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

第2章化学反应方向、限度与速率综合练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题
1.恒容密闭容器中,在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是

A.该反应的
B.为随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入氢气,氢气的平衡转化率不变
D.向平衡体系中加入,的平衡转化率增大
2.某温度下,恒容密闭容器中反应: 。已知和初始浓度均为,平衡时测得浓度为,下列说法错误的是
A.反应过程中压强始终保持不变
B.可作为该可逆反应达到平衡状态的标志
C.若达到平衡后移去部分,则平衡向逆反应方向移动
D.若、、、初始浓度均为,则反应逆向进行
3.下列说法不正确的是
A.在其他外界条件不变的情况下,增大压强,不能增大活化分子的百分数
B. 能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.、的反应在任何温度下都能自发进行
4.在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,该反应的化学平衡常数分别为和;的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法正确的是

A.温度: B.平衡常数:
C.该反应的 D.升高温度有利于提高的平衡转化率
5.某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法错误的是
A.增大压强,v正>v逆,平衡常数不变
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度不变
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
6.乙醇在催化剂存在的条件下发生脱水反应,乙醇脱水涉及下列两个反应之间的竞争,反应方程式如下,反应历程与相对能量如图所示。下列说法正确的是
Ⅰ.
Ⅱ.

A.
B.高温有利于提高的产率
C.比更稳定
D.增大乙醇的浓度,可以增大活化分子百分数,提高化学反应速率
7.某研究小组对甲烷化的反应路径和机理进行了研究。经过研究发现负载金属傕化甲烷化可能存在的两种反应机理如图所示。下列说法中错误的是

A.机理①和机理②的不同点在于的吸附、活化位置的不同
B.吸附在活性金属表面的中间体,可能是由吸附在其表面的直接解离产生的
C.同种催化剂,化学反应的途径不同,反应物的转化率也不同,反应的热效应也不同
D.反应中既有极性键的断裂和形成,又有非极性键的断裂
8.向绝热恒容密闭容器中通入和,一定条件下使反应达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图所示。下列叙述正确的是
A.c点时:v(正)=v(逆)
B.生成物的总能量高于反应物的总能量
C.浓度:a点D.体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态
9.十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体,经历“C10H18→C10H12→C10H8”脱氢过程释放氢气。下列说法正确的是
A.十氢萘脱氢的过程中,高温低压有利于提高上述转化的平衡化率
B.C10H18(1)的脱氢过程中,会有大量中间产物C10H12(l)积聚
C.两步反应均为吸热反应,第一步速率较慢,总反应速率由第二步反应决定
D.选择合适的催化剂,可以改变Ea1、Ea2的大小,从而降低反应的ΔH
10.用活性炭对汽车尾气中的进行吸附可发生反应:。在恒容密闭容器中加入活性炭(过量)和一定量的发生上述反应,相同时间不同温度下测得的转化率与温度的关系如图所示。下列说法中正确的是

A.该反应的正活化能大于逆活化能
B.的逆反应速率
C.Y点时的体积分数为(不考虑活性炭的体积)
D.向平衡体系中加入催化剂,的平衡转化率增大
11.近日,科学家开发自动式沸石纳米片上稳定的高分散Pt用于高效催化丙烷脱氢。反应原理如图1所示,丙烷脱氢的能量变化如图2所示。下列叙述正确的是
A.等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为4:3
B.催化剂能降低正反应活化能(E1)并增大逆反应活化能(E2)
C.丙烷脱氢反应
D.升高温度,丙烷脱氢反应的平衡常数K增大
12.反应,分别向的密闭容器中通入和一定量的,在不同温度下的平衡转化率与投料比的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.温度下,A点容器内的压强是反应开始时的0.8倍
C.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,说明反应达到平衡状态
D.温度下,反应开始至B点用时,的平均反应速率为
13.团簇是一个穴醚无机类似物,通过与反应,测定取代反应的平衡常数,的骨架结构在交换过程中没有被破坏,反应示意图和所测数据如图,表示平衡时铯离子浓度和铷离子浓度之比,其他类似。下列说法错误的是
A.团簇中 B.
