第二章 化学反应速率与化学平衡 单元同步测试卷
一、单选题
1.将一定物质的量的置于2 L的恒容密闭容器中,只发生反应,在其他条件相同时,反应物的物质的量n随反应时间t的变化情况如表所示:
t/min n/mol 实验序号(反应温度) 0 10 20 30 40 50 60
1(800℃) 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2(800℃) 1.2 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
3(820℃) 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据表中数据,下列说法正确的是
A.在实验1中,反应在10~20 min内
B.根据实验1和实验2,可知反应恰好达到平衡状态的时间相同
C.根据实验2和实验3,无法说明浓度对反应速率的影响趋势
D.根据实验1和实验3,可得出温度越高,HI的分解率越小
2.向体积均为1L的两个恒容密闭容器中分别加入足量X(s)和0.1molY(g),发生反应X(s)+Y(g)G(g)+W(g) △H,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两个反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.△H>0
B.单位时间内,气体压强变化较大的是曲线乙
C.气体的总物质的量:na<nb
D.b点平衡常数K>0.05mol L-1
3.根据文献,将和的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料,另一边出料),可制得产物。反应由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行:
Ⅰ.
Ⅱ.
投料按体积之比,并用稀释;常压,不同温度下反应相同时间后,测得和体积分数如下表:
温度/℃ 1050 1100 1150
(%) 3.6 5.5 8.5
(%) 0.1 0.4 1.8
已知:升高相同温度时,活化能越大的化学反应,其反应速率提高的倍数越大。故由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图为
A. B.
C. D.
4.汽车尾气的NO可导致光化学烟雾,其反应机理如下:
已知过氧化物是含有过氧键(—O—O—)的化合物。下列有关该过程的叙述不正确的是
A.O·和·是反应的中间体
B.反应过程中生成了过氧化物
C.反应过程中涉及氧元素的微粒化合价均为0或-2价
D.转化为的化学方程式为
5.向某恒容密闭容器中加入一定量的和,发生反应 ,温度和压强对转化率的影响如图所示(其中x和y分别代表温度或压强)。下列说法错误的是
A.图中x代表的是压强
B.
C.正反应速率:
D.其他条件不变时,增大可提高的转化率
6.我国科研团队研制出“TM-LiH(TM表示过渡金属)”双催化剂体系,实现了氨的低温催化合成,其原理示意如下:
下列分析不合理的是
A.状态Ⅰ为吸附并发生解离,键发生断裂并吸收能量
B.状态Ⅲ反应的方程式为
C.“TM-LiH”能降低合成氨反应的
D.合成总反应的原子利用率是100%
7. 工业合成氨,关乎到世界化工发展和粮食安全,对其研究意义重大。下列有关合成氨反应: kJ mol的说法不正确的是
A.合成氨反应的J K mol,在较低温度下不能自发进行
B.氮气和氢气的反应活化能很大,需要外界提供能量才可能发生反应
C.恒温恒容密闭容器中充入1mol和3mol,充分反应后放出热量小于92.4kJ
D.温度升高,反应物的活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,反应速率增大
8.在碳中性循环的模式下,通过制备甲醇能减少或避免向大气中排放,具有重要的应用价值。使用铜基催化剂时,体系内发生如下反应:
① kJ mol
② 2kJ mol
③
在两个相同容器内以1∶3的比例分别充入和,其压强分别为2 MPa和5 MPa,测得转化率随反应温度的变化如图,下列说法不正确的是
A. kJ mol
B.曲线Ⅰ压强为5 MPa,曲线Ⅱ压强为2 MPa
C.随温度升高转化率先减小后增大,其原因是低温下主要发生反应①,高温主要发生反应②
D.若将纵坐标改为产率,则图像变化趋势与原图一致
9.硫的两种晶体形态的相图如图所示,其燃烧的热化学方程式为: ; 。相图:用于描述不同温度(T/℃)、压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是
A.斜方硫和单斜硫互为同位素
B.
