第二章 化学反应速率与化学平衡同步习题
一、单选题(共14题)
1.对于反应 。下列说法正确的是
A.使用高效催化剂能提高的平衡产率
B.降低温度,该反应的平衡常数减小
C.每消耗22.4L,转移电子的数目约为
D.断裂4H-H键的同时断裂4H-O键,说明反应达到平衡状态
2.时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:,按照不同配比充入,达到平衡时容器中浓度变化如图中曲线实线所示,下列判断正确的是
A.时,该反应的平衡常数值为
B.点没有达到平衡,此时反应向逆向进行
C.时,点反应物的转化率小于点反应物的转化率
D.若点为平衡点,则此时容器内的温度高于
3.下列说法正确的是
A.铜制器皿在酸性环境中易发生析氢腐蚀
B.可用勒夏特列原理解释用排饱和食盐水法收集氯气能减少氯气损失的原因
C.金属锌与硫酸反应制氢气时,增大浓度一定可以加快生成的速率
D.对平衡体系增大压强,平衡正向移动,减小
4.在体积可变的密闭容器中投入0.5molE和1molF,在一定条件下发生反应: (a<0)。实验测得平衡时F的转化率随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是
A.Y代表压强,且
B.M、M两点对应的平衡常数:
C.M、N两点对应的
D.保持温度和压强不变,向平衡体系中再充入物质的量之比为1:2的E(g)和F(g),平衡时反应物的转化率增大
5.对于可逆反应 ,下列叙述正确是
A.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
B.保持容器容积不变,向其中加入1 mol He ,化学反应速率不变
C.降低温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
D.达到化学平衡时,
6.在2L密闭容器中进行反应C (s)+ H2O(g) CO(g)+ H2(g) △H > 0,测得c(H2O)随反应时间(t)的变化如图。下列判断正确的是( )
A.其他条件不变,适当增加C(s)质量会使平衡正向移动
B.10 min时,改变的外界条件可能是减小H2的浓度
C.恒温下,缩小容器体积,平衡后CO浓度增大
D.10 ~ 12 min时段反应的平衡常数逐渐增大
7.工业上用CO2合成乙酸的反应路径如图所示,下列说法正确的是
A.A、B依次为HI、CH3I
B.反应过程中碳元素的化合价始终不变
C.路径2中A是还原产物
D.催化循环的总反应为2CO2+4H2CH3COOH
8.下列说法错误的是
①当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化学反应
②发生有效碰撞的分子一定是活化分子
③活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
④活化分子间每次碰撞都发生化学反应
⑤能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量
A.①④ B.③④ C.④⑤ D.②⑤
9.反应4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g)△H=-QkJ/mol,(Q>0)在一定温度下达到化学平衡状态时,下列说法正确的是( )
A.若增大压强,A和B的转化率都增大
B.若升高温度最终能生成更多的C和D
C.单位时间里有4nmolA消耗,同时有5nmolB生成
D.容器里A、B、C、D的浓度比是4:5:4:6
10.在101kPa和298K下,HCNHNC异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的逆反应放热
C.使用催化剂,不能改变反应的反应热
D.升高温度,该反应正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度
11.将1molCO和2molH2充入一容积为1L密闭容器中,分别在250℃、T℃发生反应: ,根据图示判断,下列正确的是
A.,
B.250℃时,0~10min内
C.CO的平衡转化率在250℃时比T℃时大
D.250℃时,起始时改为向容器中充入2molCO和4molH2,恒温达平衡后,的物质的量大于0.30mol
12.向甲、乙、丙三个密闭恒容的容器中充入一定量的A和B,发生反应:;各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以表和如图表示:
容器 甲 乙 丙
容积/L 0.5 0.5 1.0
温度/℃
反应起始量 1.5mol A,0.5mol B 1.5mol A,0.5mol B 6.0mol A,2.0mol B
下列说法正确的是
A.由图表可知,,该反应为吸热反应
B.10min时,甲容器中该反应的瞬时速率与乙相同
C.由图表可知,
D.℃,起始时甲容器中充入0.5mol A、1.5mol B,平衡时A的转化率为75%
13.在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质,经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示:
X Y W Q
10 min 1.0 mol 3.0 mol 1.0 mol 2.0 mol
20 min 0.5 mol 1.5 mol 2.0 mol 1.0 mol
上述容器中发生反应的化学方程式可能是( )
A.X+2Y2W+2Q B.3X+Y+2W2Q
C.X+3Y+2Q2W D.X+2Y+3Q2W
14.已知:,向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和2molB发生反应,时达到平衡状态I,在时改变某一条件,时重新达到平衡状态II,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件:向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数:(II)>(I)
D.平衡常数K:K(II)
15.某温度时,在一个5L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)上述反应在第2min时,X的转化率为
