2.3 化学平衡的移动 同步训练 (含解析) 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1

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名称 2.3 化学平衡的移动 同步训练 (含解析) 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)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 2024-02-10 11:04:18

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文档简介

2.3 化学平衡的移动 同步训练
一、单选题
1.下列能确认化学平衡发生了移动的是(  )
A.化学反应速率发生改变
B.有气态物质参加的可逆反应达到平衡后,改变压强
C.由于某一条件的改变,使平衡体系中各组分的浓度发生了不同程度的改变
D.可逆反应达到平衡后,使用催化剂
2.对于可逆反应,下列叙述正确的是(  )
A.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
B.保持容器内气体压强不变,向其中加入,化学反应速率不变
C.保持容器容积不变,向其中加入,化学反应速率增大
D.达到化学平衡时,
3.以乙炔和1,2-二氯乙烷为原料生产氯乙烯包括如下反应:
反应I:ClCH2CH2Cl(g)→HCl(g)+CH2=CHCl(g) ΔH1=+69.7 kJ mol-1
反应Ⅱ:HC≡CH(g)+HCl(g)→CH2=CHCl(g) ΔH2=-98.8 kJ mol-1
1.0×105Pa下,分别用如表三种方式进行投料,不同温度下反应达到平衡时相关数据如图所示。
方式 气体投料 平衡时相关数据
甲 ClCH2CH2Cl ClCH2CH2Cl转化率
乙 n(HC≡CH):n(HCl)=1:1 HC≡CH转化率
丙 n(ClCH2CH2Cl):n(HC≡CH)=1:1 CH2=CHCl产率
下列说法错误的是
A.反应ClCH2CH2Cl(g)+HC≡CH(g)→2CH2=CHCl(g)的ΔH=-29.1 kJ mol-1
B.曲线①表示平衡时ClCH2CH2Cl转化率随温度的变化
C.按方式丙投料,其他条件不变,移去部分CH2=CHCl可能使CH2=CHCl的产率从X点的值升至Y点的值
D.在催化剂作用下按方式丙投料,反应达到平衡时CH2=CHCl的产率(图中Z点)低于X点的原因可能是催化剂活性降低
4.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成氨一般采用400~500℃的温度
B.达平衡后,缩小容器体积可使颜色变深
C.木炭粉碎后与反应,速率更快
D.实验室常用排饱和食盐水法除去中的HCl
5.反应N2O4(g) 2NO2(g)在温度为T1、T2(T2>T1)时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化如图所示。下列说法正确的是(  )
A.由图可知B点的平衡常数大于C点的平衡常数
B.A,C两点气体的颜色:A深,C浅
C.A,C两点气体的平均相对分子质量:AD.保持容器体积不变,再充入N2O2气体,平衡逆向移动
6.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.实验室常用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢杂质
B.打开可乐瓶盖时,可乐饮料中常常会生产大量气体
C.工业合成氨气时加入催化剂提高反应速率
D.冷却一定体积的NO2后,气体颜色变淡
7.反应I、II、III均会在工业生产硝酸过程中发生,其中反应I、II发生在氧化炉中,反应III发生在氧化塔中,不同温度下各反应的化学平衡常数如表所示。下列说法正确的是(  )
温度(K) 化学平衡常数
反应I:4NH3+5O2 4NO+6H2O 反应II:4NH3+3O2 2N2+6H2O 反应III:2NO+O2 2NO2
500 1.1×1026 7.1×1014 1.3×102
700 2.1×1019 2.6×1025 1.0
A.升高氧化炉的温度可提高反应I的逆反应速率而减慢反应II的逆反应速率
B.通过减小氧化炉的压强可促进反应I而抑制反应II
C.在氧化炉中使用选择性催化反应I的催化剂可增大氧化炉中NO的含量
D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度
8.某温度时,在密闭容器中,X、Y、Z三种气体浓度的变化如图Ⅰ所示,若其他条件不变,当温度分别为T1和T2时,Y的体积分数与时间关系如图Ⅱ所示。则下列结论正确的是(  )
 
A.该反应的热化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH>0
B.若其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,X的转化率增大
C.温度分别为T1和T2时的平衡常数大小关系为K2>K1
D.达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动
9.700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
反应时间/min N(CO)/mol N(H2O)/mol
0 1.20 0.60
t1 0.80  
t2   0.20
下列说法正确的是(  )
A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)= mol L-1 min
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20mol H2O,达到平衡时n(CO2)=0.40mol
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率不变,H2O的体积分数不变
D.温度升高至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
10.为探究外界条件对反应:mA(g)+nB(s) cZ(g) △H的影响,以A和B物质的量之比为m:n开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数。实验结果如图所示,下列判断正确的是(  )
A.△H>0
B.m<c
C.升温,正、逆反应速率都增大,平衡常数减小
D.在恒温恒容下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,达到平衡后Z的含量减小
11.与重整生成和CO的过程中主要发生下列反应
