专题2《化学反应速率与化学平衡》单元检测题(含解析)2022-2023上学期高二苏教版(2019)高中化学选择性必修1

专题2《化学反应速率与化学平衡》单元检测题
一、单选题
1.在一定温度下,将CO2和C(各0.16mol)充入10L恒容密闭容器中,发生反应CO2(g)+C(s)2CO(g),一段时间后反应达到了平衡,反应过程中测得的数据如表。下列说法正确的是
t/s 2 4 7 8
n(C)/mol 0.12 0.10 0.09 0.09
A.反应前2s的平均反应速率v(C)=2.0×10-3mol·L-1·s-1
B.其他反应条件不变,移走部分CO(g),反应速率加快
C.反应进行至4s末时,CO2的转化率为37.5%
D.反应达到平衡时,CO2的物质的量浓度为0.07mol·L-1
2.在其他条件不变时,只改变某一条件,化学反应aA(g)+B(g) cC(g)的平衡变化图象如下(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率),据此分析下列说法正确的是
A.在图象反应Ⅰ中,说明正反应为吸热反应
B.在图象反应Ⅰ中,若p1>p2,则此反应的ΔS>0
C.在图象反应Ⅲ中,E点处υ(逆)>υ(正)
D.在图象反应Ⅱ中,说明该正反应为吸热反应
3.在一定条件下达到平衡的某可逆反应,改变下列某一条件平衡一定发生移动的是
A.增大反应物的物质的量
B.增大压强
C.升高温度
D.加入催化剂
4.下列叙述正确的是
A.增大反应物浓度可以增大活化分子的百分数从而提高反应速率
B.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
C.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
5.一定温度下,X、Y、Z三种气体在某恒容密闭容器中发生反应,其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等
B.从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是0.2mol·L-1·min-1
C.该反应的化学方程式可表示为:3X(g)+Z(g) 2Y(g)
D.达到平衡后,再充入氩气,反应速率增大
6.如图所示,甲、乙之间的隔板K可以左右移动,甲中充入2molA和1molB,乙中充入2molC和1molHe,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g),反应达到平衡后,恢复到反应发生前时的温度。下列有关说法不正确的是
A.根据隔板K滑动与否可判断左右两边的反应是否达到平衡
B.达到平衡后,隔板K最终停留在左侧刻度0~2之间
C.到达平衡时,甲容器中C的物质的量等于乙容器中C的物质的量
D.若平衡时K停留在左侧1处,则活塞仍停留在6刻度右侧
7.在体积可变的密闭容器中投入0.5molO2和1molSO2,不同条件下发生反应:O2(g)+2SO2(g) 2SO3(g) ΔH。实验测得平衡时SO2的转化率[α(SO2)]随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是
A.Y代表压强,且Y1>Y2,X代表温度,且ΔH<0
B.M点反应物转化率之比α(O2):α(SO2)=1:1,N点该比例减小
C.若M、N两点对应的容器体积均为5L,则N点的平衡常数K=20
D.M、N两点对应的平均摩尔质量:M(M)>M(N)
8.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
A.A B.B C.C D.D
9.工业上利用CO和H2合成二甲醚:3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH<0;其它条件不变时,相同时间内CO的转化率随温度T的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A.状态X时,v消耗(CO)=v生成(CO)
B.一定压强下,升高温度,CO的平衡转化率降低
C.相同温度时,增大压强,可以提高CO的转化率
D.状态X时,选择合适催化剂,可以提高相同时间内CO的转化率
10.CO2是用途非常广泛的化工基础原料,常用来生产甲醇,反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。下列反应速率关系正确的是
A.v(CO2)=2v(H2O) B.2v(CO2)=v(CH3OH)
C.3v(CH3OH)=v(H2) D.2v(CO2)=3v(H2)
11.已知反应 。在一定温度和压强下于密闭容器中,反应达到平衡。下列叙述正确的是
A.升高温度,K减小
B.减小压强,的物质的量增大
C.增大压强,CO转化率增大
D.充入一定量的氦气,的物质的量增大
12.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应产生黄色沉淀导致溶液变浑浊,实验可以根据溶液变浑浊为时间进行定性探讨化学反应速率快慢。下列各组中最先出现浑浊的是
