专题2《化学反应速率与化学平衡》单元检测题(含解析)2023---2024学年上学期高二苏教版(2019)高中化学选择性必修1

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名称 专题2《化学反应速率与化学平衡》单元检测题(含解析)2023---2024学年上学期高二苏教版(2019)高中化学选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-29 13:33:44

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专题2《化学反应速率与化学平衡》
一、单选题(共12题)
1.已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ mol-1。向3个恒容的密闭容器中分别投入物质的量比为3∶4的CO2和H2,H2的物质的量(mol)随时间(min)变化如下表(T表示温度),下列说法正确的是
时间 n(H2) 分组 0 1 2 3 4 6 8 10
I(2L、T1) 8.0 6.0 4.0 3.0 2.3 2.0 2.0 2.0
II(4L、T2) 8.0 4.5 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
III(4L、T3) 20.0 3.0 1.8 1.2 1.0 1.0 1.0 1.0
A.在第I组在0~8min内CO2的平均反应速率为2mol·L-1·min-1,且放出98kJ热量
B.第I组第10min后,恒温,再充入1molCO2(g)和3molH2O(g),则v正C.3min时,保持T2,若对第II组加压使体积缩小2L,重新达平衡后各组分浓度与第I组相同
D.对比第I和第III组,在0~4min内,能说明H2的平均反应速率随温度升高而增大
2.在密闭容器中进行反应: X(g)+Y(g) 3Z(g) ΔH < 0,下列图象不正确的是
A. B. C. D.
3.(g)+(g)(g)+HCl(g)是制备酯类物质的重要有机反应,下列对相关图像做出的判断正确的是
A B C D
该反应为吸热反应 t0时改变的条件可能为增大压强 0-5min内,的平均反应速率为 x可能为温度
A.A B.B C.C D.D
4.实验室在1L的密闭容器中进行模拟合成实验,将和通入容器中,在催化剂的作用下发生:
反应I:(主反应);
反应II:
500℃时,将容器的体积压缩到原来的一半,在其他条件不变的情况下,平衡体系中变化正确的是
A.减小
B.反应I正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.的物质的量增加
D.重新平衡时增大
5.工业上利用两种温室气体CH4和CO2催化重整制H2和CO,主要反应为:
反应I:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=247.4kJ·mol-1,
过程中还发生三个副反应:
反应II:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1;
反应III:2CO(g) CO2(g)+C(s) ΔH=-171.0kJ·mol-1;
反应IV:CH4(g) 2H2(g)+C(s) ΔH;
将CH4与CO2(体积比为1∶1)的混合气以一定流速通过催化剂,产物中H2与CO的物质的量之比、CO2的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.反应IV的ΔH=76.4kJ·mol-1
B.升高温度,CO2的转化率增大,一定是因为反应I、II的平衡正向移动
C.升高温度,CO2的转化率增大,一定是因为反应III的速率减慢
D.升高温度,产物中H2与CO的物质的量之比增大,是由于升温有利于反应II正向进行、反应III逆向进行
6.下列各图中能正确表示A(g)+B(g)2C(g) H<0这个可逆反应图像的是
A. B.
C. D.
7.叔丁基溴在稀的碱性水溶液中水解生成叔丁醇的反应分三步进行,反应中每一步的能量变化曲线如图所示,下列有关说法不正确的是
A.叔丁基溴在稀的碱性水溶液中生成叔丁醇的反应是放热反应
B.和为反应催化剂
C.决定叔丁基溴水解生成叔丁醇反应的速率的是第一步反应
D.第三步反应为
8.常温时,某同学将一定量的气体A充入注射器中后封口,测得推拉注射器活塞的过程中c(A)随时间的变化如图所示,已知。下列说法正确的是

A.b点操作为推注射器活塞,注射器内压强:pbB.a、c和e三点中,c点的反应速率最小
C.d点操作为推注射器活塞,注射器内气体密度:pd>pe
D.过程b→c和过程d→e,反应体系的能量变化是一样的
9.100kPa、298K下,1molN2(g)和3molH2(g)在密闭容器中发生反应:,;已知、和的比热容分别为、和。100kPa、798K下反应的焓变与关系如图。下列说法不正确的是
A.
B.
