专题2《化学反应速率与化学平衡》(含解析)单元检测题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)单元检测题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 2024-01-23 15:13:51

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专题2《化学反应速率与化学平衡》
一、单选题
1.5mL0.1mol·L-1KI溶液与1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液发生反应:2Fe3+(aq)+2I (aq) 2Fe2+(aq)+I2(aq),达到平衡。下列说法错误的是
A.加入苯,振荡,平衡正向移动
B.经苯2次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈红色,表明该化学反应存在限度
C.加入FeSO4固体,平衡逆向移动
D.经测定9min时c(Fe3+)=0.01mol·L-1,则该时间段内υ(Fe3+)=0.01mol·L-1·min-1
2.四氯化钛是乙烯聚合催化剂的重要成分。已知有如下反应:
①TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) ΔH1>0
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2<0

下列说法中正确的是
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.反应①中的能量变化如图所示
C.反应①若使用催化剂,不会改变反应的活化能
D.反应②中,增加碳的用量,则反应速率加快
3.下列说法错误的是
①碰撞理论认为,反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应
②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能
④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率
⑤对于基元反应而言,温度升高,反应速率一定增加
A.①④ B.②④ C.③⑤ D.②⑤
4.碳酸二甲酯(DMC)是一种低毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。采用合适的催化剂,以甲醇为原料可制备DMC,催化机理如图所示:
下列说法正确的是
A.反应i中断裂的化学键一定是CH3OH中的O-H键
B.反应ii和反应iii均为取代反应
C.该反应机理中,Ce的成键数目发生改变
D.该制备反应可缓解地球温室效应
5.反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在起始温度(T1℃)、体积相同(2L)的两个密闭容器中,改变条件,其对应反应过程中的部分数据见表:
反应时间 CO2/mol H2/mol CH3OH/mol H2O/mol
反应Ⅰ:恒温恒容 0min 2 6 0 0
10min 4.5
20min 1
30min 1
反应Ⅱ:绝热恒容 0min 0 0 2 2
下列说法正确的是
A.若该反应能自发进行,则该反应的△H>0
B.反应Ⅰ,在0~20min时的平均反应速率v(H2)=0.15mol L-1 min-1
C.反应Ⅰ达到平衡时,加入1molCO2和1molCH3OH,此时平衡不移动
D.起始温度相同的反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时平衡常数K也相同
6.一定温度下,在甲、乙、丙三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生甲醇合成二甲醚的反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),起始时各物质的量及平衡时各物质的物质的量如表所示。下列说法正确的是
容器 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g)
甲 387 0.20 0.080 0.080
乙 387 0.40
丙 207 0.20 0.090 0.090
A.该反应的正反应为吸热反应
B.甲容器中反应比丙容器中反应达到平衡状态所需时间短
C.平衡时,乙容器中CH3OH的转化率比甲容器中大
D.若起始时向甲容器中充入0.10molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3和0.10H2O(g),则反应向逆向反应方向进行
7.现有两个热化学反应方程式:
(l)+H2(g)(l) ΔH>0 ①
(l)+2H2(g)(l) ΔH<0 ②
下列说法正确的是
A.反应①②中都存在:ΔS>0
B.反应①一定不能自发进行
C.在通常情况下,①②都能自发进行
D.反应②高温时,可自发进行
8.下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。
下列说法正确的是
A.①表示CO和从催化剂表面脱离的过程
B.②和④中化学键变化相同,因此吸收的能量相同
C.由图可知为吸热反应
D.相同条件下,反应速率④>②
9.某小组用如下装置测定100 mL、4.5 mol·L-1的H2SO4与稍过量的锌粒反应的速率,当针筒活塞到达刻度10.0 mL时,用时为20 s。下列说法正确的是
