【人教版】高中化学 选择性必修一 2.2化学平衡 课时训练(含解析)

文档属性

名称 【人教版】高中化学 选择性必修一 2.2化学平衡 课时训练(含解析)
格式 docx
文件大小 1.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-08-30 11:01:54

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文档简介

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选必修1 2.2化学平衡 课时训练(含解析)
一、单选题
1.化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用,如果设法提高化学反应的限度,下面的说法错误的是(  )
A.能够节约原料和能源 B.能够提高产品的产量
C.能够提高经济效益 D.能够提高化学反应速率
2.下列说法与相关方程式书写均正确的是(  )
A.水溶液显碱性:
B.HClO溶液显酸性:
C.向盛水的烧杯中滴加亚硫酰氯,液面有白雾形成:
D.一定条件下,在密闭容器中1mol与0.5mol充分反应,测得放出热量akJ,则
3.下列事实不能用平衡移动原理解释的是(  )
A.对于反应CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) △H<0,降低温度有利于CO的转化
B.增大压强,有利于工业上氨的合成
C.工业上二氧化硫与氧气合成三氧化硫时加入催化剂
D.乙醇与乙酸生成乙酸乙酯时常加入稍过量的乙醇
4.化学与生活密切相关,下列说法错误的是(  )
A.废旧电池中含汞、镉、铅等重金属,不能就地填埋
B.可以用勒夏特列原理解释钠与氯化钾共融制备钾:Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)
C.燃烧木柴时,采用较细木柴并架空有利于燃烧
D.风能、氢能、地热和天然气都是清洁的新能源
5.某密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是(  )
A.t2时加入了催化剂 B.t3时降低了温度
C.t5时增大了压强 D.t4~t5时间内X转化率最低
6.如图为某化学反应的速率与时间的关系图,在t1时刻升高温度或者增大压强,速率的变化都符合图示的反应的是(  )
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
B.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0
C.H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH>0
D.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
7.下列叙述能说明反应2A(g)+B(g) 2C(g)已达平衡状态的有(  )
①A、B、C的百分含量相等;
②单位时间,消耗a mol B,同时生成2a mol C;
③单位时间,消耗a mol A,同时生成0.5a mol B;
④外界条件不变时,物质总质量不随时间改变;
⑤外界条件不变时,气体总分子数不再变化;
⑥A,B,C分子数之比为2:1:2.
A.除④外 B.除②⑥外 C.②④⑤ D.③⑤
8.研究反应2X(g) Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是(  )
A.比较实验②、④得出:升高温度,化学反应速率加快
B.比较实验①、②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快
C.若实验②、③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂
D.在0-10min之间,实验③的平均速率v(Y)=0.04mol/(L·min)
9. 是一种重要的化工原料,主要用于生产三氧化硫、亚硫酸盐等,生产 的反应为 。实验室用浓硫酸和 固体反应制取少量 。 排放到大气中会形成酸雨。下列有关生产 反应的说法正确的是(  )
A.反应的
B.反应中每消耗 转移的电子的物质的量为
C.升温、加压和使用催化剂能增大 的生成速率
D.当 时,说明该反应处于平衡状态
10.体积不变的密闭容器中发生反应: ,下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系, 、 、 时刻外界条件有所改变。下列说法中正确的是(  )
A. 时间内平衡转化率最低 B. 时降低了温度
C. 时只增加了气体物质Z D. 时加入了催化剂
11.下列各图中,表示2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0可逆反应的符合题意图像为()
A. B.
C. D.
12.可逆反应xH2S(g) xH2(g)+Sx(g)(x>1)达到平衡后,下列说法错误的是(  )
A.若恒容充入H2,则新平衡后H2S分解率下降
B.若增大压强,气体颜色变深,则Sx为有色气体
C.若恒容升温后,气体密度不变,说明达到了新平衡
D.若改变某一条件后,压强不能作为判断新平衡的标志,则Sx状态发生改变
13.NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间的反应:CO(g)+NO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH=-374.3 kJ·mol-1 K=2.5×1060,反应速率较小。有关该反应的说法正确的是(  )
A.K很大,NO与CO在排入大气之前就已反应完全
B.增大压强,平衡将向右移动,K>2.5×1060
C.升高温度,既增大反应速率又增大K
D.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准
14.可逆反应N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(  )
A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=3v逆(H2)
C.v正(N2)=v逆(NH3) D.2v正(H2)=3v逆(NH3)
15.已知反应。一定条件下,在一密闭容器中加入和10倍量的充分反应,达到平衡后,下列化合物中含量最低的是(  )