C.温度对该反应的、都有影响
D.该反应,,较低温度下自发
10.反应 2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)是综合利用 CO2的热点研究领域催化加氢合成乙烯的重要反应。该反应往往伴随副反应,生成 C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应△H<0,△S>0
B.该反应的平衡常数 K=
C.用 E 表示键能,该反应△H=4E(C=O)+12E(H﹣H)﹣4E(C﹣H)﹣8E(H﹣O)
D.一定温度和压强条件下,选用合适的催化剂可以提高反应速率和乙烯选择性
11.关于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0下列说法正确的是
A.常温常压下SO2和O2按照物质的量2∶1混合,充分反应后SO2的转化率可以达到85%,因此S在空气中燃烧生成SO3
B.加热能使反应物能量提高,有效碰撞次数增加,导致反应速率增大,因此应尽量提高反应温度来实现该转化
C.水的存在使SO2的氧化大大加快,所以水是上述反应的催化剂
D.及时把生成的SO3从混合体系分离除去,不能加快反应但可以使生成的SO3更多
12.加氢耦合苯胺()的一种反应机理如下图所示。下列叙述不正确的是
A.金属Au可吸附H原子,可吸附
B.反应过程中N的成键数目保持不变
C.反应过程中发生还原反应
D.该过程的总反应:
二、填空题(共8题)
13.Ⅰ、某温度时,在一个 10L 的恒容容器中,X、Y、Z 均为气体,三种物质的物 质的量随时间的变化曲线如图所示.根据图中数据填空:
(1)该反应的化学方程式为 ;
(2)反应开始至 2min,以气体 Z 表示的平均反应速率为 ;
(3)平衡时容器内混合气体密度比起始时 (填“变大”,“变小”或“不变” 下同),混合气体的平均相对分子质量比起始时 ;
(4)将 a mol X 与 b mol Y 的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足: n(X)=n(Y)=2n(Z),则原混合气体中 a:b= 。
Ⅱ、在恒温恒容的密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强,②混合 气体的密度,③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜 色,⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
(1)一定能证明 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是 (填序号,下同)。
(2)一定能证明 I2(g)+H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是 。
(3)一定能证明 A(s)+2B(g) C(g)+D(g)达到平衡状态的是 。(B C D 均无色)
III 、某化学反应 2AB+D 在四种条件下进行,B、D 起始浓度为 0,反应物 A 的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如表:
实验序号 时间 浓度 温度 0 10 20 30 40 50 60
1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 C2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800 C3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
比较实验 4 和实验 1 可推测该正反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。 理由
14.一定条件下,向一恒容密闭容器中通入适量的NO和O2,发生反应:2NO(g)+O2(g)=N2O4(g)。其过程经历两步反应:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g);②2NO2(g)=N2O4(g)。反应体系中NO2、NO、N2O4的浓度(c)随时间的变化曲线如图所示。
(1)图中曲线a代表 的浓度随时间的变化。
(2)图中有一条曲线一定有误,该曲线是 (填写字母),理由是 。

(3)t2时,c(NO2)的生成速率 (填写“大于”、“小于”或者“等于”)消耗速率。
(4)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是_________ (单选)。
A.0~3s内,反应速率为v(O2)=0.2 mol/(L·s)
B.达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)
C.t1时仅加入催化剂,平衡正向移动
D.升高温度,平衡常数减小
15.完成下列填空
(1)下图表示反应 的反应速率与时间的关系,回答下列问题:
①由图可知、、、时都达到了平衡状态,、时都改变了外在条件,则时改变的条件为 ;