A.固定针筒活塞,用分液漏斗向锥形瓶中注入50.0 mL水,可检验装置的气密性
B.可将图中“分液漏斗”换为“长颈漏斗”,也不影响实验测定
C.用气体体积表示产生H2速率,v(H2)=0.5mL/s
D.若改用25 mL、18 mol·L-1的H2SO4,则产生H2速率更快,且不影响最终得到H2总量
10.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽 略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。能判断该 反应已经达到化学平衡的是
①v(NH3)=2v(CO2)
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥密闭容器中 CO2 的体积分数不变
⑦单位时间内形成 6molN-H 键的同时断裂 2molC=O 键
A.①②⑤⑥ B.②④⑤⑥ C.②③⑤⑦ D.全部
11.丁烯裂化发生以下两个反应:主反应:3C4H8→4C3H6 ΔH1>0 副反应:C4H8→2C2H4 ΔH2>0
在0.1 MPa条件下,密闭容器中充入一定量C4H8,各气体平衡物质的量分数与温度的变化关系如图,下列说法不正确的是
A.结合图像,升温时两个反应均正向进行
B.为提高产率,可适当通入不参加反应的气体
C.500℃~600℃,温度对主反应影响弱于对副反应的影响
D.T0℃时副反应的Kp=0.016MPa
12.某温度下,反应X(g)+3Y(g) 2Z(g) H=-92.4kJ/mol,X的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.上述反应在达到平衡后,增大压强,Y的转化率提高
B.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) < K(B)
C.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小
D.将1.0molX、3.0molY,置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJ
13.臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)。若此反应在恒容密闭容器中进行,相关图像如下,其中对应分析结论正确的是
A.恒温,t1时再充入O3
B.0~2 s内,υ(O3)=0.2 mol·L-1·s-1
C.υ正:b点D.平衡后降温,NO2含量降低
14.相同温度下,体积相等的两个恒容密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ/mol,实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示:
容器编号 起始时各物质物质的量/mol 到达平衡时能量的变化
N2 H2 NH3
① 1 3 0 放出热量:27.78 kJ
② 0 0 2 吸收热量:Q kJ
下列叙述错误的是
A.平衡时,容器①中N2的转化率为30%
B.平衡后,向容器②再充入N2,氨气的体积分数一定增大
C.容器①达到平衡时,混合气体的密度是同温同压下H2密度的5倍
D.Q = 64.82
二、填空题
15.回答下列问题:
(1)某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为 。
反应开始至2min,Z的平均反应速率为 。
(2)甲烷作为能源燃烧放出大量的热,已知:
①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l) △H1=-1214kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式 。
16.反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,回答下列问题:
(1)增加Fe的量,其反应速率 (填“增大”、“不变”或“减小”,下同);
(2)将容器的体积缩小一半,其反应速率 ;
(3)保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其反应速率 ;
(4)保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其反应速率 ;
(5)在一定温度下,将一定量反应物充入该密闭容器中,一段时间后,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是 (填序号)。
a.容器中Fe、H2O、Fe3O4、H2共存
b.H2O、H2的物质的量之比为1:1
c.容器中的压强不随时间变化
d.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
e.断裂4molH-O键的同时断裂4molH-H键
17.近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图:
(1)反应Ⅰ由两步反应组成,写出②的化学方程式:
①;
② 。
(2)反应Ⅱ: H
①不同条件下,达到相同的平衡转化率,温度越高,所需的压强越大,说明 H 0。
②一定压强下,与的投料比[]对平衡体系中转化率影响如图:
时,解释平衡转化率随投料比增大而降低的原因: 。
(3)可以作为水溶液中歧化反应(歧化反应生成硫酸与硫沉淀)的催化剂,可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整
ⅰ.