C.F→G过程为固态硫的气化,该过程中有化学键的断裂
D.温度高于119℃且压强小于0.4Pa时,单斜硫液化
10.已知反应:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)。起始以物质的量之比为1∶1充入反应物,不同压强条件下,H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为)。下列有关说法正确的是
A.上述反应逆反应的ΔH > 0
B.N点时的反应速率一定比M点的快
C.降低温度,H2的转化率可达到100%
D.工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强
11.为了研究外界条件对分解反应速率的影响,某同学在相应条件下进行实验,实验记录如下表:
实验序号 反应物 温度/℃ 催化剂 收集气体所用时间/s
① 溶液 25 2滴溶液
② 溶液 45 2滴溶液
③ 溶液 b 2滴溶液
④ 溶液 25 2滴蒸馏水
下列说法中错误的是
A.表格中的数据:a=5,b=25
B.表格中的数据:
C.通过对比实验①②,可研究温度对反应速率的影响
D.实验④加入2滴蒸馏水的目的是控制单一变量
12.1,2-丙二醇()单分子解离反应相对能量随反应历程的变化如图所示。解离路径包括碳碳键断裂解离和脱水过程。下列说法正确的是
A.1,2-丙二醇中C-C键的强度相同
B.从能量的角度分析,TS2路径的速率比TS1路径快
C.产物比产物更稳定
D.可用红外光谱法鉴别TS1和TS2两条路径的产物
13.在恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生分解反应:,测得不同起始浓度和不同催化剂表面积时Z的浓度随时间的变化如表所示。下列说法错误的是
编号 0 20 40 60 80
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
A.实验①,100 min时反应达到平衡状态
B.实验②,60 min时反应处于平衡状态
C.相同条件下,增大催化剂的表面积,Z的平衡转化率不变
D.相同条件下,增加Z的浓度,反应速率增大
14.化学是一门以实验为基础的学科。下列实验操作不能达到目的的是
选项 目的 实验操作
A 制备晶体 向溶液中加入95%的乙醇
B 制备胶体 向沸水中逐滴加入饱和溶液继续煮沸至液体呈红褐色
C 配制100mL 0.4的NaOH溶液 称取4.0g固体NaOH于烧杯中,加入蒸馏水溶解,立刻转移至100mL容量瓶中,定容
D 探究温度对化学平衡的影响 加热0.5 溶液
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题
15.完成下列问题
(1)一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图1所示。已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数将减小。
①此反应平衡常数表达式为K=_______。
②该反应的△H_______0(填“>”“<”或“=”)。
③该反应的反应速率v随时间t的变化关系如图2所示,根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是_______。
在恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列能作为达到平衡状态的判断依据是_______(填标号)。
a.体系压强不变
b.气体的平均摩尔质量保持不变
c.气体的密度保持不变
d.A的消耗速率等于B的生成速率
(2)习近平主席在《中央城镇化工作会议》发出号召:“让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁”。消除含氮、硫、氯等化合物对大气和水体的污染对建设美丽家乡,打造宜居环境具有重要意义。 NO2和CO是常见的环境污染气体,汽车尾气中C、NO2在一定条件下可以发生反应:4CO(g) + 2NO2(g)4CO2(g) + N2(g) ΔH=-1200kJ/mol,在一定温度下,向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①从反应开始到10 min的平衡状态,N2的平均反应速率为_______ 。从11 min起,其他条件不变,压缩容器的容积为1 L,则n(NO2)的变化曲线可能为图中的_______(填abcd字母)。