(3)将amolX与bmolY的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=n(Z),则原混合气体中a:b= 。
16.某温度下,在2L的密闭容器中,X(g)、Y(g)、Z(g)三种物质随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)由图中数据分析,该反应的化学方程式为
(2)已知此反应是放热,则反应过程中的能量变化可以用以如图 (填“①”或“②”)表示
(3)5min时Z的生成速率与6min时Z的生成速率相比较,前者 (填“大于”、“小于”或“等于”)后者,理由是
(4)下列各项中不可以说明上述反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
a.混合气体的密度不变 b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.X的浓度保持不变 d.生成1molZ和同时消耗1.5molX
(5)为使该反应的速率增大,下列措施正确的是 (填字母)。
a.及时分离出Z气体 b.适当升高温度
c.增大气体X的浓度 d.选择高效的催化剂
(6)达到平衡时X气体的转化率为 ,平衡时混合气体中Z的体积分数为 (保留三位有效数字)
(7)图中A点的正反应速率v正(Y) (填“大于”、“小于”或“等于”)B点的逆反应速率v逆(Y),理由是
17.高温下,向容积为2L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和足量的C,发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),CO2和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图所示:
(1)下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。
A.容器内压强保持不变
B.CO2(g)与CO(g)的物质的量之比为1:2
C.气体的密度保持不变
D.气体的平均相对分子质量保持不变
(2)0~2min内,用CO表示的平均反应速率为 mol L-1 min-1。
(3)2~3min内,该反应的平衡常数K= 。
(4)3min末改变的条件是 ,再次达到平衡时测得容器内总压强为3MPa,此时,该反应的平衡常数Kp= MPa(Kp为用平衡分压代替浓度的平衡常数,分压=总物质的量分数)。
(5)5min时再充入一定量的CO,则表示CO2的物质的量变化的曲线分别为 (填标号)。
18.从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:.
(1)为了加快正反应速率,可以采取的措施有 (填序号,下同).
A.使用催化剂 B.适当提高氧气的浓度
C.适当提高反应的温度 D.适当降低反应的温度
(2)已知该反应为放热反应,下图能正确表示该反应中能量变化的是 .
(3)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化.
化学键
键能
请填写下表:
化学键 填“吸收”或“放出”能量 能量变化
拆开化学键 中的化学键 ① ④
中的化学键
形成化学键 键 ② ⑤
总能量变化 ③ ⑥
19.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图甲所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2min,气体Y的平均反应速率是 。
(3)该温度下反应的化学平衡常数K= (只列式,不计算)。
(4)若上述反应在2min后的,t1~t6内反应速率与反应时间关系如图乙所示:
①下列时刻各改变一种不同的外界条件分别是:t1 ,t3 ,t4 。
②转化率最高的时间段 (填字母)。
A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6
20.McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数。
得到和均为线性关系,如下图所示:
由图可知,NOCl分解为NO和反应的 0(填“大于”或“小于”)
21.对于反应,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时的转化率随时间变化的结果如图所示。
(1)时反应的平衡转化率 %。平衡常数 (保留2位小数)。
(2)在下:要提高转化率,可采取的措施是 ;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有 、 。
22.在一定条件下可用SnO2/Al2O3等多种催化剂实现丙烯选择性还原NOx,
18NO(g) + 2C3H6(g) 9N2(g) + 6CO2 (g) + 6H2O(g) + Q1 ①
18NO2(g) + 4C3H6(g) 9N2(g) + 12CO2(g) + 12H2O(g) + Q2 ②
将NO与丙烯的混合气体充入恒容密闭容器中,在有催化剂存在时,在不同温度下反应,测得NO转化率与反应温度的关系曲线,并在相同条件下测得NO2转化率与反应温度的关系曲线(见图)。
(1)反应①、②的平衡常数分别为K1和K2,写出平衡常数表达式:K1 = 。
(2)要使反应②速率加快,并提高NO2的转化率,可以采取的措施是 。
(3)从图得出的结论正确的是 。
a.Q1>0
b.550℃时K1 = K2
c.催化剂在450~500℃时活性最大
(4)根据图分析,在用丙烯还原NO的反应体系中加入适量的O2,将会使NO的转化率 (选填“不变”、“提高”或“降低”)。
23.二氧化氮可由NO和生成,已知在2 L密闭容器内,800℃时反应: ,、随时间的变化如表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
/mol 0.200 0.100 0.080 0.050 0.050 0.050
/mol 0.100 0.050 0.040 0.025 0.025 0.025
(1)已知:,则该反应的 0(填“大于”或“小于”),用表示0~2 s内该反应的平均速率为 。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A.容器内气体颜色保持不变 B.
C.容器内压强保持不变 D.容器内气体密度保持不变
(3)此条件下为使该反应的速率增大,提高NO的转化率,且平衡向正反应方向移动,应采取的措施有 。
(4)在题述条件下,若开始通入的是0.2 mol 气体,达到化学平衡时,的转化率为 。
(5)煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用催化还原可以消除氮氧化物的污染。
①
②
对于反应②,欲提高的转化率,可采取的措施有_______。
A.增加原催化剂的表面积 B.降低温度
C.减小投料比 D.增大压强
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.催化剂不能使平衡发生移动,故使用高效催化剂不能提高的平衡产率,A项错误;
B.降低温度,该反应正向移动,平衡常数增大,B项错误;
C.未给定标准状况,不能计算,C项错误;
D.断裂4键的同时断裂4键表明正逆反应的速率相同,说明反应达到平衡状态,D项正确;
故选D。
2.D
【详解】A. A(g)+B(g)C(s)的平衡常数K===0.25,A错误;
B.依据图象分析可知,c点时c(A)·c(B)>4,故浓度商Q=<K,反应正向进行,B错误;
C.只增大一个反应物的浓度,可以提高弄一个反应物的转化率。时,与b点相比,点反应物A的浓度大、B的浓度小,则的转化率:a点大于点,C错误;
D.T°C时平衡常数不变,曲线上各点位平衡状态,其它点温度不同不是平衡状态,反应是放热反应,若c点为平衡状态,此时平衡常数小于T°C平衡常数,说明平衡正向进行,是升温的结果,温度高于T°C,D正确;
故答案为:D。
3.B
【详解】A.铜不会和酸反应置换出氢气,故铜在酸性环境下不会发生化学反应,不会发生析氢腐蚀,A错误;
B.由于,饱和食盐水中含有氯离子,会使平衡逆向移动,减少氯气的损失,B正确;
C.浓硫酸和锌反应会钝化,故增大浓度不一定能加快生成氢气的速率,C错误;
D.对于反应,增大压强相当于缩小容器的体积,增大;
故选B
4.D
【分析】本题以化学平衡图象为素材,考查外界条件对化学平衡的影响、平衡转化率和平衡常数的计算等知识,意在考查考生的分析、理解、计算能力,变化观念与平衙思想、证据推理与模型认知的核心素养。
【详解】A.该反应正反应为气体体积减小的放热反应,增大压强时F的平衡转化率增大,所以横坐标表示温度,Y表示压强,增大压强可以增大F的平衡转化率,所以M点压强大于N点压强,即,A正确;
B.M、N两点对应的温度相同。故平衡常数相等,B正确:
C.该反应正反应为气体体积减小的放热反应,增大压强时F的平衡转化率增大,所以横坐标表示温度,Y表示压强,增大压强可以增大F的平衡转化率,所以M点压强大于N点压强,,C正确;
D.保持温度和压强不变,向平衡体系中再充入物质的量之比为1:2的E(g)和F(g),达到的平衡与原平衡等效,则反应物的平衡转化率不变,D错误;
故选D。
5.B
【详解】A.达到化学平衡时,若增加容器体积,则减小反应物和生成物的浓度,正反应速率减小,逆反应速率减小,A不正确;
B.保持容器容积不变,向其中加入1 mol He,反应物和生成物的浓度都未发生改变,温度不变,化学反应速率不变,B正确;
C.降低温度,反应物和生成物的能量降低,正反应速率减小,逆反应速率减小,C不正确;
D.达到化学平衡时,各物质的量的变化量为0,,D不正确;
故选B。
6.C
【详解】A.C为固体,增加质量不会影响反应速率,平衡不发生移动,A错误;
B.由图可知,10min时H2O的浓度继续减小,反应向正反应方向移动,该反应正反应是吸热反应,所以是升高温度,B错误;
C.恒温下,缩小体积增大压强,反应随向逆反应方向移动,但由于体积减小CO浓度依旧较原来增大,C正确;
D.10~12min为平衡移动的过程,这段过程中无平衡常数,只有浓度商,D错误;
故选C。
7.A
【详解】A.依据元素守恒,结合反应规律可知,A正确;
B.碳元素在中显价,在中显0价,碳元素的化合价跟成键原子的非金属性有关,B错误;
C.路径2的反应为,是氧化产物,C错误;
D.根据图示,和在催化作用下生产和,所以循环的总反应为,D错误;
故选:A。
8.B
