专题2《化学反应速率与化学平衡》(含解析)练习题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》(含解析)练习题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 2024-01-19 19:35:28

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专题2《化学反应速率与化学平衡》练习题
一、单选题
1.一定条件下,按n(NO)∶n(O2)=2∶1的比例向反应容器充入NO、O2,发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。温度、压强(p)对NO平衡转化率的影响如下,
下列分析正确的是
A.压强大小关系:p1>p2
B.其他条件相同时,随温度升高该反应的平衡常数增大
C.400℃、p1条件下,O2的平衡转化率为40%
D.500℃、p1条件下,该反应的化学平衡常数一定为
2.化学实验结果一般可以用图象表示。下列图象与对应的叙述相符合的是
A.图甲可表示镁条与盐酸反应的能量变化
B.图乙表示向H2SO4溶液中滴入BaCl2溶液后,溶液的导电性随BaCl2的物质的量的变化
C.图丙表示光照下氯水的pH随时间的变化曲线,光照后溶液中Cl2的浓度增大
D.图丁表示70℃时不同碱性条件下H2O2的浓度随时间变化的曲线,溶液的碱性越强,H2O2分解速率越快
3.在一支试管中加入少量氯化钴晶体,再逐滴加入浓盐酸至晶体完全溶解,然后滴加水至溶液呈紫色为止。溶液中存在如下平衡:(aq)(粉红色)+4Cl-(aq)(aq)(蓝色)+6H2O(l) H,下列说法不正确的是
A.向溶液中加入适量的稀硫酸,平衡正向移动,溶液为蓝色
B.将试管放入热水水中,溶液变成粉红色,则: H<0
C.当溶液中v正[()]=v逆()时,说明反应达到平衡状态
D.该反应的平衡常数K=
4.反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6mol·L 1。对此反应速率的表示,正确的是
A.用A表示的反应速率是0.4mol·(L·min) 1
B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比是3∶2∶1
C.在2min末的反应速率,用B表示是0.3mol·(L·min) 1
D.用B和C表示的反应速率对该反应的意义不同
5.某温度下,在金(Au)表面N2O发生分解反应速率方程式为v=kcn(N2O)(k为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关;n为反应级数,可以为正数或负数,也可以为整数、分数或0),N2O的浓度与催化剂表面积及时间关系如图所示。已知反应物消耗一半所用的时间称为半衰期(T1/2)。
下列叙述错误的是
A.该反应级数为2, I条件下k=0.075 mol· L-1
B.在II条件下,O2反应速率为0.075 mol·L-1·min- 1
C.其他条件相同,c(N2O)增大,反应速率不变
D.在III条件下,N2O起始浓度为3.0 mol·L-1时,T1/2为20 min 。
6.下列关于反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247 kJ·mol-1的说法正确的是
A.该反应在任何温度下都可自发进行
B.反应CO2(s)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH2<+247kJ·mol-1
C.反应中每生成1molH2,转移电子的数目为3×6.02×1023
D.选择高效催化剂可以降低反应的焓变,提高化学反应速率
7.在一恒温密闭容器中,充入一定量的A、B、C,发生反应,在不同的压强下达到平衡,测得平衡时B的体积分数与压强的关系如图所示,下列有关叙述错误的是
A. B.平衡常数:
C.X点时, D.Q、P分别为X、Y对应压强下的平衡点
8.在恒温恒压的密闭容器中发生反应2X(g)+Y(g)2Z(g)。此反应达到平衡的标志是
A.容器中压强不再发生变化 B.n(X):n(Y):n(Z)=2:1:2
C.气体的密度不变 D.单位时间内生成2nmolZ,同时消耗nmolY
9.以下说法正确的是
A.影响化学反应速率的因素只有浓度、压强、温度和催化剂
B.在合成氨反应中使用催化剂能大大提高反应速率,从而提高原料的平衡转化率
C.任何化学反应在一定条件下都存在一定程度的可逆性
D.凡是影响反应速率的因素,都可以使化学平衡发生移动
10.在密闭容器中用一定量的混合气体发生反应:,平衡时测得B的浓度为0.6,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,再达到平衡时,测得B的浓度为1.3,下列有关判断正确的是
A.A的转化率减小 B.
