第二章《化学反应的方向、限度与速率》强化基础
一、单选题
1.在下列反应CO+H2O CO2+H2中,加入C18O后,则18O存在于
A.只存在于CO和CO2中 B.存在于CO、H2O、CO2中
C.只存在于CO中 D.存在于CO、H2O、CO2、H2中
2.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.08 mol·L-1时,需要20s,那么c(HI)由0.08mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,所需反应的时间为
A.等于5 s B.等于10 s C.大于10 s D.小于10 s
3.下列关于化学反应的速率和限度的说法不正确的是
A.任何可逆反应都有一定的限度
B.影响化学反应速率的条件有温度、催化剂、浓度等
C.化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态
D.决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质
4.丙烯是化学工业中重要的基础化学品,以为原料制备丙烯时会发生以下反应:
主反应:
副反应:
下列说法错误的是
A.反应条件相同,主反应的速率大于副反应,说明副反应的活化能小
B.在恒温恒压的密闭容器中充入适量氮气可增大丙烷的平衡转化率
C.选用合适的催化剂可以提高主反应的选择性
D.若在绝热密闭容器中发生反应,当体系温度不再变化时,说明反应达到平衡状态
5.一定温度下容积不变的密闭容器中,对于可逆反应下列说法中正确的是
A.达到化学平衡时,
B.达到化学平衡后,减小体系压强,增大,减小,平衡逆向移动
C.当体系压强不随时间变化时,C的物质的量浓度保持不变
D.不变时,反应达到化学平衡状态
6.下列说法正确的是
A.有气体生成的反应一定是熵值增加的反应
B.化合反应一定是熵值减小的反应
C.熵值增加的吸热反应在任何温度下都能自发进行
D.熵值增加的放热反应在任何温度下都能自发进行
7.向绝热恒容密闭容器中通入A和B,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间的变化关系如图所示,下列结论正确的是
A.气体A的浓度:a点小于b点
B.若,则气体C的生成量:ab段大于bc段
C.c点时:
D.体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态
8.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s) NH3(g)+HI(g);②2HI(g) H2(g)+I2(g)。反应达到平衡时,c(H2)=2 mol/L,c(HI)=4 mol/L,则此温度下反应①的平衡常数是
A.36 B.32 C.16 D.24
9.在一密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A.SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B.SO2、SO3均为0.15 mol/L
C.SO3为0.25 mol/L D.SO3为0.4 mol/L
10.实验得知,溶解在CCl4中的N2O5分解反应如下:2N2O5=4NO2+O2;其反应浓度及速率如表:
组别 c0(N2O5)/(mol·L-1) 速率常数k /(mol·L-1·min-1)
1 0.40 k 2.48×10-4
2 0.16 k 9.92×10-5
3 a k 7.44×10-5
下列说法错误的是A.该反应的速率方程为=k·c0(N2O5)
B.k=6.2×10-4min-1
C.a=0.12
D.浓度由0.16mol·L-1减小到amol·L-1,用时1min
11.在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应N2 + 3H22NH3 达到平衡状态的标志是
A.N2、H2、NH3在容器中共存
B.混合气体的密度不再发生变化
C.混合气体的总物质的量不再发生变化
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
12.下列有关NO与O2生成NO2的反应的说法正确的是
A.该反应在任意温度下都可自发进行
B.该反应达到平衡时,2v(O2)正=v(NO)逆
C.及时移出部分生成的NO2可加快NO的反应速率
D.当反应中消耗22.4 LNO时,转移的电子数约为
13.在体积为的恒容密闭容器中发生反应,图1表示时容器中、、物质的量随时间的变化关系,图2表示不同温度下平衡时的体积分数随起始的变化关系。则下列结论正确的是
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率
B.由图2可知反应,正反应吸热且
C.若在图1所示的平衡状态下再向体系中充入和,此时
D.时,向空容器中充入和,达到平衡时的体积分数小于0.5
14.在 3 个初始温度均为 T ℃的容器中发生反应:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH < 0。下列说法不正确的是( )
