专题2《化学反应速率与化学平衡》
一、单选题(共14题)
1.甲烷-甲醇-碘甲烷热化学循环如图(图中各物质均为气态)所示。下列说法错误的是
A.反应①的
B.①②③均发生氧化还原反应
C.反应③在高温下能自发进行,则其 H<0, S<0
D.上述热化学循环实现了水的分解
2.一定温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的是
容器 温度/K 物质的起始浓度/mol L-1 物质的平衡浓度/mol L-1
c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH)
I 400 0.20 0.10 0 0.080
II 400 0.40 0.20 0
III 500 0 0 0.10 0.025
A.该反应的逆反应放热
B.达到平衡时,容器I中反应物转化率比容器II中的大
C.达到平衡时,容器II中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时,容器III中的正反应速率比容器I中的大
3.硝酸厂常用催化还原法处理尾气。在催化条件下可以将还原为,反应原理为 ,的平衡转化率随温度、压强的变化示意图如图所示,下列说法正确的是
A.X和Y分别代表压强和温度 B.
C.平衡常数: D.适当降低温度,的平衡转化率增大
4.催化加氢制甲醇中发生的反应有:
i.
ii.
在恒温密闭容器中,维持压强和投料不变,将和按一定流速通过反应器,转化率和选择性随温度变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.升高温度,有利于反应i正向进行
B.236℃后,随着温度升高,i、ii反应速率减慢
C.236℃后,温度升高对反应的影响:i>ii
D.236℃后的曲线变化趋势不可能是由于反应i中催化剂失去活性而造成的
5.已知: ,不同条件下反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度,该反应的平衡常数增大
B.由可知,该反应低温能自发进行
C.过程b使用了催化剂,使反应的减小
D.恒温恒容条件下通入氦气,使单位体积内的活化分子数增大
6.某温度下,在一个的密闭容器中,加入和进行如下反应:。反应一段时间后达到平衡,测得生成,则下列说法正确的是
A.该反应的化学平衡常数表达式是
B.B的平衡转化率是
C.增大该体系的压强,化学平衡常数增大
D.增加B,平衡逆向移动
7.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.1mol碳正离子(CH)所含的电子总数为8NA
B.60g乙酸与足量乙醇发生酯化反应,充分反应后断裂的C-O键数目为NA
C.0.1mol H2和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数小于0.2NA
D.标准状况下22.4L Cl2完全溶于水,所得溶液中含氯微粒的总数为2NA
8.反应(放热反应),在一定条件下,反应物Y的转化率与反应时间的关系如图所示。若使曲线a变为曲线b,可采取
A.减小压强 B.降低温度 C.加入催化剂 D.增大Y的浓度
9.在一定温度下,将CO2和C(各0.16 mol)充入10L恒容密闭容器中,发生反应△H>0,一段时间后反应达到了平衡,反应过程中测得的数据如下表。下列说法正确的
t/s 2 4 7 9
n(C)/mol 0.12 0.10 0.09 0.09
A.反应前2s的平均反应速率
B.其他反应条件不变,加入一定量的C,反应速率一定加快
C.反应进行至4s末时,CO2的转化率为37.5%
D.反应达到平衡时,CO2的物质的量浓度为0.07mol·L-1
10.对于反应:N2+O2 2NO,在密闭容器中进行,下列哪些条件能加快该反应的速率
A.缩小体积使压强增大
B.体积不变,减少N2的量
C.体积不变,充入He使压强增大
D.压强不变,充入H2使体积增大
11.已知反应 。在一定温度和压强下,于密闭容器中投入一定量C2H4和H2,反应达到平衡。下列说法正确的是
A.使用高效催化剂,乙烯的平衡转化率增大
B.增大容器容积,平衡正向移动,乙烷浓度增大
C.保持容积不变,升高体系温度,平衡常数K减小
D.保持容积不变,再充入一定量H2,乙烷体积分数增大
12.固体溶于水可表示为,其焓变和熵变分别为和,已知:;;;且(反应后)(反应前)下列说法正确的是
A.和均大于零
B.和均小于零
C.小于零,大于零
D.大于零,小于零
