第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1.下列说法正确的是
A.凡是放热反应都是自发反应上 B.自发反应都是熵增大的反应
C.吸热反应可能是自发反应 D.凡是需要加热才能发生的反应都是非自发进行的
2.反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3达到平衡后,其他条件不变时,下列措施能使平衡向正反应方向移动的是
A.增大Fe3+浓度 B.减小SCN-浓度
C.增大Fe(SCN)3浓度 D.滴加NaOH溶液
3.下列说法正确的是
A.的热值(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量,叫做燃料的热值)为,则氢气燃烧的热化学方程式可表示为:
B.反应,若正反应的活化能为,逆反应的活化能为,则
C.的反应一定能自发进行
D.增大反应物浓度,可增大活化分子百分数,从而增加有效碰撞的次数
4.两个均充有H2S的刚性密闭容器,起始压强均为pkPa,以温度、Al2O3催化剂为条件变量,进行实验:2H2S(g)2H2(g)+S2(g),反应相同时间,结果如图所示。下列说法错误的是
A.温度升高,H2S分解的正,逆反应速率均增大
B.900℃,ts后达平衡,H2的平均生成速率为pkPa s 1
C.Al2O3催化剂使得正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.1100℃,曲线II、III重合,说明Al2O3催化剂失去活性
5.在一定条件下,某反应达到平衡时,平衡常数,恒容时,若温度适当降低,D的浓度增加。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.减低温度,逆反应速率增大
C.若增大、,K值增大
D.该反应的焓变为正值
6.反应的能量与反应历程的关系如下图所示。下列说法错误的是
A.第1步决定整个反应的快慢
B.第2步为放热过程
C.该反应的焓变大小取决于第1、2、3步正、逆反应的活化能大小
D.该反应适宜在碱性条件下进行
7.下列说法正确的是
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
B.催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率
C.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
8.活性炭处理汽车尾气的方法:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2 (g)。关于该反应说法不正确的是
A.升高温度能够加快反应速率 B.降低NO浓度能够减慢反应速率
C.加入足量的炭粉可以使NO 100%转化 D.合适的催化剂可以加快反应速率
9.在容积不变的密闭容器中进行反应:2M(g)+N(g)2Q(g) △H,其平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A.上述反应△H<0
B.a点处v(M)正=2v(N)逆
C.a、b、c三点中,只有b点处反应达到平衡状态
D.b点处,K正=K逆=1
10.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成氨,反应条件选择高温
B.在密闭容器中发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),压缩容器,体系颜色加深
C.使用催化剂可增大SO2的转化率
D.其它条件不变时,升高温度可增强醋酸溶液的导电能力(忽略挥发情况)
11.2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),若2 s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推断正确的是
A.v(C)=0.2 mol·L-1·s-1
B.z=3
C.B的转化率为75%
D.反应前后压强之比为7:8
12.下列叙述不正确的是
A.混乱度增大的放热反应能自发进行
B.碳酸氢钠加热可以分解,因为升高温度利于熵增方向的反应自发进行
C.在温度、压强一定条件卜,自发反应总是向的方向进行
D.水结冰的过程不能自发进行的原因是此过程熵减,改变条件也不可能自发进行
13.下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,能否自发进行与温度有关
B.1mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]C.放热过程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的过程一定是自发的
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则可推知该反应的△H>0
14.汽车尾气中的有害气体可通过如下反应实现转化:。下列说法正确的是
A.每转化,转移电子数为
B.该反应,
C.其他条件相同,越大,NO的平衡转化率越大
D.其他条件相同,使用催化剂,正反应速率增大,逆反应速率减小
15.在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示(CO、CH2O为副产物).
