鲁科版高中化学选择性必修1 2.2.2 反应条件对化学平衡的影响 随堂练(含解析)

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名称 鲁科版高中化学选择性必修1 2.2.2 反应条件对化学平衡的影响 随堂练(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-10-10 09:37:33

文档简介

第二节 化学反应限度
第2课时 反应条件对化学平衡的影响
1.(24-25高二上·山东济南·阶段检测)某温度下,恒容密闭容器中进行可逆反应: ,下列说法正确的是
A.平衡后加入少量W,速率-时间图像如上图
B.平衡后升高温度,平衡正向移动,不变
C.平衡后加入Y,平衡正向移动,X、Y的转化率均增大
D.当容器中气体的压强不再变化时,反应达到平衡状态
2.(24-25高二上·山东日照·期中)下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.通过改进生产设备使合成氨反应器的压强上升到30MPa,提高平衡转化率
B.配制溶液时,先将固体溶于浓盐酸中,再加水稀释
C.在自然界里,通过根瘤菌的作用每年可以固定1亿吨氮
D.向溶液中加入少量铁粉,溶液颜色变浅
3.(24-25高二上·北京·期中)CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为:


其他条件相同时,投料比为,不同温度下反应的结果如图。
下列说法不正确的是
A.加压有利于增大和反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
B.始终低于1.0,与反应②有关
C.若不考虑其他副反应,体系中存在:
D.,升温更有利于反应①,反应①先达到平衡
4.(24-25高二上·山东·期中)下列实验装置或操作不正确的是
A.图1测定中和热 B.图2验证铁的吸氧腐蚀
C.图3催化效率:酶>硫酸 D.图4验证反应正向是放热反应
5.(24-25高二上·河南信阳·阶段检测)某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是
A.增大压强,,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时的浓度增大
C.恒压下,充入一定量的He,平衡转化率减小
D.恒容下,充入一定量的,的平衡转化率增大
6.(24-25高二上·山东枣庄·阶段检测)已知反应①:和反应②:在相同的某温度下的平衡常数分别为和,该温度下反应③:的平衡常数为。则下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.反应③的平衡常数
C.对于反应②,若恒容时,温度升高,浓度减小,则该反应平衡常数也会减小
D.对于反应③,恒温恒容下,增大浓度,平衡常数一定会减小
7.(24-25高二上·山东滨州·阶段检测)为了模拟汽车尾气的净化,向密闭容器中投入一定量的CO和,在催化剂(Ⅰ型、Ⅱ型)和不同温度下发生反应:,反应进行相同时间t(s),测得CO转化率与温度的关系曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该反应在a、b两点对应的平衡常数大小关系:
B.b点转化率明显下降最主要原因是温度升高催化剂失活
C.在实验中CO平衡转化率达到阴影部分数值只能采用延长反应时间的方案
D.50℃,t s时容器中浓度为0.01mol/L,该温度下压反应平衡常数为
8.(22-23高二上·全国·课后作业)已知反应①:和反应②:,在相同的某温度下的平衡常数分别为和,该温度下反应③:的平衡常数为K。则下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.反应③的平衡常数
C.对于反应③,恒容时,温度升高,浓度减小,则该反应的焓变为正值
D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,平衡不移动,浓度不变
9.(24-25高二上·山东青岛·阶段检测)对于反应 ,在一定条件下向体系中充入和,下列说法正确的是
A.该反应在任意条件下均能自发进行
B.恒压条件下,当容器内气体密度不再改变时,反应达到平衡
C.其他条件一定,恒容通,增大压强,反应正向进行
D.恒容条件,平衡后继续充入和,新平衡所占百分含量不变
10.(24-25高二上·山东济南·阶段检测)下列事实或现象及结论均正确的是
事实或现象 结论
A 增大压强,平衡正向移动 NO2的物质的量减少,体系颜色变浅
B 铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加 电池发生了放电反应
C 向2ml 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中滴入一滴KSCN溶液,溶液变红,再加入少量KCl溶液,溶液颜色变浅 Cl—浓度增大,使平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动
D 为基元反应,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅 正反应活化能大于逆反应活化能
A.A B.B C.C D.D
11.已知反应:,把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用弹簧夹夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水中,把烧瓶B放入冰水中,如图所示。与常温时烧瓶C内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是(A、B、C中初始充入NO2、N2O4的量相等)( )
A.上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B.上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大
C.上述过程中,A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D.反应的逆反应为放热反应
12.(24-25高二上·山东青岛·阶段检测)下面是某化学研究小组探究外界条件对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正确的是
A.图①中该反应的,且
B.图②是在一定条件下,随时间t的变化,正反应的,M点正反应速率点逆反应速率
C.图③是在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,若平衡时和的转化率相等,则
D.图④中曲线表示一定压强下的平衡转化率随温度的变化,A、B、C三点表示不同温度、压强下的平衡转化率,压强最小的是B点,化学平衡常数最小的是A点
13.(24-25高二上·山东·期中)油气开采及石油化工等行业废气普遍含有硫化氢,需回收处理并加以利用。
已知:
(1)在1470K,100kPa、反应条件下,将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等,平衡转化率为 ,平衡常数 。
(2)在1373K,100kPa反应条件下,对于)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的混合气,热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。
①越小,平衡转化率越 (填“大”或“小”),理由是 。
②对应图中曲线 (填“a~e”字母),计算其在0~0.1s之间,分压的平均变化率为 。
③对比分别为1:9和1:19时的分压变化率,说明反应速率较快的是 (填“1:9”或“1:19”)。
14.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)碳一化学是指从一个碳原子的化合物(如CO、等)出发合成各种化学品的技术。
(1)已知:830℃时,反应的平衡常数为1.0,设起始时投入的、均为,恒容条件下,反应后达到平衡,则的转化率为 ,内, 。
在带活塞的某容器中,将和按物质的量之比为1:3投料,固定活塞使该容器体积为2L,发生反应,当温度分别为T1和T2时,反应体系中体积分数随时间变化如图。
(2)该反应的ΔH (填“>”“=”或“<”)0。
(3)一定温度下,下列措施能提高平衡转化率的是 (填字母)。
A.增大和的投料比 B.减小容器体积
C.升高温度 D.加入高效催化剂
(4)若某温度下,平衡时,保持其他条件不变,移动活塞至该容器体积固定为1L,此时平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”),达到新平衡时 1mol(填“>”“=”或“<”)。
15.(24-25高二上·山东青岛·期中)甲烷既是燃料,也是一种重要的化工原料。回答下列问题:
Ⅰ.甲烷与水蒸气重整制氢涉及的反应有:
① ;
② 。
(1)研究表明,反应②在催化下分三步进行,已知:
第一步:
第二步:
则第三步反应的热化学方程式为 。
(2)一定压强下,将甲烷与水蒸气按1:2的体积比通入反应体系。平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。曲线b代表的物质为 ;750°C以后,曲线a下降的原因是 。
Ⅱ.甲烷与二氧化碳自热重整工艺发生的反应为 。当投料比时,不同温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。
(3)该反应自发进行的条件是 (填“任意温度”、“高温”或“低温”)。
(4)压强、、由大到小的顺序为 ,若,则点对应状态下,该反应的压强平衡常数 。
(5)温度高于1000℃时,不同压强下,平衡转化率趋于相同的原因是 。
1.(24-25高二上·山东菏泽·阶段检测)对于反应: ,下列措施不能增大平衡转化率的是
A.在原容器中再充入 B.在原容器中再充入
C.缩小容器的容积 D.将水蒸气从体系中分离
2.(24-25高二上·山东济南·阶段检测)一定温度下,将通入一个容积不变的容器中,达到平衡,测得平衡混合气体压强为,此时再向反应器中通入,在温度不变的条件下再度达到平衡,测得压强为,下列判断正确的是
A.
