贺兰县2023-2024学年高二上学期第一阶段考试
化学试卷
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 S-32
一、选择题(本题共24小题,每小题2分;第23小题为双选,选不全得1分、选错不得分,选对得2分)
1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.采用排饱和食盐水的方法收集氯气
B.红棕色的,加压后颜色先变深后变浅
C.高压更有利于合成氨
D.盛有溶液与稀硫酸混合液的试管浸入热水时迅速变浑浊
2.下列说法正确的是( )
A.能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子,把活化分子具有的能量叫做活化能
B.活化能的大小决定了该反应的焓变大小
C.活化能接近零的反应,反应瞬间完成,温度对其反应速率的影响很小
D.升高温度和增大压强(减小容器容积)都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率的
3.反应的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应是放热反应 B.断开中的硫氧键放出能量
C.反应物的总能量大于生成物的总能量 D.一定是吸热反应
4.已知:25℃、时,。分别使用3组稀溶液来测定中和反应的反应热,下列说法正确的是( )
序号 ① ② ③
稀溶液 硫酸和氢氧化钠 硫酸和氨水 硫酸和氢氧化钡
a b c
A.
B.生成的水越多,中和反应的反应热越小
C.酸碱混合要迅速,否则热量容易散失
D.实验中的玻璃搅拌器可换成铁制搅拌器
5.已知:.若断裂键、键需要吸收的能量分别为,则断裂键需要吸收的能量为( )
A. B. C. D.
6.下列关于如图所示转化关系(代表卤素)的说法中正确的是( )
A.越小,就越稳定
B.
C.按照、、的顺序,依次增大
D.过程Ⅲ能量变化形式与高温煅烧石灰石的能量变化形式相同
7.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
①H2S(g)+O2(g)═SO2(g)+H2O(g)△H1 ;②2H2S(g)+SO2(g)═S2(g)+2H2O(g)△H2 ;
③H2S(g)+O2(g)═S(g)+H2O(g)△H3 ; 2S(g)═S2(g)△H4 则△H4的正确表达式为( )
A.△H4=(△H1+△H2﹣3△H3) B.△H4=(3△H3﹣△H1﹣△H2)
C.△H4=(△H1+△H2﹣2△H3) D.△H4=(△H1﹣△H2﹣3△H3)
8.反应2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为:①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.5mol·L-1·s-1。该反应进行的快慢顺序为( )
A.②>④>①>③ B.③>④>②>① C.③>②>④>① D.④>③>②>①
9.可逆反应,反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度和压强的关系如下图,下列叙述正确的是( )
A.达平衡后,加入催化剂后C%增大
B.达平衡后,若升温,平衡右移
C.达平衡后,增加A的量有利于平衡向右移动
D.化学方程式中n>e+f
10.一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )
A.Ea为逆反应活化能,E为正反应活化能
B.该反应为放热反应,=E-Ea
C.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D.温度升高,反应速率加快,活化能不变
11.反应达到平衡后,保持温度不变,再通入NO2,重新达到平衡,则新平衡与旧平衡相比的值( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定
12.下列热化学反应方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A. C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=-1367.0kJ/mol (燃烧热)
B. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=+57.3kJ/mol (中和热)
C. S(g)+O2(g)=SO2(g) △H=-296.8 kJ/mol (反应热)
D. 2NO2=O2+2NO △H=+116.2kJ/mol (反应热)
13.某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验方案如下。下列说法正确的是
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量 室温下溶液颜色褪至无色时所需时间
溶液 溶液 稀硫酸 固体
① 2.0 mL 2.0 mL 1.0 mL 1.0 mL / 4.1 min