上述合成甲醇的反应速率较慢,要加快其反应速率,主要需降低过程中能量变化的基元反应为
A. B.
C. D.
二、填空题
16.某温度时,在2 L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下图所示,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4 min时,B的平均反应速率为___________ , A的反应速率为___________ ,A的转化率为___________
(3)4 min时,反应是否达到平衡状态?___________ (填“是”或“否”),8 min时,υ(正)___________υ(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
17.(1)在某一容积为2 L的密闭容器中,某一反应中A、B、C、D四种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示:
回答下列问题:
①该反应的化学方程式为__________________________________。
②前2 min用A的浓度变化表示的化学反应速率为________。在2 min时,图象发生改变的原因是________(填字母)。
A.增大压强 B.降低温度 C.加入催化剂 D.增加A的物质的量
(2)在100 ℃时,将0.01 mol的四氧化二氮气体充入0.1 L的密闭容器中发生反应,隔一定时间对该容器内的物质进行分析,得到如下表格:
时间/s浓度/mol·L-1 0 20 40 60 80 100
c(N2O4)/mol·L-1 0.100 0.070 0.050 c3 a b
c(NO2)/mol·L-1 0.000 0.060 c2 0.120 0.120 0.120
试填空:
①该反应的化学方程式________________________________,达到平衡时四氧化二氮的转化率为_______。
②在0~20 s内,四氧化二氮的平均反应速率为______,哪一时间段______(指0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 s)反应速率最大并解释______。
18.在2 L密闭容器内,t℃时发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在体系中,n(N2)随时间的变化如下表:
时间(min) 0 1 2 3 4 5
N2的物质的量(mol) 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06
(1)上述反应在第5min时,N2的转化率为_______________________;
(2)用H2表示从0~2 min内该反应的平均速率v(H2)=_____________;
(3)t℃时,在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果,判断该反应进行快慢的顺序为______________。(用字母填空,下同);
a.v(NH3)=0.05 mol·L-1·min-1 b.v(H2)=0.03 mol·L-1·min-1
c.v(N2)=0.02 mol·L-1·min-1 d.v(H2)=0.00 l mol·L-1·s-1
(4)下列表述能作为反应达到化学平衡状态的标志是_____________。
a.反应速率v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2
b.各组分的物质的量浓度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.混合气体的密度不变
e.单位时间内生成n mol N2的同时,生成3n mol H2
f.v(N2)消耗=2v(NH3)消耗
g.单位时间内3mol H—H键断裂的同时2mol N—H键也断裂
19.回答下列问题
(1)在温度为T2时,通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合气体,各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率为___________kPa/s,在反应一段时间后,C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为___________
(2)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=2∶13∶85的混合气体,已知某反应条件下只发生如下反应(k、k′为速率常数):
反应Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) k
反应Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2+6H2O(g) k′
实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3H6)= k p(C3H8)-k′p(C3H6),可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为___________,其理由是___________