B.的转化率增大
C.百分含量减小
D.再通入的时候,平衡是向逆反应方向移动的
3.(24-25高二上·山东淄博·阶段检测)某多孔超分子材料的空腔大小恰好适配,可将其“固定”得到R,实现了与分离并制备,如图所示:已知: ;下列说法正确的是
A.图示过程属于氮的固定
B.多孔材料的空腔变大,反应正向进行的程度变大
C.高温、高压下有利于多孔材料分离出更多
D.R在氛围中水洗,可制得,同时实现再生
4.(24-25高二上·山东淄博·阶段检测)下列示意图表示正确的是
A.图①表示碳的燃烧热
B.图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,由图可知
C.已知稳定性顺序:,某反应由两步反应A→B→C构成,反应过程中的能量变化曲线如图③
D.由图④可知:该反应,
5.(24-25高二上·山东淄博·阶段检测)下列有关实验探究方案设计合理的是
选项 实验方案 实验目的
A 牺牲阳极法保护电极,往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液,观察现象 验证电极被保护
B 先将注射器充满气体,然后将活塞迅速往里推压缩体积,观察注射器内气体颜色变化 验证压强对平衡的影响
C 一定温度下,用相同质量的同种锌粒分别与稀硫酸和浓硫酸反应,观察气体产生的快慢 探究浓度对反应速率的影响
D 在平衡体系中加入固体,观察溶液颜色变化 探究浓度对化学平衡的影响
A.A B.B C.C D.D
6.(24-25高二上·山东东营·阶段检测)在容积的刚性容器中充入和,发生反应,正反应为放热反应,反应过程中测得容器内压强的变化如表所示。下列说法正确的是
反应时间 0 5 10 15 20 25
压强
A.后,增大压强,反应速率增大且
B.内转化率为
C.时,再向容器中通入、各,平衡不移动
D.该温度下平衡常数
7.(24-25高二上·山东东营·阶段检测)将一定量的固体置于容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②。反应经过后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.的分解率为
B.此温度下反应①平衡常数
C.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,不变
8.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察现象 浓度大的NaHSO3溶液中气泡产生的速率快 其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快
B 向FeCl3和KSCN的混合溶液中,加入KCl固体 溶液颜色不变 其他条件不变时,增大Cl-的浓度,平衡不移动
C 压缩NO2和N2O4的混合气体 气体颜色变深 反应的平衡逆向移动
D 向2mL0.01mol L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液 溶液变红色 证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的
A.A B.B C.C D.D
9.(24-25高二上·河南·阶段检测)在相同的恒容密闭容器中,加入相同量的氯化氢和晶体硅,发生反应,间隔相同时间测得在不同催化剂下HCl的转化率随温度的变化如图所示(图中温度范围内催化剂的活性变化可忽略)。
下列说法正确的是
A.选用催化剂①可加快反应速率,同时提高平衡时HCl的转化率
B.该反应的正反应为放热反应,图中a、b点均有
C.化学平衡常数:
D.加压、适当升温、及时分离出,均有利于提高硅的转化率
10.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)已知反应: ,则下列说法正确的是
A.由图甲知:
B.图乙中c表示A的浓度,则可推断出:、均未达平衡状态
C.图丙纵坐标表示生成物C的百分含量,E点
D.图丁中,曲线a一定使用了催化剂
11.(24-25高二上·山东菏泽·阶段检测)在密闭容器中发生反应,反应体系中A的百分含量(A%)与温度(T)的关系和图像如图所示,下列说法正确的是
A.该反应是吸热反应
B.a点:v正C.,C的百分含量最小
D.时刻改变的条件一定是加入催化剂
12.(24-25高二上·山东聊城·阶段检测)某温度下,密闭容器中发生反应aX(g) bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是
A.a>b+c
B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小
D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
13.(24-25高二上·山东潍坊·期中)氢气是一种清洁能源,研究制氢技术具有重要意义。乙醇-水催化重整可获得。其主要反应如下:
I.
II.
