专题2《化学反应速率与化学平衡》巩固基础题
一、单选题
1.碳单质可应用于脱硝。向容积为2L的密闭容器中加入炭(足量)和NO,模拟发生脱硝反应:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),测得不同温度下,NO的物质的量随时间的变化如下图所示,下列有关说法正确的是
A.该反应ΔH>0
B.正反应速率:M<N
C.T1时,0~15min时的反应速率v(NO)=0.08mol·L-1·min-1
D.T1时,若起始向容器中充入N2(g)和CO2(g)各1mol,平衡时,NO的体积分数为40%
2.下列有关化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论表达正确的是
A.a是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应ΔH<0
B.b是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像,Ⅰ是使用催化剂时的曲线
C.c是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,压强p1
D.d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl固体后化学反应速率随时间变化的图像
3.已知可逆反应2NO2(g) N2O4(g),下列状态合理且可以判断该反应已经达到平衡的是
①ν(正)=ν(逆)≠0的状态 ②NO2全部转化成N2O4的状态 ③c(NO2)=c(N2O4)的状态 ④N2O4不再分解的状态 ⑤NO2的百分含量不再改变的状态 ⑥体系颜色不再发生变化的状态
A.①④⑥ B.①⑤⑥ C.①③⑥ D.②⑤⑥
4.某一化学反应,反应物和生成物都是气体,改变下列条件一定能使化学平衡正移的是( )
A.增大反应物浓度
B.升高反应温度
C.增大生成物浓度
D.保持压强不变充入He
5.将一定量硫化氢气体加入密闭容器中,发生反应:。该反应的平衡常数的负对数()随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.该反应的 B.30℃时,B点对应状态的:
C.反应速率: D.C点对应状态的平衡常数
6.一氧化碳中毒,是由于一氧化碳跟血液里的血红蛋白结合,使血红蛋白不能很好地跟氧气结合,人因缺少氧气而窒息,甚至死亡。这个反应可表示如下:Hb O2+COHb CO+O2.,抢救中毒者采取的措施不正确的是
A.立即打开门窗通风 B.将中毒者转移到空旷的地带
C.让患者饮用大量的生理盐水 D.将重度患者立即送往医院输高压氧气
7.下列说法正确的是
A.有合适取向的活化分子间的碰撞是有效碰撞
B.普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应
C.有化学键断裂的过程一定发生了化学反应
D.活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
8.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示:
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
下列有关叙述正确的是
A.该反应的化学方程式是CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
B.上述反应的正反应是吸热反应
C.若在1 L的密闭容器中通入CO和H2O各1 mol,5 min后温度升高到830℃,此时测得CO为0.4 mol,则该反应达到平衡状态
D.若平衡浓度符合5c(CO2)·c(H2)= 3c(CO)·c(H2O),则此时的温度为1000℃
9.甲酸(HCOOH)在催化剂表面分解的微观历程与能量变化关系如图所示:
下列说法正确的是
A.甲酸分解过程吸收能量
B.甲酸分解速率由步骤Ⅳ→Ⅴ决定
C.反应过程存在非极性键的断裂和生成
D.使用高效催化剂可使步骤Ⅰ和Ⅴ之间差值增大
10.在一定条件下,将X和Y两种物质按不同的比例放入密闭容器中反应,平衡后测得X,Y的转化率与起始时两物质的物质的量之比的关系如图所示,则X,Y的反应方程式可表示为( )
A.2X+Y3Z B.3X+2Y2Z
C.X+3YZ D.3X+YZ
11.已知反应ΔH<0,向某恒温恒容密闭容器中加入一定量的CaO(s)和CO(g),改变SO2(g)的起始量和反应温度,达到平衡时CO2的物质的量分数变化如图所示,下列判断正确的是
A. c(CO2):m>q B.温度:T1>T2
C.气体密度不变时,反应达到平衡 D.CO的平衡转化率m>p>q
12.根据下列有关实验得出的结论一定正确的是
选项 实验 结论
A 相同温度下,向盛有足量稀硫酸的甲、乙两支试管中分别加入等质量的锌粒,并向甲中加入少量胆矾固体 产生氢气的速率和体积:甲>乙
B 向1mLKI溶液中加入溶液5mL,振荡,用苯萃取2~3次后,取下层溶液滴加5滴KSCN溶液,出现血红色 反应是有一定限度的