选项 反应温度(℃) Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O
V(mL)/c(mol/L) V(mL)/c(mol/L) V(mL)
A 25 5 0.1 10 0.1 5
B 25 5 0.2 5 0.2 10
C 35 5 0.15 5 0.15 5
D 35 5 0.2 5 0.2 20
A.A B.B C.C D.D
13.利用醋酸二氨合铜[]溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应方程式为。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示,下列说法正确的是
温度/℃ 15 50 100
化学平衡常数数值 2
A.上述正反应为吸热反应
B.15℃时,的平衡常数值为
C.保持其他条件不变,减小压强,CO的转化率减小,化学平衡常数减小
D.醋酸二氨合铜溶液的浓度的改变使化学平衡常数也改变
二、填空题
14.在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)A点处,v(正)_______v(逆),A点正反应速率_______B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。
(2)图中表示O2变化的曲线是______。用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=____________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是______。
a.容器内压强保持不变 b.v(NO)=2v(O2)
c.容器内的密度保持不变 d.v逆(NO2)=2v正(O2)
(4)能使该反应的反应速率增大的是______。
a.适当升高温度 b.及时分离出NO2气体
c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂
15.向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B,发生如下反应:xA(g)+2B(s)yC(g) △H<0,在一定条件下,容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图。请回答下列问题:
(1)0~l0 min容器内压强___(填“变大”,“不变”或“变小”)
(2)推测第l0 min引起曲线变化的反应条件可能是___;(填选项,下同)第16 min引起曲线变化的反应条件可能是___;
①减压;②增大A的浓度;③增大C的量;④升温;⑤降温;⑥加催化剂
(3)若平衡I的平衡常数为K1,平衡Ⅱ平衡常数为K2,则K1___K2(填“>”“=”或“<”)。
16.在一定条件下,反应 在一密闭体系中达到化学平衡。
(1)请写出该反应的平衡常数表达式:_______
(2)请说明改变下列条件时,平衡如何移动。
a.保持压强不变,升高温度_______;
b.保持温度不变,缩小容器的体积_______;
c.保持体积不变,通入氢气_______。
17.某温度时,在2L密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式:_________;
(2)反应开始至3min,X的反应速率为_________;3min末c(Z)________mol·L-1,此时Z的反应速率________4min时的反应速率(填“>”“<”或“=”)。
18.运用化学反应原理研究氮及其化合物的反应有重要意义。
(1)写出NH3的电子式____,NH3催化氧化的化学方程式为____。
(2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ·mol-1,在工业生产中温度常控制在480℃,而非常温。请从化学反应速率和催化剂的角度加以解释____。
(3)合成氨过程中发生的反应机理如下:
I.2xFe+N22FexN(慢);
II.2FexN+3H2(g)2xFe+2NH3(g)(快)
回答下列问题:
合成氨反应的速率快慢主要取决于____(填“I”或“II”)。
②合成氨反应的催化剂是____(填化学式)。
③反应I的活化能_____反应II的活化能(填“>”“=”或“<”)。
④使用催化剂前后,合成氮反应的△H___(填“增大”“减小”或“不变”)。
19.一定温度下,反应在密闭容器中进行,回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大:_______,原因是_______。
(2)恒容充入:_______。
(3)恒容充入:_______,原因是_______。
(4)恒压充入:_______。
20.能源的开发和有效利用以及人均消费量,是一个国家生产技术水平和生活水平的重要标志。
I.“氢能”因热值高,无污染,将是未来最理想的新能源。“十三·五”规划实现煤炭资源的高效清洁转化是我国能源革命的一个重要课题。而要实现这一目标,就需要提升并完善煤气化这一关键的核心龙头技术。煤的气化是目前获得氢气的一种重要方式。煤的气化反应主要是:
反应I ;