C.C的体积分数增大 D.平衡向正反应方向移动
11.在恒容密闭容器中充入和,在催化剂作用下发生反应:,测得混合体系中不同温度下平衡时Z的物质的量如下表。下列说法不正确的是
温度
n(Z) 1mol 0.6mol
A.,温度下Y的体积分数更大
B.其他条件不变时,通入惰性气体,、不变
C.温度下,继续投入和,再次平衡后X的转化率增大
D.加入合适的催化剂,能提高Z的平衡产率
12.一定温度下,在的密闭容器中, 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
下列描述正确的是
A.反应开始到,用表示的反应速率为
B.反应开始到,的物质的量浓度减少了
C.反应的化学方程式为:
D.反应开始到时,的转化率为
13.已知反应3O2(g)=2O3(g)的△H < 0、△S > 0,对此反应叙述正确的是
A.该反应在任何情况下均能自发进行
B.该反应在任何情况下均不能自发进行
C.该反应在一定条件下能自发进行
D.条件不足,无法判断
14.如图所示,向A中充入1molX和1molY,向B中充入2molX和2molY,起始VA=VB=aL,在相同温度和催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应 ;达到平衡时,VA=1.2aL,则下列说法不正确的是
A.反应开始时,B容器中化学反应速率快
B.A容器中X的转化率为40%,且比B容器中X的转化率大
C.打开K一段时间达平衡时,A的体积为2.4aL(连通管中气体体积不计)
D.打开K达新平衡后,升高B容器温度,A容器体积会增大
15.恒温密闭容器中发生反应,下列说法正确的是
A.不同条件下,分别测得ν(H2)=1.5mol·L-1·s-1,,则前者反应速率较大
B.向达到平衡后的容器中加入碳,可促使平衡向逆方向移动
C.达到平衡后压缩容器体积,可促使平衡向正方向移动,逆反应速率减小
D.恒容条件下达到平衡后充入水蒸气,该反应的平衡常数不变
二、填空题
16.活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO,在1 L恒容密闭容器中加入0.1000 mol NO和2.030 mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如表:
活性炭/mol NO/mol A/mol B/mol p/MPa
200 ℃ 2.000 0.040 0 0.030 0 0.030 0 3.93
335 ℃ 2.005 0.050 0 0.025 0 0.025 0 p
根据表中数据,写出容器中发生反应的化学方程式: ,判断p (选填“>”“<”或“=”)3.93 MPa。计算反应体系在200 ℃时的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)
17.某温度时,在一个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,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)若X、Y、Z均为气体,2 min后反应达到平衡,反应达平衡时:
①此时体系的压强是开始时的 倍;
②达平衡时,容器内混合气体的平均分子量比起始投料时 (填 “增大”“减小”或“相等”)。
18.一定温度下,向一体积为10L的恒容密闭容器中充入和,发生反应:。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。回答下列问题:
(1)实验a从反应开始至达到平衡时:
①内, 。
②R的物质的量浓度为 。
③该反应的平衡常数 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
④反应达到平衡后,保持其他条件不变,向该容器中再充入0.05molM和0.15molR,此时v(正) (填“>”、“<”或“=”)v(逆),判断的理由是 (写出计算过程)。
(2)若起始时只发生某一条件的改变,实验b改变的条件可能是 。
(3)图中a、b、c三组实验从开始反应至达到平衡时的反应速率v(R)由大到小的顺序为 (填实验标号)。
(4)对于反应,下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.混合气体的密度不随时间改变
B.N的物质的量分数不随时间改变
C.单位时间内生成1molN的同时消耗1molR
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间改变
19.随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,废气的处理已成为研究的热点,图1是以为主要原料的化工产品的生产过程。
(1)关于侯氏制碱法,回答下列问题:
①写出的电子式 。
②实验室制取的化学方程式 。
③由侯氏制碱法获得分为两步:
I.