C 在容积不变的密闭容器中发生反应:,向其中通入氩气 反应速率减慢
D 相同温度下,将等质量的大理石块和大理石粉分别加入等体积、等浓度的盐酸中 反应速率:粉状大理石>块状大理石
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
13.在其他条件不变的情况下,研究改变起始氢气物质的量[用n(H2)表示]对N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol反应的影响,实验结果可表示成如图所示的规律(图中T表示温度,n表示物质的量):
(1)在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 。
(2)图象中T2和T1的关系是 。
A.T2高于T1B.T2低于T1C.T2等于T1D.无法确定
(3)在温度为T2时,若容器容积为1L,图中n=3mol,反应达到平衡时N2、H2的转化率均为60%,则在起始时体系中加入N2的物质的量为 ,此条件下,反应的平衡常数K= 。
14.氮的氧化物(如NO2、N2O4、N2O5等)应用很广,在一定条件下可以相互转化。
(1)已知:N2O5在一定条件下发生分解2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)。某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表:
T/min 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
c(N2O5)/mol·L-1 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17
设反应开始时体系压强为p0,第2.00 min时体系压强为p,则p∶p0= ;1.00~3.00 min内,O2的平均反应速率为 。
(2)在N2O4与NO2之间存在反应:N2O4(g) 2NO2(g)。将1 mol的N2O4放入1 L的恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度变化如图所示。
①337.5 K时,反应的平衡常数K= (填写计算结果)。
②据图推测N2O4(g) 2NO2(g)是吸热反应,理由是 。
③对于反应N2O4(g) 2NO2(g),用平衡时各组分压强关系表达的平衡常数。在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2· [p(NO2)]2。其中,k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率—压强关系如图所示:一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1= ,在图标出的点中,指出能表示反应达到平衡状态的点并说明理由 。
15.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z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,完成下列问题:
(1)该反应的化学方程 ;
(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为 ;
(3)达到平衡后,下列说法不正确的是 。
A.X、Y、Z的浓度之比是1:2:3
B.X的消耗速率和Y的生成速率相等
C.Z的浓度保持不变
16.一定温度下,在2L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化曲线如下图所示,按要求解决下列问题。
(1)该反应的化学方程式为: ;
(2)用A表示的反应速率为: ;
(3)下列条件改变时,能加快化学反应速率的是_______
A.扩大容器的容积 B.增大C的用量
C.降低体系的温度 D.加入催化剂
(4)下列不可以作为判断平衡依据
A、A的浓度保持不变 B、 B的生成速率与消耗速率相等
C、X的浓度和Y的浓度相等
17.氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol
(1)当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如下图所示。图中t1时引起平衡移动的条件可能是 ,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是 ,
若t0-t1,t1-t3,t3-t5这三段平衡常数分别用K1,K2,K3表示,那么K1、K2、K3的大小关系是
(2)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”、“ 向右”或“不”),使用催化剂反应的ΔH (填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(3)温度为T ℃时,将2a mol H2和 a mol N2放入0.5 L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数为 。