反应II ,在850℃时,。
(1)①反应I的正反应的活化能和的大小关系为_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)温度的改变对正、逆反应速率影响较大的是_______(填“正”或“逆”)反应速率;
②将一定量和的混合气体放入一个恒容绝热的密闭容器内发生反应II(初始温度850℃),以下可作为可逆反应II达到平衡标志的是_______。
A.当混合气的平均相对分子质量不随时间而变化时
B.当时
C.当时
D.当混合气的压强不随时间而变化时
③若要提高反应II中的平衡转化率,可以采取的措施有_______。
A.加入选择性好的催化剂 B.不断散热
C.不断充入水蒸气 D.增加在原料气中的含量
(2)850℃时,若向一恒温、恒容密闭容器中同时充入、、和,若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x、y应满足的条件是_______。
II.二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:。一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图:
(3)a、b、c从大到小依次为_______。
(4)某温度下,将和充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中的物质的量分数变化情况如图所示,请计算,条件下的化学平衡常数_______。
21.一定条件下,将SO2和O2充入一密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示:
回答下列问题:
(1)降低温度,SO2的转化率______,化学反应速度______ 。(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)反应处于平衡状态的时间是______。
(3)反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是______(用文字表达)。10 min到15 min的曲线变化的原因可能是______(填写编号)。
a. 加了催化剂
b. 缩小容器体积
c. 降低温度 d. 增加SO3的物质的量
22.已知可逆反应2NO(g)N2(g)+O2(g)。若在某温度下达到平衡时C(N2)=0.05mol·L-1,C(O2)=0.05mol·L-1,c(NO)=0.1mol·L-1 该反应的平衡常数为_____________,保持温度不变,将容器体积缩小一半,则平衡常数_________(填增大、减小或不变)。
23.现有下列可逆反应:A(g)+B(g) xC(g),在不同条件下生成物C在反应混合物中的质量分数(C%)和反应时间(t)的关系如下图:
请根据图象回答下列问题:
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则_______曲线表示无催化剂时的情况(填字母,下同);
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入惰性(与反应体系中任一物质均不反应)气体后的情况,则_______曲线表示恒温恒容的情况;
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是_______热反应(填“吸”或“放”);
(4)化学计量数x的值_______(填取值范围);判断的依据是________________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.由反应方程式CO2(g)+C(s)2CO(g)可知物质C(s)为固态物质,不能用单位时间内的浓度变化量来表示反应速率,故A错误;
B.其他反应条件不变,移走部分CO(g),降低了一氧化碳的浓度,浓度越大反应速率越快,所以瞬间减小,随着反应的进行,也逐渐减小,正逆反应速率都会降低,故B错误;
C.由表格数据可知,反应进行至4s末时,所以二氧化碳的转化率,故C正确;
D.由表格数据可知反应在第7s时已经建立平衡,所以,平衡时剩余,所以,故D错误;
答案选择C。
2.C
【详解】A.由图象反应Ⅰ可得,随着温度的升高,平衡转化率α(A)减小,说明正反应为放热反应,A错误;
B.在图象反应Ⅰ中,做垂直于温度的垂线,若p1>p2,根据图象可得,该反应是一个体积增大的反应,所以a+1<c,所以此反应的ΔS<0,B错误;
C.在图象反应Ⅲ中,沿E点做温度的垂线,设和平衡曲线的交点为F点,又因为E点C的浓度大于F点,所以E点向逆反应方向进行,所以υ(逆)>υ(正),C正确;
D.在图象反应Ⅱ中,根据“先拐先平,数值大”的方法,可以得出T1>T2,同时根据平衡时上下的大小关系,可以得出随着温度的升高,C的物质的量在降低,说明该正反应为放热反应,D错误;
故选C。
3.C
【详解】A.若增大固体反应物的物质的量,平衡不移动,故A不符合题意;
B.若是非气体参加的反应,增大压强,平衡不移动,故B不符合题意;
C.可逆反应不是放热反应就是吸热反应,因此升高温度,平衡一定发生移动,故C符合题意;