回答下列问题:
(1)通过控制反应条件,使体系仅发生反应I,以和或和为初始原料,分别在恒温恒容条件下进行反应。达平衡时,以和为原料,体系向环境吸收能量;以和为原料,体系向环境释放能量。反应I的 。
(2)在乙醇-水催化重整制的体系中,下列说法正确的是 。
a.增大初始投料比,有利于提高的转化率
b.和的物质的量之和保持不变,说明反应体系已达平衡
c.平衡后,压缩容器体积,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡不移动
d.及时分离出,可提高的平衡产率
(3)在下,向恒压密闭容器中通入和,平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示,
已知:的选择性。
①已知曲线b代表平衡时的转化率,温度高于时,的平衡转化率随温度升高而减小的原因是 ;代表选择性的是曲线 (填“a”或“c”)。
②时,的转化率为 ;反应Ⅱ的平衡常数 。
14.(24-25高二上·山东滨州·阶段检测)以,为原料合成的反应是研究热点之一,该反应体系涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知25℃和101kPa下,,的摩尔燃烧焓分别为-285.8、-283.0, ,则 。
(2)在恒压密闭容器中,按照投料进行反应,反应Ⅰ、Ⅱ以物质的分压表示的平衡常数随温度T的变化关系如下图1所示(体系总压为10kPa)。
①反应Ⅱ对应图1中 (填:“m”或“n”);A点对应温度下体系达到平衡时的转化率为80%,反应Ⅰ的 (保留两位有效数字)。
②通过调整温度可调控平衡时的值。B点对应温度下,平衡时,则 kPa。
(3)在密闭容器中,保持投料比不变,将和按一定流速通过反应器,一段时间后,测得转化率()和甲醇选择性随温度(T)变化关系如图2所示。
若233~250℃催化剂的活性受温度影响不大,则236℃图中曲线下降的原因是 ;
(4)向恒温恒压的两个密闭容器甲(T℃、)、乙(T℃、)中,分别充入物质的量均为a mol的和,若只发生反应Ⅱ,其正反应速率,p为气体分压。若甲、乙容器平衡时正反应速率之比,则甲、乙容器的体积之比为 。
15.(24-25高二上·山东日照·期中)为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理HCl废气: 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题:
(1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)可以自发进行, ℃。
(2)结合以下信息,可知的燃烧热 (用代数式表示)。


(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是___________(填标号)。
A.增大HCl的流速 B.将温度升高40℃
C.增大 D.使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时, (填“大于”或“小于”),原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数 (用平衡时各组分的物质的量分数代替平衡浓度计算)。第二节 化学反应限度
第2课时 反应条件对化学平衡的影响
1.(24-25高二上·山东济南·阶段检测)某温度下,恒容密闭容器中进行可逆反应: ,下列说法正确的是
A.平衡后加入少量W,速率-时间图像如上图
B.平衡后升高温度,平衡正向移动,不变
C.平衡后加入Y,平衡正向移动,X、Y的转化率均增大
D.当容器中气体的压强不再变化时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.W是固体,不影响化学反应速率,所以平衡后加入少量W,逆反应速率不变,A错误;
B.反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,但是不变,B正确;
C.平衡后加入Y,平衡正向移动,促进X转化,但是Y本身的转化率降低,C错误;
D.反应为气体分子数不变的反应,压强不是变量,容器中气体的压强不再变化时,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故选B。
2.(24-25高二上·山东日照·期中)下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.通过改进生产设备使合成氨反应器的压强上升到30MPa,提高平衡转化率
B.配制溶液时,先将固体溶于浓盐酸中,再加水稀释
C.在自然界里,通过根瘤菌的作用每年可以固定1亿吨氮
D.向溶液中加入少量铁粉,溶液颜色变浅
【答案】C
【详解】A.,反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,能提高平衡转化率,能用平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.配制溶液时,先将固体溶于浓盐酸中,增大氢离子浓度抑制铁离子的水解,再加水稀释得到氯化铁溶液,能用平衡移动原理解释,B不符合题意;
C.通过根瘤菌的作用每年可以固定1亿吨氮,为自然固氮过程,不能用平衡移动原理解释,C符合题意;
D.铁和铁离子生成亚铁离子,铁离子浓度减小,,平衡逆向移动,溶液颜色变浅,能用平衡移动原理解释,D不符合题意;
故选C。
3.(24-25高二上·北京·期中)CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为:


其他条件相同时,投料比为,不同温度下反应的结果如图。
下列说法不正确的是
A.加压有利于增大和反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
B.始终低于1.0,与反应②有关
C.若不考虑其他副反应,体系中存在:
D.,升温更有利于反应①,反应①先达到平衡
【答案】D
【详解】A.加压能增大反应速率,利于增大CH4和CO2反应的速率,反应①平衡逆向进行,不利于提高二者的平衡转化率,A正确;
B.①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g),②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g),反应①中生成的氢气和氧化铁为1:1,反应②消耗氢气生成一氧化碳,n(H2):n(CO)始终低于1.0,与反应②有关,B正确;
C.设初始甲烷物质的量为1mol,二氧化碳物质的量为1.3mol,容器体积为1L,根据碳守恒:c(CH4)+c(CO)+c(CO2)=2.3,氢元素守恒:4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)=4,4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)],C正确;
D.该体系中,反应①的n(H2):n(CO)为1:1,反应②的发生会影响该比值,而时n(H2):n(CO)快速升高,后续比值不变,且甲烷与二氧化碳的转化率在持续变化,说明在此温度范围内,升温更有利于反应②,先达到平衡状态,D错误;
故答案为:D。
4.(24-25高二上·山东·期中)下列实验装置或操作不正确的是
A.图1测定中和热 B.图2验证铁的吸氧腐蚀
C.图3催化效率:酶>硫酸 D.图4验证反应正向是放热反应
【答案】C
【详解】A.题给装置在隔热保温条件下,通过测定溶液中温度变化可以达到测定中和热的实验目的,故A正确;
B.具支试管中氧气的物质的量减小,气体压强减小,导管中液面上升说明铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀,则题给装置能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的,故B正确;
C.两个烧杯中溶液的温度不同、催化剂不同,不符合探究实验变量唯一化原则,则题给装置不能达到探究酶和硫酸的催化效率的实验目的,故C错误;
D.放入热水中的盛有二氧化氮的圆底烧瓶的颜色变深,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,则题给装置能达到验证正向是放热反应的实验目的,故D正确;
故选C。
5.(24-25高二上·河南信阳·阶段检测)某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是
A.增大压强,,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时的浓度增大
C.恒压下,充入一定量的He,平衡转化率减小
D.恒容下,充入一定量的,的平衡转化率增大
【答案】C
【详解】A.由题干方程式可知,增大压强,上述反应化学平衡正向移动即,但平衡常数仅仅是温度的函数,即温度不变平衡常数不变,A错误;
B.加入催化剂,反应速率改变,但平衡不移动即平衡时的浓度不变,B错误;
C.恒压下,充入一定量的He,相当于对原反应体系减小压强,上述平衡逆向移动,则平衡转化率减小,C正确;
D.恒容下,充入一定量的,上述反应平衡正向移动,H2O的平衡转化率增大,但的平衡转化率减小,D错误;
故答案为:C。
6.(24-25高二上·山东枣庄·阶段检测)已知反应①:和反应②:在相同的某温度下的平衡常数分别为和,该温度下反应③:的平衡常数为。则下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.反应③的平衡常数
