第二章 化学反应的方向、限度与速率 测试题 (含解析)2023-2024高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1

第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共12题)
1.一定条件下,按n(NO)∶n(O2)=2∶1的比例向反应容器充入NO、O2,发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。温度、压强(p)对NO平衡转化率的影响如下,
下列分析正确的是
A.压强大小关系:p1>p2
B.其他条件相同时,随温度升高该反应的平衡常数增大
C.400℃、p1条件下,O2的平衡转化率为40%
D.500℃、p1条件下,该反应的化学平衡常数一定为
2.利用可制备合成气(CO、)。制备合成气反应历程分两步:
步骤Ⅰ:;
步骤Ⅱ:。
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图。下列说法正确的是
A.制备合成气反应可在高温下自发进行
B.决定制备合成气反应速率的是步骤Ⅱ
C.步骤Ⅰ反应的焓变
D.使用更高效的催化剂可以减小该反应的焓变
3.溶液中的反应:X+Y 2Z分别在①、②、③三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度c(X)=c(Y)=0.100mol/L,c(Z)=0,反应物X的浓度随时间变化的关系如图所示。②、③与①比较只有一个实验条件不同,下列说法不正确的是
A.反应在0至5.0min之间实验③的反应速率最快
B.实验②的反应最先达到平衡
C.与①相比,②可能是增大了压强
D.该反应的正反应是吸热反应
4.周期表中ⅤA族元素的化合物应用广泛。可以形成多种含氮化合物,强碱条件下能被氧化生成肼,具有较大的燃烧热,可用作火箭燃料。磷矿[主要成分为]可与浓硫酸反应制备磷肥[有效成分]。700~900℃下,与通过化学气相沉积可制得半导体材料砷化镓晶体。利用可消除,反应为。下列说法正确的是
A.上述反应的
B.该反应的平衡常数表达式为
C.升高温度和增大压强,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
D.上述反应中生成,转移电子的数目约为
5.K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O 2CrO(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
下列说法不正确的是
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
6.反应分两步进行:① ②,反应过程能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.表示反应的活化能
B.三种物质中B最稳定
C.加入适宜催化剂能增大反应物分子中活化分子的百分数
D.反应,焓变
7.将1molCO和2molH2充入一容积为1L的密闭容器中,分别在250℃、T℃发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=akJ/mol,根据图示判断,下列结论正确的是( )
A.a>0,T<250
B.250℃时,0~10min内v(H2)=0.015mol/(L·min)
C.CO的平衡转化率在250℃时比T℃时大
D.250℃时,起始时向容器中改充1molCH3OH气体,恒温达平衡后,CH3OH的物质的量等于0.15mol
8.下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率减慢
9.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2和O2,进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0,其起始物质的量及SO2的平衡转化率如表所示。下列判断正确的是
容器编号 甲 乙 丙 丁
容器体积/L 2 2 2 1
起始物质的量 n(SO2)/mol 0.40 0.80 0.80 0.40
n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48 0.24
SO2的平衡转化率/% 80 α1 α2 α3
A.起始反应速率:丙>乙>甲=丁
B.SO2的平衡转化率:α1>α2=α3
C.容器中SO3的物质的量浓度:丙=丁>甲