C.增大可使平衡时增大 D.团簇对于具有比大的亲和力
14.已知:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g),改变某一反应条件(温度T1<T2),下列图象正确的是
A. B.
C. D.
15.某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4mol A和2mol B进行如下反应: ,10min后达到平衡,测得生成1.6mol C,则下列说法正确的是
A.10min时,用A表示的平均反应速率为
B.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
C.该反应的化学平衡常数表达式是
D.平衡时,密闭容器中B的体积分数是25%
二、实验题
16.Ⅰ.由四种常见元素组成的化合物X,按如下流程进行实验。气体C能使带火星木条复燃,溶液B和溶液E的焰色反应为黄色,固体A和D组成元素相同,X可由蓝色溶液F与过量的浓的强碱性溶液B反应获得。
请回答:
(1)X的化学式 。
(2)写出F+B→X反应的离子方程式: 。
(3)黑色固体A可在高温下与氨气作用生成红色固体D,同时生成一种单质,写出该反应的方程式: 。
Ⅱ.已知CuCl晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,溶于水、稀盐酸、乙醇,易溶于浓盐酸生成H3CuCl4,反应的化学方程式为:CuCl(白色,s)+3HCl(aq)H3CuCl4(黄色,aq)。实验室用下图所示装置制取CuCl,反应原理为:2Cu2++SO2+8Cl +2H2O=2++4H+;(aq)CuCl(s)+3Cl-(aq)
反应结束后,取出三颈烧瓶中的混合物进行一系列操作可得到CuCl晶体。
(4)反应过程中要通入过量SO2的原因是: 。
(5)欲提纯某混有铜粉的CuCl晶体,请简述实验方案: 。
17.影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。
图1 图2
⑴取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请在图3 的方框中画出上述反应的速率与时间的关系曲线。
图3
②在前4min内,镁条与盐酸的反应速率逐渐加快,在4min之后,反应速率逐渐减慢,请简述其原因: 。
(2)某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而对反应没有影响;
原因Ⅱ:Cl-对反应没有影响,而对反应具有阻碍作用;
原因Ⅲ: ;
原因Ⅳ:Cl-、均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
原因Ⅴ: 。
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中 ,实验b中 ,则说明原因Ⅰ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用。
三、原理综合题
18.二氧化碳催化加氢制取二甲醚(DME)有利于减少温室气体二氧化碳,制取过程发生如下反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)T1℃时,向恒压容器中充入0.2molCO2(g)和0.6molH2(g),若在该条件下只发生反应Ⅰ,达平衡时,放出4kJ能量;若向相同容器中充入0.4molCH3OH(g)和0.4molH2O(g),吸收11.8kJ能量,则反应Ⅰ的 kJ/mol。
(2)在压强一定的条件下,将CO2和H2按一定比例、流速通过装有催化剂的反应管,测得平衡时“CO2的转化率”及“CH3OCH3(g)选择性”和“CO、CH3OH选择性的和”分别与温度的关系如图所示,回答下列问题:
①曲线C表示:
②T1-T5温度之间,升高温度,比值将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)已知反应Ⅲ的速率方程可表示为,,lgk与温度的关系如图所示,T2℃下,图中A、B点的纵坐标分别为a-0.7、a-1.T2℃、200MPa时,向恒压容器中充入CO2(g)和H2(g)混合气体制取二甲醚(DME),发生上述三个反应,平衡后,测得CH3OH(g)、CH3OCH3(g)和CO(g)体积分数分别为5%、10%、5%,则H2O(g)体积分数为 ,CH3OCH3(g)产率为 ,生成CH3OCH3(g)的选择性为 ,反应Ⅰ的 (选择性;)。
19.是一种常用的硝化剂,常用的臭氧化法制备,反应原理如下:
反应I:
反应II:
(1)时,几种物质的相对能量如下表:
物质
能量()
请可根据物质的相对能量计算反应I的 。(忽略随温度的变化)。
(2)在密闭容器中充入和,发生反应I和II。
①在恒温恒压条件下,下列说法正确的是 。
A.和的物质的量之比不变时说明反应已达平衡
B.说明反应II已达到平衡
C.混合气体密度不再改变说明反应I已达到平衡
D.反应达到平衡后,再往容器中通入稀有气体,反应I平衡不移动
②保持温度不变,对反应体系加压,平衡时的转化率与压强的关系如图所示。请解释压强增大至的过程中逐渐增大的原因: 。

③以固体催化剂催化反应I,若分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离,该反应机理分为两步,写出第一步的化学方程式:步骤a ;步骤b 。
(3)时,在密闭容器中充入,保持压强不变,只发生反应II,时到达平衡,随时间的变化如图所示,在时刻继续充入一定量的,时刻重新到达平衡,请在图中作出随时间变化的曲线 。

第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案:
1.C
【详解】A.从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0,故A错误;
B.从图示可以看出,在恒容密闭容器中,随着温度升高氢气平衡时的物质的量减少,则平衡随着温度升高正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化,故B错误;
C.该反应为气体体积不变的反应,恒容条件下,再充入氢气,等效于增大压强,平衡不移动,则氢气的平衡转化率不变,故C正确;
D.BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的转化率不变,故D错误;
答案选C。
2.D
【详解】A.反应前后气体的总物质的量不变,则该反应的体系压强始终保持不变,故A正确;
B.时说明正逆反应速率相等,则可作为该可逆反应达到平衡状态的标志,故B正确;
C.平衡时移走CO2,瞬间正反应速率减小、逆反应速率不变,平衡逆向移动,逆反应速率减小至不变,故C正确;
D.K==2.25,若、、、初始浓度均为,Q==1,Q故选:D。
3.C
【详解】A.在其他外界条件不变的情况下,增大压强,增大活化分子数目,但活化分子的百分数不变,即不能增大活化分子的百分数,故A正确;
B.反应焓变大于0,熵变大于0,反应向熵变增大的方向进行, 能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向,故B正确;
C.反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,反应自发进行需要焓变、熵变和温度共同决定,所以焓变或熵变单独作为反应自发性的判据有一定局限性,故C错误;
D.ΔH<0、ΔS>0,在任何温度下均满足ΔG=ΔH-T ΔS<0,所以在任何温度下都能自发进行,故D正确;
故选C。
4.B
【详解】A.根据“先拐先平”者大,从图像中可以看出T2先达到平衡,所以温度T2>T1,A错误;
B.因为反应为放热反应,温度越高,平衡逆向进行,K值减小,K1>K2,B正确
C.随着温度的升高,达平衡时SO3的体积分数降低,所以随着温度升高反应向逆反应方向移动,所以正反应为放热反应,故ΔH<0,C错误;
D.由选项C分析可知,该反应放热,则升高温度,平衡逆向移动,二氧化硫的转化率降低,D错误;
故选B。
5.D
【详解】A.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,则v正>v逆,平衡常数只与温度有关,则平衡常数不变,故A正确;
B.加入催化剂,化学平衡不移动,则平衡时CH3CH2OH(g)的浓度不变,故B正确;
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),H2O(g)的浓度增大,则平衡向正反应方向移动,故C正确;
D.恒容下,充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率减小,故D错误;
故选D。
6.B
【详解】A.根据图像可知ΔH1>0,ΔH2<0,所以,A错误;
B.ΔH1>0,ΔH2<0,升高温度平衡向吸热反应方向进行,所以高温有利于提高的产率,B正确;
C.根据图像只能判断出2mol乙烯和1mol水蒸气的能量高于二乙醚,所以不能判断和的稳定性强弱,C错误;
D.增大乙醇的浓度,不能增大活化分子百分数,D错误;
答案选B。
7.C
【详解】A.根据示意图中第一步反应可判断机理①和机理②的不同点在于的吸附、活化位置的不同,A正确;