II. 。
(2)尿素是重要的氮肥,请写出由生产尿素的化学方程式 。
(3)催化加氢制取汽油过程中发生如下反应:
已知:在一定温度下,10L的密闭容器中,通入 和 ,反应过程如图2所示,回答下列问题:
①计算该温度下反应的平衡常数 。
②下列可以判断该反应达到平衡状态的是 。
单位时间内,的减少量等于CO的生成量
反应容器内的压强不发生变化
混合气体中 的浓度不再发生改变
20.医用口罩是预防新冠病毒感染的“明星”,其主要原材料是聚丙烯。工业上制备丙烯的化学原理是 ,在密闭容器中发生上述反应,,,其中,、分别为正、逆反应速率,、分别为正、逆反应速率常数,c为浓度。
(1)已知:瑞典化学家阿伦尼乌斯的化学反应速率常数与温度之间关系的经验公式为(其中,k为速率常数,A、R为常数,为活化能,T为绝对温度,e为自然对数的底)。下列有关速率常数k的说法正确的是___________(填字母)。
A.其它条件不变,升高温度,增大,减小
B.其它条件不变,加入催化剂,、同倍数增大
C.其它条件不变,增大反应物浓度,增大,不变
D.其它条件不变,增大压强,、都增大
(2)一定条件下,向某密闭容器中投入一定量和发生上述反应,平衡常数 (用、表示);升高温度, (填“增大”“减小”“不变”或“不确定”)。
(3)向三个体积相同的恒容密闭容器中充入和发生上述反应,测得有关数据如下:
容器 温度/K 起始时物质的物质的量/mol 平衡时物质的物质的量/ mol
Ⅰ 1 2 0.50
Ⅱ 1 2 0.80
Ⅲ 2 4 a
(填“>”“<”或“=”,下同);a 1.0。
21.甲醇是性能优良的能源和车用燃料。
(1)工业上可用一氧化碳和氢气在催化剂作用下合成甲醇,研究该反应可能的历程,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,该历程能量变化如图所示:
①可知该历程的△H 0(填“>”“=”或“<”)。
②其中决速步骤的能垒为 eV。
③虚线框内最有可能发生的反应的化学方程式为 。
(2)已知(g)、CO(g)的摩尔燃烧焓分别是a 和b (a、b均小于0),。则表示甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。
22.铅的冶炼有很多种方法。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
① 2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH1 = a kJ·mol-1
② PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) ΔH2 = b kJ·mol-1
③ PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH3 = c kJ·mol-1
反应 PbS(s)+2O2(g)=PbSO4(s) ΔH= kJ·mol-1(用含 a、b、c 的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应 PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) ΔH,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表:
温度/℃ 300 727 1227
lgK 6.17 2.87 1.24
①该反应的ΔH 0(选填“>”、“<”或“=”)。
②当 lgK=1,在恒容密闭容器中放入 PbO 并通入 CO,达平衡时,混合气体中 CO 的体积分数为 (保留两位有效数字);
(3)若 T、V 不变条件下向容器中充入一定量的 N2 ,平衡 ;若向容器中充入一定量的 CO 气体,平衡向 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动,再次达到平衡时,CO 的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
23.一定条件下,CO2和CO可以互相转化
(1)某温度下,在容积为2L的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。
容器 反应物
甲 8molCO2(g)、16molH2(g)
乙 wmolCO2(g)、xmolH2(g)、ymolCO(g)、zmolH2O(g)
