16(l)的转化率是;
②x1显著低于x2的原因是C8H16(l)转换为C8H6(l)的活化能小,反应速率很快,生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l),因此x1显著低于x2。