18.I.在水溶液中橙红色的与黄色的有下列平衡关系:+H2O 2+2H+。现将一定量的K2Cr2O7溶于水配成稀溶液,溶液呈橙色。
(1)向上述溶液中加入浓硫酸溶液,溶液呈 色,因为 。
(2)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡向 方向移动(正或逆),溶液颜色将 (加深或变浅)。
II.在容积一定的密闭容器中, 置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g) CO2(B)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度[NO]与温度T的关系如图所示。请回答下列有关问题。
(1)该反应的△H 。
(2)若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2(填“<”、“>”或“=”),在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v正 v逆(填“<”、“>”或“=”)。
(3)在T3时,可逆反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)在密闭容器中达平衡,只改变下列条件,一定既能加快反应速度,又能增大平衡时的值是 。
A.加入一定量C B.减小容器容积 C.升高温度 D.加入一定量的CO2
(4)可逆反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)的平衡常数的表达式 。
III.氮氧化物会破坏臭氧层,已知:①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)△H1=-200.9 kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2= -116.2 kJ/mol
则反应:2O3(g)=3O2(g)△H= 。
19.(1)写出葡萄糖的结构简式: 。
(2)已知一定条件下,石墨可以转化为金刚石,其能量变化如图所示,则石墨和金刚石相比,较稳定的是 。
(3)下列反应中,属于吸热反应的是 (填序号)。
①煅烧石灰石制生石灰 ②燃烧木炭取暖 ③炸药爆炸 ④酸与碱的中和反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥Ba(OH)2·8H2O粉末和NH4Cl粉末反应 ⑦十水合碳酸钠(Na2CO3·10H2O)与硝酸铵的反应
(4)可逆反应 X(s)+3Y(g)2Z(g) +Q(g)在不同条件下的反应速率如下,其中反应速率最快的是 。
A.v(X)=0 25 mol/(L·s) B.v(Y)=3.6 mol/(L·min)
C. v(Q)=0.1 mol/(L·s) D.v(Z)=0.3 mol/(L·s)
20.(1)在一体积为10 L的密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,在850 ℃时发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。CO和H2O浓度变化如图所示,则0~4 min的平均反应速率v(CO)= mol/(L·min)。
(2)t℃(高于850 ℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如表:
时间(min) CO H2O CO2 H2
0 0.200 0.300 0 0
2 0.138 0.238 0.062 0.062
3 c1 c2 c3 c3
4 c1 c2 c3 c3
5 0.116 0.216 0.084
6 0.096 0.266 0.104
①表中3~4 min时,反应处于 状态;c1数值 0.08 mol/L(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②反应在4~5 min时,平衡向逆方向移动,可能的原因是 (填字母,下同),表中5~6 min时,数值发生变化,可能的原因是 。
a.增加水蒸气b.降低温度
c.使用催化剂d.增加氢气浓度
21.油气开采、石油化工等行业废气含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) H=-1036kJ·mol-1
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) H=+94kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-484kJ·mol-1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的 H4= 。