13.H2O2是重要的绿色消毒液和氧化剂,研究其分解反应有重要意义。在含有少量I-的溶液中,H2O2分解的机理是:ⅰ.H2O2+ I-= H2O + IO-;ⅱ.H2O2+ IO-=H2O + O2↑+ I-。分解反应过程中能量变化如图所示,下列判断不正确的是
A.I-改变了H2O2分解的路径,曲线②为含有I-的反应过程
B.反应i和ii均为放热过程
C.反应i的反应速率比反应ii慢
D.I-不能改变总反应的能量变化
14.工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)。在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A.加入甲醇蒸气,甲醇转化率增大 B.b点反应速率υ正=υ逆
C.平衡常数K(75℃)<K(85℃) D.反应速率υb逆<υd 逆
二、填空题(共8题)
15.一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO): CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
根据题意完成下列各题:
(1)合成甲醇反应中,其反应热△H 0(填“>”“<”“=”)
(2)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2 下列有关该体系的说法正确的是
a.氢气的浓度减少
b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(3)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是: (用化学方程式表示)。
16.恒温下,将ZmolN2与WmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:
(1)上述反应进行到某时刻t时,n(N2)=6.5mol,n(NH3)=3mol,Z= 。
(2)反应达到平衡时,混合气体的体积为358.4L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%n(NH3)= 。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始):n(平)= 。
(4)原混合气体中Z:W= 。
(5)将1molN2和3molH2合成NH3反应时,下列叙述不能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填序号)。
a.容器内的总压强不随时间而变化b.反应后混合气体的密度不再发生变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化d.N2的分解速率与生成速率相等
17.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)(mol) 0.020 0.01. 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)已知:K300℃>K350℃,写出该反应的平衡常数表达式:K= 。关于该反应的下列说法中,正确的是 。
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)下图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0-2s内该反应的平均速率v= 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变
C.v 逆(NO)=2v正 (O2) D.容器内密度保持不变
(4)下列措施中能使n(NO2)/n(NO)增大的有 。(填字母)
A.升高温度 B.加入催化剂
C.不断充入O2 D.充入He(g),使体系总压强增大
18.已知在容积为10L固定的密闭容器中充入4molNH3和5molO2发生如下反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),5s后,达到平衡并生成1molNO时:
(1)O2的转化率为 。
(2)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 。(填字母选项)
A.容器中气体总质量不变 B.c(O2)不变
C.5v(O2)正 = 4v(NO)逆 D.体系压强不变
(3)降低容器的温度则反应速率 ,向该容器中通入Ar,则反应速率 (选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(4)若反应在绝热密闭系统中进行时,其余条件不变,反应速率是先增大后减小,其原因是 。(填字母选项)。