ⅱ. _____________________
(4)探究ⅰ、ⅱ反应速率与歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mL饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:易溶解在KI溶液中)
序号 A B C D
试剂组成 0.4 KI a KI,0.2 0.2 0.2 KI,0.0002mol
实验现象 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 溶液变黄,出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则a= 。
②比较A、B、C,可得出的结论是 。
③实验表明,的歧化反应速率D>A,结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因: 。
18.Ⅰ. 已知,CO 的毒性表现在 CO 与血红蛋白(Hb)结合成Hb·CO,使血红蛋白失去输送 O2功能。CO进入血液后有如下平衡:CO+Hb·O2O2+Hb·CO,已知在人体体温 37℃下,该平衡常数为 220。试回答:
(1)煤气中毒病人,可以通过进入高压氧舱的方法来救治,请用化学平衡的原理加以说明: 。
(2)抽烟时,进入肺部的空气中c(CO)=10-6mol·L-1,c(O2)=10-2mol·L-1,则c(Hb·CO)为c(Hb·O2)的 倍。
(3)已知当血液中c(Hb·CO)/c(Hb·O2)的比值大于 0.02时,人的智力会很快受到损伤,为避免人的智力受到损伤,c(O2)与c(CO)的比值应大于 。
Ⅱ.在某一温度条件下, Bodensteins 研究了反应:2HI(g)H2(g) +I2(g),气体混合物中 HI 的物质的量浓度x(HI)(mol·L-1)与反应时间t的关系如下表:
t/min 0 20 40 60 80 120
第一次试验 x(HI) 1 0.90 0.85 0.815 0.795 0.784
第二次试验 x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
(4)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为 。
(5)上述反应,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)×x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为 (以K和k正表示)。若k正=0.002·min-1,第一次实验时,当t=20 min,v正= 。
19.在一体积为1L的容器中,通入一定量的N2O4,在100℃时发生如下反应,N2O42NO2–Q(Q>0),其N2O4和NO2浓度变化如图如示。

(1)上述反应的平衡常数表达式为 ,升高温度K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)在0-60s这段时间内,四氧化二氮的平均反应速率为 mol/(L s)
(3)120℃时,在相同的容器中发生上述反应,容器内各物质的物质的量变化如图:
时间(s)N2O4(mol)NO2(mol)00.1000.000200.0600.08040c1c260c1c2800.0700.160
①该温度时,反应处于平衡状态的时间是 ,c1的数值 0.04(填“大于”、“小于”或“等于”。
②反应在60-80s间平衡向逆反应方向移动,可能的原因是
A.使用催化剂 B.减少N2O4的浓度
C.减小体系压强 D.增加NO2的浓度
20.自氢气生物学效应发现以来,氢气对以脑血管疾病为代表和以老年性痴呆为代表的中枢神经系统功能紊乱都具有明显的保护作用。工业上一般利用天然气、水煤气、甲醇等制取H2,已知用甲醇获得氢气的一种工艺流程如图所示:
已知:PSA装置是利用变压吸附技术分离提取纯氢。
回答下列问题:
若最终分解率与CO最终转化率均为99%,试计算当氢气产量为时,甲醇的投料量= (列出计算式即可,不考虑副反应)。
21.温度时,在容积为1L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的浓度随时间变化如图Ⅰ。其它条件不变,当温度分别为和时,Y的体积分数与时间关系如图Ⅱ。
(1)写出容器中发生反应的方程式 ;正反应为 反应填“放热”或“吸热”。
(2)当时,该反应 达到平衡状态填“已”或“未”;由图Ⅰ,若为10min,则时间内, ;
(3)其它条件不变,再充入一定量X,平衡 移动填“正向”、“逆向”、或“不”,X的转化率 填“增大”、“减小”、或“不变”。
22.在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应: CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ;其平衡常数K和温度t的关系如下:
t℃ 700 800 850 1000 1200
K 2.6 1.7 1.0 0.9 0.6
(1) K的表达式为: ;
(2) 该反应的正反应为 反应(“吸热”或“放热”);
(3) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:
A.容器中压强不变   B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正 = v(H2O)逆   D.c(CO2) = c(CO)
(4) 在850℃时,可逆反应:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:
时间/min CO2(mol/L) H2(mol/L) CO (mol/L) H2O (mol/L)
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
计算:3min—4min达到平衡时CO的平衡浓度c3和CO2(g)的转化率,要求写出简单的计算过程(c3精确到小数点后面三位数)。 、 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.单质碘易溶于有机溶剂苯中,向平衡体系中加入苯之后萃取单质碘,使平衡正向移动,A正确;
B.经苯2次萃取分离后,促进平衡正向移动,在水溶液中加入KSCN,溶液仍呈红色,证明溶液中含有Fe3+,进而证明该化学反应存在限度,故B正确;
C.加入FeSO4固体,溶液中c(Fe2+)增大,平衡逆向移动,C正确;
D.5mL0.1mol·L-1KI溶液与1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液发生反应时,c(Fe3+)的初始浓度为,所以则该时间段内υ(Fe3+)不等于0.01mol·L-1·min-1,D错误;
答案为:D。
2.A
【详解】A.根据盖斯定律,反应①+2×反应②得到反应③,所以ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故A正确;
B.反应①是吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,故B错误;
C.催化剂能降低反应的活化能,故C错误;
D.碳是固体,其浓度不能改变,所以增加碳的量,不会加快反应速率,故D错误;
故选A。
3.B
【详解】①1918年,Lewis提出反应速率的碰撞理论:反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件,①正确;
②活化分子间只有少数碰撞才能发生化学反应,②错误;
③催化剂通过改变反应途径,降低反应活化能,提高活化分子百分数,加快反应速率,③正确;
④对于有气体参与的反应,增大浓度,提高单位体积内的活化分子数,也可以加快反应速率,④错误;
⑤对于基元反应而言,温度升高,活化分子百分数增大,反应速率加快,⑤正确;
综上所述答案为B。
4.D
【详解】A.反应i中CH3OH转化为CH3O-,其中的O-H键断裂,还有可能是催化剂中断裂-O键,A错误;
B.二氧化碳的结构式为:O=C=O,根据-OCOOCH3的结构特点可知,反应ii可以看作是加成反应,B错误;
C.CeO2是催化剂,反应过程中一直是单键相连,成键数目不变,C错误;
D.该反应的总反应是2CH3OH+CO2 +H2O,消耗了CO2,可缓解温室效应,D正确;
故选:D。
5.C
【详解】A.当ΔG=ΔH-TΔS<0时反应可以自发,该反应为气体系数之和减小的反应,所以ΔS<0,则只有ΔH<0时,高温条件下可满足ΔG<0,反应自发,A错误;
B.反应Ⅰ,在0~20min内Δn(CO2)=2mol-1mol=1mol,根据反应方程式可知Δn(H2)=3mol,容器体积为2L,所以v(H2)==0.075mol L-1 min-1,B错误;
C.平衡时Qc=K,反应Ⅰ平衡时n(CH3OH)=1mol,结合反应方程式可知此时n(CO2)=1mol,再加入加入1molCO2和1molCH3OH,即二者的浓度均变为原来的2倍,而CH3OH和CO2的系数相等,所以同等倍数增大二者浓度,Qc仍等于K,平衡不移动,C正确;
D.反应Ⅰ恒温,而反应Ⅱ绝热,所以平衡时二者温度不相同,则平衡常数不同,D错误;
综上所述答案为C。
6.B
【详解】A.对比甲丙可知,升高温度CH3OCH3(g)的物质的量减小,说明升高温度,平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应移动,则正反应为放热反应,故A错误;
B.甲容器和丙容器中起始时甲醇的量相等,但甲的温度高,反应速率快,达到平衡状态所需时间短,故B正确;
