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文檔簡介
單元檢測九化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
一、選擇題(本題包括15小題,每小題3分,共45分。在每小題給出的四個選項中,只有
一項是符合題目要求的)高溫,高壓
1.下列對化學(xué)反應(yīng)2N0+2coiN2+2CO2的敘述正確的是()
A.使用催化劑不影響反應(yīng)的活化能
B.使用光催化劑能增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
C.升高溫度能增加反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù),從而加快反應(yīng)速率
D.改變壓強對反應(yīng)速率無影響
2.工業(yè)上,合成氨反應(yīng):氏+3比=黑化優(yōu)2N%的微觀歷程如圖所示,用叩
8、后分別表示N2、H2、N%,下列說法不正確的是()
〃〃〃〃〃《〃,,,777777777777777777/7^7777777777777777777^//////////////////////////////
①'/②③1/④/⑤
催化劑催化劑催化劑
A.①一②催化劑在吸附N2、H2時,未形成新的化學(xué)鍵
B.②一③形成N原子和H原子是放熱過程
C.③一④形成了新的化學(xué)鍵
D.使用合適的催化劑,能提高合成氨反應(yīng)的速率
3.已知298.15K時,可逆反應(yīng)Pb"(aq)+Sn(s)一Pb(s)+Sn2'(aq)的平衡常數(shù)K=2.2,
若溶液中Pb2+和Si?+的濃度均為0.10mol-L1時,則此時反應(yīng)進行的方向是()
A.向正反應(yīng)方向進行
B.向逆反應(yīng)方向進行
C.處于平衡狀態(tài)
D.無法判斷
4.兩個容積均為2L的密閉容器I和II中充入NO及CO氣體,發(fā)生反應(yīng):2N0(g)+
2co(g)一N2(g)+2CO2(g)各物質(zhì)的起始物質(zhì)的量見下表。實驗測得兩容器不同
溫度下達到平衡時CO2的物質(zhì)的量如圖所示,下列說法正確的是()
起始物質(zhì)的量
容器
NOCO
I1mol3mol
II6mol2mol
2
O
E
A
O
91
C
金0
尊
t7
A.A/7>0
B.N點的平衡常數(shù)為0.04
C.若將容器I的容積改為1L,T.溫度下達到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為25%
D.圖中M點所示條件下,再通入CO、N2各2mol,此時。正〈。逸
5.不同溫度下,將1molCO2^3mol比充入體積為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CCh(g)
+3Fh(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH。平衡時CH.QH的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化如圖所
Zj\o
CH3OH的物質(zhì)的量分數(shù)/%
I
20022024()260280300溫度/七
下列說法不正確的是()
A.該反應(yīng)的△“<()
2
B.240℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=q
C.240℃時,若充入2moicCh和6molHz,平衡時CH30H的物質(zhì)的量分數(shù)大于25%
D.240c時,若起始時充入0.5molCO?、2molH2、1molCH3OH、1molH2O,反應(yīng)向正
反應(yīng)方向進行
6.已知:3cH4(g)+2N2(g)13c(s)+4NE(g)A/7>0,在700℃,CH4與N2在不同物質(zhì)的
量之比[嗯Wl時CHq的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列說法正確的是()
A?嗯及越大,用的平衡轉(zhuǎn)化率越高
〃例2)
B.吟抖不變時若升溫,NH3的體積分數(shù)會減小
”(N2)
C.b點對應(yīng)的平衡常數(shù)比a點的大
D.a點對應(yīng)的NE的體積分數(shù)約為26%
7.MTP是一類重要的藥物中間體,可以由TOME經(jīng)環(huán)化后合成。其反應(yīng)式為
TOMEMTP
為了提高TOME的轉(zhuǎn)化率,反應(yīng)進行時需及時從溶液體系中移出部分甲醇。TOME的轉(zhuǎn)化
率隨反應(yīng)時間的變化如圖所示。設(shè)TOME的初始濃度為amoll/i,反應(yīng)過程中的液體體積
變化忽略不計。下列說法錯誤的是()
A.X、Y兩點的MTP的物質(zhì)的量濃度相等