D.若改为绝热恒容密闭容器,达平衡时,甲中SO2的平衡转化率大于80%
10.T℃下,向0.5L的恒容密闭容器中充入等物质的量的P和Q,发生反应2P(g)+2Q(g)R(g)+2S(g) △H>0,反应速率可表示为v(正)=k正c2(P) c2(Q),v(逆)=k逆c(R) c2(S),其中k正、k逆为速率常数。反应过程中S和P的物质的量浓度变化如图所示:
下列说法错误的是
A.Q与S浓度相等时,v正>v逆
B.a点时,=160
C.容器中气体的平均相对分子质量不再变化时,可逆反应达到平衡状态
D.反应到达平衡后,向容器中通过少量的氦气(不参与反应),R的浓度保持不变
11.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.对于平衡体系,增大压强(缩小容积)可使颜色变深
B.合成氨工业上,采用高压以提高的产率
C.氯水宜保存在低温、避光条件下
D.向氯水中加入适量石灰石,可增强漂白效果。
12.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0,下列分析中不正确的是
A.图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响
B.图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
二、填空题(共10题)
13.“C化学”是以碳单质或分子中含1个C的物质(如CO、、、等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
(1)向体积为2L的密闭容器中充入和,在一定条件下发生如下反应:。经过ts达到平衡,平衡时CO的转化率与温度下、压强P的关系如图所示。请回答:
①p1、T1℃时,从开始到平衡的过程中,平均反应速率υ(H2)= 。
②图中压强p1 p2。(填“>”、“<”或“=”)
(2)一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生如下反应:
容器编号 温度(℃) 起始的物质的量(mol) 平衡的物质的量(mol)
Ⅰ 387 0.20 0.080 0.080
Ⅱ 387 0.40
Ⅲ 207 0.20 0.090 0.090
①容器Ⅰ中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的 (填“长”、“短”或“相等”)。
②达到平衡时,容器Ⅰ中的的体积分数 (填“>”、“<”或“=”)容器Ⅱ中的的体积分数。
③若起始时向容器Ⅰ中充入、和,则反应将向 方向进行(填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)。
(3)一定条件下发生反应:。
①若在绝热、恒容下,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。
物质 CO2 H2 CH3OH H2O
起始投料/mol 1 3 2 0
则升高温度,该反应的平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②若二氧化碳加氢制甲醇反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填字母)。
a. b. c. d.
14.I.某化学实验小组同学利用如图实验装置制取氨气,并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。消回答:
(1)大试管中发生反应的化学方程式为
(2)仪器d的名称是 ,用装置B收集氨气时,应选择氨气的进气口是 (填“a”或“b”)。
(3)待d中收集满氨气,关闭止水夹a和b, (在横线上补写实验操作),可观察到烧瓶内产生红色喷泉。
II.工业合成氨是人类科学技术的一项近大突破。
已知:
(4)理论上有利于提高合成氨平衡产率的条件有
A.高压 B.低压 C.高温 D.低温 E.使用高效催化剂
(5)在实际生产中,选择的温度为400-500℃,其重要原因是
(6)t℃下,在容积为1L的刚性容器中,通入2mol和6mol,在一定条件下反应达到平衡时,容器中剩余1mol,达到平衡时生成的物质的量为 mol,反应放出的热量为 kJ,t℃下,平衡后向同一容器中再充入1mol 1mol 2mol,平衡 (填“不”“正向”或“逆向”)移动。
15.已知,回答下列问题:
(1)在100℃时,将气体充入的密闭容器中,隔一段时间对容器内的物质进行分析得到如下数据:
时间/s 0 20 40 60 80 100
0.100 0.050 a b
