2.4化学反应的调控同步练习题
一、选择题
1.一定温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中分别充入一定量的H2和I2,发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),其数据记录如表所示:
容器 温度/K 物质的起始浓度/(mol L-1) 物质的平衡浓度/(mol L-1)
c(H2) c(I2) c(HI) c(HI)
I 400 0.20 0.10 0 0.08
II 400 0.40 0.20 0 x
III 500 0.50 0.50 0 0.10
下列说法正确的是(已知:KI、KII、KIII分别为容器I、II、III中反应的平衡常数)
A.容器I中,反应达到平衡后,KI=1.5
B.容器I、II中,反应达到平衡后,KI<KII
C.容器III中,反应从起始至达到平衡时,v(I2)=0.05mol L-1 min-1
D.容器I、III中,反应达到平衡后,=13.5
2.一定温度下,向2.0L恒容密闭容器中充入,发生反应:。反应中测得的部分数据见下表:
t/s 0 50 150 250 350
0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法错误的是
A.0s时,正反应速率最大,逆反应速率为0
B.0~50s内,用表示的平均反应速率
C.250s时,反应已达到平衡,的平衡转化率为20%
D.当时,反应处于停止状态
3.纳米级Ca2O是半导体材料,一种制备原理是,在甲、乙、丙容积相同的三个反应器中充入足量的CuO粉末和适量CO,在不同条件下发生上述反应,实验结果如下:
容器 温度/K 起始n(CO)/mol 平衡时n(CO2)/mol
甲 T1 1.0 0.5mol
乙 T1 2.0 a
丙 T2 1.0 0.8mol
下列有关叙述正确的是
A.平衡后,增大CuO的质量,正反应速率增大
B.容器丙中达到平衡所用时间比甲的短
C.a=1,丙中平衡体系中CO体积分数为20%
D.容器乙中平衡常数大于容器甲
4.在一定条件下,将A和B各0.32mol充入40L恒容密闭容器中,发生反应:A(g)+B(g)2C(g) △H<0,反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是
t/min 0 2 4 7 9
n(B)/mol 0.32 0.24 0.22 0.20 0.20
A.反应前2min的平均速率v(C)=0.004mol L-1 min-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
C.其他条件不变,起始时向容器中充入0.64molA和0.64molB,平衡时n(C)<0.48mol
D.其他条件不变,向平衡体系中再充入0.32molA,再次平衡时,B的转化率增大
5.对于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) H =-116.4 kJ·mol-1下列说法正确的是
A.每生成22.4L NO2(g),放出58.2 kJ的热量
B.该反应的平衡常数可表达为
C.使用合适的催化剂能降低该反应的活化能从而改变该反应的 H
D.其他条件相同,增大,则平衡时 NO的转化率升高
6.反应A(g)+3B(g)2C(g) △H>0达平衡后,若降低温度,下列叙述中正确的是
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向逆反应方向移动
7.已知恒温恒容条件下进行反应:。下列说法正确的是
A.若将容器改为绝热恒容,则到达平衡的时间缩短
B.若将容器改为恒压,通入惰性气体,平衡不移动
C.达到平衡后,保持的浓度不变,扩大容器体积,平衡正向移动
D.加入高效催化剂,既可增大反应速率,也可增大反应物的平衡转化率
8.向甲、乙两个容积均为1L的恒容密闭容器中分别充入2molA、2molB和1molA、1molB,相同条件下,发生反应。测得两容器中c(A)随时间t的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.x等于1
B.向平衡后的乙容器中充入氦气,平衡不移动
C.从平衡后的甲容器中移走1molC,重新达到平衡后各物质的体积分数与乙容器中的相同
D.若向乙容器中再充入1molA、1molB,则达到化学平衡时乙容器中