D.加入催化剂,同等程度改变速率,平衡不移动,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
4.B
【详解】A.增大反应物的浓度可以提高单位体积内活化分子数,而百分数不变,A项不符合题意;
B.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变,比如C不完全燃烧生成CO的反应,B项符合题意;
C.反应速率取决于物质自身的性质,还与温度、浓度、压强、固体的接触面积等因素有关,与反应是否吸放热无关,C项不符合题意;
D.焓变取决于反应物和产物的焓值,与反应条件和过程无关,D项不符合题意;
故正确选项为B
5.C
【详解】A.Q点没有到平衡,Y的正反应速率和逆反应速率不相等,A错误;
B.从开始到达到平衡时X的物质的量改变量为6-3=3mol,没有说明容器的体积,不能用X表示的平均反应速率,B错误;
C.从开始到平衡,X、Z的物质的量减少,减少量分别为6-3=3mol,2-1=1mol,为反应物,Y的物质的量增加为生成物,增加量为2-0=2mol,故方程式为3X(g)+Z(g) 2Y(g),C正确;
D.到平衡后,充入氩气,各物质的浓度不变,反应速率不变,D错误;
故选C。
6.C
【详解】A.由方程式可知,恒容条件下,甲和乙中形成的平衡为等效平衡,甲中气体的物质的量减小,乙中气体的物质的量增大,所以恒压条件下,隔板K会向左滑动,当隔板K不在滑动时,说明左右两边的反应都达到平衡,故A正确;
B.由方程式可知,A与B反应生成C的反应为气体体积减小的可逆反应,若甲中2molA和1molB完全反应生成2molC,隔板K最终停留在左侧刻度2处,由于可逆反应不可能完全反应,所以达到平衡后,隔板K最终停留在左侧刻度0~2之间,故B正确;
C.隔板可以移动,说明是等压条件;乙中充入1molHe,等效于给甲加压,平衡右移,C的物质的量增大,则平衡时,甲容器中C的物质的量大于乙容器中C的物质的量,故C错误;
D.若平衡时K停留在左侧1处,由气体的体积之比等于物质的量之比,可知平衡时混合气体的总物质的量为3mol×=2.5mol,恒压条件下,乙中充入1mol的氦相当于给甲容器增大压强、给乙容器减小压强,甲中平衡右移,乙中平衡左移,则乙中混合气体的总物质的量大于(2.5mol+1mol),活塞仍停留在6刻度右侧,故D正确;
故选C。
7.B
【详解】A.Y为压强,从下到上,二氧化硫转化率增大,说明平衡正向移动,则为增大压强,即Y1>Y2;X为温度,相同压强下温度越高,SO2的转化率越小,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,即ΔH<0,故A正确;
B.初始投料n(O2):n(SO2)=1:2,根据方程式可知反应过程中O2和SO2按照1:2反应,所以任意时刻二者的转化率之比均为1:1,故B错误;
C.N点和M点温度相同,则平衡常数相同,容器体积为5 L,M点SO2的转化率为50%,可根据该点列三段式:,根据平衡常数的定义可知,故C正确;
D.M点比N点压强大,平衡正向移动,气体总物质的量减小,气体总质量不变,平均摩尔质量增大,M(M)>M(N),故D正确。
综上所述,答案为B。
8.C
【详解】温度越高化学反应速率越快;浓度越大化学反应速率越快。且温度对化学反应速率影响大于浓度对化学反应速率影响,反应温度:温度:A=B<C=D,则A、B化学反应速率小于C、D;由于物质浓度:A<B,则反应速率A<B;浓度:C>D,则化学反应速率:C>D,所以化学反应速率:C>D>B>A,则最先生成沉淀的是C,故合理选项是C。
9.A
【分析】250℃之前,反应未平衡,升高温度,反应速率增大,相同时间内CO的转化率随温度T的升高而增大,250℃,反应达到平衡,250℃后,温度升高,平衡逆向移动,相同时间内CO的转化率随温度T的升高而减小,因此正反应是放热反应。
【详解】A.由分析可知,X点反应未平衡,反应表现为正向进行,因此v消耗(CO)>v生成(CO),A错误;
B.正反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,CO的平衡转化率降低,B正确;
C.该反应为气体分子数减小的反应,因此相同温度时,增大压强,平衡正向移动,可提高CO的转化率,C正确;
D.状态X时,反应未平衡,选择合适催化剂,反应速率增大,可以提高相同时间内CO的转化率,D正确;
故选A。
10.C
【分析】反应中,反应化学计量数之比等于反应速率之比,据此回答问题。
【详解】A. v(CO2)=v(H2O),A错误;
B. v(CO2)=v(CH3OH),B错误;
C. 3v(CH3OH)=v(H2),C正确;
D. 3v(CO2)=v(H2),D错误。
答案为C。
11.A
【详解】A.因为正反应放热,因此升高温度,平衡逆向移动,K减小,A正确;
B.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反应前后气体化学计量数相等,减小压强,平衡不移动,n(CO2)不变,B错误;
C.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反应前后气体化学计量数相等,增大压强,平衡不移动,CO转化率不变,C错误;