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺,即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是 ,缺点是 。
(3)在1470K、100Kpa反应条件下,将n(H2S)∶n(Ar)=1:4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为 ,平衡常数Kp= Kpa.(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,结果保留两位小数)
(4)在1373K、100Kpa反应条件下,对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气,热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。
①n(H2S)∶n(Ar)越小,H2S平衡转化率 ,理由是 。
②n(H2S)∶n(Ar)=1∶9对应图中曲线d,此时H2S的转化率为24%,则在0―0.1s之间H2S分压的平均变化率为 Kpa·s-1。
22.(I)某温度下,气体X和Y在体积为2L的密闭容器中反应,生成气体Z。经测定各物质的物质的量随时间变化如下图所示,经10s达到化学平衡状态,请回答下列问题。
(1)写出该反应的化学反应方程式 。
(2)该温度下此反应的平衡常数 。
(Ⅱ).已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH>0请回答下列问题:
(3)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为 ;
(4)若反应温度升高,M的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”) ;
(5)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a= ;
(6)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.由图可知,T2>T1,温度升高,平衡时NO的量增加,反应向逆反应方向进行,说明正向反应放热,即该反应ΔH<0,A项错误;
B. T2>T1,则正反应速率:M>N,B项错误;
C. T1时,0~15 min时的反应速率v(NO)= =0.04 mol·L-1·min-1,C项错误;
D.由反应可知,反应前后体积不变,T1时,若起始向容器中充入N2(g)和CO2(g)各1mol与开始通入2molNO等效,则平衡时,NO的体积分数==40%,D项正确;
答案选D。
2.B
【详解】A.a是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,由图像可知,温度对正反应速率影响大,正反应吸热,ΔH>0,故A错误;
B.b是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像,催化剂加快反应速率,Ⅰ是使用催化剂时的曲线,故B正确;
C.c是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,增大压强,平衡正向移动,A的转化率增大,压强p1>p2,故C错误;
D.根据离子方程式,在平衡体系的溶液中溶入少量KCl固体反应速率不变,故D错误;
选B。
3.B
【分析】可逆反应中反应物的转化率小于100%,根据化学平衡的本质标志(正、逆反应速率相等且不等于0)和特征标志(各组分的浓度保持不变)判断反应是否达到平衡状态。
【详解】①v(正)=v(逆)≠0是化学平衡状态的本质标志,此状态合理且能说明反应已经达到平衡;
②由于该反应为可逆反应,NO2不可能全部转化成N2O4,此状态不合理;
③c(NO2)=c(N2O4)是一种特殊情况,但不能说明反应已经达到平衡;
④化学反应达到平衡时正、逆反应仍在进行,N2O4不再分解的状态不合理;
⑤NO2的百分含量不再改变的状态是化学平衡的特征标志,此状态合理且能说明反应已经达到平衡;
⑥体系颜色不再发生变化的状态即NO2的浓度不再变化的状态,该状态是化学平衡的特征标志,此状态合理且能说明反应已经达到平衡;
符合题意的是①⑤⑥,答案选B。
【点睛】可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态的标志是:逆向相等,变量不变。“逆向相等”指必须有正反应速率和逆反应速率且两者相等,“变量不变”指可变的物理量不变是平衡的标志,不变的物理量不变不能作为平衡的标志;注意可逆反应达到平衡时各组分的浓度保持不变,但不一定相等,也不一定等于化学计量数之比。
4.A
【分析】根据平衡移动原理解答,改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
【详解】A. 增大反应物的浓度,平衡向正反应移动,故A正确;