A.反应体系温度先升高后降低,所以反应速率是先增大后减小
B.反应物浓度先升高后降低,所以反应速率先增大后减小
C.该反应为放热反应,在反应开始阶段,主要受体系温度升高的影响,反应速率增大;在反应后阶段,主要受浓度减小因素的影响,反应速率减慢
(5)已知对于可逆化学反应mA + nB pC + qD在一定温度下达到化学平衡时,其平衡常数K的表达式为: (其中,C为各物质的平衡浓度),则该温度下,上述反应的平衡常数K = (用数据表达,列出式子即可)。
19.在容积固定为2L的密闭容器中,充入0.180 molHI,480℃时反应:2HI(g) H2(g)+ I2(g),体系中n(HI)随时间变化情况如表:
t/min 0 2 4 6 8 10
n(HI)/mol 0.180 0.164 0.152 0.144 0.140 0.140
反应进行至10min后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅。
(1)0~4min内H2的平均反应速度为 。达平衡时,HI的转化率是 。当上述反应达平衡时,降低温度,原化学平衡向 移动(填“正向”,“逆向”或“不”),上述正向反应是: 反应(选填:放热、吸热)。
(2)480℃时,反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K的值为 ,此条件下,当起始放入0.2molHI、0.05molH2和0.01molI2,反应向 (选填:正向、逆向)进行。
(3)要增大反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数,可采取的措施是 (选填字母)。
A.增大HI起始浓度 B.向混合气体中通入I2 C.使用高效催化剂 D.升高温度
20.以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应I、II的1nK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。据图判断,升高温度时,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,若在恒温恒压下充入氦气,反应Ⅱ的平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动;若将反应体系体积压缩至原来一半,重新达到平衡时两反应所需时间tI tII(填“>”“<”或“=”)。
(3)恒压条件下,将CO2和H2按体积比1:3混合,初始压强为P0,在不同催化剂作用下发生反应I和反应Ⅱ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。
已知:CH3OH的选择性=
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是 。
A.210℃ B.230℃ C.催化剂CZT D.催化剂CZ(Zr—1)T
②在230℃以上,升高温度CO2的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是 。
③已知反应Ⅱ的速率方程可表示为,,其中分别为正、逆反应的速率常数,1gk与的关系如图所示,①、②、③、④四条斜线中,表示1gk正的是 ;230℃下,图中A、B、C、D点的纵坐标分别为,达到平衡时,测得体系中,以物质的分压表示的反应I的平衡常数 。(已知:10-0.48=0.33,10-0.52=0.30)
21.将3 mol A和3 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L,
C的平均反应速率为0.15 mol/(L·min)。试求:
(1)B的平均反应速率为 。
(2)x的值为 。
(3)5 min后,A和B的物质的量之比为 。
22.(1)一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①反应开始到平衡,用Z表示的反应速率为 mol·L-1·s-1。
②Y的转化率为 。
③该反应的化学方程式为 。
(2)利用铜棒、锌片和200ml稀硫酸组成原电池,将化学能转化为电能,当铜棒上共产生3.36L(标准状况)气体时,硫酸恰好全部被消耗。请回答下列问题:
①该原电池的正极反应式为: 。
②计算原稀硫酸的物质的量浓度为 。
③若将铜棒换成铁片,仍按题给方式组合起来,能否组成原电池呢? (填“能”或“不能”) 若能组成原电池,此原电池的负极反应式是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.根据流程中反应可知,反应①,选项A正确;
