专题2《化学反应速率与化学平衡》
一、单选题(共13题)
1.在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中,反应CO2(g)+C(s) 2CO(g) △H>0,分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是
容器 温度/K 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol
n(CO2) n(C) n(CO) n(CO)
I 977 0.28 0.56 01 0.4
Ⅱ 977 0.56 0.56 0 x
Ⅲ 1250 0 0 0.56 y
A.977K,该反应的化学平衡常数值为 1
B.达到平衡时,向容器I中增加C的量 平衡向右移动
C.达到平衡时,容器Ⅱ中CO2的转化率比容器I中的大
D.达到平衡时,容器Ⅲ中的CO 的转化率大于28.6%
2.探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O反应速率的影响因素,有关实验数据如下表所示:
实验编号 温度(℃) 催化剂用量(g) 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间(min)
体积(mL) 浓度(mol/L) 体积(mL) 浓度(mol/L)
1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7
2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a
3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7
4 25 0 4 0.01 8 0.2 b
下列说法不正确的是
A.a<12.7,b>6.7
B.反应速率快慢:v(实验3)>v(实验1)
C.用H2C2O4表示实验1的反应速率:v(H2C2O4)≈6.6×l0-3mol·L-1·min-1
D.理论上为确保实验成功n(H2C2O4)n(KMnO4)
3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经6min后测得D的浓度为0.75mol/L,c(A):c(B)=3∶5,以C表示的平均反应速率v(C)=0.125mol/(L·min),下列说法不正确的是
A.以A表示的平均反应速率为v(A)=0.1875 mol/(L·min)
B.该反应方程式中,x=2
C.6min时,转化了的A占起始A的25%
D.6min时,C的物质的量分数为
4.下列实验装置或操作正确的是
A.用图1装置测定中和反应的反应热
B.用图2装置测定化学反应速率
C.用图3装置分离乙醚和苯
D.用图4装置振荡萃取、静置分层后,打开分液漏斗上方的玻璃塞再进行分液
5.下列关于反应热的说法中正确的是
A.使用催化剂可改变反应热
B.反应物的总键能小于生成物的总键能,则反应为吸热反应
C.已知反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)可自发进行,则该反应的△H<0
D.H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-285.8kJ mol-1,则H2的燃烧热△H=-285.8kJ mol-1
6.压强一定的条件下,将和按一定流速通过装有催化剂的反应管,利用催化加氢制乙二醇。主要发生如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
测得的转化率及的选择性与温度的关系如图所示。已知:选择性定义为。下列说法正确的是
A.曲线表示的转化率随温度变化曲线
B.范围内,的选择性随温度升高而增大
C.保持其他条件不变,加快气体的流速可以提高的转化率
D.时,生成的物质的量为
7.如图是FeCl3溶液与KSCN溶液反应的实验示意图。下列分析不正确的是
A.溶液中存在平衡:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
B.滴加FeCl3溶液达平衡后,c(SCN-)降低
C.滴加FeCl3溶液达平衡后,观察到溶液红色加深
D.滴加FeCl3溶液,平衡正向移动,体系中c(Fe3+)降低
8.下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是
A.1molSO3在不同状态时的熵值:S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)]
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.放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行
D.2KClO3(s)=2KCl(s)+3CO2(g)ΔH>0能否自发进行与温度无关
9.一定条件下,在容积为2.0L的恒容密闭容器中,发生如下反应:,在反应过程中A(g)、B(g)、C(g)物质的量变化如图所示,下列说法错误的是
A.曲线x代表A的物质的量随时间的变化曲线
B.时,反应停止
C.20min时可能采取的措施是增加B的物质的量
D.时,B的平均反应速率为
10.已知NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1,下列说法中正确的是
A.该反应ΔH>0且ΔS>0,因此该反应任何温度下都不能自发进行
B.一定条件下,该反应能自发进行,是因为该反应是一个熵增加的反应
C.其他条件不变,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应
11.工业上用甲醇分解制氢,反应原理为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H。一定温度下,该反应过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.△H=E2-E1
B.该反应为放热反应
C.曲线b为使用催化剂后的能量变化
D.平衡后增大压强,平衡向左移动,△H减小
12.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是
A.该反应生成物为C和D
B.从反应开始到1 s时,
C.该反应为可逆反应
D.反应进行到6 s时,各物质的反应速率相等
13.合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能、。下列说法正确的是
A.一定条件下,反应能自发进行的原因是
B.