B. 升高温度平衡向吸热反应移动,正反应不一定是吸热反应,故B错误;
C. 增大生成物浓度,平衡向逆反应移动,故C错误;
D. 保持压强不变充入He会导致体积增大,反应物和生成物浓度都减小,化学反应移动方向取决于反应前后气体体积的变化,平衡不一定正向移动,故D错误;
故选A。
5.B
【详解】A.升高温度,减小,K增大,则ΔH>0, A正确;
B.由图像可知30℃时,B点未达平衡,Qc>K,反应向逆反应方向进行,则,B错误;
C.A、C点反应均达平衡,A点温度比C点高,反应速率快,C正确;
D.由图可知,C点=3.6380,则,D正确;
故答案选B。
6.C
【分析】从反应方程式Hb O2+COHb CO+O2.可以看出,增大氧气浓度,有利于平衡逆向移动,从而减少病人血液中的CO浓度,增大氧气浓度。
【详解】A.立即打开门窗通风,可减少室内CO浓度,增大氧气浓度,对病人有利,A正确;
B.将中毒者转移到空旷的地带,同样达到减少CO浓度、增大氧气浓度的目的,对病人有利,B正确;
C.让患者饮用大量的生理盐水,会增大病人的能量消耗和氧气消耗,对控制病情不利,C不正确;
D.将重度患者立即送往医院输高压氧气,可增大氧气的浓度,减少病人血液中的CO浓度,D正确;
故选C。
7.A
【详解】A.有效碰撞需满足两个条件,一个是活化分子,二是合适取向,则有合适取向的活化分子间的碰撞是有效碰撞,故A正确;
B.普通分子间的碰撞,达不到反应所需的能量,则不能发生化学反应,故B错误;
C.从化学键角度可知,化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,有化学键断裂的过程如HCl溶于水过程中H-Cl共价键断裂,但不是化学反应,故C错误;
D.除了活化分子外还需满足有合适取向时的有效碰撞,才能发生化学反应,故D错误;
故选:A。
8.D
【详解】A、根据平衡常数表达式是生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到化学方程式式为K=,化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),故A错误;
B、分析图表数据,平衡常数随温度升高而减小,说明升温平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正反应是放热反应,故B错误;
C、根据化学平衡三段式列式计算浓度商和平衡常数比较分析,若在1L的密闭容器中通入OO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,此时测得CO2为0.4mol,
Q==0.44D、根据平衡常数表达式和平衡常数数值计算分析,温度为1000℃平衡常数K==,若平衡浓度符合下列关系式
5c(CO2)·c(H2)= 3c(CO)·c(H2O),说明反应达到平衡状态,故D正确;
故选D。
9.B
【详解】A.由图知甲酸分解为放热,A项错误;
B.步骤Ⅳ→Ⅴ活化能大,反应速率慢,故甲酸分解速率由步骤Ⅳ→Ⅴ决定,B项正确;
C.反应过程无非极性键的断裂,C项错误;
D.催化剂不能改变反应的,D项错误;
故选B。
10.D
【详解】在化学反应中,只要反应物和生成物起始量按照相应的化学计量数之比冲入,反应物的转化率才是相同的,所以根据图象可知,选项D正确,答案选D。
11.C
【详解】A.由图可知,m点二氧化碳的体积分数小于q点,则m点二氧化碳的浓度小于q点,故A错误;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的体积分数减小,由图可知,二氧化硫起始量一定时,温度为T1的二氧化碳体积分数大于温度为T2的二氧化碳体积分数,则T1小于T2,故B错误;
C.该反应是气体质量减小的反应,恒容密闭容器中发生反应时,混合气体的密度减小,则气体密度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故C正确;
D.温度一定时,二氧化硫起始量越大,反应程度越大,一氧化碳的平衡转化率越大,由图可知,m、p、q的二氧化硫起始量依次增大,则一氧化碳的平衡转化率依次增大,故D错误;
故选C。
12.D
【详解】A.相同温度下,向盛有足量稀硫酸的甲、乙两支试管中分别加入等质量的锌粒,并向甲中加入少量胆矾固体,甲中形成原电池,则甲中生成氢气速率较大;由于锌的质量相等、硫酸足量,则甲生成氢气体积较少,即产生氢气的速率:甲>乙,产生氢气体积甲<乙,故A错误;
B.因为KI量较少,Fe3+剩余,溶液一定变红,要验证该结论,KI必须过量,故B错误;
C.容积不变通入氩气时,反应体系中各物质的浓度不变,则反应速率不变,故C错误;
D.粉状大理石比块状大理石的接触面积越大,则反应速率为粉状大理石>块状大理石,故D正确;
故选:D。
13. c B 1mol 2.08
【详解】(1)a、b、c三点的温度相同,氢气的量越大,氮气的转化率越大,则c点的转化率最高;
(2)反应为放热反应,初始量相同,温度升高,平衡逆向移动,氨气的平衡百分含量越小,则T2低于T1,答案为B;
(3)