B.由循环图可知,①②③均有化合价变化,发生氧化还原反应,选项B正确;
C.反应③的ΔS>0,选项C错误;
D.由反应①
②
③
④
四式相加得,故为水的分解,选项D正确;
答案选C。
2.D
【详解】A.Ⅰ、Ⅲ数据知反应开始时,Ⅰ中加入的H2、CO与Ⅲ中加入甲醇的物质的量相当,平衡时甲醇的浓度:Ⅰ>Ⅲ,温度:Ⅰ<Ⅲ,即升高温度平衡逆向移动,该反应正向为放热反应,则逆反应吸热,A错误;
B.Ⅱ相当于将容器Ⅰ的体积缩小二分之一,该反应正向为气体的物质的量减小的反应,增大压强平衡正向移动,达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小,B错误;
C.Ⅰ和Ⅱ相比,Ⅱ相当于将容器Ⅰ的体积缩小二分之一,该反应正向为气体的物质的量减小的反应,增大压强平衡正向移动,则Ⅱ中氢气的浓度小于Ⅰ中氢气浓度的2倍,Ⅲ和Ⅰ相比,平衡逆向移动,氢气浓度增大,故达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍,C错误;
D.温度:Ⅲ>Ⅰ,其他条件不变时,升高温度反应速率加快,故达到平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大,D正确;
故选D。
3.D
【详解】A.该反应是气体计量分子数减小的反应,压强增大,平衡正向移动,二氧化氮的平衡转化率增大,和图示不符合,A错误;
B.由选项A分析可知X表示温度,Y表示压强,则且加压时二氧化氮的平衡转化率增大,则,B错误;
C.由选项A分析X表示温度,该反应为放热反应,则升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C错误;
D.该反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,的平衡转化率增大,D正确;
故选D。
4.C
【详解】A.反应i焓变小于零,为放热反应,升高温度,反应逆向进行,不有利于反应i正向进行,A错误;
B.升高温度,活化分子比例增大,反应速率加快,B错误;
C.由图可知,236℃后,升高温度甲醇的选择性变化大于二氧化碳转化率的变化,说明温度升高对反应i的影响大于反应ii,C正确;
D.236℃后甲醇的选择性迅速下降,可能是由于反应i中催化剂失去活性导致单位时间内生成甲醇减小而造成的,D错误;
故选C。
5.B
【详解】A. 该反应是放热反应,升高温度,该反应的平衡常数减小,故A错误;
B. 该反应ΔH<0,ΔS<0,由可知,该反应低温能自发进行,故B正确;
C. 过程b使用了催化剂,但反应的不变,故C错误;
D. 恒温恒容条件下通入氦气,单位体积内的活化分子数不变,故D错误;
故选B。
6.B
【详解】A.可逆反应的平衡常数,A错误;
B.达到平衡时,测得生成,由方程式可知,参加反应的的物质的量为,故的平衡转化率为,B正确;
C.化学平衡常数只受温度影响,增大压强,平衡常数不变,C错误;
D.的浓度增大,平衡向正反应方向移动,D错误。
答案选B。
7.A
【详解】A.一个CH含有6+3-1=8个电子,所以1mol碳正离子(CH)所含的电子总数为8NA,A正确;
B.酯化反应为可逆反应,反应物无法完全转化,所以断裂的C-O键数目小于NA,B错误;
C.H2和I2发生的反应为H2+I22HI,反应前后分子总数不变,所以分子总数仍为0.2NA,C错误;
D.标况下22.4L氯气的物质的量为1mol,根据氯元素守恒有:N(Cl-)+N(HClO)+N(ClO-)+2N(Cl2)=2NA,所以溶液中含氯微粒的总数小于2NA,D错误;
综上所述答案为A。
8.B
【分析】曲线a达到平衡所需时间较短,速率较大,曲线a对应的Y的转化率较小,若使曲线a变为曲线b,则需要减小速率,提高Y的转化率。
【详解】A.减小压强则速率减小,平衡左移移,Y的转化率降低,A不符合;
B.降低温度则速率减小,平衡右移,Y的转化率增大,B符合;
C.加入催化剂则速率增大,平衡不移动,Y的转化率不变,C不符合;
D.增大Y的浓度则速率增大,平衡右移,Y的转化率降低,D不符合。
故选B。
9.C
【详解】A.通过表格数据可知,反应前2s,C减少了0.16-0.12=0.04 mol,根据化学方程式可知,则CO增加了0.08 mol,则V(CO)===4.010-3 mol·L-1·S-1,故A错误;
B.固体和纯液体的浓度是常数,所以改变固体反应物的量不能改变反应速率,故B错误;
C.由表格数据可知,反应进行至4s末时,所以二氧化碳的转化率,故C正确;