B.X、Z兩點的瞬時速率大小為o(X)"(Z)
C.若Z點處于化學(xué)平衡,則210℃時反應(yīng)的平衡常數(shù)KJ。'黑
D.190℃時,0?150min內(nèi)MTP的平均反應(yīng)速率為4架mol?Ll?min'
8.當1,3-丁二烯和澳單質(zhì)以物質(zhì)的量之比為1:1加成時,其反應(yīng)進程及能量變化如圖:
實驗產(chǎn)物中A的物質(zhì)產(chǎn)物中B的物質(zhì)
反應(yīng)條件反應(yīng)時間
編號的量分數(shù)的量分數(shù)
1-15℃1min62%38%
225℃1min12%88%
下列分析不合理的是()
A.產(chǎn)物A、B互為同分異構(gòu)體,由中間體生成A、B的反應(yīng)互相競爭
B.相同條件下由活性中間體C生成產(chǎn)物A的速率更快
C.實驗1測定產(chǎn)物組成時,體系已達平衡狀態(tài)
D.實驗1在rmin時,若升高溫度至25°C,部分產(chǎn)物A會經(jīng)活性中間體C轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物B
9.在一定條件下A2和B2可發(fā)生反應(yīng):A2(g)+3B2(g)化盤2AB3(g)。圖1表示在一
的um、IBJZJX
定溫度下反應(yīng)過程中的能量變化,圖2表示在固定容積為2L的密閉容器中反應(yīng)時A2的物
質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系,圖3表示在其他條件不變的情況下,改變反應(yīng)物BZ的起始物質(zhì)
的量對此反應(yīng)平衡的影響。下列說法錯誤的是()
A.該反應(yīng)在低于某一溫度時能自發(fā)進行
-1
B.10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(B2)=0.045mol-L'-min
C.11min時,其他條件不變,壓縮容器容積至IL,〃(A*的變化趨勢如圖2中曲線d所示
D.圖3中T\<T2,b點對應(yīng)狀態(tài)下A2的轉(zhuǎn)化率最高
10.利用CH4可消除NO2污染,反應(yīng)原理為CH4(g)+2NCh(g)—N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),
在10L密閉容器中分別加入0.50molCH4和1.2molNO2,測得不同溫度下〃(CHQ隨時間變
化的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)見下表。
時間/min
組別溫度/K物質(zhì)的量氤010204050
①T\n(CH4)0.500.350.250.100.10
②0.500.300.18M0.15
T2"(CH,
下列說法錯誤的是()
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.組別①中0?。min內(nèi),NC>2的平均反應(yīng)速率為0.003molL'-min''
C.若組別②改為恒壓裝置,則M值一定小于0.15
D.當有1molC—H斷裂的同時有1molO—H形成,則反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
11.在恒溫條件下,向盛有足量NaCl(s)的2L恒容密閉容器中加入0.2molNO2>0.2molNO
和0.1molCl2,發(fā)生如下兩個反應(yīng):
①2NC)2(g)+NaCl(s)-NaN03(s)+ClN0(g)A//,<0Kt
②ZNO^+Cdgl^^ClNCKg)A“2<0K2
10min時反應(yīng)達到平衡,測得體系的壓強減少20%,10min內(nèi)用ClNO(g)表示的平均反應(yīng)速
率f(ClNO)=7.5X103mol-L'-min'?下列說法正確的是()
A.平衡后c(NO)=2.5XI。.molL-i
B.平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為50%
C.其他條件保持不變,反應(yīng)在絕熱條件下進行,則平衡常數(shù)七增大
D.反應(yīng)4NCh(g)+2NaCl(s)=2NaNC>3(s)+2NO(g)+C12(g)的平衡常數(shù)為患
12.一定條件下,CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)A//--53.7kJ-moF',往2L恒
容密閉容器中充入1molCO2和3molH2,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)①、反應(yīng)②與反應(yīng)
③,相同時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示,b點反應(yīng)達到平衡狀態(tài),下列說法正確