C.起始时,甲容器中甲醇的量比乙容器少,甲容器中气体的压强小,乙容器中压强大,增大压强,平衡不移动,因此平衡时,乙容器中CH3OH的转化率与甲容器中相等,故C错误;
D.甲容器中平衡时c(CH3OCH3)=c(H2O)==0.080mol/L,c(CH3OH)==0.04mol/L,容器甲中化学平衡常数K==4,此时浓度商Qc==0.67<K=4,反应向正反应方向进行,故D错误;
故选B。
7.B
【详解】A.由题中热化学反应方程式可知,反应①②均为熵减反应,即ΔS<0,A项错误;
B.由题可知,反应①ΔH>0,ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,所有温度下反应都不能自发进行,B项正确;
C.由B项可知,反应①在所有温度下都不能自发进行;反应②的ΔH<0,ΔS<0,则在低温条件下,ΔH-TΔS<0,即反应②低温时,可自发进行,C项错误;
D.由题可知,反应②ΔH<0,ΔS<0,则在低温条件下,ΔH-TΔS<0,即反应②低温时,可自发进行,D项错误;
答案选B。
【点睛】正确判断一个化学反应能否自发进行,必须综合考虑反应的焓变和熵变。判断依据:
(1)ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;
(2)ΔH-TΔS=0,反应达到平衡状态;
(3) ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
8.B
【详解】A.由题干反应历程图信息可知,①表示CO和在催化剂表面吸附的过程,A错误;
B.由题干反应历程图信息可知,②和④中化学键变化相同均为H2O中的H-O键,因此吸收的能量相同,B正确;
C.由题干反应历程图信息可知,反应中反应物CO和H2O的总能量高于生成物CO2和H2的总能量,故为放热反应,C错误;
D.由题干反应历程图信息可知,过程②需要的活化能(1.59-(-0.32))=1.91eV低于反应④的活化能(1.86-(0.16))=2.02eV,相同条件下,活化能越大,反应速率越慢,故反应速率④<②,D错误;
故答案为:B。
9.A
【详解】A. 根据检查装置气密性的方法可知,检查该装置气密性的正确方法是将注射器活塞固定,向分液漏斗中注入适量蒸馏水,打开分液漏斗活塞,如果分液漏斗颈部能形成稳定的水柱,则气密性良好,反之气密性差,A正确;
B. 将图中“分液漏斗”换为“长颈漏斗”,容易造成气体损失,且不易控制液体流量,会影响实验测定,B错误;
C. 反应前针筒活塞的刻度未知,因此无法计算反应速率,C错误;
D. 浓硫酸和锌反应生成的是二氧化硫,得不到氢气,D错误;答案选A。
10.C
【详解】根据定义,反应达到平衡的标志可根据和体系中各组分的浓度保持不变、当一个变量不变时反应达平衡进行判断。①根据化学反应速率之比等于计量数之比,始终有v(NH3)=2v(CO2),并未标明正逆反应,故①错误;②该反应未恒温恒容体系,且为分子数变大的反应,即体系内压强为变量,当压强不变时,反应达平衡,故②正确;③根据质量守恒定律,该反应反应物为固体,生成物气体,所以气体质量为变量,再根据,其中m在变,V不变,则密度为变量,当密度不变时反应达平衡,故③正确;④该反应只有生成物两种气体且物质的量之比始终为2:1,所以平均相对分子质量始终不变,故④错误;⑤根据质量守恒定律,该反应反应物为固体,生成物气体,所以气体质量为变量,根据,n为变量,当n不变时反应达平衡,故⑤正确;⑥由④可知,二氧化碳的体积分数始终为三分之一,故⑥错误;⑦氨气和二氧化碳同为生成物,形成N-H键即正向进行,断裂C=O键为逆向进行,描述的是正逆两个方向,故⑦正确,综上②③⑤⑦能说明反应达平衡,故选C。
11.A
【详解】A.结合图像可知,C2H4平衡物质的量分数随着温度的升高而增大,说明副反应正向进行,而C3H6的含量随温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,说明主反应在温度较高时平衡在逆向移动,A错误;
B.据题意为恒压0.1Mpa条件,若充入不参加反应的气体,会使容器体积增大,各气体分压减小,平衡向着气体分子数增大的方向移动,即正向移动,可提高产率,B正确;
C.由于主副反应均为吸热反应,理论上升温会使两个反应均正向移动,结合A判断,主反应在500℃以上时平衡逆向移动,副反应使C4H8的浓度降低对主反应的影响程度超过了温度对主反应的影响程度,故温度对主反应影响弱于副反应的影响,C正确;
D.据图可知,T0℃时,C4H8和C2H4的物质的量分数相等,且均为16%,故此时两种气体的分压均为0.016Mpa,=0.016Mpa,D正确;
答案选A。
12.A
【详解】A.该反应正向进行气体物质系数减小,达到平衡后,增大压强,平衡正向移动,Y的转化率提高,A正确;
B.该温度下,平衡常数不变,B错误;
C.升高温度,正、逆反应速率增大,C错误;
D.该反应为可逆反应,放出的热量小于92.4kJ,D错误;
故选A。
13.D
【详解】A.在反应达到平衡后,充入反应物,会使正反应速率增大,因此应该,A错误;
B.由图可知,0~2 s内,υ(NO2)=0.2 mol·L-1·s-1,因此υ(O3)=0.1 mol·L-1·s-1,B错误;
C.a、b点的NO2体积分数相同,但是b点温度高,因此υ正:b点>a点;因为b点还未达到平衡,根据图像,平衡会向NO2体积分数增大的方向移动,因此b点:υ逆>υ正,C错误;
D.由C选项的图像可知,升高温度,平衡逆向移动,即该反应为放热反应,;平衡后降温,反应会正向移动,NO2含量降低,D正确。
故本题选D。
14.B
【详解】A.平衡时,容器①中N2的转化率为,A正确;
B.恒容密闭容器中,反应为气体分子数减小的反应,平衡后,向容器②再充入N2,相当于在原理平衡基础上正向移动,但是氮气的增加量过多时,物质的总量变大,也会导致氨气的体积分数减小,B错误;
C.由A分析可知,容器①达到平衡时,氮气、氢气、氨气分别为0.7mol、2.1mol、0.6mol,则平均摩尔质量为10g/mol,故根据阿伏伽德罗定律可知,混合气体的密度是同温同压下H2密度的10÷2=5倍,C正确;
D.相同温度下,体积相等的两个恒容密闭容器,比较①②投料可知,两者为等效平衡,则②达到平衡时吸热92.6kJ-27.78kJ=64.82kJ,D正确;
故选B。
15.(1) 3X+Y2Z 0.05mol L-1 min-1
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890kJ mol-1
【分析】根据图象中曲线的变化判断反应物和生成物,利用各物质的量的变化判断反应的系数比;根据盖斯定律计算总反应的焓变;
【详解】(1)根据图象中减小的是反应物,增大的是生成物,故反应物是X和Y ,生成物是Z,根据变化量之比等于系数比,且在2min中各物质的量都保持不变,且不为零,故反应为可逆反应,反应方程为:3X+Y2Z;故答案为:3X+Y2Z;根据图象及速率公式 ,故答案为:0.05mol L-1 min-1;
(2)根据盖斯定律,①×+②×得甲烷燃烧热的焓变为-890kJ mol-1,故甲烷燃烧热的化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890kJ mol-1;
【点睛】此题考查焓变的计算及速率计算;根据图象信息进行判断,注意可逆反应的判断。
16.(1)不变
(2)增大
(3)不变
(4)减小
(5)d
【分析】(1)
因铁是固体,增加铁的量,没有增加铁的浓度,所以不能改变反应速率;
(2)
容器的体积缩小,容器内各物质的浓度都增大,浓度越大,化学反应速率越快;
(3)
体积不变,充入N2使体系压强增大,但各物质的浓度不变,所以反应速率不变;
(4)
压强不变,充入N2使容器的体积增大,但各物质的浓度都减小,浓度越小,反应速率越小;
(5)
在一定温度下,将一定量反应物充入该密闭容器中,一段时间后,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是:
a.可逆反应不能进行到底,无论反应进行到何种程度,容器中Fe、H2O、Fe3O4、H2四种物质都会共存,因此不能说明该反应达到平衡状态,a错误;
b.H2O、H2的物质的量之比与投料有关,不能说明该反应达到平衡状态,b错误;
c.由于左右化学计量数之和相等,故容器中的压强不随时间变化,不能说明该反应达到平衡状态,c错误;
d.气体质量为变量,物质的量不变,容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变,说明该反应达到平衡状态,d正确;
e.断裂4molH-O键的同时生成4molH-H键,说明该反应达到平衡状态,e错误;
故选d。
17.(1)
(2) < 在一定压强下,相比的浓度的增加,浓度的减小对平衡影响更大,不利于的转化
(3)
(4) 0.4 是歧化反应的催化剂,单独存在时不具有催化作用,但可以加快歧化反应速率 反应ⅱ比ⅰ快;D中由反应ⅱ产生的使反应ⅰ加快
【详解】(1)反应I的总反应为,分两步进行,其中反应①为,所以反应②可由总反应-反应①,即反应②为,故填;
(2)①不同条件下,达到相同的平衡转化率,温度越高,所需的压强越大,说明升高温度平衡逆向移动,因为反应Ⅱ为分子数减少的反应,增大压强平衡正向移动,通过增大压强增大的转化率以此抵消因升温带来的相反的结果,该反应正反应为放热反应,即,故填<;
②如图,在时, 平衡转化率随投料比增大而增大,此时比值增大,利于转化,随着比值增大,的浓度的增加,浓度的减小,同时压强增大,平衡转化率随投料比增大反而减小,说明,在一定压强下,相比的浓度的增加,浓度的减小对平衡影响更大,不利于的转化,故填在一定压强下,相比的浓度的增加,浓度的减小对平衡影响更大,不利于的转化;
(3)歧化反应生成硫酸与硫沉淀的反应为,催化过程分两步进行,反应i为,所以反应ii为,故填;
(4)①实验B是A的对比实验,根据B和A中所用试剂组成,只有a=0.4时形成对比,故填0.4;
②通过实验A和C,根据现象可知是歧化反应的催化剂,单独存在时不具有催化作用,对比实验A和B发现可以加快歧化反应速率,故填是歧化反应的催化剂,单独存在时不具有催化作用,但可以加快歧化反应速率;
③D中加入了少量碘单质,A中没有,说明在碘单质存在下反应速率加快,根据歧化反应分两步进行,可知原因①反应ⅱ比ⅰ快;且②反应ii中产生了氢离子,反过来使反应ⅰ加快,故填反应ⅱ比ⅰ快;D中由反应ⅱ产生的使反应ⅰ加快;
18. 在高压氧舱中,煤气中毒患者吸入氧气浓度较高的空气后,CO+Hb·O2O2+Hb·CO,平衡向左移,使Hb·CO转化成Hb·O2,恢复血红蛋白的输氧功能 0.022 11000 K=0.1082/0.7842 1.62×10-3
【分析】根据平衡移动原理及平衡常数表达式分析解答。
【详解】(1)在高压氧舱中,煤气中毒患者吸入氧气浓度较高的空气后,CO+Hb·O2O2+Hb·CO,平衡向左移,使Hb·CO转化成Hb·O2,恢复血红蛋白的输氧功能,故答案为:在高压氧舱中,煤气中毒患者吸入氧气浓度较高的空气后,CO+Hb·O2O2+Hb·CO,平衡向左移,使Hb·CO转化成Hb·O2,恢复血红蛋白的输氧功能;
(2)将c(CO)、c(CO2)代入平衡常数表达式,K= ,解得=0.022,故答案为:0.022;
(3)根据化学平衡常数表达式:K=,, ,即大于11000时,人的智力受损失,故答案为:11000;
(4)120 min时达到平衡,根据第一次实验,c(HI)=0.784 mol·L-1,c(H2)=c(I2)= =0.108 mol·L-1,K= ,故答案为:;
(5) 达到平衡,v正=v逆,k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2),k逆=;将x(HI)=0.9,k正=0.002,代入公式,v正=1.62×10-3,故答案为:;1.62×10-3。
19. K=c2(NO2)/c(N2O4) 增大 0.001 40s~60s 小于 D
【分析】(1)化学平衡常数指生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值;该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向吸热方向移动,即向正反应移动;
(2)由图可以知道,在0s~60s 这段时间内,四氧化二氮的浓度变化量为0.06mol/L,根据v= c/ t计算v(N2O4);
(3)①由表知, 40s、60s时N2O4的浓度不变、NO2的浓度不变,说明从40s~60s处于平衡状态;开始四氧化二氮的浓度为0.1mol/L,由(1)中图可以知道,100℃时反应到达平衡,四氧化二氮的浓度为0.04mol/L,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即向正反应移动,四氧化二氮的浓度减小;
②结合NO2的浓度,根据外界条件对平衡的影响具体分析。
【详解】(1)化学平衡常数指生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,所以,该反应平衡常数K=c2(NO2)/c(N2O4);该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向吸热方向移动,即向正反应移动,所以平衡常数k值增大;
答案是: K=c2(NO2)/c(N2O4);增大;
(2)由图可以知道,在0-60s 这段时间内,四氧化二氮的浓度变化量为(0.1-0.04)=0.06mol/L,60s 内,四氧化二氮的平均反应速率v(N2O4)==0.001 mol/(L s);
答案是: 0.001;
(3) ①由表知, 40s、60s 时N2O4的浓度不变、NO2的浓度不变,说明从40s~60s 处于平衡状态;两个温度下,开始四氧化二氮的浓度都为0.1 mol/L,由(1)中图可以知道,100℃时反应到达平衡,四氧化二氮的浓度为0.04mol/L,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即向正反应移动,四氧化二氮的浓度减小,即c1小于0.04mol/L;
答案是: 40s~60s ,小于;
②反应在60s~80s 间平衡向逆反应方向移动;
A.使用催化剂,不影响平衡移动,选项A错误;
B.减少N2O4的浓度,平衡向逆反应移动,结合由(1)中图可以知道,平衡时四氧化二氮的浓度应小于0.04mol/L,比c1还要小,选项B错误;
C.减小体系压强 平衡向体积增大方向移动,即向正反应移动,选项C错误;
D.增加NO2的浓度,平衡向逆反应进行,四氧化二氮的浓度增大,选项D正确;
答案选D。
20.