9.℃时,体积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如下表。下列说法中正确的是
物质 X Y Z
初始浓度/mol·L 1 0.1 0.2 0
2min末浓度/ mol·L 1 0.08 a b
平衡浓度/ mol·L 1 0.05 0.05 0.1
A.平衡时,X的转化率为20%
B.t℃时,该反应的平衡常数为40
C.前2min内,用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.03mol·L 1·min 1
D.增大平衡后的体系压强,v正增大,v逆减小,平衡向正反应方向移动
10.一定温度下,在两个容积均为1L的密闭容器中,充入一定量的反应物,发生反应: 。相关反应数据如下表所示:
容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 10s时物质的量/mol
NO CO
Ⅰ 0.2 0.2 0.05
Ⅱ 0.2 0.2 0.05
下列说法正确的是
A.前10s,容器Ⅰ中的化学反应速率
B.该反应在任何温度下均能自发进行
C.10s时,容器Ⅰ中的反应一定处于平衡状态
D.若向容器Ⅱ中再充入0.08mol NO和,反应将向正反应方向进行
11.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,达到平衡时,下列措施能提高COCl2转化率的是
A.恒容通入COCl2(g) B.使用催化剂
C.降低温度 D.恒压通入He
12.下列两组实验,将CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中:发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),结合表中数据,下列说法错误的是
实验组 温度°C 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
A.该反应的逆反应是放热反应
B.0~5min内,实验1的反应速率v(CO)=0.16mol·L-1·min-1
C.混合气体的密度不再变化但反应不一定达到平衡
D.实验2中,反应达到平衡后,H2O的体积分数为20%
13.向2 L的恒容密闭容器中通入和加入一定量的H2O(g)和C(s),不同温度下,发生反应H2O(g)+C(s) CO(g)+H2(g),测得700 ℃时,K=0.9;900 ℃时,K=3.2,下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0
B.该反应的化学平衡常数表达式为K=
C.700 ℃时再通入H2O(g),平衡向右移动,K值增大
D.若700 ℃时H2O(g)的平衡转化率为60%,则升温至900 ℃时,H2O(g)的平衡转化率为80%
14.以Fe3O4为原料炼铁,主要发生如下反应:
反应Ⅰ:Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)+Q1(Q1<0)
反应Ⅱ:Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g)+Q2
将一定体积CO通入装有Fe3O4粉末的反应器,其它条件不变,反应达平衡,测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.Q2<0
B.反应温度越高,Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越低
C.在恒温、恒容的反应器中,当压强保持不变时,反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
D.温度高于1040℃时,反应I的化学平衡常数K>4
15.合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量,平衡时NH3的质量分数w(NH3)的变化曲线。下列说法正确的是
A.该反应为自发反应,由图1可得加入适当的催化剂,E和ΔH都减小
B.图2中0~10min内该反应的平均速率v(H2)=0.045mol·L-1·min-1,从11min起其他条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为b
C.图3中,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是c点
D.图3中T1和T2表示温度,对应温度下的平衡常数为K1、K2,则:T1>T2,K1>K2
