第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共14题)
1.一定温度下,在2L恒容密闭容器中加入1molN2和3molH2发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H<0,NH3的物质的量与时间的关系如表所示:
时间/min 0 2 4 6
n(NH3)/mol 0 0.2 0.3 0.3
下列说法正确的是
A.该反应可以在高温下自发进行
B.在6min末再加入1mol N2和3mol H2,反应达新平衡时,N2的转化率大于15%
C.正反应合成氨的活化能大于逆反应氨分解的活化能
D.升高温度,可使正反应速率减小,逆反应速率增大,故平衡逆向移动
2.合成氨工业的反应原理为N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) ΔH= a kJ/mol,1molN2和3molH2在不同条件下发生反应,测得平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A.p1>p2
B.a>0
C.在q点时,固定容器的体积,并投入N2、H2各0.25 mol,NH3 1.5 mol后,反应速率变为v(正)>v(逆)
D.q点N2的转化率为50 %
3.在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A.反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的△H>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.正反应速率:X点大于Y点
4.利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO,能达到保护环境和CO再利用的目的。反应方程式:Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g) [Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示:
温度/℃ 15 50 100
化学平衡常数 5×104 2 1.9×10-5
下列说法正确的是
A.上述正反应为吸热反应
B.增大压强,CO的转化率升高,平衡常数增大
C.降低温度,有利于吸收液中CO的释放而实现能源再利用
D.增大醋酸二氨合铜溶液的浓度有利于提高CO的转化率
5.有关化学反应原理的下列说法中正确的是
A.吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量,因而没有利用价值
B.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
C.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快
D.电池的两个电极不可能材料相同
6.可逆反应在绝热恒容密闭容器下达到平衡,正反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点大于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.时,的转化率:段一定大于段
7.向碘水淀粉的混合液中加入溶液,蓝色褪去。为探究褪色原因,实验如下图。已知碘水中存在平衡:。下列分析不正确的是
A.过程①后溶液的酸性明显增强
B.过程③中加入溶液的目的是除去
C.不能判断是过程④中溶液变蓝的原因
D.综合上述实验,过程①中蓝色褪去的原因是氧化了I2
8.某实验小组用溶液和溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。已知反应:
实验序号 温度/℃ 出现沉淀所需的时间/s
Ⅰ 0 5 5 10 12
Ⅱ 0 5 10 5
Ⅲ 0 5 7 a 10
Ⅳ 30 5 5 10
下列说法正确的是
A.实验Ⅱ中
B.实验Ⅲ中a=5
C.对比实验I、Ⅱ可得:温度相同时,增大反应物浓度,化学反应速率减慢
D.可以预测实验Ⅳ:
9.在2个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热。下列说法正确的是
容器编号 容器类型 初始体积 起始物质的量/mol 平衡时SO3物质的量/mol
SO2 O2 SO3
Ⅰ 恒温恒容 1.0L 2 1 0 1.6
Ⅱ 恒温恒压 1.0L 2 1 0 a
A.a>1.6
B.选择不同的催化剂,该反应的反应速率和平衡转化率都将不同
C.随反应进行SO2的浓度逐渐减小,达到平衡时,正反应速率最小,此时v正(SO2)=0
D.若起始时向容器Ⅰ中充入1molSO2(g)、0.2molO2(g)和4molSO3(g),则反应将向正反应方向进行
10.对于可逆反应2AB3(g)2A(g)+3B2(g) ΔH>0,下列图像(AB3%表示AB3所占的体积分数)不正确的是
A. B. C. D.
11.下列说法正确且能用勒夏特列原理解释的是
A.用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体
B.工业生产中,对反应O2(g)+2SO2(g)2SO3(g) ΔH<0,温度越低有利于提高生产效益
C.加热CuCl2溶液,溶液由绿色变为蓝色
D.平衡体系:2NO2(g)=N2O4(g),恒温缩小容积,平衡后气体颜色比原平衡深
12.一定温度下,在一个容积为2L的密闭容器中发生反应:,若0~10s内消耗了2mol C,下列说法正确的是
A.0~10s内用C表示的平均反应速率为v(C)=0.1 mol·L-1·s-1
B.当v正(N2O3)= v逆(CO2)时,反应达到平衡状态
C.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.该反应达平衡后,减小反应体系的体积,平衡向逆反应方向移动
13.下列事实不能用勒夏特利原理来解释的是
A.用排饱和食盐水的方法收集氯气
B.增大压强,有利于SO2和O2反应生成SO3
C.在Fe3++3SCN-Fe(SCN)3反应达平衡时,增加KSCN的浓度,体系颜色变深
D.合成氨工业选择高温(合成氨反应为放热反应)
14.通过CO变换可以获得更多的氢气,其反应方程式为: ,当前CO变换过程有多种工艺,其中Cu催化CO变换几种可能的机理及各基元反应的活化能(Ea/eV)如图所示,下列说法正确的是
A.从整个反应历程上看,线路(1)的反应机理在能量上最不利,不易进行
B.由图知H—H的键能是
C.上图各路线总反应的活化能及反应热均相同
D.路线(3)的历程中决定整个反应速率的步骤是
二、填空题(共9题)
15.在2 L的密闭容器中,SO2和足量的O2在催化剂500℃的条件下发生反应。SO2和SO3的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。
回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式是 。
(2)在前5 min内,以SO2的浓度变化表示的速率是 mol/(L·min)。
(3)反应达到平衡状态的依据是 。
A.单位时间内消耗1 mol SO2,同时生成1 mol SO3
B.SO2的浓度与SO3浓度相等
C.SO2的浓度与SO3浓度均不再变化
16.I.已知化学反应
①:,其化学平衡常数为
②:,其化学平衡常数为
K在温度973K和1173K的情况下,、的值分别如下:
K温度
1.47 2.38
2.15 1.67
(1)通过表格中的数值可以推断:反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③:,请你写出该反应的平衡常数的表达式: 。推断出反应③是 (填“吸热”或“放热)反应。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有 (填字母)。
A.缩小反应容器的容积 B.扩大反应容器的容积 C.降低温度
D.使用合适的催化剂 E.设法减小平衡体系中的的浓度
(4)图甲、乙分别表示反应③在时刻达到平衡,在时刻因改变某个条件而发生变化的情况:(若有多种可能,都需要写上)
①图甲中时刻发生改变的条件是 。
②图乙中时刻发生改变的条件是 。
II.在300℃、下,将和按物质的量之比为1:3通入恒压密闭容器中发生反应,达到平衡时,测得的平衡转化率为50%。
(5)则该反应条件下的压强平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
17.闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= .该反应为 反应(选填“吸热”、“放热”).
(2)能判断该反应是否已达化学平衡状态的依据是 .
a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(3)830℃时,容器中的反应已达到平衡.在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积.平衡 移动(选填“向正反应方向”、“向逆反应方向”、“不”)。
(4)若 830℃时,向容器中充入1mol CO、5mol H2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K 1.0(选填“大于”、“小于”、“等于”)
(5)若1200℃时,在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol L﹣1、2 mol L﹣1、4 mol L﹣1、4 mol L﹣1,则此时上述反应的平衡移动方向为 。(选填“正反应方向”、“逆反应方向”、“不移动”)
(6)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1 mol CO2和1 mol H2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25 mol/L,试判断此时的温度为 ℃。
(7)若在(6)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,H2的物质的量为 .
a.等于1.0mol b.大于1.0mol c.大于0.5mol d.无法确定
18.在体积为2L的密闭容器中,进行如下化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:
T/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
(1)该反应为 反应(填“吸热”、“放热”),原因为 。
(2)830℃下,若向容器中分别加入2molH2和2molCO2,10s后达到平衡,则这段时间内v(H2)= ,转化率α(CO2)= 。
(3)1200℃时,在某时刻体系中CO2、H2、CO、H2O的物质的量分别为4mol、4mol、8mol、8mol,则此时上述反应向 进行(填“正向”、“逆向”或“不”)。
19.一定条件下2L的密闭容器中,反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)达到平衡。
(1)若起始时A为lmol,反应2min达到平衡,A剩余0.4mol,则在0~2min内A的平均反应速率为 mol/(L·min)
(2)在其他条件不变的情况下,扩大容器体积,若平衡向逆反应方向移动,则a+b c+d(选填“>”、“<”或“=”),v逆 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)若反应速率(v)与时间(t)的关系如图所示,则缩小容器体积时导致t1时刻及以后速率发生变化示意图为 ?