甲容器15min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%,则0-15min内平均反应速率(H2)= ,此条件下该反应的平衡常数K= 。欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等,则w、x、y、z需满足的关系是 ,且 (用含y的等式表示)。
(2)研究表明,温度、压强对反应C6H5CH2CH3(g)+CO2(g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH中乙苯的平衡转化率影响如下图所示:则ΔH 0(填“>”“< ” 或“=”),压强p1、p2、p3从大到小的顺序是 。
(3)CO可被NO2氧化CO+NO2CO2+NO。当温度高于225℃时,反应速率正=k正·c(CO) ·c(NO2)、逆= k逆·c(CO2) ·c(NO),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在上述温度范围内,k正、k逆与该反应的平衡常数K之间的关系为 。
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.400℃时,从下到上,NO转化率增大,说明平衡正向移动即增大压强,因此压强大小关系:p2>p1,故A错误;
B.其他条件相同时,随温度升高,NO转化率降低,平衡逆向移动,因此该反应的平衡常数减小,故B错误;
C.根据加入的量之比等于计量系数之比,则转化率相等,因此在400℃、p1条件下,O2的平衡转化率为40%,故C正确;
D.该反应是体积减小的反应,500℃、p1条件下,由于缺少容器体积,因此无法计算该反应的化学平衡常数,故D错误;
答案为C。
2.D
【详解】A.图甲为吸热反应,镁条与盐酸的反应为放热反应,与图甲不相符,故A不符合题意;
B.向H2SO4溶液中滴入BaCl2溶液后,反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,导电性不为0,与图乙不相符,故B不符合题意;
C.氯水中存在平衡Cl2+H2O HCl+HClO,随着光照的进行,HClO分解生成HCl和O2,HClO的浓度减小,平衡向正反应方向移动,导致溶液中C12浓度减小,故C不符合题意;
D.根据图丁知,碱浓度越大,相同时间内消耗的双氧水越多,所以碱性越强双氧水分解速率越快,故D符合题意;
答案选D。
3.A
【详解】A.稀硫酸与溶液中的粒子均不反应,平衡不移动,A项错误;
B.温度升高,平衡逆移,根据勒夏特列原理可得出正反应为放热反应, H<0,B项正确;
C.正反应减少的速率等于逆反应减少的速率,正逆反应速率相等,反应达到平衡,C项正确。
D.水溶液中计算平衡常数,水的浓度以1计,该反应的平衡常数K=,D项正确;
故选A。
4.B
【详解】A.物质A为固体,不能用固体的浓度表示反应速率,A错误;
B.同一反应、同一时段内不同物质的反应速率之比等于计量数之比,所以分别用B、C、D表示反应的速率,其比是3:2:1,B正确;
C.反应速率表示的是一段时间内的平均速率,不是某一时刻的瞬时速率,C错误;
D.在同一反应中,选用不同的物质表示反应速率,反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比,数值可能相同,也可能不同,但意义相同,则用B和C表示的反应速率数值不同,但所表示的意义相同,故D错误;
综上所述答案为B。
5.A
【详解】A.图像中,I和III条件相同,起始浓度不同,但反应速率相同,说明反应速率与起始浓度无关,n=0,由此可计算k=v(N2O)=0. 075 mol·L-1·min-1,选项A错误;
B.2N2O =2N2+ O2II条件下O2反应速率等于N2O速率的一半,v(O2) =mol·L-1·min-1=0. 075 mol·L-1·min-1 ,选项B正确;
C.反应速率与N2O浓度无关,选项C正确;
D.在III和I条件下催化剂接触面相同,半衰期与起始N2O浓度成正比例,当起始浓度为1.5 mol/ L时,半衰期为10 min, 则起始浓度为3.0 mol/L时,半衰期为20 min,选项D正确;
答案选A。
6.C
【详解】A.该反应ΔH1>0,通过反应方程式可知ΔS>0,由此判断该反应可在高温下自发进行,A项错误;
B.CO2由气态变为固态,这一过程为放热过程,根据盖斯定律可知,反应CO2(s)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH2>+247kJ·mol-1,B项错误;