②若在时对该反应进行加压,在时达到了平衡状态,请在图中画出反应速率在时间段的变化趋势。
(2)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一外界条件对反应化学平衡的影响,得到如图所示的图像(p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表示体积分数),回答下列问题:
①在Ⅰ中,若,则 (填“>”“<”或“=”)
②在Ⅱ中,若a→b为使用合适的催化剂,则A的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”);
③在Ⅲ中,随着B的起始物质的量的增加,在m点时,达到最大值,则m点反应物A与B的投料量比为 ;
④在Ⅳ中,若,则该反应的平衡常数 (填“>”“<”或“=”)。
16.回答下列问题:
(1)化学反应速率可通过实验测定。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质,再进行适当的转换和计算。如比较锌粒与不同浓度硫酸反应时的速率,可通过测定收集等体积需要的 来实现。
(2)已知:(该反应速率的快慢可通过出现浑浊所需要的时间来判断)。某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时(注:控制单一变量),设计了如下系列实验:
实验序号 反应温度 浓度 稀硫酸
① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0
② 40 0.10 10.0 0.50
③ 20 10.0 0.10 4.0 0.50
该实验①、②可探究 对反应速率的影响,因此和分别是 、 。
实验①、③可探究 对反应速率的影响,因此是 。
17.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应:A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)0~20min,A的平均反应速率为 mol/(L·min);8min时,v正 v逆(填“>”“=”或“<”)。
(2)反应方程式中的x= ,30min时改变的反应条件是 。
(3)20~30min时反应的平衡常数 (填“>”“=”或“<”)30 40min时反应的平衡常数。
(4)该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(5)反应过程中B的转化率最大的时间段是 min。
18.为保护环境,需给汽车安装尾气净化装置,装置中发生反应为:。一定温度下,将等物质的量的CO和NO气体充入刚性容器中发生反应,测得容器内的压强变化如图中曲线Ⅰ所示。
回答下列问题:
(1)内,以CO的压强变化表示该反应的平均反应速率为 ,该反应的平衡常数 (为各气体分压表示的平衡常数)
(2)已知该反应的正反应速率,逆反应速率,其中、为速率常数,只与温度有关。则反应达平衡时, (填“>”、“<”或“=”)。
(3)从曲线Ⅰ到曲线Ⅱ可能改变的反应条件是 ,此时与Ⅰ相比将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
19.Ⅰ.在恒容的密闭容器内,使1molN2和3molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。
(1)升高温度时,混合气体的密度 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)当达到平衡时,充入N2,平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”,下同)移动。
(3)当达到平衡时,充入Ar,平衡将 移动。
(4)当达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡将 移动。
Ⅱ.氨气是重要的化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。
(5)如图表示合成NH3反应在某段时间t0~t6中反应速率与时间的曲线图,t1、t3、t4时刻分别改变某一外界条件,则在下列达到化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是 (填序号)。
A.t0→t1 B.t2→t3 C.t3→t4 D.t5→t6
t4时刻改变的条件是 。
(6)在673K时,分别将4molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如表:
t/min 0 5 10 15 20 25 30
n(H2)/mol 6.00 4.50 3.60 3.30 3.03 3.00 3.00
n(NH3)/mol 0 1.00 1.60 1.80 1.98 2.00 2.00
该温度下,此反应的平衡常数K= 。
20.汽车尾气中含有CO、NO等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)已知:


② ,
则 = ,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示该反应在一定温度下的平衡常数表达式K= 。
