第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题
1.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)。能判断该反应已达到化学平衡的是
①v(NH3)正=2v(CO2)逆
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密团容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器中n(NH3):n(CO2)=2:1
⑥混合气体总质量不变
A.①②③④ B.①②④⑥ C.①②③⑥ D.①③④⑤
2.在1L密闭容器中进行如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),达到平衡时 X、Y、Z的物质的量分别为 0.1mol、0.3mol、0.2mol,保持温度和容器体积不变时,再向容器中充入X、Y、Z的物质的量0.1mol、0.3mol、0.2mol,则下列说法正确的是
A.化学平衡常数不变,平衡不移动 B.向正反应方向移动
C.向逆反应方向移动 D.容器内压强始终保持原来的2倍
3.CH4与CO2混合气体在某催化剂表面会发生积碳反应和消碳反应:
积碳反应 消碳反应
在其余条件不变的情况下,该催化剂表面积碳量随温度升高呈现先增后减的变化。下列关于升温过程中积碳、消碳反应的平衡常数(K)和反应速率(v)说法正确的是
A.K积减小、K消增加 B.v积减小、v消增加
C.K积减小倍数比K消减小倍数大 D.v消增加倍数比v积增加倍数大
4.对可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH<0,下列叙述中正确的是
A.该反应的化学反应速率关系是mv逆(A)=q v逆(D)
B.若单位时间内生成pmol C的同时消耗m mol A,则反应一定处于平衡状态
C.达到化学平衡后,升高温度,则该反应的平衡向正反应方向移动
D.若该反应的图象如上图所示,则m+n=p+q,T25.对于碘蒸气与氢气反应:,下列说法错误的是
A.使用合适的催化剂可以加大反应速率
B.升高温度可以增大反应速率
C.增大浓度可以使转化率达到100%
D.增大浓度可以增大反应速率
6.在T℃,气体通过铁管时,发生腐蚀反应(X):(K=0.33),下列分析不正确的是
A.降低反应温度,可减缓反应X的速率
B.在气体中加入一定量能起到防护铁管的作用
C.反应X的可通过如下反应获得:、
D.T℃时,若气体混合物中,铁管被腐蚀
7.下列说法中,正确的是
A.凡是放热反应都是自发反应
B.不自发的化学反应就不能进行
C.凡是熵增大的反应都是自发反应
D.判断反应进行的方向,应综合考虑体系的焓变和熵变
8.CO与N2O是汽车尾气中污染大气的成分,研究表明CO与N2O在一定条件下可以转化为无害气体,发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步反应分别为:①N2O+Fe+═N2+FeO+(慢);②FeO++CO═CO2+Fe+(快)。下列说法不正确的是
A.FeO+在该反应过程中作催化剂
B.①②都是氧化还原反应
C.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应①决定
D.Fe+使反应的活化能减小,增大反应速率
9.H2和O2在钯的配合物离子[PdCl4]2-的作用下合成H2O2,反应历程如图,下列说法不正确的是
A.该过程的总反应为H2+O2H2O2
B.生成1molH2O2的过程中,转移电子总数为4mol
C.[PdCl4]2-在此过程中作为催化剂
D.历程中发生了Pd+O2+2Cl-=[PdCl2O2]2-
10.下列关于化学反应速率的说法,不正确的是
A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D.化学反应速率常用单位有mol·L 1·s 1和mol·L 1·min 1
11.硫酸是重要的化工原料,工业上由硫或硫铁矿通过反应可得,催化氧化生成,再用浓硫酸吸收得发烟硫酸(),发烟硫酸与水反应可得硫酸。“热化学硫碘循环分解水”是一种利用硫酸、碘等来获取氢能源方法。下列有关接触法制硫酸的说法正确的是
A.硫铁矿和氧气在高温下发生的反应为吸热反应
B.升高接触室中气体的温度能提高的平衡转化率
C.将从吸收塔底部通入,浓硫酸从塔顶喷淋,提高了的吸收率
D.将全部转化为需消耗
12.一定温度下,向容积为2L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的变化如图所示,下列对该反应的推断正确的是
A.在0~6s内,C的化学反应速率约为0.133mol·L-1·s-1
B.该反应的化学方程式为3B+4C 6A+2D
C.6s后,反应停止
D.在0~4s内,3v(B)=4v(C)
二、填空题
13.我国提出“排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。研发的利用技术,降低空气中的含量是实现该目标的重要途径。
(1)下面是用捕捉时发生的两个反应:
I.