20.甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
①已知100℃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图中的P1 P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为 。
③该反应的△H 0(填“<”、“>”或“=”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);△H<0……Ⅱ。
④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO和3mol H2
⑤为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 T(℃) n(CO)/n(H2) P(MPa)
1 150 1/3 0.1
2 a 1/3 5
3 350 b 5
A.则上表中剩余的实验条件数据:a= b=
B.根据反应Ⅱ的特点,右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强Px= MPa。
21.回答下列问题:
(1)下图表示在密闭容器中反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,a时刻改变的条件可能是 ;b时改变的条件可能是 。
(2)1 mol A(g)与2 mol B(g)在催化剂作用下在反应室反应生成C(g),反应方程式为:A(g)+2B(g)C(g),A的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①p1 (填“<”、“>”或“=”,下同)p2,正反应的ΔH 0。
②下列措施中一定能使增大的是 。
A.升高温度 B.恒温恒容再充入A
C.恒温恒容再充入B D.恒温恒容再充入1 mol C
(3)100 ℃时将1 mol A和2 mol B通入体积为2L的反应室,保持温度不变,10 min末C(g)的浓度为0.05 mol·L-1,则10 min末B的转化率为 ,此时v正 (填“<”、“>”或“=”)v逆。
22.一定温度(t℃)下,向1 L密闭容器中通入H2和 I2各0.15 mol,发生如下反应: H2(g) + I2(g) 2HI(g),ΔH<0 一段时间后达到平衡,测得数据如下:
t/min 2 4 7 9
n(I2)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10
请回答:
(1)反应到第 分钟达到平衡状态。
(2)2 min内,v(H2) = mol/(L·min)。
(3)下列能证明该反应已经达到平衡的是 (填字母)。
a. v正(H2)= v逆 (HI) b. 混合气体的颜色不再发生变化
c. 混合气体中各组分的物质的量不再发生变化 d. 混合气体的密度不再变化。
(4)①该反应的化学平衡常数表达式为 。②H2的平衡转化率是 。
(5)升高温度,化学平衡常数K要 (填“变大”或“变小”)。
(6)该温度(t℃)下,若开始通入一定量的H2和 I2,反应达到平衡时,测得c(H2)=0.4mol/L,c(I2)=0.9mol/L,则平衡时c(HI)= mol/L.
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.该反应的 H<0, S<0,根据吉布斯自由能 G= H-T S,在高温条件下, G>0不能自发进行,A项错误;
B.原来平衡时生成氨气为0.3mol,消耗氮气为0.15mol,则剩余氮气为0.85mol,此时氮气的转化率为15%,再加入1mol的氮气,平衡向正方向移动,使消耗的氮气量较原来增多转化率大于15%,B项正确;
C. H<0,故正反应的活化能<逆反应的活化能,所以正反应合成氨的活化能小于逆反应氨分解的活化能,C项错误;
D.升高温度正逆反应速率均增大,化学平衡向吸热方向移动,由于该反应正方向为放热反应,所以平衡逆向移动,D项错误;
答案选B。
2.C
【分析】由图可知,q点时,氮气的体积分数为10%,设反应消耗amol氮气,由题意建立如下三段式:
由氮气的体积分数为10%可得×100%=10%,解得a=,则平衡时,N2、H2和NH3分别为0.25mol、0.75mol和1.5 mol,设容器的体积为V,平衡常数K==21.3V2。
【详解】A.该反应是一个气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,氮气的体积分数减小,由图可知,压强为p1时氮气体积分数大于p2时氮气体积分数,则p2>p1,故A错误;
B.升高温度,平衡向吸热反应方向移动,由图可知,温度升高,氮气的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,a<0,故B错误;