D.由表格数据可知反应在第7s时已经建立平衡,通过化学方程式可知,CO2和C在反应中消耗的量是相等的,所以,平衡时剩余,所以,故D错误;
本题答案C。
10.A
【详解】A.缩小体积增大压强,导致单位体积内活化分子个数增大,反应速率加快,故A正确;
B.体积不变,减少N2的量,反应物浓度降低,反应速率减慢,故B错误;
C.体积不变充入He使压强增大,但参加反应的物质的浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.压强不变充入氢气使体积增大,氮气浓度减小,反应速率减小,故D错误;
故选:A。
11.C
【详解】A.催化剂能改变化学反应速率,但不能影响平衡移动,因此使用高效催化剂化不能增大乙烯的转化率,A错误;
B.增大容器容积,压强减小,根据勒夏特列原理,平衡向气体体积缩小的方向移动,即逆向移动,B错误;
C.总反应放热,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向吸热方向移动,即逆向移动,平衡常数K=减小,C正确;
D.保持容积不变,再充入一定量H2,H2浓度增大,平衡正向移动,C2H6的物质的量增大,但乙烷体积分数x(C2H6)=,n(C2H6)和n(H2)都增大,因此x(C2H6)不一定增大,D错误;
故选C。
12.C
【详解】碳酸钠固体溶于水发生两个过程,首先电离过程吸收热量,形成水合离子的过程放出热量,由于后者放出的热量更多,焓变小于零;根据已知:;;;且(反应后)(反应前)可得,,大于零。
故答案选:C。
13.B
【详解】A.根据题意得出I-改变了H2O2分解的路径,曲线②为含有I-的反应过程,故A正确;
B.曲线②中,根据图中信息得到反应i是反应物质总能量低于生成物总能量,是吸热反应,故B错误;
C.根据图中信息反应i的活化能大于反应ii的活化能,因此反应i的反应速率比反应ii慢,故C正确;
D.催化剂不能改变反应的活化能,因此I-不能改变总反应的能量变化,故D正确。
综上所述,答案为B。
14.D
【详解】A.加入甲醇蒸气,平衡正向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,平衡移动消耗量远小于投入量,因此甲醇转化率会减小,A错误;
B.b点时反应未达到平衡,反应正向进行,因此反应速率υ正>υ逆,B错误;
C.根据图象可知:在反应温度高于85℃后,升高温度,CO转化率降低,说明升高温度化学平衡逆向移动,该反应正反应为放热反应。温度越高,化学平衡逆向移动,平衡常数减小,故平衡常数:K(75℃)>K(85℃),C错误;
D.温度升高,化学反应速率增大,反应的物质的浓度越大,反应速率越大。根据图象可知:b点CO的转化率比d点小,且反应温度:b<d,故反应速率:υb逆<υd 逆,D正确;
故合理选项是D。
15. < bc Cu2O+ CO 2Cu+CO2
【详解】(1)温度升高时甲醇物质的量减小,说明正反应放热,△H<0;
(2) a.缩小体积相当于增大压强,平衡正向移动,增大氢气转化率,但H2的浓度增大,a项错误;
b.缩小体积相当于增大压强,正逆反应速率都增大,b项正确;
c.增大压强平衡正向移动,则CH3OH的物质的量增加,c项正确;
d.增大压强平衡正向移动,则重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小,d项错误;
答案选bc;
(3)CO2有利于抑制反应Cu2O+ CO 2Cu+CO2向正反应方向移动,从而维持Cu2O的量不变。
16. b
【详解】(1)生成3molNH3时消耗N21.5mol,所以;
(2),;
(3)根据三段式:转化量按照计量系数比转化,所以,所以;
(4)由(1)得:,则则;
(5)a.对于合成氨的反应,因为反应前后气体的系数和不相同,所以压强可以作为达到平衡的标志,a正确;
b.容积不变,反应前后气体质量不变,则密度不是变量,则密度不变不能证明反应达到平衡,b错误;
c.对于合成氨的反应,因为反应前后气体的系数和不相同混合气体的平均相对分子质量可以作为达到平衡的标志,c正确;
d.氮气的分解速率与生成速率相同,表明反应达到平衡状态,d正确;
故选b。
17. C b BC C
【详解】(1)在2L密闭容器内,800℃时反应为:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),此反应的平衡常数表达式为K=c2(NO2)/ c2(NO) ·c(O2);已知:K300℃>K350℃,升高温度,平衡常数减小,则平衡逆向移动,说明正反应是放热反应(△H<0),由方程式前后气体分子数减小,说明正反应是熵减过程(△S<0),所以选C。