II.
①反应I、II的随的变化如图所示,则 0(填“>”“<”或“=”)0;有利于该反应自发进行的温度是 (填“高温”或“低温”)。
②将一定量的和的混合气体充入密闭容器中,、与温度的关系如下图所示,400℃之后降低的原因是 ,而速率仍然增大的可能原因是 。
③220℃时,将4mol与1mol的混合气体充入2L反应器中,气体初始总压强为p,10分钟后体系达到平衡,的转化率为80%,的选择性为33.3%,则生成的平均速率为 (保留两位有效数字),反应II的平衡常数为 [已知:的选择性]
(2)利用化学链将高炉废气中的转化为CO的示意图如下。
此过程中可循环利用的物质有 ,该化学链的总反应是 。
14.在一容积为的密闭容器中,加入的和的,在一定条件下发生如下反应: <。反应中的物质的量浓度的变化情况如图所示,请回答下列问题:
(1)根据图象,计算从反应开始到平衡时,用表示的平均反应速率= 。
(2)该反应达到平衡时的转化率为 。
(3)反应达到平衡后,第末,若保持其他条件不变,仅改变反应温度,则的物质的量浓度不可能为 。(填序号)。
a.b.c.d.
(4)反应达到平衡后,第末,若保持其他条件不变,只把容器的体积缩小一半,平衡 移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)。
(5)在第末将容器的体积缩小一半后,若在第末达到新的平衡(此时的浓度约为)请在图中画出第末到平衡时浓度的变化曲线 。
15.(1)能判断CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)达到化学平衡状态的依据是 (填字母)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO)=c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。
该条件下反应的平衡常数为 ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0mol·L-1,则平衡时CO的浓度为 mol·L-1。
②下列措施中能使平衡时增大的是 (填字母)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
16.一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,发生反应:,的浓度与时间的关系曲线如图所示。回答下列问题:
(1)内,用CO表示的化学反应速率为 ,该反应平衡常数的表达式为 ,该条件下反应的平衡常数为 ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为,则平衡时CO2的浓度为 。
(2)下列措施能使平衡时增大的是 (填序号)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的 D.再加入一定量铁粉
17.化学平衡图像的类型及特点
(1)速率—时间图像(v-t图像)
I.正反应速率突变,逆反应速率渐变,v′正>v′逆,说明是增大了 ,使正反应速率突变,且平衡 移动。
Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的,v′正>v′逆,平衡 移动,说明该反应的正反应可能是 反应或 的反应,改变的条件是 或 。
Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的,并且v正、v逆增大程度相同,说明该化学平衡 移动,可能是使用了 ,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。
(2)百分含量—时间—温度图像
I.T2>T1,温度升高,平衡 移动,正反应是 反应。
Ⅱ.p2>p1,压强增大,A(反应物)的转化率 ,说明正反应是气体总体积 的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量 ,说明平衡 移动,但反应速率a>b,故a可能使用了 ;若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a也可能是增大了压强。