的是()
4
M5
W2
-
哪3
O'
。
(T2T&TtT$
溫度/K
A.a點迪
B.b點反應(yīng)放熱53.7kJ
C.催化劑效果最佳的是反應(yīng)③
D.c點時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=,
13.已知在25℃時,反應(yīng)①②③的化學(xué)方程式及化學(xué)平衡常數(shù)為①N2(g)+Ch(g)-2N0(g),
^=1X10-30.②2H2(g)+02(g)=2H20(g),K2=2X10%③2co(g)+Ch(g)一2cCh(g),
K3=2.5X1()91下列說法正確的是()
A.NO分解反應(yīng)NO(g)—1N2(g)+g)2(g)的平衡常數(shù)為1X1030
B.根據(jù)品的值可知常溫下CO和O2很容易發(fā)生反應(yīng)生成CO2
C.溫度升高,上述三個反應(yīng)的平衡常數(shù)均減小
D.常溫下,NO、比0、CO2分別發(fā)生分解反應(yīng)生成O2的傾向順序為NOH2OCO2
14.利用氣相沉積法制備TiN的反應(yīng)為2TiC14(g)+N2(g)+4H2(g)-2TiN(s)+8HCl(g)\H
=-346.2kJ-mol^o現(xiàn)將一定量的三種反應(yīng)物投入到密閉容器中,測得反應(yīng)過程中TiN的
質(zhì)量(〃?)和反應(yīng)體系的壓強防)隨溫度的變化如圖所示。則下列說法正確的是()
A.曲線I表示的是TiN的質(zhì)量隨溫度變化曲線
B.曲線II中a、b、c三點均已達到平衡狀態(tài)
C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量:M(a)>M(c)
D.該反應(yīng)的平衡常數(shù):K(b)<K(c)
15.一定壓強下,向10L密閉容器中充入1molS2c12(g)和1molCl2,發(fā)生反應(yīng):S2CI2(g)
+CL(g)一2SCb(g)。CL與SCk的消耗速率S)與溫度⑺的關(guān)系如圖所示,以下說法錯誤的
是()
()n)9
T1H8
U///7
II\
lt/,TIvz6
uH5
n4
)3
/—x
*、Vy2
aH1
2(3(
A.A、B、C、D四點對應(yīng)狀態(tài)下,達到平衡狀態(tài)的是B、D點
B.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能
C.達到平衡后再加熱,平衡向逆反應(yīng)方向移動
D.在300℃下,達到平衡后縮小容器容積,重新達到平衡后,CL的平衡轉(zhuǎn)化率不變
二、非選擇題(本題包括5小題,共55分)
16.(10分)甲醇是一種重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。
⑴在一容積為2L的密閉容器內(nèi),充入0.2molCO與0.4molH2發(fā)生反應(yīng):CO(g)+
2H2(g)一CHQHlg),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。
①A、B兩點對應(yīng)的壓強大小關(guān)系是以_______PB(填或“=”)。
②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、Kc的大小關(guān)系是。
③下列敘述能說明上述反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填字母)。
a.H2的消耗速率是CH30H生成速率的2倍
b.CH30H的體積分數(shù)不再改變
C.混合氣體的密度不再改變
d.CO和CH30H的物質(zhì)的量之和保持不變
(2)在pi壓強、7/C時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=,再加入1.0molCO后重新達到平
衡,則CO的轉(zhuǎn)化率(填“增大”“不變”或“減小”)。
(3)7VC、1L的密閉容器內(nèi)發(fā)生上述反應(yīng),測得某時刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下,〃(CO)=0.1
mokn(H2)=0.2moLn(CH3OH)=0.2mol,此時。,E。說(填“>”或“=”)。
17.(II分)(1)乙基叔丁基酸(以ETBE表示)是一種性能優(yōu)良的高辛烷值汽油調(diào)和劑。用乙醇
與異丁烯(以IB表示)在催化劑HZSM-5催化下合成ETBE,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C2H50H(g)
+lB(g)=ETBE(g)\H.回答下列問題:
71()過崢2
0
E9?----------------~過渡態(tài)1
8?萬治.
.