20.二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。
在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。总反应的化学方程式为_______。
21.我国科学家成功开发催化剂在低温条件下高选择性合成高纯度的乙烯,化学原理为
主反应:
副反应:
在密闭容器中充入和,发生上述两个反应,测得平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,在、下的选择性等于[选择性=],_______(填“>”“<”或“=”)、下,主反应的平衡常数_______(为用气体分压计算的平衡常数,气体分压等于气体总压×物质的量分数)。
22.利用I2O5可消除CO污染,其反应为:I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。在不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2气体的体积分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。
(1)曲线Ⅱ0~0.5min内的平均反应速率v(CO)═___________。
(2)b点时,CO的转化率为___________。
(3)b点和d点的化学平衡常数:Kb___________Kd(填“>”、“<”或“═”)。
23.过氧化钙(CaO2)是一种白色晶体,无臭无味,能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应;不溶于醇类、乙醚等,易与酸反应,常用作杀菌剂、防腐剂等。通常利用CaCl2在碱性条件下与H2O2反应制得。某化学兴趣小组在实验室制备CaO2的实验方案和装置示意图(图一)如下:
已知:CaO2的制备原理:CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl
请回答下列问题
(1)仪器A的名称为___________,仪器C支管B的作用___________;
(2)加入氨水的作用是___________;(从化学平衡移动的原理分析)
(3)过滤后洗涤沉淀的试剂最好用__________
A.水 B.浓盐酸 C.无水乙醇 D.CaCl2溶液
(4)沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右,其可能原因是___________、___________(写出两种)。
(5)已知CaO2在350℃时能迅速分解,生成CaO和O2。该小组采用如图二所示的装置测定刚才制备的产品中CaO2的纯度(设杂质不分解产生气体)
①量气管读数的方法是:___________;
②准确称取0.50g样品,置于试管中加热使其完全分解,收集到44.80mL(已换算为标准状况)气体,则产品中过氧化钙的质量分数为___________(保留4位有效数字);
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的,若,,反应能否自发,和温度有关,与反应是否放热无关,A项错误;
B.自发反应不一定是熵增大的反应,比如氨气和氯化氢反应生成氯化铵能自发进行,该反应是熵减反应,B项错误;
C.吸热反应可能会自发进行,氯化铵与氯氧化钡晶体为吸热反应,常温下就能进行,C项正确;
D.燃料的燃烧需要点燃,是自发进行的反应,需要加热才能发生的反应不一定都是非自发进行的,D项错误;
故答案为:C。
2.A
解析:A.增大反应物浓度平衡正向移动,A符合题意;
B.减少反应物浓度平衡会逆向移动,B不符合题意;
C.增大生成物浓度平衡逆向移动,C不符合题意;
D.滴加NaOH溶液,会生成氢氧化铁沉淀,导致Fe3+浓度减小,平衡逆向移动,D不符合题意;
综上所述答案为A。
3.B
解析:A.热值是1g燃料燃烧放出的热量,方程式中是4g氢气燃烧,,选项A错误;
B.正反应的活化能逆反应的活化能,选项B正确;
C.只要反应的反应就能自发进行,不一定是,如,在高温下不一定能自发进行,选项C错误;
D.增大反应物浓度,能增大单位体积活化分子数目,不能增大活化分子百分数,选项D错误;
答案选B。
4.C
解析:A.温度升高,反应速率均增大即H2S分解的正,逆反应速率均增大,故A正确;
B.900℃,ts后达平衡,硫化氢的转化率为50%,则氢气的压强为0.5pkPa,则H2的平均生成速率为,故B正确;
C.根据图中曲线分析,升高温度,硫化氢的转化率增大,因此该反应是吸热反应,则正反应的活化能大于逆反应的活化能,而加入Al2O3催化剂使正反应和逆反应活化能都降低,但正反应的活化能仍大于逆反应的活化能,故C错误;
D.催化剂需要适宜温度,在1100℃,曲线II、III重合,说明Al2O3催化剂可能几乎失去活性,故D正确。
综上所述,答案为C。
5.D
解析:A.由K值表达式可知,该反应的化学方程式为,A错误;
B.减低温度,正、逆反应速率均减小,B错误;
C.温度影响K值,若增大、,K值不变;C错误;
D.若温度适当降低,D的浓度增加,说明平衡逆向移动,则正反应为吸热反应,焓变为正值,D正确;
故选D。
6.C
解析:A.第1步反应的活化能大,反应速率慢,整个反应由第1步决定,故第1步为决速步骤,选项A正确;
B.由图可知,第2步反应物的总能量高于生成物的总能量,反应为放热过程,选项B正确;