C.合成氨使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率
D.合成氨使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率,使用高压的目的是增大反应速率
二、填空题(共8题)
14.在下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率?
(1)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象 ;
(2)熔化的氯酸钾放出气泡很慢,撒入少量二氧化锰很快产生气体 ;
(3)工业上常将固体燃料粉碎,以提高燃烧效率 ;
(4)同浓度同体积的硫酸溶液和盐酸溶液与同样大小且质量相同的锌粒反应,产生气体有快有慢 ;
(5)将大理石研碎与盐酸反应加快反应速率 。
15.(1)用H2O2和H2SO4 的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:Cu(s) +2H+(aq) =Cu2+(aq) +H2(g) △H=64kJ/mol;2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H= -196kJ/mol;H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H= -286kJ/mol.在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为 。
(2)控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用10℅H2O2和3.0 mol/L的H2SO4混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。
温 度(℃) 20 30 40 50 60 70 80
铜平均溶解速率×10-3mol.L-1.min-1 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降,其主要原因是 。
(3)在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,制备CuCl的离子方程式是 。
16.研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)。
已知:①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2765.0kJ/mol
②2O2(g) +N2(g)=N2O4(l) ΔH2=-19.5kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol
则C2H8N2(l)+2N2O4(1)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)的ΔH为 。
(2)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)→2I(g)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是_______。
A.N2O分解反应中,k值与碘蒸气浓度大小有关
B.v(第二步的逆反应)<v(第三步反应)
C.IO为反应的催化剂
D.第二步活化能比第三步大
(3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ-mol-1.实验测得:v正=k正·p2(NO)·p2(CO),v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关;p为气体分压(分压=物质的量分数x总压)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数 (填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2:2:1,压强为P0kPa。达平衡时压强为0.9P0kPa,则平衡时CO的转化率为 , 。
(4)我国科技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数Kp:
①3N2H4(1)4NH3(g)+N2(g) ΔH1 Kp1
②4NH3(g)2N2(g)+6H2(g) ΔH2 Kp2
绘制pKp1-T和pKp2-T的线性关系图如图所示:(已知:pKp=-1gKp)
①由图可知,ΔH1 0(填“>”或“<”)
②反应3N2H4(1)3N2(g)+6H2(g)的K= (用Kp1、Kp2表示);该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。
17.合成氨工业在国民经济中占有重要地位。N2(g)+3H2(g)2NH3(g), H<0是合成氨工业的重要反应。在一定温度下,向容积为1L的密闭容器中充入0.5molN2和1.3molH2,反应过程中H2的浓度随时间变化如图所示:
请回答:
(1)20min内,v(N2)= mol/(L·min)。
(2)升高温度,平衡向 (填“正”或“逆")反应方向移动。
(3)平衡时,N2的转化率是 ;
(4)该温度下,合成氨反应的化学平衡常数数值为 ;
18.(1)一定温度下,在容积为2L的密闭容器中进行反应: ,M、N、P的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①化学方程式中a:b: 。
②1~3min内以M的浓度变化表示的平均反应速率为 。
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是 。
A.M与N的物质的量相等
B.P的质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内每消耗amolN,同时消耗bmolM
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
F.M的物质的量浓度保持不变
(2)将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经5min后测得D的浓度为∶5,C的平均反应速率是0.1mol·L-1·min-1。
①经5min后A的浓度为 。
②反应开始前充入容器中的B的物质的量为 。
③B的平均反应速率为 。
④x的值为 。
19.二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如图1所示,其总反应的化学方程式为 。
(2) CO2经过催化氢化合成低碳烯烃.其合成乙烯的反应为2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H,几种物质的能量(在标准状况下,规定单质的能量为0,测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示:
物质 H2(g) CO2(g) CH2=CH2(g) H2O(g)
能量/kJ mol-1 0 -394 52 -242
则△H= 。
(3)在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和nmolH2,在一定条件下发生(2)中的反应,CO2的转化率与温度、投料比[X= ]的关系如图2所示。
①X1 X2(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常数KA KB.