C.根据反应方程式CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)可知,CO2转化为CO,C元素化合价降低2价,CH4转化为CO,C元素化合价升高6价,CH4转化为H2,H元素化合价共降低4价,所以反应中每生成2molH2,转移6mol电子,则反应中每生成1molH2,转移电子的数目为3×6.02×1023,C项正确;
D.选择高效催化剂可以降低反应的活化能,提高化学反应速率,D项错误;
答案选C。
7.D
【详解】A.由图可知,增大压强,B的平衡体积分数减小,说明,故A正确;
B.平衡常数只与温度有关,所以,故B正确;
C.比较X和P点,P点处于平衡状态,从X到P,B的体积分数增大,所以反应正向进行,,故C正确;
D.X、Y对应压强下的平衡点应该是P、Q,故D错误;
故答案选D。
8.C
【分析】当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
【详解】在恒温恒压的密闭容器中发生反应2X(g)+Y(g)2Z(g)。
A.反应前后气体压强始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.n(X):n(Y):n(Z)=2:1:2,与起始量、变化量有关,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C.反应前后气体质量不变,恒温恒压的密闭容器中反应体积变化,当密度不变,反应达到平衡状态,故C正确;
D.单位时间内生成2nmolZ,同时消耗nmol Y,说明反应正向进行,不能说明正逆反应速率相同,故D错误;
故选C。
9.C
【详解】A.影响化学反应速率的因素除了浓度、压强、温度和催化剂外,还有其他因素,例如接触面积等,A错误;
B.在合成氨反应中使用催化剂能大大提高反应速率,但不能提高原料的平衡转化率,B错误;
C.任何化学反应在一定条件下都存在一定程度的可逆性,C正确;
D.凡是影响反应速率的因素,不一定都可以使化学平衡发生移动,例如对于反应前后体积不变的反应,压强的改变不能影响平衡,D错误;
答案选C。
10.A
【分析】压缩体积到原来的一半即增大压强,若体系中平衡不移动,则B的浓度为原来的2倍,即,而B的浓度为1.3,说明平衡移动向生成B的方向移动,即逆反应方向移动,加压平衡向着气体分子数减少的方向移动,即;
【详解】A.根据分析可知平衡移动向生成B的方向移动,即逆反应方向移动,A的转化率减小,故A正确;
B.根据分析可知,反应逆向移动,加压平衡向着气体分子数减少的方向移动,即故B错误;
C.根据分析可知,反应逆向移动,C的体积分数减小,故C错误;
D.根据分析可知加压平衡向着气体分子数减少的方向移动,即反应逆向移动,故D错误;
故答案为A
11.D
【详解】A.反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物Z含量减小,故,温度下Y的体积分数更大,A正确;
B.其他条件不变时,通入惰性气体,不改变反应物、生成物的浓度,、不变,B正确;
C.反应为气体分子数减小的反应,温度下,继续投入和,相当于增大压强,平衡正向移动,再次平衡后X的转化率增大,C正确;
D.加入合适的催化剂,改变反应速率,但不能提高Z的平衡产率,D错误;
故选D。
12.A
【详解】A. 反应开始到,用表示的反应速率为v(Z)==0.079moL/(L s),故A正确;
B. 反应开始到,的物质的量浓度减少了 =,故B错误;
C. 由图可知,反应过程中X、Y的量逐渐减小,Z的物质的量逐渐增大,因此X、Y为反应物,Z为生成物,反应物最终不能完全转化为生成物,因此反应为可逆反应,Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=(1.2-0.41)mol:(1-0.21)mol:(1.58-0)mol=1:1:2,因此该反应化学方程式为:,故C错误;
D. 反应开始到时,Y的转化率═ ×100%=79%,故D错误;
故选A。
13.A
【详解】化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当 G= H=T S<0时,反应能自发进行;已知3O2(g)=2O3(g)的△H<0、△S> 0,该反应在任何情况下ΔG均小于0,则该反应在任何情况下均能自发进行,答案选A。