容器编号 容器类型 初始体积 反应物起始物质的量(mol) 平衡时 n(SO3)/ mol
SO2 O2 SO3
I 恒温恒容 1.0 L 2 1 0 1.6
II 绝热恒容 1.0 L 2 1 0 a
III 恒温恒压 0.5 L 1 0.5 0 b
A.a < 1.6
B.b < 0.8
C.平衡时,以 SO2 表示的正反应速率:v(I) < v(II)
D.若起始时向容器 I 中充入 0.4 mol SO2(g)、0.3 mol O2(g)和 1.6 mol SO3(g),反应正向进行
二、填空题
15.图Ⅰ、Ⅱ依次表示在酶浓度一定时,反应速率与反应物浓度、温度的关系。请据图回答下列问题:
(1)图Ⅰ中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,其原因是___________。
(2)图Ⅱ中,催化效率最高的温度为___________(填“”或“”)点所对应的温度。
(3)图Ⅱ中,点到点曲线急剧下降,其原因是___________。
(4)将装有酶、足量反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃的水浴锅内,后取出,转入25℃的水浴锅中保温,试管中反应速率加快的为___________(填“甲”或“乙”)。
16.I.在一定温度下的2L密闭容器中,发生反应:,达到平衡时,各物质平衡浓度为:c(X)=0.8mol/L;c(Y)=0.1mol/L;c(Z)=1.6mol/L。若用a、b、c分别表示X、Y、Z的起始的物质的量,回答下列问题:
(1)若在恒温恒容条件下进行反应,可判断该反应达到化学平衡状态的是_______
A.单位时间内生成nmolX的同时生成2nmolZ
B.密闭容器中密度不再改变的状态
C.用X、Y、Z的物质的量浓度变化表示反应速率的比为1∶1∶2的状态
D.反应容器中Y的物质的量分数不再改变的状态
E.密闭容器中压强不再改变的状态
F.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(2)a、b应满足的关系是_______。
(3)a的取值范围是_______。
Ⅱ.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生发应:。
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,若开始时放入xmolA,2molB和1molC,到达平衡后,C的物质的量是3amol,则x=_______mol,平衡时,B的物质的量_______(填序号)
①大于2mol ②等于2 mol ③小于2 mol ④可能大于、等于或小于2mol
(2)若开始时放入6molA和6molB,到达平衡后再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是_______。
17.气态含氮化合物是把双刃剑,既是固氮的主要途径,也是大气污染物。气态含氮化合物及周边反应是新型科研热点。回答下列问题:
(1)恒容密闭容器中,在Ni作催化剂条件下,NH3分解反应如下:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),不同温度下,NH3分解率随时间变化如图所示,T1___________T2;v正=k正·c2(NH3),v逆=k逆·c(N2)·c3(H2),NH3的初始浓度为c1,T1时NH3分解反应平衡时___________;曲线①②中,k正 k逆值最大的曲线为___________。
(2)NH2COONH4是尿素生成过程的中间产物,在密闭容器中,发生分解反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。
T/K 298 303 308 313 318
-lgK 3.638 3.150 2.717 2.294 1.877
表中为不同温度时测得的化学平衡常数K取负对数值,据此推断该分解反应的△H___________0(填“>”或“<”);若298K时,从反应开始至反应达平衡状态时用时tmin,测得平衡时,容器内压强为pMPa,则用分压表示的NH3的生成速率v(NH3)___________。
18.某温度时,在2L容器中A、B两种物质间的转化反应中,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:
(1)该反应的化学方程式为_______;
(2)反应开始至4min时,B的平均反应速率为_______,
(3)4min时,反应是否达到平衡状态?_______(填“是”或“否”),8min时,v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
19.硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化: 。回答下列问题:
(1)当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa,550℃时的______,判断的依据是______。影响的因素有______。
(2)将组成(物质的量分数)为、和的气体通入反应器,在温度、压强条件下进行反应。平衡时,若转化率为,则压强为______,平衡常数______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)研究表明,催化氧化的反应速率方程为:,式中:为反应速率常数,随温度升高而增大;为平衡转化率,为某时刻转化率,为常数。在时,将一系列温度下的、值代入上述速率方程,得到曲线,如图所示。
曲线上最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。时,逐渐提高;后,逐渐下降。原因是______。
20.已知一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g) ,△H>0 请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol/L,c(N)=2.4mol/L,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为__________;原混合气体与平衡混合气体的压强之比,p(始):p(平)=________
(2)若反应温度升高,M的转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”;)
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4mol/L, c(N)=a mol/L;达到平衡后,c(P)=2mol/L,a=________
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=bmol/L,达到平衡后,M的转化率为________。
(5)若反应温度不变,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(M)=0.5mol/L,c(Y)=0.2mol/L,c(P)=0.4mol/L,c(Q)=0.4mol/L,则下一时刻,反应向__________(填“正向”或“逆向”)进行。
21.已知反应4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下:
①v(CO)=1.5mol·L-1·min-1
②v(NO2)=0.7mol·L-1·min-1
③v(N2)=0.4mol·L-1·min-1
④v(CO2)=1.1mol·L-1·min-1
⑤v(NO2)=0.01 mol·L-1·s-1
则上述5种情况的反应速率由大到小的顺序为_____(用序号表示)。
22.用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式 _______。
(2)在2 L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
实验编号 温度/℃ 起始时NO的物质的量/mol 平衡时N2的物质的量/mol
1 700 0.40 0.09
2 800 0.24 0.08
结合表中数据,判断该反应的ΔH_______0(填“>”或“<”),理由是_______。
(3)700℃时,若向2 L体积恒定的密闭容器中充入一定量和发生反应:N2(g)+CO2(g) C(s)+2NO(g);其中、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。
①内的平均反应速率v=_______。
②图中A点v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③第时,外界改变的条件可能是_______。
A.加催化剂 B.增大碳的物质的量 C.减小的物质的量 D.升温 E.降温
参考答案:
1.B
【详解】由于反应CO+H2O CO2+H2为可逆反应,正反应、逆反应同时进行,则含有O元素的物质中均含有18O,故选B。
2.C
【详解】c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.08 mol·L-1时,需要20s,则该时间段的平均速率为,如果c(HI)由0.08mol·L-1降到0.07mol·L-1时平均反应速率仍为0.001mol·L-1·s-1,则所需时间为10s,但实际上浓度变小,反应速率变慢,所以所需时间要大于10s,故C正确;
故选C。
3.C
【详解】A.任何可逆反应都有一定的限度,符合可逆反应的规律,故A正确;
B. 影响化学反应速率的条件有温度、催化剂、浓度等,符合影响反应速率的因素,故B正确;
C. 化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度不再变化时的状态,而不一定是相等的状态,故C错误;
D. 决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质(内因),符合影响反应速率的因素,故D正确。