0.000 0.060 0.120 0.120 0.120
①表中 (填“>”“<”或“=”,下同);a b。
②时的浓度 ,在内的平均反应速率为 。
(2)一定温度下,体积为的恒容密闭容器中,各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。
①若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得:甲中,乙中,则 中反应更快。
②。该反应达最大限度时Y的转化率为 ;若初始压强为,则平衡时 (用含的表达式表示)。
③下列描述能表示该反应达平衡状态的是 (填标号)。
A.容器内气体的密度不再发生变化 B.混合气体总的物质的量不再发生变化
C.容器内气体的颜色不再改变 D.容器中X与Y的物质的量相等
E. F.容器内气体的平均相对分子质量不再改变
16.我国利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚技术已日臻成熟。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:



则的 。
(2)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
Ⅰ. ,;
Ⅱ. ,;
Ⅲ. ,。
①下列措施中,能提高平衡时产量的有 (填字母)。
A.使用过量的 B.升高温度 C.增大压强
②一定温度下,将和通入恒容密闭容器中,发生反应Ⅲ,后达到平衡状态,平衡后测得的体积分数为20%。则内 ,的转化率 , (用最简分数表示)。再往该平衡体系中充入和,则平衡向 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
17.甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
① ΔH=+206kJ/mol
② ΔH=-41kJ/mol
恒定压强为时,将n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是___________(填标号)。
A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,反应速率加快
B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
D.加入合适的催化剂,降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
(2)系统中的含量,在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:
①低于700℃, ;
②高于700℃, 。
(3)已知投料比为n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体,。600℃时,的平衡转化率为 ,反应①的平衡常数的计算式为 (是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
18.甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的化工产品,广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。回答下列问题:
铜系催化剂对反应2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)具有较高的活性。在583K下,将amol甲醇置于bL恒容密闭容器中,经过tmin到达平衡,气体压强为P0Pa,且P氢气=P甲醇,此过程中的平均反应速率v(HCOOCH3)= ,用气体分压表示的平衡常数Kp= ;相同温度下,将amol甲醇置于bL恒压密闭容器中,反应到达平衡时P氢气 P甲醇(填“>”,“=”或“<”)。
19.某温度时,在2 L密闭容器中充入NO与O2,反应过程中各物质的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(1)NO与O2反应的化学方程式是 。
(2)上图中表示NO的曲线是 (填序号),在内用NO表示的平均反应速率是 。
20.(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。如图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(300℃) K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)= (列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高的不利影响是 。