(2)某实验小组模拟汽车尾气CO与NO净化过程,将CO与NO混合气体充入密闭容器中,发生反应:,测得平衡时NO、CO的转化率(α)与起始投料比关系如图1所示,v正~c(CO)的关系如图2所示。
①图1中CO的转化率曲线为 (填“M”或“N”),图2中当X点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变成相应的点为 (填图2中的字母)。
②一定温度下,若起始投料比、反应开始刚性容器总压为80kPa,研究表明:该反应的正反应速率,当反应达到平衡状态时测得该温度下,则p(CO) = kPa,v正= (),该温度下的化学平衡常数Kp= kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③为研究温度对CO转化率的影响,将一定量的CO与NO置于密闭容器中,保持相同的反应时间,CO转化率与温度关系如图3所示,在及两个温度区间所示的CO转化率变化趋势不同,其原因是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.根据表格数据可知:在第I组在0~8 min内H2的物质的量改变6.0 mol,则CO2的物质的量变化2.0 mol,CO2平均反应速率v(CO2)= =0.125 mol·L-1·min-1,A错误;
B.第I组第10 min后,恒温,再充入1 mol CO2(g)和3 mol H2O(g),由于生成物H2O(g)浓度增大的多于反应物CO2(g)浓度的增大,则反应速率v 正C.由于该反应的正反应是气体体积减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,3 min时,保持T2,若对第II组加压使体积缩小2 L,体系的压强增大,尽管物质的量及容器的容积与第I组相同,但由于温度T1、T2温度不同,所以最终重新达平衡后各组分浓度与第I组不相同,C错误;
D.第I和第III组的物质浓度与反应温度都不相同,因此不能说明H2的平均反应速率随温度升高而增大,D错误;
故选B。
2.B
【详解】A.随着温度升高,平衡逆向移动,混合气体的密度不变,A正确,不符合题意;
B.从图分析,P1C.t1时刻压缩体积,正逆速率都增大,平衡逆向移动,一定时间后到达新的平衡,C正确,不符合题意;
D.随着温度升高,正逆反应速率增大,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,D正确,不符合题意;
故选B。
3.D
【详解】A.由图可知,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,A错误;
B.增大反应物浓度,瞬间正反应速率增大、逆反应速率不变,而图中t1时正逆反应速率均增大,B错误;
C.速率之比等于化学计量数之比,则0~5min内,的平均反速率为=0.3mol·L-1·min-1,C错误;
D.由A可知,正反应为放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数与温度有关,升温K值会减小,符合图像,D正确;
故选D。
4.C
【详解】A.压缩容器体积,体积减小增大,故A错误;
B.压缩容器体积,反应物、生成物的浓度均增大,则正逆反应速率均加快,故B错误;
C.压缩体积增大压强,反应I平衡正向移动,则的物质的量增加,故C正确;
D.将容器的体积压缩到原来的一半,体系内压强增大,反应I平衡正向移动,和的物质的量均增加,的物质的量增加,使得反应II平衡逆向移动,造成的物质的量增加程度小于增加程度,故重新平衡时减小,故D错误;
故选:C。
5.A
【详解】A.反应Ⅳ可由反应Ⅰ+反应Ⅲ得到,依据盖斯定律可知反应Ⅳ的ΔH=(247.4-171)kJ/mol=+76.4k/mol,故A正确;
B.升高温度,CO2的转化率增大,反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动,但是反应Ⅲ逆向移动,也增大了二氧化碳的转化率,故B错误;
C.升高温度,反应速率加快,故C错误;
D.升高温度,产物中H2与CO的物质的量之比增大,除了升温有利于反应Ⅱ正向进行、反应Ⅲ逆向进行外,反应Ⅲ正向进行,也会使得产物中H2与CO的物质的量之比增大,故D错误;
故选:A。
6.A
【详解】A.对于反应A(g)+B(g)2C(g) H<0,降低温度,平衡正向移动,C%增大,A图像正确;
B.两种反应物均呈气态,增大压强,正反应速率增大,B图像不正确;
C.升高温度,反应物的有效碰撞次数增多,正反应速率加快,C图像不正确;
D.由于反应物和生成物中气体分子数相等,所以增大压强,平衡不发生移动,反应物A的转化率不变,D图像不正确;
故选A。
7.B
【详解】A.反应物的总能量高于生成物的总能量,叔丁基溴在稀的碱性水溶液中生成叔丁醇的反应是放热反应,故A正确;
B.和为第二步和第三步的反应活性中间体,故B错误;
C.由图可知,第一步反应所需的能量比第二步、第三步所需的能量都高,故第一步反应决定了叔丁基溴水解成叔丁醇的反应速率,故C正确;
D.第三步反应为,故D正确;
故选B。
8.B