反应达到平衡时N2、H2的转化率均为60%,×100%=60%,x=1mol;K==2.08。
14.(1) 1.75 0.090 mol/( L·min)
(2) 3.6 温度升高,α(N2O4)增加,说明平衡向正反应移动 k2Kp/2 B点与D点,v(NO2消耗)=2v(N2O4消耗)= v(NO2生成)满足平衡条件
【详解】(1),相同条件下,压强之比等于物质的量之比,p/p0==1.75;根据化学反应速率数学表达式,v(N2O5)=(0.71-0.35)mol·L-1/2min=0.18mol/(L·min),根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,即v(O2)= v(N2O5) =0.090mol/(L·min);
(2)①由图1可知,337.5 K时,α(N2O4)=0.60,列出三段式:
,根据化学平衡常数的表达式,K===3.6;
②根据图1,随着温度升高,N2O4转化率增大,反应向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,该反应正反应为放热反应;
③Kp的表达式为Kp=,当反应达到平衡时,2v(N2O4)=V(NO2),把公式代入,推出:k1=Kp·k2/2;v(NO2消耗)=2v(N2O4消耗)= v(NO2生成)满足平衡条件,即平衡点为B点和D点。
【点睛】易错点是O2反应速率的计算,学生能计算出O2的反应速率是0.09mol/(L·min),忽略了表格中数据中有效数字的保留,正确应是0.090mol/(L·min)。
15. 3X+2Y 3Z 0.125mol/ ( Lmin) B
【详解】(1)根据图知,随着反应的进行X、Y的物质的量减少,而Z的物质的量增大,所以X和Y是反应物、Z是生成物,10min时反应达到平衡状态,则参加反应的△n (X) = (1.00-0.25)mol=0.75mol、△n(Y)=(1.00-0.50) mol=0.50mol、 △n ( Z)=(0.75-0) mol=0.75mol,同一可逆反应中同一时间段内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比,所以X、Y、Z的计量数之比=0.75mol: 050mol:0.75mol=3:2:3所以该反应方程式:3X+2Y 3Z;
(2) 0-2min内Z的平均反应速率v===0.125mol/ ( Lmin),故答案为: 0.125mol/ ( Lmin);
(3) A.相同容器中,X、Y、Z的浓度之比等于其物质的量之比=0.25mol: 0.50mol:0.75mol=1:2:3,故A正确;
B.该反应中X、Y的计量数之比为3:2,当X的消耗速率与Y的生成速率之比为3:2时该反应达到平衡状态,所以当X的消耗速率和Y的生成速率相等时该反应没有达到平衡状态,故B错误;
C.当Z的浓度保持不变时,正逆反应速率相等,可逆反应达到平衡状态,故C正确;
故选B。
16.(1)
(2)
(3)BD
(4)C
【详解】(1)由图像可以看出反应中B、C的物质的量减少,为反应物,A的物质的量增多,为生成物,当反应进行到10s时,,,,,则反应的方程式为;
故答案为:;
(2)用A表示的反应速率,;
故答案为:;
(3)A.扩大容器的容积,相当于减小压强,则反应的速率减小,A错误;
B.C为气体,增大C的用量,浓度增大,反应速率增大,B正确;
C.降低温度,反应速率减小,C错误;
D.加入催化剂加快反应速率,D正确;
故答案为:BD;
(4)A.当各物质的浓度不变,反应达到平衡,A不符合题意;
B.当B的正、逆反应速率相等时,反应达到平衡,B不符合题意;
C.速率相等不能作为判断平衡的依据,C符合题意;
故答案为:C。
17. 增大压强 t2-t3 K1=K2>K3 向左 不改变
【详解】(1)由合成氨的热化学方程式可判断,该反应是放热反应,反应前后气体分子数减小;由图象可知,t1时正、逆反应速率都增大,平衡正向移动,所以引起平衡移动的条件可能是增大压强;t3时改变条件使平衡逆向移动、t5时改变条件平衡不移动,所以只有t1时改变条件使平衡正向移动,故平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3;t3时改变条件正、逆反应速率都增大,平衡逆向移动,所以应该是升高温度,使平衡常数减小引起的变化,又因为其他各段没有改变温度,所以 K1=K2>K3。
(2)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则体系的容积增大,与反应有关组分的分压减小,减小压强,平衡向气体分子数增大方向移动,所以平衡向左移动;催化剂只能改变反应速率,不影响化学平衡的移动,ΔH不改变。
(3)由题意列三段式:
则反应的平衡常数为:K===。
18. 橙红 增大H+ ,平衡向逆反应方向移动 正 变浅 < > > D K= -285.6 kJ·mol-1