D.温度、压强一定,充入一定量的氦气,体积增大,对平衡的影响相当于减压,因为反应前后气体化学计量数相等,压强对平衡无影响,n(H2)不变,D错误;
故选A。
12.C
【详解】温度对速率的影响幅度大,对比四个选项,C、D温度高,速率比A、B快,C选项混合时浓度为:c(Na2S2O3)=c(H2SO4)= ,D选项混合时浓度为:c(Na2S2O3)=c(H2SO4)=,C选项温度高,浓度大,速率最大,故选C。
13.B
【详解】A.由表中数据可知升高温度平衡常数减小,说明升高温度平衡向逆向移动,则正反应为放热反应,故A错误;
B.15℃时,反应Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 [Cu(NH3)2Ac] CO(g)平衡常数为5×104,则其逆反应的化学平衡常数为2×10-5,故B正确;
C.该反应的正反应为体积减小的反应,减小压强,平衡逆向移动,则CO的转化率减小,温度不变,化学平衡常数不变,故C错误;
D.温度不变,化学平衡常数不变,故D错误;
故选:B。
14. 大于 大于 d 0.003mol/(L·s) ad acd
【详解】(1)A点处生成物的浓度仍然再增加,反应向正反应方向进行,因此v(正)大于v(逆),A点反应物浓度大于B点反应物浓度,因此正反应速率大于B点正反应速率;
(2)图中c、d表示的曲线浓度降低,是反应物。根据表中数据可知起始时NO浓度是0.02mol÷2L=0.01mol/L,所以c表示NO,则表示O2变化的曲线是d;用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v==0.003mol/(L·s);
(3)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。
a.正反应体积减小,则容器内压强保持不变时说明反应达到平衡状态,a正确;
b.v(NO)=2v(O2)中没有指明反应速率的方向,则不一定达到平衡状态,b错误;
c.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,因此容器内的密度始终保持不变,不能说明达到平衡状态,c错误;
d.反应速率之比是相应的化学计量数之比,则v逆(NO2)=2v正(O2)=v正(NO2)表示正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,d正确,答案选ad;
(4)a.适当升高温度一定加快反应速率,a正确;
b.及时分离出NO2,气体浓度降低,反应速率降低,b错误;
c.增大O2的浓度一定加快反应速率,c正确;
d.选择高效的催化剂一定加快反应速率,d正确,答案选acd。
15. 变大 ④⑥ ④ >
【详解】(1)10 min时A的浓度减少0.45 mol/L-0.25 mol/L=0.20 mol/L,C的浓度增加0.40 mol/L,则A与C的浓度变化之比是1∶2,故x∶y=1∶2;B是固体,则该反应是气体体积增大的反应,则随着反应的进行,容器内压强变大;
(2)根据图象知10 min时反应速率加快,可知10 min时改变的条件可能是升温或加催化剂,故选④⑥;12~16 min,反应处于平衡状态,16 min后A的浓度逐渐增大,C的浓度逐渐减小,20 min时达到新平衡,又该反应是放热反应,升温平衡逆向移动,则可知16 min时改变的条件可能是升温,故选④;
(3)由(2)分析知,第16 min时改变的条件是升高温度,而该反应是放热反应,所以升高温度平衡逆移,则平衡常数减小,故K1>K2。
16.(1)
(2) 逆向移动 不移动 正向移动
【详解】(1)平衡常数:可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积之比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积之比。因此的平衡常数。
(2)a.该反应正向为放热反应,保持压强不变,升高温度,平衡将向吸热反应方向移动,即平衡逆向移动;
b.该反应为气体等体积反应,保持温度不变,缩小容器的体积,平衡不发生移动;
c.保持体积不变,通入氢气,反应物浓度增大,平衡将正向移动。
17.(1)
(2) =
【详解】(1)反应进行到3min时,Z和Y的物质的量分别减少0.4mol、0.2mol,X的物质的量增加0.6mol。所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,方程式为;
(2)反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,所以0~3min,X的平均反应速率为= ;3min末c(Z)=,3min后物质的物质的量不发生变化,反应达到平衡状态,所以此时Z的反应速率等于4min时的反应速率。故答案为: ;;=。
18.(1) 4NH3+5O24NO+6H2O
(2)较常温,480℃时合成氨反应速率较快,且催化剂在该温度下催化效能最佳
(3) I Fe > 不变
【解析】(1)
氨气为共价化合物,电子式为,氨气催化氧化生成一氧化氮气体和水,故化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