(2)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
②反应+2=2+Cl﹣的平衡常数K表达式为 。
21.T℃、2L密闭容器中某一反应不同时刻各物质的量如图(E为固体,其余为气体).回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式 .
(2)反应开始至3min时,用D表示的平均反应速率为 mol/(L min).
(3)若升高温度,则v(正) ,v(逆) (填“加快”或“减慢”)。
(4)若反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(A)=0.3 mol·L-1·min-1,乙中v(B)=0.2 mol·L-1·min-1,则 容器中反应更快。
22.在10 L的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
请回答:
(1)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)该反应的化学平衡常数表达式为K = 。
(3)能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中 c(CO)不变
C.υ正(H2)=υ逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,将CO2和H2各0.10 mol充入该容器中,达到平衡后,
测得 c(CO) = 0.0080 mol/L ,则CO2的转化率为 。
(5)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.400℃时,从下到上,NO转化率增大,说明平衡正向移动即增大压强,因此压强大小关系:p2>p1,故A错误;
B.其他条件相同时,随温度升高,NO转化率降低,平衡逆向移动,因此该反应的平衡常数减小,故B错误;
C.根据加入的量之比等于计量系数之比,则转化率相等,因此在400℃、p1条件下,O2的平衡转化率为40%,故C正确;
D.该反应是体积减小的反应,500℃、p1条件下,由于缺少容器体积,因此无法计算该反应的化学平衡常数,故D错误;
答案为C。
2.A
【详解】A.由图可知,制备合成气反应为吸热、熵增反应,故可在高温下自发进行,A正确;
B.由图可知,步骤Ⅰ的活化能比步骤Ⅱ的大,步骤Ⅰ速率更慢,所以决定制备合成气反应速率的是步骤Ⅰ,B错误;
C.由图可知,步骤Ⅰ反应的焓变△H应该为kJ/mol,C错误;
D.催化剂不能改变反应的焓变,D错误;
故选A。
3.C
【详解】A.相同时间内,浓度变化量越大,化学反应速率越快,相同时间内浓度变化量最大的是实验③,则0~5.0 min实验③的反应速率最快,故A正确;
B.反应达到平衡需要的时间越短,越先达到平衡状态,根据图知,最先达到平衡状态的是实验②,故B正确;
C.该反应是在溶液中进行的,压强几乎不影响反应速率,所以实验②不可能是改变压强,可能是加入催化剂,故C错误;
D.反应达到平衡时间①>③,则化学反应速率:①<③,与①相比,③改变的条件应该是升高温度,升高温度,平衡时,反应物X的浓度减小,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故D正确;
故选C。
4.D
【详解】A.反应CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)的正反应气体分子数增大,则ΔS>0,A项错误;
B.该反应的平衡常数表达式为K=,B项错误;
C.该反应的正反应为气体分子数增大的放热反应,升高温度和增大压强,正反应速率增大,但平衡向逆反应方向移动,C项错误;
D.反应中C元素的化合价由-4价升至+4价,N元素的化合价由+4价降至0价,每1molCH4参与反应生成1molCO2转移8mol电子,转移电子数目约为8×6.02×1023,D项正确;
答案选D。
5.D
【详解】A.由Cr2O(橙色)+H2O 2CrO(黄色)+2H+分析可得,向K2Cr2O7溶液中加酸平衡逆向移动,溶液颜色加深;加碱平衡正向移动,溶液颜色变黄,故A正确;
B.乙醇在酸性条件下被Cr2O氧化成乙酸,而Cr2O被还原成Cr3+,而使溶液呈绿色,故B正确;
C.乙醇在酸性条件下被Cr2O氧化成乙酸,而Cr2O被还原成Cr3+,而使溶液呈绿色,在碱性环境中Cr2O不能氧化乙醇,从而溶液颜色不变,所以K2Cr2O7酸性溶液氧化性比K2Cr2O7碱性溶液氧化性强,故C正确;