② 3.0 mL a mL 1.0 mL 1.0 mL / 3.7 min
③ 3.0 mL 1.0 mL 1.0 mL 1.0 mL 少量 t min
A.反应原理为
B.实验①和③探究固体对反应速率的影响
C.实验①和②探究浓度对反应速率的影响,
D.对该反应有催化作用,加快反应速率,
14.已知25℃、下,水蒸发为水蒸气需要吸热
则反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的反应热为( )
A.ΔH=-396.36kJ·mol-1 B.ΔH=-110.53kJ·mol-1
C.ΔH=-154.54kJ·mol-1 D.ΔH=-221.06kJ·mol-1
15.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是( )
A.若实验(a)中铝片能被盐酸充分溶解,则换用浓度稍高的盐酸可以提高反应放出的热量
B.实验(b)中溶液温度下降的主要原因是由于铵盐溶于水吸热造成的
C.实验(c)铝热反应实验时需要镁条放出的光和热引发该反应,故反应为吸热反应
D.实验(d)测定酸碱中和的热效应时该温度计需要读取混合溶液的最高温度
16.在密闭容器中充入一定量M和N,发生反应:,平衡时M的浓度为,平衡后第时保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的2倍,第再次达到平衡时,测得M的浓度为。下列有关判断正确的是( )
A.之间,M的平均反应速率为
B.降低温度,M的体积分数增大
C.增大压强,平衡正向移动,平衡常数增大
D.反应方程式中
17.某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是( )
A.由图甲推断,B点SO2的平衡浓度为0.17mol·L-1
B.由图甲推断,A点对应温度下该反应的平衡常数为800
C.达平衡后,若增大容器容积,则反应速率变化图像可以用图乙表示
D.压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如图丙,则T2>T1
18.某溶液初始仅溶有等浓度的M和N,反应①、②同时进行:
①M+NX+W②M+NY+W
反应①的速率可表示为v1=k1c2(M),反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中M和X的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~30min,消耗M的平均速率为0.01mol L-1 min-1
B.体系中X和Y的浓度之比保持不变,说明反应已平衡
C.反应①的活化能比反应②的活化能更大
D.充分反应后,X的选择性(消耗的M中生成X的百分比)为62.5%
19.温度为T时,向恒容密闭容器中充入:,反应经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
0 50 150 250 350
0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法正确的是( )
A.温度为T时平衡常数
B.保持其他条件不变,升高温度再次平衡时
C.后向该容器中再充入、和,反应达到平衡前v(正)D.相同温度下,起始时向容器中充入和,达到平衡时,的转化率小于80%
20.反应2NO2(g)N2O4(g) △H=-57kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.T1>T2
B.X、Y两点的反应速率:X>Y
C.X、Z两点气体的颜色:X深,Z浅
D.X、Z两点气体的平均相对分子质量:X>Z
21.N2O和CO是环境污染性气体,可在表面转化为无害气体,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是( )
A.总反应的
B.为了实现转化,需不断向反应器中补充和
C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.CO为还原剂
22.利用水煤气合成甲醇。反应为。在一定条件下,将和通入密闭容器中进行反应,当改变温度或压强时,平衡后的体积分数变化趋势如图所示。下列有关说法不正确的是
(注:X表示压强/Pa;Y表示温度/℃)
A.该反应ΔH<0
B.图中压强的大小关系是aC.CH3OH的体积分数越大,平衡常数越大
D.恒温恒容时,往平衡体系中再充入1mol甲醇,重新平衡后甲醇的体积分数不变
n/mol t/min
0 1.20 0.60
5 0.80
10 0.20
23.(双选)600℃时,在2L的恒容密闭容器中充入一定量的和,发生反应:。反应过程中的部分数据如下表所示。下列说法正确的是( )
A.0~5min用表示的平均反应速率为
B.该反应在5min后才达到平衡
C.温度升高至800℃时,反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
D.的平衡转化率为66.7%
24.科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法错误的是