二、填空题
16.Zn是一种重要的金属材料,工业上一般先将ZnS氧化,再采用热还原或者电解法制备。利用H2还原ZnS也可得到Zn,其反应式如下:ZnS(s)+H2(g)Zn(s)+H2S(g)。727℃时,上述反应的平衡常数Kp=2.24×10-6.此温度下,在盛有ZnS的刚性容器内通入压强为1.01×105Pa的H2,达平衡时H2S的分压为___________Pa(结果保留两位小数)。
17.将转化成有机物可有效实现碳循环。在容积为2L的恒温恒容密闭容器中,充入1mol 和3mol ,一定条件下发生反应,测得和(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间 0min 3min 6min 9min 12min
/mol 0 0.50 0.65 0.74 0.74
/mol 1 0.50 0.35 a 0.26
(l)___________;3~9min内,___________。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.反应中与的物质的量浓度之比为1∶1
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成1mol ,同时生成1mol
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(3)上述反应12min末时,混合气体中(g)和(g)的质量之比是___________。
(4)第3min时___________(填“”、“”、“”或“无法比较”)第9min时。
(5)在恒温条件下,若将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的恒容密闭容器中,发生反应,X和Y的物质的量浓度随时间的变化情况如下表。
时间/min 0 5 10 15 20
0.2 c 0.6 0.6 0.6
0.6 c 0.4 0.4 0.4
①___________。
②___________(保留两位有效数字)。
18.如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是____(填序号)。
(1)步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
(2)步骤②中“加压”可以加快反应速率
(3)步骤②采用的压强是2×107Pa,因为在该压强下铁触媒的活性最大
(4)步骤③,选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件
(5)目前,步骤③一般选择控制反应温度为700℃左右
(6)步骤④⑤有利于提高原料的利用率,能节约生产成本
19.向容积为2L的密闭容器中通入3molX气体,在一定温度下发生如下反应:。经5min后反应达到平衡,此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的化学反应速率为_______,X的转化率为_______,Z的平衡浓度为_______。
20.氯乙烯是制备塑料的重要中间体,可通过乙炔选择性催化加氢制备。已知:
Ⅰ、C2H2(g)+HCl(g)C2H3Cl(g),△H1=-124.8kJ·mol-1
Ⅱ、C2H2(g)+2HCl(g)C2H4Cl2(g),△H2=-179.3kJ·mol-1
Ⅲ、C2H2(g)2C(s)+H2(g),△H3=-277.8kJ·mol-1
较低温度下乙炔选择性催化加氢过程只发生反应Ⅰ和Ⅱ。一定温度下,向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为1∶1充入C2H2(g)和HCl(g),发生反应Ⅰ和Ⅱ。实验测得反应前容器内压强为P0Pa,10min达到平衡时C2H3Cl(g)、HCl(g)的分压分别为P1Pa、P2Pa。反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________。
21.某小组设计实验研究单一组分浓度对化学平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2的影响。
实验1 实验步骤 实验现象
i.取2mL1mol L﹣1KI溶液,滴加0.1mol L-1FeCl3溶液2mL。 i.溶液呈棕黄色。
ii.待试管中溶液的颜色不变后向其中滴加2滴0.1mol L-1KSCN溶液。 ii.溶液不显红色。