C.在q点时,固定容器的体积,并投入N2、H2各0.25 mol,NH3 1.5 mol,则由三段式数据可知,N2、H2和NH3分别变为0.5mol、1.0mol和3mol,则浓度熵Qc==6V2<K=21.3V2,平衡向正反应方向移动,反应速率v(正)>v(逆),故C正确;
D.由三段式数据可知,q点N2的转化率为×100%=75%,故D错误;
故选C。
3.B
【详解】A.由图中虚线可知,升高温度,NO的平衡转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,△H<0,A项错误;
B.由图可知,图中X点所示条件下没有达到平衡状态,延长反应时间能提高NO转化率,B项正确;
C.图中Y点所示条件下已经达到平衡状态,增加反应物O2的浓度,平衡2NO(g)+O2(g)2NO2(g)正向移动,能提高NO的转化率,C项错误;
D.X点的温度低于Y点,则正反应速率:X点小于Y点,D项错误;
答案选B。
4.D
【详解】A.根据表格数据可知:升高温度,化学平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,因此该反应的正反应为放热反应,A错误;
B.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,CO的转化率升高;但平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数就不变,B错误;
C.根据选项A分析可知:该反应的正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动。有利于吸收液中CO转化为[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq),C错误;
D.增大醋酸二氨合铜溶液的浓度,即增大反应物的浓度,化学平衡正向移动,因此有利于提高CO的转化率,D正确;
故合理选项是D。
5.B
【详解】A.吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量,有时需要通过吸热反应吸收的热量降低环境温度,有利用价值,故A错误;
B.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,因该反应正向为混乱度增大的过程,△S>0,不能自发进行,即△H T·△S>0,则△H>0,故B正确;
C.适宜的温度下,酶的催化活性最大,反应速率最快,升温可能使酶的催化活性降低,反应速率降低,故C错误;
D.原电池的两个电极可以是相同的材料,如氢氧燃料电池中正负极都是石墨,故D错误;
答案选B。
6.B
【详解】A.化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率,c点对应的正反应速率还在改变,未达平衡,A项错误;
B.a到b时正反应速率增加,反应物浓度随时间不断减小,即反应物浓度:a点大于b点,B项正确;
C.从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,C项错误;
D.随着反应的进行,正反应速率增大,△t1=△t2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段,D项错误;
答案选B。
7.D
【分析】由图可知,向蓝色溶液中加入硝酸银溶液,硝酸银溶液与氢碘酸反应生成黄色碘化银沉淀和硝酸,使碘水中的平衡不断向正反应方向移动导致碘完全反应,溶液蓝色褪去,过滤得到碘化银沉淀和含有硝酸、次碘酸、淀粉、过量硝酸银的滤液1;向滤液中加入氯化钠溶液将未反应的硝酸银转化为氯化银沉淀,过滤得到含有硝酸、硝酸钠、次碘酸、淀粉的滤液2;向滤液2中加入碘化钾溶液,溶液中的硝酸或次碘酸,以及空气中的氧气可能将碘化钾氧化为单质碘,使溶液变蓝色。
【详解】A.由分析可知,过程①所得溶液为硝酸、次碘酸、淀粉、过量硝酸银的混合溶液,溶液中氢离子浓度增大,溶液的酸性明显增强,故A正确;
B.由分析可知,过程③中加入氯化钠溶液的目的是将未反应的硝酸银转化为氯化银沉淀,除去溶液中的银离子,故B正确;
C.由分析可知,向滤液2中加入碘化钾溶液,溶液中的硝酸或次碘酸,以及空气中的氧气酸性条件下可能将碘化钾氧化为单质碘,使溶液变蓝色,所以不能判断是空气中的氧气酸性条件下将碘化钾氧化为单质碘,故C正确;
D.由分析可知,过程①中蓝色褪去的原因是硝酸银溶液与氢碘酸反应生成黄色碘化银沉淀和硝酸,使碘水中的平衡不断向正反应方向移动导致碘完全反应,故D错误;
故选D。
8.D
【详解】A.实验Ⅱ硫酸的浓度大于实验Ⅲ,浓度越大反应速率越快,所以t1<10,故A错误;
B.根据控制变量法,需混合后溶液总体积相等,所以实验Ⅲ中a=8,故B错误;
C.对比实验Ⅰ、Ⅱ可得:温度相同时,增大反应物浓度,化学反应速率加快,故C错误;
D.温度越高,反应速率越快,Ⅰ、Ⅳ对照,可以预测实验Ⅳ:t2<12,故D正确;
答案选D。
9.A
【详解】A.该反应是气体物质的量减少的过程,容器I为恒容,随着反应进行,气体物质的量减少,压强降低,容器Ⅱ为恒压,容器Ⅱ相当于容器I增大压强,根据勒夏特里原理,增大压强,平衡向正反应方向移动, SO3的物质的量增大,即a>1.6mol,故A正确;
B.使用催化剂只影响化学反应速率,对平衡移动无影响,即使用催化剂,平衡转化率不变,故B错误;
C.化学平衡是动态平衡,当达到平衡时,v正(SO2)≠0,故C错误;
D.建立关系式:,平衡常数K==80,若起始时向容器Ⅰ中充入1molSO2(g)、0.2molO2(g)和4molSO3(g),此时Qc==80=K,平衡不移动,故D错误;
答案为A。
10.C
【分析】对于可逆反应2AB3(g) A2(g)+3B2(g) ΔH>0,反应吸热,升高温度,正逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和,增大压强,平衡向逆反应方向移动。
【详解】A.反应吸热,升高温度,正逆反应速率都增大,但正反应速率增大的倍数比逆反应速率大,平衡向正反应方向移动,如图,选项A正确;
B.反应吸热,升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,500℃先达到平衡,AB3%小,选项B正确;
C.升高温度,平衡向正反应方向移动,AB3的含量降低,反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和,增大压强,平衡向逆反应方向移动,AB3的含量增大,选项C不正确;
D.升高温度,平衡向正反应方向移动,AB3的含量减小,反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和,增大压强,平衡向逆反应方向移动,AB3的含量增大,选项D正确;
答案选C。
11.A
【详解】A.饱和食盐水中氯离子浓度大,抑制氯气与水的反应:,减少氯气的溶解,用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体能用勒夏特列原理解释,A正确;
B.温度太低,反应速率慢,生产效益低,不符合实际工业生产,B错误;
C.[Cu(H2O)4]2+呈蓝色,[CuCl4]2-呈绿色,CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O ΔH>0,升温平衡正向移动,溶液由蓝色变为绿色,C错误;
D.平衡体系:2NO2(g)=N2O4(g),恒温缩小容积,平衡向生成无色的N2O4方向移动,但平衡后气体颜色比原平衡深是因为容积缩小,体系内所有物质浓度变大导致的,不能用勒夏特列原理解释,D错误;
故选A。
12.D
【详解】A.C为固体,不能用浓度的变化表示C的反应速率,A错误;
B.当v正(N2O3)=v逆(CO2)时,则3v正(N2O3)=2v逆(N2O3),正逆反应速率不相等,反应未平衡,B错误;
C.升高温度可以提高活化分子百分数,正逆反应速率均增大,C错误;
D.减小反应体系的体积,即增大压强,该反应为气体系数之和增大的反应,增大压强平衡逆向移动,D正确;
综上所述答案为D。
13.D
【分析】勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用。
【详解】A.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,氯气和水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行,减小氯气溶解度,能用勒沙特列原理解释,故A不符合题意;
B.SO2和O2反应生成SO3,是气体体积缩小的反应,增大压强,有利于平衡正向移动,故B不符合题意;
C.增加KSCN的浓度,有利于平衡向正反应方向移动,Fe(SCN)3浓度增大,体系颜色变深,故C不符合题意;
D.合成NH3的反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,但升高温度为加快反应速率,与平衡移动无关,故D符合题意;
故答案选D。
14.A
【详解】A.由图可知,线路(1) 的反应的活化能最大,反应速率最慢,则线路(1) 的反应机理在能量.上最不利,不易进行,选项A正确;
B.断开1mol氢气中的H - H键生成气态氢原子需要的能量,而图中CO2(s)+ H(s)+ H(s)→CO2(s)+ H2(g) Ea = 97.4eV,选项B错误;
C.根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,上图各路线总反应的活化能不同,但反应热相同,选项C错误;
D.路线(3) 的历程中决定整个反应速率的步骤是活化能最大的步骤,即为CO(s) + H2O(s)→CO(s) + H(s)+OH(s),选项D错误;
答案选 A。
15. 2SO2+O22SO3 0.8 C
【详解】(1)根据图示可知:SO2和足量的O2在催化剂500℃的条件下发生反应产生SO3,当反应进行到5 min 后,反应物、生成物都存在,且它们的物质的量都不再发生变化,说明该反应是可逆反应,根据原子守恒可知反应方程式为:2SO2+O22SO3;
(2) 在前5 min内,SO2的物质的量由10 mol变为2 mol,反应在2 L密闭容器中进行,以SO2的浓度变化表示的速率是v(SO2)=;
(3)A.单位时间内消耗1 mol SO2,同时生成1 mol SO3表示的都是反应正向进行,不能据此判断反应是否达到平衡状态,A不选;
B.SO2的浓度与SO3浓度相等时,反应可能达到平衡状态,也可能未达到平衡状态,这与反应所处的外界条件、起始量和转化率有关,B不选;
C.SO2的浓度与SO3浓度均不再变化,说明任何物质的消耗速率与产生速率相等,反应达到平衡状态,C选;
故合理选项是C。
16.(1)放热
(2)
吸热
(3)E
(4) 增大压强或使用催化剂 降低温度、降低氢气的浓度、增大水蒸气的浓度
(5)
【详解】(1)从表格中的数据可以看出,温度升高,K2减小,即升温反应②的平衡逆向移动,所以反应②是放热反应。
(2)平衡常数是用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示的,反应③的平衡常数表达式为K3=;反应③可以用反应①-反应②得到,所以反应③的平衡常数K3=,根据表格中的数据可知,温度升高,K3增大,所以反应③是吸热反应。
(3)反应③是反应前后体积不变的反应,改变容器的体积即压强对该反应无影响,反应③的正反应是吸热反应,升高温度可以使平衡正向移动;催化剂不影响平衡;降低生成物的浓度可以使平衡正向移动,故选E。
(4)图甲中 t2 时刻正逆反应速率都增大,且增大的倍数相同,可以是加催化剂,该反应是反应前后气体体积不变的反应,增大压强,正逆反应速率都增大,但平衡不移动,所以也可以是增大压强;图乙中 t2 时刻反应物CO2浓度增大,生成物CO浓度降低,该反应的正反应是吸热反应,可以降低温度使平衡逆向移动,也可以降低氢气的浓度或增大水蒸气的浓度。
(5)设起始时CO2的物质的量为1mol,则H2的物质的量为3mol,CO2的转化率为50%,则消耗的CO2为0.5mol,消耗的H2为1.5mol,生成的甲醇和水蒸气均为0.5mol,总物质的量为3mol,CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1,CO2的分压为=1kPa,则H2、CH3OH、H2O的分压分别为3kPa、1kPa、1kPa,所以Kp==。
17. 吸热 bc 不 等于 逆反应方向 830 b
【详解】(1)可逆反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的化学平衡常数表达式k=,
由表中数据可知,温度越高化学平衡常数越大,升高温度平衡向正反应移动,温度升高平衡向吸热反应移动,故该反应正反应是吸热反应,故答案为;吸热;
(2)a.该可逆反应反应前后气体的物质的量不变,容器内压强自始至终不变,容器中压强变,不能说明反应到达平衡,故a错误;
b.随反应进行CO的浓度增大,混合气体中 c(CO)不变,说明反应到达平衡,故b正确;
c.υ正(H2)=υ逆(H2O),不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,说明反应到达平衡,故c正确;
d.c(CO2)=c(CO)时可能处于平衡状态,可能不处于平衡状态,与反应的条件有关,即与二氧化碳的转化率有关,故d错误;故选bc;
(3)其他条件不变的情况下,扩大容器的体积,压强减小,反应气体气体体积不变,平衡不移动
(4)由表中数据可知,830℃时该平衡常数为1,平衡常数只受温度影响,与物质的浓度无关,温度不变平衡常数不变
(5)浓度商Qc= =4>K=2.6,反应向逆反应方向进行,故答案为逆反应方向;
(6)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,则:
起故平衡常数K==1,故所处温度为830℃,故答案为830;
(7)令平衡时参加反应的CO2的物质的量为ymol,则:
则平衡常数K= =1,解得y=1.2,故平衡时H2的物质的量为3mol﹣1.2mol=1.8mol,故选b。
18. 吸热 温度升高,平衡常数增大,平衡正向移动,则正反应吸热; 0.05mol/(L s) 50% 逆向
【详解】温度升高,平衡常数增大,平衡正向移动,则正反应吸热,答案:吸热,温度升高,平衡常数增大,平衡正向移动,则正反应吸热;
(2)830℃下,若向容器中分别加入2molH2和2molCO2,10s后达到平衡,则:
v(H2)= 0.05mol/(L s);α(CO2)=50%;答案为0.05mol/(L s);50%;