C.焓变等于生成物总能量与反应物总能量之差,即焓变由反应物和生成物总能量决定,不由活化能决定,选项C错误;
D.强碱性条件下反应正向移动,故该反应适宜在强碱性条件下进行,选项D正确;
答案选C。
7.C
解析:A.增大反应物浓度,可增大单位体积内的分子数目,但活化分子的百分数不变,从而使单位体积内的活化分子数目增大,有效碰撞次数增大,反应速率加快,A错误;
B.催化剂能够降低反应活化能,从而能普通分子转化为活化分子,增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率,B错误;
C.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增大分子所具有的能量,使得部分普通分子转化为活化分子,增加了反应物分子中活化分子的百分数,从而加快反应速率,C正确;
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),增大反应物浓度,可增大单位体积内的分子数目,但活化分子的百分数不变,可增加单位体积内的活化分子数,从而使反应速率增大,D错误;
故答案为:C。
8.C
解析:A.升高温度活化分子比率变大,能够加快反应速率,A正确;
B.降低NO浓度,反应物浓度减小,能够减慢反应速率,B正确;
C.该反应为可逆反应,不会进行完全,C错误;
D.催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,D正确;
故选C。
9.C
解析:A.温度升高,正反应的平衡常数K正减小,平衡左移,说明正反应为放热反应,△H<0,故A正确;
B.a点处于平衡状态的点,速率比等于化学计量数之比,v(M)正=2v(N)正,v(N)逆=v(N)正,则v(M)正=2v(N)逆,故B正确;
C.曲线上的点都是处于平衡状态的点,a、b、c三点都是反应达到平衡状态的点,故C错误;
D.由图可知,b点处,K正=K逆,根据,则K正=K逆=1,故D正确;
故选:C。
10.D
解析:A.合成氨反应为N2+3H2 2NH3 ΔH<0,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,不利于氨气的合成,合成氨时选择高温的目的是考虑催化剂的催化活性,与可逆反应无关,不能用勒夏特列原理解释,故A错误;
B.H2(g)+I2(g) 2HI(g)为气体体积不变的反应,压缩容器体积后压强增大,平衡不移动,但容器体积缩小I2(g)的浓度增大,导致混合气体颜色加深,与可逆反应无关,不能用平衡移动原理解释,故B错误;
C.催化剂可加快反应速率,但催化剂不能使该平衡发生移动,无法增大SO2的转化率,不能用勒夏特列原理解释,故C错误;
D.醋酸的电离过程吸热,其它条件不变时,升高温度醋酸的电离平衡正向移动,醋酸根离子、氢离子浓度增大,增强了醋酸溶液的导电能力,能用勒夏特列原理解释,故D正确;
故选:D。
11.C
解析:A.若2 s后,A的转化率为50%,则A的浓度变化量为0.5mol/L,v(A)==0.25 mol·L-1·s-1,根据速率与系数成正比,则v(C)=0.25 mol·L-1·s-1,A项错误;
B.根据速率与系数成正比,,则z=2,B项错误;
C.A的浓度变化量为0.5mol/L,则B转化了1.5mol,则,转化率是75%,C项正确;
D.若2 s后,A、B、、C、D剩余物质的量是1mol、0.5mol、1mol、1mol。同温同体积下,体系压强与气体总物质的量成正比,,D项错误;
故答案选C。
12.D
解析:A.混乱度增大的放热反应即△S >0,△H<0的反应,则该反应的,一定能自发进行,故A正确;
B.碳酸氢钠加热可以分解,即升高温度反应能自发进行,由于该反应生成的气体增多,△S > 0,所以升高温度利于熵增的方向自发进行,故B正确;
C.自发反应有向△G < 0方向进行的趋势,即温度、压强一定时,的反应可自发进行,故C正确;
D.水结冰的过程是熵减的放热过程,通常情况下不能自发进行,但降温时该过程能自发进行,故D错误;
故答案为:D。
13.C
解析:A.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) △H>0,△S>0,能否自发进行,△H T△S<0与温度有关,故A正确;
B.物质聚集状态不同熵值不同,气体S>液体S>固体S,1mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]C.如能自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,应满足△H T △S<0,故C错误;
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)则△H T△S>0,反应一定不能自发进行,△S>0的反应,△H>0,故D正确;
故选C。
14.A
解析:A.电子得失守恒得到关系式为NO~2e-,即1molNO转移2mol电子数目为2×6.02×1023,A项正确;
B.该反应为气体减少的反应即ΔS<0 ,但无法判断放热吸热,B项错误;
C.该比值越大即n(NO)不变,减少CO的物质的量,平衡逆向,该反应NO的转化率降低,C项错误;
D.加入催化剂可同等倍数增加正逆反应速率,D项错误;
故选A。
15.A
解析:根据图可知合成甲醇的过程中的活化能最大,反应速率最慢,决定整体反应速率,所以主要降低该步骤的能量变化,A符合题意,故答案为:A。