【分析】由图知,b点c(A)瞬时降低很多,之后稍微增加达到c点,说明b点是在拉注射器的活塞,从b点到c点过程中,压强减小,平衡逆向移动; d点c(A)瞬时增大很多,之后稍微减小达到e点,说明d点开始推注射器活塞,从d点到e点过程中,压强增大,平衡正向移动。
【详解】A.由图知,b点是在拉注射器的活塞,注射器内压强:pb>pc,A错误;
B.a、c和e三点中,c点的浓度最小,对应的反应速率最小,B正确;
C.d点操作为推注射器活塞,d点气体所占的体积大于e点的,故气体密度:pdD.由分析知,从b点到c点过程中,平衡逆向移动,从d点到e点过程中,平衡正向移动,故反应体系的能量变化不一样, D错误;
故选B。
9.A
【详解】A.根据盖斯定律可知,,由于题干未告知T1的数值,故无法计算,故也无法计算,A错误;
B.根据盖斯定律可知,,故,B正确;
C.温度对物质的焓值和熵值均有影响,所以书写热化学方程式时,需注明反应温度和物质的状态,温度对该反应的、都有影响,C正确;
D.根据自由能变小于0时反应能够自发进行可知,该反应,,较低温度下自发,D正确;
故答案为:A。
10.D
【详解】A.反应2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)是气体体积减小的反应,即为熵减小的反应,则△S<0,故A错误;
B.反应2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g),平衡常数K= ,故B错误;
C.反应2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)的焓变△H=4E(C=O)+6E(H﹣H)﹣4E(C﹣H)﹣8E(H﹣O)﹣E(C=C),故C错误;
D.工业上通常通过选择合适催化剂,以加快化学反应速率,同时还可以提高目标产品的选择性,以减少副反应的发生,所以一定温度和压强下,为了提高反应速率和乙烯的选择性,应当选择合适的催化剂,故D正确;
故选:D。
【点睛】
11.D
【详解】A.硫在空气中燃烧只能生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故A错误;
B.该反应为放热反应,升高温度,化学反应速率加快,但平衡向逆反应方向移动,三氧化硫的产率降低,故B错误;
C.二氧化硫的催化氧化反应使用五氧化二钒做催化剂,水不是该反应的催化剂,故C错误;
D.及时把生成的SO3从混合体系分离除去,减小生成物浓度,反应速率减小,平衡向正反应方向移动,使生成的SO3更多,故D正确;
故选D。
12.B
【详解】A.由图中过程I可知,金属Au可吸附H原子,可吸附,A正确;
B.由过程IV和V可知,N的成键数目由3→4→3,成键数目发生变化,B错误;
C.反应过程中转化为RNHCHO,C元素化合价降低,发生还原反应,C正确;
D.由图中箭头可知反应物有、H2、RNH2,生成物有RNHCHO、H2O,该过程的总反应:,D正确;
故选:B。
13. 3X+Y 2Z 0.01 mol/(L min) 不变 变大 7∶5 ①③④ ⑤ ②④ 吸热 由实验1到实验4升高温度,平衡时反应物A的浓度减小,说明平衡右移,则正反应为吸热反应
【分析】I.(1)根据图像判断出反应物和生成物,再根据化学方程式中反应的物质系数之比等于各个物质的量的变化量之比书写方程式;
(2)根据化反应速率v=计算;
(3) 混合气体密度ρ=,混合气体的平均相对分子质量M=,据此分析判断;
(4)根据化学反应中的三段式进行计算;
Ⅱ、根据化学平衡状态的特征分析判断;
III 、根据温度对化学平衡移动的影响分析判断。
【详解】I.(1)根据图示,X和Y是反应物,Z是生成物,X、Y、Z的变化量之比是0.3∶0.1∶0.2=3∶1∶2,最终三者同时存在,为可逆反应,反应的化学方程式为:3X+Y 2Z,故答案为:3X+Y 2Z;
(2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率v==0.01 mol/(L min),故答案为:0.01 mol/(L min);
(3)混合气体密度ρ=,从开始到平衡,质量是守恒的,气体的体积不变,所以密度始终不变;混合气体的平均相对分子质量M=,气体的质量不变,但混合气体的物质的量减小,则M变大,故答案为:不变;变大;
(4)设Y物质的量的变化量是x,
当n (X)=n (Y)=2n (Z)时,a-3x=b-x=4x,则a=7x,b=5x,所以原混合气体中a∶b=7∶5,故答案为:7∶5;
Ⅱ、(1)对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),①混合气体的压强不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故①正确;②混合气体的质量和体积始终不变,则气体的密度始终不变,不能说明达平衡状态,故②错误;③反应后气体的物质的量减少,则混合气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,故③正确;④混合气体的平均相对分子质量,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故④正确;⑤反应物和生成物均为无色,混合气体的颜色一直不变,不能说明达平衡状态,故⑤错误;⑥只要反应发生就有各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达平衡状态,故⑥错误;故答案为:①③④;