7
/;過渡態(tài)*
s6
QHsbH(g);IB(g>'%
j5
4
3二二』/\\
2__也/\\
1}tETBE(g)
反應(yīng)歷程
圖1
G表示先吸附乙醇,C2表示先吸附異丁烯,C3表示乙醇和異丁烯同時吸附。
反應(yīng)物被催化劑HZSM-5吸附的順序與反應(yīng)歷程的關(guān)系如圖1所示,該反應(yīng)的AH=
kJ-moF1,反應(yīng)歷程的最優(yōu)途徑是(填“Ci”“C2”或“C3”)。
(2)開發(fā)清潔能源是當今化工研究的一個熱點問題。二甲醛(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和
液化氣作為潔凈液體燃料使用,工業(yè)上以CO和H?為原料生產(chǎn)CH30cH3。工業(yè)制備二甲醛
在催化反應(yīng)室中(壓強:2.0?10.0MPa,溫度:230?280℃)進行下列反應(yīng):
反應(yīng)i:CO(g)+2H2(g)-CH3OH(g)A//i=-99kJmol1
1
反應(yīng)ii:2CH3OH(g)^CH3OCH3(g)+H2O(g)A/72=-23.5kJmoF
i-|
反應(yīng)iii:CO(g)+H2O(g)^=C02(g)+H2(g)A//3=-41.2kJmol
①在該條件下,若反應(yīng)i的起始濃度分別為c(CO)=0.6molLr,c(H2)=1.4mol-L8min
后達到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則8min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為。
②在時,反應(yīng)ii的平衡常數(shù)為400,此溫度下,在1L的密閉容器中加入一定的甲醇,
反應(yīng)到某時刻測得各組分的物質(zhì)的量濃度如下:
物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O
c/(mol-L-1)0.461.01.0
此時刻v.Ev逆(填“>”“V”或“=”),平衡時c(CH30cH3)的物質(zhì)的量濃度是
③催化反應(yīng)的總反應(yīng)為3co(g)+3H?(g)一CH30cH3(g)+CO2(g),CO的平衡轉(zhuǎn)化率?(C0)
與溫度、壓強的關(guān)系如圖2所示,圖中X代表(填“溫度”或“壓強”),
且心i2(填“>”“V”或“=”)。
二甲醛和甲醇
的產(chǎn)率(產(chǎn)物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈現(xiàn)如圖3的變化趨勢。試解釋投料
比大于1。之后二甲醛產(chǎn)率和甲醇產(chǎn)率變化的原因:
產(chǎn)率/%,,二甲酸
60。甲醇
40
20
0()5L()152.0""(CO)
圖3
18.(11分)(2022?北京房山模擬)乙醇是一種優(yōu)良燃料,在推動能源變革方面具有重要的作用。
某地煤制乙醇的過程表示如下。
煤f…一乙酸甲酯“黑乙醇
(1)CU(NC)3)2是制備“催化齊IJX”的重要試劑。
①氣體A的名稱是o
②實驗室用CU(NO3)2固體配制溶液,常加入少量稀HNO3o運用化學(xué)平衡原理簡述HNO3
的作用:o
(2)過程a包括以下3個主要反應(yīng):
I.CH3COOCH3(g)+2H2(g)^C2H5OH(g)+CH3OH(g)&H\
II.CH3co0CH3(g)+C2H50H(g)=CH3coOC2H5(g)+CH.QH(g)A//2
ni.CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g)AH3
相同時間內(nèi),測得CH3coOC%轉(zhuǎn)化率、乙醇和乙酸乙酯的選擇性[如乙醇選擇性=
〃(最終轉(zhuǎn)化為乙醇的CH3co0CH3)
〃(轉(zhuǎn)化的CH3coOCH3)J如卸力小。
%
/8()
爵6o
4()
群2o
852252
)52(圖)545
溫度/℃
興
/
更
肥乙醇
姒
乙酸
乙酯
165175185195205215225235
溫度/℃
圖2
①已知:A//!<0?隨溫度降低,反應(yīng)I化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢是。
②下列說法不合理的是(填字母)。
a.溫度可影響反應(yīng)的選擇性
b.225-235℃,反應(yīng)I處于平衡狀態(tài)
c.增大H2的濃度,可以提高CH3co0CH3的轉(zhuǎn)化率
③為防止“反應(yīng)HI”發(fā)生,反應(yīng)溫度應(yīng)控制的范圍是o
④在185℃下,CH3co0CH3起始物質(zhì)的量為5mol,生成乙醇的物質(zhì)的量是=
19.(11分)(2022?北京模擬)以C02為原料合成甲醉可以減少CO2的排放,實現(xiàn)碳的循環(huán)利
用。一種Cu/ZnO催化劑對該反應(yīng)有良好的催化效果。
I.催化劑的合成
ZnO納米晶體
CU(NO3)2I90"tH>△
濃氨水--[Cu(NH:J產(chǎn)-^CuO/ZnOCu/ZnO
⑴氨水與Cu(NC)3)2的反應(yīng)_______(填“屬于”或“不屬于")氧化還原反應(yīng)。
(2)補全上述過程中生成CuO的離子方程式:
on
2
[Cu(NH3)4]+H2O==CUOI++o
II.催化劑的性能測試
一定條件下使CO2、H2混合氣體通過反應(yīng)器,檢測反應(yīng)器出口氣體的成分及其含量,計算
C02的轉(zhuǎn)化率和CH30H的選擇性以評價催化劑的性能。
已知:i.反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng):
:i±1
a.CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)XH=-49.5kJmol
b.CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)AH=+41.2kJ-mori
”(CHsOH)上成
ii.CH30H選擇性=X100%
”(CO2M桃
(3)220℃時,測得反應(yīng)器出口氣體中全部含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量之比
n(CH3OH):?(CO2):n(CO)=l:7.20:0.11,則該溫度下CCh轉(zhuǎn)化率=X100%(列
出計算式)。
(4)其他條件相同時,反應(yīng)溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率和CH30H的選擇性的影響如圖所示:
35
%
/30?100
砧g80
^25
20期6()
群
6,15Q40
010。20
2(M)22024026028。3()02002202402602803()0
溫度/℃溫度
圖1圖2
①由圖1可知實驗中反應(yīng)均未達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是.
②溫度高于260℃時,CO?平衡轉(zhuǎn)化率變化的原因是
③溫度相同時,CH30H選擇性的實驗值略高于平衡值(見圖2),從化學(xué)反應(yīng)速率的角度解釋
原因:。
20.(12分)異丁烯為重要的化工原料,工業(yè)上可采用叔丁醇(TBA)氣相脫水法制備高純異丁
烯產(chǎn)品,主要涉及以下反應(yīng):
反應(yīng)1(主反應(yīng)):(CH3)3C—OH(g)一(CH3)2C=CH2(g)+H2O(g)
反應(yīng)2(副反應(yīng)):2(CH3)2C=CH2(g)一(CH3)2C=CH—C(CH3)3(g)
(1)標準摩爾生成焙是指由穩(wěn)態(tài)單質(zhì)生成1mol該化合物的焰變,幾種物質(zhì)的標準生成焙如
表,求反應(yīng)1的△”=kJmol'?
組分(CH)C—OH
H2O33(CH3)2C=CH2
焙變/
-241.83-339.21-17.1
(kJmoF1)
(2)該脫水反應(yīng)的標準平衡常數(shù)理隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示,則反應(yīng)2的XH—0(填
或),向體積可變的容器中充入1mol叔丁醇,容器體積為1L,保持300°C、100
kPa的條件,反應(yīng)一段時間后達到平衡(忽略副反應(yīng)),則K=(已知益為以標準分
壓表示的平衡常數(shù),各組分的標準分壓*%,p°=105pa)
圖1lgK3隨溫度的變化關(guān)系
(3)理論計算反應(yīng)條件對叔丁醇轉(zhuǎn)化率的影響如圖2、3所示,脫水反應(yīng)溫度7<200℃時,
N2/叔丁醇摩爾比對叔丁醇轉(zhuǎn)化率有影響,試從平衡移動的角度分析充入用的原因:
根據(jù)圖示該脫水反應(yīng)適宜采用條件為T=200"C,P=MPa,N2/叔丁醇摩爾比=
3/1o
圖2反應(yīng)條件對叔丁醇轉(zhuǎn)化率的影響
10()
80
%
/
,
-604
x璃
2C口().1MPa
o().2MPa
△0.5MPa
ol.OMPa
1(M)1502(X)25030()
溫度/y
圖3反應(yīng)條件對叔丁醇轉(zhuǎn)化率的影響
(4)已知工業(yè)原料叔丁爵中存在不同含量的水分,相同溫度下不同初始原料中H2O/TBA比例
對叔丁醇平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖4所示,實際生產(chǎn)最佳工藝條件為7=204?426°C,請從
H2O/TBA比例角度分析該條件下的優(yōu)點:
0L----.--------.----.------J
100150200250300
溫度/℃
圖4H2O/TBA比例對叔丁醇
平衡轉(zhuǎn)化率的影響
單元檢測九化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡答案解析
1.