C.对于反应②,若恒容时,温度升高,浓度减小,则该反应平衡常数也会减小
D.对于反应③,恒温恒容下,增大浓度,平衡常数一定会减小
【答案】B
【详解】A.在书写平衡常数表达式时,固体不能表示在平衡常数表达式中,A错误;
B.由于反应③=反应①-反应②,因此平衡常数K=,B正确;
C.反应②,若恒容时,温度升高,浓度减小,平衡正向移动,则该反应平衡常数增大,C错误;
D.对于反应③,在恒温恒容下,增大浓度,平衡逆向移动,平衡常数不变,D错误;
答案选B。
7.(24-25高二上·山东滨州·阶段检测)为了模拟汽车尾气的净化,向密闭容器中投入一定量的CO和,在催化剂(Ⅰ型、Ⅱ型)和不同温度下发生反应:,反应进行相同时间t(s),测得CO转化率与温度的关系曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该反应在a、b两点对应的平衡常数大小关系:
B.b点转化率明显下降最主要原因是温度升高催化剂失活
C.在实验中CO平衡转化率达到阴影部分数值只能采用延长反应时间的方案
D.50℃,t s时容器中浓度为0.01mol/L,该温度下压反应平衡常数为
【答案】D
【分析】由图象可知随着温度的升高,转化率先增大后减小,则正反应为放热反应,图中a没有达到平衡状态,图中b达到平衡状态,催化剂Ⅰ型的催化效率较高,以此解答该题。
【详解】A.转化率先增大后减小,说明升高到一定温度时,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,温度低的平衡常数大,反应在a、b两点对应的平衡常数大小关系:Ka>Kb,故A错误;
B.b点之后反应达到平衡状态,b点转化率明显下降最主要原因是温度升高使得平衡逆向移动,故B错误;
C.阴影部分的CO的转化率高于曲线上的点,b点之前反应还未达到平衡,因此延长反应时间或者增大压强等都可使平衡转化率达到阴影部分数值,故C错误;
D.设初始c(CO)=amol/L,已知50℃下CO转化率为x,则平衡时c(CO)=amol/L×(1-x),c(CO2)=ax mol/L,平衡常数K===,故D正确;
故答案选D。
8.已知反应①:和反应②:,在相同的某温度下的平衡常数分别为和,该温度下反应③:的平衡常数为K。则下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.反应③的平衡常数
C.对于反应③,恒容时,温度升高,浓度减小,则该反应的焓变为正值
D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,平衡不移动,浓度不变
【答案】B
【详解】A.在书写平衡常数表达式时,固体不能表示在平衡常数表达式中,A错误;
B.按盖斯定律可得反应③=反应①-反应②,因此平衡常数,B正确;
C.反应③中,温度升高,H2浓度减小,则平衡左移,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,因此ΔH<0,C错误;
D.对于反应③,在恒温恒容下,增大压强,气体有可能转变成液体(如水),导致平衡移动,H2的浓度改变,如充入惰性气体,则平衡不移动,H2的浓度不变,也可以通过同比例同组分的平衡混合气体,则氢气的浓度增大,D错误;
故选B。
9.(24-25高二上·山东青岛·阶段检测)对于反应 ,在一定条件下向体系中充入和,下列说法正确的是
A.该反应在任意条件下均能自发进行
B.恒压条件下,当容器内气体密度不再改变时,反应达到平衡
C.其他条件一定,恒容通,增大压强,反应正向进行
D.恒容条件,平衡后继续充入和,新平衡所占百分含量不变
【答案】B
【详解】A. 是气体减小的放热反应,,,则在T较小时,该反应在低温条件下能自发进行,故A错误;
B.恒压条件下,该反应的正反应为气体体积减小的反应,容器中气体质量恒定,当容器内气体密度不变时,容器容积不变即气体体积不变,能说明反应达到平衡,故B正确;
C.其他条件一定,恒容通,增大压强,但各物质的浓度均不变,反应平衡状态不变,平衡不移动,故C错误;
D.恒容条件,平衡后继续充入和,等效于加压,加压平衡正向移动,当再次达到平衡时,所占百分含量增大,故D错误;
故选B。
10.(24-25高二上·山东济南·阶段检测)下列事实或现象及结论均正确的是
事实或现象 结论
A 增大压强,平衡正向移动 NO2的物质的量减少,体系颜色变浅
B 铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加 电池发生了放电反应
C 向2ml 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中滴入一滴KSCN溶液,溶液变红,再加入少量KCl溶液,溶液颜色变浅 Cl—浓度增大,使平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动
D 为基元反应,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅 正反应活化能大于逆反应活化能
【答案】B
【详解】A.反应是一个气体体积减小的反应,故增大压强,平衡正向移动,NO2的物质的量减少,但根据勒夏特列原理可知,NO2浓度增大,则颜色加深,A错误;
B.铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加,由于两极电极反应为:负极:Pb+-2e-=PbSO4(s),正极:PbO2++2e-+4H+=PbSO4(s)+2H2O,即电池发生了放电反应,B正确;
C.向2ml 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中滴入一滴KSCN溶液,溶液变红,反应原理为:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,再加入少量KCl溶液,溶液颜色变浅,不是Cl-浓度增大,使平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动,而是由于加入溶液使得Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3的浓度减小,上述平衡逆向移动,C错误;
D.为基元反应,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅,说明降低温度平衡正向移动,即正反应是一个放热反应,故<0,即正反应活化能小于逆反应活化能,D错误;
故答案为:B。
11.已知反应:,把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用弹簧夹夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水中,把烧瓶B放入冰水中,如图所示。与常温时烧瓶C内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是(A、B、C中初始充入NO2、N2O4的量相等)( )
A.上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B.上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大
C.上述过程中,A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D.反应的逆反应为放热反应
【答案】D
【详解】A.升高温度,正、逆反应速率都加快,A正确;
B.B烧杯内放的是冰水,温度降低,烧瓶内气体颜色变浅,说明降低温度,化学平衡向生成N2O4的正方向移动,导致B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大,B正确;
C.容器的容积不变,混合气体的质量不变,则A、B两个烧瓶内气体的密度都不变,C正确;
D.放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深,放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动,降低温度平衡向生成N2O4的方向移动,故的正反应为放热反应,则其逆反应为吸热反应,D错误;
故合理选项是D。
12.(24-25高二上·山东青岛·阶段检测)下面是某化学研究小组探究外界条件对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正确的是
A.图①中该反应的,且
B.图②是在一定条件下,随时间t的变化,正反应的,M点正反应速率点逆反应速率
C.图③是在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,若平衡时和的转化率相等,则
D.图④中曲线表示一定压强下的平衡转化率随温度的变化,A、B、C三点表示不同温度、压强下的平衡转化率,压强最小的是B点,化学平衡常数最小的是A点
【答案】C
【详解】A.相同温度下,随压强增大,Z体积分数减小,说明平衡逆向移动,逆反应方向为气体分子数减小,正反应方向为气体分子数增大,即;升高温度,Z体积分数减小,说明平衡正向移动,即正反应方向为吸热反应,,故A错误;
B.图②中T1时反应更快到达平衡,温度T1> T2,升高温度,X的平衡浓度增大,说明平衡逆移,故正反应的,但是M点正反应速率=M点逆反应速率>W点逆反应速率>N点逆反应速率,故B错误;