A. B. C. D.
二、多选题
16.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y、Z,发生反应mX(g)+nY(g) pZ(g) ΔH=QkJ·mol-1。反应达到平衡后,Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示。下列说法不正确的是(  )
A.m+n> p
B.压强不变,容器中充入稀有气体,平衡正反应方向移动
C.Q<0
D.体积不变,容器中充入稀有气体,Y的质量分数增大
17.T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入SO2和O2发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),容器中各组分的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是(  )
A.a、b两点反应速率vaB.0-t2时间段,反应速率v(SO3)= mol L-1 min-1
C.t2时刻,向容器中充入一定体积的气体氦,则v正、v逆均不变
D.若反应在T2℃进行(T218.T℃时,向容积为2L的刚性容器中充入1 mol CO2和一定量的H2发生反应:CO2(g)+2H2(g) HCHO(g) +H2O(g) ,达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知:初始加入2molH2时,容器内气体的总压强为1.2p kPa。下列说法错误的是(  )
A.5 min时反应到达c点,(H2)=0.1 mol·L-1·min-1
B.随增大, HCHO的平衡压强不断增大
C.b点时反应的平衡常数Kp =
D.c点时,再加入CO2(g)和H2O(g) ,使二者分压均增大0.2p kPa,平衡正向移动
三、综合题
19.C2H4是现代工业的重要原料,工业上用CO2氧化C2H6制C2H4具有重要意义。
已知:CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为:C2H6(g) + CO2(g)=C2H4(g) + CO(g) + H2O(g) ΔH=+177kJ·mol-1
(1)若主反应的反应历程分为如下两步:
I. C2H6(g)=C2H4(g) + H2(g) (快) ΔH1
II. CO2(g) + H2(g)= CO(g) + H2O(g) (慢) ΔH2=+42kJ·mol-1
则:①反应I的ΔH1 =    kJ ·mol-1。
②已知:ΔG=ΔH- T·ΔS。当ΔG>0,反应非自发;当ΔG<0,反应自发。若反应I的ΔS=+120J·K-1·mol-1,反应I自发进行的最低温度T=   K。
③相比于提高c(C2H6) ,提高c(CO2)对主反应总速率影响更大,其原因是   。
(2)某催化剂催化主反应的过程中,在催化剂表面发生了一系列反应:
①CH3- CH3→CH3- CH2·+ H++e-,
②CH3-CH2·→CH2=CH2+H++e-,
③CO2+e-→,
④+ H+→·COOH,
⑤ ,
则:自由基CH3-CH2·的电子式为    ,⑤的反应式为   。
(3)在C2H6与CO2反应制C2H4的过程中,还会发生副反应:C2H6(g)+ 2CO2(g) = 4CO(g)+ 3H2(g) ΔH> 0
①其他条件相同时,1mol C2H6与1mol CO2经相同反应时间测得如表实验数据:
实验 温度/K 催化剂 C2H4的产率%
实验1 400 催化剂1 55.0
400 催化剂2 62.3
实验2 500 催化剂1 68.5
500 催化剂2 80.1
在催化剂相同时,温度越高C2H4产率更高的原因是    ; 相同温度时,催化剂2催化下C2H4产率更高的原因是   。
②在容器体积为1.0L,充入2 mol C2H6和3 mol CO2同时发生主、副反应,乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性与温度、压强的关系如图所示。则:判断P1>P2的理由是    ;M点主反应的平衡常数为   (结果保留2 位有效数字)。
20.在某一容积为
2L 的恒容密闭容器中,A、B、C、D 四种气体物质发生可逆反应,其物质的量 n(mol)随时间 t(min)的变化曲线如图所示。回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为   。
(2)前
2min 内用 A 的浓度变化表示的化学反应速率为   ;
(3)在 2min 时,图象发生改变的原因可能是_____ (填字母)
A.增大 B 的物质的量 B.降低温度
C.加入催化剂 D.减小 A 的物质的量