14.C
【详解】A.反应开始时B容器中浓度更大,反应速率更快,故A正确;
B.若平衡时A的体积为0.5L,则与B达到等效平衡,转化率A和B相等,但实际上平衡时VA=1.2aL,则相当于在等效平衡的基础上减小压强,平衡正向移动,X的转化率增大,故B正确;
C.打开K则相当于恒压条件下起始时充入3molX和3molY达到平衡,则与容器A为等效平衡,所以总体积为3.6aL,A的体积为3.6aL-aL=2.6aL,故C错误;
D.打开K后即恒压条件下反应,该反应为吸热反应,升高B的温度,平衡正向移动,恒压条件下气体体积变大,A容器体积会增大,故D正确;
综上所述答案为C。
15.D
【详解】A.,测得,,后者反应速率较大,A错误;
B.碳为固体,加入碳对平衡移动无影响,B错误;
C.达到平衡后压缩容器体积,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,则平衡向正反应方向移动,逆反应速率增大,C错误;
D.平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变,D正确;
故选D。
16. C+2NON2+CO2 >
【详解】1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol固体活性炭,生成A、B两种气体,从不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强数据可以看出:n(C)∶n(NO)∶n(A)∶n(B)=0.005:0.01:0.005:0.005=1∶2∶1∶1,所以可以推断出生成的A、B两种气体为N2和CO2,反应的化学方程式为C+2NON2+CO2;该反应是气体体积增大的反应,且温度升高,压强增大,则p>3.93 MPa;由化学方程式可知,C为固体,该反应的平衡常数Kp=,容器的体积为1 L,平衡分压之比等于平衡浓度之比,代入表中数据计算得200 ℃时的平衡常数Kp=。
故答案为:C+2NON2+CO2;>;。
17. 3X+Y2Z 0.9 增大
【详解】(1)由图可知,Y、X的物质的量减少,为反应物,而Z的物质的量增加,则Z为生成物,结合△n之比等于化学反应速率之比可知,X、Y、Z的化学计量数比为(1﹣0.9):(1﹣0.7):(0.2﹣0)=1:3:2,且2 min反应达到平衡,则反应为X+3Y2Z;
(2)①开始的物质的量为1.0 mol+1.0 mol=2.0 mol,2 min后反应达到平衡,平衡时总物质的量为0.9 mol+0.7 mol+0.2 mol=1.8 mol,物质的量比等于压强比,则此时体系的压强是开始时的=0.9倍;
②由物质的量变化可知,该反应为气体总物质的量减小的反应,由M=可知,气体的总质量不变,n减小,则达平衡时,容器内混合气体的平均分子量比起始投料时增大。
【点睛】考查物质的量随时间变化的曲线,把握物质的量变化、压强比的计算、摩尔质量的计算等为解答的关键。
18.(1) 0.015 0.045 = ,则Q=K,因而v(正)=v(逆)
(2)加入合适的催化剂
(3)
(4)BD
【详解】(1)根据题中图的条件:a:初始时,反应容器中压强为160kPa,平衡时,反应容器中压强为120kPa,故初始时反应容器中的物质的物质的量是平衡时反应容器中的物质的物质的量的,设反应起始到反应平衡时M(g)转化的物质的量为x,故可列三段式:
所以可列方程:,解得x=0.15mol,故
①内,=;
②R的物质的量浓度为c(R)== 0.015;
③平衡时各物质的分压p为:
p(M)=,p(N)=,p(R)=,该反应的平衡常数=0.045;
④反应达到平衡后,M(g)、N(g)、R(g)的物质的量分别为0.05mol、0.25mol、0.15mol,由于都是在相同的恒容容器中反应,故考虑时可忽略反应时的体积,向该容器中再充入0.05molM和0.15molR,这时M(g)、N(g)、R(g)的物质的量又分别为0.10mol、0.25mol、0.3mol,由于,则此时反应仍然为平衡状态,故v(正)=v(逆);
(2)看图象,由于a组实验和b组实验反应起始总压强与反应平衡总压强都相等,而b组实验达到平衡时的时间比a组实验要少,所以可推知b组实验改变的条件可能是加入了催化剂。
(3)根据三段式简单计算得,c条件下R物质生成了0.12mol,所以,所以a、b、c三组实验从开始反应至达到平衡时的反应速率v(R)由大到小的顺序:。