A.②中包含C—H键的断裂过程
B.该历程中能垒(反应活化能)最小的是③
C.该历程中制约反应速率的方程式为CH3O*+3H*→CO*+4H*
D.由此历程可知:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH>0
二、填空题(共4个大题,每空2分,共52分)
25.已知反应过程的能量变化如图所示:
(1)由图可知为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)图中C点表示 。E所代表的能量是 ;E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。
(3)请求出反应 。
(4)又知,请根据题给条件求出反应的焓变 。
26.高温下,向容积为2L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和足量的C,发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),CO2和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图所示:
(1)下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。
A.容器内压强保持不变
B.CO2(g)与CO(g)的物质的量之比为1:2
C.气体的密度保持不变
D.气体的平均相对分子质量保持不变
(2)0~2min内,用CO表示的平均反应速率为 mol L-1 min-1。
(3)2~3min内,该反应的平衡常数K= 。
(4)3min末改变的条件是 ,再次达到平衡时测得容器内总压强为3MPa,此时,该反应的平衡常数Kp= MPa(Kp为用平衡分压代替浓度的平衡常数,分压=总物质的量分数)。
(5)5min时再充入一定量的CO,则表示CO2的物质的量变化的曲线分别为 (填标号)。
27.甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上可以用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室,在一定条件下发生反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图甲:
①已知100℃,压强为P1时,达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②在其它条件不变的情况下升高温度,化学平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中的P1 P2(填“<”、“>”或“=”),在100℃,压强为P1时平衡常数为 。
④保持反应体系100℃,压强为P1,5min后再向容器中充入H2O、H2各0.5mol,化学平衡将向 移动(填“向左”“向右或“不”)。
(2)在一定条件下,将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下能自发发生反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①该反应的△H 0(填“<”、“>”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可以提高CO转化率的是 。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入一定量的H2
28.高温条件下,H2S可以发生热解反应:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0。
(1)在某温度下,将1mol H2S气体放入某恒压密闭容器中进行反应,当下述各量不再改变时,能说明反应已经达到平衡的是
a.体系的压强 b.混合气体的质量 c.容器的体积
d.混合气体的平均摩尔质量 e.混合气体中H2S的体积分数
(2)在某温度T1℃、100KPa下,将1molH2S气体放入某恒压密闭容器中进行反应,平衡时混合气体中H2S和H2的分压相等,H2S的平衡转化率为 ,若达平衡时容器的体积为2L,则该温度下该反应的平衡常数为 。
(3)在某温度T2℃、100KPa下,将1molH2S气体和n molAr(n分别等于0、1、2、3、4)同时放入上述恒压密闭容器中,热分解反应过程中H2S的转化率随时间的变化(已知1.7秒时均已达到平衡)如图所示:
①图中n=4对应的曲线为 ,判断的依据是
②通过与(2)中数据的对比,可判断出T1 T2(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)
(4)将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中,控制一定温度(T1或T2),发生反应并达到平衡时,所得的混合气体中含N2的体积分数随的变化曲线如图所示。
①图中a、b、c、d中对应NO转化率最大的是 。
②T1 T2 (填“>”“<”或“=”)。
试卷第2页,共11页