18.(1)300℃时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2 min末时达到平衡,生成0.8 mol D。300℃时,该反应的平衡常数表达式为K= ;已知K300℃”或“<”)。在2 min末时,B的平衡浓度为 mol·L-1,D的平均反应速率为 mol·L-1min-1。若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)下图表示在密闭容器中反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H< 0达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况,ab过程中改变的条件可能是 ;bc过程中改变的条件可能是
19.已知:反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时,用A表示的反应速率为 。
(2)经测定前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为 。
(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1;乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1;丙:v(C)=9.6 mol·L-1·min-1;则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。
20.某温度下,在2L密闭容器中,x、y、z三种物质的物质的量随时间变化曲线如图所示,由图分析:
(1)该反应的化学方程式是 。
(2)3min末,用y的浓度变化表示的反应速率V(y)为 。
(3)反应是由 开始的反应。
A.正反应 B.逆反应 C.正、逆反应同时
21.I.工业上可由氢气、氮气合成氨气,溶于水形成氨水。盐酸和氨水是实验室常见的电解质溶液。一定温度下,向2L 密闭容器中加入N2(g) 和H2(g),发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=—Q kJ/mol(Q>0),NH3物质的量随时间的变化如图所示。
(1)0到2 min 内的平均反应速率 v(H2)= 。
(2)该温度下,反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H = —Q kJ/mol(Q>0)的平衡常数表达式K= 。其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/ ℃ 25 125 225
平衡常数 K 4×106 K1 K2
试判断K1 K2(填写“>”“=”或“<”)。
(3)若反应是在固定体积的密闭容器中进行,下列能说明合成氨反应已达到平衡状态的是 (填字母)
A.3v(N2) = v(H2)
B.容器内压强保持不变
C.混合气体的密度保持不变
D.25℃时,测得容器中c(NH3)=0.2 mol·L-1, c(H2) =c(N2) =0.01 mol·L-1
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【分析】当反应达到平衡时,各物质的物质的量、物质的量浓度以及由此衍生出的其他变量不变时,则反应达到平衡,据此分析。
【详解】①v(NH3)正=2v(CO2)逆满足正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故选;
②正反应体积增大,平衡之前容器中压强在增大,当密闭容器中总压强不变时反应达到平衡状态,故选;
③混合气体的密度,在反应过程中恒容,达平衡前,气体的质量在增大,故气体的密度在增大,所以当密闭容器中混合气体的密度不变时反应达到平衡状态,故选;
④由于体系中只有两种气体,且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2:1,所以密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故不选;
⑤反应从正反应方向开始,故体系中的氨气和二氧化碳的物质的量之比始终满足2:1,不能说明反应达到平衡,故不选;
⑥由于反应物是固体,所以混合气体总质量不变时反应达到平衡状态,故选;综上所诉,①②③⑥能判断该反应已达到化学平衡,故C正确;
故选C。
2.B
【详解】A.平衡常数只和温度有关,温度不变,平衡常数不变,再向容器中充入X、Y、Z的物质的量0.1mol、0.3mol、0.2mol,压强增大,平衡向正向移动,故A错误;