C.图③,当投料比等于化学计量数之比时,所有反应物的转化率相等,若平衡时和的转化率相等,则,故C正确;
D.图④中曲线表示一定压强下NO平衡转化率随温度的变化,A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率,该反应过程中气体体积减小,增大压强,平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,则压强最小的是A点,升高温度,NO的平衡转化率减小,平衡逆向移动,该反应为放热反应,A点温度最低,化学平衡常数最大,故D错误;
答案选C。
13.(24-25高二上·山东·期中)油气开采及石油化工等行业废气普遍含有硫化氢,需回收处理并加以利用。
已知:
(1)在1470K,100kPa、反应条件下,将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等,平衡转化率为 ,平衡常数 。
(2)在1373K,100kPa反应条件下,对于)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的混合气,热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。
①越小,平衡转化率越 (填“大”或“小”),理由是 。
②对应图中曲线 (填“a~e”字母),计算其在0~0.1s之间,分压的平均变化率为 。
③对比分别为1:9和1:19时的分压变化率,说明反应速率较快的是 (填“1:9”或“1:19”)。
【答案】(1) 50% 4.76
(2) 大 n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越大 d 24.9 1:19
【详解】(1)假设在该条件下,硫化氢和氩起始投料的物质的量分别为1mol和4mol,平衡时转化的n(H2S)=xmol,根据三段式可知:
平衡时H2S和H2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 % ,n(总)=4+1-x+0.5x+x=5.25mol,n(H2)=0.5mol,n(H2S)=0.25mol,平衡常数为。
(2)①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平衡转化率越大;
②,该反应正方向为体积增大的反应,降低压强,平衡会向正反应方向移动;则对于n(H2S):n(Ar)为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b、c、d、e,根据图像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s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:
时H2S的压强为,的起始压强为10kPa, 所以H2S分压的平均变化率为=24.9 kPa·s-1;
③该图中曲线的斜率可以代表反应速率的快慢,对于n(H2S):n(Ar)为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b、c、d、e,说明反应速率较快的是1:19。
14.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)碳一化学是指从一个碳原子的化合物(如CO、等)出发合成各种化学品的技术。
(1)已知:830℃时,反应的平衡常数为1.0,设起始时投入的、均为,恒容条件下,反应后达到平衡,则的转化率为 ,内, 。
在带活塞的某容器中,将和按物质的量之比为1:3投料,固定活塞使该容器体积为2L,发生反应,当温度分别为T1和T2时,反应体系中体积分数随时间变化如图。
(2)该反应的ΔH (填“>”“=”或“<”)0。
(3)一定温度下,下列措施能提高平衡转化率的是 (填字母)。
A.增大和的投料比 B.减小容器体积
C.升高温度 D.加入高效催化剂
(4)若某温度下,平衡时,保持其他条件不变,移动活塞至该容器体积固定为1L,此时平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”),达到新平衡时 1mol(填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1) 50% 0.1
(2)<
(3)AB
(4) 不变 <
【详解】(1)列出三段式:
,a=0.5,则CO(g)的转化率为50%;0 5min内,;
(2)结合图像可知t2时反应先达到平衡状态,可知其反应速率快,温度较高,则t2大于t1,温度由t2到t1时,CH3OH体积分数增大,可知平衡正向移动,温度降低平衡正向移动,则正向为放热反应,ΔH<0;
(3)A.增大CO2(g)和H2 (g)的投料比,等同于增大二氧化碳浓度,可提高氢气的转化率,故A选;
B.该反应正向气体分子数减小,减小容器体积,增大压强,平衡正向移动,H2转化率增大,故B选;
C.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,H2转化率减小,故C不选;
D.加入高效催化剂,只提高反应速率,对平衡无影响,氢气的转化率不变,故D不选;
故选AB;
(4)若某温度下,保持其他条件不变,移动活塞至该容器体积固定为1L,增大压强,温度不发生改变,而K只受温度影响,温度不变,K不变;改变体积为1L后,各物质浓度瞬间增大一倍,此时,导致平衡正向移动,该温度下,开始平衡时,结合投料比可知平衡时c(CO2)=0.5mol L 1,移动活塞至该容器体积固定为1L,瞬间c(CO2)=1.0mol L 1,但增大压强平衡正向移动,c(CO2)减小,因此再次达到平衡时c(CO2)<1.0mol L 1。
15.(24-25高二上·山东青岛·期中)甲烷既是燃料,也是一种重要的化工原料。回答下列问题:
Ⅰ.甲烷与水蒸气重整制氢涉及的反应有:
① ;
② 。
(1)研究表明,反应②在催化下分三步进行,已知:
第一步:
第二步:
则第三步反应的热化学方程式为 。
(2)一定压强下,将甲烷与水蒸气按1:2的体积比通入反应体系。平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。曲线b代表的物质为 ;750°C以后,曲线a下降的原因是 。
Ⅱ.甲烷与二氧化碳自热重整工艺发生的反应为 。当投料比时,不同温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。
(3)该反应自发进行的条件是 (填“任意温度”、“高温”或“低温”)。
(4)压强、、由大到小的顺序为 ,若,则点对应状态下,该反应的压强平衡常数 。
(5)温度高于1000℃时,不同压强下,平衡转化率趋于相同的原因是 。
【答案】(1)2FeO(s)+H2O(g)=Fe2O3(s)+H2(g) △H=-38.4kJ/mol
(2) CO 曲线a代表H2,温度高于750°C达到平衡时,体系中没有CH4,说明反应以反应②为主,升温,平衡逆向移动,H2的物质的量减小
(3)高温
(4) P3>P2>P1 80MPa2
(5)高于1000。C时,温度为主要影响因素,反应受压强影响的程度很小
【详解】(1)反应②: ;
反应③: ;
反应④: ;
根据盖斯定律:第三步反应为②-(),△H=△H2-()kJ/mol=-38.4kJ/mol,第三步反应的热化学方程式为:2FeO(s)+H2O(g)=Fe2O3(s)+H2(g) △H=-38.4kJ/mol;
(2)温度升高,反应①正向移动,反应②逆向移动,CO的物质的量增多,则b曲线为CO的物质的量分数,a曲线代表H2的物质的量分数;
经过分析,曲线a代表H2,温度高于750℃达到平衡时,体系中没有CH4,说明反应以反应②为主,升高温度,平衡逆向移动,H2的物质的量减小,物质的量分数降低;
(3)反应的△S>0,由图可知,在同一个压强下,温度升高,CO的平衡转化率升高,平衡正向移动,正反应为吸热反应,△H>0,根据△G=△H-T△S<0可自发进行,则需要高温下可以自发进行;
(4)同一温度下,压强增大,平衡逆向移动,CO2的平衡转化率减小,因此压强大小关系为:P3>P2>P1;
物质的量分数分别是:CH4:,CO2:,CO:,H2:;分压分别是:CH4:MPa,CO2:,CO:,H2:;KP===80 MPa2;
(5)在温度高于1000℃时,温度为主要影响因素,反应受压强影响的程度很小,因此CO2的平衡转化率趋于相同。
1.(24-25高二上·山东菏泽·阶段检测)对于反应: ,下列措施不能增大平衡转化率的是
A.在原容器中再充入 B.在原容器中再充入
C.缩小容器的容积 D.将水蒸气从体系中分离
【答案】A
【详解】A.在原容器中再充入,由于浓度增大平衡正向移动,但无法将增加的部分完全消耗,导致平衡转化率减小,A项符合题意;
B.在原容器中再充入,促使平衡正向移动,可增大平衡转化率,B项不符合题意;
C.缩小容器的容积,相当于增大压强,该反应为气体分子数减小的反应,因此平衡向正反应方向移动,可增大平衡转化率,C项不符合题意;
D.将水蒸气从体系中分离,产物的浓度减小,促使平衡向正反应方向移动,可增大平衡转化率,D项不符合题意;
故答案选A。
2.(24-25高二上·山东济南·阶段检测)一定温度下,将通入一个容积不变的容器中,达到平衡,测得平衡混合气体压强为,此时再向反应器中通入,在温度不变的条件下再度达到平衡,测得压强为,下列判断正确的是
A.