二、填空题
16.(1)2A(g) B (g)
(2) 0.025 mol L 1 min 1 0.05 mol L 1 min 1 50%
(3) 否 =
解析:(1)根据图中信息A为反应物,B为生成物,在反应到4min时,A改变量为0.4mol,B改变量为0.2mol,根据改变量之比等于计量系数之比,因此该反应的化学方程式为:2A(g) B (g);故答案为:2A(g) B (g);
(2)反应开始至4 min时,B的平均反应速率为, A的反应速率为B反应速率的2倍即0.05 mol L 1 min 1,A的转化率为;故答案为:0.025 mol L 1 min 1;0.05 mol L 1 min 1;50%;
(3)从图中看出4 min后,A还在减少,B在增加,说明4min时反应未达到平衡状态,8 min时,A、B的量都未改变,说明已经达到平衡即υ(正) =υ(逆);故答案为:否;=。
17. 4A+5B6C+4D 0.1 mol·L-1·min-1 AC N2O42NO2 60% 0.001 5 mol·L-1·s-1 0~20 s 开始时反应物的浓度最大
【分析】(1)①随着时间的推移逐渐减少的是反应物,逐渐增多的是生成物;相同时间内转化物质的量(或浓度)之比等于化学计量数之比,据此确定化学方程式。
②根据υ=计算化学反应速率;根据浓度、压强、温度、催化剂等外界条件对化学反应速率的影响判断引起反应速率变化的原因。
(2)①根据NO2的浓度不再变化确定各物质的平衡浓度,进一步计算N2O4的平衡转化率。
②分别计算各时间段的平均反应速率,再利用外界条件对化学反应速率的影响进行分析。
解析:(1)①A、B物质的量随着时间的推移逐渐减小,A、B为反应物;C、D物质的量随着时间的推移逐渐增大,C、D为生成物;在0~2min内A、B、C、D物质的量的改变值依次为0.4mol(2.5mol-2.1mol=0.4mol)、0.5mol(2.4mol-1.9mol=0.5mol)、0.6mol(0.6mol-0mol=0.6mol)、0.4mol(0.4mol-0mol=0.4mol),则A、B、C、D的化学计量数之比为4:5:6:4;3min后各物质物质的量保持不变且都不为0说明反应达到平衡状态,反应的化学方程式为4A(g)+5B(g)6C(g)+4D(g)。
②前2min用A的浓度变化表示的化学反应速率υ(A)==0.1mol/(L·min)。从图象可以看出,2min时改变条件,各物质物质的量瞬时不变,2~3min内曲线的斜率变大,化学反应速率加快。A项,若增大压强,各物质物质的量瞬时不变,化学反应速率加快;B项,若降低温度,各物质物质的量瞬时不变,化学反应速率减慢;C项,若加入催化剂,各物质物质的量瞬时不变,化学反应速率加快;D项,若增加A的物质的量,虽然化学反应速率加快,但A的物质的量突然增大;答案选AC。
(2)①在0~20s内,N2O4的浓度减少0.100mol/L-0.070mol/L=0.030mol/L,NO2的浓度增加0.060mol/L-0.000mol/L=0.060mol/L,该反应的化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)。60s、80s、100s时NO2的物质的量浓度都为0.120mol/L,说明NO2的平衡浓度为0.120mol/L,用三段式
N2O4(g)2NO2(g)
c(起始)(mol/L) 0.100 0.000
c(转化)(mol/L) 0.060 0.120
c(平衡)(mol/L) 0.040 0.120
达到平衡时N2O4的转化率为×100%=60%。
②在0~20s内,N2O4的平均反应速率υ(N2O4)==0.0015mol/(L·s)。20~40s内N2O4的平均反应速率υ(N2O4)==0.001mol/(L·s);根据①的分析60s时反应已经达到平衡状态,c3=0.040mol/L,40~60s内N2O4的平均反应速率υ(N2O4)==0.0005mol/(L·s);60~80s、80~100s反应达到平衡状态,化学反应速率不变且相等;根据上述计算,0~20s时间段反应速率最大,原因是:开始时反应物的浓度最大,反应速率最大。
18. 70% 0.09mol/(L·min) a>c=d>b bc
解析:(1)上述反应在第5min时,消耗氮气的物质的量是0.20mol-0.06mol=0.14mol,则N2的转化率为0.14mol/0.20mol×100%=70%;
(2)0~2 min内消耗氮气的物质的量是0.20mol-0.08mol=0.12mol,根据方程式可知消耗氢气是0.36mol,浓度是0.18mol/L,则用H2表示从0~2 min内该反应的平均速率v(H2)=0.18mol/L÷2min=0.09mol/(L·min);
(3)如果都用氢气表示其反应速率,则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知a~d分别是(mol·L-1·min-1)0.075、0.03、0.06、0.06,所以该反应进行快慢的顺序为a>c=d>b;
(4)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,则
a.反应速率v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2不能说明反应达到平衡状态,a错误;