B.等温等容条件下,再向容器中充入X、Y、Z的物质的量0.1mol、0.3mol、0.2mol,则相当于加压,平衡向正反应方向移动,故B正确;
C.根据以上分析,平衡向正反应方向移动,故C错误;
D.平衡向正反应方向移动,气体的物质的量减小,压强也发生改变,故D错误;
答案选B。
3.D
【详解】A.积碳、消碳反应的正反应都是吸热反应,升温,平衡正向移动,K积、K消均增加,故A错误;
B.升高温度,反应速率加快,则v积、v消均增加,故B错误;
C.从A选项分析可知,K积、K消均增加,故C错误;
D.积碳量随温度升高呈现先增后减,说明后面的消碳反应速率比积碳的快,即v消增加倍数比v积增加倍数大,故D正确;
答案选D。
4.D
【分析】由图可知,压强增大,A的转化率不变,说明平衡不移动,该反应为气体体积不变的反应,则反应的化学计量数m+n=p+q;该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,由图可知,T2时A的转化率大于T1,则温度T2小于T1。
【详解】A.由化学反应速率比等于化学计量数之比可知,该反应的化学反应速率关系是qv逆(A)= m v逆(D) ,故A错误;
B.生成pmol C和消耗m mol A均代表正反应,则单位时间内生成pmol C的同时消耗m mol A不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故B错误;
C.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.由分析可知,反应的化学计量数m+n=p+q,温度T2小于T1,故D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.使用合适的催化剂,降低反应所需活化能,正逆反应速率均增大,故A正确;
B.升高温度,活化分子数目增多,碰撞几率增大,反应速率增大,故B正确;
C.增大浓度,平衡增大,转化率增大,但不可能转化率达到100%,故C错误;
D.增大浓度,单位体积内活化分子数目增大,碰撞几率增大,反应速率增大,故D正确。
综上所述,答案为C。
6.D
【详解】A.降低反应温度,活化分子百分数减小,可减缓反应X的速率,故A正确;
B.在气体中加入一定量,氢气浓度增大,可以抑制平衡正向移动,能起到防护铁管的作用,故B正确;
C.①、②,根据盖斯定律①-②得,故C正确;
D. T℃时,若气体混合物中,则Q=,反应逆向移动,铁管不易腐蚀,故D错误;
故选D。
7.D
【详解】A.反应自发进行的判断依据为△H-T△S<0,放热反应的△H<0,高温下的熵减小的反应,可有△H-T△S>0,为非自发进行的反应,A错误;
B.不自发的化学反应通过一定条件可以进行,如Cu和稀硫酸可以通过电解原理发生反应,B错误;
C.反应自发进行的判断依据为△H-T△S<0,熵增大有利于反应自发进行,但熵增大的反应不一定都是自发反应,C错误;
D.判断反应进行的方向应综合考虑体系的焓变和熵变,当△H-T△S<0时,反应自发进行,D正确;
综上所述答案为D。
8.A
【详解】A.由题干图示可知,FeO+为中间产物,而Fe+在反应前后没有发生改变,在该反应过程中作催化剂,A不正确;
B.①N2O+Fe+═N2+FeO+(慢)中N、Fe的化合价发生改变;②FeO++CO═CO2+Fe+(快)中Fe、C的化合价发生改变,故①②都是氧化还原反应,B正确;
C.由题干图示可知,两步反应均为反应物总能量高于生成物总能量,故均为放热反应,总反应的化学反应速率由慢反应即反应①决定,C正确;
D.由题干图示可知,Fe+为催化剂,故能使反应的活化能减小,增大反应速率,D正确;
故答案为:A。
9.B
【详解】A.依据图示可知氢气与氧气在[PdCl4]2-催化作用下生成过氧化氢,即H2+O2H2O2,A项正确;
B.由化学方程式H2+O2H2O2可知,生成1molH2O2转移的电子数为2mol,B项错误;
C.依据过程图可知[PdCl4]2-在此过程中先消耗后生成,反应前后不变,是催化剂,C项正确;
D.由图示可知,过程中发生了反应Pd+O2+2Cl-[PdCl2O2]2-,D项正确。
故选B。
10.C
【详解】A、化学反应有的快,有的慢,则使用化学反应速率来衡量表示化学反应进行的快慢,A正确;B、反应物本身的性质是决定反应速率的主要因素,如火药爆炸、食物腐败等,B正确;C、化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减小或生成物物质的量浓度的增加来表示,C错误;D、化学反应速率公式中,浓度的单位是mol/L,时间单位常用s、min,所以化学反应速率常用单位有mol·L 1·s 1和mol·L 1·min 1,D正确。答案选C。