B.的转化率增大
C.百分含量减小
D.再通入的时候,平衡是向逆反应方向移动的
【答案】C
【详解】A.若再2mol PCl5达到的平衡与原平衡等效,则2p1=p2,但该反应为气体系数之和增大的反应,压强的增大会使平衡逆向移动,所以2p1>p2,A错误;
B.新平衡相对于原平衡的等效平衡状态逆向移动,所以PCl5的转化率减小,B错误;
C.新平衡相对于原平衡的等效平衡状态逆向移动,所以PCl3百分含量减小,C正确;
D.通入反应物,平衡正向移动,D错误;
故选:C。
3.(24-25高二上·山东淄博·阶段检测)某多孔超分子材料的空腔大小恰好适配,可将其“固定”得到R,实现了与分离并制备,如图所示:已知: ;下列说法正确的是
A.图示过程属于氮的固定
B.多孔材料的空腔变大,反应正向进行的程度变大
C.高温、高压下有利于多孔材料分离出更多
D.R在氛围中水洗,可制得,同时实现再生
【答案】D
【详解】A.氮的固定是指游离态的氮气转化为氮的化合物,是两种含氮化合物的相互转化,不属于氮的固定,A错误;
B.多孔超分子材料的空腔大小要适配,才能分离出,不是空腔变大就能使正向进行,B错误;
C.该反应的放热反应,高温下平衡逆向移动,不利于从烟气中分离出,C错误;
D.由图可知,R在中水洗,发生反应:,可制得HNO3同时实现再生,D正确;
答案选D。
4.(24-25高二上·山东淄博·阶段检测)下列示意图表示正确的是
A.图①表示碳的燃烧热
B.图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,由图可知
C.已知稳定性顺序:,某反应由两步反应A→B→C构成,反应过程中的能量变化曲线如图③
D.由图④可知:该反应,
【答案】C
【详解】A.碳的燃烧热指1molC完全燃烧生成气态二氧化碳放出的热量,图①的产物为CO,故A错误;
B.图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应,a点CO和H2转化率相同,当按照化学计量数之比投入时,两者转化率相同,即a=2,故B错误;
C.物质的能量越低越稳定,稳定性顺序BA>C,可知A→B为吸热反应,B→C为放热反应,反应过程中的能量变化曲线如③图,故C正确;
D.由图④可知,该反应随温度升高,Z的体积分数增大,说明反应温度升高,平衡向正反应方向移动,则该反应为吸热反应,;随压强增大,Z的体积分数减小,说明反应压强升高,平衡向逆反应方向移动,为分子数增大的反应,则n故答案选C。
5.(24-25高二上·山东淄博·阶段检测)下列有关实验探究方案设计合理的是
选项 实验方案 实验目的
A 牺牲阳极法保护电极,往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液,观察现象 验证电极被保护
B 先将注射器充满气体,然后将活塞迅速往里推压缩体积,观察注射器内气体颜色变化 验证压强对平衡的影响
C 一定温度下,用相同质量的同种锌粒分别与稀硫酸和浓硫酸反应,观察气体产生的快慢 探究浓度对反应速率的影响
D 在平衡体系中加入固体,观察溶液颜色变化 探究浓度对化学平衡的影响
【答案】B
【详解】A.牺牲阳极法保护Fe电极,应该将Fe电极区溶液取出一部分放到试管中,再滴入2滴铁氰化钾溶液,看是否出现蓝色沉淀,A项错误;
B.,将注射器充满 气体,然后迅速压缩体积,压强增大,根据勒夏特列原理,平衡会向气体体积减小的方向移动,即向生成N2O4的方向移动,NO2的浓度会发生变化,颜色也会变化,所以该方案可以验证压强对平衡的影响,B项正确;
C.锌与稀硫酸反应生成氢气,而锌与浓硫酸反应会生成二氧化硫气体,不能单纯用来探究浓度对反应速率的影响,C项错误;
D.该反应的实质为:,故平衡体系中加入KCl固体,对平衡无影响,无法探究浓度对化学平衡的影响,D项错误;
答案选B。
6.(24-25高二上·山东东营·阶段检测)在容积的刚性容器中充入和,发生反应,正反应为放热反应,反应过程中测得容器内压强的变化如表所示。下列说法正确的是
反应时间 0 5 10 15 20 25
压强
A.后,增大压强,反应速率增大且
B.内转化率为
C.时,再向容器中通入、各,平衡不移动
D.该温度下平衡常数
【答案】C
【详解】A.反应为反应前后气体的物质的量减小的反应,增大压强,平衡会向气体减少的方向即正向移动,则v(逆)B.假设反应达平衡时,X变化了xmol,则平衡时X为(1-x)mol,Y为(2-2x)mol,Z为xmol,气体一共(3-2x)mol;反应开始前体系中含1molX和2molY ,共3mol气体,对应总压为12.6Mpa,当达平衡时体系总压为8.4Mpa,则平衡时气体的总物质的量为,则x=0.5mol,则Y转化了1mol,其转化率为,B错误;
C.由B可知,平衡时X为0.5mol,Y为1mol,Z为0.5mol,容器体积为2L,则平衡常数,平衡时再向容器中通入X、Z各1mol ,则X为1.5mol,Y为1mol,Z为1.5mol,此时各物质的浓度熵,则平衡不移动,C正确;
D.由B可知,平衡时X为0.5mol,Y为1mol,Z为0.5mol,容器体积为2L,总压为8.4Mpa,则各物质分压为,,,带入,D错误;
故选C。
7.(24-25高二上·山东东营·阶段检测)将一定量的固体置于容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②。反应经过后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.的分解率为
B.此温度下反应①平衡常数
C.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,不变
【答案】B
【详解】A.,,根据元素守恒,说明反应①生成的浓度为,的分解率为,故A错误;
B.此温度下反应①平衡常数,故B正确;
C.是固体,固体物质对平衡无影响,在上述平衡体系中再加入少量的,平衡不移动,不变,故C错误;
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,平衡常数不变,所以、,变为原来的一半,故D错误;
故答案选B。
8.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察现象 浓度大的NaHSO3溶液中气泡产生的速率快 其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快
B 向FeCl3和KSCN的混合溶液中,加入KCl固体 溶液颜色不变 其他条件不变时,增大Cl-的浓度,平衡不移动
C 压缩NO2和N2O4的混合气体 气体颜色变深 反应的平衡逆向移动
D 向2mL0.01mol L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液 溶液变红色 证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,发生氧化还原反应,生成硫酸钠等,没有明显的现象产生,不能判断浓度对化学反应速率的影响,A不正确;
B.FeCl3和KSCN的混合溶液中发生反应:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入KCl固体,虽然溶液中的Cl-浓度增大,但对平衡不产生影响,溶液的颜色不变,B正确;
C.压缩NO2和N2O4的混合气体,气体的浓度增大,颜色加深,但反应的平衡正向移动,C不正确;
D.向2mL0.01mol L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液,充分反应后FeCl3有剩余,滴加KSCN溶液后溶液变红,不能证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的,D不正确;
故选B。
9.(24-25高二上·河南·阶段检测)在相同的恒容密闭容器中,加入相同量的氯化氢和晶体硅,发生反应,间隔相同时间测得在不同催化剂下HCl的转化率随温度的变化如图所示(图中温度范围内催化剂的活性变化可忽略)。
下列说法正确的是
A.选用催化剂①可加快反应速率,同时提高平衡时HCl的转化率
B.该反应的正反应为放热反应,图中a、b点均有
C.化学平衡常数:
D.加压、适当升温、及时分离出,均有利于提高硅的转化率
【答案】B
【详解】A.催化剂可加快反应速率,但不影响平衡移动,HCl的转化率不变,A错误;
B.a、b点转化率均未达到最高点,转化率还在升高,故平衡正向移动,,转化率最高点为平衡,温度升高,转化率降低,向逆向反应,故反应为放热反应,B正确;
C.化学平衡常数只受温度影响,正反应为放热反应,温度越高K越小:,C错误;
D.加压、及时分离出平衡正向移动,均有利于提高硅的转化率,适当升温平衡逆向移动,降低转化率,D错误;
故选D。
10.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)已知反应: ,则下列说法正确的是
A.由图甲知:
B.图乙中c表示A的浓度,则可推断出:、均未达平衡状态
C.图丙纵坐标表示生成物C的百分含量,E点
D.图丁中,曲线a一定使用了催化剂
【答案】A
【详解】A.由图可知,温度一定时,压强增大,A的转化率增大,平衡正向移动,则m>n+p;压强一定时,升高温度,A的转化率增大,平衡正向移动,反应正向为吸热反应,则a>0,故A正确;
B.由图可知,反应正向建立平衡,达平衡前A的浓度减小,故T2时反应达到平衡,温度升高,平衡逆向移动,A的浓度增大,故T3时反应处于平衡状态,故B错误;
C.曲线表示平衡时C的百分含量,故E点时不是平衡状态,压强一定时,C的百分含量较平衡时大,即E点平衡要逆向移动,即,C错误;
D.若m+n=p,该反应为气体体积不变的反应,图中a、b平衡状态相同,则a曲线可能使用了催化剂或增大压强,故D错误;
故选A。
11.(24-25高二上·山东菏泽·阶段检测)在密闭容器中发生反应,反应体系中A的百分含量(A%)与温度(T)的关系和图像如图所示,下列说法正确的是
A.该反应是吸热反应
B.a点:v正C.,C的百分含量最小
D.时刻改变的条件一定是加入催化剂
【答案】D
【分析】由图可知,A的百分含量先减小后增大,最低点说明反应达到反应的最大限度,则最低点前为平衡的形成过程,最低点之后为平衡的移动过程,升高温度,A的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应;由图可知,t1条件改变的瞬间,正反应速率大于逆反应速率,说明改变条件为增大压强,平衡向气体体积减小的正反应反应移动,m+n>p,C的百分含量增大,则t2时C的百分含量大于t1时,t3条件改变的瞬间,正逆反应速率以相同倍数增大,说明使用催化剂,反应速率加快,平衡不移动,C的百分含量不变,所以段C的百分含量最大。
【详解】A.由分析可知,该反应为放热反应,故A错误;
B.由图可知,温度一定时a点处A的百分含量大于平衡点,说明反应物A的浓度较高,则反应向正反应方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,故B错误;
C.由分析可知,段C的百分含量最大,故C错误;
D.由分析可知,时刻改变的条件一定是加入催化剂,由于m+n>p,不可能是增大压强,故D正确;
故选D。
12.(24-25高二上·山东聊城·阶段检测)某温度下,密闭容器中发生反应aX(g) bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是
A.a>b+c
B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小
D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
【答案】C
【分析】某温度下密闭容器中发生反应aX(g) bY(g)+cZ(g),达平衡后,保持温度不变,将容器容积压缩到原容积的一半,物质Y和Z的浓度变为原来的2倍,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍,说明平衡逆向移动,该反应是气体体积增大的反应,a【详解】A.由分析可知,该反应是气体体积增大的反应,aB.压缩容器的容积,压强增大,反应物和生成物的浓度都增大,正逆反应速率都增大,B错误;
C.由分析可知,将容器容积压缩到原容积的一半后平衡逆向移动,物质X的转化率减小,C正确;
D.由分析可知,将容器容积压缩到原容积的一半后平衡逆向移动,混合物中Z的质量分数减小,D错误;
答案选C。
13.(24-25高二上·山东潍坊·期中)氢气是一种清洁能源,研究制氢技术具有重要意义。乙醇-水催化重整可获得。其主要反应如下:
I.
II.