(2)
合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,该反应的正反应是放热反应,在工业生产中温度常控制在480°C,而非常温下进行。这是由于相对于常温下,480℃时温度高,合成氨反应速率较快,且催化剂在该温度下催化效能最佳,有利于氨气的合成;
(3)
①合成氨反应的速率快慢主要取决于慢反应。根据已知条件可知反应I是慢反应,故合成氨反应的速率快慢主要取决于反应I;
②合成氨反应的催化剂是铁触媒,即使用Fe作催化剂合成氨气;
③反应的活化能越大,发生反应需消耗的能量就越高,该反应就越不容易发生。由于反应I是慢反应,反应II是快反应,所以反应活化能:I>II;
④使用催化剂只能降低反应的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量,因此使用催化剂前后,合成氨反应的反应热ΔH不变。
19.(1) 增大 单位体积内,活化分子数目增加,有效碰撞的次数增多
(2)增大
(3) 不变 单位体积内活化分子数不变
(4)减小
【详解】(1)缩小容器体积可使参加反应的物质的浓度增大,单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞的次数增多,化学反应速率增大;
(2)恒容条件下充入N2,增大了N2的浓度,化学反应速率增大;
(3)恒容条件下充入He,没有改变反应物和生成物的浓度,单位体积内活化分子数不变,化学反应速率不变;
(4)恒压条件下充入He,容器体积增大,反应物和生成物的浓度减小,化学反应速率减小。
20.(1) 大于 正 B BC
(2)y<x
(3)a>b>c
(4)
【详解】(1)①ΔH1=Ea正-Ea逆>0,Ea正>ΔH1,温度的改变对吸热反应方向影响较大,所以对正反应方向影响较大;故答案为:大于;正;
②A.两边气体的计量数相等,即n不变,根据质量守恒,m不变,故混合气体的平均分子量始终不随时间变化,故a错误;
B.当v(CO)正=v(H2)逆时,说明正逆反应速率相等,即达到平衡状态;故B正确;
C.当c(CO2) c(H2)=c(CO) c(H2O)时,浓度熵Qc==1,绝热体系初始温度是850℃,达到平衡时温度变化,则K≠1,不能判断达到平衡状态,故C错误;
D.绝热体系中气体的化学计量数之和不变的反应,混合气体的压强在反应过程中是不变的,当混合气的压强不随时间而变化时,不能说明达到平衡状态,故D错误;
故答案为:B;
③A.加入选择性好的催化剂,只能加快速率不能改变平衡,故A错误;
B.该反应放热,不断散热有利于平衡正向移动,故B正确;
C.不断充入水蒸气,可以使平衡正向移动,提高CO的平衡转化率,故C正确;
D.增加CO在原料气中的含量,可以提高水蒸气的转化率,其自身转化率减小,故D错误;
故答案为:BC;
(2)若使反应正向进行,浓度熵Qc=<K=1,反应正向进行,则y<x,故答案为:y<x;
(3)同一温度下,不断充入水蒸气,增大水蒸气和CO的物质的量之比,可以使平衡正向移动,提高CO的平衡转化率,则a>b>c,故答案为:a>b>c;
(4)由图知,条件下平衡时的物质的量分数为0.2,列三段式为:,则,解得x=,化学平衡常数为。
21. 增大 减小 (15—20)min、(25—30)min 增大了O2的浓度 a、b
【详解】(1)正反应是放热反应,所以降低温度,正逆反应速率均是减小的,平衡向正反应方向进行,所以平衡常数增大。
(2)在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态,所以根据图象可知,处于平衡状态的是15~20min,25~30min。
(3)反应进行至20 min时,氧气的浓度突然增大,而SO2的浓度逐渐减小,三氧化硫的浓度逐渐增大,所以改变的条件是增大氧气的浓度;根据图象可知,10 min到15 min时,物质的浓度变化量增大,即反应速率加快,所以改变的条件是使用了催化剂或改变了压强,答案选ab。
22. 0.25 不变
【详解】根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积;该反应的平衡常数表达式为,将数据带入可得:;将容器体积缩小一半,但是保持温度不变,因此平衡常数不变;综上所述,本题答案是:0.25 ;不变。
23. b a 吸 大于2(或>2或≥3) 保持温度不变,增大压强,C%减小,说明平衡向逆反应方向移动,故x>1+1=2
【详解】(1)使用催化剂能加快反应速率、不影响平衡移动,则b代表无催化剂时的情况。
(2)恒温恒容下充入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,C%不变,则答案为a。
(3)保持压强不变,升高温度,C%增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应。
(4)由图知,保持温度不变,增大压强,C%减小,说明平衡向逆反应方向移动,故x>1+1=2。
答案第1页,共2页
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