(4)A.参与该反应的物质都是气体,反应过程中气体总质量和总体积都不变,气体密度一直不变,当混合气体的密度不随时间改变时,不能说明反应达到平衡,故A不选;
B.N的物质的量分数不随时间改变说明正反应速率等于逆反应速率,反应得到平衡,故B选;
C.单位时间内生成1molN的同时消耗1molR时不能说明正反应速率等于逆反应速率,不能证明反应达到平衡,故C不选;
D.该反应是气体体积减小的反应,反应过程中气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不随时间改变时,说明反应达到平衡,故D选;
答案是BD。
19. 1 c
【分析】属于共价化合物,分子中存在3对共用电子对,氮原子最外层为8个电子;
实验室制备氨气是利用氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热反应生成;
由侯氏制碱法获得分为两步,第一步是氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水;
尿素是重要的氮肥,原子守恒得到由生产尿素的反应是二氧化碳和氨气反应得到;
结合三行计算列式计算平衡浓度,平衡常数;
反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,可由此进行判断。
【详解】属于共价化合物,分子中存在3对共用电子对,氮原子最外层为8个电子,的电子式为;
实验室制取的化学方程式为:,
故答案为:;
由侯氏制碱法获得分为两步,第一步是氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体,化学方程式为:,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,化学方程式为:,
故答案为:;
尿素是重要的氮肥,由生产尿素的反应是二氧化碳和氨气反应得到,反应的化学方程式:,
故答案为: ;
图象可知二氧化碳物质的量变化:,氢气物质的量变化为,

反应为气体体积不变的吸热反应,
单位时间内,的减少量等于CO的生成量,反应正向进行,不能说明正逆反应速率相同,故a错误;
反应前后气体物质的量不变,反应容器内的压强始终不发生变化,不能说明反应达到平衡状态,故b错误;
混合气体中的浓度不再发生改变是平衡标志,故c正确;
故答案为:c。
20.(1)B
(2) 减小
(3) > =
【详解】(1)A.其他条件不变,升高温度,正逆反应速率均增大,因此k正、k逆均增大,A错误;
B.催化剂对正逆反应速率有相同影响,因此其他条件不变,使用催化剂,k正、k逆同倍数增大,B正确;
C.反应速率常数只与温度和活化能有关,其他条件不变时,增大反应物浓度,k正、k逆都不变,C错误;
D.反应速率常数只与温度和活化能有关,其他条件不变时,增大压强,k正、k逆都不变,D错误;
故选B。
(2),,当反应达到平衡时则有v正=v逆,=可得=,由反应可知平衡常数K= =;由反应C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g),反应放热,升温向逆向进行,升温平衡常数K减小,所以升温减小;
(3)上述反应是放热反应,升温,平衡向左移动,C3H6的量减小,故T1大于T2;该反应正向是气体分子数不变的反应,加压平衡不移动,Ⅲ中的量是Ⅰ量的2倍,所以a=0.5×2=1.0;
21.(1) < 0.8
(2)
【解析】(1)
由反应历程图可知,反应物的总能量比生成物的总能量高,可知该历程的△H<0。
②对于多步反应,其决速步骤为活化能最大的一步,从反应历程图可以看出,最大的活化能应为-0.9 eV到-0.1 eV,则决速步骤的能垒为-0.1 eV-(-0.9 eV)=0.8eV。
③从反应历程图可以看出,物质的转化过程为,故虚线框内最有可能发生的反应的化学方程式为H3CO+H2→CH3OH。
(2)
已知(g)、CO(g)的摩尔燃烧焓分别是a 和b ,可得①;②,③;依据盖斯定律2①+②-③可知表示甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式为。
22. (2/3a+2/3b-c) < 9.1% 不移动 正向 不变
【分析】(1)根据盖斯定律计算可得;
(2)①由表格数据可知,升高温度,lgK减小,说明平衡向逆反应方向移动;
②由化学平衡常数K=10计算可得;
(3)若 T、V 不变条件下向容器中充入一定量的N2,CO和CO2的浓度均不变;若向容器中充入一定量的CO,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,向容器中充入一定量的CO相当于增大压强。