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,则溶液呈酸性,现象与②一样,溶液颜色变成绿色,故D错误;
答案选D。
6.C
【详解】A.E1表示A→B的活化能,A错误;
B.三种物质中,B的能量最大,最不稳定,B错误;
C.加入适宜的催化剂,能降低反应的活化能,分子能量不变则可使反应物分子中活化分子的百分数增大,C正确;
D.整个反应中△H=△HA→B+△HB→C=E1-E2+E3-E4,D错误;
故答案选C。
7.D
【详解】A.依据先拐先平衡的判断法可知,T<250℃,升高温度甲醇的物质的量减少,平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,ΔH<0,即a<0,故A错;
B.0~10min内甲醇的物质的量增加了0.5mol,根据方程式氢气的变化量为:,所以,故B错;
C.已知该反应ΔH<0,而且T<250℃,温度越低CO的转化率越大,所以CO的转化率:T℃时大于250℃时,故C错;
D.250℃时,起始时向容器中改充1molCH3OH气体,与原平衡是等效平衡, 所以恒平衡后,CH3OH的物质的量等于0.15mol,故D正确。
答案选D
8.D
【详解】A.常温下浓硫酸与铁发生钝化阻碍了反应进行,故改用98%的浓硫酸后不能增大生成氢气的速率,A错误;
B.加入氯化钠溶液后,氯化钠不参与反应,但溶液体积增大,相当于稀释,导致稀硫酸浓度减小,反应速率减小,B错误;
C.升高温度,增大活化分子百分数,增大反应速率,C错误;
D.压强越低反应速率越慢,所以减小压强反应速率减慢,D正确。
故选D。
9.C
【详解】A.温度相同、体积相同的甲、乙、丙三个容器,反应物浓度越大,反应速率越快,起始反应速率:丙>乙>甲,丙和丁容器温度相同、反应物起始浓度相同,则起始时反应速率相同,丁=丙>乙>甲,选项A错误;
B.由乙、丙可知,二氧化硫的浓度相同,丙中氧气的浓度增大,会促进二氧化硫的转化,二氧化硫转化率,丙和丁达到的是等效的平衡状态,所以二氧化硫转化率,选项B错误;
C.体积相同,丙中的起始浓度为甲的2倍,相当于增大压强,平衡正向移动,则丙中转化率增大,即丙中大于甲中的2倍,丙和丁达到的平衡等效,三氧化硫浓度相同,丙=丁>甲,选项C正确;
D.绝热恒容时,由于该反应正向放热,相当于在恒温恒容时升高温度,平衡逆向移动,转化率降低,选项D错误;
答案选C。
10.B
【详解】A.由题可知,P与Q浓度相等,由图可知,P与S浓度相等时即Q与S浓度相等时,反应仍向正向进行,,A正确;
B.对于反应,开始时,,反应达到平衡时,根据物质反应转化关系可知平衡时,,平衡时,;;,解得。在a点时,则根据物质反应转化关系可知此时,,
;,
,B错误;
C.该反应是一个气体体积缩小的反应,质量守恒m不变,故容器中气体的平均相对分子质量不再变化时,可逆反应达到平衡状态,C正确;
D.反应到达平衡后,向恒容容器中通过少量的氦气(不参与反应),平衡不移动,R的浓度保持不变,D正确;
故选B。
11.A
【详解】A.反应为气体分子数不变的反应,对于平衡体系,增大压强(缩小容积),物质浓度变大,可使颜色变深,但是平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,A符合题意;
B.合成氨为气体分子数减小的反应,采用高压平衡正向,可以提高的产率,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.低温、避光条件下可以防止平衡向次氯酸分解的方向移动,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.向氯水中加入适量石灰石,碳酸钙和氢离子反应导致氯水和水的反应正向移动,次氯酸浓度变大,可增强漂白效果,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选A。
12.C
【详解】A.该反应的正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,正逆反应速率都会突然增大,逆反应速率增大更多,图象t0时刻有断点,逆反应速率在上方,A正确;
B.该反应前后气体体积不变,则增大压强平衡不移动,但正逆反应速率同时增大相同倍数,使用催化剂也是平衡不移动,正逆反应速率同时增大相同倍数,B正确;
C.使用催化剂不能改变CO转化率,C错误;
