第2章 化学反应的方向、限度与速率(含解析) 章节测试 2023-2024高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1

第2章 化学反应的方向、限度与速率 章节测试
一、单选题
1.化学反应速率和化学反应限度是化工生产研究的主要问题之一,下列对化学反应速率和反应限度的认识错误的是(  )
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.对任何化学反应来说,反应速率越大,对应现象越明显
C.任何可逆反应都有一定的限度,且限度是可以改变的
D.影响化学反应速率的客观因素是温度、浓度、压强和催化剂
2.在某一化学反应中,生成物的浓度在内从变成,则内用生成物表示的化学反应速率是(  )
A. B.
C. D.
3.下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示:
化学反应 平衡常数 温度
973K 1173K
① Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g) ΔH 1 K1 1.47 2.15
② Fe(s) + H2O(g) FeO(s) + H2(g) ΔH 2 K2 2.38 1.67
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH 3 K3 ? ?
则下列说法正确的是(  )
A.ΔH 1<0,ΔH 2>0
B.反应①②③的反应热满足关系:ΔH 2-ΔH 1=ΔH 3
C.反应①②③的平衡常数满足关系:K1·K2=K3
D.要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取升温措施
4.下列说法正确的是(  )
A.水的离子积常数KW只与温度有关,但外加酸、碱、盐一定会影响水的电离程度
B.Ksp不仅与难溶电解质的性质和温度有关,还与溶液中相关离子的浓度有关
C.常温下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,能使溶液的pH减小,c(NH4+)/c(NH3·H2O)的值增大
D.室温下,CH3COOH的Ka=1.7×10-5,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,CH3COOH溶液中的c(H+)与NH3·H2O中的c(OH-)相等
5.下列说法中有明显错误的是(  )
A.对有气体参加的化学反应,增大压强体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大
B.升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
C.活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
D.加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化学反应的速率
6.下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.,把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B.用饱和食盐水除去中的,可减少的损失
C.对、和组成的平衡体系加压后颜色变深
D.向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
7.在C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应中,可使反应速率增大的措施是 (  )
①增大压强 ②增加炭的量 ③通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2 ⑥升温
A.①③④ B.③⑤⑥ C.②④⑥ D.①③⑥
8.等质量的两份锌粉a和b,分别加入过量的稀硫酸中,并向a中加入少量CuSO4溶液,下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系正确的是(  )
A. B.
C. D.
9.在两个容积均为1 L密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH。CO2的平衡转化率
α(CO2)与温度的关系如下图所示。
下列说法正确的是(  )
A.该反应的ΔH > 0
B.氢碳比:X< 2.0
C.在氢碳比为2.0时,Q点v(逆)小于P点的v(逆)
D.P点温度下,反应的平衡常数为512
10.已知:反应的正反应是放热反应。下列关于该反应的说法正确的是(  )
A.的能量一定高于的能量
B.降低温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快
C.当反应达到平衡时,正反应和逆反应均停止
D.单位时间内,若消耗的同时生成,则化学反应达到平衡状态
11.在真空密闭容器中盛有1molPCl5发生反应PCl5 (气) PCl3(气)+Cl2(气)达平衡后,PCl5所占体积分数为a%,若在同一温度和同一容器中,最初投入的是3mol PCl5,反应达平衡,PCl5 体积分数为b% ,则a b关系正确的是
A.a大于b B.a 小于b C.a 等于b D.无法比较
12.在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃ 25 80 230
平衡常数 5×104 2 1.9×10-5
下列说法错误的是(  )
A.上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应
B.25 ℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5
C.在80 ℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v正>v逆
D.80 ℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol/L
13.在密闭容器中发生反应:,下列情况不能说明反应已达平衡状态的是
A.的物质的量浓度不再变化
B.、、的物质的量之比为2∶1∶2
C.的质量不再变化
D.单位时间内生成2的同时生成1mol
二、综合题
14.在2L密闭容器内,800℃时发生反应:2NO(g)+O2(g)═2NO2(g),在体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
NO的物质的量(mol) 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)上述反应   (填“是”或“不是”)可逆反应,在第5s时,NO的转化率为   .
(2)如图中表示NO2变化曲线的是   .用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=   .
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是   .
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内气体密度保持不变.
15.丙烯腈( )是一种重要的化工原料,广泛应用于三大有机合成材料的生产中。以3—羟基丙酸乙酯()为原料合成丙烯腈的主要反应如下:
I. (g) (g) +H2O(g) ΔH1>0
II.(g) +NH3(g) +H2O(g)+ (g) ΔH2>0
(1)已知部分化学键键能如下表所示:
化学键 C-O C-C C=C C-H O-H C=O
键能(kJ·mol -1) 351 348 615 413 463 745
据此计算ΔH1 =   。
(2)在盛有催化剂TiO2、压强为100kPa的恒压密闭容器中按体积比2:15充入(g)和NH3(g)发生反应,通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图1所示(例如的物质的量分数w%=×100%)。
①随着温度的升高, (g)的平衡体积分数先增大后减小的原因为   。
②科学家通过DFT计算得出反应II的机理如图2所示,其中第二步反应为 (g) (g)+H2O(g), 则第一步反应的化学方程式为    ;实验过程中未检测到 (g)的原因可能为   。
③A点对应反应II的标准平衡常数=    ( 保留两位有效数字)。[其表达式为用相对分压代替浓度平衡常数表达式中的浓度,气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100 kPa)]
④实际生产中若充入一定量N2 (不参与反应),可提高丙烯腈的平衡产率,原因为   。
(3)利用电解法由丙烯腈制备己二睛[NC(CH2)4CN]的装置如图3所示。
通电过程中,石墨电极2上的电极反应式为   。
16.丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷脱氢制丁烯的热化学方程式为: ( )。完成下列填空:
(1)T1℃时,5mol 在100L容器内脱氢,30min达到平衡转化了30%。则30min内的平均反应速率    。为提高反应的平衡转化率,可采取的一条措施是   。
(2)T2℃时,该反应平衡常数K=1.2,则T1   T2 (选填“>”“<”或“=”)。
(3)如图为反应平衡时丁烯产率和反应温度的关系曲线。丁烯的产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是   ;590℃之后,丁烯的产率快速降低的主要原因可能是   。
(4)已知:
则    。
(5)写出2-丁烯在一定条件下发生聚合反应的化学方程式   。
17.用辉铜矿(主要成分为 Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2,等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
(1)下列措施是为了加快浸取速率,其中无法达到目的的是____(填字母)。
A.延长浸取时间 B.将辉铜矿粉碎
C.充分搅拌 D.适当增加硫酸浓度
(2)滤渣I巾的主要成分是MnO2、S、SiO2,请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式:   。
(3)研究发现,若先除铁再浸取,浸取速率明显变慢,可能的原因是   。
(4)“除铁”的方法是通过调节溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3,则加入的试剂A可以是   (填化学式);“赶氨”时,最适宜的操作方法是   。
(5)“沉锰”(除Mn2+)过程中有关反应的离子方程式为   。
(6)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是   (填化学式)。
18.乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)①298K时,K1=2.95×1011
2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)②298K时,K2=1.71×1022
(1)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是   .
(2)在一定压强下,测得反应①的实验数据如表:
温度(K) CO2转化率(%) n(H2)/n(CO2) 500 600 700 800
1.5 45 33 20 12
2 60 43 28 15
3 83 62 37 22
根据表中数据分析:…
①温度升高,K值   (填“增大”“减小”或“不变”).
②提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],对生成乙醇   (填“有利”或“不利”).
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.使用催化剂是为了增大反应速率,提升生产效率,A不符合题意;
B.有的反应很快,没有明显现象,B符合题意;
C.任何可逆反应都有一定的限度,当外界条件改变时,限度是可以改变的,C不符合题意;
D.影响化学反应速率的客观因素是温度、浓度、压强和催化剂等条件,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.使用催化剂是为了增大反应速率,提升生产效率;
B.有的反应很快,没有明显现象;
C.当外界条件改变时,限度是可以改变的;
D.影响化学反应速率的客观因素是温度、浓度、压强和催化剂等条件。
2.【答案】B
【解析】【解答】根据公式计算其速率=== ,故答案为:B
【分析】根据公式计算即可。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.反应①温度升高,K值增大,则反应吸热,△H1>0,反应②温度升高,K值减小,则反应放热,△H2<0,故A不符合题意;
B.根据盖斯定律可得,②-①=③,则有△H2-△H1=△H3,故B符合题意;
C.K1= ,K2= ,K3= ,则有K2÷K1=K3,故C不符合题意;
D.根据K2÷K1=K3,可知反应③在973K时的K值比1173K时的K值大,温度升高,K值减小,则反应放热,所以要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取降温措施,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.温度升高,平衡常数变大,说明正反应是吸热的反应,反之,是放热反应;
B.盖斯定律指的是反应的反应热与途径无关只与反应的始终态有关;
C.根据平衡常数的表达公式可以推出三个反应的平衡常数的关系;
D.正反应放热的反应是放热反应,如果升高温度会使反应向逆反应方向进行。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.水的离子积与温度有关,但加强酸强碱盐(如NaCl)不影响水的电离,故A不符合题意;
B.溶度积常数是温度的函数,只受温度的影响,与溶液中离子浓度大小无关,故B不符合题意;
C.加入NH4Cl,NH3 H2O NH4++OH-平衡向逆反应方向移动,氢氧根离子浓度减小,溶液的pH减小,根据电离平衡常数可知c(NH4+)/c(NH3 H2O)= 的值增大,故C符合题意;
D.只知道平衡常数,不知溶液的浓度,无法计算溶液中c(H+)、c(OH-),故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、强酸、强碱对水的电离不产生影响;
B、 Ksp仅受温度的影响;
C、根据平衡移动和电离平衡常数的表达式即可得出答案;
D、溶液中c(H+)、c(OH-)未知。
5.【答案】C
【解析】【解答】解:A、增大压强体系体积减小,对于有气体参加的反应,可使单位体积内活化分子数增加,反应速率增大,故A说法正确;
B、升高温度,反应体系中物质的能量升高,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大,故B说法正确;
C、由于活化分子之间的碰撞分为有效碰撞和无效碰撞,故C说法错误;
D、催化剂可使反应需要的能量减小,使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化学反应的速率,故D说法正确;
故选C.
【分析】A、根据压强对反应速率的影响进行判断;
B、利用温度对反应速率的影响分析;
C、活化分子之间发生的碰撞分为有效碰撞和无效碰撞;
D、催化剂对化学反应速率的影响进行判断.
6.【答案】C
【解析】【解答】A.,放在冰水中,温度降低,平衡向生成无色气体的方向移动,所以颜色变浅;
B.与反应存在化学平衡:,使用饱和食盐水时,由于在水中溶解度很大,可以除去杂质,同时由于溶液中的增大,化学平衡逆向移动,导致的溶解量、反应量减小,因此可减少的损失;
C.体系颜色加深是因为压缩体积,的浓度增大,而加压平衡并未移动;
D.铁粉消耗溶液中的,使离子浓度降低,使平衡正向移动,溶液颜色变浅或褪去,可以用勒夏特列原理解释;
故答案为:C。
【分析】A、降低温度,平衡朝放热方向移动;
B、,氯离子浓度增大,平衡朝逆向移动,抑制氯气的溶解;
C、氢气和碘蒸气反应生成碘化氢,左右气体系数相等,增大压强平衡不移动;
D、铁离子和硫氰酸根的反应为可逆反应,加入铁粉可以和铁离子反应,减小反应物的浓度,平衡朝逆向移动。
7.【答案】D
【解析】【解答】①对有气体参加的反应,增大压强反应速率增大,①符合题意;
②因为炭是固体,固体的浓度视为常数,所以增加炭的量,该反应速率不变,②不符合题意;
③通入CO2可增加CO2的浓度,增大反应物浓度反应速率增大,③符合题意;
④恒压下充入N2,容器的体积势必增大,反应混合物中CO2和CO的浓度将减小,反应速率减慢,④不符合题意;
⑤恒容下充入N2,因为容器体积没有变化,所以反应混合物各组分浓度没有变化,反应速率不变,⑤不符合题意;
⑥升高温度反应速率增大,⑥符合题意;
故答案为:D。
【分析】①在有气体参与的可逆反应中,增大压强,可以加快反应的速率;
②固体和纯液体的物质的量增加不会改变反应的速率;
③反应物的浓度越高反应的速率就会越快;
④恒压通氮气会使气体的体积增大,所有气体的攻读变小,那么反应的速率就会减慢;
⑤恒容通氮气,不会改变物质的浓度,因此反应的速率不会改变;
⑥升高温度反应的速率会加快。
8.【答案】D
【解析】【解答】等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4中,同时向a中放入少量的CuSO4溶液,发生的反应为:Fe+Cu2+=Fe2++Cu,铜-铁-稀硫酸形成原电池,使制取H2的反应速率增大,反应用时少于b,但由于Zn与CuSO4发生反应消耗,导致与硫酸反应的锌的质量减少,因而生成的氢气减少,故a中生成H2少于b,a中生成氢气快而少,图象表示应为D,
故答案为:D。
【分析】a中加入硫酸铜后形成原电池,反应速率增大,同时锌能与硫酸铜反应,使得与稀硫酸反应的锌减少,产生的氢气减少。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,随温度升高CO2 的平衡转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热反应越大,则正反应为放热反应,故△H<0,不符合题意;
B.氢碳比 越大,二氧化碳的转化率越大,故氢碳比:X>2.0,不符合题意;
C.相同温度下,Q点二氧化碳转化率小于平衡时的转化率,说明Q点未到达平衡,反应向正反应进行,逆反应速率增大到平衡状态P,故在氢碳比为2.0时,Q点V(逆)小于P点的v(逆),故C符合题意;
D.由图可知,P点平衡时二氧化碳转化率为0.5,氢碳比 =2,设起始时氢气为2mol/L、二氧化碳为1mol/L,则二氧化碳浓度变化量为0.5mol/L,则:
  2CO2 (g)+ 6H2 (g) C2 H4 (g)+ 4H2 O(g)
起始(mol/L) 1 2 0 0
转化(mol/L) 0.5 1.5 0.25 1
平衡(mol/L) 0.5 0.5 0.25 1
平衡常数 ,不符合题意。
【分析】A.温度升高,二氧化碳的转化率降低,平衡向逆反应方向移动;
B.氢碳比越高二氧化碳的转化率越高;
D.根据化学平衡的计算来得出该温度下的平衡常数。
10.【答案】D
【解析】【解答】A.该反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,但不能比较NO2(g)和CO2(g)的能量高低,A不符合题意;
B.降低温度,正逆反应速率均降低,B不符合题意;
C.当反应达到平衡时,正反应和逆反应均在进行且速率相等,C不符合题意;
D.单位时间内,消耗N2为正反应方向,生成H2O为逆反应方向,若消耗 1molN2的同时生成 2molH2O,即物质的量变化量之比等于化学计量数之比,则化学反应达到平衡状态,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.不能比较单个物质的相对能量大小;
B.降低温度,正逆反应速率均减小;
C.化学平衡是动态平衡,反应达到平衡时,正反应和逆反应均在进行且速率相等。
11.【答案】B
【解析】【解答】因为反应物只有一种,因此增大反应物的量,相当于增大体系的压强,平衡将向逆反应方向移动,即PCl5的体积分数应减小,B符合题意;
故答案为:B
【分析】结合压强对平衡移动的影响分析。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,A不符合题意;
B.25℃时反应Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)的平衡常数为5×104,相同温度下,对于同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数,故25℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为=2×10-5,B不符合题意;
C.浓度商Qc===8,大于80℃平衡常数2,故反应进行方向逆反应进行,v(正)<v(逆),C符合题意;
D.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,c(CO)==1mol/L,由于K=,故c[Ni(CO)4]=K·c4(CO)=2×1mol/L=2mol/L,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.结合平衡常数与温度关系,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度,平衡逆向移动,该反应为放热反应
B.正反应与逆反应的平衡常数互为倒数关系
C.列出三段式,算出平衡时各物质浓度,比较Qc与K的大小关系,Qc>K,平衡逆向移动,V正V逆;Qc=K;平衡不移动;V正=V逆
13.【答案】B
【解析】【解答】A.的物质的量浓度不再变化,是达到平衡状态的标志,选项A不符合题意;
B. 、、的物质的量之比为2:1:2,这与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关,不能确定是否达到平衡,选项B符合题意;
C.的质量不再变化,是达到平衡状态的标志,选项C不符合题意;
D. 单位时间内生成2的同时生成1mol,能体现不同种物质正逆反应速率等于化学计量数之比,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断。
14.【答案】(1)是;65%
(2)b;0.001 5 mol/(L s)
(3)bc
【解析】【解答】解:(1)根据表中数据可知,3s时NO为0.007mol,且不再随着时间的推移而减小,所以反应不能完全进行,所以该反应是可逆反应,NO转化率= ×100%=65%,
故答案为:是;65%;(2)从图象分析,随反应时间的延长,各物质的浓度不再不变,且反应物没有完全反应,所以反应为可逆反应,根据一氧化氮物质的量的变化知,该反应向正反应方向移动,则二氧化氮的物质的量在不断增大,且同一时间段内,一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量,所以表示NO2的变化的曲线是b,0~2s内v(NO)= =0.0030mol/(L.s),同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以氧气的反应速率= v(NO)=0.0015mol/(L s),
故答案为:b,0.0015mol/(L s); ②a.反应速率之比等于化学方程式计量数之比,v(NO2)=2v(O2)为正反应速率之比,不能说明正逆反应速率相同,无法判断正逆反应速率是否相等,故a错误;
b.反应前后气体体积不同,压强不变说明正逆反应速率相等,各组分浓度不变,故b正确;
c.反应速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比,v逆(NO)=2v正(O2)时,一氧化氮正逆反应速率相同,说明反应达到平衡状态,故c正确;
d.恒容容器,反应物生成物都是气体质量不变,体积不变,所以密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
故选bc,
故答案为:bc
【分析】(1)根据表中数据可知,3s时NO为0.007mol,且不再随着时间的推移而减小,所以反应不能完全进行,据此判断反应是否是可逆反应,NO转化率= ×100%;(2)从图象分析,随反应时间的延长,各物质的浓度不再不变,且反应物没有完全反应,是可逆反应,根据一氧化氮物质的量的变化知,该反应向正反应方向移动,则二氧化氮的物质的量在不断增大,且同一时间段内,一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量;
根据△v= 计算一氧化氮的反应速率,再结合同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氧气的反应速率;(3)化学平衡的标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变.
15.【答案】(1)+34 kJ·mol-1
(2)反应I、II均为吸热反应,最高点前反应I进行程度大,最高点后反应II进行程度大;;第二步反应的活化能远小于第一步,所以第二步反应的速率远大于第一步反应的速率;0.011;该反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量N2,降低各气体分压(相当于扩大容器体积),会使反应II的平衡正向移动
(3)2CH2=CHCN+2e- +2H+ = NC(CH2)4CN
【解析】【解答】(1)焓变=反应物总键能-生成物总键能,ΔH1 =(463+413×9+351×3+348×3+745)-(413×8+615+745+351×2+348×2+463×2)=+34 kJ·mol-1;
(2)①反应I、II均为吸热反应,最高点前反应I进行程度大,最高点后反应II进行程度大,所以随着温度的升高,丙烯酸乙酯的平衡体积分数先增大后减小;
②第一步反应是和氨气反应生成乙醇和,反应的化学方程式为;第二步反应的活化能远小于第一步,所以第二步反应的速率远大于第一步反应的速率,实验过程中未检测到。
③设的初始物质的量为2mol、氨气的醋酸物质的量为15mol;A点的含量为0,说明反应I完全进行,生成2mol和2mol水; 和丙烯腈的含量相等,说明有1mol、1mol氨气参与反应II,生成1mol乙醇和1mol水,则平衡体系中氨气的物质的量为14mol、 的物质的量1mol、丙烯腈1mol、乙醇1mol、水3mol,A点对应反应II的标准平衡常数=0.011;
④该反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量N2,相当于减压,降低各气体分压(相当于扩大容器体积),会使反应II的平衡正向移动,所以充入一定量N2 (不参与反应),可提高丙烯腈的平衡产率。
(3)根据图示,石墨电极2上CH2=CHCN 发生还原反应生成NC(CH2)4CN,石墨电极2上极反应式为2CH2=CHCN+2e- +2H+ = NC(CH2)4CN。
【分析】(1)ΔH =反应物总键能-生成物总键能,据此分析。
(2)①反应Ⅰ、Ⅱ均为放热反应,温度升高,利于平衡向右进行,反应Ⅰ先发生,反应Ⅱ后发生,据此分析。
②反应Ⅱ分为两步反应,总反应减去第二步反应就可得到第一步反应的化学方程式;由图2可知第二步反应的活化能远小于第一步,据此分析。
③根据图1可知A点的含量为0,说明反应I完全进行,此时含碳物质,即、丙烯腈的物质的量相等,说明反应II中的转化率为50%,算出平衡时各物质的物质的量,结合反应II的标准平衡常数表达式进行解答。
④反应II在反应前后气体分子数增大,恒压下加入惰性气体,根据化学平衡移动原理进行分析。
(3)丙烯腈(C3H4N)中碳元素的化合价为-,己二腈(C4H8N2)中碳元素的化合价为-,C3H4N→C4H8N2,碳元素的化合价降低,说明C3H4N得电子发生还原反应,据此解答。
16.【答案】(1)0.0005 ;升高温度或降低压强
(2)<
(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行或温度升高反应速率加快;丁烯高温裂解生成短链烃类
(4)123
(5)
【解析】【解答】(1)T1℃时,5mol 在100L容器内脱氢,30 达到平衡转化了30%,转化的 的物质的量为5mol×30%=1.5mol,则30 内的平均反应速率 =0.0005 ;
( ),由于反应吸热,正反应方向是气体体积增大的反应,为提高反应的平衡转化率,使平衡正向移动,根据勒夏特列原理,升高温度或降低压强可以提高反应的平衡转化率;
(2)T1℃时,列出反应的三段式;
K1= =0.006<K2=1.2,反应吸热,温度越高,K越大,则T1<T2;
(3)反应吸热,产率随温度升高而升高,升高温度有利于反应向吸热方向进行或温度升高反应速率加快,平衡正向移动,丁烯的产率在590℃之前随温度升高而增大;590℃之后产率减小,丁烯的产率快速降低,说明反应生成了其它物质,即副反应加剧,可能是丁烯高温裂解生成短链烃类;
(4)已知:①

根据盖斯定律,①-②得到 则 =123kJ;
(5)2-丁烯含有碳碳双键,一定条件下发生聚合反应,化学方程式是: 。
【分析】(1)根据转化的量即可计算速率,反应吸热可以提高温度或者式降低压强
(2)根据T1时平衡时的数据计算出平衡常数即可判断
(3)590℃之前增加,主要是温度影响,在590℃之后主要是催化剂影响
(4)根据盖斯定律即可计算
(5)根据反应物和生成物即可写出方程式
17.【答案】(1)A
(2)2MnO2+Cu2S+8H+=S+2Cu2++2Mn2++4H2O
(3)Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化
(4)CuO或Cu(OH)2;将溶液加热
(5)Mn2++HCO3-+NH3=NH4++MnCO3↓
(6)(NH4)2SO4
【解析】【解答】(1)增大反应物的接触面积或升高温度等均可以增大反应速率,所以酸浸时,通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌都可以提高浸取率,但延长浸取时间并不能提高速率,答案选A。(2)在酸性条件下MnO2氧化Cu2S得到硫沉淀、CuSO4、MnSO4和水,所以该反应的离子方程式是2MnO2+Cu2S+8H+=S+2Cu2++2Mn2++4H2O。(3)由于Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化,所以若先除铁再浸取,浸取速率明显变慢。(4)由于除杂时不能再引入新的杂质,所以加入的试剂A可以是CuO或Cu(OH)2。氨气易挥发,则“赶氨”时,最适宜的操作方法是将溶液加热。(5)根据原子守恒可知“沉锰”(除Mn2+)过程中除了生成碳酸锰外还有铵盐生成,则有关反应的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3=NH4++MnCO3↓。(6)滤液Ⅱ中含有硫酸铵,因此经蒸发结晶得到的盐主要是(NH4)2SO4。
【分析】(1)固体在反应时,接触面积越大,反应的速率就越快;液体反应物的浓度越高,反应的速率就越快;但是反应是具有一定的限度的,所以浸泡时间延长无法使速率加快;
(2)二氧化锰和硫化亚铜在酸性条件下会发生氧化还原反应,生成铜离子、锰离子和水;
(3)铁离子具有催化性,可以使硫化亚铜和二氧化锰发生氧化还原反应,所以反应的速率减慢;
(4)除杂的原则:不仅可以将杂质除去,并且不能引入新的杂质;
(5)碳酸氢钠和氨气会和锰离子反应得到铵根离子以及碳酸锰沉淀,这样就可以将锰离子除去;
(6)蒸发是指将溶液中的溶剂通过升温的方式让溶剂脱离溶质的过程;结晶是溶质聚合变为固体(晶体)的过程。
18.【答案】(1)②
(2)减小;有利
【解析】【解答】解:(1)因反应②的K大,则正向进行的程度大,即反应物的转化程度高,故答案为:②;(2)①由表格数据可以看出,温度越高,CO2转化率,说明平衡逆向移动,则K值越小,故答案为:减小;②根据表格可知,其它条件不变时,提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],CO2转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,有利于的合成,故答案为:有利.
【分析】(1)利用化学平衡常数来分析转化程度,平衡常数大,则转化程度大;(2)①由表格中的数据可知,温度越高,CO2转化率减小,平衡逆向移动;
②提高氢碳比促使反应正向移动的程度增大,有利于生成乙醇.

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