②若B点的投料比为3,且从反应开始到B点需要10min,则v(H2)= 。
(4)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃,工作原理图如图3。
①b电极的名称是 ;
②产生丙烯的电极反应式为 。
20.水煤气变换是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。Shoichi研究了时水煤气变换中和分压随时间变化关系(如图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的和相等、和相等。
计算曲线a的反应在内的平均速率 。
21.500℃时,在2L的密闭容器中,SO2和足量的O2在催化剂的条件下发生反应:2SO2+O22SO3。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)在前5min内,以SO2的浓度变化表示的化学反应速率是 mol/(L·min)。加快反应速率的措施有 (至少提出两条)。
(2)该反应在 (填2或5)min达到限度。
(3)反应达到平衡状态的依据是 。
A.单位时间内消耗1molSO2,同时生成1molSO3
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
(4)用微观示意图的形式表示上述反应: 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【分析】容器Ⅰ中,起始投入CO2的物质的量为0.28mol、C为0.56mol,平衡时生成CO的物质的量为0.4mol,则可建立如下三段式:
【详解】A.977K,该反应的化学平衡常数值为,A正确;
B.达到平衡时,向容器I中增加C的量,反应物和生成物的浓度都不发生改变,则平衡不移动,B错误;
C.容器II与容器I相比,容器II相当于容器I加压,使气体物质的浓度变为原来的二倍,则平衡逆向移动,CO2的转化率减小,所以容器II中CO2的转化率比容器I中的小,C错误;
D.容器III中,若温度为977K,则与容器I中平衡等效,达到平衡时,容器I中CO2的转化率为,则CO的转化率为28.6%,现升高容器III的温度至1250K,平衡正向移动,CO的转化率减小,则容器III中CO的转化率小于28.6%,D错误;
故选A。
2.B
【详解】A.对比试验1和2,可知其他条件一样,实验2的温度更高,反应速率更快,反应时间更短,所以a<12.7;对比试验3和4,可知其他条件一样,实验3加了催化剂,反应速率更快,反应时间更短,所以b>6.7,A正确;
B.对比试验3和1,可知其他条件一样,实验1的浓度更大,反应速率更快,所以v(实验3)C.实验1中,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知v(H2C2O4)=2.56.6×l0-3mol·L-1·min-1,C正确;
D.根据反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知,要保证KMnO4溶液褪色,即KMnO4要全部好销,则草酸的物质的量应满足:n(H2C2O4)n(KMnO4),D正确;
答案选B。
3.C
【分析】设A、B的物质的量分别为nmol,6min后C的浓度为0.125 mol/(L·min)×6min=0.75mol/L,则6min后n(C)=0.75mol/L×2L=1.5mol,n(D)=0.75mol/L×2L=1.5mol,列“三段式”:
则(n-2.25)∶(n-0.75)=3∶5,n=4.5,0.75x=1.5,解得x=2,据此分析解答。
【详解】A.以A表示的平均反应速率为v(A)= ,A正确;
B.根据分析,该反应方程式中,x=2,B正确;
C.6min时,转化了的A占起始A的比例为 ,C错误;
D.6min时,C的物质的量分数为 ,D正确;
故答案选C。
4.D
【详解】A. 测定中和反应的反应热要在隔热装置中进行,故A错误;
B. 用图2装置测定化学反应速率,气体会从长颈漏斗管口逸出,故B错误;
C. 用图3装置分离乙醚和苯,球形冷凝管易残留馏分,应选直形冷凝管,故C错误;
D. 用图4装置振荡萃取、静置分层后,打开分液漏斗上方的玻璃塞再进行分液,故D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.使用催化剂可改变反应的活化能,但不能改变反应物和生成物的总能量,也就不能改变反应热,A不正确;
B.△H=反应物的总键能-生成物的总键能,因为反应物的总键能小于生成物的总键能,所以△H<0,反应为放热反应,B不正确;