【详解】(1)根据盖斯定律①×+②×-③得到PbS(s)+2O2(g)=PbSO4(s),则△H=△H1+△H2-△H3=(a+b-c)kJ mol-1,故答案为(a+b-c);
(2)①由表格数据可知,升高温度,lgK减小,说明平衡向逆反应方向移动,该反应是放热反应,ΔH<0,故答案为<;
②由题意可知lgK=1,则K=10,设起始通入CO的amol/l,达平衡时转化的量为xmol/l,平衡时CO浓度为(a-x)mol/l,CO2的浓度为xmol/l,则K==10,解得×100%=9.1%,故答案为9.1%;
(3)若 T、V 不变条件下向容器中充入一定量的N2,CO和CO2的浓度均不变,反应速率不变,平衡不移动;若向容器中充入一定量的CO,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,向容器中充入一定量的CO相当于增大压强,再次达到平衡时,因为该反应是气体体积不变的反应,平衡不移动,CO 的转化率不变,故答案为不移动;正向;不变。
【点睛】本题考查了化学反应原理的综合应用,涉及了盖斯定律计算、化学平衡常数计算、化学平衡等等,注意题干信息的理解、数据处理的分析判断是解题关键。
23. 0.2mol/(L·min) 1.8或 y=z y=x-2w > p1>p2>p3 =K
【分析】(1)甲容器15 min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%,则转化CO2为8mol×75%=6mol,列三段式:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始c: 4 8 0 0
转化c: 3 3 3 3
平衡c: 1 5 3 3
据此计算可得;
欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等,则将乙中CO和H2O转化为与甲初始物质一样使满足与甲中投入量等比例;
(2)温度和压强对化学平衡的影响;
(3)已知:v 正=k正·c(CO)·c(NO2)、v逆=k逆·c(CO2)·c(NO),平衡时:v 正=v逆,代入可得。
【详解】(1)甲容器15 min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%,则转化CO2为8mol×75%=6mol,列三段式:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始c: 4 8 0 0
转化c: 3 3 3 3
平衡c: 1 5 3 3
则0~15 min内平均反应速率v(H2)=3mol·L-1÷15min=0.2mol/(L·min);此条件下该反应的平衡常数K=3×3÷(1×5)=1.8(或);
欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等,则将乙中CO和H2O转化为与甲初始物质一样使满足与甲中投入量等比例,甲的初始投入量为8 mol CO2(g)、16 mol H2(g),故乙转化后应只有CO2(g)和 H2(g),故y=z;同时转化为满足n(CO2):n(H2)=8:16=1:2,则有(w+y):(x+y)=1:2,解得y=x-2w;
(2)温度升高,有利于吸热方向,根据图,一定压强下,温度升高,乙苯的平衡转化率增大,即正方向为吸热方向,故反应的△H>0;又 反应C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5CH=H2(g)+CO(g)+H2O(g)为气体体积增大的反应,压强增大,平衡向着逆方向,乙苯的平衡转化率减小,故p1>p2>p3;
(3)CO可被NO2氧化:CO+NO2CO2+NO.已知:v 正=k正·c(CO)·c(NO2)、v逆=k逆·c(CO2)·c(NO),平衡时:v 正=v逆,故k正·c(CO)·c(NO2)=k逆·c(CO2)··c(NO),==K。
【点睛】本题考查了化学原理,化学平衡、速率的计算、化学平衡常数的计算、等效平衡、影响化学平衡的因素等知识点,综合性强,对化学平衡的相关知识理解透彻是解题关键,难点(3)平衡时:v 正=v逆,列等式求解。
答案第1页,共2页
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