(2)对于反应I2(g)+H2(g) 2HI(g),①混合气体的压强一直不变,不能说明达平衡状态,故①错误;②混合气体的密度一直不变,不能说明达平衡状态,故②错误;③混合气体的总物质的量一直不变,不能说明达平衡状态,故③错误;④混合气体的平均相对分子质量一直不变,不能说明达平衡状态,故④错误;⑤混合气体的颜色不变,说明碘蒸气的浓度不变,反应达平衡状态,故⑤正确;⑥只要反应发生就有各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达平衡状态,故⑥错误;故答案为:⑤;
(3)对于反应A(s)+2B(g) C(g)+D(g),A为固体。①混合气体的压强一直不变,不能说明达平衡状态,故①错误;②反应后气体的质量增大,体积不变,混合气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故②正确;③混合气体的总物质的量一直不变,不能说明达平衡状态,故③错误;④混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故④正确;⑤反应物和生成物均为无色,混合气体的颜色一直不变,不能说明达平衡状态,故⑤错误;⑥只要反应发生就有各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达平衡状态,故⑥错误;故答案为:②④;
III 、比较实验4和实验1可知,平衡时实验4反应物A的浓度小,由实验1到实验4,升高温度,平衡右移,而升高温度平衡向吸热反应方向移动,因此正反应为吸热反应,故答案为:吸热;由实验1到实验4升高温度,平衡时反应物A的浓度减小,说明平衡右移,则正反应为吸热反应。
【点睛】本题的易错点为Ⅱ,要注意确定对应物理量在体系的变化过程中是否为变量,变量不再变化时,表示反应达到了平衡状态。
14.(1)NO
(2) c c(NO2)> c0,不满足N原子守恒
(3)小于
(4)D
【详解】(1)NO浓度一直减小,曲线a代表NO,N2O4为中间产物浓度先增大后减小,曲线b代表N2O4;
(2)根据N原子守恒:c(NO)= c(NO2)+ 2c(N2O4)=c0,而由图可知c(NO2)> c0,故曲线c错误;
(3)t2时,c(NO2)减小,说明其生成速率小于消耗速率;
(4)A.由图可知0~3s内,c(NO2)减少0.6mol·L-1;v(O2)=0.1 mol/(L·s),故A错误;
B.若增大氧气的浓度,平衡逆向移动,NO2转化率降低,故B错误;
C.加入催化剂只改变反应速率,平衡不移动,故C错误;
D.由能量变化图可知该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,K减小,故D正确;
故答案为:D。
15.(1) 增加反应物的浓度
(2) > 不变 x:y >
【详解】(1)t2时刻改变条件后,正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,图像为连续的,改变的条件是增大反应物浓度;该反应正向气体分子数减少,增大压强,平衡正向移动,正逆反应速率均增大,图像不连续,正反应速率大于逆反应速率,故图像为:;
(2)压强相同时,升高温度,A的转化率降低,该反应为放热反应。x+y>z,则正向气体分子数减少,增大压强,平衡正向移动,A的转化率增大,故p1>p2;催化剂不影响平衡,转化率不变;当投料比为系数比时,达到平衡时产物的体积分数最大,故投料比为x:y;该反应为放热反应,压强相同时,升高温度,平衡逆向移动,A的转化率降低,故T1K2。
16.(1)时间
(2) 温度 10.0 0 硫酸浓度 6.0
【详解】(1)反应速率是浓度改变量除以时间,也可以是单位时间内生成气体体积表示反应速率,通过测定收集等体积氢气需要的时间来实现;
(2)控制单一变量探究影响反应速率的因素,对比①②可知反应温度不同,因此其它量应该完全相同,故V1等于10.0,V2等于0;对比①③可知硫酸的浓度不同,探究的是硫酸浓度对反应速率的影响,总体积要相同,因此V3等于6.0。
17. 0.05 > 1 扩大容器容积(或减小压强) = 放热 20-40
【分析】反应从开始到20min,A的浓度变化量为1.0mol/L,C的浓度变化量为2mol/L,30min时,改变条件,此时A的浓度变为0.75mol/L,C的浓度变为1.5mol/L,都为30min时的0.75倍,所以改变的条件应为减压,但平衡没发生移动,则表明反应前后气体的分子数相等,由此得出x=1;40min时改变某条件,使正、逆反应速率都增大,平衡逆向移动,所以此条件应为温度,升高温度,平衡逆向移动,则表明正反应为放热反应。
【详解】(1)0~20min,A的平均反应速率为=0.05mol/(L·min);8min时,A的浓度继续减小,表明反应仍正向进行,所以v正>v逆。答案为:0.05;>;
(2)因为减压平衡不发生移动,所以反应前后气体的分子数相等,由此得出反应方程式中的x=1;由以上分析知,30min时改变的反应条件是扩大容器容积(或减小压强)。答案为:1;扩大容器容积(或减小压强);