D.该反应的正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,且升高温度反应速率增大,更短时间达到平衡,乙的CO转化率更小且更快达到拐点,乙的温度较高,D正确;
故答案选C。
13.(1) <
(2) 短 = 正反应
(3) 减小 bc
【分析】(1)
①p1、T1℃时,从开始到平衡的过程中,CO转化率为50%,则消耗CO物质的量为0.5mol,根据方程式得到消耗氢气物质的量为1mol,则平均反应速率;故答案为:。
②从A点到B点,CO转化率增大,说明平衡正向移动,即向体积减小的方向移动,说明是加压,则图中压强p1<p2;故答案为:<。
(2)
①容器Ⅰ中温度比容器Ⅲ中温度高,说明反应速率大,则容器Ⅰ中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的短;故答案为:短。
②容器Ⅰ和容器Ⅱ温度相同,又由于该反应是等体积反应,容器Ⅱ可以理解为两个容器Ⅰ,达到平衡后,再加压,平衡不移动,因此容器Ⅰ中的的体积分数=容器Ⅱ中的的体积分数;故答案为:=。
③容器Ⅰ达到平衡时,甲醇消耗0.16mol,此时平衡常数,若起始时向容器Ⅰ中充入、和,则浓度商为,则反应将向正反应方向进行;故答案为:正反应。
(3)
①该反应是体积减小的反应,即压强减小的反应,由于在绝热、恒容下,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高,说明该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,因此该反应的平衡常数将减小;故答案为:减小。
②a.甲醇浓度先增大,由于绝热、恒容,体系温度升高,平衡逆向移动,因此t1时刻未达到平衡状态,故a不符合题意;b.二氧化碳质量分数不断减小,当质量分数不变,则达到平衡,故b符合题意;c.两者比值不断增大,当比值不变,说明各物质的量不再改变,则达到平衡,故c符合题意;d.两者物质的量相等,后面还在改变,说明未达到平衡,故d不符合题意;综上所述,答案为:bc。
14.(1)
(2) 圆底烧瓶 a
(3)用热毛巾敷在三颈烧瓶底部
(4)AD
(5)400-500℃时反应速率较快且催化剂的活性较高
(6) 2 92.4 逆向
【详解】(1)大试管中消石灰与氯化铵共热反应生成氨气、氯化钙和水,发生反应的化学方程式为 ;
(2)根据仪器的构造可知,仪器d的名称是圆底烧瓶;
因为氨气极易溶于水,只能用排气法收集,又因为氨气的密度小于空气的密度,所以应该选择向下排空气法收集,氨气从a口进入空气从b口排出,故答案为:a;
(3)在三颈烧瓶中收集满氨气,关闭止水夹a,打开止水夹b,用热毛巾敷在三颈烧瓶底部,可观察到烧瓶内产生红色喷泉;
(4)合成氨反应为气体分子总数减少的放热反应。
A.高压,平衡正向移动,合成氨产率提高,选项A正确;
B.低压,平衡逆向移动,合成氨产率降低,选项B错误;
C.高温,平衡逆向移动,合成氨产率降低,选项C错误;
D.低温,平衡正向移动,合成氨产率提高,选项D正确;
E.使用催化剂,能提高反应速率,但平衡不移动,合成氨产率不变,选项E错误;
答案选AD;
(5)在实际生产中,选择的温度为400-500℃,其重要原因是合成氨反应为放热反应,温度太高转化率降低,但考虑到温度为400-500℃时反应速率较快且催化剂的活性较高;
(6)t℃下,在容积为1L的刚性容器中,通入2mol和6mol,在一定条件下反应达到平衡时,容器中剩余1mol,根据反应可知转化率为50%,故达到平衡时生成的物质的量为2mol,反应放出的热量为92.4kJ,K==;t℃下,平衡后向同一容器中再充入1mol 1mol 2mol,Qc==<=K,平衡逆向移动。
15.(1) > = 0.070 0.0015
(2) 甲 60% BCF
【详解】(1)①从图中数据可以看出,60s时反应已经达到平衡。在60s前,随着反应进行,N2O4的浓度减小,NO2的浓度增大,c3≤0.050,c2≥0.120,所以c2>c3;60s后达到平衡,所以a=b;
②20s时生成了0.060mol/L的NO2,则消耗了0.030mol/L的N2O4,时的浓度0.100mol/L-0.030mol/L=0.070mol/L;在内的平均反应速率为=0.0015。
(2)①用不同物质表示的速率之比等于方程式的系数比,甲中,则用NO2表示的速率为,大于乙中,所以甲中反应更快。
②从图中可以看出,起始时Y的物质的量为1mol,平衡时为0.4mol,则转化为Y为0.6mol,平衡时反应达到最大限度,则该反应达最大限度时Y的转化率为;在恒容容器中,压强之比等于物质的量之比。起始时X和Y的物质的量之和为1mol+0.4mol=1.4mol,平衡时总物质的量为0.7mol+0.4mol=1.1mol,则平衡时P平==。