(4)不同条件下的该反应的速率:①v(A)=1.0mol·L-1·s-1,②v(B)=1.0 m ol·L-1·s-1,③v(C)=1.2 mol·L-1·s-1,④v(D)=1.2mol·L-1·s-1。其中反应速率最快的是   
(填序号)。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】提高了化学反应的限度,就是提高了反应物的转化率,提高了产量,更能提高经济效益,但不一定会提高反应的反应速率,所以选项D是错误的。
故答案为:D。
【分析】提高化学反应的限度就是提高反应物的转化率、产量等,据此解答。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.为二元弱酸,则水溶液显碱性的水解方程式为:、,A项不符合题意;
B.HClO为弱酸,电离得到氢离子和次氯酸根离子,氢离子与水结合,则电离方程式为:,B项符合题意;
C.向盛水的烧杯中滴加亚硫酰氯,液面有白雾形成,该反应不是可逆反应,方程式为:,C项不符合题意;
D.一定条件下,在密闭容器中1mol与0.5mol充分反应,测得放出热量akJ,因为该反应是可逆反应,则 ,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、硫离子为多元弱酸根离子,分步水解;
B、次氯酸在水中电离为氢离子和次氯酸根离子;
C、亚硫酰氯和水反应生成二氧化硫和氯化氢;
D、二氧化硫和氧气的反应为可逆反应,反应无法进行到底。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.该反应为放热反应,降低温度,有利于反应向正反应方向进行,CO转化率提高,有利于CO的转化,符合化学平衡移动原理,故A不符合题意;
B.合成氨N2+2H22NH3,该反应为气体体积减少的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,有利于工业上合成氨,符合化学平衡移动原理,故B不符合题意;
C.使用催化剂,对化学平衡移动无影响,不符合化学平衡移动原理,故C符合题意;
D.乙醇与乙酸反应:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,增加稍过量乙醇,增加反应物浓度,平衡向正反应方向移动,有利于乙酸乙酯的生成,符合平衡移动原理,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】平衡移动的判断;
增大反应物浓度,平衡朝正向移动,被增加的反应物转化率减小,另一种反应物浓度增大,减小反应物的浓度则反之;
增大生产物浓度,平衡朝逆向移动,反应物的转化率减小,减少生成物的浓度则反之;
增大压强,减小体积,平衡朝气体体积缩小的方向移动,减小压强,增大体积则反之;
升高温度,平衡朝吸热方向移动,降低温度则反之;
催化剂不影响平衡移动。
4.【答案】D
【解析】【解答】A. 废旧电池中含汞、镉、铅等重金属,不能就地填埋,否则会污染环境,故A不符合题意;
B. 钠与氯化钾共融制备钾:Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)是可逆反应,存在平衡,则可用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C. 燃烧木柴时,采用较细木柴并架空有利于空气流通,更有利于燃烧,故C不符合题意;
D. 风能、氢能、地热是清洁的新能源,但天然气不是新能源,是常规能源,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.重金属会污染土壤和水体;
B.勒夏特列原理的具体内容为:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动;
C.采用较细木柴并架空有利于木柴与氧气接触。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.由图可知,t2时改变条件,正逆反应速率增大且相等,平衡不移动,则t2时加入了催化剂,故A符合题意;
B.t3时改变条件,正逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率,该反应的△H<0,正反应为放热反应,若降低温度,平衡正向移动,与图象不符,故B不符合题意;
C.t5时改变条件,正逆反应速率增大,且逆反应速率大于正反应速率,该反应的正反应为气体体积减小的反应,若增大压强,平衡正向移动,与图象不符,故C不符合题意;
D.由于t2时刻平衡不移动,t3和t5时刻平衡均左移,故导致t6时刻转化率最低,故D不符合题意
故答案为:A。