b.各组分的物质的量浓度不再改变,说明反应达到平衡状态,b正确;
c.混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明反应达到平衡状态,c正确;
d.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此混合气体的密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,d错误;
e.单位时间内生成n mol N2的同时,生成3n mol H2,均表示逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,e错误;
f.v(N2)消耗=2v(NH3)消耗,不满足正逆反应速率相等,没有达到平衡状态,f错误;
g.单位时间内3mol H-H键断裂的同时2mol N-H键也断裂,不满足正逆反应速率相等,没有达到平衡状态,g错误;
答案选bc。
19.(1) 2 H2和C3H6都消耗O2
(2) 先增大后减小 反应开始时,体系中主要发生反应Ⅱ,c(C3H6)逐渐增大,随反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,v(C3H6)减小,体系中主要发生反应Ⅲ,c(C3H6)逐渐减小
解析:(1)0~1.2s内的C3H6分压由0增大到2.4kPa,则生成C3H6的平均速率为2.4/1.2=2 kPa/s;若只发生反应I、Ⅱ,C3H6的分压应大于H2和H2O的分压,但由图b可知,随着反应进行,p(H2O)>p(C3H6)>p(H2),且有CO2生成,H2分压降低,故体系中还发生反应2C3H6+9O2==6CO2+3H2O、2H2+O2==2H2O的反应,消耗O2,导致C3H8和O2的消耗速率之比小于2∶1;
(2)反应开始时,反应Ⅱ向右进行,c(C3H6)逐渐增大,且体系中以反应Ⅱ为主,随反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,v(C3H6)减小,体系中主要发生反应Ⅲ,c(C3H6)逐渐减小,故丙烯的浓度随时间的变化趋势为先增大后减小。
20.CO2C+O2
解析:由图可知,以二氧化碳为原料制取炭黑的反应为在太阳能作用下,二氧化碳在氧化亚铁做催化剂的条件下分解生成碳和氧气,反应的化学方程式为CO2 C+O2,故答案为:CO2 C+O2。
21. < 0.8
解析:主反应和副反应都是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,乙炔的转化率增大,由图可知,p0条件下乙炔的转化率小于20kPa下乙炔的转化率,则压强p0小于20kPa;由图可知,T0K、20kPa下乙炔的转化率为90%、乙烯的选择性为,则平衡时乙烯的物质的量为1mol×90%×=0.8mol,由题意可得如下三段式:
由三段式数据可知,平衡时乙炔、乙烷、乙烯、氢气的物质的量分别为、、、,则总物质的量为,下主反应的平衡常数,故答案为:<;0.8。
22.6mol L-1 min-1 80% >
【分析】根据图象分析可知,曲线Ⅱ先达到化学平衡状态,则反应速率更快,因此温度更高,即TⅡ>TⅠ,但平衡时二氧化碳的体积分数比Ⅰ小,所以升高温度平衡逆向进行,该反应为放热反应。
解析:(1)由图象分析可知,曲线Ⅱ0~0.5minCO2的体积分数为0.3,设转化的CO的物质的量为x,列三段式有:,则,解得x=0.6,所以0~0.5min内的平均反应速率;
(2)b点时,CO2的体积分数为0.8,设转化的CO的物质的量为y,列三段式有:,则,解得y=1.6,所以CO的转化率为;
(3)由上述分析可知,TⅡ>TⅠ,即b点温度低于d点,降温平衡正向进行,平衡常数增大,则Kb>Kd。
23.(1) 冷凝管 平衡气压,便于恒压漏斗中的液体能够顺利滴下
(2)CaCl2+H2O2 CaO2+2HCl,加入氨水与氯化氢发生中和反应,使该可逆反应向着生成CaO2的方向移动,提过CaO2的产率
(3)C
(4) 防止氨水挥发 防止过氧化氢分解
(5) 冷却相平 57.60%
解析:(1)仪器A的名称为冷凝管;支管B可以起到平衡气压,便于恒压滴液漏斗中的液体能够顺利滴下的作用;
(2)氯化钙与双氧水混合液中存在如下平衡:CaCl2+H2O2 CaO2+2HCl,加入氨水,氨水与氯化氢发生中和反应,HCl浓度减小,平衡向着生成过氧化钙的方向移动,有利于提高的过氧化钙的产率;
(3)由题给信息可知,CaO2可与水缓慢反应,所以不能选用水和CaCl2溶液洗涤;CaO2易与酸反应,所以不能选用浓盐酸洗涤;CaO2不溶于醇类、乙醚等,所以最好无水乙醇洗涤,可以减少过氧化钙的溶解,故选C;
(4)由于温度较高时双氧水容易分解、氨水挥发,会导致过氧化钙产率下降,且温度降低时过氧化钙的溶解度减小,有利于过氧化钙的析出,所以沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右;
(5)①为保证准确测定气体的气体,确保氧气的状态与环境温度和压强相同,使用量气管读数时需将气体冷却到室温并保证量气装置两侧液面相平,同时读数时还需要视线与凹液面最低处相平,则量气管读数的方法是:冷却相平;
②过氧化钙与水反应的化学方程式为2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑,由方程式可得关系式:,解得m=2.88g,所以产品中过氧化钙的质量分数为: