专题12 化学反应速率与化学平衡
考向二 化学反应速率与平衡移动的影响因素
1.下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.溶液中加入少量固体,促进分解
B.密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深
C.铁钉放入浓中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
【答案】B
【解析】A.MnO2会催化 H2O2分解,与平衡移动无关,A项错误;
B.NO2转化为N2O4 的反应是放热反应,升温平衡逆向移动, NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B项正确;
C.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C项错误;
D.加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D项错误;
故选B。
2.向恒温恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ,反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,下列有关判断错误的是
A.的平衡浓度增大 B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大 D.的转化总量增大
【答案】B
【解析】A.平衡后,再通入一定量,平衡正向移动,的平衡浓度增大,A正确;
B.平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变,B错误;
C.通入一定量,反应物浓度增大,正向反应速率增大,C正确;
D.通入一定量,促进二氧化硫的转化,的转化总量增大,D正确;
故选B。
3.某温度下,恒容密闭容器内发生反应:H2(g)+I2 g) 2HI(g) △H<0, 该温度下,K=43,某时刻,测得容器内 H2、I2、HI的浓度依次为0.01 mol/L、0.01 mol/L、0.02 mol/L。一段时间后,下列情况与事实相符的是
A.混合气体颜色变深 B.混合气体密度变大
C.容器内压强变小 D.氢气的体积分数变小
【答案】D
【解析】某时刻,测定容器内的浓度依次为0.01 mol/L、0.01 mol/L、0.02 mol/L,此时,平衡正向移动;
A. 由上述分析可知,平衡正向移动,体积不变,碘单质的浓度减小,混合气体颜色变浅,A项错误;
B.反应前后都是气体,根据题意和质量守恒,气体的质量,体积始终不变,则密度不变,B项错误;
C.恒温恒容时,反应前后气体的物质的量不变,因此压强始终不变,C项错误;
D.由上述分析可知,平衡正向移动,氢气的物质的量减小,反应前后气体的物质的量不变,则氢气的体积分数变小,D项正确;
答案选D。
4.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g) zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol L﹣1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度降低为0.30mol L﹣1,下列有关判断正确的是
A.x+y
【答案】D
【解析】平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,A的瞬间浓度为0.25mo/L,再达平衡时,测得A的浓度降低为0.30mol/L,说明平衡逆向移动。
A.降低压强平衡向逆方向移动,说明反应物气体的计量数之和大于生成物气体的计量数,应为x+y>z,故A错误;
B.由以上分析可知平衡向逆方向移动,故B错误;
C.平衡向逆方向移动,B的转化率降低,故C错误;
D.平衡向逆方向移动,C的体积分数下降,故D正确;
故答案为:D。
5.利用CH4能消除有害气体NO,其反应原理为,一定温度下,该反应在密闭容器中达到平衡状态。下列说法正确的是
A.加入催化剂,活化分子百分数不变
B.恒容下,再通入适量CH4,CH4的平衡转化率减小
C.适当增大压强,化学平衡常数增大
D.升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
【答案】B
【解析】A.加入催化剂,可以改变反应所需要的活化能,使得部分普通分子转化为活化分子或者活化分子转化为普通分子,故活化分子百分数发生改变,A错误;
B.恒容下,再通入适量CH4,则CH4浓度增大,化学平衡正向移动,NO的转化率增大,而CH4的平衡转化率减小,B正确;
C.化学平衡常数仅仅是温度的函数,温度不变化学平衡常数不变,即适当增大压强,化学平衡常数不变,C错误;
D.由题干信息可知,该反应正反应是一个放热反应,升高温度,逆反应速率增大,正反应速率增大,逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度,导致化学平衡逆向移动,D错误;
故答案为:B。
6.“绿水青山就是金山银山”,研究、CO等大气污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。已知反应,该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施是
A.缩小容器的体积 B.改用高效催化剂
C.增加NO的浓度 D.升高温度
【答案】A
【解析】A.反应是气体体积减小的反应,缩小容器的体积,压强增大,各反应物和生成物浓度都增大,平衡正向移动,同时提高反应速率和NO的转化率,故A选;
B.改用高效催化剂可以提高反应速率,但不能改变NO的转化率,故B不选;
C.增加NO的浓度可以提高反应速率,但NO的转化率减小,故C不选;
D.反应是放热反应,升高温度,反应速率增大,但平衡逆向移动,NO的转化率减小,故D不选;
故选A。
考向二 化学反应速率与平衡图像
1.某温度下,发生反应 ,的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.将1mol和3mol置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量小于92.4kJ
B.平衡状态由A到B时,平衡常数
C.上述反应在达到平衡后,增大压强,的产率减小
D.反应建立平衡后分离出部分时,浓度商Q大于平衡常数K
【答案】A
【解析】图像中横坐标表示压强,纵坐标表示的平衡转化率(),随着压强的增大的平衡转化率()增大,增大压强平衡向右移动,依此解题。
A.该反应为可逆反应,加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3,所以反应放出的热量小于92.4 kJ,A正确;
B.从状态A到状态B,改变的是压强,温度未发生变化,所以平衡常数不变,,B错误;
C.该反应是反应前后气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,的产率增大,C错误;
D.反应建立平衡后分离出部分时,生成物的浓度减小所以浓度商Q小于平衡常数K,D错误;
故选A。
2.向某恒容密闭容器中加入一定量的和,发生反应 ,温度和压强对转化率的影响如图所示(其中x和y分别代表温度或压强)。下列说法错误的是
A.图中x代表的是压强
B.
C.正反应速率:
D.其他条件不变时,增大可提高的转化率
【答案】D
【解析】A.压强越大,的转化率越高,温度越高,的转化率越低,所以题图中x代表的是压强,A正确;
B.题图中y代表的是温度,且温度越高,的转化率越低,所以,B正确;
C.温度越高,压强越大,正反应速率越快,所以正反应速率:,C正确;
D.其他条件不变时,越大,的转化率越低,D错误;
故选D。
3.纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:,按投料比将与充入恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.
C.N点转化率、平衡常数均大于M点
D.、压强下,Q点对应的
【答案】C
【解析】A.由图可知,随温度升高CO的平衡转化率下降,说明升温平衡逆向移动,则正向为放热反应,,故A正确;
B.该反应正向气体分子数减小,增大压强平衡正向移动,减小压强平衡逆向移动,由图:压强由过程中CO转化率增大,可知平衡正向移动,则压强:,故B正确;
C.N、M点温度相同,则K相同,故C错误;
D.、压强下M点为平衡状态,Q点转化率低于平衡转化率,则反应正向进行,,故D正确;
故选:C。
4.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A.温度:T1>T2>T3
B.正反应速率:v(E)>v(P)、v(N)>v(R)
C.平衡常数:K(E)>K(P)、K(N)>K(R)
D.平均摩尔质量:M(E)>M(P)、M(N)>M(R)
【答案】D
【解析】A.该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大,则T1
C.由图可知E、P两点压强相同,温度T1
D.CO转化率越大,气体总物质的量越小,而气体的总质量不变,由M=可知,M越大,根据图示可知 M(E)>M(P),M(N)>M(R),故D正确; 故选D。
5.CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术,该过程主要发生下列反应:
反应①:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ mol-1
反应②:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ mol-1
在0.5MPa条件下,将n(CO2)∶n(H2)为1∶3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,实验测得CO2的转化率、CH3OH的选择性[×100%]与温度的关系如图所示。下列有关说法不正确的是
A.图中曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化
B.一定温度下,增大起始n(CO2)∶n(H2)的比值,可提高H2的平衡转化率
C.升高温度时,CO的选择性升高
D.一定温度下,选用高效催化剂可提高CH3OH的平衡产率
【答案】D
【解析】A.反应①为放热反应,升高温度后平衡逆向移动,CH3OH的选择性降低;反应②为吸热反应,平衡正向移动生成CO,CH3OH的选择性也降低,所以升高温度之后,CH3OH的总的选择性降低,曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化,A正确;
B.一定温度下,增大n(CO2)∶n(H2)的比值,平衡正向移动,氢气的转化率提高,B正确;
C.升高温度,反应反应②为吸热反应,平衡正向移动生成CO,CO的选择性升高,C正确;
D.选用催化剂只能改变反应应速率,不能改变转化率,D错误;
故选D。
6、反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.X、Y两点的反应速率:
C.X、Z两点气体的颜色:X浅,Z深
D.X、Z两点气体的平均相对分子质量:
【答案】D
【解析】A.升高温度,化学平衡逆向移动,的体积分数增大,Y点的体积分数小,则,A正确。
B.由选项A分析可知,X点的温度大于Y点的温度,温度越高,化学反应速率越快,所以反应速率,B正确。
C.X、Z两点温度相同,但压强不同,为红棕色气体,增大压强,平衡右移,但是气体的体积变小,浓度增大的影响较大,气体的颜色加深,则X、Z两点气体的颜色:X浅,Z深,C正确。
D.X、Z两点都在等温线上,X的压强小,增大压强,化学平衡正向移动,Z点时气体的物质的量小,则平均相对分子质量变大,即平均相对分子质量:,D错误。故选D。
考向三 化学反应速率与平衡的计算
1.两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1:NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2:2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是
A.反应2的平衡常数为4×106Pa2 B.通入NH3,再次平衡后,总压强增大
C.平衡后总压强为4.36×105Pa D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】A.反应2的平衡常数为,A正确;
B.刚性密闭容器,温度不变,则平衡常数不变,,,再次达到平衡后,气体的分压不变,则总压强不变,B错误;
C., ,,,所以总压强为:,C正确;
D.达平衡后,缩小体积,增大压强,平衡逆向移动,温度不变,化学平衡常数不变,各组分的分压不变,再次平衡后总压强不变,D正确;
故选B。
2.一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g)3C(g)反应过程中的部分数据如下表所示:
时间(t/min) 物质的量(n/mol)
n(A) n(B) n(C)
0 2.0 2.4 0
5 0.9
10 1.6
15 1.6
下列说法正确的是
A.0~5 min用A表示的平均反应速率为0. 09 mol·L-1·min-1
B.该反应在10 min后才达到平衡
C.平衡状态时,c(C)=0.6 mol·L-1
D.物质B的平衡转化率为20%
【答案】C
【解析】A.0~5 min内C的物质的量增加了0.9 mol,由于容器的容积是2 L,则用C物质浓度变化表示的反应速率v(C)=,A错误;
B.反应进行到10 min时,A物质的物质的量减少0.4 mol,根据物质反应转化关系可知B物质的物质的量减少0.8 mol,B的物质的量为2.4 mol-0.8 mol=1.6 mol,B的物质的量等于15 min时B的物质的量,说明该反应在10 min时已经达到平衡状态,而不是在10 min后才达到平衡,B错误;
C.根据选项B分析可知:反应在进行到10 min时,A物质的物质的量减少0.4 mol,根据物质反应转化关系可知B物质的物质的量减少0.8 mol,则此时B的物质的量为2.4 mol-0.8 mol=1.6 mol,B的物质的量等于15 min时B的物质的量,说明该反应在10 min时已经达到平衡状态,此时反应产生C的物质的量是1.2 mol,由于容器的容积是2 L,则 平衡状态时,c(C)==0.6 mol·L-1,C正确;
D.反应开始时n(B)=2.4 mol,反应达到平衡时△n(B)=0.8 mol,则B物质的平衡转化率为:,D错误;
故合理选项是C。
3.逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒容条件下,按投料比进行反应,平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的,反应Ⅱ的
B.点反应Ⅰ的平衡常数
C.点的压强是的3倍
D.若按投料,则曲线之间交点位置不变
【答案】C
【解析】A.随着温度的升高,甲烷含量减小、一氧化碳含量增大,则说明随着温度升高,反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动,则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零,A错误;
B.点没有甲烷产物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料,则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等,反应Ⅰ的平衡常数,B错误;
C.点一氧化碳、甲烷物质的量相等,结合反应方程式的系数可知,生成水的总的物质的量为甲烷的3倍,结合阿伏伽德罗定律可知,的压强是的3倍,C正确;
D.反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应;若按投料,相当于增加氢气的投料,会使得甲烷含量增大,导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变,D错误;
故选C。
4.工业上,利用氨气还原二氧化氮的技术已经成熟。250℃时,在1L恒容密闭容器中通入氨气和二氧化氮,发生反应: ,测得容器中压强随时间变化情况如下:
反应时间 0 10 20 30 50 60 70
总压 10 10.50 10.60 10.70 10.80 11.00 11.00
下列说法不正确的是
A.单位时间内断裂键,同时断裂键即达到平衡状态
B.在内,二氧化氮的化学反应速率是
C.达到化学平衡时,氮气的体积分数是30%
D.的活化能小于的活化能
【答案】C
【解析】A.单位时间内断裂键,即消耗氨气,同时断裂键,即消耗,说明正逆反应速率相同,即达到平衡状态,选项A正确;
B.利用容器体积不变,温度不变,压强比等于气体的物质的量之比,时,设转化的NO2的物质的量为x,根据三段式有:
则有,解得x=0.42mol,二氧化氮的化学反应速率是=,选项B正确;
C.根据表格中的数据,可以看出在时,化学反应达到平衡,设N2的物质的量为y,利用三段式可知:
则有,解得y=0.98mol,气体总物质的量为=7.7mol,氮气的体积分数约为=12.7%,选项C错误;
D.由于是放热反应,逆反应是吸热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,选项D正确;
答案选C。
5.某温度下,在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应,有关数据如下:
时间段/min 产物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0-2 0.20
0-4 0.15
0-6 0.10
下列说法错误的是
A.1min时,Z的浓度大于0.20mol·L-1
B.3min时,Y的体积分数约为33.3%
C.5min时,v正(Z)>v逆(Z)
D.体系压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】C
【解析】A.假设前1min,Z的反应速率为0.20mol/(L·min),此时c(Z)=0.20mol/(L·min)×1min=0.20mol/L,随着反应进行,正反应速率降低,因此前1min内,生成Z的反应速率大于0.20mol/(L·min),即c(Z)>0.20mol/L,故A说法正确;
B.X为固体,Y、Z为生成物,且均为气体,Y、Z物质的量之比始终为1∶2,即Y的体积分数始终为或66.7%,故B说法正确;
C.第4min时,Z的物质的量浓度为0.15mol/(L·min)×4min=0.60mol/L,第6min时,Z的物质的量浓度为0.10mol/(L·min)×6min=0.60mol/L,说明4min至6min反应达到平衡,即v正(Z)= v逆(Z),故C说法错误;
D.X为固体,Y、Z为气体,该反应为气体物质的量增大的反应,相同条件下,气体压强与气体物质的量成正比,因此当体系压强不变,说明反应达到平衡,故D说法正确;
答案为C。
6.一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入2molNOCl,发生反应:2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)。tmin后,三个容器中NOCl的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述正确的是
A.A点加入适当催化剂,可以提高NOCl的转化率
B.A、B两点的压强之比为25∶28
C.容积为cL的容器NOCl的平衡转化率小于80%
D.容积为aL的容器达到平衡后再投入1molNOCl、1molNO,平衡不移动
【答案】D
【解析】A、B、C三点容积逐渐增大,反应物浓度逐渐减小,则反应速率A点大于B点大于C点,tmin后C点转化率为50%,若A点未达到平衡,则此时A点的转化率应大于50%,现A点转化率为50%,则A点已达平衡。
A.A点为平衡状态,加入催化剂,不影响化学平衡的移动,不能改变NOCl的转化率,A错误;
B.平衡时A点的转化率为50%,NOCl的变化量为1mol,生成1molNO和0.5molCl2,则物质的量之和为2.5mol,B点转化率为80%,NOCl的变化量为1.6mol,生成1.6molNO和0.8molCl2,物质的量之和为2.8mol,则A、B两点的压强之比等于=,B错误;
C.B点NOCl的转化率为80%,且B点平衡时转化率一定不小于80%,体积增大压强减小,该反应的化学平衡正向移动,转化率增大,则容积为cL的容器NOCl的平衡转化率大于80%,C错误;
D.容积为aL的容器达到平衡时,NOCl的转化率为50%,此时NOCl物质的量为1mol,NO物质的量为1mol,Cl2物质的量为0.5mol,K=,再投入1molNOCl和1molNO,Qc==K,故平衡不移动,D正确;
故答案选D。
1.向恒温恒容密闭容器中通入2 mol 和1 mol ,反应:达到平衡后,再通入一定量,达到新的平衡时,下列有关判断不正确的是
A.的平衡转化率增大 B.的平衡浓度增大
C.反应平衡常数不变 D.正向反应速率增大
【答案】A
【解析】A.平衡后,再通入一定量,平衡正向移动,但是的平衡转化率减小,A错误;
B.平衡后,再通入一定量,平衡正向移动,的平衡浓度增大,B正确;
C.平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变,C正确;
D.再通入一定量,反应物浓度增大,正向反应速率增大,D正确;
故选A。
2.某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高选择性吸附。废气中的被吸附后,经处理能全部转化为。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
A.温度升高时不利于吸附
B.多孔材料“固定”,促进平衡正向移动
C.转化为的反应是
D.每获得时,转移电子的数目为
【答案】D
【解析】A.从可以看出,这个是一个放热反应,升高温度之后,平衡逆向移动,导致生成的N2O4减少,不利于NO2的吸附,A正确;
B.多孔材料“固定”,从而促进平衡正向移动,B正确;
C.N2O4和氧气、水反应生成硝酸,其方程式为,C正确;
D.在方程式中,转移的电子数为4e-,则每获得,转移的电子数为0.4mol,即个数为,D错误;
故选D。
3.在盛有CuO/Cu2O载氧体的恒容密闭容器中充入空气,发生反应:2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) △H。平衡时O2的体积分数φ(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应在低温条件下能自发进行
B.当氧气的物质的量浓度不变时,反应达到了平衡状态
C.在1030℃时加入催化剂,平衡时φ(O2)>21%
D.985℃达到平衡状态后,充入纯氧,再次达到平衡后,φ(O2)=10%
【答案】C
【解析】A.升高温度,氧气含量增加,平衡逆向移动,则为放热反应,且反应为熵减的反应,根据可以自发可知,该反应在低温条件下能自发进行,A正确;
B.当氧气的物质的量浓度不变时,说明平衡不再移动,反应达到了平衡状态,B正确;
C.催化剂通常能加快反应但不影响平衡的移动,不改变氧气含量,C错误;
D.985℃达到平衡状态后,充入纯氧不影响平衡常数,,则再次达到平衡后,,φ(O2)=10%,D正确;
故选C。
4.可以和发生反应:。一定温度下,向某恒容密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.时该化学反应达到平衡状态
B.平衡后向容器内充入,重新达到平衡时增大
C.4 min时,的转化率约为71.4%
D.4 min内,的平均反应速率
【答案】C
【解析】A.由图可知,t1min时c(CO2)=c(CO),相同条件下t1min后c(CO2)仍在减小,c(CO)仍在增大,则t1min时该化学反应没有达到平衡状态,故A错误;
B.该反应的平衡常数K=,只与温度有关,温度不变则K不变,所以重新达到平衡时不变,故B错误;
C.由图可知,4min时,CO2的转化率为×100%≈71.4%,故C正确;
D.由图可知,4min内CO的平均反应速率v(CO)==0.125mol L-1 min-1,故D错误;
故选:C。
5.反应在加入Fe3+后反应进程中的能量变化如图,已知反应机理中有Fe2+出现。下列有关该反应的说法正确的是
A.步骤①的热化学方程为:
B.决速步是第②步
C.升高温度可以更容易检测到Fe2+
D.无Fe3+时,反应的活化能小于E3-E2,但是△H相同
【答案】C
【解析】A.步骤①反应物的总能量为,生成物的总能量为,所以步骤①的焓变,A项错误;
B.步骤①的活化能大于步骤②,所以步骤①是慢反应,决速步是第①步,B项错误;
C.由于步骤①正反应产生,步骤②逆反应产生Fe2+,且步骤①是吸热反应,升温有助于朝步骤①的正反应进行,而步骤②是放热反应,升温有助于朝步骤②的逆反应进行,两个方向均是有利于的生成,所以升高温度可以更容易检测到Fe2+,C项正确;
D.无时,反应的活化能应更大,大于,D项错误;
故选C。
6.氮化硼(BN)是重要的无机材料,可通过下面两种反应制得:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知反应Ⅰ常温下自发,反应Ⅱ常温下不自发,、、熔点分别约为、、,下列说法正确的是
A.常温下反应Ⅰ的,因此速率快
B.反应Ⅰ的,
C.性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行
D.由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ
【答案】D
【解析】A.常温下反应Ⅰ的,说明反应可以自发进行,但不能判断反应速率的快慢,A错误;
B.反应Ⅰ是化合反应所以,B错误;
C.反应Ⅱ在常温下不能自发进行,催化剂不能使不能自发的反应变为自发的反应,C错误;
D.反应Ⅰ:,反应Ⅱ:,、、熔点分别约为、、,由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ,D正确;
故选D。
7.恒温密闭容器发生可逆反应:Z(?) +W(?) X(g)+Y(?) △H,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中不正确的是
A.该条件下,Z和W中的都不可能为气态
B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量相等
C.若该反应△H<0,则该反应的平衡常数K随温度升高而减小
D.若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等
【答案】D
【解析】A.根据图像可知,正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变,故Z和W都不是气体,故A正确;
B.结合图像可知,X是气体,Y可能不是气体,也可能是气体,若Y不是气体,产物只有X,反应过程中气体的摩尔质量始终不变,若Y是气体,由于生成的X和Y是按照比例生成的,气体平均摩尔质量不会改变;所以两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量一定相等,故B正确;
C.若该反应△H<0,则该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故C正确;
D.由于化学平衡常数只与温度有关,该温度下平衡常数的表达式K=c(X)是定值,则t1~t2时间段与t3时刻后的c(X)相等,故D错误;
答案选D。
8.工业上,常用氨气脱硝。向恒容密闭容器中充入NO2和NH3,发生反应: △H,测得NO2的平衡转化率与温度投料比x【】的关系如图所示。净反应速率。下列叙述错误的是
A.△H<0 B.投料比:x2>x1
C.平衡常数K:a>b=c D.净反应速率:a=b
【解析】A.根据图示,其他条件相同,升高温度,NO2的平衡转化率降低,平衡逆向移动,正反应是放热反应,故A正确;
B.增大氨气的浓度,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大,NH3与NO2的投料比越大,NO2的平衡转化率越大,即x2>x1,故B正确;
C.平衡常数只与温度有关,a点对应温度较低,K较大;b、c点对应温度相等,K也相等,故C正确;
D.a、b、c都是平衡点,正、逆反应速率相等,净反应速率等于0,即a、b、c的净反应速率相等,故D错误;
选D。
9.在恒温恒容条件下,发生反应,随时间的变化如图中曲线所示,其中表示的初始浓度。下列说法不正确的是
A.a点的瞬时速率大于b点的瞬时速率
B.对应的时间为
C.从a、b两点坐标可求得从到时间间隔内该化学反应的平均速率
D.在不同时刻都存在关系:
【答案】B
【解析】A.a点的斜率大于b点,则a点的瞬时速率大于b点的瞬时速率,A正确;
B.随着反应进行,物质浓度减小,反应速率减慢,则对应的时间大于,B错误;
C.根据可知,从a、b两点坐标可求得从到时间间隔内该化学反应的平均速率,C正确;
D.反应速率比等于方程式中系数比,故在不同时刻都存在关系:,D正确;
故选B。
10.工业上利用和制备,相关化学键的键能如下表所示:
键
键能 745 436 462.8 413.4 351
已知:①温度为时,
②实验测得:,,、为速率常数。
下列说法错误的是
A.反应
B.时,密闭容器充入浓度均为1mol/L的、,反应至平衡,则体积分数为
C.时,
D.若温度为时,,则
【答案】D
【解析】A.焓变=反应物总键能-生成物总键能,反应 ,故A正确;
B.时,密闭容器充入浓度均为1mol/L的、,反应至平衡,
,x=0.5,则体积分数 ,故B正确;
C.时,,反应达到平衡=,,故C正确;
D.正反应放热,升高温度平衡常数减小,若温度为时,,则,即平衡常数增大,则,故D错误;
选D。
11.根据下列图示所得出的结论不正确的是
甲 乙 丙 丁
A.图甲是恒温密闭容器中发生反应时随反应时间变化的曲线,说明t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
B.图乙是H2的起始量一定时恒温密闭容器中发生反应,达到平衡时NH3的体积分数随N2的起始物质的量的变化曲线,则H2的转化率:b>c>a
C.图丙是一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化,则用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.图丁表示反应不同温度时平衡常数K随压强的变化关系图,则
【答案】B
【解析】A.恒温密闭容器中发生,K=c(CO2),温度不变,平衡常数不变,t1时刻缩小容器体积,c(CO2)迅速增大,重新达到平衡后,c(CO2)与原平衡c(CO2)相等,A正确;
B.H2的起始量一定时在恒温密闭容器中发生反应,随着氮气的物质的量逐渐增大,反应正向进行,H2的转化率逐渐增大,故H2的转化率:c>b>a ,B错误;
C.在一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释,醋酸的电离程度增大,导电能力增强,但超过b点以后,离子浓度减小,导电能力减弱,在a点用湿润的PH试纸测量PH时,相当于醋酸被稀释,酸性增强,PH偏小,C正确;
D.由于为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,由图知T2时的K值小于T1时的K值,故,D正确;
故选B。
12.一定温度下,有两个体积均为2L的恒容密闭容器Ⅰ和Ⅱ,向Ⅰ中充入1mol CO和2mol,向Ⅱ中充入2mol CO和4mol,均发生下列反应并建立平衡:。测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.L、M两点容器内正反应速率:
C.曲线①表示容器Ⅱ的变化过程
D.N点对应温度下该反应的平衡常数
【答案】C
【解析】A. CO的平衡转化率随温度的升高而减小,故正反应为放热反应,A项错误,
B.M点容器内反应物浓度比L点容器内反应物浓度大,且M点对应的反应温度更高,反应速率更快,即,B项错误;
C.相同温度下,增大压强,CO的平衡转化率增大,故曲线①表示容器Ⅱ的转化过程,C项正确;
D.N点对应温度下反应的平衡常数与M点相同,,D项错误;
故选:C。
13.工业上利用硫(S)与为原料制备,在500℃以上发生反应: 。在2L密闭容器中充入1mol和4mol,发生上述反应,测得平衡体系中硫蒸气的体积分数和温度的关系如表所示:
温度/℃ 560 580 600 620 640 660
0.286 0.333 0.378 0.420 0.462 0.500
下列说法错误的是
A.在580℃达到平衡时,的转化率为70%
B.该反应660℃的平衡常数
C.上述反应的正反应为吸热反应
D.起始充入1mol和2mol,620℃平衡时
【答案】C
【解析】A.根据反应列三段式:
,解得,则,A项正确;
B.660℃时,,解得,平衡时,,,,、、、,故,B项正确;
C.由表中数据可知,随着温度的升高硫蒸气的体积分数升高,说明温度升高,反应平衡逆向移动,则正反应为放热反应,C项错误;
D.在恒温恒容条件下,在2L容器中充入1mol和2mol等效于充入1mol和4mol S,D项正确。
答案为:C。
14.1,2-二甲基环丙烷的顺反异构体可相互转化: (顺式) (反式) ,该反应的速率方程为:(顺)和(反),和分别为正、逆反应速率常数。℃时,加入顺式异构体发生反应,两种异构体的质量分数w随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应速率:(正)(逆)
B.L点:转化率为50%,Q(浓度商)>K
C.升高温度,、增大倍数:
D.℃时发生反应,测得,则
【答案】C
【解析】A.M和N点反应未达到平衡,则(正)(逆),(正)(逆),反应过程中v(正)不断减小,则(正)>(正),则(正)(逆),故A错误;
B.L点时,顺1,2-二甲基环丙烷和逆1,2-二甲基环丙烷的质量分数相等,由方程式 (顺式) (反式)可知,此时顺1,2-二甲基环丙烷转化了一半,转化率为50%,此时反应未达到平衡,平衡正向进行,Q(浓度商)
D.由图可知,T1℃反应达到平衡时, (反式)的物质的量分数为70%, (顺式)的物质的量分数为30%,平衡常数K=,该反应是放热反应,升高温度,K值减小,K可能为1,此时K==1,,此时,故D错误;
故选C。
15.在密闭容器中发生反应:,往密闭容器中以的比例通入两种反应物,其中15 min后A在四温度下的转化率如下表所示,且,则下列说法正确的是
温度
转化率 10% 70% 70% 60%
A.该反应是吸热反应
B.T温度时(),A的转化率是70%
C.温度下,在15 min后继续进行反应,A的转化率变大
D.温度反应15 min后,若 mol·L,则温度时的平衡常数是4.5
【答案】D
【解析】A.15 min后A在四温度下的转化率为单位时间内的转化率,该转化率与速率有关,根据表格数据可知,随着温度升高,速率加快,T1、T2温度下15min未达平衡,T3、T4温度下15min时反应已经达到平衡,为平衡转化率,平衡转化率随升高温度而减小,根据勒夏特列原理知该反应为放热反应,A错误;
B.由A中分析和表格数据可知T温度时(),A的转化率大于70%,B错误;
C.由A中分析可知T3温度下15min时已经达到平衡,在15 min后继续进行反应,A的转化率不变,C错误;
D.温度反应15 min后已建立该条件下的平衡,若 mol·L,设A、B的起始浓度分别为2c,c,A的转化率为60%:
,
由题意知c-60%c=0.5,故c=mol/L,故,D正确;
故选D。
16.汽车尾气中NO产生的反应为:,一定条件下,等物质的量的(g)和(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时浓度随时间的变化。下列说法中正确的是
A.温度T下,混合气体的密度不变,说明反应达平衡
B.温度T下,该反应的平衡常数
C.曲线a对应条件下,
D.曲线b对应的条件改变一定是升高温度
【答案】B
【解析】A.该反应是气体分子数不变得反应,反应前后气体的密度不变,不能作为平衡判断标志,故A错误;
B.温度T下,平衡时N2、O2、NO的浓度分别为:c1、c1、2(c0-c1),该反应的平衡常数,故B正确;
C.曲线a对应条件下,d点没有平衡,正向进行,,故C错误;
D.曲线b反应速率加快,平衡时N2浓度减小,若改变的条件升高温度,故D错误;
故答案为B。
17.某温度下,向V L恒容密闭容器中通入4 mol X(g),发生反应:①2X(g)=Y(g)+4Z(g),②。反应体系中X、Y、Z的物质的量随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.25 min时,气体X反应完全
B.0~10 min内,气体X的平均反应速率为
C.25 min时,向该体系中仅通入1 mol 后,反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变)
D.该温度下,反应②的平衡常数 L mol
【答案】D
【解析】A.由题干图像可知,25 min时,生成了2molY,根据反应方程①可知,消耗4molX,则气体X反应完全,A正确;
B.由题干图像可知,0~10 min内生成了1.6molY,则消耗3.2molX,故气体X的平均反应速率为=,B正确;
C.由A项分析可知,反应①不可逆反应,故25 min时反应①进行完全,恒温恒容下向该体系中仅通入1 mol Y(g)后,反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变),C正确;
D.由题干图像信息可知,25min时生成了2molY,同时反应①生成了8molZ,而Z的物质的量实际上最终为1.6mol,说明反应②消耗了6.4mol,生成了3.2molM,该温度下,反应②的平衡常数 L mol,D错误;
故答案为:D。
18.℃时,向1L密闭容器中充入10mol 和3mol ,发生反应:
部分物质的物质的量n(X)随时间变化曲线如图中实线所示。下列说法错误的是
A.曲线a代表
B.若,则0~3min内
C.平衡时,的转化率
D.若,则虚线b可表示在℃时的变化
【答案】D
【解析】A.由 可知,达到平衡时生成的物质的量等于消耗的量,故实线a是代表随时间变化的曲线,A正确;
B.若,则0~3min内,根据速率之比等于系数之比,所以,B正确;
C.平衡时,由图可知平衡时消耗为,所以消耗氢气是,的转化率,C正确;
D.此反应是放热反应,所以升高温度平衡左移,反应物的平衡量增大,但达到平衡需要的时间变短,D错误;
故选D。
19.工业上可以利用水煤气(、)合成二甲醚(),同时生成。合成过程中,主要发生三个反应,℃时,有关反应及相关数据如下。
保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,进行实验,测得转化率随温度变化曲线如下图。下列说法不正确的是
A.℃时,水煤气合成二甲醚的热化学方程式:
B.℃时,增大压强、加入催化剂均可提高的平衡转化率
C.220℃~240℃时,温度升高反应速率加快,转化率升高
D.温度高于240℃时,温度升高转化率降低的原因可能是平衡逆向移动
【答案】B
【解析】A.已知:℃时,有关反应及相关数据如下
①
②
③
由盖斯定律可知,2×①+②+③得反应,则其焓变为,A正确;
B.加入催化剂可以加快反应速率,但是不能改变物质的平衡转化率,B错误;
C.升高温度反应速率加快,由图可知,20℃~240℃时,温度升高反应速率加快,且转化率升高,C正确;
D.反应均为放热反应,温度高于240℃时,温度升高导致平衡逆向移动,使得转化率降低,D正确;
故选B。
20、某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
0.25 0.50 1.00 0.50 1.00
0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 0.200
下列说法正确的是
A.该反应的速率方程中的
B.该反应的速率常数
C.表格中的,,
D.在过量的B存在时,反应掉的所需的时间是
【答案】D
【解析】A.当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应速率常数k保持不变,第二组数据和第四组数据中,两组的相同、v相同,解得,将第一组数据和第二组数据代入速率方程,得,可知,故A错误;
B.由A项分析可知,该反应的速率方程为,将第一组数据代入速率方程,可得速率常数,故B错误;
C.将第六组数据代入速率方程,可得,解得,将第三组数据代入速率方程,可得,将第五组数据代入速率方程,可得,故C错误;
D.半衰期,设起始时反应物A为,在过量的B存在时,反应掉93.75%的A需经历4个半衰期:起始,所需的时间为,故D正确;
故答案选D。
21.已知反应。在体积可变的密闭容器中,按充入反应物进行反应,A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A.温度:
B.平均摩尔质量:
C.a点的分压平衡常数
D.d点:
【答案】C
【解析】A.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动A的转化率降低,所以T1
C. 建立三段式位,计算x(A)= 、x(B)= 、x(C)= 。最终计算Kp= ,C项正确;
D.d点平衡点2v正(A)=2v逆(A)=v逆(B),D项错误;
故选C。
22.碘甲烷()可裂解制取低碳烯烃。碘甲烷裂解时可发生如下反应:
反应1:
反应2:
反应3:
向密闭容器中充入一定量的碘甲烷,维持容器内p=0.1MPa,平衡时、和的占容器内所有气体的物质的量分数与温度的关系如图所示。已知容器中某气体的分压p=φ(物质的量分数)×,用气体物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为分压平衡常数()。下列说法正确的是
A.图中物质X表示的是
B.700K时,反应2的分压平衡常数
C.700K时,从反应开始至恰好平衡,反应2的速率大于反应3的速率
D.700K时,其他条件不变,将容器内p增大为0.2MPa,的体积分数将减小
【答案】D
【解析】A.由热化学方程式可知,反应1为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,C2H4的物质的量分数增大,反应2和反应3都是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,C2H4的物质的量分数增大、C3H6的物质的量分数减小,从以上两个角度考虑,C2H4的含量会随着温度的升高不断增大,故物质Y代表C2H4,而物质X代表C3H6,从反应热效应的角度考虑,反应2放出的热量小,温度升高对其影响更小,图中物质X即C3H6含量开始下降对应的温度比C4H8的更高也验证了这一点,故可知曲线X表示C3H6的物质的量分数随温度的变化,故A错误;
B.由图可知,700K时产物C3H6物质的量分数为7.5%,故P(C3H6)=0.0075MPa,反应物P(C2H4)=0.0025MPa,根据分压平衡常数计算公式可得;故B错误;
C.考察反应2和反应3的速率可以从二者共同的反应物C2H4的消耗速率出发,达到平衡时两反应所用时间相同,反应2的产物C3H6的含量低于反应3的产物C3H6的含量,再乘上各自反应计量数比例可得反应2的速率明显小于反应3,故C错误;
D.由题意可知增大压强的方法应当是直接压缩容器,此时反应平衡会朝着使气体分子数减少的方向移动。即反应1朝逆反应方向移动,反应2和反应3均朝正反应方向移动,C2H4的含量会减少即体积分数减小,故D正确;
故答案选D。
23.制备二甲醚,可充分利用碳资源,减少温室气体排放,该工艺主要涉及以下反应:
反应a:
反应b:
在不同的压强下,按照投料比合成甲醇,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图甲所示。下列说法正确的是
A.为了提高的平衡转化率应选择高温、低压的反应条件
B.压强:
C.当温度高于550℃时,主要发生反应②
D.选择合适的催化剂,可提高的平衡转化率
【答案】C
【解析】A.由图甲可知,随着温度的升高,α(CO2)先下降后升高,且低温时,转化率更高;又由反应a可知,该反应气体分子数减小,增大压强,平衡正向移动,而反应b中,该反应气体分子数不变,增大压强,平衡不移动,所以压强越大,α(CO2)越大;则为了提高的平衡转化率应选择低温、高压的反应条件,故A错误;
B.由分析A可知,压强越大,α(CO2)越大,所以,故B错误;
C.当温度高于550℃时,压强对α(CO2)无影响,所以主要发生反应②,故C正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不会影响化学平衡,所以选择合适的催化剂,不能提高的平衡转化率,故D错误;
故选C。
24.某温度下,向恒温、恒压容器中充入3molH2和1molCO2,在催化剂作用下发生反应:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0,平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线a表示x(H2O)随压强的变化情况
B.其他条件不变,降低温度会使x(b)和x(c)减小
C.Q点CO2的转化率为75%
D.若起始压强为106Pa,将容器改为恒容容器,平衡时x(a)>x1
【答案】D
【解析】A.由图可知,随着平衡总压的增大,平衡正向移动,水的物质的量分数增大,则曲线a表示x(H2O)随压强的变化情况,A正确;
B.由选项A分析可知,a表示x(H2O),则x(b)和x(c)应该表示反应物,该反应物为放热反应,其他条件不变,降低温度,平衡正向移动,则会使x(b)和x(c)减小,B正确;
C.随着压强增大,反应平衡是正向移动,H2O物质的量分数逐渐增大,故a是表示H2O (g),H2初始物质的量更大,故其平衡体系中物质的量分数更大(相比CO2),可得b是表示H2(g),c是表示CO2(g) ,假设Q点时,转化的CO2是a mol,列三段式,
Q点平衡时H2O(g) 、H2(g)物质的量分数相等,即物质的量相等,可得3-3a=a,a=0.75,则Q点CO2的转化率为75%,C正确;
D.该反应为气体计量系数减小的反应,若起始压强为106Pa,将容器改为恒容容器,则随着反应进行,压强减小,平衡逆向移动,水的含量减小,即平衡时x(a)
25.乙酸甲酯催化醇解反应方程式为:,已知,,其中、为速率常数,为物质的量分数。己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得348K、338K两个温度下乙酸甲酯转化率随时间的变化关系如图所示,下列说法中错误的是
A.曲线①②中,曲线①对应的更大
B.升高温度,该醇解平衡向正反应方向移动
C.a、b、c、d四点中,与差值最大的是b点
D.338K时,该反应的化学平衡常数为1
【答案】C
【解析】根据图像可知,①曲线的反应速率最快,说明温度高,即曲线①对应温度为348K,曲线②对应温度为338K;
A.温度越高,反应速率越快,值越大,根据分析以及图像可知,曲线①对应的更大,故A说法正确;
B.由图可知,温度越高,乙酸甲酯转化率越高,反应正向进行程度变大,说明反应为吸热反应,故升高温度,该醇解平衡向正反应方向移动,故B说法正确;
C.、是温度的函数,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向进行,受温度的影响较大,因此升高温度,增大程度大于,即-的值最大的是曲线①;据图像可知,a点是反应向正方向进行,c点为平衡点,随着反应进行,v正逐渐减小,v逆逐渐增大,因此四点中,与差值最大的是a点,故C说法错误;
D.338K时,令乙酸甲酯的物质的量为1mol,C6H13OH的物质的量为1mol,则达到平衡时,消耗乙酸甲酯、C6H13OH的物质的量均为1mol×50%=0.5mol,则生成CH3COOC6H13和甲醇的物质的量为0.5mol,K=,故D说法正确;
故选C。
26.乙烯可用于制备乙醇: 。向10L某恒容密闭容器中通入2mol (g)和m mol (g)发生上述反应,测得(g)的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.a、b点对应的平衡常数
C.a点对应的体系中,反应从开始到平衡的2min内,
D.b点对应的体系中,m=1.8
【答案】D
【解析】A.此反应为放热反应,b、c点的投料比相同,温度低,平衡向着正向移动,转化率高。b的转化率高,所以温度低,A错误:
B.此反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡常数减小,则,B错误;
C.a点时,此时(g)与(g)的物质的量相等,即,据图中信息列三段式:
,容器容积为10L,反应时间是2min,故,C错误;
D.由a、b、c点可知,a、c点对应的平衡常数相等,b、c点对应的体系起始通入的反应物的物质的量相等,将c点对应体系列三段式:
,则,解得m=1.8,b、c点的X投料比相同,所以b点对应体系中,m=1.8,D正确;
故答案选D。
27.在一定温度下,和C在一密闭容器中进行反应:,CO的平衡浓度(mol/L)的对数与温度的倒数的关系如图所示,下列说法中正确的是
A.Q点CO的消耗速率大于其生成速率
B.该反应的
C.温度是时,反应的平衡常数为1
D.温度不变,将R点状态的容器体积扩大,重新达到平衡时,气体的压强减小
【答案】A
【解析】由化学方程式可知,该反应的化学平衡常数K=c4(CO),由图可知,随着逐渐增大,lgc(CO)逐渐减小,说明升高温度c(CO)增大,平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应。
A.由图可知,Q点未达到平衡,其Qc>K,平衡向逆反应方向移动,则CO的消耗速率大于其生成速率,选项A正确;
B.由分析可知,该反应为吸热反应,反应的ΔH>0,选项B错误;
C.温度是K即时,根据图像可知,lgc(CO)=1,c(CO)=10mol/L,K=c4(CO)=10000,选项C错误;
D.反应的化学平衡常数K=c4(CO),平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,则温度不变时,将R点状态的容器体积扩大,重新达到平衡时,c(CO)不变,则气体的压强不变,选项D错误;
故选A。
28.向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B,发生反应:2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g)在不同压强下,该反应平衡常数随温度变化如表所示。下列判断正确的是
压强Mpa 平衡常数 温度/℃ 1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 d
800 160 f g
A.c>a,g>f B.正反应是放热反应
C.2.0MPa、800℃时,A的转化率最小 D.1.5MPa、300℃时,B的转化率为50%
【答案】D
【解析】A.平衡常数只与温度相关,温度不变,K不变,所以g=f,故A错误;
B.由表格中的数据可知,平衡常数随温度升高而增大,平衡正向移动,该反应的正反应是吸热反应,故B错误;
C.因为正反应为吸热反应,所以800℃、相同压强时,A的转化率最大,而反应前后气体的分子数相等,所以800℃时,三种压强下的A的转化率都相同,故C错误;
D.1.5MPa、300℃时,平衡常数b=16,设平衡时体积为V,B的物质的量的变化量为x,则达平衡时,A、B、D的物质的量分别为1-x、1-x、2×=16,x=0.5mol,则B的转化率为×100%=50%,故D正确;
故选:D。
29.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式如下:
反应I:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g) ΔH=-247.1 kJ·mol-1
向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化曲线如图所示。则图中曲线A表示的物质是
A.CO B.CH4 C.CO2 D.无法确定
【答案】B
【解析】随着温度的升高,对于反应Ⅰ,平衡逆向移动,c(CH4)减小,c(CO2)增大;对于反应Ⅱ,平衡正向移动,c(CO)增大,c(CO2)减小;对于反应Ⅲ,平衡逆向移动,c(CH4)、c(CO2)减小,c(CO)增大,从图看,温度升高,A的物质的量减小,由此判断曲线A为CH4,C的物质的量随温度升高而增大,则曲线C为CO,反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度时,要看温度对三个反应的影响程度,所以n(CO2)可以增大,可以减小,对应图中曲线B,故选B。
30.在盛有载氧体的恒容密闭容器中充入空气,发生反应:。平衡时的体积分数随反应温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.该反应的平衡常数表达式为
C.在时加入催化剂,平衡时
D.达到平衡状态后,充入纯氧,再次达到平衡后,
【答案】C
【解析】A.平衡时的体积分数随温度升高而增大,则升温平衡左移,,A正确;
B. 该反应方程式为,则按定义,其平衡常数表达式为,B正确;
C. 由图知,在时平衡时,催化剂通常能加快反应但不影响平衡,则加入催化剂时,C不正确;
D. 达到平衡状态后,充入纯氧不影响平衡常数,,则再次达到平衡后,,D正确;
答案选C。
31.我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催化加氢制乙二醇的技术难关,反应为。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(HOCH2CH2OH)和c(H2)随时间t的变化分别为曲线I和Ⅱ,反应温度为T2时,c(H2)随时间t的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A.ΔH>0
B.a、b两时刻生成乙二醇的速率:v(a)=v(b)
C.在T2温度下,反应在0~t2内的平均速率为
D.其他条件相同,在T1温度下,起始时向该容器中充入一定量的氮气,则反应达到平衡的时间小于t1
【答案】C
【解析】A.反应温度为T1和T2,以c(H2)随时间t的变化为曲线比较,Ⅱ比Ⅲ先达到平衡,所以T1>T2,温度升高,c(H2)增大,平衡逆向移动,反应放热,选项A错误;
B.升高温度,反应速率加快,T1>T2,则反应速率v(a)>v(b),选项B错误;
C.T2时,在0~t2内,△c(H2)=0.05mol。L-1,则,选项C正确;
D.向恒容容器中充入氮气,不影响反应物浓度,不影响反应速率,选项D错误;
答案选C。
32.铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A.该过程的总反应为
B.浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C.该催化循环中元素的化合价没有发生变化
D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
【答案】D
【解析】A.由图可知,该反应的反应物为HCOOH,生成CO2和H2,该过程的总反应为,A正确;
B.浓度过大导致HCOO-浓度过小,导致IⅡ反应速率降低;浓度过小,导致Ⅲ→Ⅳ反应速率降低,B正确;
C.ⅣI过程中L-Fe-H在转化时均是通过配位键结合,Fe元素的化合价没有发生变化,C正确;
D.头图像可知,IV→I步骤的正反应活化能最大,反应速率最慢,总反应的速率有慢反应决定,故该过程的总反应速率由IV→I步骤决定,D错误。
答案为D。
33.P、S、X和Y分别代表标准状态下的具体物质,它们之间的能量变化与反应进程关系如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列说法正确是
A.在标准状态时,物质的:
B.和为催化剂,进程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中:
C.反应达平衡所需时间:进程Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ
D.反应平衡时的产率:进程Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
【答案】D
【解析】A.由图可知,进程Ⅰ为放热反应,在标准状态时,物质的ΔH:S>P,故A错误;
B.催化剂不影响反应热的大小,X和Y为催化剂,故进程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中:ΔH1=ΔH2=ΔH3<0,故B错误;
C.反应活化能越低,反应则越快,反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能,则反应S P达平衡所需时间:Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ,故C错误;
D.催化剂不能使平衡发生移动,故反应S P平衡时生成P的量一样多,则平衡时P的产率:进程Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ,故D正确;
故选:D。
34.一定温度下,利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应:。体系的总压强p随时间t的变化如表所示:
t/min 0 100 150 250 420 500 580
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 x 19.06
下列说法不正确的是
A.100~150min,消耗A的平均速率为
B.其他条件不变,420min时向刚性容器中再充入少量A,反应速率比原420min时大
C.推测x为18.1
D.升高体系温度,不一定能加快反应速率
【答案】B
【解析】A.反应,反应前后气体压强变化和生成C的量成正比,同时A的变化为变化量的,用压强代表浓度,则100~150min体系压强变化=13.9kPa-13.3kPa=0.06kPa,消耗A的平均速率==0.006kPa min-1,故A正确;
B.其他条件不变,420min时向刚性容器中再充入少量A,相当于增大压强,反应在固体催化剂表面进行,固体表面积一定,反应速率不变,故B错误;
C.0~100min,压强变化为1.2kPa,150min~250min,压强变化1.2kPa,则100kPa~500kPa,体系压强变化1.2×4kPa=4.8kPa,则500min时,体系压强=13.3kPa+4.8kPa=18.1kPa,故C正确;
D.反应在催化剂表面反应,升高体系温度,催化剂活性减小时,反应速率减小,不一定能加快反应速率,故D正确;
故选:B。
35.已知的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得,在催化剂X表面反应的变化数据如下:
t/min 0 10 20 30 40 50 60 70
0.100 0.080 0.040 0.020 0
下列说法正确的是
A.,
B. min时,
C.相同条件下,增大的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率
D.保持其他条件不变,若起始浓度为0.200 mol·L,当浓度减至一半时共耗时50 min
【答案】D
【解析】A.由分析可知,n=0,与浓度无关,为匀速反应,每10min一氧化二氮浓度减小0.02,则,A错误;
B.由分析可知,n=0,与浓度无关,为匀速反应,t=10min时瞬时速率等于平均速率==≠,B错误;
C.速率方程中n=0,反应速率与的浓度无关,C错误;
D.保持其他条件不变,该反应的反应速率不变,即为,若起始浓度,减至一半时所耗时间为=50min,D正确;
答案选D。
36.氢气和二氧化碳在催化剂作用下,在180-280℃温度下合成甲醇,该反应放热。催化过程可解释为“吸附-活化-解离”,催化反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.反应过程中I-V步,C化合价不变
B.单位时间内,生成水越多,甲醇产率越大
C.增大催化剂的表面积,可以提高甲醇的平衡产率
D.因为电负性O>C,所以CO2中的C与吸附在氧化锆晶格表面的OH上的O原子结合
【答案】D
【解析】A.如图,整个合成过程中,C元素的化合价从+4到-2,化合价降低,故A错误;
B.在合成甲醇的过程中,有CO生成,即生成的水越大,有可能增大CO的产量,甲醇的产率不一定增大,故B错误;
C.催化剂可以降低活化能,提高反应速率,不能增大平衡转化率,故C错误;
D.电负性越强,吸电子能力越强,二氧化碳中C为+4价,带正电,O带负电,C与吸附在氧化锆晶格表面的OH的O原子结合,二氧化碳中的O与氧化锆晶格中的锆离子结合形成活性中间体,故D正确;
故选D。
37.实验室在1L的密闭容器中进行模拟合成实验,将和通入容器中,在催化剂的作用下发生:
反应I:(主反应);
反应II:
500℃时,将容器的体积压缩到原来的一半,在其他条件不变的情况下,平衡体系中变化正确的是
A.减小
B.反应I正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.的物质的量增加
D.重新平衡时增大
【答案】C
【解析】A.压缩容器体积,体积减小增大,故A错误;
B.压缩容器体积,反应物、生成物的浓度均增大,则正逆反应速率均加快,故B错误;
C.压缩体积增大压强,反应I平衡正向移动,则的物质的量增加,故C正确;
D.将容器的体积压缩到原来的一半,体系内压强增大,反应I平衡正向移动,和的物质的量均增加,的物质的量增加,使得反应II平衡逆向移动,造成的物质的量增加程度小于增加程度,故重新平衡时减小,故D错误;
故选:C。
38.反应的速率方程为(k为速率常数,其中,A、R为常数,为活化能,T为开氏温度),其半衰期(反应物消耗一半所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。下列说法正确的是
0.25 0.5 l 0.5 l
0.05 0.05 0.1 0.1 0.2
1.6 3.2 3.2
A.
B.
C.在过量的B存在时,A剩余25%所需的时间是
D.升温、加入催化剂,缩小容积(加压),均能使k增大,导致反应的瞬时速率加快
【答案】C
【解析】由第二组和第四组数据,A浓度相同,B浓度不同,速率相等,可知n=0,再由第一组和第二组数据代入可得,可知m=1;将第一组数据代入,可得k=6.4×10-3,则。
A.根据数据分析,,,,A错误;
B.由分析可知,速率常数,B错误;
C.存在过量的B时,反应掉75%的A可以看作经历2个半衰期,即,因此所需的时间为,C正确;
D.速率常数与浓度无关,缩小容积(加压)不会使k增大,D错误;
故选C。
39.反应X→2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a为c(Y)随t的变化曲线
B.t1时,反应体系达到平衡状态
C.0~t1时,体系中X的消耗速率等于Y的生成速率
D.反应体系中始终存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z)
【答案】D
【解析】由题中信息可知,反应X=2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z,因此,图中呈不断减小趋势的a线为X的浓度c随时间t的变化曲线,呈不断增加趋势的线为Z的浓度c随时间t的变化曲线,先增加后减小的线为Y的浓度c随时间t的变化曲线。
A.由分析可知,a线为X的浓度c随时间t的变化曲线,故A错误;
B.由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻,因此,t时c(X)=c(Y)= c(Z),但之后X、Y、Z的物质的量还在变化,说明反应没有达到平衡状态,故B错误;
C.由图中信息可知,0~t1时,Y的浓度在不断增大,说明体系中Y的生成速率大于Y的消耗速率,此时反应没有达到平衡,故X的消耗速率大于Y的生成速率,故C错误;
D.反应X→2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z,反应刚开始时c(X)=c0mol/L,c(Z)=c(Y)=0mol/L,由反应的系数关系可知,X的消耗量等于Y的生产量,Y的消耗量等于Z生成量的一半,则反应体系中始终存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z),故D正确;
故选D。
40.恒温密闭容器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。若按照n(CO2):n(H2)=1:3的投料比充入容器,测得平衡时n(H2)和n(H2O)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.L线表示平衡时n(H2O)随温度的变化
B.由图可知、温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大
C.x=5.16mol
D.在等温相同体积下,通入1molCO2、3molH2与通入2molCO2、6molH2达到平衡时,C2H4的体积分数一样
【答案】C
【解析】A.反应正向放热,升高温度,平衡逆向移动,n(H2)增大,n(H2O)减小,故L线表示平衡时n(H2)随温度的变化,M线表示平衡时n(H2O)随温度的变化,故A错误;
B.温度升高,正逆反应速率均加快,故B错误;
C.393K时,n(H2)=4.2mol,n(H2O)=5.8mol,升高温度,平衡逆向移动,a点时n(H2)=n(H2O),设由393K升高为460K时,水的反应量为k mol,由关系式可知6H2~4H2O,则4.2+1.5k=5.8-k,解得k=0.64mol,x=5.16mol,故C正确;
D.在等温相同体积下,通入2mol CO2、6mol H2达到平衡相当于对通入1mol CO2、3mol H2平衡时加压,反应正向气体分子数减小,加压,平衡正向移动C2H4的体积分数增大,故D错误;
故选C。
41.利用和CO反应生成的过程中主要涉及的反应如下:
反应Ⅰ kJ mol-1
反应Ⅱ kJ mol-1
[的产率,的选择性]。保持温度一定,在固定容积的密闭容器中进行上述反应,平衡时和的产率及CO和的转化率随的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A.当容器内气体总压不变时,反应Ⅱ达到平衡状态
B.曲线c表示的产率随的变化
C.,反应达平衡时,的选择性为50%
D.随着增大,的选择性先增大后减小
【答案】D
【解析】A.反应I是气体体积缩小的反应,当固定密闭容器内总压不变时,反应I达到平衡状态,则CO、H2O的浓度保持不变,所以反应Ⅱ也达到平衡状态,A正确;
B.增大H2的浓度,CO的转化率增大、H2的转化率降低,b表示H2的转化率,CO的转化率为甲烷、二氧化碳产率的和,根据a、c、d起点的数值,可知a表示CO的转化率,根据反应Ⅰ,持续增大H2的浓度,反应1正向移动,甲烷的产率会持续增大,c表示的产率随的变化;H2的浓度增大到一定程度,反应Ⅱ逆向移动,CO2的产率先增大后减小,d表示CO2的产率,故B正确;
C.根据B分析,c表示的产率随的变化,当=0.5时,生成物n(CH4)=n(CO),故CH4的选择性为50%,故C正确;
D.根据图像,随着的不断增加,甲烷的产率大于CO2的产率,所以CO2选择性先减小,故D错误;
选D。
42.煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,对烟气进行脱硫、脱硝,对环境保护有着重要意义。在脱硫实验中发生反应: 2CO(g) + SO2(g) 2CO2(g)+S(s) ΔH<0,在体积为 2 L的恒容密闭容器中,通入2.2 molCO和1 mol SO2,在不同条件下进行反应时体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.与a相比,c可能改变的条件为升高温度
B.a和b的化学平衡常数相等
C.b对应40min达到平衡,则在0~40min内用CO表示的平均反应速率为0.02mol·L-1·min-1
D.a达到平衡时,SO2的转化率小于CO的转化率
【答案】D
【解析】A.与实验a相比,实验c达到平衡状态改变且所需时间缩短,可能是增大压强或升高温度。该正反应为气体体积减小的反应,若是增大压强,平衡向右移动,向右反应的程度应增大,与图像不符;若是升高温度,平衡向左移动,与图像相符,即实验c改变的条件为升高温度,A正确;
B.与实验a相比,实验b达到的平衡状态不变且所需时间缩短,改变的条件应为加入了催化剂,温度未发生改变,则平衡常数不变,即a和b的化学平衡常数相等,B正确;
C.实验b对应40min达到平衡,列三段式有,恒温恒容条件下,气体压强之比等于其物质的量之比,则,解得x=0.8,因此0~40min用CO表示的平均反应速率,C正确;
D.CO与SO2按照化学计量数之比投料,a达到平衡时,SO2的转化率应等于CO的转化率,则通入2.2molCO和1molSO2,投料比大于,相当于增大CO浓度,平衡时SO2转化率增大,CO转化率减小,即SO2的转化率大于CO的转化率,D错误;
故选D。
43、用CH4还原SO2不仅可以消除污染,而且可以得到单质S,反应如下:t℃时,在容积为2L的恒容密闭容器中测的反应在不同时刻各物质的物质的量如下表:
物质的量(mol)时间(min) 物质 0 2 4 6 8 10
SO2 4.8 2.64 1.8 1.8 2.1 2.1
CO2 0 1.08 1.5 1.5 1.75 1.75
下列说法不正确的是
A.前2min的平均反应速率v(CH4)=0.27mol·L-1·min-1
B.6min时SO2的转化率等于10min时SO2的转化率
C.其它条件不变,在第10min后降低温度,可使容器中的CO2的浓度升高到1.4mol·L-1
D.向容器内通入适量的H2S,会使平衡逆向移动
【答案】C
【解析】A.根据可知,前2min甲烷物质的量变化1.08mol,则,故A正确;
B.根据表中数据可知6min时SO2的转化量为4.8mol-1.8mol=3mol,SO2转化率为=62.5%;6min后向反应体系中加入二氧化硫,导致平衡发生移动,10min时处于新的平衡,根据硫原子守恒,加入的SO2的物质的量为0.3mol+(1.75mol-1.5mol)2=0.8mol,则SO2的转化率为=62.5%;所以转化率相等,故B 正确;
C.10min时,二氧化硫浓度1.05mol/L,二氧化碳浓度0.875mol/L,若不改变容器体积,结合方程式,当二氧化硫全部转化为二氧化碳的浓度1.2mol/L,但该反应为可逆反应,低温平衡正向移动,二氧化碳浓度不能达到1.4mol/L,故C错误;
D.H2S会与二氧化硫发生氧化还原反应,导致平衡逆向移动,故D正确;
答案选C。
44、向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g) ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.ΔH<0
B.a点平衡常数:K<12
C.气体的总物质的量:na
【答案】B
【解析】A.甲容器在绝热条件下,随着反应的进行,压强先增大后减小,根据理想气体状态方程PV=nRT可知,刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高,则说明上述反应过程放热,即ΔH<0,故A正确;
B.a点为平衡点,此时容器的总压为p,根据理想气体状态方程PV=nRT可知,在恒容条件下进行,气体的物质的量之比等于整体之比,根据A项分析可知,绝热条件下,反应到平衡状态放热,所以Ta>T始,压强:Pa=P始,则na
C.根据A项分析可知,上述密闭溶液中的反应为放热反应,图中a点和c点的压强相等,因甲容器为绝热过程,乙容器为恒温过程,若两者气体物质的量相等,则甲容器压强大于乙容器压强,则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量:na
故选:B。
45.在催化剂的作用下,氢气还原的过程中可同时发生反应①②。
①
②
在恒温恒容密闭容器中,充入一定量的及,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压的部分数据如下表所示。
总压
起始 0.5 0.9 0 0 0 1.4p
平衡 m 0.3 p
下列说法正确的是
A.反应①任意温度下均能自发进行
B.恒温恒容下,再充入和,反应①平衡右移,反应②平衡不移动
C.
D.反应②的平衡常数
【答案】D
【解析】A.反应①为放热反应,,且正反应是分子数减小的反应,ΔS<0,根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行可知,该反应在低温下能自发进行,故A错误;
B.恒温恒容下,再充入0.5molCO2和0.9molH2,反应物浓度增大,反应①和②平衡均正向移动,故B错误;
C.根据表中数据列出反应的三段式有:
,,平衡时气体的总物质的量为(0.2+0.6-2m+m+0.3-m+0.3)mol=(1.4-m)mol,恒温恒容条件下,,解得m=0.2,故C错误;
D.平衡时n(CO2)=0.2mol,n(H2)=(0.6-2m)mol=0.2mol,n(CO)=(0.3-m)mol=0.1mol,n(H2O)=0.3mol,则反应②的平衡常数,故D正确;
故答案选D。
46.五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可由如下反应制得:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) ΔH=-93.0 kJ/mol。某温度下,在2.0 L的恒容密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,实验数据记录如下。
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl5)/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.40
下列说法正确的是
A.0~150 s内的υ (PCl3) = 2.4×10-3mol·L-1·s-1
B.该温度下,反应的化学平衡常数K =
C.升高温度,PCl3的平衡转化率大于20%
D.增大压强,活化分子百分数增大,反应速率加快
【答案】B
【解析】A.根据化学方程式和题给数据得0~150 s内消耗PCl30.36mol,0~150 s内,A错误;
B.根据题给数据,反应达到250s时达到平衡状态,列三段式得:
该温度下,反应的化学平衡常数,B正确;
C.该温度下,PCl3的平衡转化率为,该反应的,为放热反应,升高温度平衡向逆方向移动,PCl3的平衡转化率减小,小于20%,C错误;
D.增大压强,活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率加快,D错误;
故选B。
47.时,存在如下平衡:。该反应正、逆反应速率与的浓度关系为:,(是速率常数),且与的关系如图所示,下列说法正确的是
A.图中表示的是线Ⅱ
B.时,往刚性容器中充入一定量,平衡后测得为,则平衡时
C.时,该反应的平衡常数
D.时向恒容密闭容器中充入,某时刻,则此时的转化率为
【答案】C
【解析】因,则;,同理可得:,由函数关系可知的斜率大于,结合图像可知线Ⅰ应为,线Ⅱ应为,据此分析解答。
A.由以上分析可知线Ⅰ应为,故A错误;
B.由以上分析可知线Ⅱ应为,又,结合图像可知当=0时,=a,则,平衡后测得为,则平衡时,故B错误;
C.线Ⅰ应为,,当=0时,=a+2,则,反应达到平衡状态时:,==100,故C正确;
D.某时刻,此时,则此时的转化率=,故D错误;
故选:C。
48、在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4molCO,发生反应。已知:、分别是正、逆反应速率常数,,,A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A.Q点与P点的平衡常数大小为:
B.与浓度比为1∶1时,标志此反应已达平衡
C.T℃时,
D.用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为
【答案】A
【解析】由图可知,的转化率在达到平衡时N比M高,又 H<0,绝热时温度升高,平衡转化率降低,由图可知,的转化率在达到平衡时N比M高,故M为B(绝热),N为A(恒温)。
A.Q与P点平衡时对应的曲线为M及N,且转化率N>M,故,A正确;
B.与在任何时刻浓度比均为1∶1,B错误;
C.T℃时的平衡转化率为25%,根据平衡三段式可知,此时c(N2)=c(CO2)=mol/L=0.025mol/L,c(N2O)=mol/L=0.075mol/L,c(CO)= mol/L=0.375mol/L,故k=== ,故,C错误;
D.在100s时,曲线N中的转化率为10%,用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为v(CO)==,D错误。
故答案为:A。
49.体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中,发生反应:CO2(g)+C(s) 2CO(g),起始投料量如表,在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是
容器 n(CO2)/mol n(C)/mol n(CO)/mol
甲 0.2 0.6 0
乙 0.4 0.8 0
丙 X<0.6 1 0
A.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙
B.a、b、c三点所处状态的压强大小关系:pc>pb>pa
C.1100K时,平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系:甲>乙>丙
D.1000K时,若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,则v(正)>v(逆)
【答案】A
【解析】A.CO2(g)+C(s) 2CO(g)反应中,C为固体,不影响平衡移动,CO的化学计量数大于CO2的化学计量数,且反应发生在恒容密闭容器中,所以增大CO2的物质的量,则平衡左移。甲容器中n(CO2)初始为0.2mol,若全部转化为CO,则c(CO)=0.2mol/L,所以曲线Ⅰ对应的容器不是甲;若曲线Ⅲ对应的容器为甲,则在1100℃时,乙容器中的c(CO)应小于0.08mol/L,不符合图示。综上分析,曲线Ⅱ对应的容器是甲,故曲线Ⅰ对应的容器是乙,曲线Ⅲ对应的容器是丙,A项正确;
B.该反应生成物中气体的化学计量数大于反应物中气体的化学计量数。b、c两点为同一容器的不同状态,b点的c(CO)更大,该状态下气体的总物质的量大于c点状态,故pb>pc;a点为容器乙状态,该状态下气体的总物质的量大于b点,故pa>pb,所以a、b、c三点所处状态的压强大小关系:pa>pb>pc,B项错误;
C.CO2的分子量大于CO,所以CO2的转化率越高则混合气体的平均分子量大小越小。相同温度下,容器中转化率丙>甲>乙,故平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系:乙>甲>丙,C项错误;
D.1000K时,若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,则,而1000K时,根据图示可知反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)的平衡常数K<0.5,Q>K,则起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,反应v(正)
50.CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为:
①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
其他条件相同时,投料比n(CH4):n(CO2)为1∶1.3,不同温度下反应的结果如图。
下列说法不正确的是
A.550~600℃,升温更有利于反应①,反应①先达到平衡
B.n(H2)∶n(CO)始终低于1.0,与反应②有关
C.加压有利于增大CH4和CO2反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
D.若不考虑其他副反应,体系中存在:4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)]
【答案】A
【解析】A.这两个反应同时发生,反应②会破坏反应①的平衡,所以两个反应应该同时达到平衡,A项错误;
B.若反应②不存在,则n(H2)∶n(CO)始终为1.0,所以n(H2)∶n(CO)低于1.0与反应②有关,B项正确;
C.加压可以提升反应速率,但是反应①中生成物的化学计量数大于反应物的化学计量数,因此加压会导致反应①的平衡左移,转化率降低,C项正确;
D.设初始n(CH4)=xmol,则有初始n(CO2)=1.3xmol,再设反应①有ymolCH4转化成了H2和CO,反应②有zmolH2转化成了H2O,最终整个体系体积为VL,则该系统中有n(CH4)=(x-y)mol,n(CO2)=(1.3x-y-z)mol,n(H2)=(2y-z)mol,n(CO)=(2y+z)mol,n(H2O)=zmol。4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=,2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)]=,所以不考虑其他副反应,体系中存在4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)],D项正确。
答案选A。
()
专题12 化学反应速率与化学平衡
考向二 化学反应速率与平衡移动的影响因素
1.下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.溶液中加入少量固体,促进分解
B.密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深
C.铁钉放入浓中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
2.向恒温恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ,反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,下列有关判断错误的是
A.的平衡浓度增大 B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大 D.的转化总量增大
3.某温度下,恒容密闭容器内发生反应:H2(g)+I2 g) 2HI(g) △H<0, 该温度下,K=43,某时刻,测得容器内 H2、I2、HI的浓度依次为0.01 mol/L、0.01 mol/L、0.02 mol/L。一段时间后,下列情况与事实相符的是
A.混合气体颜色变深 B.混合气体密度变大
C.容器内压强变小 D.氢气的体积分数变小
4.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g) zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol L﹣1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度降低为0.30mol L﹣1,下列有关判断正确的是
A.x+y
5.利用CH4能消除有害气体NO,其反应原理为,一定温度下,该反应在密闭容器中达到平衡状态。下列说法正确的是
A.加入催化剂,活化分子百分数不变
B.恒容下,再通入适量CH4,CH4的平衡转化率减小
C.适当增大压强,化学平衡常数增大
D.升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
6.“绿水青山就是金山银山”,研究、CO等大气污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。已知反应,该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施是
A.缩小容器的体积 B.改用高效催化剂
C.增加NO的浓度 D.升高温度
考向二 化学反应速率与平衡图像
1.某温度下,发生反应 ,的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.将1mol和3mol置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量小于92.4kJ
B.平衡状态由A到B时,平衡常数
C.上述反应在达到平衡后,增大压强,的产率减小
D.反应建立平衡后分离出部分时,浓度商Q大于平衡常数K
2.向某恒容密闭容器中加入一定量的和,发生反应 ,温度和压强对转化率的影响如图所示(其中x和y分别代表温度或压强)。下列说法错误的是
A.图中x代表的是压强
B.