【分析】正逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,可能是加入催化剂,也可能是气体体积不变的反应加压。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0正反应体积减小,A不符合;
B.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH>0正反应吸热,B不符合;
C.H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH>0正反应吸热且体积不变,C不符合;
D.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0正反应放热且体积增大,D符合;
故答案为:D。
【分析】在t1时刻升高温度或者增大压强,根据图象可知正逆反应速率均增大,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,这说明正反应应该是放热的体积增大的可逆反应。
7.【答案】D
【解析】【解答】①A、B、C的百分含量相等,不一定各组分浓度不变,不能证明反应达到平衡状态,①不符合题意;②单位时间,消耗a mol B,同时生成2a mol C,是正反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明反应达到平衡状态,②不符合题意;③单位时间,消耗a mol A,同时生成0.5a molB,符合速率之比等于化学计量数之比,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,③符合题意;④据质量守恒定律,反应前后气体质量不变,所以外界条件不变时,物质总质量不随时间改变不能说明反应达到平衡状态,④不符合题意;⑤反应前后气体体积不同,即分子数不同,所以外界条件不变时,气体总分子数不再变化说明反应达到平衡状态,⑤符合题意;⑥A、B、C分子数之比决定于开始加入物质的多少和反应限度,与平衡状态无关,⑥不符合题意;
故答案为:D。
【分析】反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分浓度不再变化,据此判断反应是否达到平衡状态。
8.【答案】D
【解析】【解答】A. 实验②④的起始物质的量浓度相等,实验②的温度为800℃,实验④的温度为820℃,实验④的反应速率明显较快,说明温度升高,化学反应速率加快,故A不符合题意;
B. 从图象可以看出,实验①②的温度相同,实验①的X的物质的量浓度大,反应速率明显快,所以增大反应物浓度,化学反应速率加快,故B不符合题意;
C. 实验②③中X的起始物质的量浓度相等,温度相同,平衡状态也相同,但是实验③反应速率较快,达到平衡状态所需的时间短,说明实验③使用了催化剂,故C不符合题意;
D. 从图象可以直接求得0 10min内实验③的平均速率v(X)= =0.04mol/(L·min),根据化学方程式的计量数关系可知v(Y)= v(X)= ×0.04mol/(L·min)=0.02 mol/(L·min),故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.实验②、④起始浓度相同,但温度不同;
B.①、②温度相同,但起始浓度不同;
C.②、③温度、起始浓度相同,③反应速率较大;
D.在0~10min之间,实验③X的浓度变化为0.4mol/L,结合v(Y)= v(X)计算.
9.【答案】C
【解析】【解答】A.该反应气体系数之和减小,所以 S<0,A不符合题意;
B.未指明温度和压强,22.4L氧气的物质的量不一定是1mol,B不符合题意;
C.升温可以增大活化分子百分数,加压可以增大单位体积内活化分子数,催化剂可以降低反应活化能,都可以加增大SO3的生成速率,C符合题意;
D.平衡时各物质的浓度不再改变,但c(SO2)和c(SO3)不一定相等,这与初始投料和转化率有关,D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.熵变通过气体的多少进行判断,气体减小,熵减小;
B.气体摩尔体积需在一定温度和压强下计算;
C.根据影响化学反应的速率因素进行判断;
D.处于平衡状态时,各物质的浓度保持不变进行判断;
10.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,t3~t4段,平衡逆向移动,t5~t6段,平衡也逆向移动,所以 时间内平衡转化率不是最低,是最高,故A不符合题意;
B.由于ΔH<0,该反应为放热反应,且气体体积减小的反应,t3时正逆反应速率均减小,但逆反应速率大,平衡逆向移动,则应为减小压强,故B不符合题意;
C.该反应为放热反应,且气体体积减小的反应,t5时正逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,则应为升高温度,故C不符合题意;