【详解】设甲醇投料为x,若CH3OH最终分解率为99% , 则有 ,CO最终转化率为99%,则得到氢气总量为1.98x+0.992x=a,甲醇的投料量x=a/(2+0.99)×0.99,即。
21. 放热 未 正向 减小
【详解】(1)根据图象Ⅰ知,平衡时X减少,Y减少,Z增加,故发生反应的方程式为;由图Ⅱ知温度时先达到平衡且Y的体积分数更大,而升温向吸热方向移动,故正反应放热,故答案为:;放热;
(2)由图可知,当时,该反应未达到平衡状态;若为10min,时间内,X减少,则;故答案为:未;;
(3)其它条件不变,再充入一定量X时,平衡正向移动;由于充入了X,X的转化率减小,故答案为:正向;减小。
22. 放热 B、C CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
起始浓度/mol·L-1 0.2 0.3 0 0
变化浓度/mol·L-1: c3 c3 c3 c3
平衡浓度/mol·L-1:0.2-c3 0.3-c3 c3 c3
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K=c(CO).c(H2O)/c(CO2).c(H2)=C3.C3/(0.2-C2).(0.3-C3)=1.0
解得 c3=0.12mol·L-1, 二氧化碳的转化率=0.12mol·L-1/0.2mol·L-1×100%=60%。
【分析】(1)根据平衡常数的定义写出表达式;
(2)结合平衡常数与温度的关系判断平衡移动方向进行分析判断吸热放热;
(3)化学平衡的标志是正逆反应速率相同,平衡混合物中各物质的含量不变;
(4)依据容器中浓度变化结合化学平衡的三段式列式计算,结合平衡常数不随温度变化,根据转化率公式进行计算.
【详解】(1) CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g),根据平衡常数的定义写出表达式K=;
(2)化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度,平衡向吸热的方向移动,由表可知:升高温度,化学平衡常数减小,说明化学平衡逆向移动,因此正反应方向放热反应;
(3)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),反应是前后气体体积不变的反应,正向是放热反应,则
A、反应是前后气体体积不变的反应,反应过程中压强不变,不能判断是否平衡,故A不符合;
B、混合气体中CO浓度不变,说明反应达到平衡,故B符合;
C、v(H2)正=v(H2O)逆,说明反应的正逆反应速率相同,故能判断平衡,故C符合;
D、c(CO2)=c(CO)不能判断化学平衡,和起始量有关,故D不符合;
故选BC;
(4) CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
起始浓度/mol·L-1 0.2 0.3 0 0
变化浓度/mol·L-1: c3 c3 c3 c3
平衡浓度/mol·L-1:0.2-c3 0.3-c3 c3 c3
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K=c(CO).c(H2O)/c(CO2).c(H2)=C3.C3/(0.2-C2).(0.3-C3)=1.0
解得 c3=0.12mol·L-1,
二氧化碳的转化率=0.12mol·L-1/0.2mol·L-1×100%=60%。
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