③密度等于气体总质量除以容器体积,反应物和生成物均为气体,根据质量守恒,气体总质量不变,容器体积恒定,所以密度是定值,当容器内气体的密度不再发生变化时,不能说明反应达到平衡状态,故A不选;该反应前后气体系数之和不相等,混合气体总物质的量是变量,当混合气体总的物质的量不再变化时,反应达到了平衡状态,故B选;容器内气体颜色不再改变,说明NO2的浓度不再变化,说明反应达到平衡状态,故C选;容器中X与Y的物质的量相等和是否平衡无关,不能说明达到平衡状态,故D不选;没有指明正逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故E不选;气体的平均相对分子质量等于总质量除以总物质的量,气体总质量不变,气体总物质的量是变量,所以气体的平均相对分子质量在未平衡前是变化的,当容器内气体的平均相对分子质量不再改变时反应达到了平衡状态,故F选;故选BCF。
16.(1)
(2) AC 30% 正向 增大
【详解】(1)据盖斯定律③×2—①-②×2得:,故;
(2)①A.使用过量的H2,c(H2)增大,平衡向正反应方向移动,CH3OCH3产率增加,故A符合题意;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,CH3OCH3产率降低,故B不符合题意;
C.反应前的气体系数之和大于反应后气体系数,增大压强,平衡向正反应方向移动,CH3OCH3的产率增大,故C符合题意;
答案为AC;
②设达到平衡时CO转化的物质的量为xmol,可列出三段式: ,平衡时氢气的体积分数为20%,故:,解得x=0.06,故;CO的转化率为:;
平衡时各物质的量为:CO:0.14mol,H2O:0.04mol,CO2:0.06mol,H2:0.06mol,故平衡常数为: ;再往该平衡体系中充入0.1molCO和0.1moH2O(g),,平衡正向移动,但由于投料与最初的投料相比,相当于多投入了水蒸气的量,故一氧化碳的转化率增大;
17.(1)C
(2) 由于正反应方向吸热,随着温度的升高,反应向正反应方向进行的程度较大,氢气的物质的量逐渐增大 随着反应的进行,一氧化碳的物质的量增大,发生反应②,反应②正反应放热,当温度升高时,平衡逆向移动,使氢气的物质的量减小
(3) 77.78% 3906.25
【解析】(1)
A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体压强增大,各物质的分压不变,各气体的浓度改变,化学反应速率不变,A错误;
B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数不变,单位体积活化分子数增加,有效碰撞几率增大,反应速率加快,B错误;
C.升高温度,活化分子百分数增大,有几率增大,反应速率加快,C正确;
D.反应为吸热反应,加入合适催化剂,缩短达到平衡的时间,但不影响平衡的间内气体的转化率不变,降低反应温度,平衡逆向移动,单位时间内气体的转化率减小,D错误;
故选C;
(2)
①温度低于700℃时,由于正反应方向吸热,随着温度的升高,反应向正反应方向进行的程度较大,氢气的物质的量逐渐增大;
②温度高于700℃,随着反应的进行,CO的物质的量增大,发生反应②,反应②正反应放热,当温度升高时,平衡逆向移动, H2的物质的量减小;
(3)
已知投料比为n(CH4): n(H2O) =的混合气体,设CH4与H2O的初始物质为1mol、3mol,转化的甲烷的物质的量为x,转化的CO的物质的量为y,则
==0.04,解得x=,CH4的转化率为×100%≈77.78 %,由图可知,p= 100kPa,CH4和CO的物质的量分数为0.04,H2O的物质的量分数为0.32,H2物质的量分数为0.50,反应①的平衡常数Kp===3906.25;
18. mol L-1 min-1 0.2P0 >
【详解】(4)相同条件下,压强之比等于气体的物质的量之比。在583K下,将amol甲醇置于bL恒容密闭容器中,经过tmin到达平衡,气体压强为P0Pa,且,设反应甲醇的物质的量为2xmol,根据反应2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)则反应生成HCOOCH3的物质的量为x,生成氢气的物质的量为2xmol,因为P氢气=P甲醇,则a-2x=2x,x=mol,此过程中的平均反应速率v(HCOOCH3)= mol L-1 min-1;平衡时甲醇、H2的压强为P0×=0.4P0,HCOOCH3的平衡压强为P0×=0.2P0,用气体分压表示的平衡常数Kp= 0.2P0;若同条件下,将amol甲醇置于bL恒容密闭容器中平衡时P氢气=P甲醇;相同温度下,将amol甲醇置于bL恒压密闭容器中,反应正向进行时气体的物质的量增大、体积增大,则压强减小,平衡正向移动,故到达平衡时P氢气>P甲醇。