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 D C B C B A A C D D C C C
题号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
答案 D D D B D C B B C BD C
25.(12分,每空 2 分)
(1)吸热 (2)1molSO3(g)所具有的能量 反应的正反应的活化能 无
(3)-198kJ/mol (4)-42.5kJ/mol
26. (12分,每空 2 分)
(1)ACD (2)0.5 (3) 2/ 7 (4)减压或升温 0.8 (5)b
27. (14分,每空 2 分)
(1)0.03mol·L-1·min-1 增大 < 0.0225 左 (2) < BD
28. (14分,每空 2 分)
(1) cde (2)50% 0.125 (3) ①e ②> (4) ①c ②<
详解详析
1.D
【详解】A.饱和食盐水中氯离子浓度较大,可使H2O+Cl2H+ + Cl-+HClO逆向移动,抑制氯气的溶解,可用勒夏特列原理解释,选项A不符合题意;
B.加压使2NO2(g)N2O4 (g)正向移动,则颜色先变深后变浅,可用勒夏特列原理解释,选项B不符合题意;
C.增大压强,平衡正向移动,有利于氨的合成,可用勒夏特列原理解释,选项C不符合题意;
D.将盛有Na2S2O3溶液与稀硫酸混合液的试管浸入热水中,发生氧化还原反应生成二氧化硫和单质硫,升高温度可加快反应速率,不发生平衡移动,则不能用勒夏特列原理解释,选项D符合题意;
2.C
【详解】A. 使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,即活化分子多出其它反应物分子的那部分能量,A错误;
B. 压强是通过改变单位体积内活化分子数目来改变化学反应速率,温度是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率,B错误;
C. 活化能接近于零的反应,所有分子基本是活化分子,所以只要接触就可迅速反应,反应瞬间完成,所以温度对其反应速率影响就不大,C正确;
D. 活化能的大小对化学反应前后的能量变化不产生影响,而能量大小只与反应物和生成物总能量的相对大小有关,D错误;
3.B
【详解】A.该反应是反应物总能量大于生成物总能量,因此该反应是放热反应,故A正确;
B.断开中的硫氧键吸收能量,故B错误;
C.该反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故C正确;
D.是放热反应,则一定是吸热反应,故D正确。
4.C
【详解】A.①中硫酸和氢氧化钠反应的热量为中和热,②中硫酸和氨水反应放出的热量小于中和热,因为氨水是弱碱,电离要吸热,③中硫酸和氢氧化钡反应因生成了硫酸钡沉淀,使其放出的热量大于中和热,因此其焓变大小应为b>a>c,A错误;
B.中和热指的是强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水所放出的热量,B错误;
C.测定中和热时,酸碱混合要迅速,否则热量容易散失,造成测定结果不准确,C正确;
D.铁制搅拌器导热,会使热量散失快,实验中的玻璃搅拌器不可换成铁制搅拌器,D错误;
5.B
【详解】化学键的键能与反应热的关系为:=反应物的键能-生成物的键能,设断裂键需要吸收的能量为x kJ,则有,解得x=945.6,故选B。
6.A
【详解】A.越小,放热越多,HX能量越低,就越稳定,故A正确;
B.根据盖斯定律,,故B错误;
C.原子半径越小,键能越大,按照、、的顺序,依次减小,故C错误;
D.过程Ⅲ形成化学键放热,高温煅烧石灰石吸热,能量变化形式不相同,故D错误;
7.A
【详解】根据盖斯定律可知,①×+②×-2×③,可得目标方程式2S(g)=S2(g),则△H4=△H1+△H2-2△H3,△H4=(△H1+△H2﹣3△H3),故A正确;
8.C
【分析】比较反应速率大小,两个相同:单位相同和物质相同,单位都转化成mol L-1 min-1 ,物质都转化成A,据此分析。
【详解】根据反应速率之比等于化学计量数之比,把四个选项中物质的反应速率都转化成物质A的反应速率,则①v (A) = 0.45mol L-1 min-1 ②v (A) = 36 mol L-1 min-1
③v (A) = 48 mol L-1 min-1 ④v (A) = 20 mol L-1 min-1
所以反应速率大小为: ③>②>④>①,故本题答案C。
9.D
【详解】A.催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,所以加入催化剂,不能改变,A错误;
B.如图,温度越高,越小,平衡逆向移动,正反应为放热反应,B错误;
C.A是固体,增大A的量,不影响平衡,C错误;
D.根据图示信息,增大压强,增大,平衡正向移动,正反应为气体分子数减小的反应,所以,D对;
10.D
【详解】A.图中为逆反应的活化能,Ea为正反应的活化能,A错误;
B.由图可知,反应物具有的能量较大,则反应为放热反应,,B错误;
C.活化分子的能量较高,所以活化分子的平均能量大于所有分子的平均能量,C错误;