(2)NO2的计量数与NO的计量数相等,则它们的浓度变化量相等,由图中数据分析可知图中表示NO2的变化的曲线是b;从0-2s,O2的浓度由0.005mol/L变化到0.002mol/L,ν(O2)== Δc(O2)/ Δt==0.003mol/L÷2s== 0.0015mol·L—1·s—1;
(3)A.v(NO2)=2v(O2),速率没有正、逆,无法比较,A错误;在2L密闭容器内,发生2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),气体分子数前后不同,压强不同,当压强一定时能说明该反应已达到平衡状态,B正确;C.v逆 (NO)=2v正 (O2),NO的正、逆反应速率相等,达到平衡状态,C正确;整个反应体系都气体,则气体总质量不变,容积不变,密度就不变,所以密度不能作为反应平衡标志,D错误。
(4)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),△H<0,升高温度,平衡逆向移动,n(NO2)/n(NO)减小;加入催化剂,平衡不移动,n(NO2)/n(NO)不变;恒容容器中不断充入O2,平衡正向移动,n(NO2)/n(NO)变大;恒容容器中充入He(g),参与反应物质浓度不变,平衡不移动,n(NO2)/n(NO)不变。
18. 25% BD 减小 不变 C (0.14×0.156)/(0.34×0.3755)
【详解】(1)5s后,达到平衡并生成1molNO,根据反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),消耗氧气1.25mol,则氧气的转化率为:;(2)A.反应物都为气态物质,反应过程中容器中气体总质量始终不变,选项A错误;B.c(O2)不变,则各反应物的浓度保持不变,反应达到平衡状态,选项B正确;C.当4v(O2)正 = 5v(NO)逆 才能说明正逆反应速率相等,才能说明达到平衡状态,选项C错误;D.对于反应前后气体体积可变的反应,体系压强不变,则总物质的量不变,则说明反应达到平衡状态,选项D正确。答案选BD;(3)降低容器的温度则反应速率减小;通入Ar,压强增大,但物质的浓度不变,则反应速率不变;(4)由于该反应为放热反应,且反应在绝热密闭系统中进行。所以在反应开始阶段,主要受体系温度升高的影响,反应速率增大;而随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,所以在反应后阶段,主要受浓度减小因素的影响,反应速率减慢,答案选C;
(5) 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)
开始时浓度/mol/L 0.4 0.5 0 0
改变的浓度/mol/L 0.1 0. 125 0.1 0.15
平衡时浓度/mol/L 0.3 0. 375 0.1 0.15
K=。
点睛:本题考查可逆反应平衡状态的判断、外界条件对反应速率的影响。该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型和考点。试题基础性强,难易适中,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,有助于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。该题的关键是明确平衡状态的特点,然后结合具体的可逆反应灵活运用即可。另外在判断外界条件对反应速率的影响时,应注意压强和浓度的适用范围。
19. 1.75×10-3mol·L-1·min-1 22% 逆向 吸热 49 逆向 D
【详解】(1)根据表格数据,0~4min HI变化的物质的量为0.180mol-0.152mol=0.028mol,则生成H2的物质的量的为×0.028mol=0.014mol,因此0~4min内H2的平均反应速率为,达到平衡时,HI的物质的量为0.140mol,则HI的转化率为;达到平衡时,反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅,说明平衡向着逆向移动,则该反应的正反应为吸热反应;
(2)由表格数据可知,480℃达到平衡时,HI的物质的量为0.140mol,则H2的物质的量为0.02mol,I2的物质的量为0.02mol,因此反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)平衡常数K=,此条件下,当起始放入0.2mol HI、0.05mol H2和0.01mol I2,,则反应向逆向进行;