②对于该反应,温度不同(T2 > T1)、其他条件相同时,下列图像表示正确的是_______(填序号)。
16.为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2、3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
(1)在3min末,H2的浓度为_______,这时,反应速率 υ(正)_______ υ(逆)(选填>、<或 =)。
(2)从反应开始到平衡,平均反应速率υ(CO2)=_______。达到平衡时,H2的转化率为_______。
(3)下列措施不能提高反应速率的是_______。
A.升高温度 B.加入催化剂 C.增大压强 D.及时分离出CH3OH
(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:υ(H2)=0.3 mol L 1 s 1;乙:υ(CO2)=0.12 mol L 1 s 1;丙:υ(CH3OH)=4.8 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_______。
(5)在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO2和H2进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1mol CO2,同时生成1mol CH3OH
D.CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E.混合气体的密度保持不变
17.在一定温度下,有1气体和3气体发生下列反应: 。
(1)若在相同温度下,分别在1L定压密闭容器A中和1L定容密闭容器B中反应:哪个容器中的反应先达到平衡?答:_______。哪个容器中的N2的转化率高?答:_______。
(2)若在上述定压密闭容器A中,反应已达到平衡时,再加入0.5摩氩气,则的转化率会起什么变化?答:_______。正反应速度与原平衡相比,有无变化_______,简答理由。_______。
(3)若在1L定容容器中,上述反应达到平衡时,平衡混和物中、、的物质的量分别为A、B、C摩尔。仍维持原温度,用x、y、z分别表示开始时、、的加入的物质的量(),使达到平衡后、、的物质的量也为A、B、C摩尔。则应满足的条件是:
①若,,则_______。
②若,则y应为_______、z应为_______。
18.现在和将来的社会,对能源的需求越来越大,学习化学有助于开发新能源,发展人类的新未来。
(1)关于能源的说法中,错误的是_______(填字母)。
A.核能属于新能源
B.风力发电安全环保,但受地域条件限制
C.生物质能是可再生能源
D.为实现我国关于碳达峰与碳中和的承诺,应立刻禁止使用煤炭与石油做燃料
(2)甲烷燃烧时生成液态水和二氧化碳,同时放出的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式_______。
(3)2020年11月,长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,其采用了液氢、液氧作低温推进剂。
①已知破坏键吸收热量,破坏键吸收热量,形成键释放热量,下列关系式正确的是_______(填字母)。
A. B. C.
②已知 。“胖五”近900吨的身体里,有大约80%的重量是液氢和液氧。若液氢、液氧恰好完全反应生成气态水,请估算总共释放的热量为_______(保留3位有效数字)。
(4)分解的总反应可表示为 。
①催化分解的原理分为两步:
第一步反应为 慢反应
第二步反应为_______ 快反应
②能正确表示催化分解原理的示意图为_______(填字母)。
A. B. C. D.
参考答案:
1.C
【详解】A.实验1中,反应在10~20min内,v(HI)==0.0065 mol L-1 min-1,A错误;
B.在实验1和实验2中,40min后HI(g)的物质的量不再变化,说明40min后反应处于平衡状态,但不能说明40min时反应恰好达到平衡状态,B错误;
C.实验2和实验3的反应温度不同,且HI(g)的起始物质的量不同,则无法说明浓度对反应速率的影响趋势,C正确;
D.比较实验1和实验3,开始时加入的n(HI)相同,反应温度不同,平衡时实验3中HI(g)的物质的量少,说明温度越高,HI的分解率越大,D错误;
综上所述答案为C。
2.D
【详解】A.甲为绝热过程,乙为恒温过程,而乙达到平衡时间更短,说明乙对应温度较高,说明该反应为吸热反应,△H>0,A正确;
B.乙对应温度较高,反应速率更快,单位时间内,气体压强变化较大的是曲线乙,B正确;
C.反应在两个恒容密闭容器进行,根据a、b两点压强相同,而乙温度更高,则甲容器气体物质的量大于乙,即na<nb,C正确;
D.根据压强之比等于物质的量之比,c点气体物质的量为0.15mol,结合反应方程式的系数关系,则Y反应了0.05mol,列出三段式为:
K=mol/L=0.05mol L-1,甲的温度低于乙,该反应为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,则K<0.05mol L-1,D错误;
故选D。
3.A
【详解】反应Ⅰ、反应Ⅱ均是吸热反应,且反应Ⅰ的更大。在题设温度范围内(其他条件不变),的体积分数随温度升高先升后降。在低温段,以反应Ⅰ为主,随温度升高,的体积分数增大;在高温段,随温度升高;反应Ⅱ消耗的速率大于反应Ⅰ生成的速率,的体积分数减小。升高相同温度时,活化能越大的化学反应,其反应速率提高的倍数越大。故反应Ⅱ活化能更大。
故选A。
4.C
【详解】A.·和O·开始没有,最终没有,而中间出现,故二者是反应的中间体,A正确;
B.反应生成了,显然属于过氧化物, B正确;
C.过氧键中氧元素为价,C错误;
D.由转化关系图可知转化为的化学方程式为,D正确。
故选C。
5.D
【详解】A.压强越大,的转化率越高,温度越高,的转化率越低,所以题图中x代表的是压强,A正确;
B.题图中y代表的是温度,且温度越高,的转化率越低,所以,B正确;
C.温度越高,压强越大,正反应速率越快,所以正反应速率:,C正确;
D.其他条件不变时,越大,的转化率越低,D错误;
故选D。
6.C
【详解】A.由原理可知氮气与TM-LiH反应生成LiNH,LiNH与氢气反应生成氨和LiH。状态Ⅰ为吸附并发生解离的过程,键发生断裂要吸收能量,A正确;
B.由原理可知,状态Ⅲ为LiNH与氢气反应生成氨和LiH的过程,方程式为:,B正确;
C.催化剂可降低反应的活化能,但不能降低反应物和生成物的总能量,不能改变反应热,C错误;
D.由原理可知氮气和氢气反应生成物只有氨,原子利用率为100%,D正确;
故选C。
7.A
【详解】A.合成氨反应: kJ mol<0,J K mol<0,△H-T△S<0时,反应能够自发进行,则合成氨反应在较低温度下能自发进行,故A错误;
B.氮气和氢气在高温高压下反应生成氨气,氮气和氢气的反应活化能很大,需要提供能量来启动反应,故B正确;
C.合成氨反应是可逆反应,恒温恒容密闭容器中充入1mol和3mol,生成的小于2mol,充分反应后放出热量小于92.4kJ,故C正确;
D.升高温度,反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,故D正确;
故选A。
8.D
【详解】A.根据盖斯定律,反应③=①-②, kJ·mol,A正确;
B.直接涉及转化的反应为①、②,压强增大时,①平衡右移,②不移动,总体转化率增大,曲线Ⅰ为5 MPa,曲线Ⅱ为2 MPa,B正确;
C.反应①放热,反应②吸热,故低温下主要发生反应①,高温下主要发生反应②,温度升高时反应①平衡左移,转化率减小,到一定温度时发生反应②,且随温度升高平衡右移,转化率增大,总体先减小后增大,C正确;
D.只有反应①③才生成甲醇,均为放热反应,随温度升高甲醇产率降低,D错误;
故选D。
9.C
【详解】A.单斜硫和正交硫是由S元素形成的不同单质,故正交硫和单斜硫互为同素异形体,故A错误;
B.①S(斜方,s) ,②S(单斜,s) ,①-②可得,S(斜方,s)=S(单斜,s),由图可知,在相同条件下,斜方硫转变为单斜硫需要升温,即,则,故B错误;
C.图中F→G过程为固态硫的气化,由斜方晶体先变为单斜硫再变为气体,过程中发生了化学变化,除了破坏了分子间作用力外,还破坏了共价键,故C正确;
D.由图可知,温度高于119℃时,单斜硫是固态,需要增大压强单斜硫才能发生液化现象,故D错误;
故选C。
10.A
【详解】A.根据图像,随着温度的升高,H2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,△H<0,因此该反应逆反应的ΔH>0,A正确;
B.N点压强大于M点,但是M点温度大于N点,N点比M点的速率小,B错误;
C.此反应是可逆反应,不能完全进行到底,C错误;
D.在温度(400~600)K,1.01×106 Pa的压强下,H2的转化率已然很高,提高压强转化率,上升不大,性价比不高,D错误;
故选A。
11.B
【分析】利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时,应保证其他反应条件相同。