点睛:关于化学反应速率的理解还需要注意以下几点:化学反应速率是一段时间内的平均速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值;同一化学反应在相同条件下,用不同物质表示的化学反应速率,其数值不同,但意义相同;由于固体和液体的浓度视为定值,因此不能用来表示反应速率。
11.C
【详解】A.硫铁矿和氧气在高温下发生的反应为放热反应,故A错误;
B.催化氧化生成是放热反应,升高接触室中气体的温度,平衡逆向移动,因此能降低的平衡转化率,故B错误;
C.将从吸收塔底部通入,浓硫酸从塔顶喷淋,逆向对流有利于提高了的吸收率,故C正确;
D.将全部转化为需消耗,生成2mol,故D错误。
综上所述,答案为C。
12.B
【分析】根据图示可知,从反应开始到6s时刻,B物质减少了0.6mol,C 物质减少了0.8mol,A物质增加了1.2mol,D物质增加了0.4mol,则该反应的反应物是B、C,生成物是A、D,四者的改变量之比:0.6:0.8:1.2:0.4=3:4:6:2,则该反应的方程式为:3B+4C 6A+2D;据此分析解题。
【详解】A.在0~6 s内,C减少了0.8mol,化学反应速率,故A错误;
B.据分析可知,该反应的方程式为:3B+4C 6A+2D;故B正确;
C.该反应为可逆反应,6s后达到平衡,反应不会停止;故C错误;
D.不论任何时段,各物质的速率之比为化学计量数之比,所以4v(B)=3v(C);故D错误;
故答案选B。
13.(1) < 低温 ,,400℃之后,随温度升高,反应I逆向移动增加量小于反应II正向移动减少量 温度升高使速率增大的程度大于浓度降低使速率减小的程度 或1.185
(2) 、CaO
【详解】(1)①由图可知,升高温度,减小,反应I 的减小,K减小,说明平衡逆向移动,说明反应I是放热反应,<0;对于放热反应而言,低温有利于该反应自发进行;
②由图可知,升高温度,减小,反应II 的增大,K增大,说明平衡正向移动,说明反应II是吸热反应,,400℃之后降低的原因是:,,400℃之后,随温度升高,反应I逆向移动增加量小于反应II正向移动减少量;而速率仍然增大的可能原因是:温度升高使速率增大的程度大于浓度降低使速率减小的程度;
③根据已知条件列出“三段式”
10分钟后体系达到平衡,的转化率为80%,的选择性为33.3%,则=0.8, =33.3%,解得x=mol,y=mol,生成的平均速率为=;气体初始总压强为p,平衡时总压为,反应II的平衡常数=。
(2)由图可知,此过程中可循环利用的物质有、CaO;该化学链的总反应是。
14. 0.025 mol·L-1·min-1 50% ac 向正反应方向
【详解】
(1)根据图象分析平衡时氨气的浓度为0.1mol/L,时间为4min,所以v(NH3)= =0.0125mol/(L min),故答案为:0.025 mol·L-1·min-1;
(2)该反应达到平衡时的转化率为=50%,故答案为:50%;
(3)改变反应温度,平衡一定移动,而氮气和氢气不可能完全转化为氨气,所以v(NH3)<0.20mol/L,
a. 如果氨气的浓度是0.20mol/L,则氮气与氢气完全转化,故错误;
b. 降低温度,氨气的浓度可能为0.12mol/L,故正确;
c. 温度改变,平衡一定移动,所以不可能为0.10mol/L,故错误;
d. 升高温度,平衡逆向移动,所以氨气浓度变小,可能为:0.08mol/L,故正确;
故选:ac;
(4)该反应是气体体积减小的反应,把容器的体积缩小一半,增大了反应体系的压强,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,故答案为:向正反应方向;
(5)把容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度变为0.20mol/L,平衡后浓度约为0.25mol/L,所以第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线为:,故答案为:。
15. BC 2.0 1.33 A
【分析】(1)紧扣化学平衡的特征进行判断,一是正、逆反应速率相等,一是变量不变;
(2)①先利用平衡常数的本义式求算出平衡常数,再利用三段式和平衡常数进行计算;
②在化学方程式确定后,平衡常数只是温度的函数;
