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1、 第 8 講化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡 課后達(dá)標(biāo)檢測學(xué)生用書 P139(單獨成冊) 1. 在一密閉容器中充入 1 mol H 2和 1 mol I 2,壓強(qiáng)為p(Pa),并在一定溫度下使其發(fā) 生反應(yīng):H2(g) + 12(g) 2HI(g) H0 C. 相同溫度下,起始時向容器中充入 2.0 mol C,達(dá)到平衡時,C 的轉(zhuǎn)化率大于 80% D. 相同溫度下,起始時向容器中充入 0.20 mol A、0.20 mol B 和 1.0 mol C,反應(yīng)達(dá) 到平衡前v(正)K,故該選項體系中反應(yīng)逆向進(jìn)行,逆反應(yīng) X - 2 2 速率大于正反應(yīng)速率。 )如圖所示,向 A B 中均充入 1 mol X、1
2、mol Y,起始時 A B 的 2Z(g) + W(g) H v(A) B. A 容器中 X 的轉(zhuǎn)化率為 80% C. 平衡時的壓強(qiáng):PAB 解析:選 Db A 為恒壓過程,B 為恒容過程,該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),反應(yīng)過程 中 B 的壓強(qiáng)大于 A,反應(yīng)物 X 的速率:v(B) v(A),故 A 正確;A 中達(dá)到平衡時混合氣體的物 質(zhì)的量為 1.4 X 2 mol = 2.8 mol,增大 0.8 mol,根據(jù) X(g) + Y(g) 2Z(g) + W(g),每有 1 mol X 參加反應(yīng),生成物增多 1 mol,現(xiàn)增多 0.8 mol,則反應(yīng) 0.8 mol X,故轉(zhuǎn)化率為 80% 故
3、B 正確;A 為恒壓過程,B 為恒容過程,該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),反應(yīng)過程中 B 的 壓強(qiáng)大于 A,平衡時的壓強(qiáng):PAPB,故 C 正確;A 為恒壓過程,B 為恒容過程,該反應(yīng)為氣 體體積增大的反應(yīng),反應(yīng)過程中 B 的壓強(qiáng)大于 A, A 中正向進(jìn)行的程度大于 B,平衡時 Y 的 體積分?jǐn)?shù):AB,故 D 錯誤。 6. (2017 濟(jì)南二模)向甲、乙、丙三個恒容密閉容器中分別充入一定量的 A 和 B,發(fā) 生反應(yīng):A(g) + xB(g) 2C(g)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表,反應(yīng)過程中 C 的濃度隨時間變化關(guān)系如 F 圖。下列說法正確的是 ( ) 容器 甲 乙 丙 容積 0.5 L 0.5 L 1.0
4、L 溫度/C T1 T2 T2 反應(yīng)物 起始量 1.5 mol A 0. 5 mol B 1.5 mol A 0. 5 mol B 6.0 mol A 2. 0 mol B 2.5 2.0 弓1J 夏10 曾0.5 0 1 1 1 1 - 明 1 1 1 i 1 1 甲【 zy : 1 1 1 1 r T2, x= 1 B. T2C時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 0.8 C. A 的平衡轉(zhuǎn)化率 a (甲):a (乙)=2 :3 D. 1520 min內(nèi) C 的平均反應(yīng)速率 v(乙)v(丙) 解析:選 B。A.A.比較甲與乙可知,乙先達(dá)到平衡,故溫度 T11 H : 2 1 1 *1 1 1 1 1 1
5、 1 1 =1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 i| 1 1 i 廠 ( 1 1 1 1 li ll 1 4 b 血 m 4 & t 9. (2017 昆明高三質(zhì)檢)研究 CO、CO 的處理方法對環(huán)境保護(hù)有重要意義。 (1) CO2與 Hb 反應(yīng)可合成甲醇: CQg) + 3f(g) CHOH(g) + H2O(g) 某溫度下,將 1 mol CO2和 3 mol H 2充入體積不變的 2 L 密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng)。 測得不同時刻的反應(yīng)前后壓強(qiáng)關(guān)系如表: 時間/h 1 2 3 4 5 6 p 后/ p 前 0.90 0.85 0.82 0.81 0.80 0.80 用 CO