【详解】A.为控制单一变量,表格中的数据:a=5,b=25,故A正确;
B.实验①中加入了催化剂,则实验①反应速率更快,因此表格中的数据:,故B错误;
C.实验①②只有温度不同,则通过对比实验①②,可研究温度对反应速率的影响,故C正确;
D.实验④加入2滴蒸馏水的目的是控制过氧化氢浓度不变,故D正确;
故答案选B。
12.D
【详解】A.由图可知,断裂1mol中a处碳碳键所需能量为83.7kJ,b处碳碳键所需能量为85.1kJ,所以1,2-丙二醇中C-C键的强度不相同,选项A错误;
B.由图可知,TS1路径比TS2路径吸收的能量低,活化能低,所以TS1路径反应速率更快,选项B错误;
C.由图可看出产物比产物的能量高,所以更不稳定[提示:能量越低越稳定],选项C错误;
D.红外光谱可定性鉴别有机物官能团,中含有羟基和碳碳双键,中含有酮羰基,两物质含有的官能团不同,可用红外光谱法鉴别,选项D正确;
答案选D。
13.D
【详解】A.由实验①中数据可知,该反应的速率保持不变,对比实验①、③可知,实验①达到平衡时Z的浓度也为,而实验①中100 min时Z的浓度减小到,即100 min时反应达到平衡状态,选项A正确;
B.由数据分析知,反应速率不变,若实验②中60 min时没有达到平衡状态,则Z的浓度为0,与可逆反应的特点不符,所以60 min时反应已达平衡状态,选项B正确;
C.增大催化剂的表面积,能加快反应速率,但不影响化学平衡,即Z的平衡转化率不变,选项C正确;
D.实验①和②催化剂表面积相同,实验①中Z的起始浓度是实验②的2倍,实验①、②中0~20 min和20~40 min内, c(Z)都是,则相同条件下增加Z的浓度,反应速率并未增大,选项D错误;
答案选D。
14.C
【详解】A.加入乙醇降低溶剂的极性,从而降低物质的溶解性使物质结晶析出,A项能达到实验目的;
B.利用Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体,B项可以达到实验目的;
C.NaOH固体溶解放热,需要冷却至室温再转移至容量瓶不然会引起误差,C项不能达到实验目的;
D.CuCl2溶液中存在水解平衡,升温水解增强,溶液会发生变化,D项能达到实验目的;
故选C。
15.(1) K= < 升高温度 ab
(2) 0.0075mol/(L·min) d 乙
【详解】(1)根据图1可知,该反应的反应物是A和B,生成物是C,变化的物质的量之比等于方程式的系数比,所以该反应的化学方程式为:A(g)+2B(g)2C(g)。
①化学平衡常数用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示,则该反应的平衡常数表达式为K=。
②根据图1可知,A是反应物,达到平衡后,降低温度,A的体积分数减小,即平衡正向移动,所以该反应的正反应是放热的,即△H<0。
③根据图2判断,在t3时正逆反应速率都增大,且平衡逆向移动,所以改变的条件是升高温度,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,且升高温度,可以加快反应速率。
a.在恒温恒容容器中发生该反应,该反应前后气体系数之和不相等,所以在未平衡前压强一直在降低,当体系压强不变时,反应达到平衡,故体系压强不变可以作为达到平衡状态的判断依据,故a选;
b.该反应的反应物和生成物均为气体,气体总质量恒定,反应前后气体系数之和不相等,所以气体总物质的量是变量,即气体的平均摩尔质量是变化的,当气体的平均摩尔质量不变时,反应达到平衡状态,所以气体的平均摩尔质量保持不变可以作为达到平衡状态的判断依据,故b选;
c.该反应进行过程中,气体总质量恒定,容器体积也恒定,所以气体密度是不变的,所以气体的密度保持不变不可以作为达到平衡状态的判断依据,故c不选;
d.A和B的系数不相等,A的消耗速率等于B的生成速率时,正逆反应速率不相等,所以A的消耗速率等于B的生成速率不能作为达到平衡状态的判断依据,故d不选;
故选ab。
(2)①从反应开始到10 min的平衡状态,NO2的物质的量减少了0.3mol,根据反应方程式可知,N2的物质的量增加了0.15mol,浓度变化了0.15mol÷2L=0.075mol/L,则N2的平均反应速率为0.075mol/L÷10min=0.0075mol/(L min)。从11 min起,其他条件不变,压缩容器的容积为1 L,增大压强,平衡正向移动,NO2的物质的量从原平衡态开始减小,则n(NO2)的变化曲线为d。
②该反应是反应后气体体积减小的放热反应。升高温度,正逆反应速率都增大,故甲错误;升高温度,平衡逆向移动,NO2的转化率降低,且温度越高,反应速率越快,越先达到平衡,故乙正确;压强不变时,升高温度,平衡逆向移动,CO的体积分数增大,而图丙表示不正确,且温度不变时,增大压强,平衡正向移动,CO的体积分数降低,图丙对于压强和CO体积分数的表示也错误,故丙错误;故选乙。