D.温度升高,活化分子百分数增加,反应速率加快,活化能不变,D正确;
11.C
【详解】根据题意,,K只与温度有关,温度不变,则K不变,故选C。
12.C
【详解】C.热化学方程式符合反应的物质及能量变化,C正确;
13.C
【详解】A.反应原理为,A错误;
B.探究固体对反应速率的影响需要控制其他变量,选用实验②和③,B错误;
C.实验①和②探究浓度对反应速率的影响,,C正确;
D.对该反应有催化作用,加快反应速率,,D错误;
14.D
【详解】已知25℃、101kPa下,水蒸发为水蒸气需要吸热44.01kJ,设H2O(l)=H2O(g) H=+44.01kJ/mol为式I,2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) H=+571.66kJ/mol为式II,C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.29kJ/mol为式III,根据盖斯定律2III-II+2I得2C(s)+O2(g)=2CO(g)的 H=2×131.29kJ/mol-571.66kJ/mol+2×44.01kJ/mol =-221.06kJ/mol,15.D
【详解】A.将盐酸换用浓度稍高的盐酸,可加快反应速率,但铝片质量一定,反应放热不变,故A错误;
B.温度下降的主要原因是由于氢氧化钡晶体与氯化铵反应是吸热反应,故B错误;
C.铝热反应是放热反应,故C错误;
D.测定中和反应的反应热时,酸碱中和的最高温度为恰好完全反应时的温度,则测定酸碱中和的热效应时需要读取混合溶液的最高温度,故D正确;
16.D
【分析】平衡时测得M的浓度为0.5mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,M的浓度变为0.25mol/L,而再达平衡时,测得M的浓度降低为0.3mol/L, 由此可知容器容积增大,压强减小,平衡逆向移动了。
【详解】A.10~20s之间,M的平均反应速率为=0.005 mol/(L·s),选项A错误;
B.反应放热,降低温度平衡正向移动,M的体积分数减小,选项B错误;
C.平衡常数只与温度有关,故增大压强,平衡正向移动,但平衡常数不变,选项C错误;
D.由分析可知,压强减小,平衡逆向移动,平衡向体积增大的方向移动,故x+y>z,选项D正确;
17.B
【详解】A.由图甲推断,B点SO2物质的量为,即浓度为,A错误;
B.根据A点分析,达到平衡c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02 mol/L,c(SO3)=0.16 mol/L,A点对应温度下的平衡常数为,B正确;
C.达平衡后若增大容器容积,即减小压强,平衡向着逆反应方向移动且正逆反应速率都应减小,C错误;
D.压强相同,温度高速率快,即温度高的先达到平衡,由图中信息知T1先达到平衡,即T218.D
【详解】A.根据图示可知,0—30min时间段内,有如下关系,, ,v(M)==310—3mol/Lmin,故A错误;
B.相同时间内,X和Y的浓度之比等于两者的平均反应速率之比,因Y和Z分别是反应①和反应②的产物,故两者的浓度之比为定值,则其浓度为定值时保持不变,不能作为平衡的依据,故B错误;
C.根据上述分析,相同条件下,反应①产生的X比反应②产生的Y多,反应①的反应速率大于反应②的反应速率,则反应①的活化能小,活化能越大,反应速率越慢,故C错误;
D.前30min内M转化为X的转化率为=62.5%,反应中M转化为X、Y的比例不变,故如果反应能进行到底,反应结束,有62.5%的M转化为X,故D正确;
19.C
【详解】A.平衡时平衡常数为,故A错误;
B.平衡时c(PCl3)=0.20mol÷2L=0.10mol·L 1,正反应为吸热反应,保持其他条件不变,升高温度,c(PCl3)增加,即,故B错误;
C.平衡时平衡常数为,相同温度下,起始时向容器中充入0.8molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,此时浓度商,向逆反应方向进行,则反应达到平衡前v(正)D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,等效为起始加入2.0molPCl5,可以理解为先用两个相同大小的容器每个容器装1molPCl5,达到平衡时,每个容器中有0.2molPCl3,总共有0.4molPCl3,则消耗1.6molPCl3,PCl3的转化率,将两个容器压缩到一个容器中,压强增大,平衡向逆反应方向移动,消耗PCl3物质的量大于1.6mol,则转化率大于80%,故D错误。
20.B
【详解】A.升高温度,化学平衡逆向移动,的体积分数增大,Y点的体积分数小,则,A错误;
B.由选项A分析可知,X点的温度大于Y点的温度,温度越高,化学反应速率越快,所以反应速率X>Y,B正确;C.X、Z两点温度相同,但压强不同,为红棕色气体,增大压强,平衡右移,但是气体的体积变小,浓度增大的影响较大,气体的颜色加深,则X、Z两点气体的颜色:X浅,Z深,C错误;D.X、Z两点都在等温线上,X的压强小,增大压强,化学平衡正向移动,Z点时气体的物质的量小,则平均相对分子质量变大,即平均相对分子质量:X21.B