6、表示第 1 小時內(nèi)反應(yīng)的平均速率 v(CQ) = _ mol-L 一1 hJ 該溫度下 H2的平衡轉(zhuǎn)化率為 _。 (2) CO2與 NH 反應(yīng)可合成尿素: CO(g) + 2NH(g) CO(NH)2(s) + HbO(g) 在T1C時,將 1 mol CO2和 2 mol NH 3置于 1 L 密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),在 t時刻, 測得容器中 CQ 轉(zhuǎn)化率約為 73%保持其他初始實驗條件不變,分別在溫度為 T2C、T3C、 的平衡常數(shù)的表達(dá)式為 答案:(1)吸熱 (2) K3= c (CO) c (H2) c (CQ c (H2Q K2 K; 使用催化劑(或增大壓強(qiáng) 12 T/C、T5C時
7、,重復(fù)上述實驗,經(jīng)過相同時間測得 CO 轉(zhuǎn)化率并繪制變化曲線如圖所示。 co2轉(zhuǎn)此瞅f% 75 70 的 13 該反應(yīng)的 H _ (填“”或“ H為(3 3x) mol、 p后 CHOH 為 x mol、HO(g)為 x mol,根據(jù) 1 h 時 =0.90,則有 p前 解得x= 0.2,故v(CQ) = f.2 J。 = 0.1 mol L1 。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,5 h時反 2 L XI h 可知,反應(yīng)在 TTC 時達(dá)到平衡,達(dá)到平衡后升高溫度, CQ 的轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反 應(yīng)方向移動,而升溫時平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng), Hv逆,故隨溫度升高,CO 的轉(zhuǎn)化率逐漸增大
8、。 答案:0.1 40% (2)v逆,溫度越高,CO 轉(zhuǎn) 化率越大(答案合理即可) 10. (2015 高考全國卷I )Bodensteins 研究了下列反應(yīng): 2HI(g) H2(g) + 12(g) 在 716 K 時,氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表: t/min 0 20 40 60 80 120 1 x + 3 3x + x+ x 0.90 應(yīng)達(dá)到平衡, 設(shè)達(dá)到平衡時 CO 轉(zhuǎn)化了 ymol,則有 1 y+ 3 3y+ y+ y 1+ 3 =0.80 ,解得 y= 0.4 , 故達(dá)到平衡時 H2轉(zhuǎn)化了 1.2 mol , H2的平衡轉(zhuǎn)化率為 1.2
9、 mol 3 mol X 100%F 40% 根據(jù)題圖 c (H2O) c (CO) c2 * * (NH) 14 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 (1) 根據(jù)上述實驗結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù) K的計算式為 _ 。15 由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到 V正x(HI)和v逆X(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到 某一溫度時,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,相應(yīng)的點分別為 _ (填字母)。 解析:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,無論是從正反應(yīng)方向開始,還是從逆反應(yīng)方向開始,最終 1 r mol L ,則: 初始濃度/mo
10、l (3)A、E 11 增強(qiáng)環(huán)保意識,愛護(hù)環(huán)境是每個公民的職責(zé)。 利用碳的氧化物合成甲醇等資源化利 用對環(huán)境保護(hù)具有重要意義。請回答下列問題: (1) 下列為合成甲醇的有關(guān)化學(xué)方程式: 2H(g) + CO(g) CHOH(g) Ha(g) + CQ(g) H2O(g) + CO(g) 3f(g) + CQ(g) CHQH(g) + IHQ 某溫度下,上述三個反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值分別為 2.5、2.0 和K,則K3的值為 _ x(HI)均為 0.784,說明此時已達(dá)到了平衡狀態(tài)。設(shè) HI的初始濃度為 1 2HI(g) H2(g) + I 2(g) 轉(zhuǎn)化濃度/mol 0.216 0.108 0.1
11、08 平衡濃度/mol 0.784 0.108 0.108 12) 2 0.108 X 2 0.784 (2)建立平衡時,v正=v逆,即k正X2(HI) = k逆x(H2)x(l 2) , k逆= 2 x (HI) X ( H2)X ( I 2) k正。由 答案:0.108 X 0.108 0.7842_ k正 kK 1.95 X 10 2.8 2.4 0.4 左扌2* 0.8 16 (2) 定條件下,甲醇可同時發(fā)生: A. 2CHOH(g)=CHOCH + H20(g) B. 2CHOH(g)=CH4(g) + 2H2O(g) 上述反應(yīng)過程中能量變化如圖所示: 若在容器中加入催化劑,則 E2