【详解】分子具有足够的能量才是活化分子,活化分子之间发生碰撞时必须具有合适的取向才能发生有效碰撞,发生有效碰撞才能发生化学反应,故发生有效碰撞的分子一定是活化分子,故①②正确;但活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞,要有适当的取向才是有效碰撞,故③错误;活化分子间发生有效碰撞才能发生化学反应,无效碰撞不发生化学反应,故④错误;分子具有足够的能量才是活化分子,能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量,故⑤正确;故答案为B。
9.C
【详解】A.反应物气体的化学计量数之和小于生成物气体的化学计量数之和,则增大压强平衡向逆反应方向移动,A和B的转化率都减小,故A错误;
B.正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,C和D的物质的量减少,故B错误;
C.单位时间里有4nmolA消耗,同时有5nmolB生成,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;
D.由于反应物的起始量和转化程度未知,则平衡浓度不确定,不能作为判断是否达到平衡的依据,故D错误;
故选:C。
10.D
【详解】A.根据图象,HCN具有的能量比HNC低,能量越低越稳定,则HCN比HNC稳定,A正确;
B.根据图象,该异构化反应为吸热反应,则逆反应放热,B正确;
C.使用催化剂,能改变反应的活化能,但不能改变反应的反应热,C正确;
D.由于该异构化反应为吸热反应,升高温度,正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度,平衡正向移动,D错误;
答案选D。
11.D
【分析】从图中可以看出,T℃时反应达平衡的时间比250℃时长,则反应速率慢,T<250;T℃时甲醇的物质的量比250℃时大,则表明降低温度平衡正向移动,△H<0。
【详解】A.由分析可知,,,A不正确;
B.250℃时,0~10min内,n(CH3OH)=0.15mol,则,B不正确;
C.由分析可知,T<250,升高温度,平衡逆向移动,则CO的平衡转化率在250℃时比T℃时小,C不正确;
D.250℃时,起始时改为向容器中充入2molCO和4molH2,恒温达平衡后,若容器体积为2L,CH3OH的物质的量为0.30mol,现容器体积仍为1L,则相当于原平衡体系加压,使其体积缩小一半,平衡正向移动,所以CH3OH的物质的量大于0.30mol,D正确;
故选D。
12.D
【分析】甲乙容器中投料量相同,反应温度不同;乙丙温度相同,投料投料浓度丙为乙的2倍。
【详解】A.甲、乙起始投料相同,但乙先达到平衡,说明T2>T1,C(乙)的平衡浓度小于C(甲)的平衡浓度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,A错误;
B.T2>T1,温度越高,瞬时速率越快,故乙容器中瞬时速率快,B错误;
C.乙与丙反应温度相同,投料浓度丙为乙的2倍,平衡后C的浓度丙仍为乙的2倍,说明压强不影响平衡移动,故x=1,反应前后气体分数不变,C错误;
D.甲中平衡时C的浓度为1.5mol/L,则:
,
故T1℃,该反应的平衡常数为,
现有T1℃,起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB,反应到达平衡时A的浓度变化量为x,则:
,
温度不变,K值不变,,解得:x=0.75,故A的转化率为,D正确;
故选D。
13.C
【详解】从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少,而W的物质的量增加,说明X、Y、Q是反应物,W是产物。在同一容器中,相同时间内,各物质的反应速率之比等于物质的量的变化量之比等于化学计量数之比。v(X)∶v(Y)∶v(Q)∶v(W)=(1.0 mol-0.5 mol)∶(3.0 mol-1.5 mol)∶(2.0 mol-1.0 mol)∶(2.0 mol-1.0 mol)=1∶3∶2∶2,所以X、Y、Q、W的化学计量数之比为1∶3∶2∶2,故反应方程式为X+3Y+2Q2W,故答案为C。
14.B
【分析】根据图象可知,向恒温恒容密闭容器中充入1molA和2molB发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应速率不断减小,t1-t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2-t3时间段,改变条件使正反应速率逐渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3以后反应达到新的平衡状态,据此结合图象分析解答。