答案c
解析使用催化劑影響反應(yīng)的活化能,改變反應(yīng)速率,但不能改變反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,A、
B項錯誤;當反應(yīng)中有氣體參與時,改變壓強可以影響化學(xué)反應(yīng)速率,D項錯誤。
2.
答案B
解析由圖知,①f②催化劑在吸附N2、H2時,沒有化學(xué)鍵的形成與斷裂,故A正確;②一③
斷鍵形成N原子和H原子是吸熱過程,故B錯誤;③一④形成了新的化學(xué)鍵——氮氫鍵,
故C正確;使用合適的催化劑,能提高合成氨反應(yīng)的速率,故D正確。
3.
答案A
解析已知在298.15K時,可逆反應(yīng)Pb2+(aq)+Sn(s)』Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常數(shù)K=2.2,
若溶液中Pb?+和Sr?+的濃度均為0.10molL-i時,0=?歌行;=1<K=2.2,反應(yīng)正向進行,
故A正確,B、D錯誤;反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),故C錯誤。
4.
答案B
解析根據(jù)圖知,恒容條件下升高溫度達到平衡時”(C02)減小,則升溫平衡逆向移動,逆
反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以AH<0,A錯誤;M、N兩點溫度相同,則這兩
點平衡常數(shù)相等,M點平衡時〃(CO2)=1mol,則可列出三段式:
2NO(g)+2CO(g)一NKg)+2CO2(g)
起始/(molL「)3100
轉(zhuǎn)化/(mol-L「)0.50.50.250.5
平衡/(mol[-i)2.50.50.250.5
則化學(xué)平衡常數(shù)K=曰黯杏隰=?誓卷=0.04,B正確;若將容器I的容積改為1L,
假設(shè)Ti溫度下達到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為25%,溫度不變平衡常數(shù)不變,則可列出三段式:
2NO(g)+2CO(g)一N2(g)+2CO2(g)
起始/(mol?L*)1300
轉(zhuǎn)化/(mol-L「)0.250.250.1250.25
平衡/(mol-L「)0.752.750.1250.25
則化學(xué)平衡常數(shù)”聚器:號號尸;;葭蛛尸0.0018<0.04,要達到平衡點,反應(yīng)還需
要正向進行,NO轉(zhuǎn)化率大于25%,C錯誤;圖中M點所示條件下,再通入CO、N2各2mol,
由B項分析知,此時各物質(zhì)濃度(mol1-1)為
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
2.51.51.250.5
則濃度商Q=E[%J;第=;;鼠;;2=0.022V0.04,平衡正向移動,則v正>。七D錯誤。
5.
答案B
解析據(jù)圖知溫度升高,甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)減小,則平衡逆向移動,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),
則AH<0,故A正確;240"C時,甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)為25%,設(shè)甲醇轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x
mol,列三段式:
CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol1300
轉(zhuǎn)化/molX3xXX
平衡/mol1-X3—3xXX
Y2
平衡時甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)為LX+3_3X+X+L00%=25%,解得L],化學(xué)平衡常數(shù)
K="空1----=T,故B錯誤:240°C時,若充入2molCO?和6molH2,
,
C(CO2)C(H2)gx⑴33
即建立新的等效平衡,相當于在原平衡上增大壓強,該反應(yīng)氣體分子數(shù)減小,則平衡正向移
動,CH30H的物質(zhì)的量分數(shù)大于25%,故C正確;240°C時,若起始時充入0.5molCO?、
2m0IH2、1molCH3OH.1molH2O,Q=萬戈反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,故D
正確。
6.