16.(1) 0.75 mol L 1 >
(2) 0.0375 mol L 1 min 1 75%
(3)D
(4)乙>甲>丙
(5)BD
【详解】(1)在3min末,甲醇物质的量为0.50mol,则氢气改变量为1.5mol,剩余氢气物质的量为1.5mol,则H2的浓度为,这时正向建立平衡,还未达到平衡,因此反应速率υ(正) >υ(逆);故答案为:0.75 mol L 1;>。
(2)从反应开始到平衡,二氧化碳改变量为0.75mol,氢气改变量为2.25mol,则平均反应速率υ(CO2)= ,达到平衡时,H2的转化率为;故答案为:0.0375 mol L 1 min 1;75%。
(3)A.升高温度,反应速率加快,故A不符合题意;B.加入催化剂,反应速率加快,故B不符合题意;C.增大压强,浓度增大,反应速率加快,故C不符合题意;D.及时分离出CH3OH,生成物浓度减小,速率减小,故D符合题意;综上所述,答案为:D。
(4)根据题意将丙换成单位得到丙:υ(CH3OH)=4.8 mol L 1 min 1=0.08 mol L 1 s 1,甲:υ(H2)=0.3 mol L 1 s 1;乙:υ(CO2)=0.12 mol L 1 s 1;根据,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙;故答案为:乙>甲>丙。
(5)A.只能说反应中CO2与CH3OH的物质的量之比固定,不能说反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1,因此不能说明达到平衡,故A不符合题意;B.该反应是体积减小的反应,压强不断减小,当混合气体的压强不随时间的变化而变化,说明达到平衡,故B符合题意;C.单位时间内每消耗1mol CO2,正向反应,同时生成1mol CH3OH,正向反应,同一个方向,不能说明达到平衡,故C不符合题意;D.正向反应,甲醇质量分数增大,当CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变,能说明达到平衡,故D符合题意;E.气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,气体密度始终不变,因此当混合气体的密度保持不变,不能作为判断平衡标志,故E不符合题意;综上所述,答案为:BD。
17.(1) A A
(2) 减小 减小 在其它条件不变的情况下,降低压强减小反应速率
(3) 2 2.25 0.5
【分析】(3)温度、体积不变,平衡后、、的物质的量不变,则二者为等效平衡,n(N2)∶n(H2)= 1∶3,极限转化后起始量n(N2)=1mol、n(H2)=3mol,据此分析。
【详解】(1)合成氨为气体体积减小的反应,固定体积不变时,恒压发生反应气体的物质的量减小、体积减小,相当于压强增大,平衡正向移动,则A中先达到平衡,A中转化率大,故答案为:A;A;
(2)反应已达到平衡时,再加入0.5mol氩气,由于恒压,容器体积增大,相当于给反应体系减压,平衡逆向移动,的转化率减小;容器体积增大,减小压强,反应体系中各组分浓度均减小,正逆反应速度均减小,故答案为:减小;减小;在其它条件不变的情况下,降低压强减小反应速率;
(3)①根据分析,若x=0,y=0,则z= 2,故答案为:2;
②若x = 0.75,则y应为0.75mol3=2.25mol,z应为(1-0.75)mol2 = 0.5mol,故答案为:2.25;0.5。
18.(1)D
(2)
(3) B
(4) A
【详解】(1)A. 核能属于新能源,A正确;
B.风力发电安全环保,但受地域条件限制,B正确;
C. 生物质能属于可再生能源,C正确;
D. 为实现我国关于碳达峰与碳中和的承诺,应尽量减少使用煤炭与石油做燃料,开发新能源,D错误。故选D。
(2)甲烷燃烧时生成液态水和二氧化碳,同时放出的热量,燃烧热是指可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,故表示甲烷燃烧热的热化学方程式为:
(3)①氢气燃烧反应为:是放热反应,,故,,故选B。
②900吨80%的重量是液氢和液氧,液氢和液氧总质量为,若液氢、液氧恰好完全反应生成气态水,故,设,计算得出,完全燃烧放出的热量为:。
(4)①根据总反应和第一步反应的方程式,第二步反应为总反应-第一步反应,第二步反应方程式为:;
②催化剂降低反应的活化能不改变反应历程,故图像为:A。