C.已知反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)可自发进行,其△S<0,则该反应的△H<0,C正确;
D.H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-285.8kJ mol-1,H2的燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H,而H2O(g)=H2O(l) △H<0,所以△H<-285.8kJ mol-1,D不正确;
故选C。
6.D
【详解】A.根据题意,随着温度升高,反应ⅰ、ⅱ均正向移动,的转化率增大,故曲线代表的转化率随温度变化曲线,A错误;
B.曲线是的选择性,时曲线与曲线相交,则曲线是的选择性,根据图像,范围内,的选择性随温度升高而减小,B错误;
C.加快气体的流速时,气体来不及在催化剂表面反应,的转化率会降低,C错误;
D.时的转化率为,即转化的,由图像知,时和的选择性相等,则,此时,D正确;
故选D。
7.D
【详解】A.Fe3+会与SCN-发生络合反应,使溶液显红色,存在平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,A正确;
B.滴加FeCl3溶液c(Fe3+)增大,平衡正向移动,c(SCN-)降低,B正确;
C.滴加FeCl3溶液c(Fe3+)增大,平衡正向移动,c[Fe(SCN)3]增大,红色加深,C正确;
D.滴加FeCl3溶液c(Fe3+)增大,虽然平衡正向移动,但只是使c(Fe3+)增大的程度变小,c(Fe3+)依然增大,D错误;
综上所述答案为D。
8.B
【详解】A.物质聚集状态不同熵值不同 , 气体 S> 液体 S> 固体 S,1molSO3在不同状态时的熵值:S[SO3(s)]B.反应的自发性由焓变和熵变共同决定,该反应为,常温不能自发,说明高温时,说明则该反应的ΔH>0,故B正确;
C.反应的自发性由焓变和熵变共同决定,当时反应能自发进行, 时反应不能自发进行,焓变小于零的反应,,若 ,高温下可以 ,反应不能自发进行,熵变大于零的反应,,若 ,高温下可以 时反应可自发进行,故C错误;
D.、 ,由 的反应可自发进行,可知能否自发进行与温度有关,故D错误;
故答案为B。
9.B
【详解】A.由图知,曲线x、y在减小,z在增大,且相同时间内,曲线x物质的量的减小量大于曲线y,故曲线x、y、z分别代表A、B、C,A正确;
B.时,反应达到平衡状态,但是是动态平衡,反应仍在进行,B错误;
C.时A、C物质的量不变,B物质的量突然增大,平衡右移,应为增加了B物质的量,C正确;
D.由图知,时,B的物质的量减少,,D正确;
答案选B。
10.B
【详解】A.△H T△S<0的反应可自发进行,该反应ΔH>0且ΔS>0,高温条件下可以自发进行,故A错误;
B.△H T△S<0的反应可自发进行,由反应的△H=+185.57 kJ mol 1,能自发进行,原因是△S>0,故B正确;
C.催化剂只加快反应速率,不影响平衡移动,则使用催化剂不能改变化学反应进行的方向,故C错误;
D.△H T△S<0的反应可自发进行,放热反应既可能自发也可能不自发,吸热反应既可能自发也可能不自发,故D错误;
故选B。
11.C
【分析】根据图象可以判断反应类型,能量由低到高为吸热。根据反应焓变表示的意义及公式进行判断。
【详解】A.依据焓变计算公式:焓变等于反应物的活化能减去生成物的活化能,故△H=E1-E1,故A不正确;
B.该反应从图象中看出反应物的能量低,生成物的能量高,反应为吸热反应,故B不正确;
C.反应中加入催化剂后降低活化能,故C正确;
D.增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向左移动,但△H不变,故D不正确;
故选答案C。
【点睛】焓变表示的含义,与参与反应的量没有关系,只与反应物和生成物的能量大小有关。
12.C
【详解】A.据图可知B和C的物质的量减小,为反应物,A和D的物质的量增加,为生成物,A错误;
B.据图可知从反应开始到1 s时, n(A)> n(C),所以A的反应速率更快,B错误;
C.据图可知6s后反应物和生成物共存,即该反应有一定的限度,为可逆反应,C正确;
D.据图可知相同时间内各物质的物质的量变化不相同,即该反应中各物质的系数不相等,则反应速率不相等,D错误;
综上所述答案为C。
13.B
【详解】A.根据能量与反应过程图和化学方程式可知,该反应是熵减且放热的反应,因此该反应能自发进行的原因是,A项错误;
B.,得到,B项正确;
C.催化剂不会改变反应物的平衡转化率,C项错误;
D.该反应是放热反应,高温会降低反应物的平衡转化率,D项错误;
答案选B。
14.(1)反应温度
(2)催化剂
(3)固体表面积
(4)浓度
(5)固体表面积