C.正反应速率:
D.其他条件不变时,增大可提高的转化率
3.纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:,按投料比将与充入恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.
C.N点转化率、平衡常数均大于M点
D.、压强下,Q点对应的
4.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A.温度:T1>T2>T3
B.正反应速率:v(E)>v(P)、v(N)>v(R)
C.平衡常数:K(E)>K(P)、K(N)>K(R)
D.平均摩尔质量:M(E)>M(P)、M(N)>M(R)
5.CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术,该过程主要发生下列反应:
反应①:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ mol-1
反应②:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ mol-1
在0.5MPa条件下,将n(CO2)∶n(H2)为1∶3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,实验测得CO2的转化率、CH3OH的选择性[×100%]与温度的关系如图所示。下列有关说法不正确的是
A.图中曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化
B.一定温度下,增大起始n(CO2)∶n(H2)的比值,可提高H2的平衡转化率
C.升高温度时,CO的选择性升高
D.一定温度下,选用高效催化剂可提高CH3OH的平衡产率
6、反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.X、Y两点的反应速率:
C.X、Z两点气体的颜色:X浅,Z深
D.X、Z两点气体的平均相对分子质量:
考向三 化学反应速率与平衡的计算
1.两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1:NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2:2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是
A.反应2的平衡常数为4×106Pa2 B.通入NH3,再次平衡后,总压强增大
C.平衡后总压强为4.36×105Pa D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
2.一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g)3C(g)反应过程中的部分数据如下表所示:
时间(t/min) 物质的量(n/mol)
n(A) n(B) n(C)
0 2.0 2.4 0
5 0.9
10 1.6
15 1.6
下列说法正确的是
A.0~5 min用A表示的平均反应速率为0. 09 mol·L-1·min-1
B.该反应在10 min后才达到平衡
C.平衡状态时,c(C)=0.6 mol·L-1
D.物质B的平衡转化率为20%
3.逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒容条件下,按投料比进行反应,平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的,反应Ⅱ的
B.点反应Ⅰ的平衡常数
C.点的压强是的3倍
D.若按投料,则曲线之间交点位置不变
4.工业上,利用氨气还原二氧化氮的技术已经成熟。250℃时,在1L恒容密闭容器中通入氨气和二氧化氮,发生反应: ,测得容器中压强随时间变化情况如下:
反应时间 0 10 20 30 50 60 70
总压 10 10.50 10.60 10.70 10.80 11.00 11.00
下列说法不正确的是
A.单位时间内断裂键,同时断裂键即达到平衡状态
B.在内,二氧化氮的化学反应速率是
C.达到化学平衡时,氮气的体积分数是30%
D.的活化能小于的活化能
5.某温度下,在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应,有关数据如下:
时间段/min 产物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0-2 0.20
0-4 0.15
0-6 0.10
下列说法错误的是
A.1min时,Z的浓度大于0.20mol·L-1
B.3min时,Y的体积分数约为33.3%
C.5min时,v正(Z)>v逆(Z)
D.体系压强不变时,反应达到平衡状态
6.一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入2molNOCl,发生反应:2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)。tmin后,三个容器中NOCl的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述正确的是
A.A点加入适当催化剂,可以提高NOCl的转化率
B.A、B两点的压强之比为25∶28
C.容积为cL的容器NOCl的平衡转化率小于80%
D.容积为aL的容器达到平衡后再投入1molNOCl、1molNO,平衡不移动
1.向恒温恒容密闭容器中通入2 mol 和1 mol ,反应:达到平衡后,再通入一定量,达到新的平衡时,下列有关判断不正确的是
A.的平衡转化率增大 B.的平衡浓度增大
C.反应平衡常数不变 D.正向反应速率增大
2某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高选择性吸附。废气中的被吸附后,经处理能全部转化为。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
A.温度升高时不利于吸附
B.多孔材料“固定”,促进平衡正向移动
C.转化为的反应是
D.每获得时,转移电子的数目为
3.在盛有CuO/Cu2O载氧体的恒容密闭容器中充入空气,发生反应:2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) △H。平衡时O2的体积分数φ(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应在低温条件下能自发进行
B.当氧气的物质的量浓度不变时,反应达到了平衡状态
C.在1030℃时加入催化剂,平衡时φ(O2)>21%
D.985℃达到平衡状态后,充入纯氧,再次达到平衡后,φ(O2)=10%
4.可以和发生反应:。一定温度下,向某恒容密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.时该化学反应达到平衡状态
B.平衡后向容器内充入,重新达到平衡时增大
C.4 min时,的转化率约为71.4%
D.4 min内,的平均反应速率
5.反应在加入Fe3+后反应进程中的能量变化如图,已知反应机理中有Fe2+出现。下列有关该反应的说法正确的是
A.步骤①的热化学方程为:
B.决速步是第②步
C.升高温度可以更容易检测到Fe2+
D.无Fe3+时,反应的活化能小于E3-E2,但是△H相同
6.氮化硼(BN)是重要的无机材料,可通过下面两种反应制得:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知反应Ⅰ常温下自发,反应Ⅱ常温下不自发,、、熔点分别约为、、,下列说法正确的是
A.常温下反应Ⅰ的,因此速率快
B.反应Ⅰ的,
C.性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行
D.由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ
7.恒温密闭容器发生可逆反应:Z(?) +W(?) X(g)+Y(?) △H,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中不正确的是
A.该条件下,Z和W中的都不可能为气态
B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量相等
C.若该反应△H<0,则该反应的平衡常数K随温度升高而减小
D.若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等
8.工业上,常用氨气脱硝。向恒容密闭容器中充入NO2和NH3,发生反应: △H,测得NO2的平衡转化率与温度投料比x【】的关系如图所示。净反应速率。下列叙述错误的是
A.△H<0 B.投料比:x2>x1
C.平衡常数K:a>b=c D.净反应速率:a=b
A.a点的瞬时速率大于b点的瞬时速率
B.对应的时间为
C.从a、b两点坐标可求得从到时间间隔内该化学反应的平均速率
D.在不同时刻都存在关系:
10.工业上利用和制备,相关化学键的键能如下表所示:
键
键能 745 436 462.8 413.4 351
已知:①温度为时,
②实验测得:,,、为速率常数。
下列说法错误的是
A.反应
B.时,密闭容器充入浓度均为1mol/L的、,反应至平衡,则体积分数为
C.时,
D.若温度为时,,则
11.根据下列图示所得出的结论不正确的是
甲 乙 丙 丁
A.图甲是恒温密闭容器中发生反应时随反应时间变化的曲线,说明t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
B.图乙是H2的起始量一定时恒温密闭容器中发生反应,达到平衡时NH3的体积分数随N2的起始物质的量的变化曲线,则H2的转化率:b>c>a
C.图丙是一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化,则用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.图丁表示反应不同温度时平衡常数K随压强的变化关系图,则
12.一定温度下,有两个体积均为2L的恒容密闭容器Ⅰ和Ⅱ,向Ⅰ中充入1mol CO和2mol,向Ⅱ中充入2mol CO和4mol,均发生下列反应并建立平衡:。测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.L、M两点容器内正反应速率:
C.曲线①表示容器Ⅱ的变化过程
D.N点对应温度下该反应的平衡常数
13.工业上利用硫(S)与为原料制备,在500℃以上发生反应: 。在2L密闭容器中充入1mol和4mol,发生上述反应,测得平衡体系中硫蒸气的体积分数和温度的关系如表所示:
温度/℃ 560 580 600 620 640 660
0.286 0.333 0.378 0.420 0.462 0.500
下列说法错误的是
A.在580℃达到平衡时,的转化率为70%
B.该反应660℃的平衡常数
C.上述反应的正反应为吸热反应
D.起始充入1mol和2mol,620℃平衡时
14.1,2-二甲基环丙烷的顺反异构体可相互转化: (顺式) (反式) ,该反应的速率方程为:(顺)和(反),和分别为正、逆反应速率常数。℃时,加入顺式异构体发生反应,两种异构体的质量分数w随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应速率:(正)(逆)
B.L点:转化率为50%,Q(浓度商)>K
C.升高温度,、增大倍数:
D.℃时发生反应,测得,则
15.在密闭容器中发生反应:,往密闭容器中以的比例通入两种反应物,其中15 min后A在四温度下的转化率如下表所示,且,则下列说法正确的是
温度
转化率 10% 70% 70% 60%
A.该反应是吸热反应
B.T温度时(),A的转化率是70%
C.温度下,在15 min后继续进行反应,A的转化率变大
D.温度反应15 min后,若 mol·L,则温度时的平衡常数是4.5
16.汽车尾气中NO产生的反应为:,一定条件下,等物质的量的(g)和(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时浓度随时间的变化。下列说法中正确的是
A.温度T下,混合气体的密度不变,说明反应达平衡
B.温度T下,该反应的平衡常数
C.曲线a对应条件下,
D.曲线b对应的条件改变一定是升高温度
17.某温度下,向V L恒容密闭容器中通入4 mol X(g),发生反应:①2X(g)=Y(g)+4Z(g),②。反应体系中X、Y、Z的物质的量随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.25 min时,气体X反应完全
B.0~10 min内,气体X的平均反应速率为
C.25 min时,向该体系中仅通入1 mol 后,反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变)
D.该温度下,反应②的平衡常数 L mol
18.℃时,向1L密闭容器中充入10mol 和3mol ,发生反应:
部分物质的物质的量n(X)随时间变化曲线如图中实线所示。下列说法错误的是
A.曲线a代表
B.若,则0~3min内
C.平衡时,的转化率
D.若,则虚线b可表示在℃时的变化
19.工业上可以利用水煤气(、)合成二甲醚(),同时生成。合成过程中,主要发生三个反应,℃时,有关反应及相关数据如下。
保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,进行实验,测得转化率随温度变化曲线如下图。下列说法不正确的是
A.℃时,水煤气合成二甲醚的热化学方程式:
B.℃时,增大压强、加入催化剂均可提高的平衡转化率
C.220℃~240℃时,温度升高反应速率加快,转化率升高
D.温度高于240℃时,温度升高转化率降低的原因可能是平衡逆向移动
20、某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
0.25 0.50 1.00 0.50 1.00
0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 0.200
下列说法正确的是
A.该反应的速率方程中的
B.该反应的速率常数
C.表格中的,,
D.在过量的B存在时,反应掉的所需的时间是
21.已知反应。在体积可变的密闭容器中,按充入反应物进行反应,A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A.温度:
B.平均摩尔质量:
C.a点的分压平衡常数
D.d点:
22.碘甲烷()可裂解制取低碳烯烃。碘甲烷裂解时可发生如下反应:
反应1:
反应2:
反应3:
向密闭容器中充入一定量的碘甲烷,维持容器内p=0.1MPa,平衡时、和的占容器内所有气体的物质的量分数与温度的关系如图所示。已知容器中某气体的分压p=φ(物质的量分数)×,用气体物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为分压平衡常数()。下列说法正确的是
A.图中物质X表示的是
B.700K时,反应2的分压平衡常数
C.700K时,从反应开始至恰好平衡,反应2的速率大于反应3的速率
D.700K时,其他条件不变,将容器内p增大为0.2MPa,的体积分数将减小
23.制备二甲醚,可充分利用碳资源,减少温室气体排放,该工艺主要涉及以下反应:
反应a:
反应b:
在不同的压强下,按照投料比合成甲醇,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图甲所示。下列说法正确的是
A.为了提高的平衡转化率应选择高温、低压的反应条件
B.压强:
C.当温度高于550℃时,主要发生反应②
D.选择合适的催化剂,可提高的平衡转化率