(3)平衡常数只与温度有关,因此增大HI的起始浓度、向混合气体中通入I2、使用高效催化剂不影响平衡常数的大小,根据(1)可知,该反应的正反应方向为吸热反应,温度升高,平衡正向进行,平衡常数增大,故答案选D。
20.(1)减小
(2) 正向 =
(3) BD 230 C以上,温度升高,反应I的平衡向逆反应方向移动,反应I的平衡向正反应方向移动,但温度对反应I的平衡影响更大 ④
【分析】(1)根据图象结合平衡移动原理分析反应热,并结合盖斯定律确定反应热的数值即正负,确定温度对平衡常数的影响。
(2)根据压强对平衡体系的影响进行分析,注意两个方程式的关联。
(3)结合温度对平衡的影响分析条件的选择,并通过平衡常数的公式和速率公式进行计算。
【详解】(1)由反应Ⅰ. ,
Ⅱ. 分析,利用盖斯定律,由Ⅰ-Ⅱ 可得热化学方程式为:CO(g)+H2(g)CH3OH(g) ,结合图分析,反应Ⅰ的1nK随着增大而增大,说明降低温度,平衡正向移动,则反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ的1nK随着增大而减小,说明降低温度,平衡逆向移动,则反应Ⅱ为吸热反应,,则<0,升温平衡逆向移动,平衡常数减小。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,若在恒温恒压下充入氦气,反应体系的体积变大,相当于减压,反应Ⅰ逆向移动,使反应Ⅱ的平衡正向移动;若将反应体系体积压缩至原来一半,两个反应在一个体系中进行,故两个反应重新达到平衡的时间相同。
(3)①由图可知,使用催化剂CZ(Zr—1)T时甲醇的选择性和产率都更高,230℃时,在催化剂CZ(Zr—1)T催化下甲醇产率最高,故答案为BD。
②反应Ⅰ为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,二氧化碳的转化率减小,甲醇的产率降低,而反应Ⅱ为吸热反应,平衡正向移动,且温度对反应Ⅱ的平衡影响大,所以总体二氧化碳的转化率增大。
③该反应为吸热反应,温度越低,正逆反应速率越小,越小,平衡逆向移动,则,故表示1gk正的是④。为③,根据平衡时,,KP2= ,
平衡时二氧化碳为(1-x-y)mol,氢气为(3-3x-y)mol,甲醇xmol,水(x+y)mol,一氧化碳为ymol,根据有3(1-x-y)=2 x+y,解x+y=0.6mol。又KP2=0.30分析,有,解2y=1-x,二者联立,解x=0.2,y=0.4。KP1=
21.(1)
(2)3
(3)3:5
【详解】(1)经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,v(D)==,反应速率之比等于化学计量数之比,B的平均反应速率为;
(2)C的平均反应速率为,B的平均反应速率为,反应速率之比等于化学计量数之比,可知x=3,故答案为3;
(3)由信息可知,
则5min后,A、B的物质的量之比等于物质的量浓度之比,即。
22. 0.079 79% X + Y 2Z 2H+ + 2e-=H2↑ 0.75mol/L 能 Zn - 2e-=Zn2+
【详解】(1)①根据图象可知X和Y的物质的量减少,是反应物,Z的物质的量增加,是生成物,10s时反应达到平衡状态,消耗X是1.20mol-0.41mol=0.79mol,消耗Y是1.00mol-0.21mol=0.79mol,生成Z是1.58mol,根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知该反应的化学方程式为X + Y2Z。反应开始到平衡,用Z表示的反应速率为=0.079mol·L-1·s-1。②Y的转化率为0.79mol/1.00mol×100%=79%。③根据以上分析可知该反应的化学方程式为X + Y2Z。
(2)①锌比铜活泼,锌是负极,铜是正极,溶液中氢离子放电,则该原电池的正极反应式为2H+ + 2e-=H2↑。②3.36L气体是氢气,物质的量是3.36L÷22.4L/mol=0.15mol,根据氢原子守恒可知硫酸的物质的量是0.15mol,所以原稀硫酸的物质的量浓度为0.15mol÷0.2L=0.75mol/L。③锌比铁活泼,若将铜棒换成铁片,仍按题给方式组合起来,仍然能够组成原电池,其中负极是仍然是锌,负极反应式是Zn-2e-=Zn2+。
电极:掌握原电池的工作原理是解答的关键,即原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。
答案第1页,共2页
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