【详解】(1)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象,因反应温度影响反应速率;
(2)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体,催化剂影响反应速率;
(3)工业上常将固体燃料粉碎,固体表面积增加,则反应速率增大;
(4)同浓度同体积的硫酸溶液和盐酸溶液中H+的浓度不同,产生气体有快有慢说明了反应物的浓度对反应速率有影响;
(5)稀盐酸溶解大理石时,将大理石研碎,固体表面积增大,反应物的接触面积增大,加快反应速率。
15. Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H=-320kJmol-1 H2O2分解速率加快 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+
【详解】(1)根据盖斯定律得目标方程式=(①×5+②+③×2)×1/2,所以所求热化学方程式为Cu(s)+H2O2 (l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H=-320KJ.mol-1;
(2)温度升高,过氧化氢分解的也快,所以与铜反应的过氧化氢的浓度减小,反应速率降低;
(3)根据题目信息,CuSO4做氧化剂,Na2SO3作还原剂,发生氧化还原反应生成CuCl沉淀喝硫酸钠,离子方程式为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+。
16.(1)-2550 kJ/mol
(2)BD
(3) 小于 50%
(4) < Kp1 Kp2 <
【详解】(1)①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2765.0kJ/mol,
②2O2(g) +N2(g)=N2O4(l) ΔH2=-19.5kJ/mol,③H2O(g)= H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol,根据盖斯定律分析,有①-②×2-③×4得热化学方程式为:C2H8N2(l)+2N2O4(1)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2765.0kJ/mol+19.5kJ/mol×2+44.0kJ/mol×4=-2550 kJ/mol。
(2)A. N2O分解反应中,k值只与温度有关,与碘蒸气浓度大小无关,故错误;B.第二步反应为慢反应,故v(第二步的逆反应)<v(第三步反应),故正确;
C. IO在第二步反应中生成,在第三不反应中又消失,为中间产物,不是反应的催化剂,故错误;
D. 活化能大,反应速率慢,第二步反应速率最慢,故活化能比第三步大,故正确。故选BD。
(3)①正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则k正增大的倍数小于k逆增大的倍数;
,则有,解x=0.5mol,则一氧化碳的转化率为, ,当反应到平衡时,正逆反应速率相等,即v正= v逆=k正·p2(NO)·p2(CO) =k逆·p(N2)·p2(CO2),==。
(4)由图可知,KP1随着温度的升高而减小,则平衡逆向移动,正反应为放热反应。由盖斯定律可知,①+②可得3N2H4(1)3N2(g)+6H2(g)的K= Kp1 Kp2 。设T2>T1,可由图可知,pKp1(T2)- pKp1(T1)>| pKp2(T2)- pKp2(T1)|,则pKp1(T2)- pKp1(T1)> pKp2(T1) -pKp2(T2),pKp1(T2)+ pKp2(T2)> pKp1(T1)+ pKp2(T1),lg [Kp1(T1) Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2) Kp2(T2)]即K(T1)>K(T2),因此升高温度,K值减小,平衡逆向移动,则该反应正反应为放热反应。
17. 5.0×10-3 逆 20% 0.1
【详解】(1)由图可知,在0~20min时,H2的物质的量浓度减少了0.3mol/L,根据化学方程式可知,N2的物质的量浓度应当减少0.1mol/L,则v(N2)==5.0×10-3mol/(L·min);
(2) N2(g)+3H2(g)2NH3(g), H<0为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动;
(3) 由图可知,平衡时H2的物质的量减少了0.3mol/L×1L=0.3mol,根据化学方程式可知,平衡时N2的物质的量减少0.1mol,N2的转化率是:×100%=20%;