B.根据机理①可判断吸附在活性金属表面的中间体,是由吸附在其表面的直接解离产生的,B正确;
C.同种催化剂,化学反应的途径不同,反应物的平衡转化率和反应的热效应是相同的,C错误;
D.二氧化碳中含有极性键,水中含有极性键,氢气中含有非极性键,所以反应中既有极性键的断裂和形成,又有非极性键的断裂,D正确;
答案选C。
8.D
【分析】由题意可知一个反应前后体积不变的可逆反应,结合图可知反应速率先增大再减小,因为只要开始反应,反应物浓度就要降低,反应速率应该降低,但此时正反应却是升高的,这说明此时温度的影响是主要的,由于容器是绝热的,因此只能是放热反应,从而导致容器内温度升高反应速率加快,以此来解答。
【详解】A.化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变,其实质是正反应速率等于逆反应速率,c点对应的正反应速率显然还在改变,故一定未达平衡,故A错误;
B.从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,故B错误;
C.反应物浓度随时间不断减小,反应物浓度:a点大于b点,故C错误;
D.绝热容器,温度不再变化,因此体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态,故D正确;
故选D。
9.A
【详解】A.根据图示脱氢过程能量变化图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,即总反应为吸热反应,且反应C10H18(l)C10H8(l)+5H2(g)为气体分子数增大的过程,所以高温低压可使平衡向正向移动,A正确;
B.由图可知,Ea1>Ea2,则说明反应Ⅱ比反应Ⅰ速率快,即消耗C10H12速率大于生成C10H12,所以C10H18脱氢过程中,不会有大量中间产物C10H12,B错误;
C.总反应速率由慢反应决定,C错误;
D.选择合适的催化剂,可以改变Ea1、Ea2的大小,但不能改变反应的焓变ΔH,D错误;
故选A。
10.C
【详解】A.ΔH<0,该反应为放热反应,放热反应的正反应活化能小于逆反应活化能,A项错误;
B.X与Z点的转化率相同,则浓度也相同,Z点温度高,逆反应速率较大,B项错误;
C.Y点时的转化率为,反应前后气体体积不变,则最终的体积分数为,C项正确;
D.催化剂不影响的平衡转化率,D项错误;
故选C。
11.D
【详解】A.1个丙烷中含有8个C-H键,一个丙烯中含有6个C-H键,等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为3:4,A项错误;
B.催化剂同倍数降低正、逆反应活化能,B项错误;
C.反应热等于正、逆反应活化能之差,丙烷脱氢反应,C项错误;
D.脱氢反应是吸热反应,升高温度,平衡正向进行,平衡常数增大,D项正确。
答案选D。
12.D
【详解】A.正反应是放热反应,其他条件不变,温度升高平衡逆向移动,的平衡转化率降低,结合图可知,故A正确;
B.根据,同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,由图示可知
A点容器内和按等物质的量通入,平衡时的转化率为80%,利用列三段式或差量法可知平衡时压强是反应前的0.8倍,故B正确;
C.反应物和生成物均为气体且反应前后气体的物质的量不等,故随着反应的发生气体的平均相对分子质量会发生改变,当容器内气体的平均相对分子质量不变时,可以作为判断该反应达到平衡状态的标志,故C正确;
D.由图示可知B点容器内和按等物质的量通入,B点的转化率为60%,
反应用时,,则的平均反应速率为,故D错误。
故选D。
13.B
【详解】A.根据团簇个精光可知黑球表示Ti,因此其中,A正确;
B.根据图像可知,B错误;
C.增大,即增大反应物浓度,平衡正向移动,因此可使平衡时增大,C正确;
D.Cs+取代Rb+反应的平衡常数Keq=10,因此团簇对于具有比大的亲和力,D正确;
故选B。
14.D
【详解】A.温度T1<T2,升高温度的瞬间,正逆反应速率均应该立即增大,图示曲线变化不合理,故A错误;
B.温度T1<T2,温度升高反应速率较快,先达到化学平衡状态,则温度为T2时先达到“拐点”,且该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,T2时二氧化氮的转化率应该更低,图示曲线变化不合理,故B错误;
C.该反应是放热反应,相同压强条件下,升高温度平衡逆向移动,CO2的体积分数减小,温度T1<T2,则温度为T2时CO2的体积分数更小,图示曲线变化不合理,故C错误;
D.化学平衡常数是温度的函数,温度不变时,改变压强后平衡常数不变,图示曲线变化合理,故D正确;
故选D。