(1)①待试管中溶液的颜色不变后再进行后续实验,其目的是___________。
②加入KSCN溶液的目的是___________。
(2)甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低,故改进实验方案,进行了实验2。
实验2 实验现象 实验步骤
i.取2mL0.1mol L﹣1KI溶液于试管a中,滴加0.1mol L-1FeCl3溶液2mL i.溶液呈棕黄色
ii.待试管中溶液的颜色不变后,取少量试管a中溶液于试管b中,滴加2滴0.1mol L-1KSCN溶液。 ii.溶液显红色
本实验改用0.1mol L-1KI溶液的目的是___________。
(3)实验3:研究增大反应物Fe3+浓度对平衡的影响,实验方法如下:
取少量试管a中棕黄色溶液于试管中,加入1~2滴饱和FeCl3溶液,溶液颜色加深,原因是:增大Fe3+浓度,导致Q________K(填“>”或“<”),平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(4)实验4:研究增大生成物Fe2+浓度对平衡的影响,实验方案如图所示:
①请在图中将方案补充完整___________。
②能够证明增大生成物Fe2+浓度导致平衡移动的实验现象为___________。
(5)实验5:研究减小生成物I2浓度对平衡的影响,实验方案如下:
向试管b中继续加入2mLCCl4,充分振荡、静置。液体分层,上层红色几乎消失,变为棕黄色,下层呈紫红色。
用化学平衡原理解释实验5中加入CCl4后上层溶液红色几乎消失的原因:___________。
【实验反思】
(6)实验I、II从不同的角度佐证了2Fe3++2I- 2Fe2++I2是一个可逆反应。
角度1:证明反应物不能完全被消耗,存在限度。相应的实验为___________。(填实验序号)
角度2:___________。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.依据三段式法可知,容器Ⅰ中:
可求得,A项错误;
B.容器Ⅰ和容器Ⅱ温度相同,平衡常数只与温度有关,B项错误;
C.未给出反应达到平衡时的时间,无法计算速率,C项错误;
D.根据表格中数据可知,容器Ⅲ中:
可求得,故,D项正确;
故选D。
2.D
解析:A.时,只有正向反应,所以正反应速率最大,逆反应速率为0,A项正确;
B.,B项正确;
C.250s时,反应已达到平衡,,则转化了0.20mol,因此的平衡较化率为20%,C项正确;
D.可逆反应达到平衜时,反应并未停止,D项错误。
故选D。
3.C
解析:A.氧化铜是固体,固体质量的改变不影响反应速率,A项错误;
B.比较甲、丙容器,起始投入CO的物质的量相等,正反应是放热反应,由平衡时丙中CO2的量比甲中多,说明T2小于T1容器丙中平均速率小于甲,达到平衡所用时间比甲长,B项错误;
C.由于甲、乙容器温度相同,上述反应是等气体分子数反应,甲、乙容器中反应的平衡常数相等,都等于1,则a=1,丙容器中平衡时CO2的物质的量为0.8mol,则CO的物质的量为0.2mol,CO体积分数为20%,C项正确:
D.平衡常数只与温度有关,与浓度无关,甲、乙两容器中温度相同,则平衡常数相同,D项错误;
故选:C。
4.D
解析:A.前2min内消耗n(B)=(0.32-0.24) mol=0.08 mol,根据方程式知,前2 min内生成的n(C)=2n(B)(消耗)=0.16 mol,v(C)==0.002 mol/(L·min),A错误;
B.该反应的正反应是放热反应,降低温度平衡正向移动,则v(逆)
D.向平衡体系中再充入0.32molA,则平衡正向移动,B的转化率增大,D正确;
故选D。
5.D
解析:A.未注明是否为标准状况,无法确定22.4L NO2的物质的量,A错误;
B.根据平衡常数的定义可知,B错误;
C.催化剂可以降低活化能,但不能改变焓变,C错误;
D.增大,相当于NO不变,增加氧气的量,平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,D正确;
综上所述答案为D。
6.D
解析:降低温度,活化分子百分数减小,正逆反应速率都减小;又因该反应正反应为吸热反应,则降低温度,平衡向逆反应方向移动,故D正确;
故选D。
7.A
解析:A.由题意可知,该反应为放热反应,将容器改为绝热恒容,反应过程中温度升高,则到达平衡的时间缩短,A正确;
B.将容器改为恒压,通入惰性气体,体积增大,平衡逆向移动,B错误;
C.达到平衡后,保持O2的浓度不变,扩大容器体积,二氧化硫与三氧化硫的物质的量减少,浓度商不变,等于化学平衡常数,平衡不移动,C错误;
D.加入高效催化剂,既可增大反应速率,不改变反应物的平衡转化率,D错误;
故选A。
8.D
解析:A.乙容器充入1molA、1molB,达到平衡时c(A)=0.5 mol L 1,甲容器充入2molA、2molB,可以理解为先用两个甲容器分别充入1molA、1molB,每个容器达到平衡时c(A)=0.5 mol L 1,再将两个容器合二为一即加压,此时瞬间A的物质的量浓度c(A)=1mol L 1,根据题中信息平衡时c(A)<1 mol L 1,说明平衡正向移动了,加压向以及减小反应移动,即x=1,故A正确;
B.向平衡后的乙容器中充入氦气,压强虽然增大,但各物质的物质的量浓度不变,平衡不移动,故B正确;
C.甲容器充入2molA、2molB,全部反应完生成2molC,若从平衡后的甲容器中移走1molC,与乙容器形成等效平衡,重新达到平衡后各物质的体积分数与乙容器中的相同,故C正确;
D.若向乙容器中再充入1molA、1molB,则与甲形成等效平衡,与A思维一致,先放入两个容器分别充入1molA和1molB,达到平衡时c(C)=0.5 mol L 1,将两个容器合二为一即加压,C物质的量浓度瞬间变为1 mol L 1,平衡正向移动,达到化学平衡时,c(C) >1 mol L 1,故D错误。
综上所述,答案为D。
9.C
解析:A.根据所给数据平衡时Δc(X)=(0.1-0.05)mol/L=0.05mol/L,所以转化率为×100%=50%,A错误;
B.平衡常数K===1600,B错误;
C.前2 min内,v(X)=mol·L 1·min 1= 0.01mol·L-1·min-1,速率之比等于化学计量数之比,则v(Y)=3v(X)=0.03 mol·L-1·min-1,C正确;
D.增大压强,正逆反应速率都增大,D错误;
综上所述答案为C。
10.D
解析:A.根据反应方程式,该时间段内,生成二氧化碳物质的量为2×0.05mol=0.1mol,依据反应速率,v(CO2)==0.01mol/(L·s),故A错误;
B.该反应为放热反应,根据反应方程式,该反应为气体物质的量减少的反应,即ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,自发进行,需要ΔG<0,即低温下能自发进行,故B错误;
C.假设容器Ⅰ达到平衡,因为容器Ⅱ的温度高于容器Ⅰ,因此升高温度,平衡向逆反应方向进行,氮气物质的量小于0.05mol,现在是等于0.05mol,说明容器Ⅰ没有达到平衡,故C错误;
D.容器Ⅱ中平衡时氮气的物质的量为0.05mol,则二氧化碳的生成量为0.1mol,CO、NO的物质的量均为0.2mol-0.05mol×2=0.1mol,容积为1L,则平衡常数K=,若起始时,向容器Ⅱ中充入0.08mol NO、0.04molN2,2.8<5=K,反应将向正反应方向进行,故D正确;
故答案为D。
11.D
解析:A.恒容时通入COCl2,所有反应物只有COCl2,故相当于增大压强,平衡逆向移动,COCl2转化率降低,故A错误;
B.使用催化剂,对化学平衡无影响,平衡转化率不变,故B错误;
C.正反应是吸热反应,降低温度,平衡向逆反应方向进行,COCl2转化率降低,故C错误;
D.恒压通入非反应物质,造成容器的体积增大,组分浓度降低,相当于减小压强,平衡向正反应方向移动,COCl2转化率增大,故D正确;
答案选D。
12.A
解析:A.由于该反应m+ n= p+q, 且体积不变,若实验1与实验2温度相同,则两实验形成等效平衡,物质的量同比例变化,即实验2中的平衡数据为实验1中对应平衡数据的一-半,但实际上,H2的物质的量偏少,CO的物质的量偏多,说明实验2升高温度后平衡逆向移动,所以该反应正反应为放热反应,则逆反应为吸热反应,故A项错误;
B.起始时 n(CO)=4 mol,平衡时n(CO)=2.4 mol, Δn(CO)=4 mol-2.4 mol=1.6 mol, v(CO)= =0.16mol·L-1·min-1,故B项正确;
C.该反应反应前与反应后气体质量不改变,容器体积不变,根据密度,可知,该反应过程中密度ρ不随时间而变化,所以混合气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡,故C项正确;
D.根据表中数据列三段式:
V(H2O)%= =20%,故D项正确;
答案选A。
13.D
解析:A.700 ℃时,K=0.9;900 ℃时,K=3.2,说明升高温度,平衡正向移动,则该反应是吸热反应即ΔH>0,故A错误;
B.该反应的化学平衡常数表达式为K=,故B错误;
C.700 ℃时再通入H2O(g),平衡向右移动,K值不变,平衡常数至于温度有关,故C错误;
D.设开始时加入amol水蒸气,足量的碳,若700 ℃时H2O(g)的平衡转化率为60%,建立三段式得到, ,解得a=2,则升温至900 ℃时,,,解得x=1.6,则H2O(g)的平衡转化率为80%,故D正确。
综上所述,答案为D。
14.D
解析:A.反应Ⅰ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO体积分数减小,而图中温度在570℃以下,CO的体积分数增大,说明反应Ⅱ逆向移动,则反应Ⅱ是放热反应即Q2>0,故A错误;
B.根据图中信息可知,温度在570℃以上,CO的体积分数随温度升高不断减小,说明以反应Ⅰ为主,反应温度越高,Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越高,故B错误;
C.反应Ⅰ、Ⅱ都是等体积反应,因此在恒温、恒容的反应器中,当压强保持不变时,反应Ⅰ、Ⅱ不能说明达到平衡状态,故C错误;
D.由图中信息可知,在1040℃时,发生的反应为反应Ⅰ,一氧化碳体积分数为20%,则反应的平衡常数,反应Ⅰ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,当温度高于1040℃时,因此反应I的化学平衡常数K>4,故D正确。
综上所述,答案为D。
15.C
【分析】A.催化剂可以降低活化能,不影响焓变,由图1可知,合成氨是焓减熵减过程,根据△G=△H T△S可知,该反应在低温下自发进行;
B.由图2可知,0~10min内氮气的物质的量变化量为0.6mol 0.3mol=0.3mol,根据 计算v(N2),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(H2);11min压缩体积,压强增大,平衡向正反应移动,平衡时氮气的物质的量小于原平衡;
C.图3表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系,曲线上各点都处于平衡状态,达平衡后,增大氢气用量,氮气的转化率增大;
D.由图3可知,氢气的起始物质的量相同时,温度T1平衡后,氨气的含量更高,该反应为放热反应,降低温度平衡向正反应移动,故温度T1<T2,据此解答。
解析:A.加入催化剂活化能E降低,但不影响焓变,△H不变,由图1可知,合成氨是焓减熵减过程,△G<0反应自发进行,根据△G=△H T△S可知,该反应在低温下自发进行,故A错误;
B.由图2可知,0~10min内氮气的物质的量变化量为0.6mol 0.3mol=0.3mol,,速率之比等于化学计量数之比,故v(H2)=3v(N2)=3×0.015mol/(L min)=0.045mol/(L min),11min压缩体积,压强增大,平衡向正反应移动,平衡时氮气的物质的量小于原平衡,故n(N2)的变化曲线为d,故B错误;
C.图3表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系,曲线上各点都处于平衡状态,故a、b、c都处于平衡状态,达平衡后,增大氢气用量,氮气的转化率增大,故a、b、c三点中,c的氮气的转化率最高,故C正确;
D.由图3可知,氢气的起始物质的量相同时,温度T1平衡后,氨气的含量更高,该反应为放热反应,降低温度平衡向正反应移动,故温度T1<T2,温度越高化学平衡越低,故K1>K2,故D错误;
故答案选C。
【点睛】本题考查反应进程与反应热关系图象、化学平衡图象、影响化学平衡的因素、化学平衡常数等,难度中等,理解外界条件对平衡的影响是解题关键。
二、填空题
16.23
解析:反应ZnS(s)+H2(g)Zn(s)+H2S(g)在727℃时的平衡常数Kp=2.24×10-6,若在盛有ZnS的刚性容器内通入压强为1.01×105Pa的H2,由于该反应是反应前后气体体积不变的反应,因此反应前后气体总压强不变,假如H2S占总压强分数为x,则H2为(1-x),根据平衡常数的含义可得=2.24×10-6,解得x=2.24×10-6,所以达到平衡时H2S的分压为2.24×10-6×1.01×105Pa=0.23Pa。
17.26 0.02 BD 22:3 2:1 0.47
解析:(l)由表知,第9分钟以后,甲醇的浓度不再变化,则已处于化学平衡状态,故0.26;3~9min内,。
(2) 对于:
A.反应中与的物质的量浓度之比取决于起始时各成分的物质的量,不能说明上述反应达到化学平衡状态,A错误;
B.反应中,气体的物质的量、压强会随着反应而变化,故容器内压强不随时间的变化,说明气体的物质的量不随时间变化,则说明反应已达平衡,B正确;
C.从速率的角度,时达到平衡,故单位时间内生成1mol ,同时生成1mol时,不是化学平衡状态,C错误;
D.反应中,气体的物质的量会随着反应而变化,混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化,说明气体的物质的量不随时间变化,则说明反应已达平衡,D正确;
故能说明上述反应达到平衡状态的是BD。
(3) 投料时(g)和(g)的物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比,则上述反应体系中、任何时刻包括12min末时,混合气体中(g)和(g)的物质的量之比恒等于1:3,故质量之比是22:3。
(4)从正反应建立平衡,第3min时还未平衡、第9min时已经处于平衡状态,此过程中反应物浓度不断下降,故第9min时。
(5)①由表知,0到10min,X的物质的量浓度增加0.4mol/L、Y的物质的量浓度减小0.2mol/L,物质的量变化值之比等与化学计量数之比,即X与Y的化学计量数之比2:1。
② ,0.47。
18.(1)(2)(4)(6)
解析:略
19. 20%
解析:设转化的X的物质的量为x,根据,恒温恒容时,压强之比等于物质的量之比,建立等量关系式。
, 由题意得,故,,,, 故答案为:;20%;。
20.
解析:恒容密闭容器中以物质的量之比为1∶1充入C2H2(g)和HCl(g),实验测得反应前容器内压强为P0Pa,则反应前p(HCl)=P0Pa,,,则平衡时:p(C2H3Cl)=Px=P1Pa,p(HCl)=P0Pa-Px-2Py=P2Pa,解得Py=(P0-P1-P2)Pa;平衡时p(C2H2)=P0-Px-Py=P0-P1-(P0-P1-P2)=P0-P1+P2,p(C2H3Cl)=P1,p(HCl)=P0-Px-2Py=P0-P1-2(P0-P1-P2)=P2, 。
21.(1) 其中的KI与FeCl3充分反应 检验溶液中是否大量存在Fe3+
(2)提高平衡时溶液中的c(Fe3+)
(3) < 正反应
(4) 加入1mL蒸馏水 溶液颜色变浅
(5)平衡1:2Fe3++2I- 2Fe2++I2,平衡2:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,加入CCl4后,I2被CCl4萃取,c(I-)减小,平衡1向右移动,c(Fe3+)减小,平衡2向左移动,c[Fe(SCN)3]降低,红色消失
(6) 加入某种反应物,平衡正向移动,能证明反应物不能完全被消耗,所以相应的实验为Ⅰ; 实验为II,增大生成物浓度,溶液不能完全褪色,证明生成物不能完全被消耗,存在限度
【分析】本实验为通过改变生成物或者反应物的浓度验证浓度对化学平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2的影响,据此分析回答问题。
解析:(1)Fe3+离子显棕黄色,故①试管中溶液的颜色不变后目的是,使其中的KI与FeCl3充分反应;
②因Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,溶液变为血红色,所以加入KSCN溶液的目的是检验溶液中是否大量存在Fe3+;
(2)FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应,c(I-)降低,平衡向左移动,c(Fe3+)增大,进而验证甲同学的想法,故为提高平衡时溶液中的c(Fe3+);
(3)增大Fe3+浓度,导致Q减小,导致Q
②增大生成物Fe2+浓度,平衡逆向移动,I2浓度降低,溶液颜色变浅,故答案为:溶液颜色变浅;
(5)溶液中存在两个平衡;平衡1:2Fe3++2I- 2Fe2++I2,平衡2:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,加入CCl4后,I2被CCl4萃取,c(I-)减小,平衡1向右移动,c(Fe3+)减小,平衡2向左移动,c[Fe(SCN)3]降低,红色消失;
(6)加入某种反应物,平衡正向移动,能证明反应物不能完全被消耗,所以相应的实验为Ⅰ;实验II是增大生成物浓度,溶液不能完全褪色,证明生成物不能完全被消耗,存在限度