(4) 由图可知,平衡时H2的物质的量浓度减少了0.3mol/L,列三段式:
该温度下,合成氨反应的化学平衡常数K==0.1。
18. 2∶1∶1 0.25mol·L-1·min-1 BDF 0.75mol·L-1 3mol 0.05mol·L-1·min-1 2
【详解】(1)①由图象可知N、M、P的物质的量变化之比等=(8-2):(5-2):(4-1)=2∶1∶1,化学方程式的系数比等于物质的量变化之比,故a∶b∶c=2∶1∶1;
②1~3min内以M的浓度变化表示的平均反应速率为=0.25mol·L-1·min-1;
③A.3 min时,M与N的物质的量相等,但是此时不平衡,故A错误;B.P的质量不随时间的变化而变化,则反应达到了平衡,故B正确;C.混合气体的总物质的量一直不变,故总物质的量不变不一定达到了平衡,故C错误;D.单位时间内每消耗a mol N,同时消耗b mol M,正逆反应速率相等,反应达到了平衡,故D正确;E.混合气体的压强一直不变,故压强不随时间的变化而变化不一定达到平衡,故E错误;F.M的物质的量浓度保持不变,正逆反应速率相等,达到了平衡,故F正确;故选BDF;
(2)根据题意
2b=0.5mol/L,b=0.25mol/L;(a-3b):(a-b)=3:5,a=6b=1.5 mol/L
①5min后A的浓度为0.75 mol·L-1;
②开始B的浓度为1.5 mol/L,B的物质的量为3 mol;
③B的反应速率为=0.05mol·L-1·min-1;
④C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,B的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1,根据速率之比等于系数比,x=2。
19.(1)CO2C+O2
(2)-128kJ/mol
(3) > > 0.225mol/(L·min)
(4) 正 3CO2+18H++18e-→CH3CH=CH2+6H2O。
【详解】(1)在700K条件下,CO2和FeO发生反应生成C和Fe3O4,过程1中Fe3O4分解生成FeO和O2,所以整个反应过程中FeO作催化剂,根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为CO2C+O2。
(2)焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,则该反应的焓变=[52+(-242)×4-(-392)×2-0]kJ/mol=-128kJ/mol。
(3)①相同条件下,投料比[X=]越大,二氧化碳的转化率越大,根据图知,相同温度下X1的转化率大于X2,所以X1>X2;该反应的正反应是放热反应,温度越高其平衡常数越小,温度A<B,所以平衡常数A>B。②若B点的投料比为3,且从反应开始到B点需要10min,n(CO2)=2mol,则n(H2)=nmol,B点二氧化碳的转化率为75%,则参加反应的n(CO2)=2mol×75%=1.5mol,根据二氧化碳和氢气之间的关系式知,参加反应的n(H2)=3n(CO2)=4.5mol,则v(H2)===0.225mol/(L·min)。
(4)①根据图知,生成氧气的电极是阳极,则连接阳极的电源电极为正极,所以b为正极。②阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成丙烯和水,电极反应式为3CO2+18H++18e-→CH3CH=CH2+6H2O。
20.0.0047
【详解】由题图可知,内a曲线对应物质的分压变化量,故曲线a的反应在内的平均速率。
21.(1) 0.8 升高温度、加催化剂、增加SO2或O2浓度、加压等
(2)5
(3)C
(4)
【详解】(1)在前5min内,v(SO2)=mol/(L·min);加快反应速率的措施有升高温度、加催化剂、增加SO2或O2浓度、加压等,故答案为:0.8;升高温度、加催化剂、增加SO2或O2浓度、加压等;
(2)由图可知,5min后,SO2和SO3的物质的量不变,则该反应达到最大限度,故答案为:5;
(3)A.单位时间内消耗1molSO2,同时生成1molSO3,只能说明平衡正向移动,不能说明反应达到平衡状态,A项错误;
B.SO2的浓度与SO3浓度相等和初始量及变化量有关,不能说明反应达到平衡状态,B项错误;
C.SO2的浓度与SO3浓度均不再变化时,说明反应达到平衡状态,C项正确;
故答案为:C;
(4)2SO2+O22SO3为可逆反应,反应不能完全进行,反应后,将有SO2、O2、SO3三种物质共存,并且原子个数不变,用微观示意图的形式表示该反应为:,故答案为:。
答案第1页,共2页
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