答案选C。
4.A
【详解】A.反应条件相同,反应速率越快,活化能越低,说明主反应的活化能小,A项错误;
B.恒温恒压条件下充入适量氮气,体积增大,两反应平衡向右移动,丙烷的平衡转化率增大,B项正确;
C.选用合适的催化剂可以提高主反应的选择性,C项正确;
D.在绝热密闭容器中发生反应,体系温度发生变化,当体系温度不变时,说明反应达到平衡状态,D项正确;
故选:A。
5.C
【详解】A. 达到化学平衡时,,A错误;
B.一定温度下容积不变时,减小体系压强,则减小,减小,平衡向气体分子数增加的方向移动、即逆向移动,B错误;
C.一定温度下容积不变时,体系压强与物质的量成正比。该反应气体分子总数会随着反应而改变、故压强也会改变。当体系压强不随时间变化时,则气体分子总数不变、C的物质的量及浓度保持不变,C正确;
D. 该反应的取决于反应物和生成物总能量的差,与反应的程度无关,不能根据不变判断是否处于化学平衡状态,D错误;
答案选C。
6.D
【详解】A.如果反应物中气体分子总数大于反应产物中气体分子总数,则该反应是熵值减小的反应,如合成氨反应,A错误;
B.有些化合反应的熵值增大,如,B错误;
C.熵值增加的吸热反应在一定温度下才能自发进行,如的分解反应,C错误;
D.熵值增加的放热反应在任何温度下都能自发进行,D正确;
故答案为:D。
7.D
【详解】A.随着反应的进行,反应物气体的浓度不断减小,故气体的浓度:点大于点,错误;
B.在段,正反应速率不断增大,则单位时间内气体的生成量不断增多,故若,则气体的生成量:段小于段,B错误;
C.化学反应达到平衡状态时,正反应速率不再变化,而c点时,正反应速率开始减少,说明反应没有达到平衡状态,则,C错误;
D.该反应前后气体分子数不变,绝热恒容密闭容器中气体压强一直在变,体系压强不再变化,表明体系的温度不变,从而说明反应达到平衡状态,D正确;
答案选D。
8.B
【详解】反应达到平衡时,c(H2)=2mol·L-1,说明消耗HI浓度为4mol·L-1,则生成HI总物质的量浓度为(4+4)mol·L-1=8mol·L-1,即c(NH3)=8mol/l,根据化学平衡常数的定义,①的反应平衡常数K=c(NH3)×c(HI)=8×4=32,故选项B正确。
9.C
【详解】假设该反应完全转化,列三段式
则SO2的浓度范围为0
B.反应物、生产物的浓度不可能同时减小,只能一个减小,另一个增大,故B错误;
C.SO2为0.25mol/L,SO2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2的浓度浓度为0.4mol/L,实际浓度为0.25mol/L小于0.4mol/L,故C正确;
D.SO3为0.4mol/L,SO3的浓度增大,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度为0.4mol/L,达到平衡的实际浓度应该小于0.4mol/L,故D错误;
故选:C。
10.D
【详解】A.根据第2组c0(N2O5)是第1组c0(N2O5)的0.4倍,第2组速率也是第1组速率的0.4倍,故=k·c(N2O5),A正确;
B.将第一组数据代入v=k·c0(N2O5),可得k=6.2×10-4min-1,B正确;
C.将7.44×10-5和k=6.2×10-4min-1代入=k·c0(N2O5),可得a=0.12,C正确;
D.由于浓度改变化学反应速率也改变,且反应速率为平均反应速率,故浓度由0.16mol·L-1减小到amol·L-1,根据目前所学的知识,无法计算出所用的时间,D错误;
故答案为:D。
11.C
【分析】N2 + 3H22NH3为气体体积缩小的可逆反应,该反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量等变量不再变化,据此判断。
【详解】A.该反应为可逆反应,所以N2、H2、NH3在容器中共存,无法判断是否达到平衡状态,故A错误;
B.反应前后混合气体的质量和容器容积均不变,因此密度始终不变,不能据此判断是否达到平衡状态,故B错误;
C.该反应为气体体积缩小的反应,平衡前气体的总物质的量为变量,当混合气体的总物质的量不再发生变化时,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;
D.v正(N2)=2v逆(NH3),速率之比不等于系数之比,说明正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,故D错误;
故选C。
12.B
【详解】A.要使反应自发进行,△G=△H-T△S<0,而2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应是气体体积减小的放热反应,△H<0,△S<0,所以△G<0,反应进行的温度应该是低温条件,若高温条件下,△G>0,反应不能自发进行,A错误;
B.在任何条件下v(NO)正:v(O2)正=2:1,若2v(O2)正=v(NO)逆,则v(NO)正=v(NO)逆,反应处于平衡状态,B正确;
C.若及时移出部分生成的NO2,瞬间NO的速率不变,后来NO的反应速率减慢,C错误;