答案A
解析由圖像看出,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨著嗯斗的增大而降低,CH4與N2均為反應(yīng)物,
”(N2)
CH4的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率升高,故A正確;AW>0,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),
升高溫度平衡正向移動,NH3的體積分數(shù)會增大,故B錯誤;a、b兩點的溫度相同,平衡
常數(shù)只與溫度有關(guān),則平衡常數(shù)不變,故C錯誤;a點甲烷轉(zhuǎn)化率為22%,喙¥=0.75,
”(N2)
則設(shè)甲烷的物質(zhì)的量為3mol,氮氣的物質(zhì)的量為4mol,則:
3cH4(g)+2N?(g)一3c(s)+4NH3(g)
開始/mol340
轉(zhuǎn)化/mol0.660.440.88
平衡/mol2.343.560.88
0.88
則NH3的體積分數(shù)為X100%p13%,故D錯誤。
2.34+3.56+0.88
7.
答案C
解析A項,因起始濃度相同,X、Y兩點轉(zhuǎn)化率相同,所以MTP的濃度也相等,正確;B
項,Z點轉(zhuǎn)化率高,此時TOME濃度只有0.02amolL-,所以瞬時速率o(X)>o(Z),正確;
C項,若Z點為平衡點,此時c(TOME)=0.02amolL,c(MTP)=0.98?mol-L-1,但因移
出甲醇,甲醇濃度不為0.98amo卜L,錯誤;D項,0?150min時間內(nèi),Ac(MTP)=0.67amol-L
r,正確。
8.
答案C
解析A項,產(chǎn)物A、B分子式相同、結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體,反應(yīng)過程中放熱不同,
活性中間體C根據(jù)溫度不同可以轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物B或A,正確;B項,由圖像中反應(yīng)活化能分
析可知,相同條件下由活性中間體C生成產(chǎn)物A的活化能小,速率更快,正確;C項,實
臉1測定產(chǎn)物組成時,不能說明物質(zhì)含量保持不變,體系不一定達平衡狀態(tài),錯誤;D項,
反應(yīng)為放熱反應(yīng),實驗1在fmin時,若升高溫度至25°C,產(chǎn)物中B的物質(zhì)的量分數(shù)增大,
說明升溫部分產(chǎn)物A會經(jīng)活性中間體C轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物B,正確。
9.
答案D
解析體系的自由能AG=A”-TAS,根據(jù)圖示可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),△”<(),由于該
反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),所以AS<0。當溫度較低時,AG=A//-rAS<0,反應(yīng)
Ac0.3mol
能夠自發(fā)進行,A正確;10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率O(A2)=—0.015mol-L
Ar2LX10min
min-1,根據(jù)化學(xué)方程式可知。(B2)=3o(A2)=0.045molQ-Lmin,B正確;11min時,其他
條件不變,壓縮容器容積至1L,由于壓強增大,化學(xué)平衡正向移動,不斷消耗A2,所以
“(Az)的物質(zhì)的量會進一步減少,“(A?)變化趨勢如圖2中曲線d所示,C正確;在溫度不變
時,增大某種反應(yīng)物的濃度,化學(xué)平衡正向移動,可以使其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高,故當
T\<T2,
c點由于“(B2)最大,故其對應(yīng)狀態(tài)下A2的轉(zhuǎn)化率最高,D錯誤。
10.
答案D
解析由表中數(shù)據(jù)可知,不下反應(yīng)速率大于Ti,故一高于力,平衡時甲烷的物質(zhì)的量是不
大于Ti,即升高溫度,平衡逆向移動,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng),A正確;由表中數(shù)據(jù)可知,
組別①中0?10min內(nèi),NO,的平均反應(yīng)速率為2O(CH4)=2X'T.—=0.003mol-L
10LXmm
-i.
min-1,B項正確;分析反應(yīng)可知CH4(g)+2NC)2(g)一N2(g)+CC)2(g)+2H2O(g)正反應(yīng)是一
個氣體體積增大的反應(yīng),若組別②改為恒壓裝置,相當于增大體積,減小壓強,平衡正向移
動,則M值一定小于0.15,C正確:當有1molC—H斷裂表示正反應(yīng),同時有ImolO—H
形成也表示正反應(yīng),故不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D錯誤。
11.