D.t2时正逆反应速率同等程度增大,加入了催化剂可以同等程度增大化学反应速率,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】
A.t3~t4段,平衡逆向移动,t5~t6段,平衡也逆向移动,所以转化率最高;
B.t3时平衡逆向移动,且反应速率均降低,根据反应放热,降低温度;
C.t5平衡逆向移动且反应速率均增加,故应是升温;
D.t2时平衡不移动,只改变反应速率,故加入催化剂。
11.【答案】A
【解析】【解答】A.由该反应2A(气)+B(气) 2C(气)△H<0,可以知道,温度升高向逆方向移动,A符合题意
B.由该反应2A(气)+B(气) 2C(气)△H<0,可以知道,压强增大,反应向正方向移动,故B不符合题意
C.催化剂不能改变化学平衡点,故C不符合题意
D.温度高,A的转化率低,故D不符合题意
故答案为:A。
【分析】由该反应2A(气)+B(气) 2C(气)△H<0,可以知道,温度升高向逆方向移动,压强越大反应向正反应移动,催化剂只是改变速率不改变产率
12.【答案】C
【解析】【解答】A.若恒容充入H2,氢气的浓度增大,平衡逆向移动,新平衡后H2S分解率下降,故A不符合题意;
B.若增大压强,三种气体的浓度均会增大,氢气和硫化氢均为无色气体,气体颜色变深,说明Sx为有色气体,故B不符合题意;
C.恒容容器的体积不变,气体的质量不变,升温后,无论平衡如何移动,气体密度始终不变,密度不变,不能说明达到了新平衡,故C符合题意;
D.xH2S(g) xH2(g)+Sx(g)(x>1)为气体的物质的量增大的可逆反应,改变压强,平衡发生移动,若改变某一条件后,压强不能作为判断新平衡的标志,说明反应变为气体的物质的量不变的可逆反应,说明Sx状态发生了改变,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】xH2S(g) xH2(g)+Sx(g)(x>1)为气体的物质的量增大的可逆反应,结合化学平衡移动的影响因素分析解答。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.K值大,说明反应正向进行的程度大,但并不能说明物质已经完全反应,A不符合题意;
B.该反应中反应前后气体分子数不变,因此增大压强平衡不移动,且平衡常数只与温度有关,与浓度、压强无关,故增大压强,K不变,B不符合题意;
C.由于该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小;且温度升高,反应速率加快,C不符合题意;
D.选用适合的催化剂,可加快尾气的转化,使得尾气达到排放标准,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、K值大,说明反应正向进行的程度大;
B、K只与温度有关,与浓度无关;
C、升高温度,平衡逆向移动,K减小;
D、选用适合的催化剂,可加快尾气的转化;
14.【答案】D
【解析】【解答】A.3v正(N2)=v正(H2)表示的都是正反应,不能判断反应是否为平衡状态,故A不符合题意;
B.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知:v正(N2) :v正(H2)=1:3,若v正(N2)=3v逆(H2),即v正(N2) :v逆(H2)=3:1,v逆(H2)≠v正(H2),反应未达到平衡状态,故B不符合题意;
C.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知:v正(N2) :v正(NH3)=1:2,若v正(N2)=v逆(NH3),v逆(NH3)≠v正(NH3),反应未达到平衡状态,故C不符合题意;
D.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知:v正(H2) : v正(NH3)=3:2,若2v正(H2)=3v逆(NH3),即v正(H2) : v逆(NH3)=3:2,v逆(NH3)=v正(NH3),反应处于平衡状态,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此分析。
15.【答案】A
【解析】【解答】由于重氢含量最高,生成的乙烷分子中含有的重氢原子多,又因为是可逆反应,所以乙烷在分解生成的乙烯分子中重氢原子相对要多,因此达到平衡后的含量最低;
故答案为:A。
【分析】乙烯和氢气发生加成反应的实质是碳碳双键和氢氢键断键,氢原子分别与碳原子相连形成乙烷。
16.【答案】B,D
【解析】【解答】A.容器体积增大为原来的两倍时,c(Y)=0.50mol/L,而平衡时c(Y)=0.75mol/L,说明此时平衡逆向移动,即压强减小,平衡逆移,则正反应为气体分子数减小的反应,因此m+n>p,选项正确,A不符合题意;