19.(1)2NO+O22NO2
(2) b 0.003 mol/(L·s)
【详解】(1)NO与O2反应产生NO2,当反应进行到2 min后各种物质都存在,且各种物质的物质的量不再发生变化,说明该反应是可逆反应,反应方程式为:2NO+O22NO2;
(2)根据图象可知:随着反应的进行,a增加,b、c减小,在2 s时a增加了0.012 mol,b减少了0.012 mol,c减少了0.006 mol,b:c:a=2:1:2,说明a是NO2,b是NO,c是O2。在0~2s内用NO表示的平均反应速率是v(NO)=。
20. 大于 HCl的转化率减小 减小
【详解】(1)根据图象可知,进料浓度比相同时,温度越高HCl平衡转化率越低,说明该反应为放热反应,升高温度平衡向着逆向移动,则温度越高平衡常数越小,所以反应平衡常数K(300℃)>K(400℃);进料浓度比c(HCl)∶c(O2)的比值越大,HCl的平衡转化率越低,根据图象可知,相同温度时HCl转化率最高的为进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1,该曲线中400℃HCl的平衡转化率为84%,,K(400℃)===;进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高时,O2浓度较低,导致HCl的转化率减小;
(2)①由图分析可知,反应温度升高,SO2和NO的平衡分压pc越大,说明平衡逆向移动,脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小;
②反应+2=2+Cl﹣的平衡常数K表达式为。
21. 2A(g)+B(g)3D(g)+E(s) 0.1 加快 加快 乙
【详解】(1)根据图像曲线变化可以知道A、B为反应物,C、D为生成物,A的物质的量变化为1.0mol-0.6mol=0.4mol,B的物质的量变化为1.0mol-0.8mol=0.2mol,D的物质的量变化为
0.6mol,E的物质的量变化为0.2mol,根据物质的量变化与化学计量数成正比可以知道A、BD、E的计量数之比为0.4mol:0.2mol:0.6mol:0.2mol=2:1:3:1,所以该反应的化学方程式为:2A(g)+B(g)3D(g)+E(s),因此,本题正确答案是:2A(g)+B(g)3D(g)+E(s);
(2)反应开始至3min时,D的物质的量变化为0.6mol,则用D表示的平均反应速率为v(D)= mol/(L min)=0.1 mol/(L min),故答案为:0.1;
(3)若升高温度,则增加活化分子数,正逆反应速率均增大,故答案为:加快;加快;
(4)甲中v(A)=0.3 mol·L-1·min-1;乙中v(B)=0.2 mol·L-1·min-1,换算成v(A)=0.4mol·L-1·min-1,则乙容器中反应更快,故答案为:乙。
22. 吸热 bc 80% 830
【详解】(1)影响化学平衡常数的外界因素为温度,升高温度,平衡向吸热的方向移动。由表可知:升高温度,化学平衡常数增大,说明化学平衡正向移动,因此正反应方向吸热;
(2)化学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,则该反应的化学平衡常数表达式为K =;
(3)a.该反应是一个反应前后体积不变的反应,容器内气体物质的量和压强不随反应的进行而变化,容器中压强不变不能说明该反应达到化学平衡状态,错误;
b.化学平衡时,各组分的浓度不随时间的改变而改变,混合气体中 c(CO)不变,反应已达平衡状态,正确;
c.化学平衡状态的标志是v正=v逆,所以υ正(H2)=υ逆(H2O)表明反应达到平衡状态,正确;D、化学平衡时,各组分的浓度不随时间的改变而改变,但各物质的浓度不一定相等,c(CO2)=c(CO)时,不能说明反应达到平衡状态,错误,选bc;
(4)某温度下,将CO2和H2各0.10 mol充入该容器中,达到平衡后,测得 c(CO) =" 0.0080" mol﹒L-1 ,CO的物质的量为0.085mol,根据反应方程式知参加反应的CO2的物质的量为0.085mol,则CO2的转化率为85%;
(5)平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),平衡常数等于1,根据表中数据判断温度是830℃

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