(3)20~30min与30 40min时反应的平衡常数相等,因为只改变压强,而温度不变。答案为:=;
(4)升高温度时,平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应。答案为:放热;
(5)因为40min后平衡逆向移动,B的转化率减小,所以反应过程中B的转化率最大的时间段是20~40min。答案为:20~40。
【点睛】40min时,改变条件,使正、逆反应速率都增大,但逆反应速率增大更多,则此条件不是催化剂(同等程度增大正、逆反应速率,但平衡不发生移动),不是加压(因为反应前后气体分子数相等,加压平衡不移动;加压时,物质的浓度也会增大),所以只能是升高温度。
18.(1) 1.6
(2)<
(3) 使用催化剂 不变
【详解】(1)恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,根据方程式可知,反应后气体物质的量减小,则压强减小,反应中气体减小的压强相当于CO消耗压强的一半,内,气体的减小的压强=(200-160)kPa=40kPa;则CO的压强变化为40kPa2=80kPa,内,以CO的压强变化表示该反应的平均反应速率为==;
CO、NO的体积之比为1:1,同温同压下,CO、NO的压强之比为1:1,p(CO2)=80kPa,p(N2)=40kPa,所以p(CO)=p(NO)=(160kPa-80kPa-40kPa)=20kPa,该反应的平衡常数Kp===1.6kPa;
(2)反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,则,即,,升高温度平衡逆向移动,K减小,所以减小,则升高温度,增大的倍数<增大的倍数,故答案为:<;
(3)从曲线Ⅰ到曲线Ⅱ起始压强相等,Ⅱ反应速率增大,但平衡不移动,则可能改变的反应条件是使用催化剂;平衡常数只与温度有关,与压强无关,故K不变,此时与Ⅰ相比,也不变,答案为使用催化剂;不变。
19.(1)不变
(2)正向
(3)不
(4)正向
(5) D 减压
(6)
【详解】(1)此反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,混合气体质量不变、体积不变,则混合气体的密度不变。
(2)达到平衡时,充入氮气,反应物浓度增大,平衡正向移动。
(3)当达到平衡时,充入氩气,因在恒容密闭容器内,参与反应各物质浓度不变,平衡不移动。
(4)当达到平衡时,将氮气、氢气、氨气浓度同时增大1倍,可看成体积减小一半,压强增大,平衡正向移动。
(5)合成氨的反应是气体分子数减小的放热反应,t1时刻改变的条件是升高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,氨气体积分数减小;t3时刻改变的条件是加入催化剂,化学反应速率增大,平衡不移动,氨气体积分数不变;t4时刻改变的条件是减小压强或增大体积,化学反应速率减小,平衡逆向移动,氨气体积分数减小。综上所述,氨气体积分数最小的一段时间是t5→t6,答案选D;t4时刻改变的条件是减小压强或增大体积。
(6)由表格数据可知,反应达到平衡状态时c(H2)=3mol/L,c(NH3)=2mol/L,则平衡时c(N2)=3mol/L,反应的平衡常数K=。
20.(1)
(2) N d 20 160 40 区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,CO转化率增大。区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,CO转化率减小
【详解】(1)已知:
① ,② ,根据盖斯定律分析,②-①得 ==,据①,分析,当正逆反应速率相等时反应到平衡,则有,则该反应的平衡常数为
该反应的平衡常数为K1=,同理,据,分析,②的平衡常数为K2=,则的平衡常数K=;
(2)①反应过程中,随着一氧化碳和一氧化氮比例增加,一氧化碳的转化率减少,故图1中CO的转化率曲线为N,该反应为放热反应,图2中当X点升高到某一温度时,反应速率增大,平衡逆向移动,一氧化碳的浓度增大,故反应重新达到平衡,则变成相应的点为d。
②一定温度下,若起始投料比、反应开始刚性容器总压为80kPa,
当反应达到平衡状态时测得该温度下,则有,解x=0.25mol,则平衡时一氧化氮的物质的量为0.5mol,一氧化碳的物质的量为0.5mol,二氧化碳的物质的量为0.5mol,氮气的物质的量为0.25mol,总物质的量为1.75mol,总压强为70kPa,
则p(CO) ==20kPa,则该反应的正反应速率,,v正=(),该温度下的化学平衡常数Kp=kPa。
③在及两个温度区间所示的CO转化率变化趋势不同,其原因是区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,CO转化率增大。区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,CO转化率减小。
答案第1页,共2页
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