【详解】(1)A.该反应是一个气体分子总数前后不变的反应,所以在恒温恒容条件下,压强始终不变,A项排除;
B.浓度不变是化学平衡建立的一个重要特征,B项可选;
C.v正(H2)代表氢气的消耗速率,v逆(H2O)代表了水的消耗速率(从反应式可以看出,与氢气的生成速率相等),所以此等式的成立代表了氢气的生成速率与消耗速率相等,反应达平衡,C项可选;
D.平衡时是浓度不变,不是相等,也不是成比例,所以D项排除;
所以答案选择BC项。
(2)①据图分析平衡时二氧化碳的浓度分别为0.5mol/L,二氧化碳的浓度变化为:1.5mol/L-0.5mol/L=1mol/L,根据反应方程式可以知道反应生成CO的浓度为1mol/L,则该反应的平衡常数K===2.0;
若CO2起始时的浓度为2.0mol/L,据反应方程式可以知道,反应消耗的二氧化碳的浓度与生成CO的浓度相等,设二者的浓度为xmol/L,则平衡时二氧化碳的浓度为(2.0-x)mol/L,
K==2.0,解得x=,所以平衡时CO的浓度为1.33mol/L、二氧化碳的浓度为(2.0- )mol/L= x=mol/L;
②所给比例式即为该反应的平衡常数,而平衡常数只随温度变化而变化,不随浓度、压强等变化。该反应是正向吸热的反应,温度升高,平衡常数将增大。
A.升高温度,平衡正向进行,平衡常数增大,A项正确;
B.增大压强,平衡不动,平衡常数也不变,B项错误;
C.充入一定量的二氧化碳,平衡正向移动,但因为温度不变,平衡常数不变,C项错误;
D.铁粉为固体,再加入铁粉,平衡不发生移动,该反应的平衡常数不变,D项错误;
所以答案选择A项。
16. 2 1.33 A
【分析】根据图象计算二氧化碳速率,列出平衡常数表达式,根据图象得出各物质浓度在计算平衡常数,根据平衡常数不变进行计算;根据平衡常数的影响因素进行分析。
【详解】(1)用CO表示的化学反应速率,该反应平衡常数的表达式为;平衡时CO2的浓度为,c(CO)=Δc(CO2) =,平衡常数;若CO2的起始浓度为,根据化学方程式可知,参与反应的CO2的浓度与生成CO的浓度相等,设为,则平衡时二氧化碳的浓度为,,则;故答案为:;;2;1.33。
(2)A.升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,故A符合题意;
B.该反应是体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,平衡常数变,故B不符合题意;
C.充入一定量的,平衡虽然正向移动,但平衡常数不变,故C不符合题意;
D.再加入一定量铁粉,平衡不移动,平衡常数不变,故D不符合题意;
综上所述,答案为A。
【点睛】,平衡常数K随温度变化,不随浓度、压强等因素变化。
17.(1) 反应物的浓度 正向 正向 放热 气体总体积增大 降低温度 减小压强 没有发生 催化剂
(2) 逆向 放热 减小 增大 不变 不发生 催化剂
【详解】(1)I.正反应速率突变,逆反应速率渐变,v′正>v′逆,说明是增大了反应物的浓度,使正反应速率突变,且平衡正向移动。
Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的,v′正>v′逆,平衡正向移动,说明该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应,改变的条件是降低温度或减小压强。
Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的,并且v正、v逆增大程度相同,说明该化学平衡没有发生移动,可能是使用了催化剂,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。
(2)I.T2>T1,温度升高,平衡逆向移动,正反应是放热反应。
Ⅱ.p2>p1,压强增大,A(反应物)的转化率减小,说明正反应是气体总体积增大的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率a>b,故a可能使用了催化剂;若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a也可能是增大了压强。
18. ﹥ 0.8 0.2 不变 升高温度 减少SO3的浓度
【详解】(1)将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2 min末时达到平衡,生成0.8 mol D,列出三段式:
化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,则,由上述计算可知,平衡时B的物质的量为1.6mol,所以B的平衡浓度为c(B)=0.8mol·L-1,平衡时D的物质的量为0.8mol,所以用D表示的平均反应速率为0.2mol/(L min),由方程式可知,气体的化学计量数之和前后相等,则反应前后气体体积不变,压强对平衡无影响,缩小容器容积,则A的转化率不变;
(2)ab过程中正逆反应速率都增大,且平衡向正向移动,说明条件为升高温度;bc阶段,只有逆反应速率减小,平衡正向移动,所以是减少SO3。
19. 0.05 mol·L-1·s-1 3A(g)+B(g)2C(g) 乙>甲>丙
【详解】(1)从反应开始到12s时,A的浓度变化量△c=0.6mol/L,时间为12s,故v(A)=△c/△t=0.05 mol·L-1·s-1;
(2)12s时,B的浓度变化量△c=0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,故a:b=0.6:0.2=3:1,经测定前4s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,此时A浓度变化为:0.8mol/L-0.5mol/L=0.3mol/L,此时v(A)=0.075 mol·L-1·s-1,即v(A):v(C)=0.075:0.05=3:2,故a:b:c=3:1:2,故化学反应方程式为:3A(g)+B(g)2C(g);
(3)平衡是A变化量为0.6,故C变化量为0.4,可绘制图象;
(4)确定A的速率为:甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1;乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1,故v(A)=3×0.12 mol·L-1·s-1=0.36 mol·L-1·s-1;丙:v(C)=9.6mol·L-1·min-1=0.16 mol·L-1·s-1,故v(A)=3/2×0.16mol·L-1·s-1=0.24 mol·L-1·s-1,故最快的是乙,最慢的是丙,则反应速率:乙>甲>丙。
20. x+3y2z 0.25mol/(L·min) C
【分析】根据反应物减少,生成物增加,分析该反应,且根据该变量的比等于化学计量数比分析。
【详解】(1)反应到3分钟时,x减少了4-3.5=0.5mol,y减小了4-2.5=1.5mol,所以x、y为反应物,z增加了2.0-1.0=1.0mol,z为生成物,根据物质的量的变化量比等于化学计量数比分析,该反应的化学方程式是x+3y2z。
(2)3min末,用y的浓度变化表示的反应速率V(y)为=0.25mol/(L·min)。
(3)起始反应物和生成物都有,所以反应是由正、逆反应同时开始的反应。
21. 0.375 mol/(L·min) > BD
【分析】根据图象和反应速率比等于化学计量数比这一规律计算化学反应速率;根据化学平衡移动的方向确定化学平衡常数大小;根据体系中各物质含量的发生变化情况判断反应是否达平衡状态。
【详解】(1)根据图象,2min时氨气生成1.0mol,则2min内氨气的平均反应速率v(NH3)===0.25mol·L-1·min-1,根据化学反应中反应速率比等于化学计量数比这一规律,可以得出v(H2)=v(NH3)=0.375 mol·L-1·min-1;
(2)根据化学平衡常数定义确定化学平衡常数表达式,即K=;由于该反应为放热反应,升高温度平衡向吸热反应方向移动,即逆反应方向,则升高温度的过程中生成物浓度减小反应物浓度增加,化学平衡常数减小,则K1>K2;
(3)A选项,没有明确氮气和氢气是否为反应速率或生成速率,若均为反应速率则反应是否达平衡,氮气与氢气的反应速率比均为1:3,A错误;
B选项,反应是一个气体体积不断减小的反应,当反应达平衡时,各组分的百分含量不再发生变化,容器内压强不再发生变化,可以判断反应达平衡状态,B正确;
C选项,根据质量守恒定律,容器内气体总质量不变,由于该反应在一个恒容的容器中进行,气体的体积不变,故混合气体的密度恒不变,不能判断反应达平衡状态,C错误;
D选项,25℃时反应的平衡常数K===4×106,与题(2)中25℃时的平衡常数相同,可以判断反应达平衡,D正确;
故选择BD。
答案第1页,共2页
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