【分析】向上述溶液中加入浓硫酸溶液,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液,c()减小,平衡正向移动;由图可知,温度越高平衡时c(NO)越大,即升高温度平衡逆移;化学平衡常数只受温度影响,升高温度平衡向吸热反应移动,根据平衡移动判断温度对平衡常数的影响分析;由图可知,T2时反应进行到状态D,c(NO)高于平衡浓度,故反应正向进行;根据化学反应速率的影响因素分析;根据化学平衡表达式分析,根据盖斯定律计算,据此分析;
【详解】I.(1)向上述溶液中加入浓硫酸溶液,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,溶液为橙红色;
(2) 向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液,c()减小,平衡正向移动,溶液颜色由橙红色变为黄色,颜色变浅;
II.(1)由图可知,温度越高平衡时c(NO)越大,即升高温度平衡逆移,所以正反应为放热反应,即△H<0;
(2)该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,所以升温化学平衡常数减小,故K1>K2;T2时反应进行到状态D,c(NO)高于平衡浓度,故反应向正反应进行,则一定有υ(正)>υ(逆);
(3)可逆反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g) △H<0中,
A.C是反应物,是固体,加入一定量C,不影响化学反应速率,故A不符合题意;
B.减小容器容积,即压强增大,该反应是左右两边系数相等的反应,故增大压强,化学反应速率同等程度的增大,值不变,故B不符合题意;
C.升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,值不变,故C不符合题意;
D.加入一定量的CO2,反应速率加快,平衡逆向移动,一氧化碳的浓度增大,氮气的浓度减小,值增大,故D符合题意;
答案选D。
(4)化学反应平衡常数为K=,C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)的平衡常数的表达式K=;
已知:①NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H1= 200.9 kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H2= 116.2 kJ/mol
盖斯定律:①×2 ②得:2O3(g)═3O2(g)
△H=( 200.9 kJ/mol)×2 ( 116.2kJ·mol 1)= 285.6 kJ/mol。
【点睛】固体或纯液体的浓度是一个常数,增加固体和纯液体的量不影响化学反应速率,固体或纯液体不代入化学平衡常数表达式中,为易错点。
19. CH2OH(CHOH)4CHO 石墨 ①⑥⑦ D
【详解】(1)葡萄糖是多羟基醛,结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO。
(2)根据图象可知金刚石的能量高于石墨的,能量越高,越不稳定,则石墨和金刚石相比,较稳定的是石墨。
(3)①煅烧石灰石制生石灰属于吸热反应;②燃烧木炭取暖属于热放热反应;③炸药爆炸属于热放热反应;④酸与碱的中和反应属于热放热反应;⑤生石灰与水作用制熟石灰属于热放热反应;⑥Ba(OH)2·8H2O粉末和NH4Cl粉末反应属于吸热反应;⑦十水合碳酸钠(Na2CO3·10H2O)与硝酸铵的反应属于吸热反应;答案选①⑥⑦;
(4)X是固体,不能表示反应速率;如果都用Y表示反应速率,依据反应速率之比是化学计量数之比可知选项B~D中反应速率分别是[mol/(L·s)]0.06、0.3、0.45,所以反应速率最快的是选项D。答案选D。
20. 0.03 化学平衡 大于 d a
【详解】(1)0~4 min的平均反应速率v(CO)=0.12/4mol/(L·min)=0.03mol/(L·min)。
(2)①表中3~4 min时,各物质浓度保持不变,所以反应处于化学平衡状态;850 ℃时,CO的平衡浓度是0.08mol/L,升温平衡左移,所以高于850 ℃时,c1数值大于0.08 mol/L。
②反应在4~5 min时,平衡向逆方向移动,可能的原因是d,原因:a.增加水蒸气,反应物浓度增大,平衡右移,不符合题意;b.降低温度,平衡右移,不符合题意;c.使用催化剂平衡不移动,不符合题意;d.增加氢气浓度,生成物浓度增大,平衡左移,符合题意。故选d。表中5~6 min时,数值发生变化,可能的原因是a。原因:a.增加水蒸气,由于c(H2O)增大,所以平衡右移,结果c(CO)减小,c(CO2)增大,符合题意;b.降低温度,使得平衡右移,结果c(H2O)减小,不符合题意;c.使用催化剂,平衡不移动,各成分浓度不变,不符合题意;d.增加氢气浓度,由于c(H2)增大,所以平衡左移,c(CO)增大,c(CO2)减小,不符合题意。故选a。
21.(1)+170
(2) 副产物氢气可作燃料 耗能高
(3) 50% 4.76