12、 -E將 _ (填“變大” “不變”或“變小”)。 (3) 一定溫度時,在容積相同的甲、乙、丙三個恒容密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng) 物,發(fā)生反應(yīng) 2H2(g) + CO(g) CH30H(g) H=-90 kJ mol -:測得達(dá)到平衡時的有關(guān) 數(shù)據(jù)如下表: 容器 甲 乙 丙 起始反應(yīng)物 2 mol H 2(g)、 1 mol 2 mol 投入量 1 mol CO(g) CH3OH(g) CHOH(g) 平 C(CH3OH) 1 /mol L Ci C2 C3 衡 反應(yīng)物的能 量變化/kJ Q Q Q 表中數(shù)據(jù)存在的關(guān)系:|Q| + |Q|_ (填=”或“ v ”,下同 )90 , 2C2
13、_ C3。 在溫度不變、恒容條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值 K= 4.80 X 10 -2,若甲容器中反應(yīng) 達(dá)平衡狀態(tài)時, p(CfOH)= 24.0 kPa,則平衡時,混合氣體中 CH3OH 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 _ (怡是用平衡分壓代替平衡濃度所得的平衡常數(shù),分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) )。 解析:(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)K = 2(晉 Cc ;反應(yīng)的平衡常數(shù)Ka = C ( r2 ) C ( CO c (H2O C (CO C (CH3OH C (HO C3 ( H2) C (CQ) c (H2) c (CO) ;反應(yīng)的平衡常數(shù) 17 C (CH3OH c (HO c (CO c ( CHOH 、,
14、C (HO c (CO 3 2 X c (H2) C (CO c (CO) c (H2) C (CO c (H2) C (CO) 2.5 X 2.0 5.0 o (2)反應(yīng)的活化能越小,反應(yīng)速率越快,則反應(yīng) A 和 B 相比,反應(yīng) A 的活化能小,反18 應(yīng)速率快。 加入催化劑降低了反應(yīng)所需的活化能,所以 E和E2的變化是減小,催化劑不改變反 應(yīng)物總能量與生成物總能量之差,即反應(yīng)熱不變, Ea- E的大小為反應(yīng)的焓變,活化能大小 對該反應(yīng)的反應(yīng)熱無影響。 (3) 甲和乙恰為 2 個互逆的過程,平衡時| Q| + | Q| = 90,丙與乙相比較,相當(dāng)于增大 壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,不利于甲
15、醇的分解,因此 2caV C3。 甲容器起始反應(yīng)物投入量為 2 mol H 2、1 mol CO,設(shè)開始時氫氣壓強(qiáng)為 2p kPa , CO 壓強(qiáng)為p kPa , 2f(g) + CO(g) CHOH(g) 開始(kPa) 2 p p 0 轉(zhuǎn)化(kPa) 48.0 24.0 24.0 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 24.0 29.0 X 3- 48.0 X 100展615%。 答案:(1)5.0 (2)A,反應(yīng) A 活化能低,在相同條件下反應(yīng)速率較快 不變 二 V 61.5%(2) 上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為 v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為 v逆=k逆X(H2)X(I 2),其 中k正、k逆為速率常數(shù),則 k逆為 _ (以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min 1,在t =40 min 時,v 正= _ min 1。 2 2 于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,故 k 逆= X爲(wèi))X: I2)k 正= C ( :) I2)k 正= 7。在t 1 2 一 3 1 =40 min 時,x(HI) = 0.85,貝 U v 正=0.002 7 m
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