15.D
【详解】2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:,10min后达到平衡,测得生成1.6mol C,则
A.应该是10min内用A表示的平均反应速率为=,故A错误;
B.该反应正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,即向右移动,化学平衡常数只受温度影响,增大压强平衡常数不变,故B错误;
C.物质C是固体,该反应的化学平衡常数表达式是,故C错误;
D.平衡时,密闭容器中B的体积分数是=25%,故D正确;
故选D。
16. Na2[Cu(OH)4] Cu2++4OH-=[Cu(OH)4]2- 6CuO+2NH33Cu2O+N2+3H2O 将CuCl2完全转化为CuCl,并防止生成的CuCl被氧化 将固体溶于浓盐酸后过滤,取滤液加入大量水,过滤,洗涤,干燥
【详解】I.气体C能使带火星木条复燃,则C为O2,且n(O2)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol,红色固体D与稀硫酸、过氧化氢反应得到蓝色溶液,D和黑色固体A的组成元素相同,则A为CuO、D为Cu2O,F为CuSO4,固体A分解发生反应:4CuO2Cu2O+O2↑,可知n(CuO)=0.02mol。溶液B和溶液E的焰色反应为黄色,说明含有钠元素,碱性溶液B与0.100mol/L400mL盐酸反应,B为NaOH水溶液,n(NaOH)=0.04mol,X可由蓝色溶液F与过量的浓的B溶液反应获得,且满足n(Cu):n(Na)=1:2,故X为Na2[Cu(OH)4]。
(1)由上述分析可知,X的化学式为Na2[Cu(OH)4];
(2)X可由蓝色溶液F与过量的浓的强碱性溶液B反应获得,该反应的离子方程式为Cu2++4OH-=[Cu(OH)4]2-;
(3)CuO与氨气在高温下反应生成Cu2O、氮气和水,反应方程式为6CuO+2NH33Cu2O+N2+3H2O;
Ⅱ.(4)由反应原理可知,SO2将CuCl2完全转化为CuCl,CuCl露置于潮湿空气中易被氧化,而SO2具有还原性,可以防止生成的CuCl被氧化,即答案为:将CuCl2完全转化为CuCl,并防止生成的CuCl被氧化;
(5)由题目信息可知,CuCl可以溶于浓盐酸,而Cu不与盐酸反应,且溶液中存在平衡(aq)CuCl(s)+3Cl-(aq),稀释会析出CuCl晶体,所以提纯某混有铜粉的CuCl晶体实验方案为:将固体溶于浓盐酸后过滤,取滤液加入大量水,过滤,洗涤,干燥。
17. (图中要标明2、4、6min时刻时的速率及要画出速率走向弧线) 镁和盐酸反应是放热反应,随着反应体系温度升高,反应速率增大;4min后由于溶液中H+浓度降低,所以导致反应速率减小 Cl-对反应具有促进作用,而对反应具有阻碍作用 Cl-、均对反应具有阻碍作用,但Cl-影响更小(或影响更大) 反应速率加快 反应速率不变
【详解】(1)①2min内反应速率为=5mL·min-1,4min时,反应速率最大,即反应速率是=7.5mL·min-1,6min内反应速率=6mL·min-1,图象是:;
②镁和盐酸反应是放热反应,4min内,虽然反应物浓度降低,但温度起主导作用,因此反应速率加快,4min后,随着反应的进行H+浓度降低,浓度起主导作用;
(2)①根据原因I、II、IV的表述,可以推测出原因III和V为:
原因III:Cl-对反应具有促进作用,而对反应具有阻碍作用;
原因V:Cl-、均对反应具有阻碍作用,但Cl-影响更小(或影响更大);
②根据原因I,实验a是反应速率加快;实验b反应速率不变。
18.(1)-49.5
(2) CO、CH3OH选择性的和 增大(或变大)
(3) 40%(或0.4) 40%(或0.4) 66.7%(或或0.667) 或0.0003
【详解】(1)T1℃时,向恒压容器中充入0.2molCO2(g)和0.6molH2(g),若在该条件下只发生反应Ⅰ:,达平衡时,放出4 kJ能量,则加入1molCO2(g)和3molH2(g),反应达到平衡时放出热量Q正=4 kJ÷0.2=20 kJ;若向相同容器中充入0.4molCH3OH(g)和0.4molH2O(g),吸收11.8kJ能量,则充入1 molCH3OH(g)和1molH2O(g)反应达到平衡时吸收热量Q逆=11.8kJ÷0.4=29.5 kJ,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,当按照反应方程式的计量数加入物质时,正反应的转化率与逆反应的转化率的和为1,故反应Ⅰ的△H1=-(29.5kJ/mol+20 kJ/mol)=-49.5 kJ/mol,故答案为:-49.5;
