2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1
专题强化练4 化学反应速率与化学平衡
在相同温度下(T=500 K),有相同容积的甲、乙两容器,且保持容器容积不变,甲容器中充入1 g SO2和1 g O2,乙容器中充入2 g SO2和
2 g O2。下列叙述中错误的是( )
A.化学反应速率:乙>甲
B.平衡时SO2的体积分数:乙>甲
C.平衡时O2的浓度:乙>甲
D.平衡时SO2的转化率:乙>甲
2.(2021河南重点高中期中)汽车尾气净化器中发生可逆反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8 kJ·mol-1。下列有关说法正确的是( )
A.加入催化剂,上述反应的反应热ΔH<-746.8 kJ·mol-1
B.增大NO浓度,平衡正向移动,平衡常数增大
C.加入催化剂,有利于提高平衡前单位时间内NO的转化率
D.降低温度,平衡正向移动,v正增大,v逆减小
3.一定条件下,分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B,发生反应2A(g)+B(s) 2D(g) ΔH<0,测得相关数据如下表,据此分析,下列说法不正确的是( )
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
反应温度/℃ 800 800 850
c始(A)/mol·L-1 1 2 1
c平(A)/mol·L-1 0.5 1 0.85
放出的热量/kJ a b c
A.实验Ⅲ的化学平衡常数K<1
B.实验放出的热量关系为b>2a
C.实验Ⅲ在30 min达到平衡时A的平均反应速率为0.005 mol·
L-1·min-1
D.当容器内气体密度不随时间变化而变化时表明上述反应已达到平衡状态
4.(双选)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列由图可得出的正确结论是( )
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段
5.(2021安徽黄山期末)在温度均为T ℃的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。下列说法正确的是( )
容器编号 容器 类型 初始 体积 起始物质的量/mol 达平衡 时SO3 物质的 量/mol 达平衡 需要的 时间/ min
SO2 O2 SO3
Ⅰ 恒温 恒容 1.0 L 2 1 0 1.6 5
Ⅱ 恒温 恒压 1.0 L 2 1 0 a t
A.a<1.6,t<5
B.选择不同的催化剂,该反应的反应速率和平衡转化率都将不同
C.反应达到平衡时,容器Ⅱ中SO2平均反应速率v(SO2)=
0.32 mol·L-1·min-1
D.若起始时向容器Ⅰ中充入1 mol SO2、0.2 mol O2和4 mol SO3,则反应的平衡不移动
答案全解全析
1.B 2.C 3.B 4.CD 5.D
1.B 乙中反应物浓度大,则化学反应速率:乙>甲,A正确;该反应为反应前后气体体积减小的反应,乙中压强大,反应正向进行的程度大,则平衡时SO2的体积分数:乙<甲,B错误;乙中起始反应物浓度是甲中起始反应物浓度的2倍,平衡时O2的浓度:乙>甲,C正确;乙中压强大,反应正向进行的程度大,则平衡时SO2的转化率:乙>甲,D正确。
2.C 催化剂不能改变焓变,故A错误;平衡常数只与温度有关,与反应物浓度无关,故B错误;加入催化剂,化学反应速率增大,有利于提高平衡前单位时间内NO的转化率,故C正确;该反应的ΔH<0,为放热反应,降低温度,平衡正向移动,但v正、v逆均减小,故D错误。
3.B 由于B为固体,该反应的平衡常数为K=,实验Ⅲ中,
c平(A)=0.85 mol·L-1,反应消耗A的浓度为1 mol·L-1-0.85 mol·L-1=
0.15 mol·L-1,则生成D的浓度为0.15 mol·L-1,K==
<1,故A正确;该反应为反应前后气体体积不变的反应,改变压强对化学平衡没有影响,实验Ⅱ中反应消耗A的物质的量是实验Ⅰ的2倍,所以放出的热量b=2a,故B错误;实验Ⅲ中A的浓度变化量是0.15 mol·
L-1,则在30 min达到平衡时A的平均反应速率为=0.005 mol·
L-1·min-1,故C正确;由于B是固体,反应前后气体的质量发生变化,而容器的容积固定,根据ρ=可知,当容器内气体密度不随时间变化而变化时,表明该反应达到了平衡状态,故D正确。
4.CD 当正反应速率不变时,反应达到化学平衡状态,根据图像可知,c点后正反应速率还在改变,所以反应在c点未达到平衡状态,故A错误;反应向正反应方向进行,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,所以反应物浓度:a点大于b点,故B错误;初始阶段随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,而在绝热条件下,正反应速率逐渐增大,所以正反应是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,故C正确;根据图像知,c点前正反应速率逐渐增大,当Δt1=Δt2时,消耗的二氧化硫的量:a~b段小于b~c段,则SO2的转化率:a~b段小于b~c段,故D正确。
5.D 容器Ⅱ与容器Ⅰ的初始投入量相同,容器Ⅱ为恒温恒压容器,该反应为反应前后气体体积减小的放热反应,故随着反应的进行,容器Ⅱ的体积逐渐减小,平衡时相当于对容器Ⅰ增大压强,压强增大,平衡正向移动,则平衡时SO3的物质的量增大,即a>1.6,反应速率加快,达到平衡需要的时间t<5,故A错误;催化剂可以改变反应速率,但不能改变平衡转化率,故B错误;容器Ⅰ中反应达到平衡时,SO3平均反应速率为=0.32 mol·L-1·min-1,则SO2平均反应速率为0.32 mol·L-1·
min-1,由A项可知,容器Ⅱ中反应达到平衡时相当于对容器Ⅰ增大压强,反应速率加快,因此容器Ⅱ中SO2平均反应速率v(SO2)>0.32 mol·
L-1·min-1,故C错误;根据表格中容器Ⅰ的数据,可列出三段式:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始(mol·L-1) 2 1 0
转化(mol·L-1) 1.6 0.8 1.6
平衡(mol·L-1) 0.4 0.2 1.6
平衡常数K= (mol·L-1)-1=80 (mol·L-1)-1,若开始时向容器Ⅰ中加入1 mol SO2、0.2 mol O2和4 mol SO3,由于容器的容积是1.0 L,则c(SO2)=1 mol·L-1、c(O2)=0.2 mol·L-1、c(SO3)=4 mol·L-1,则Q= (mol·L-1)-1=80 (mol·L-1)-1=K,反应恰好处于平衡状态,故D正确。
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