(4) 越高 n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高 24.9
【详解】(1)根据盖斯定律(①+②)—③,即得到2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的△H4=(—1036+94)kJ/mol×+484kJ/mol= +170kJ/mol;
(2)根据盖斯定律(①+②)×可得2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g)
△H=(—1036+94)kJ/mol==—314kJ/mol,因此,克劳斯工艺的总反应是放热反应;根据硫化氢分解的化学方程式可知,高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成,因此,高温热分解方法的优点是可以获得氢气作燃料;但由于高温分解H2S会消耗大量能量,所以其缺点是耗能高;
(3)假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol,根据三段式可知,平衡时H2S和H2的分压相等,则二者的物质的量相等,即1—x=x,解得x=0.5,所以H2S的平衡转化率为=50%,所以平衡常数Kp=
(4)由于正反应是体积增大的可逆反应, n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;根据图像可知n(H2S):n(Ar)=1:9,反应进行到01s时H2S转化率为0.24,假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知,此时H2S的压强为,H2S的起始压强为10KPa,所以H2S分压的平均变化率为
22. X+3Y3Z 1.7 25% 增大 6 41%
【分析】(I)(1)根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式;
(2)根据平衡常数的定义列式计算。
(Ⅱ).依据化学平衡三段式列式计算,达到平衡后,M的转化率为60%,反应浓度=1mol·L-1×60%=0.6mol;
M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始量(mol·L-1) 1 2.4 0 0
变化量(mol·L-1) 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡量(mol·L-1)0.4 1.8 0.6 0.6
(3)转化率=消耗量/起始量×100%;
(4)根据温度对平衡的影响分析,反应吸热,升高温度平衡右移;
(5)由于温度不变,则平衡常数不变,与(3)相同;
(6)设平衡时转化的M为xmol,由于温度不变,则平衡常数不变,与(3)相同.
【详解】(I)(1)由图象可知,反应达到平衡时,△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.2mol:0.6mol:0.6mol=1:3:3,则反应的方程式为X+3Y3Z;
(2)平衡时浓度分别为c(X):0.8mol/2L=0.4mol/L,c(Y):0.4mol/2L=0.2mol/L,c(Z):0.6mol/2L=0.3mol/L,k= =1.7;
(Ⅱ).达到平衡后,M的转化率为60%,反应浓度=1mol·L-1×60%=0.6mol;
M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始量(mol·L-1) 1 2.4 0 0
变化量(mol·L-1) 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡量(mol·L-1)0.4 1.8 0.6 0.6
K= =0.5
(3)N的转化率=消耗量/起始量×100%=0.6mol·L-1/2.4mol·L-1×100%=25%;
(4)反应吸热,升高温度平衡右移,则M的转化率增大;
(5)根据相同温度时平衡常数不变求解,
M(g) + N(g) P(g) + Q(g);△H<0
起始量4mol·L-1 amol·L-1 0 0
变化量2mol·L-1 2mol·L-1 2mol·L-1 2mol·L-1
平衡量2mol·L-1 (a-2)mol·L-1 2mol·L-1 2mol·L-1
由于温度不变,则平衡常数不变,与(3)相同,则有:=0.5,解之得a=6;
(6)设平衡时转化的M为xmol,
M(g) + N(g) P(g)+ Q(g);△H<0
起始量bmol·L-1 bmol·L-1 0 0
变化量xmol·L-1 xmol·L-1 xmol·L-1 xmol·L-1
平衡量(b-x) mol·L-1 (b-x)mol·L-1 xmol·L-1 xmol·L-1
由于温度不变,则平衡常数不变,与(3)相同,则有:
,则0.414=41.4%,
故答案为41.4%.
答案第1页,共2页
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