【详解】A.容器内发生的反应为A(g)+2B(g) 3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,所以在恒温恒容条件下,气体的压强始终保持不变,则容器内压强不变,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.根据图象变化曲线可知,t2-t3过程中,t2时v正瞬间不变,平衡过程中不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图象,属于“渐变”过程,所以排除温度、压强和催化剂等影响因素,改变的条件为:向容器中加入C,故B正确;
C.最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1:2,当向体系中加入C时,相当于按1:2的比例加入A和B,即相当于增大压强,该反应是气体分子数不变的反应,压强对其无影响,因此平衡时A的体积分数φ(II)=φ(I),故C错误;
D.平衡常数K只与温度有关,因该反应在恒温条件下进行,所以K保持不变,故D错误;
故选B。
15. 3X+Y2Z 30% 5:3
【详解】(1)根据图知,随着反应的进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物、Z是生成物,同一可逆反应中同一段时间内各物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比,Δn(X)=(1.0-0.7)mol=0.3mol、Δn(Y)=(1.0-0.9)mol=0.1mol、Δn(Z)=(0.2-0)mol=0.2mol,所以X、Y、Z的计量数之比=0.3mol:0.1mol:0.2mol=3:1:2,所以该反应方程式为3X+Y2Z,故答案为:3X+Y2Z;
(2)上述反应在第2min时,X的转化率=×100%=30%,故答案为:30%;
(3)将amolX与bmolY的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=n(Z),根据方程式知,参加反应的n(X)=1.5n(Z),参加反应的n(Y)=0.5n(Z),所以反应初始a=n(Z)+1.5n(Z)=2.5n(Z),b=n(Z)+0.5n(Z)=1.5n(Z),所以a:b=2.5n(Z):1.5n(Z)=5:3,故答案为:5:3。
16. 3X(g)+Y(g)2Z(g) ① 相等 5min时此反应达到化学平衡状态 ad bcd 60% 29.4% 大于 从A点到B点,图象斜率逐渐减小,说明反应速率逐渐减小,B点时正逆反应速率相等
【详解】(1)由图中数据可知,平衡时X的物质的量减少1mol-0.4mol=0.6mol,Y减少1mol-0.8mol=0.2mol,Z增加了0.5mol-0.1mol=0.4mol,变化量之比是化学计量数之比,则该反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g)。
(2)已知此反应是放热,则反应物总能量高于生成物总能量,因此反应过程中的能量变化可以用以如图①表示。
(3)反应进行到5min时已经达到平衡状态,则5min时Z的生成速率等于6min时Z的生成速率。
(4)a.反应前后体积和气体的质量均是不变,则混合气体的密度始终不变,不能据此说明反应达到平衡状态,a选;
b.反应前后气体质量不变,但物质的量是变化的,所以混合气体的平均相对分子质量不变时反应达到平衡状态,b不选;
c.X的浓度保持不变,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,c不选;
d.生成1molZ和同时消耗1.5molX,均表示正反应速率,不能据此说明反应达到平衡状态,d选;
答案选ad;
(5)a.及时分离出Z气体,生成物浓度降低,反应速率减小,a错误;
b.适当升高温度,反应速率增大,b正确;
c.增大气体X的浓度,反应速率增大,c正确;
d.选择高效的催化剂,反应速率增大,d正确;
答案选bcd;
(6)达到平衡时X气体的转化率为×100%=60%,平衡时混合气体中Z的体积分数为×100%≈29.4%。
(7)根据图象可知从A点到B点,图象斜率逐渐减小,说明反应速率逐渐减小,B点时正逆反应速率相等,所以图中A点的正反应速率v正(Y)大于B点的逆反应速率v逆(Y)。
17.(1)ACD
(2)0.5
(3)
(4) 减压或升温 0.8
(5)b
【详解】(1)A.容器容积不变,随反应进行反应后气体总物质的量增大,则容器内压强增大,则容器内压强保持不变,能说明该反应已达到平衡状态,故A正确;
B.CO2(g)与CO(g)的物质的量之比为1:2,不能说明正逆反应速率相等,不能说明该反应已达到平衡状态,故B错误;
C.容器容积不变,随反应进行反应后气体总质量增大,则气体密度增大,则气体的密度保持不变,能说明该反应已达到平衡状态,故C正确;
D.容器中只有两种气体,随反应进行,气体的平均相对分子质量越接近CO的相对分子质量,则气体的平均相对分子质量保持不变,能说明该反应已达到平衡状态,故D正确;
故选ACD。
(2)0~2min内,用CO表示的平均反应速率为。
(3)由图可知,起始CO2物质的量为8mol,2min时反应达到平衡,CO的物质的量为2mol,则消耗CO2物质的量为1mol,平衡时,CO2物质的量为7mol,CO2物质的量浓度为mol/L,CO2物质的量浓度为1mol/L,该反应的平衡常数.
(4)3min末,改变条件,CO物质的量继续增大,CO2物质的量继续减小,即平衡正向移动,该反应的正反应是气体物质的量增大的吸热反应,则改变的条件是减压或升温。再次达到平衡时,CO2物质的量为6mol,CO物质的量为4mol,容器内总压强为3MPa,此时,该反应的平衡常数MPa。
(5)5min时再充入一定量的CO,平衡逆向移动,CO2的物质的量逐渐增多,则表示CO2的物质的量变化的曲线分别为b。
18. ABC A 吸收热量 放出热量 放出热量 1368 1852 484
【分析】(1)增大反应物浓度、使用催化剂、升高温度等均可加快反应速率;
(2)放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量;
(3)断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,△H=反应物中键能之和-生成物中键能之和。
【详解】(1)A.使用催化剂,加快反应速率,故A正确;
B.适当提高氧气的浓度,反应物浓度增大,反应速率加快,故B正确
C.适当提高反应的温度,反应速率加快,故C正确;
D.适当降低反应的温度,反应速率减慢,故D错误;
故答案为ABC;
(2)由图可知,A中反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,故答案为A;
(3)断裂2molH2中的化学键吸收2×436kJ热量,断裂1molO2中的化学键吸收496kJ热量,共吸收2×436+496=1368kJ热量,形成4molH-O键释放4×463kJ=1852kJ热量,△H=反应物中键能之和-生成物中键能之和=1368-1852=-484<0,该反应为放热反应;故答案为
化学键 填“吸收热量” 或“放出热量” 能量变化
拆开化学键 2molH2中的化学键 ①吸收热量 ④1368
1molO2中的化学键
形成化学键 4molH-O键 ②放出热量 ⑤1852
总能量变化 ③放出热量 ⑥484
。
19.(1)3X+Y2Z
(2)0.025mol/(L·min)
(3)
(4) 增大生成物的浓度 加入催化剂 减压 A
【详解】(1)根据图像分析,相同时间内X、Y、Z的改变量分别为:1-0.7=0.3mol,1-0.9=0.1 mol,0.2-0=0.2 mol,故方程式为;
(2)反应开始至2min,气体Y的平均反应速率是
(3)平衡是X、Y、Z的浓度分别为,,, ,该条件下,化学平衡常数K=;
(4)上述反应在2min后的,t1~t6内反应速率与反应时间关系如图乙所示:
①t1时逆反应速率增大,但正反应速率不变,平衡逆向移动,说明增大生成物的浓度;t3时正逆反应速率同等程度增大,该反应为前后气体分子数不等的反应,改变的条件应为使用催化剂;t4时正逆速率都降低,平衡逆向移动,则为减压;
②正向进行程度越大,转化率最高,后续改变条件,平衡都是逆向移动,转化率降低,故选A。
20.大于
【详解】由图可知与成反应,则与T成正比,即温度升高增大,可知该反应为吸热反应,大于0,故答案为:大于;
21. 22 0.02 及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度)
【详解】(1)温度越高,反应越先达到平衡,根据图示,a曲线对应的温度为,时反应的平衡转化率为22%,设开始时加入的浓度为,根据化学方程式和的平衡转化率知,达平衡时,、、的浓度分别为、、,所以化学平衡常数,故答案为:22;0.02;
(2)根据化学平衡移动原理并结合该反应特点,及时分离出生成物可使平衡正向移动,从而提高反应物的转化率;要缩短反应达到平衡的时间,实质就是提高反应速率,可采用加压的方式或选择更为高效的催化剂,故答案为:及时移去产物;改进催化剂;提高反应物压强(浓度)。
22. 增加丙烯的浓度 a 提高
【详解】(1)平衡常数是生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积,则依据化学平衡18NO(g)+2C3H6(g)=9N2(g)+6CO2(g)+ 6H2O(g)反应达到平衡时的平衡常数表达式K=;
(2)要使反应②速率加快并提高NO2的转化率,可以增大丙烷的浓度,增大反应速率,提高二氧化氮的转化率,故答案为增加丙烯的浓度;
(3)a.图象分析氮氧化物转化率随温度升高转化率明显增大,当温度大于450℃后转化率又逐渐减小,说明反应达到平衡后升温平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向是放热反应,所以Q1>0,故a正确;
b.550℃只能说明一氧化氮和二氧化氮转化率相同,但不同反应平衡常数不同,故b错误;
c.催化剂活性最大是指氮氧化物转化率最大时的温度,依据图象分析得到催化剂在450~500C时活性最大,故c正确;故选ac;
(4)在用丙烯还原NO的反应体系中加入适量的O2,氧气和一氧化氮反应生成二氧化氮,一氧化氮气体转化率增大,故答案为:提高。
23.(1) 小于 0.015
(2)AC
(3)增大压强,充入氧气
(4)25%
(5)BC
【详解】(1)根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,由K800℃>K1000℃可知,升高温度,化学平衡常数减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,则该反应的正反应为放热反应,即ΔH<0;从0~2 s内用O2表示该反应的平均速率为v(O2)==0.015mol/(L·s),故答案为:小于;0.015mol·L-1·s-1;
(2)A.该反应是在恒容的密闭容器中发生的,只有NO2是红棕色,其它气体都是无色的,若容器内颜色保持不变,说明各种气体的物质的量不变,表明反应达到平衡状态,故A正确;
B.在任何时刻都存在关系:2v逆(NO)=v正(O2),不能表明反应达到平衡状态,故B错误;
C.该反应是一个气体体积减小的反应,容器内压强保持不变,说明正逆反应速率相等,该反应达到了平衡状态,故C正确;
D.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量不变,容器的容积也不变,所以任何时刻容器内气体的密度都保持不变,容器内气体密度保持不变不可作为判断平衡的标志,故D错误;
故答案为:AC;
(3)该反应是一个气体体积减小的放热反应,为使该反应的反应速率增大,提高NO的转化率,且平衡向正反应方向移动,则应采取的措施为通入氧气来增大氧气的浓度或增大体系的压强,故答案为:增大压强、通入氧气;
(4)在题述条件下,若开始通入的是0.2molNO2气体,与题给表格数据为等效平衡,平衡时,各物质的浓度与表格中平衡时的效果是一样的。平衡时NO2的浓度为0.075mol/L,体积为2L,物质的量为0.075mol/L×2=0.15mol,则NO2的转化率为25%;故答案为:25%;
(5)反应②为一个气体体积增加的放热反应。
A.增加原催化剂的表面积,反应速率加快,化学平衡不移动,二氧化氮转化率不变,故A错误;
B.降低温度,平衡向正反应方向移动,二氧化氮转化率增大,故B正确;
C.减小投料比,相当于二氧化氮浓度不变,增大甲烷的浓度,增大甲烷浓度,平衡向正反应方向移动,甲烷转化率减小,二氧化氮转化率增大,故C正确;
D.增大压强,平衡向逆反应方向移动,二氧化氮转化率减小,故D错误;
故答案为:BC。
答案第1页,共2页
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