D.未指明22.4 LNO是否处于标准状况,因此不能确定其物质的量,也就不能计算反应过程中电子转移数目,D错误;
故合理选项是B。
13.D
【分析】图甲可知,时平衡时,A的物质的量变化量为,B的物质的量变化量为0.4 mol -0.2 mol =,C的物质的量变化量为0.2mol,各物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比,所以反应方程式为:2A(g)+B(g)C(g)。可计算平衡常数K==25。
【详解】A.由图甲可知,时5min达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为,故 ,选项A错误;
B.在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,A、B的起始物质的量之比:,即a=2。由图乙可知,:一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为吸热反应,即,选项B错误;
C.恒温恒容条件下,再向体系中充入0.2 mol B和0.2 mol C,由于B和C的化学计量数相等,所以Qc=K,平衡不移动,故,选项C错误;
D.由图Ⅰ可知,时平衡时,A、B、C的物质的量变化量分别为、、,物质的量之比等于化学计量数之比,故x:y::::1:1,平衡时A 的体积分数为,时,向容器中充入2 mol A 和1 mol B达到平衡等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动,故达到平衡时,A 的体积分数小于,选项D正确。
答案选D。
14.B
【详解】A.该反应为放热反应,绝热恒容与恒温恒容相比,相当于升高温度,则平衡向逆反应方向移动,三氧化硫的物质的量减小,则a <1.6,故A正确;
B.该反应为气体体积减小的反应,恒温恒压与恒温恒容相比,相当于增大压强,则平衡向正反应方向移动,三氧化硫的物质的量增大,则b>0.8,故B错误;
C.该反应为放热反应,绝热恒容与恒温恒容相比,相当于升高温度,则化学反应速率增大,则平衡时,以SO2表示的正反应速率:v(I) < v(II),故C正确;
D.若起始时向容器I中充入0.4 mol SO2(g)、0.3 molO2(g)和1.6 molSO3(g),等效为起始时向容器 I 中充入SO2(g)为(0.4 +1.6)mol=2.0mol 、O2(g) 为(0.3+0.8) mol=1.1mol,与I相比,相当于增大氧气的浓度,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,故D正确;
故选B。
15. 酶的浓度一定 A 温度过高,酶的活性下降 甲
【详解】(1)由图Ⅰ分析,反应物浓度增大到一定限度,反应速率不再上升,说明决定化学反应速率的主要因素是酶的浓度,故答案为:酶的浓度一定;
(2)由图Ⅱ分析,点的反应速率最快,催化效率最高,故答案为:A;
(3)点到点曲线急剧下降是由于温度升高,酶的活性急速下降,故答案为:温度过高,酶的活性下降;
(4)由图Ⅱ可知,0~25℃范围内,温度越高,反应速率越快,所以甲试管转入25℃的水浴中加热时反应速率加快;乙试管在75℃的水浴中加热时,酶已经失活,故乙中无催化反应发生,故答案为:甲。
16. AD 2 ④
【详解】I.(1)A.单位时间内生成nmolX,指的是逆反应速率,生成2nmolZ,指正反应速率,且1∶2的变化量能够说明正反应速率等于逆反应速率,故可作为反应达平衡的标志;
B.根据,气体的总质量不变,容器体积不变,故密度为定值,故密度不变不可作为反应达平衡的标志;
C.无论反应平衡还是没有平衡,速率比都等于系数比,故用X、Y、Z的物质的量浓度变化表示反应速率的比为1∶1∶2的状态不一定是平衡状态;
D.当反应达到平衡状态时,各组分的物质的量均不发生改变,总物质的量也不再变化,即各组分的物质的量分数不再变化,故反应容器中的物质的量分数不再改变的状态是化学平衡状态;
E.由方程式可知,该反应是一个等体积变化,压强始终不改变,故压强不再改变的状态不一定是化学平衡状态;
F.根据可知,m不变,n也不变,则混合气体的平均相对分子质量始终不变,故不可作为反应达平衡的标志;
故选AD;
(2)由方程式可知,反应物X、Y变化量为1:1,设变化量为x,则有:,推出:mol,故答案为:;
(3)利用极限确定a的取值范围:若从正反应开始到达平衡,则a值最大,所以:,即,故;若从逆反应开始到达平衡,则a值最小,所以:,即,故;故答案为:;
Ⅱ.(1)恒温、恒压下到达平衡后,C的物质的量为3amol,说明和(2)所达到的平衡是相同的平衡,满足A.B起始量分为3mol、3mol,依据三段式列式判断;假设反应正向进行依据等效平衡:,x=2,B的物质的量=3- 3a,当3a>1,,B的物质的量小于2;当3a=1,B的物质的量等于2;当3a<1,B的物质的量大于2;故选④,所以答案为:2,④;
(2)若开始时放入6molA和6molB,到达平衡后再加入3molC,根据等效平衡的原理此时和(1)中的开始时放入1molA和1molB是等效平衡,待再次到达平衡后,达到的平衡与(1)是相同的,所以C的物质的量分数可以根据(1)计算得到即C的物质的量分数,故答案为:;