【详解】A.①N2O(g) + Pt2O+(s) = N2(g) + Pt2O2+(s) ΔH1;② CO(g) + Pt2O2+(s) = CO2(g)。根据盖斯定律①+②得N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2=-226kJ/mol,故A项正确;
B.总反应为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g),反应过程中Pt2O+和Pt2O2+参与反应后又生成,不需向反应器中再补充Pt2O+和Pt2O,故B项错误;
C.该反应正反应的活化能为134 kJ·mol-1,逆反应的活化能为360kJ·mol-1,故正反应的活化能小于逆反应活化能,故C项正确;
D.根据总反应式可知,CO转变为CO2,C原子化合价升高,故CO作还原剂,故D项正确。
22.C
【解析】该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,由图可知,随着Y值的增加,的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则Y表示温度;
随着X值的增加,体积分数增大,说明平衡向正反应方向移动,则X表示压强。
【详解】反应的,低温有利于的生成,该反应为气体总物质的量减小的反应,高压有利于的生成,即高压低温有利于平衡正向移动,C错误;
设的转化率为x,由题意建立如下三段式:,由平衡时的体积分数为,可得,即。
23.BD
【分析】5 min时,CO减少1.20mol-0.80mol=0.40mol,H2O也减少0.40mol,0.60mol-0.40mol=0.20mol,说明5min时已经达到平衡。
【详解】A.0~5 min 用 CO 表示的平均反应速率为=0.04mol·L 1·min 1,故A错误;
B.由分析可知,该反应在 5 min 时已经达到平衡,故B正确;
C.600℃时,原平衡常数为=1,温度升高至 800℃时,反应平衡常数为 0.64,升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故C错误;
D.由以上分析,达到平衡时H2O消耗0.4mol,转化率为,故D正确;
24.C
【详解】A.CH3O*中共价键为3个C—H键和1个C—O键,CH2O*中共价键为2个C—H键和1个C—O键,则②中由CH3O*→CH2O*包含C—H键的断裂过程,A项正确;
B.反应物的活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差,从图中可以看出,①的活化能为100kJ/mol,②的活化能为70 kJ/mol,③的活化能为50 kJ/mol,④的活化能为60kJ/mol,则③发生的反应活化能最小,B项正确;
C.活化能越大,反应速率越慢,制约反应速率的为慢反应,由图示可知,①的活化能为100kJ/mol,②的活化能为70 kJ/mol,③的活化能为50 kJ/mol,④的活化能为60kJ/mol,①的活化能最大,发生的反应为CH3OH*→CH3O*+H*,C项错误;
D.甲醇的相对能量为-40 kJ/mol,CO(g)+2H2(g)的相对能量为50 kJ/mol,整个过程中吸收能量,由图示可知整个历程为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH>0,D项正确;
25.(1)吸热(2) 1molSO3(g)所具有的能量 反应的正反应的活化能 无
(3)-198 kJ/mol(4)-42.5kJ/mol
【详解】(1)由图可知,中反应物的能量高于生成物的能量,反应为放热反应,则反应为吸热反应;
(2)图中C点表示1molSO3(g)所具有的能量;E所代表的能量是反应的正反应的活化能;E的大小对该反应难易程度有影响,对反应热无影响;
(3)由图可知,① =-99.0kJ/mol,①×2得反应: =2×(-99.0kJ/mol)=-198 kJ/mol;
(4)① =-99.0kJ/mol②
①-②得反应: 。
26.(1)ACD(2)0.5(3)(4) 减压或升温 0.8(5)b
【详解】(1)A.容器容积不变,随反应进行反应后气体总物质的量增大,则容器内压强增大,则容器内压强保持不变,能说明该反应已达到平衡状态,故A正确;
B.CO2(g)与CO(g)的物质的量之比为1:2,不能说明正逆反应速率相等,不能说明该反应已达到平衡状态,故B错误;
C.容器容积不变,随反应进行反应后气体总质量增大,则气体密度增大,则气体的密度保持不变,能说明该反应已达到平衡状态,故C正确;
D.容器中只有两种气体,随反应进行,气体的平均相对分子质量越接近CO的相对分子质量,则气体的平均相对分子质量保持不变,能说明该反应已达到平衡状态,故D正确;
故选ACD。
(2)0~2min内,用CO表示的平均反应速率为。
(3)由图可知,起始CO2物质的量为8mol,2min时反应达到平衡,CO的物质的量为2mol,则消耗CO2物质的量为1mol,平衡时,CO2物质的量为7mol,CO2物质的量浓度为mol/L,CO2物质的量浓度为1mol/L,该反应的平衡常数.
(4)3min末,改变条件,CO物质的量继续增大,CO2物质的量继续减小,即平衡正向移动,该反应的正反应是气体物质的量增大的吸热反应,则改变的条件是减压或升温。再次达到平衡时,CO2物质的量为6mol,CO物质的量为4mol,容器内总压强为3MPa,此时,该反应的平衡常数MPa。
(5)5min时再充入一定量的CO,平衡逆向移动,CO2的物质的量逐渐增多,则表示CO2的物质的量变化的曲线分别为b。
27.(1) 0.03 mol·L-1·min-1 增大 < 0.0225 左(2) < BD
【详解】(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室,在一定条件下发生反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),CH4的平衡转化率为0.5,则可建立如下三段式:
①已知100℃,压强为P1时,达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为=0.03 mol·L-1·min-1。
②从图中可以看出,升高温度,CH4的转化率增大,则正反应为吸热反应,在其它条件不变的情况下升高温度,化学平衡常数将增大。
③从图中可以看出,温度相同,P1时CH4的转化率比P2时大,而反应物的气体分子数小于生成物的气体分子数,所以P1<P2,在100℃,压强为P1时平衡常数为=0.0225。
④保持反应体系100℃,压强为P1,5min后再向容器中充入H2O、H2各0.5mol,此时浓度商QC==0.04>0.0225,所以化学平衡将向左移动。答案为:0.03 mol·L-1·min-1;增大;<;0.0225;左;
(2)①因为ΔS<0,所以该反应的△H<0。
②A.升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,A不符合题意;
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,CO的转化率增大,B符合题意;
C.充入He,使体系总压强增大,但反应物和生成物的浓度不变,平衡不发生移动,CO的转化率不变,C不符合题意;
D.再充入一定量的H2,则平衡正向移动,CO的转化率增大,D符合题意;
故选BD。答案为:<;BD。
【点睛】对于一个可逆反应,平衡常数只受温度变化的影响,不受压强、浓度变化的影响。
28.(1)cde(2) 50% 0.125(3) e >(4)c <
【详解】(1)a.该体系为恒压体系,不管是否达到平衡该体系的压强都恒定不变,a不能说明反应已经达到平衡;b.该体系的生成物和反应物都是气体,不管是否达到平衡该体系中混合气体的质量都保持恒定,b不能说明反应已经达到平衡;c.该反应中气体反应物的系数之和小于气体生成物的系数之和,未达到平衡则体系中气体分子数不确定,则容器的体积会变化,达到平衡则容器的体积保持不变,c能说明反应已经达到平衡;
d.体系内的混合气体的总质量确定,未达到平衡则气体总分子数目不恒定,因此混合气体的平均摩尔质量也会变化,达到平衡则混合气体的平均摩尔质量保持不变,d能说明反应已经达到平衡;
e.混合气体中H2S的体积分数和反应程度有关,达到平衡则混合气体中H2S的体积分数恒定,e能说明反应已经达到平衡。
(2)平衡时混合气体中H2S和H2的分压相等,说明平衡时有n(H2S)=n(H2),则设xmolH2S转化为了生成物,则有1-x=x,解得x=0.5,则H2S的平衡转化率为。若达平衡时容器的体积为2L,则根据题意,平衡时c(H2S)=0.25mol/L,c(H2)=0.25mol/L,c(S2)=0.125mol/L,则Kmol/L。
(3)①该体系恒压,通入稀有气体相当于给体系减压,该反应中反应物中气体的系数小于产物中气体的系数,减压平衡正移,H2S的转化率增大,通入的稀有气体越多,H2S的转化率越大,因此n=4时H2S的转化率最大,应对应曲线e。
②该反应是吸热反应,升高温度则平衡正移,H2S的转化率则更高,当温度为T1时,H2S的转化率为50%,当温度为T2时,H2S的转化率(n=0)小于50%,则T1>T2。
(4)①由(1)知该反应为放热反应,CO和NO的比例相同时,升高温度,平衡逆向移动,N2的体积分数减小,且NO转化率减小,故T1<T2,且NO转化率:c>d,温度相同时,增大,相当于保持NO的浓度不变,增大CO的浓度,平衡正向移动,NO转化率增大,即对应的NO转化率:c>b>a,故图中a、b、c、d中对应NO转化率最大的是c,故答案为:c;②由“先拐先平数值大”知
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