回答下列问题:
(1)通过控制反应条件,使体系仅发生反应I,以和或和为初始原料,分别在恒温恒容条件下进行反应。达平衡时,以和为原料,体系向环境吸收能量;以和为原料,体系向环境释放能量。反应I的 。
(2)在乙醇-水催化重整制的体系中,下列说法正确的是 。
a.增大初始投料比,有利于提高的转化率
b.和的物质的量之和保持不变,说明反应体系已达平衡
c.平衡后,压缩容器体积,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡不移动
d.及时分离出,可提高的平衡产率
(3)在下,向恒压密闭容器中通入和,平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示,
已知:的选择性。
①已知曲线b代表平衡时的转化率,温度高于时,的平衡转化率随温度升高而减小的原因是 ;代表选择性的是曲线 (填“a”或“c”)。
②时,的转化率为 ;反应Ⅱ的平衡常数 。
【答案】(1)+(x+y)
(2)bd
(3) 温度高于时,升高温度,反应I、反应II均正向移动,温度升高对反应II的影响大于对反应I的影响 c 90%
【详解】(1)体系仅发生反应I,以和或和为初始原料,分别在恒温恒容条件下进行反应。以和为原料,正向进行,达平衡时,体系向环境吸收能量;以和为原料, 逆向进行,达平衡时,体系向环境释放能量。两容器为等效平衡,反应I的+(x+y)。
(2)a.增大初始投料比,的转化率降低,H2O的转化率升高,故a错误;
b.和的物质的量之和保持不变,说明浓度不再改变,反应体系已达平衡,故b正确;
c.平衡后,压缩容器体积,反应I平衡逆向移动,二氧化碳、氢气、水的浓度改变比例不同,反应Ⅱ平衡逆向移动,故c错误;
d.及时分离出,反应I正向移动、反应II逆向移动,可提高的平衡产率,故d正确;
选bd。
(3)①温度高于时,升高温度,反应I、反应II均正向移动,温度升高对反应II的影响大于对反应I的影响,所以的平衡转化率随温度升高而减小;所以温度高于时CO的选择性升高,代表选择性的是曲线c。
②时,的转化率为60%,参加反应的水1.8mol,容器中剩余水1.2mol;设参加反应的乙醇为xmol,反应生成CO、CO2的选择性相等,生成CO、CO2的物质的量均为xmol,根据氧元素守恒,x+2x=x+1.8,,x=0.9,的转化率为;参加反应的乙醇0.9mol、水1.8mol,根据氢元素守恒,生成氢气的物质的量为1.8+0.9×2=3.6mol;反应Ⅱ的平衡常数。
14.(24-25高二上·山东滨州·阶段检测)以,为原料合成的反应是研究热点之一,该反应体系涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知25℃和101kPa下,,的摩尔燃烧焓分别为-285.8、-283.0, ,则 。
(2)在恒压密闭容器中,按照投料进行反应,反应Ⅰ、Ⅱ以物质的分压表示的平衡常数随温度T的变化关系如下图1所示(体系总压为10kPa)。
①反应Ⅱ对应图1中 (填:“m”或“n”);A点对应温度下体系达到平衡时的转化率为80%,反应Ⅰ的 (保留两位有效数字)。
②通过调整温度可调控平衡时的值。B点对应温度下,平衡时,则 kPa。
(3)在密闭容器中,保持投料比不变,将和按一定流速通过反应器,一段时间后,测得转化率()和甲醇选择性随温度(T)变化关系如图2所示。
若233~250℃催化剂的活性受温度影响不大,则236℃图中曲线下降的原因是 ;
(4)向恒温恒压的两个密闭容器甲(T℃、)、乙(T℃、)中,分别充入物质的量均为a mol的和,若只发生反应Ⅱ,其正反应速率,p为气体分压。若甲、乙容器平衡时正反应速率之比,则甲、乙容器的体积之比为 。
【答案】(1)41.2
(2) n 0.10 20
(3)反应Ⅰ放热,反应Ⅱ吸热,升温使反应Ⅰ平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ平衡正向移动程度
(4)5∶4
【详解】(1)已知25℃和101kPa下,,的摩尔燃烧焓分别为-285.8、-283.0,可得①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH4=-283.0kJ/mol,③H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ mol-1,根据盖斯定律①-②+③得反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),△H2=(-285.8kJ/mol)-(-283.0kJ/mol)+(+44kJ mol-1)=+41.2kJ mol-1。
(2)①由(1)反析结合题干信息可知,反应I正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则平衡常数减小,而反应Ⅱ正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,则平衡常数增大,即反应I的lnKp随着的增大,即随着T的降低而增大,反应Ⅱ的lnKp随着的增大,即随着T的降低而减小,结合题干图示可知,反应Ⅱ对应图1中n,A点对应温度下体系达到平衡时CO2的转化率为80%,根据三段式分析:
图中A点反应Ⅱ的平衡常数lnKp=1,即Kp=1.00,则有=1.0,解得x=0.5mol,此时容器内物质的量总和为(0.2+1.2+0.5+0.3+0.8)mol=3mol,体系总压为10kPa,故有反应Ⅰ的Kp==0.10kPa-2;
②通过调整温度可调控平衡时的值,B点对应温度下,反应I和反应Ⅱ的压力平衡常数相等,即,即得p2(H2)= ,平衡时=400,则p(H2)=20kPa。
(3)CO2催化加氢制甲醇为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇选择性降低,二氧化碳转化率降低,竞争反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳转化率升高,但升高温度使CO2催化加氢制甲醇平衡逆向移动程度大于竞争反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择性下降,则原因是主反应放热,副反应吸热,升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择性下降。
(4)对于反应Ⅱ,由于两个体系的反应温度相同,压强不同,但压强不影响平衡移动,因此平衡时两个体系中CO2和氢气的物质的量相同,速率之比等于CO2的分压平方之比,而压强之比等于容器体积之反比,因此体积之比为5:4。
15.(24-25高二上·山东日照·期中)为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理HCl废气: 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题:
(1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)可以自发进行, ℃。
(2)结合以下信息,可知的燃烧热 (用代数式表示)。


(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是___________(填标号)。
A.增大HCl的流速 B.将温度升高40℃
C.增大 D.使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时, (填“大于”或“小于”),原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数 (用平衡时各组分的物质的量分数代替平衡浓度计算)。
【答案】(1) 低温 440℃
(2)△H1+△H3—△H2
(3)BD
(4) 大于 流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T2温度低,反应速率慢,所以单位时间内氯化氢的转化率低
(5)6
【详解】(1)该反应是熵减的放热反应,低温条件下反应ΔH—TΔS<0,能自发进行;由题意可知,较低流速下转化率可近似为平衡转化率,该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氯化氢的转化率减小,由图可知,氯化氢和氧气的物质的量比一定时,T1条件下,氯化氢的转化率最小,所以T1为440℃,故答案为:低温;440℃;
(2)氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,将反应设为③,由盖斯定律可知,反应②+③—①得到反应,则反应△H=△H1+△H3—△H2,故答案为:△H1+△H3—△H2;
(3)A.由图可知,增大氯化氢的流速, 氯化氢的转化率在减小,故不符合题意;
B.由图可知,M对应反应温度为360℃,升高温度,氯化氢的转化率增大,故符合题意;
C.增大氯化氢和氧气的物质的量比相当于增大氯化氢的浓度,平衡向正反应方向移动,但氯化氢的转化率减小,故不符合题意;
D.M点气体流速高,反应未平衡,使用高效催化剂,可以增加该温度下的反应速率,使单位时间内氯化氢的转化率增加,故符合题意;
故选BD;
(4)流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T2温度低,反应速率慢,所以单位时间内氯化氢的转化率低,所以T1条件下氯化氢的转化率大于T2为条件下,故答案为:大于;流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T2温度低,反应速率慢,所以单位时间内氯化氢的转化率低;
(5)由图可知,N点氯化氢的转化率为80%,设起始氯化氢和氧气的物质的量都为4mol,由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可知,反应的平衡常数Kx==6,故答案为:6。