(2)①反应Ⅱ为放热反应,升高温度平衡逆向移动,CH3OCH3(g)选择性减小,则曲线A为CH3OCH3(g)选择性;反应Ⅱ的进行使部分CH3OH继续消耗,故CO2的转化率大于CO、CH3OH选择性的和,因此曲线C表示CO、CH3OH选择性的和,故答案为:CO、CH3OH选择性的和;
②T1~T5温度之间,升高温度,反应Ⅰ、Ⅱ为放热反应,逆向移动,n(H2O)减小,反应Ⅲ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,但n(H2O)、n(CO)增加的量相等,故比值n(CO)÷n(H2O)将增大,故答案为:增大。
(3)根据三个反应方程式中物质反应转化关系可知:反应产生CO与H2O的量相等,则根据CO含量是5%可知反应Ⅲ产生H2O占5%;根据反应Ⅱ中物质反应转化关系可知反应产生10% CH3OCH3(g),会同时产生H2O占10%,消耗20%的CH3OH(g),此时容器中CH3OH(g)占5%,则反应Ⅰ产生CH3OH(g)为20%+5%=25%,同时产生H2O占25%,故该容器中水的含量为5%+10%+25%=40%(或写为0.4);CO2气体参加三个化学反应,其中部分转化为CH3OCH3(g),部分转化为CH3OH(g)和CO(g),反应达到平衡时CH3OH(g)、CH3OCH3(g)和CO(g)体积分数分别为5%、10%、5%,根据转化关系可知:理论上反应产生CH3OCH3(g)的CO2的体积分数为5%+2×10%+5%,根据C原子守恒可知:每有2个CO2参加反应,理论上可制取1个CH3OCH3(g),现在反应达到平衡时产生CH3OH(g)、CH3OCH3(g)和CO(g)体积分数分别为5%、10%、5%,则发生反应消耗CO2依次占5%、20%、5%,反应Ⅲ.为放热反应,升高温度平衡正向移动,根据图中曲线可知,当A、B两直线相交时,v正=v逆,当温度降低时1/T,增大,则v正<v逆,则A为lgk逆随1/T的变化曲线,B为lgk正随1/T的变化曲线,T2℃时,lgk正-lgk逆==a-1-(a-0.7)=0.3,K==10-0.3=0.50,对于反应Ⅰ,反应达到平衡时CH3OCH3(g)占10%,H2O占40%,CH3OH(g)和CO(g)体积分数均为5%,则CO2和H2的体积分数之和为1-10%-40%-5%-5%=40%,设CO2占x,则H2占40%-x,平衡时CO2(g)、H2(g)、CO(g)、H2O(g)(单位:kPa)分压分别为x×200kPa、(40%-x)×200kPa、5%×200kPa、40%×200kPa,Kp=,解得x=20%,根据C守恒,理论上CO2转化成CH3OCH3(g)的体积分数为20%×0.5+(5%+5%)×0.5+10%=25%,实际转化10%,则CH3OCH3(g)产率为;CO2转化成CH3OCH3(g)的选择性为;则对于反应反应Ⅰ的Kp=,故答案为:40%;40%;66.7%;。
19.(1)
(2) C 加压,反应II平衡向逆反应方向移动,浓度增大,有利于反应向正反应方向移动,逐渐增大
(3)
【详解】(1)根据物质的相对能量,的ΔH1=(-198-90+14+181)kJ/mol=-93 kJ/mol,故答案为:-93 kJ/mol;
(2)①A.和都是反应I的生成物,物质的量之比始终为1:1,所以和物质的量之比不变时,反应不一定平衡,故A错误;
B.反应达到平衡状态时,正逆反应速率比等于系数比,时反应Ⅱ没有达到平衡,故B错误;
C.反应II反应前后气体物质的量是变量,则容器体积是变量,反应前后气体总质量不变,密度是变量,混合气体密度不再改变,说明反应II得到平衡状态,则N2O4浓度不变,所以反应Ⅰ一定达到平衡,故C正确;
D.反应达到平衡后,再往容器中通入稀有气体Ar,容器体积增大,反应II正向移动,N2O4浓度减小,则反应Ⅰ平衡逆移动,故D错误;
故答案为:C;
②保持温度不变,对反应体系加压,反应II平衡向逆反应方向移动,N2O4浓度增大,有利于反应向正反应方向移动,逐渐增大;
③总反应为,步骤b的方程式为N2O4+MO=M+N2O5,总反应-步骤b得步骤a为M+O3=MO+O2;
(3)T℃时,在密闭容器中充入1mol N2O4,保持压强不变,只发生反应N2O4(g) 2NO2(g),t1时到达平衡,在t2时刻继续充入一定量的N2O4,t3时刻重新到达平衡,0~t1逆反应速率逐渐增大,t1反应达到平衡状态v正=v逆,在t2时刻继续充入一定量的N2O4,容器体积增大,反应物浓度增大、生成物浓度减小,v正突然增大、v逆突然减小,新达到平衡与原平衡等效,所以新平衡的速率和旧平衡相等,v逆随时间变化的曲线为

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