B.压强不变,充入稀有气体,则容器体积增大,反应物和生成物产生的压强减小,平衡逆向移动,选项错误,B符合题意;
C.由表格数据可知,升高温度,c(Y)增大,则平衡逆向移动,因此逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,因此Q<0,选项正确,C不符合题意;
D.体积不变,充入稀有气体,反应物和生成物产生的压强不变,平衡不移动,Y的质量分数不变,选项错误,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】A.结合压强对平衡移动的影响分析;
B.压强不变,充入稀有气体,则容器体积增大;
C.结合温度对平衡移动的影响分析;
D.体积不变,充入稀有气体,则反应物和生成物浓度不变;
17.【答案】B,C
【解析】【解答】A.a、b两点,随反应的进行反应物的浓度减小,则反应速率va>vb,A说法不符合题意;
B.0-t2时间段,反应速率v(SO3)= = mol L-1 min-1,B说法符合题意;
C.t2时刻,向容器中充入一定体积的气体氦,反应体系中各量的浓度均为变化,则则v正、v逆均不变,C说法符合题意;
D.若反应在T2℃进行(T2答案为BC。
【分析】A.速率和反应物的浓度有关,浓度变化量越大,速率越大
B.计算出浓度变化量,根据公式=计算
C.体积不变,浓度不变,平衡不移动
D.温度低,速率低,消耗的量少,剩余的物质的量大
18.【答案】B,D
【解析】【解答】A.起始时容器内气体总压强为1.2pkPa,若5min时反应到达c点,由分析可知,则(H2)==0.1mol/(L min),A不符合题意;
B.随增大, 平衡正向移动,CO2的转化率增大,若H2的物质的量无限制增大,则HCHO的平衡压强肯定减小,即HCHO的平衡压强不是不断增大,B符合题意;
C.温度不变,化学平衡常数不变,故b点时反应的化学平衡常数与c点对应的平衡常数相等,由分析可知,c点平衡下,p(CO2)=×pkPa=0.2pkPa,同理:p(H2)=0.4pkPa,p(HCHO)=p(H2O)=0.2pkPa,故Kp== (kPa)-1==,C不符合题意;
D.c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.20pkPa,则此时Qp═===Kp,平衡不移动,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.利用计算;
B.利用可逆反应进行不到底分析;
C.温度不变,化学平衡常数不变;
D.比较Qp与Kp的大小判断。
19.【答案】(1)+135;1125;反应II为决速步骤,增大c(CO2),反应II速率加快,从而有效提高总反应速率,因此相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大
(2);COOH + H++e- →CO+H2O
(3)温度越高,对主反应的影响更大;催化剂2对主反应的选择性更高;主反应、副反应均为体积增大的反应,增大压强,平衡均向逆反应方向移动,压强越大,乙烷的转化率越小,P1条件下乙烷的平衡转化率更小,故压强p1更大;0.57
【解析】【解答】已知:CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为:①C2H6(g) + CO2(g)=C2H4(g) + CO(g) + H2O(g) ΔH=+177kJ·mol-1,若主反应的反应历程分为如下两步:I. ②C2H6(g)=C2H4(g) + H2(g) (快) ΔH1,II. ③CO2(g) + H2(g)= CO(g) + H2O(g) (慢) ΔH2=+42kJ·mol-1则:①根据盖斯定律,①-③得反应I的ΔH1;主反应CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为:C2H6(g) + CO2(g)=C2H4(g) + CO(g) + H2O(g),主反应-(①+②+③+④)得:⑤的反应式为·COOH + H++e- →CO+H2O;根据乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性与温度、压强的关系如图,结合:主反应:C2H6(g) + CO2(g)=C2H4(g) + CO(g) + H2O(g) 副反应:C2H6(g)+ 2CO2(g) = 4CO(g)+ 3H2(g) ΔH> 0方程式,M点乙烷的转化率为50%,乙烯的选择性为80%,分别求出主副反应消耗的乙烷、二氧化碳及各产物的浓度、主反应平衡混合物各组分的浓度代入平衡常数计算公式计算。