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒压、反应物起始物质的量比条件下,和的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(  )
A.升高温度、增大压强均有利于提高的平衡转化率
B.曲线B表示的平衡转化率随温度的变化
C.相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D.图中X点所示条件下,延长反应时间,的转化率能达到Y点
12.有两只密闭容器A和B,A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量SO3气体,并使A和B容积相等(如图所示)。保持400℃条件下发生反应:2SO2+O2 2SO3。则下列描述正确的是(  )
A.达到平衡所需要的时间:A容器更短
B.达到平衡时:B容器中SO3的转化率更大
C.达到平衡时:A容器中SO2的物质的量更多
D.达到平衡后,向两容器中分别通入等量的氦气,A容器中SO3的体积分数增大
13.一定条件下,在一密闭容器中放入足量的Ni和一定量的CO,发生反应并达到化学平衡: .已知该反应在25℃、80℃时的平衡常数分别为 和2.下列说法正确的是(  )
A.加热,该反应速率加快
B.上述生成 的反应为吸热反应
C.恒温恒压下,若向容器中再充入少量的Ar,上述平衡将正向移动
D.80℃时,测得某时刻 、 浓度均为 ,则此时v(正)>v(逆)
14.某温度下,向2L密闭容器中通入1molNO和0.5molBr2,发生如下反应:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g),Br2的物质的量随时间变化的实验数据如下表:
时间/min 5 10 15 20 25 30 35
n(Br2)/mol 0.38 0.30 0.25 0.23 0.20 0.20 0.20
下列说法正确的是(  )
A.第18min的瞬时速率小于第25min的瞬时速率
B.0~10min,消耗Br2的平均速率是0.02mol·L-1·min-1
C.30~35min,NO的物质的量浓度逐渐降低
D.任意时刻,容器中NO和Br2的转化率相等
15.已知化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与HCOO-,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法正确的是(  )
A.化合物A与H2O之间的碰撞均为有效碰撞
B.该历程中的最大能垒(活化能)E 正=16.87 kJ·mol-1
C.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热
D.平衡状态时,升温使反应逆向移动
16.已知HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
T温度下,在密封石英管内完全充满水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。下列有关说法不正确的是(  )
A.混合体系达平衡后:
B.活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.浓度变小的原因是的生成导致反应Ⅰ平衡逆向移动
D.可降为0
17.某温度下,在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.60 kJ/mol。图1表示N2的物质的量随时间的变化曲线,图2表示其他条件不变的情况下,改变起始物H2的物质的量对反应平衡的影响.下列说法正确的是(  )
A.加入适当催化剂后,该反应的△H<-92.60 kJ/mol
B.11 min时其他条件不变压缩容器体积,N2物质的量变化曲线为c
C. 内,该反应的平均反应速率v(H2)=0.045 mol/(L·min)
D.在A,B,C三点所表示的平衡中,B点表示的N2的转化率最高
18.已知甲为恒温、恒压容器,乙为恒温、恒容容器。两容器中均充入1 mol N2、3 mol H2,初始时两容器的温度、体积相同。一段时间后反应达到平衡,为使两容器中的N2在平衡混合物中的物质的量分数相同,下列措施中可行的是 (  )
A.向甲容器中充入一定量的氦气 B.向乙容器中充入一定量的N2
C.升高乙容器的温度 D.增大甲容器的压强
19.在100℃时,把0.5molN2O4通入体积为5L的真空密闭容器中,立即出现红棕色。反应进行到2s时,NO2的浓度为0.02mol·L-1。在60s时,体系已达平衡,此时容器内压强为开始时的1.6 倍。下列说法正确的是(  )
A.前2s以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·s-1
B.在2s时体系内的压强为开始时的1.1倍
C.在平衡时体系内N2O4的物质的量为0.25mol
D.平衡时,N2O4的转化率为40%
20.下列图示与对应的叙述相符的是(  )
A.图甲表示常温下稀释pH均为11的MOH溶液和NOH溶液时pH的变化,由图可知溶液的碱性:MOH>NOH
B.图乙表示常温下0.100 0 mol·L-1醋酸溶液滴定20.00 mL0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液的滴定曲线
C.图丙表示反应CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H 2(g)的能量变化,使用催化剂可改变Eb﹣Ea的值
D.图丁表示反应2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g),在其他条件不变时,改变起始CO的物质的量,平衡时N2的体积分数变化,由图可知NO的转化率c>b>a
二、综合题
21.合成氨是目前人工固氮最重要的途径,对人类生存具有重大意义,反应为:
(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mol。
①该反应在     (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
我国科学家在合成氨反应机理研究中取得新进展,首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系,并提出了“氮转移”催化机理。
i. 3LiH(s) + N2(g) =Li2NH(s) + LiNH2(g) ΔH1=+32.8kJ·mol-1
ii. Li2NH(s)+2H2(g)=2LiH(s)+NH3(g) ΔH2=-88kJ·mol-1
iii. LiNH2(g)+H2(g)=LiH(s)+NH3(g) ΔH3
②则ΔH3=   。
(2)为了研究反应的热效应,我国的科研人员计算了在一定范围内下列反应的平衡常数。
i.
ii.
iii.
和的线性关系图如下所示:
①由图可知ΔH1   0(填“大于”或“小于”)。
②反应i的Kp0=   (用Kp1和Kp2表示)。
反应i的   0(填“大于”或“小于”),写出推理过程   。
(3)氨水可以吸收二氧化碳。已知常温下,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ka1(H2CO3) =4.4×10-7,Ka2(H2CO3) =4.4×10-11,.此温度下某氨水的浓度为 2mol/L,则溶液中c(OH-)=   mol/L,将CO2通入氨水中使溶液恰好呈中性,则此时 =   (保留小数点后4位数字)
22.某实验组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况,进行了如下实验:一定条件下,向一个密闭容器中加入0.30molX、0.10molY和一定量的Z三种气体,甲图表示发生反应后各物质浓度(c)随时间(t)的变化〔其中t0~t1阶段c(Z)未画出〕。乙图表示化学反应速率(v)随时间(t)的变化,四个阶段都只改变一种条件(催化剂、温度、浓度、压强,每次改变条件均不同),已知t3~t4阶段为使用催化剂。
回答下列问题:
(1)若t1=5
min,则t0~t1阶段以X浓度变化表示的反应速率为v(X)=   。
(2)在t2~t3阶段Y的物质的量减小,则此阶段开始时v正   v逆(填“>”、“=”或“<”)。
(3)t4~t5阶段改变的条件为   ,此阶段的平衡常数K =   。
(4)t5~t6阶段容器内Z的物质的量共增加0.10 mol,在反应中热量变化总量为a kJ,写出该反应的热化学方程式   。在乙图Ⅰ~Ⅴ处平衡中,平衡常数最大的是   。
(5)若起始实验条件不变,重新向该容器中加入0.60 mol X、0.20 mol Y和0.080 mol Z,反应至平衡状态后X的转化率=   。
23.2-丁烯有顺反异构,是有机合成的重要原料,可由正丁烷催化脱氢得到2-丁烯,其转化关系如下:
若用表示反应的体积分数平衡常数(即浓度平衡常数中的浓度用体积分数代替)。上述三个反应的体积分数平衡常数的对数与温度的变化关系如图所示:
回答下列问题:
(1)   (填“>”或“<”)0,理由是   。
(2)图中b=   (用含a、c的代数式表示)。
(3)在K时,向某密闭容器中加入2mol正丁烷,测得生成的顺-2-丁烯为0.15mol。
①平衡体系中正丁烷为   mol,与顺-2-丁烯的浓度比为   。
②反应I的体积分数平衡常数   (列出计算式)。
③保持恒温恒压下,再向该容器中充入一定量惰性气体He,则反-2-丁烯的体积分数将会   (填“增大”“减小”或“不变”),理由是   。
24.
(1)Ⅰ.机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。
气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H>0。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点原因   、   。
(2)汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,若设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)
ΔH>0,该设想能否实现?   (选填“能”或“不能”),依据是   。
(3)Ⅱ.在体积恒定的密闭容器中投入物质A和物质B在适宜的条件下发生反应:
A(s)+2B(g) 2C(g)+D(g)
相同的压强下,充入一定量的A、B后,在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图所示。
则T1   T2(填“>”、“<”或“=”),该反应的正反应的△H   0(填“>”、“<”或“=”)。
(4)若该反应的逆反应速率与时间的关系如下图所示:
①由图可见,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了条件,则t8时改变的条件是   。
②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线   。
25.Ⅰ.汽车尾气中生成过程的能量变化如图所示。
(1)Ⅰ.汽车尾气中生成过程的能量变化如图所示。
和完全反应生成会   (填“吸收”或“放出”)   能量。
(2)Ⅱ.汽车尾气中含有等有害气体,某新型催化剂能促使发生如下反应,将转化为无毒气体。回答下列问题:
为了测定在该催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的和浓度如表所示:
时间/s 0 1 2 3 4 5
前内的平均反应速率   。平衡时的转化率为   。
(3)恒容时,下列措施能使该反应速率增大的是   (填字母,下同)。
a.适当升高温度 b.将生成的和分离出去 c.充入氦气 d.选择高效催化剂
(4)一定温度下,在固定容积的密闭容器中,通入和,在催化剂作用下发生反应。下列能作为反应达到平衡状态的依据的是   。
a.单位时间内消耗,同时生成
b.
c.容器内总压强不再改变
d.浓度之比为
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证不同条件对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表格中。
实验编号 初始浓度/ 初始浓度/ 催化剂的比表面积/
Ⅰ 280 82
Ⅱ       124
Ⅲ 350 82
①实验Ⅱ的温度是   ,实验Ⅰ、Ⅱ的目的是   。
②对比实验Ⅰ、Ⅲ,得出的结论是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】若正逆反应同等程度加快或同等程度减慢,化学平衡都不移动;若反应物、生成物气体分子数相等,压强改变平衡不移动;使用催化剂时,正逆反应速率同等程度变化,平衡不移动,故符合题意答案为C。
【分析】A.若正逆反应速率同等程度改变,则平衡不移动;
B.若反应前后气体分子数不变,改变压强,平衡不移动;
C.各组分浓度发生不同程度的改变,则平衡一定发生移动;
D.催化剂可同等程度改变正逆反应速率,平衡不移动;
2.【答案】D
【解析】【解答】A.达到化学平衡时,若增加容器体积,反应物和生成物的浓度均减小,故正反应速率减小,逆反应速率减小,A不符合题意;
B.保持容器内气体压强不变,向其中加入,使容器体积增加,反应物和生成物的浓度均减小,化学反应速率减小,B不符合题意;
C.保持容器容积不变,向其中加入,反应物和生成物的浓度均不变,化学反应速率不变,C不符合题意;
D. 根据反应速率之比等于化学计量系数比由则可以推导出或者,即正逆反应速率正真相等,说明反应达到化学平衡,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、增加容器体积,反应物和生成物的浓度均减小,正反反应速率都减小;
B、气体压强不,加入,使容器体积增加,反应物和生成物的浓度均减小,化学反应速率减小;
C、容器容积不变,向其中加入,反应物和生成物的浓度均不变,化学反应速率不变。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.由盖斯定律可知,反应Ⅰ+Ⅱ可得该反应,即反应ClCH2CH2Cl(g)+HC≡CH(g)→2CH2=CHCl(g)的ΔH=-29.1 kJ mol-1,A不符合题意;
B.反应Ⅰ正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,ClCH2CH2Cl转化率,由图可知,曲线①表示平衡时ClCH2CH2Cl转化率随温度的变化,B不符合题意;
C.按方式丙投料,其他条件不变,移去部分CH2=CHCl,CH2=CHCl的浓度减小,反应反应Ⅰ和Ⅱ均向正反应方向移动,CH2=CHCl的产率增加,可能使CH2=CHCl的产率从X点的值升至Y点的值,C不符合题意;
D.催化剂不影响化学平衡移动,对平衡时CH2=CHCl的产率无影响;D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据盖斯定律进行分析。
B.升温利于平衡向吸热反应方向移动。
C.根据勒夏特列原理进行分析。
D.催化剂不影响化学平衡移动。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.合成氨的反应是放热反应,根据平衡移动原理,应该采用低温以提高反应物的转化率;所以工业上采用这一温度范围,主要是基于提高催化剂活性,次要是该温度下反应物的转化率较高这两点考虑,与化学平衡无关,A不符合题意;
B.该反应是反应前后气体体积不变的反应,反应达平衡后,缩小容器体积,化学平衡不发生移动,但由于缩小容器的体积,使物质浓度增大,因此混合气体颜色变深,与平衡移动无关,B不符合题意;
C.木炭粉碎后与反应,速率更快,没有平衡移动,C不符合题意;
D.由于,故实验室常用排饱和食盐水法除去中的,是增大浓度使上述平衡逆向移动,减小的溶解度,同时极易溶于水而除去,能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.工业上采用这一温度范围,主要是基于提高催化剂活性;
B.反应前后气体体积不变的反应,化学平衡不发生移动;
C.增大接触面积,加快速率,平衡不移动;
D.能用勒夏特列原理解释。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,相同压强下,T2>T1时,温度高对应的NO2体积分数大,则正反应为吸热反应,则 B 点的平衡常数小于 C 点的平衡常数,故A不符合题意;
B.A、C两点温度相同,由A点增大压强变成C点,NO2的浓度增大,二氧化氮为红棕色气体,则A 浅、C 深,故B不符合题意;
C.质量不变,C点对应压强大,压强增大,平衡逆向移动,气体的物质的量减小,由M= 可知,则A、C两点气体的平均相对分子质量:A<C,故C符合题意;
D.保持容器体积不变,再充入 N2O4 气体,反应物浓度增大,平衡正向移动,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.首先判断该反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大;
B.平衡移动引起的二氧化氮浓度减小程度小于压强对二氧化氮浓度增大的影响;
C.混合气体的物质的量减小,气体质量不变,平均相对分子质量增大;
D.增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.氯气和水的反应是可逆反应,饱和食盐水中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行,减小氯气溶解度,能用勒夏特列原理解释,故A不选;
B.打开可乐瓶盖后看到有大量气泡逸出,是因为二氧化碳气体与水反应是可逆反应,压强减小,平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释,故B不选;
C.工业合成氨气时加入催化剂提高反应速率,催化剂影响反应速率,对平衡没有影响,不能用勒夏特列原理解释,故C选;
D.2NO2(g) N2O4(g)正反应方向放热,降低温度,平衡正反应方向移动,NO2浓度降低,气体颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故D不选;
故答案为:C。
【分析】依据勒夏特列原理就是化学平衡移动原理分析。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.升高温度,反应I、反应II的正、逆反应速率均增大,故A不符合题意;
B.增大压强,反应I、反应II均逆向移动,故B不符合题意;
C.在氧化炉中使用选择性催化反应I的催化剂,能加快反应I的速率,增大氧化炉中NO的含量,故C符合题意;
D.升高温度,反应III的平衡常数减小,说明正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,升高温度不利于反应III正向进行,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.升高温度,所有的速率都会增加,
B.通过改变压强改变平衡的移动。考虑的是各反应的前后系数之和的大小
C.催化剂可以改变反应速率
D.温度对平衡移动的影响
8.【答案】C
【解析】【解答】A. t1时刻反应达到平衡状态,此时X减少0.2mol/L,Y减少0.6mol/L,Z增加0.4mol/L,该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g),T1时达到平衡所需时间短,速率大,所以T1>T2,升温Y的体积分数增大,表明升温平衡左移,ΔH<0,A不符合题意;
B. 该反应为放热反应,若其他条件不变,升高温度,平衡左移,X的转化率减小,B不符合题意;
C. T1>T2,升温平衡左移,K2>K1,C符合题意;
D. 达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,各物质浓度不变,平衡不移动,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】由图1可知,参与反应的X为0.4mol、Y为0.6mol,反应生成的Z为0.4mol,则该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g);由图2可知,T1温度下,反应结束所需时间较短,则温度较高,因此T1>T2;T1温度下,Y的体积分数小,说明温度较高,反应真相进行的程度较小,因此该反应为放热反应;据此结合选项进行分析。
9.【答案】B
【解析】【解答】A.v(CO)= = mol L﹣1 min,v(CO):v(H2)=1:1,则v(H2)= mol L﹣1 min,故A不符合题意;
B.t1min时,n(CO)=0.8mol,n(H2O)=0.6mol﹣0.4mol=0.2mol,t2min时n(H2O)=0.2mol,说明t1min时反应已经达到化学平衡状态,n(CO2)=n(H2)=0.4mol,K= = =1,起始充入1.2molCO和1.20molH2O,假设达到平衡时n(CO2)=0.40 mol,则n(CO)=0.6mol﹣0.4mol=0.2mol,n(H2O)=1.2mol﹣0.4mol=0.8mol,n(H2)=n(CO2)=0.4mol,Qc= =1=K,说明此时达到化学平衡状态,假设成立,故B符合题意;
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,平衡向正反应方向移动,达到平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数会增大,故C不符合题意;
D.800℃,反应平衡常数为0.64,由B得700℃,反应平衡常数为1,升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应是放热反应,故D不符合题意,
故答案为:B。
【分析】A.根据结合化学反应速率之比等于化学计量数之比计算反应速率;
B. CO与H2O按物质的量比1:1反应,充入 0.60molCO和1.20mol H2O 与充入1.2molCO和0.6molH2O到达平衡时对应生成物的浓度,物质的量相同;
C.保持其他条件不变,增加一种反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,另一种反应物的转化率增大;
D.根据平衡时各物质的浓度计算原平衡常数,比较不同温度下的平衡常数大小可判断反应的吸放热。
10.【答案】C
【解析】【解答】A、由图象可知,降低温度,Z的物质的量分数增大,说明降低温度平衡向正反应方向移动,所以正反应是放热的,则△H<0,故A不符合题意;
B、降低压强,Z的物质的量分数减小,说明压强减小,平衡向着逆反应方向移动,减小压强,化学平衡是向着气体系数和增加的方向进行的,所以有m>c,故B不符合题意;
C、升高温度正、逆反应速率都加快,但因正反应是放热反应,所以平衡常数减小,故C符合题意;
D、在恒温恒容条件下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,相当于增大压强,平衡向着正向移动,Z的百分含量增大,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.降低温度,Z的物质的量分数增大,这说明该反应是一个放热反应,因此△H<0;
B.在可逆反应中,增大压强,反应会向气体计量数之和较小的方向进行;
C.任何反应,升高温度都会加快其反应速率;
D.在恒温恒容下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,相当于加大反应的压强,反应会向气体计量数之和较小的方向进行。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.甲烷和二氧化碳反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应即正向移动,甲烷转化率增大,甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应,减小压强,平衡正向移动,甲烷转化率增大,A不符合题意;
B.根据两个反应得到总反应为CH4(g)+2CO2(g) = H2(g)+3CO(g)+H2O (g),加入的CH4与CO2物质的量相等,CO2消耗量大于CH4,因此CO2的转化率大于CH4,因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化,B符合题意;
C.使用高效催化剂,只能提高反应速率,但不能改变平衡转化率,因此两条曲线不能重合,C不符合题意;
D.在X点的条件下,延长反应时间,能达到CH4平衡曲线上对应的点,不能到Y点,可以通过改变CO2的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据反应I和II结合温度和压强对平衡的影响判断
B.根据甲烷与温度的转化关系判断
C.催化剂只是改变速率,不能改变转化率
D.延长时间只能达到曲线B上的点,不能达到Y
12.【答案】C
【解析】【解答】A、起始时向这两个容器中分别充入等物质的量SO3气体,反应向气体的物质的量增多的方向移动,A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容,则A的压强小于B的压强,压强越大,反应速率越大,则B达到平衡所需要的时间短,A错误;
B、压强增大,平衡向生成SO3的方向移动,B容器中SO3的转化率小,B错误;
C、A的压强小,有利于SO2的生成,则达到平衡时A容器中SO2的物质的量更多,C正确;
D、达到平衡后,向两容器中分别通入等量的氦气,A容器保持压强变化,则需增大体积,平衡向生成SO2的方向移动,A容器中SO3的体积分数减小,B体积不变,氦气对平衡没有影响,B容器中SO3的体积分数不变,D错误,
故答案为:C。
【分析】本题考查压强对化学反应速率、化学平衡的影响。当其他条件不变的情况下,增大压强,反应向着气体体积减小的方向进行;减小压强,反应向着气体体积增大的方向进行;据此进行分析解答。
13.【答案】A
【解析】【解答】A.温度越高反应速率越快,加热,该反应速率加快,故A符合题意;
B.升高温度,平衡常数减小,所以上述生成 的反应为放热反应,故B不符合题意;
C.恒温恒压下,若向容器中再充入少量的Ar,溶液体积增大,相当于加压,上述平衡将逆向移动,故C不符合题意;
D.80℃时,测得某时刻 、 浓度均为 ,则 ,此时逆向进行v(正)故答案为:A。
【分析】A.升高温度加快反应速率;
B.反应在25℃、80℃时的平衡常数分别为5×104和2,可知升高温度平衡逆向移动;
C.恒温恒压下,若向容器中再充入少量的Ar,气体的体积增大;
D.80℃时,测得某时刻Ni (CO)4、CO浓度均0.5为0.5mol/L,则可计算Qc与K进行比较。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.第18min时反应物浓度大于第25min的反应物浓度,所以第18min的瞬时速率大于第25min的瞬时速率瞬时速率,故A不符合题意;
B. 0~10min,消耗Br2的平均速率是 0.01mol·L-1·min-1,故B不符合题意;
C.根据表格数据,30~35min,反应达到平衡状态,NO的物质的量浓度不变,故C不符合题意;
D.投料比等于系数比,所以容器中NO和Br2的转化率相等,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 依据表中的实验数据判断;
B. 利用计算;
C.反应达到平衡状态后,物质的物质的量浓度不变;
D.物质的投料比等于系数比,转化率相等;
15.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,化合物A与H2O的反应历程有3个阶段,说明该反应的碰撞并没有都发生反应,即化合物A与H2O之间的碰撞不均为有效碰撞,A不符合题意;
B.由图可知,该历程中的最大能垒(活化能)E正=16.87kJ mol-1-(-1.99kJ mol-1)=18.86kJ mol-1,B不符合题意;
C.催化剂可降低反应所需的活化能,改变反应速率,但不能改变反应热,C不符合题意;
D.由分析及图示信息可知,则该反应ΔH<0,为放热反应,所以升高温度,平衡逆向移动,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 有效碰撞中能发生化学反应,据此分析。
B. 能垒(活化能)E正为反应物的总能量与过渡态能量之差。
C.注意催化剂不能改变反应热。
D. ΔH=生成物总能量-反应物总能量,结合勒夏特列原理进行分析。
16.【答案】D
【解析】【解答】A.由图像可知体系达平衡后, ,故A不符合题意;
B.观察图像, CO 浓度较时CO2浓度率先达到最大值,即表明反应1先平衡,说明反应 I 的反应速率大于反应 II ,即活化能:反应 I<反应 II,故B不符合题意;
C. 观察图像,CO 浓度达顶峰后逐渐下降, 浓度变小的原因是CO2的生成导致反应 I 平衡逆向移动,故C不符合题意;
D.反应 I 、 II 为可逆反应,反应不能反应完全,因此 不可能降为0,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】通过观察CO 和CO2浓度变化判断反应进程,两个可逆反应同时进行,且都不能反应完全,反应 I率先达到平衡,反应 I 的反应速率快,反应 II消耗 HCOOH ,使HCOOH浓度减小,使反应 Ⅰ 逆向移动,CO 浓度减小。
17.【答案】C
【解析】【解答】A.催化剂改变反应速率不改变化学平衡,反应焓变不变,A不符合题意;
B.11 min压缩体积,压强增大,平衡向正反应移动,平衡时氮气的物质的量小于原平衡,故n(N2)的变化曲线为d,B不符合题意;
C.由图2可知,0~10 min内氮气的物质的量变化量为△n(N2)=0.6 mol-0.3 mol=0.3 mol,v(N2)= =0.015 mol/(L min),用不同物质表示反应速率时,速率比等于化学计量数之比,故v(H2)=3v(N2)=3×0.015 mol/(L min)=0.045 mol/(L min),C符合题意;
D.图2表示平衡时NH3含量与H2起始物质的量关系,曲线上各点都处于平衡状态,故A、B、C都处于平衡状态。达平衡后,增大H2用量,N2的转化率增大,故A、B、C三点中,C的氮气的转化率最高,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A. 焓变与化学平衡有关,但是催化剂不改变化学平衡;
B. 此反应是气体分子数减少的反应,体积减小相当于压强增大,平衡正向移动,判断出n(N2)的变化;
C. 根据图1分析0~10 min内=0.3 mol,依据v(N2)=以及v(H2)=3v(N2)计算出v(H2);
D. 要想增大N2的转化率,可以通过增大H2的用量来实现,并结合图2分析曲线上哪一点的转化率最高.
18.【答案】A
【解析】【解答】甲为恒温恒压容器,乙为恒温恒容容器,初始时两容器的温度、体积相同,合成氨反应是一个气体体积缩小的可逆反应,反应达到平衡时甲的体积小于乙的体积,相当于在乙的基础上增大压强,缩小体积,平衡正向移动,甲中氮气的转化率高,甲中氮气的物质的量分数小;为使两容器中的N2在平衡混合物中的物质的量分数相同,可以提高甲中氮气的物质的量分数或者减小乙中氮气的物质的量分数。
A. 向甲容器中充入一定量的氦气,使甲中的容积增大,相当于减小压强,平衡向左移动,提高了甲中氮气的物质的量分数,故A可行;
B. 向乙容器中充入一定量的N2气体,提高了乙中氮气的物质的量分数,故B不可行;
C. ,升温平衡左移,提高了乙中N2的物质的量分数,故C不可行;
D. 增大甲容器的压强,平衡右移,减小了甲中N2的物质的量分数,故D不可行;
故答案为:A。
【分析】,若恒容,则反应完之后,压强减小,相比于恒压,平衡正向移动,故甲中氮气的物质的量分数小于乙,故要使反应逆向进行。
19.【答案】B
【解析】【解答】A.2秒时NO2的浓度为0.02mol/L,则转化的N2O4的浓度为0.01mol/L,则前2秒以N2O4的浓度变化表示的平均反应速度为 =0.005mol/(L.s),选项A不符合题意;
B.2秒时NO2的物质的量为5L×0.02mol/L=0.1mol,由N2O4═2NO2可知消耗的N2O4为0.05mol,故2s时N2O4的物质的量为0.5mol-0.05mol=0.45mol,反应前后的物质的量之比等于压强之比,则在2秒时体系内的压强为开始时的 =1.1倍,选项B符合题意;
C.设转化的N2O4的物质的量为x,则平衡时N2O4的物质的量为0.5mol-x,NO2的物质的量为2x,由平衡时容器内压强为开始时的1.6倍,则 =1.6,解得x=0.3mol,选项C不符合题意;
D.N2O4 的转化率为 ×100%=60%,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在恒温恒压下,气体物质的量之比等于压强比,分别计算出2S时与平衡时各物质的物质的量浓度进行判断。
20.【答案】D
【解析】【解答】A.因为稀释能促进弱碱的电离,所以稀释pH均为11的MOH溶液和NOH溶液时pH变化大的碱性强,所以碱性:MOHB.常温下0.1000 mol·L-1醋酸溶液滴定20.00 mL0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,当加入20.00mL醋酸时,二者恰好反应生成醋酸钠,水解显碱性,而不是中性,所以B不符合题意;
C.反应中加入催化剂会降低活化能,但不影响反应热,即使用催化剂不改变Eb﹣Ea的值,C不符合题意;
D.反应2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g),在其他条件不变的情况下增大起始物CO的物质的量,使一氧化氮转化率增大,NO的转化率c>b>a,D符合题意;
故答案为D。
【分析】
A.稀释促进碱的电离,弱碱电离可逆,根据勒夏特列原理,MOH是强碱;
B.等体积时两者形成的是强碱弱酸盐,显碱性;
C.Eb﹣Ea是反应的活化能,催化剂的作用就是改变活化能改变反应速率;
D.增大其中一种反应物浓度会增大另一种反应物的转化率。
21.【答案】(1)低温;-37.2kJ/mol
(2)小于;Kp1×Kp2;小于;由和的线性关系图可知,线比线倾斜度更大,结合lgKp0=lgKp1+lgKp2可推理出lgKp0线会随横坐标温度的上升而减小。平衡常数随温度上升而减小的反应是放热反应,所以反应i是放热反应。
(3)6×10-3;1.0009
【解析】【解答】(1)①该反应是气体分子数减小的反应,则ΔS<0,已知 H<0,根据ΔH-TΔS<0,反应才能自发进行,则该反应在低温可自发进行;
②由盖斯定律:反应i+反应ii+反应iii可得反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),所以△H=△H1+△H2+△H3=32.8kJ mol-1-88kJ mol-1+△H3=-92.4 kJ mol-1,据此可得△H3=-37.2 kJ mol-1;
(2)①由图可知,温度升高lgKp1减小,即平衡常数Kp1减小,说明反应ii是放热反应,则ΔH1小于0;
②根据盖斯定律:ii+iii得i,则Kp0=Kp1×Kp2;由和的线性关系图可知,线比线倾斜度更大,结合lgKp0=lgKp1+lgKp2可推理出lgKp0线会随横坐标温度的上升而减小。平衡常数随温度上升而减小的反应是放热反应,所以反应i是放热反应,小于0;
(3)NH3 H2O的Kb=1.8×10-5,若氨水的浓度为2.0mol L-1,由Kb=,可知c(OH-)=mol/L=6×10-3mol/L,将CO2通入该氨水中,当溶液呈中性时溶液中c(OH-)=c(H+)=10-7mol/L,电荷守恒得到:c(NH)=c(HCO)+2c(CO),=1+,H2CO3的Ka2=4.4×10-11,结合Ka2=可得==4.4×10-4,=1+=1+8.8×10-4=1.0009,故答案为:6×10-3;1.0009;
【分析】(1) ① 根据则反应自发进行;
② 考查盖斯定律;
(2)从图可知随温度升高Kp1逐渐减小,温度升高平衡向吸热反应方向移动,说明逆反应为吸热反应;反应 i =反应 ii+反应 iii ,说明 Kp0=Kp1×Kp2 ;
(3)利用Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,计算浓度为 2mol/L的氨水中的OH-的浓度;溶液呈中性时c(H+)=c(OH-),.
22.【答案】(1)0.018 mol·L-1·min-1
(2)<
(3)减小压强;2.8
(4)3X(g) 2Y(g)+Z(g) △H=-10a kJ/mol;Ⅴ
(5)60%
【解析】【解答】(1)根据图甲知,t0~t1阶段X浓度变化为0.09mol·L-1,v(X)=△c(X)/△t=0.09 mol·L-1÷5min=0.018 mol·L-1 ·min-1。(2)在t2~t3阶段Y的物质的量减小,平衡逆向移动,则此阶段开始时v正<v逆。(3)根据反应的特点和图乙知t2时刻改变的条件为增大X的浓度,t3时刻改变的条件是使用催化剂,t4时刻改变的条件是减小压强,此过程中温度不变,平衡常数不变,根据t1~t2时间段的数据计算平衡常数,K =c2(Y)c(Z)/c3(X)=(0.112×0.05)÷0.063=2.8。(4)t5~t6阶段改变的条件为降低温度,容器内Z的物质的量共增加0.10 mol,平衡正向移动,该反应为放热反应,在反应中热量变化总量为a kJ,该反应的热化学方程式3X(g) 2Y(g)+Z(g) △H= -10a kJ/mol;对于放热反应,降低温度,化学平衡常数增大,故在乙图Ⅰ~Ⅴ处平衡中,平衡常数最大的是Ⅴ。(5)若起始实验条件不变,重新向该容器中加入0.60 mol X、0.20 mol Y和0.080 mol Z,相当于增大压强,该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强平衡不移动,反应至平衡状态后X的转化率与原平衡相同,为(0.09mol/L÷0.15mol/L)×100%=60%。
【分析】 (1)由图象计算X的浓度变化,根据反应速率v(X)= 计算;
(2) t3~t4阶段与t4~t5阶段正逆反应速率都相等,而t3~t4阶段为使用催化剂,如果t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度,平衡移动发生移动,则正逆反应速率不相等,则t4~t5阶段应为减小压强;在t2~t3阶段Y的物质的量减小,平衡逆向移动,则此阶段开始时v正<v逆;
(3)由(2)分析可知t4~t5阶段改变的条件为减小压强,此时平衡常数不变;
(4)计算生成1mol反应的热量变化,结合方程式书写热化学方程式;降温时平衡正向移动,平衡常数增大;
(5)根据平衡常数不变计算重新达到平衡时各组分的浓度,计算X的减小量,即可计算X的转化率。
23.【答案】(1)<;反应Ⅲ的lg随温度的升高而降低,故为放热反应
(2)a-c
(3)0.35;11:1;;减少;保持恒温怛压下,充入一定量的He,容器的体积会增大,各组分的体积分数都减小,尽管反应Ⅱ正向移动,由其不变知,反-2-丁烯的体积分数仍会减小
【解析】【解答】(1)反应Ⅲ的lg随温度的升高而降低,即随温度的升高而降低,故为放热反应,<0;
(2)由题意知,Ⅰ. lg、Ⅱ. lg,根据盖斯定律,由Ⅱ-Ⅰ可得,b=a-c;
(3)①因为在K时,lg,即,反应Ⅲ为反应前后气体化学计量数不变的反应,故,根据碳元素守恒可知,平衡时正丁烷为2mol-0.15mol-1.50mol=0.35mol,H2的物质的量为两种丁烯之和,为1.65mol,故H2与顺-2-丁烯的浓度比为1.65:0.15=11:1;
②平衡体系中气体的总物质的量为2mol+1.65mol=3.65mol,故反应Ⅰ的体积分数平衡常数;
③保持恒温怛压下,充入一定量的He,容器的体积会增大,各组分的体积分数都减小,尽管反应Ⅱ正向移动,由其不变知,反-2-丁烯的体积分数仍会减小。
【分析】(1)根据影响化学平衡移动的因素分析;(2)根据盖斯定律;
(3)①利用“三段式”法计算;
②化学平衡常数,指在一定温度下,可逆反应达到平衡时各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;
③化学平衡常数只与温度有关。
24.【答案】(1)温度升高,反应速率加快;温度升高,有利于平衡反应正向进行
(2)不能;该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行
(3)>;>
(4)使用催化剂;
【解析】【解答】Ⅰ(1)对应反应N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H>0。温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是温度升高,反应速率加快;且该反应为吸热反应,温度升高,有利于平衡反应正向进行。
(2)汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,不能通过2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0反应除去,原因是该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行。
Ⅱ.(3)根据先拐先平衡,T1>T2。温度升高,C的百分含量增大,所以升温平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,△H>0;
(4)①t8后,正逆反应速率同等程度增大,反应前后气体体积不相同,只能是使用了催化剂;②t4时降压,则逆反应速率瞬间变小后逐渐增大,平衡正向移动,t5时达到平衡逆反应速率不变,t6时增大反应物的浓度,逆反应瞬间没变,但随后速率也会慢慢增加,所以在图2中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线如图: ;
【分析】(1)根据温度对反应速率和平衡移动的影响进行分析即可;
(2)根据自由能判断分析反应能否发生;
(3)温度越高反应速率越快,达到平衡状态的时间越短,结合温度与平衡移动的方向分析焓变;
(4)①逆反应速率突然增大,且正逆反应速率相等,所以改变的条件是使用催化剂。
25.【答案】(1)吸收;180
(2);90%
(3)ad
(4)ab
(5)180℃;验证不同催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律;相同条件下,温度越高,反应速率越快
【解析】【解答】(1)根据计算能量变化为946+498-2x632=180kJ,因此为吸收能量;
(2)2S内的平均反应速率为v(NO)=(1x10-3-2.5x10-4)/2= ,因此 前内的平均反应速率 ,从图示看出4s得到平衡,NO的转化率为(1x10-3-1x10-4)/1x10-3=90%;
(3)恒容时,温度升高,速率加快,将产物分离速率降低,充入氦气,浓度不变,速率不变,加入选择性催化剂速率加快;故答案为ad;
(4)a:单位时间内消耗amolCO,同时生成amolNO,正逆速率相等,故a符合题意;
b:v(NO)=v(CO)根据方程式速率之比等于化学计量系数之比,无法判断是否平衡,故b不符合题意;
c:反应后气体的系数不等,恒容条件下,容器内压强不变,反应平衡,故c符合题意;
d: 浓度之比为 等于化学计量系数之比,无法判断是否达到平衡,故d不符合题意;
(5)①根据表格得到。I和II失比较表面积不同,因此温度和浓度必须一致,温度为180℃;②对比I和III主要是比较温度对反应速率影响,温度越高速率越快;
【分析】(1)根据数据计算判断吸热或者吸热;
(2)根据表格计算反应速率和转化率即可;
(3)改变速率一般可以提高温度和加入催化剂;
(4)结合平衡的依据,是正逆反应速率相等,结合选项判断即可;
(5)①根究表面积不同探究速率影响,因此温度相同;
②比较温度不同对速率的影响。