24.某温度下,向恒温、恒压容器中充入3molH2和1molCO2,在催化剂作用下发生反应:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0,平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线a表示x(H2O)随压强的变化情况
B.其他条件不变,降低温度会使x(b)和x(c)减小
C.Q点CO2的转化率为75%
D.若起始压强为106Pa,将容器改为恒容容器,平衡时x(a)>x1
25.乙酸甲酯催化醇解反应方程式为:,已知,,其中、为速率常数,为物质的量分数。己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得348K、338K两个温度下乙酸甲酯转化率随时间的变化关系如图所示,下列说法中错误的是
A.曲线①②中,曲线①对应的更大
B.升高温度,该醇解平衡向正反应方向移动
C.a、b、c、d四点中,与差值最大的是b点
D.338K时,该反应的化学平衡常数为1
26乙烯可用于制备乙醇: 。向10L某恒容密闭容器中通入2mol (g)和m mol (g)发生上述反应,测得(g)的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.a、b点对应的平衡常数
C.a点对应的体系中,反应从开始到平衡的2min内,
D.b点对应的体系中,m=1.8
27.在一定温度下,和C在一密闭容器中进行反应:,CO的平衡浓度(mol/L)的对数与温度的倒数的关系如图所示,下列说法中正确的是
A.Q点CO的消耗速率大于其生成速率
B.该反应的
C.温度是时,反应的平衡常数为1
D.温度不变,将R点状态的容器体积扩大,重新达到平衡时,气体的压强减小
28.向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B,发生反应:2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g)在不同压强下,该反应平衡常数随温度变化如表所示。下列判断正确的是
压强Mpa 平衡常数 温度/℃ 1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 d
800 160 f g
A.c>a,g>f B.正反应是放热反应
C.2.0MPa、800℃时,A的转化率最小 D.1.5MPa、300℃时,B的转化率为50%
29.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式如下:
反应I:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g) ΔH=-247.1 kJ·mol-1
向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化曲线如图所示。则图中曲线A表示的物质是
A.CO B.CH4 C.CO2 D.无法确定
30.在盛有载氧体的恒容密闭容器中充入空气,发生反应:。平衡时的体积分数随反应温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.该反应的平衡常数表达式为
C.在时加入催化剂,平衡时
D.达到平衡状态后,充入纯氧,再次达到平衡后,
31我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催化加氢制乙二醇的技术难关,反应为。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(HOCH2CH2OH)和c(H2)随时间t的变化分别为曲线I和Ⅱ,反应温度为T2时,c(H2)随时间t的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A.ΔH>0
B.a、b两时刻生成乙二醇的速率:v(a)=v(b)
C.在T2温度下,反应在0~t2内的平均速率为
D.其他条件相同,在T1温度下,起始时向该容器中充入一定量的氮气,则反应达到平衡的时间小于t1
32.铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A.该过程的总反应为
B.浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C.该催化循环中元素的化合价没有发生变化
D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
33.P、S、X和Y分别代表标准状态下的具体物质,它们之间的能量变化与反应进程关系如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列说法正确是
A.在标准状态时,物质的:
B.和为催化剂,进程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中:
C.反应达平衡所需时间:进程Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ
D.反应平衡时的产率:进程Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
34.一定温度下,利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应:。体系的总压强p随时间t的变化如表所示:
t/min 0 100 150 250 420 500 580
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 x 19.06
下列说法不正确的是
A.100~150min,消耗A的平均速率为
B.其他条件不变,420min时向刚性容器中再充入少量A,反应速率比原420min时大
C.推测x为18.1
D.升高体系温度,不一定能加快反应速率
35.已知的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得,在催化剂X表面反应的变化数据如下:
t/min 0 10 20 30 40 50 60 70
0.100 0.080 0.040 0.020 0
下列说法正确的是
A.,
B. min时,
C.相同条件下,增大的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率
D.保持其他条件不变,若起始浓度为0.200 mol·L,当浓度减至一半时共耗时50 min
36.氢气和二氧化碳在催化剂作用下,在180-280℃温度下合成甲醇,该反应放热。催化过程可解释为“吸附-活化-解离”,催化反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.反应过程中I-V步,C化合价不变
B.单位时间内,生成水越多,甲醇产率越大
C.增大催化剂的表面积,可以提高甲醇的平衡产率
D.因为电负性O>C,所以CO2中的C与吸附在氧化锆晶格表面的OH上的O原子结合
37.实验室在1L的密闭容器中进行模拟合成实验,将和通入容器中,在催化剂的作用下发生:
反应I:(主反应);
反应II:
500℃时,将容器的体积压缩到原来的一半,在其他条件不变的情况下,平衡体系中变化正确的是
A.减小
B.反应I正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.的物质的量增加
D.重新平衡时增大
38.反应的速率方程为(k为速率常数,其中,A、R为常数,为活化能,T为开氏温度),其半衰期(反应物消耗一半所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。下列说法正确的是
0.25 0.5 l 0.5 l
0.05 0.05 0.1 0.1 0.2
1.6 3.2 3.2
A.
B.
C.在过量的B存在时,A剩余25%所需的时间是
D.升温、加入催化剂,缩小容积(加压),均能使k增大,导致反应的瞬时速率加快
39.反应X→2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a为c(Y)随t的变化曲线
B.t1时,反应体系达到平衡状态
C.0~t1时,体系中X的消耗速率等于Y的生成速率
D.反应体系中始终存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z)
40.恒温密闭容器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。若按照n(CO2):n(H2)=1:3的投料比充入容器,测得平衡时n(H2)和n(H2O)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.L线表示平衡时n(H2O)随温度的变化
B.由图可知、温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大
C.x=5.16mol
D.在等温相同体积下,通入1molCO2、3molH2与通入2molCO2、6molH2达到平衡时,C2H4的体积分数一样
41.利用和CO反应生成的过程中主要涉及的反应如下:
反应Ⅰ kJ mol-1
反应Ⅱ kJ mol-1
[的产率,的选择性]。保持温度一定,在固定容积的密闭容器中进行上述反应,平衡时和的产率及CO和的转化率随的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A.当容器内气体总压不变时,反应Ⅱ达到平衡状态
B.曲线c表示的产率随的变化
C.,反应达平衡时,的选择性为50%
D.随着增大,的选择性先增大后减小
42.煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,对烟气进行脱硫、脱硝,对环境保护有着重要意义。在脱硫实验中发生反应: 2CO(g) + SO2(g) 2CO2(g)+S(s) ΔH<0,在体积为 2 L的恒容密闭容器中,通入2.2 molCO和1 mol SO2,在不同条件下进行反应时体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.与a相比,c可能改变的条件为升高温度
B.a和b的化学平衡常数相等
C.b对应40min达到平衡,则在0~40min内用CO表示的平均反应速率为0.02mol·L-1·min-1
D.a达到平衡时,SO2的转化率小于CO的转化率
43、用CH4还原SO2不仅可以消除污染,而且可以得到单质S,反应如下:t℃时,在容积为2L的恒容密闭容器中测的反应在不同时刻各物质的物质的量如下表:
物质的量(mol)时间(min) 物质 0 2 4 6 8 10
SO2 4.8 2.64 1.8 1.8 2.1 2.1
CO2 0 1.08 1.5 1.5 1.75 1.75
下列说法不正确的是
A.前2min的平均反应速率v(CH4)=0.27mol·L-1·min-1
B.6min时SO2的转化率等于10min时SO2的转化率
C.其它条件不变,在第10min后降低温度,可使容器中的CO2的浓度升高到1.4mol·L-1
D.向容器内通入适量的H2S,会使平衡逆向移动
44、向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g) ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.ΔH<0
B.a点平衡常数:K<12
C.气体的总物质的量:na
45.在催化剂的作用下,氢气还原的过程中可同时发生反应①②。
①
②
在恒温恒容密闭容器中,充入一定量的及,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压的部分数据如下表所示。
总压
起始 0.5 0.9 0 0 0 1.4p
平衡 m 0.3 p
下列说法正确的是
A.反应①任意温度下均能自发进行
B.恒温恒容下,再充入和,反应①平衡右移,反应②平衡不移动
C.
D.反应②的平衡常数
46.五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可由如下反应制得:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) ΔH=-93.0 kJ/mol。某温度下,在2.0 L的恒容密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,实验数据记录如下。
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl5)/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.40
下列说法正确的是
A.0~150 s内的υ (PCl3) = 2.4×10-3mol·L-1·s-1
B.该温度下,反应的化学平衡常数K =
C.升高温度,PCl3的平衡转化率大于20%
D.增大压强,活化分子百分数增大,反应速率加快
47.时,存在如下平衡:。该反应正、逆反应速率与的浓度关系为:,(是速率常数),且与的关系如图所示,下列说法正确的是
A.图中表示的是线Ⅱ
B.时,往刚性容器中充入一定量,平衡后测得为,则平衡时
C.时,该反应的平衡常数
D.时向恒容密闭容器中充入,某时刻,则此时的转化率为
48、在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4molCO,发生反应。已知:、分别是正、逆反应速率常数,,,A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A.Q点与P点的平衡常数大小为:
B.与浓度比为1∶1时,标志此反应已达平衡
C.T℃时,
D.用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为
49.体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中,发生反应:CO2(g)+C(s) 2CO(g),起始投料量如表,在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是
容器 n(CO2)/mol n(C)/mol n(CO)/mol
甲 0.2 0.6 0
乙 0.4 0.8 0
丙 X<0.6 1 0
A.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙
B.a、b、c三点所处状态的压强大小关系:pc>pb>pa
C.1100K时,平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系:甲>乙>丙
D.1000K时,若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,则v(正)>v(逆)
50.CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为:
①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
其他条件相同时,投料比n(CH4):n(CO2)为1∶1.3,不同温度下反应的结果如图。
下列说法不正确的是
A.550~600℃,升温更有利于反应①,反应①先达到平衡
B.n(H2)∶n(CO)始终低于1.0,与反应②有关
C.加压有利于增大CH4和CO2反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
D.若不考虑其他副反应,体系中存在:4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)]
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