(1)已知:CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为:①C2H6(g) + CO2(g)=C2H4(g) + CO(g) + H2O(g) ΔH=+177kJ·mol-1
若主反应的反应历程分为如下两步:
I. ②C2H6(g)=C2H4(g) + H2(g) (快) ΔH1
II. ③CO2(g) + H2(g)= CO(g) + H2O(g) (慢) ΔH2=+42kJ·mol-1
则:①根据盖斯定律,①-③得反应I的ΔH1 =+177kJ·mol-1-42kJ·mol-1== +135 kJ ·mol-1。故答案为:+135;
②已知:ΔG=ΔH- T·ΔS。当ΔG>0,反应非自发;当ΔG<0,反应自发。若反应I的ΔS=+120J·K-1·mol-1,反应I自发进行的最低温度T== = 1125K。故答案为:1125;
③相比于提高c(C2H6) ,提高c(CO2)对主反应总速率影响更大,其原因是主反应、副反应均为体积增大的反应,增大压强,平衡均向逆反应方向移动,压强越大,乙烷的转化率越小,P1条件下乙烷的平衡转化率更小,故压强p1更大。故答案为:主反应、副反应均为体积增大的反应,增大压强,平衡均向逆反应方向移动,压强越大,乙烷的转化率越小,P1条件下乙烷的平衡转化率更小,故压强p1更大;
(2)自由基CH3-CH2·的电子式为,主反应CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为:C2H6(g) + CO2(g)=C2H4(g) + CO(g) + H2O(g),主反应-(①+②+③+④)得:⑤的反应式为·COOH + H++e- →CO+H2O。故答案为:;·COOH + H++e- →CO+H2O;
(3)①在催化剂相同时,温度越高C2H4产率更高的原因是温度越高,对主反应的影响更大 ; 相同温度时,催化剂2催化下C2H4产率更高的原因是催化剂2对主反应的选择性更高。故答案为:温度越高,对主反应的影响更大;催化剂2对主反应的选择性更高;
②判断P1>P2的理由是主反应、副反应均为体积增大的反应,增大压强,平衡均向逆反应方向移动,压强越大,乙烷的转化率越小,P1条件下乙烷的平衡转化率更小,故压强p1更大;
在容器体积为1.0L,充入2 mol C2H6和3 mol CO2同时发生主、副反应,根据乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性与温度、压强的关系如图,结合:主反应:C2H6(g) + CO2(g)=C2H4(g) + CO(g) + H2O(g) 副反应:C2H6(g)+ 2CO2(g) = 4CO(g)+ 3H2(g) ΔH> 0方程式,M点乙烷的转化率为50%,乙烯的选择性为80%,主反应消耗的乙烷:c(C2H6)=2mol/L×50%×80%=0.8mol·L-1,c(C2H4)=c(CO)=c(H2O)=0.8mol·L-1,副反应消耗的c(C2H6)=2mol/L×50%×20%=0.2mol·L-1,c(CO2)=0.4mol·L-1,生成的c(CO)=0.8mol·L-1,平衡时:c(C2H6)=1mol·L-1,c(CO2)=3mol·L-1-0.8mol·L-1-0.4mol·L-1=1.8mol·L-1,c(C2H4)=c(H2O)=0.2mol·L-1,c(CO)=0.8mol·L-1+0.8mol·L-1=1.6mol·L-1,主反应的平衡常数为: =0.57mol·L-1,M点主反应的平衡常数为0.57(结果保留2 位有效数字)。故答案为:主反应、副反应均为体积增大的反应,增大压强,平衡均向逆反应方向移动,压强越大,乙烷的转化率越小,P1条件下乙烷的平衡转化率更小,故压强p1更大;0.57。
【分析】
(1)根据盖斯定律计算;
②利用ΔG=ΔH- T·ΔS<0计算;
③依据化学平衡移动原理分析;
(2根据盖斯定律推理;
(3)①依据化学平衡移动原理分析;
②依据勒夏特列原理分析;利用“三段式”法计算。
20.【答案】(1)4A+5B 6C+4D
(2)0.1mol/(L·min)
(3)C
(4)④
【解析】【解答】(1)根据图可推化学方程式为: 4A+5B 6C+4D
(2)v=△c/t=△n/Vt= 0.1mol/(L·min)
(3)斜率增大,即速率增大,则为加入催化剂
(4)全部化成A的速率①1 mol·L-1·s-1②1.25 m ol·L-1·s-1③0.8mol·L-1·s-④1.2mol·L-1·s-1 ,则反应速率最快的是④
【分析】(1)值得注意的是要用可逆符号
(3)在2min时,可见斜率增大,则速率增大,能使速率增大的只有加正催化剂
(4)比较化学反应速率要化成同种物质,同种单位。
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