(3)1200℃时,在某时刻体系中CO2、H2、CO、H2O的物质的量分别为4mol、4mol、8mol、8mol,,;则此时上述反应向逆向进行,答案为:逆向
19. 0.15 > 减小
【详解】(1)起始时A为l mol,反应2min达到平衡,A剩余0.4mol,则在0~2min内A的平均反应速率v==0.15mol/(L min),
故答案为:0.15;
(2)扩大容器体积减小压强,浓度减小,正逆反应速率减小,平衡向气体体积增大的方向移动,又平衡向逆反应方向移动即为气体体积增大的方向移动,所以a+b>c+d,
故答案为:>;减小;
(3) 缩小容器条件,反应物和生成物浓度均增大,反应速率变大,但平衡会正向移动,即正反应速率增大的幅度要比逆反应速率增大幅度要大,之后平衡正向移动,二者相等,
故答案为:。
20. 0.0030 mol/(L·min) < 2.25×10-4 > B、D 150 1/3 0.1
【详解】试题分析:(1)①根据v(H2)=3v(CH4)=3×(1.0mol×0.5)÷100L÷5min=0.0030mol L-1 min-1;②正反应是气体物质的量增大的反应,在温度不变时,增大压强,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,使气体的物质的量减小,反应物的转化率减小,所以压强:P1
考点:考查化学反应速率、平衡常数、化学平衡计算、及外界条件对化学平衡的影响因素的知识。
21.(1) 升温 减小SO3的浓度
(2) < < CD
(3) 10% >
【解析】(1)
a时v正、v逆都增大,且增大速率后,逆反应速率大于正反应速率,说明化学平衡应向逆反应方向移动,由于该反应的正反应为放热反应,所以改变条件应该为升高温度;
b时正反应速率不变,逆反应速率减小,在此基础上逐渐减小,应为减小生成物的浓度,即b时改变的条件可能是减小SO3的浓度
(2)
①A(g)+2B(g)C(g)的反应是气体体积减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,A的转化率增大。由图可知:相同温度下在压强为p2时A的转化率大,故压强:p1②A.该反应的正反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,A的转化率降低,则减小,A不符合题意;
B.恒温恒容再充入A,平衡正向移动,c(B)减小,由K=不变,则减小,B不符合题意;
C.恒温恒容再充入B,平衡正向移动,c(C)增大,c(A)减小,增大,C符合题意;
D.恒温恒容再充入1 mol C,增大,D符合题意;
故合理选项是CD;
(3)
对于反应A(g)+2B(g)C(g),在反应开始时c(A)=0.5 mol/L,c(B)=1 mol/L,在10 min末c(C)=0.05 mol/L,根据物质反应转化关系可知反应消耗B浓度为0.1 mol/L,因此B物质的平衡转化率为;此时反应消耗A浓度为0.05 mol/L,则c(A)=0.5 mol/L-0.05 mol/L=0.45 mol/L,c(B)=1 mol/L-0.1 mol/L=0.9 mol/L,Qc=;根据图象可知在100℃反应达到平衡时A的平衡转化率为0.5,则根据物质反应转化关系可知平衡时c(A)=0.25 mol/L,c(B)=0.5 mol/L,c(C)=0.25 mol/L,则在该温度下的化学平衡常数K=,所以反应正向进行,此时v正>v逆。
22. 7 0.015 bc K= 33.3% 变小 0.6
【详解】(1)反应到第7分钟后,I2的物质的量浓度不再随时间变化而变化,说明反应达到平衡状态;
(2)2min内,v(I2)==0.015mol/(L min),速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=v(I2)=0.015mol/(L min);
(3)a.应是2v正(H2)=v逆(HI)时反应处于平衡状态,故a错误;
b.混合气体的颜色不再发生变化,说明碘蒸气的浓度不变,反应到达平衡,故b正确;
c.混合气体中各组分的物质的量不再发生变化,说明到达平衡,故c正确;
d.混合气体总质量不变,容器的容器不变,混合气体的密度始终不变,故d错误;
故答案为bc;
(4) H2(g) + I2(g) 2HI(g),
起始物质的量浓度(mol/L) 0.15 0.15 0
变化物质的量浓度(mol/L) 0.05 0.05 0.10
平衡物质的量浓度(mol/L) 0.10 0.10 0.10
①该反应的化学平衡常数表达式K===1;
②H2的平衡转化率是=33.3%;
(5)此反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数K要变小;
(6)该温度(t℃)下,平衡常数K=1,则K===1,解得:c(HI)=0.6mol/L。
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