17.(1) > 0.12(c1)2 ①
(2) > MPa/min
【详解】(1)图象是NH3分解率和时间的关系,先达到平衡,说明温度高,即T1>T2,当反应达到平衡,v正=v逆,v正=k正·c2(NH3)= v逆=k逆·c(N2)·c3(H2),推出=K,达到平衡时,NH3的分解率为40%,此时消耗c(NH3)=0.4c1mol·L-1,c(N2)=0.2c1moL·L-1,达到平衡时,c(NH3)=0.6c1mol·L-1,c(N2)=0.2c1mol·L-1,c(H2)=0.6c1mol·L-1,K==0.12(c1)2,即0.12(c1)2,k正-k逆最大,说明反应向正反应方向进行程度增大,根据图象,温度升高NH3的分解率增大,即温度越高,向正反应方向进行程度越大,k正-k逆最大的曲线为①;故答案为>;0.12(c1)2;①;
(2)根据表中数据温度越高,K越大,说明该分解反应为吸热反应,即△H>0;反应速率是单位时间内物质的变化量,尿素为固体,氨气和二氧化碳的物质的量之比为2∶1,即氨气的物质的量分数为,用分压表示的氨气的生成速率为MPa·min-1=MPa/min;故答案为>;MPa/min。
18.(1)2A B
(2)0.025mol/(L·min)
(3) 否 =
【详解】(1)由图象可看出A为反应物,B为生成物,物质的量不变时反应达到平衡状态,A反应的物质的量=0.8mol-0.2mol=0.6mol;B生成的物质的量=0.5mol-0.2mol=0.3mol,所以A、B转化的物质的量之比为2:1,根据A、B转化的物质的量之比=化学方程式的计量数之比,反应的化学方程式为:2AB;
(2)反应开始至4min时,B物质的量变化0.4mol-0.2mol=0.2mol,B的平均反应速率为 ;
(3)由图象分析可知,4 min时,随时间变化A、B物质的量发生变化,说明未达到平衡;8 min时随时间变化A、B物质的量不再发生变化,说明达到平衡,故v(正) =v(逆)。
19. 0.975 该反应气体分子数减少,增大压强,提高 ,所以 温度、压强和反应物的起始浓度(组成) 升高温度,增大使逐渐提高,但降低使逐渐下降。时,增大对的提高大于引起的降低;后,增大对的提高小于引起的降低。
【详解】(1)由题给反应式知,该反应为气体分子数减少的反应,其他条件一定时,增大压强,平衡转化率增大,故,结合题图(b)知5.0 MPa、550℃时对应的平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有:温度、压强、反应物的起始浓度等。
(2)设通入的、和共100 mol,利用三段式法进行计算:
平衡时气体的总物质的量为,则,,,因,,代入计算得。
(3)升高温度,反应速率常数增大,反应速率,提高但降低使反应速率逐渐下降。时,增大对的提高大于引起的降低后,增大对的提高小于引起的降低。
20.(1) 25% 1:1
(2)增大
(3)6
(4)41%
(5)逆向
【分析】(1)
在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol/L,c(N)=2.4mol/L,达到平衡后,M的转化率为60%,列三段式可得
N的转化率为×100%=25%;原混合气体与平衡混合气体的压强之比等于物质的量之比,故p(始):p(平)=(1+2.4):(0.4+1.8+0.6+0.6)=3.4:3.4=1:1。
(2)
反应吸热,故温度升高,平衡正向移动,M的转化率增大。
(3)
由(1)可知,某温度下,K=,则,所以K==,故a=6。
(4)
由(1)可知,某温度下,K=,则,所以K==,可得b=2.4x,故M的转化率为×100%=41%。
(5)
某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(M)=0.5mol/L,c(Y)=0.2mol/L,c(P)=0.4mol/L,c(Q)=0.4mol/L,则Q==1.6>K,故反应逆向进行。
21.③①②⑤④
【详解】将②③④⑤均转化为用表示的化学反应速率,则
②;
③;
④;
⑤;
故反应速率由大到小的顺序为。
22.(1)K=
(2) > 700℃时,K=0.167,800℃时,K=1,温度升高,K值增大,故为吸热反应
(3) 0.01mol/(L·min) > AD
【解析】(1)
平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积,表达式为:;
(2)
①依据实验1和实验2起始时和达到平衡时的数据,列三段式有:
实验1:
实验2:
则,,时,,时,,温度升高,K值增大,故为吸热反应;;
(3)
①由图可知内的物质的变化为,由方程式 可知,的物质的量变化为,所以平均反应速率;
②由图可知A点反应向正反应方向进行,所以正逆;
③由图可知第后,反应速率增大,
A.加催化剂,加快反应速率,故A正确;
B.C为固体,增大C的量对反应速率没有影响,故B错误;
C.减小的物质的量,则的浓度减小,反应速率减小,故C错误;
D.升温,使反应速率加快,故D正确;
E.降温,使反应速率减小,故E错误;
故答案为:AD。