答案B
解析10min時反應(yīng)達到平衡,測得體系的壓強減少20%,則平衡時混合氣體總物質(zhì)的量
為(0.2+0.2+0.1)molX(1-20%)=0.4mol,10min內(nèi)用ClNO(g)表示的平均反應(yīng)速率
V(C1NO)=7.5X10-3mol.L-'min-1,則平衡時H(C1NO)=7.5X10-3mol-L-'-min_1X10
minX2L=O.I5mol,設(shè)①中反應(yīng)的NCh為xmol,②中反應(yīng)的CL為ymol,則:
2NO2(g)+NaCl(s)一NaNCh(s)+ClNO(g)
起始/mol0.20
轉(zhuǎn)化/molX0.5%
平衡/mol0.2-x0.5x
2NO(g)+C12(g)-2ClN0(g)
起始/mol0.20.10
轉(zhuǎn)化/mol2yy2y
平衡/mol0.2—2y0.1—y2y
則0.5x+2y=0.15,0.2-x+0.2—2),+0.1—y+0.5x+2y=0.4,聯(lián)立方程,解得x=0.1、y=
0.05,故平衡后,(NCOM1---2L---=------rL---=0Q5mol-L1,A錯誤;由A項
分析可知,平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為§4黑X100%=50%,故B正確;平衡常數(shù)只受溫度影
響,反應(yīng)在絕熱條件下進行,反應(yīng)②放熱,使溫度升高,平衡常數(shù)感減小,故C錯誤:由
蓋斯定律可知,由①X2一②可得反應(yīng)4NO2(g)+2NaCl(s)-2NaNO3(s)+2NO(g)+Cb(g),
則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=等,故D錯誤。
12.
答案A
解析a點要達到平衡,CCh的轉(zhuǎn)化率增大,反應(yīng)正向進行,所以。正川迄,故A正確;b點
反應(yīng)達到平衡狀態(tài),參加反應(yīng)的CO2小于1mol,反應(yīng)放熱小于53.7kJ,故B錯誤;相同溫
度下,反應(yīng)①反應(yīng)速率最快,所以催化劑效果最佳的是反應(yīng)①,故C錯誤;c點CCh的轉(zhuǎn)化
率是|,則:
CO2(g)+3H2(g)1H2O(g)+CH3OH(g)
開始/(molLr)0.51.500
2222
轉(zhuǎn)化/(moLL-i)^XO.51X0.5X31義0.5§X0.5
平衡/(molL-i)t0.5g;
K=坐故D錯誤。
13.
答案D
j1(1¥
解析A項,NO(g)L^N2(g)+]O2(g)的平衡常數(shù)為——=1015,錯誤;B項,CO和。2
之間的反應(yīng)需要點燃才能進行,錯誤;C項,反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,
平衡常數(shù)增大,錯誤;D項,常溫下,NO、H2O,CO2三種物質(zhì)分解放出O2的平衡常數(shù)依
次為1X1030、5X10-82、4X10-92,平衡常數(shù)越大,則反應(yīng)進行的程度越大,正確。
14.
答案C
解析依據(jù)起點的縱坐標及曲線的變化趨勢可知,曲線I呈上升趨勢,曲線II先升后降,因
為該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡逆移,TiN的質(zhì)量減小,所以曲線I表示的是壓強
隨溫度的變化,曲線H表示的是TiN的質(zhì)量隨溫度的變化,故A錯誤;溫度越高反應(yīng)速率
越快,達到平衡的時間越短,b點為恰好達到平衡的點,a點還未達到平衡,c點是在b點
基礎(chǔ)上升高溫度,平衡逆向移動,故B錯誤;由圖可知a、b、c三點體系內(nèi)固體質(zhì)量大小
關(guān)系是,〃(b)>,"(c)>,"(a),依據(jù)質(zhì)量守恒,則氣體質(zhì)量大小關(guān)系為zn(b)</n(c)</n(a),結(jié)合
化學(xué)方程式可知,當氣體質(zhì)量越大時,氣體的物質(zhì)的量就越小,根據(jù)M=十可知M(a)>M(c)
>M(b),故C正確;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),a、b、c三點的溫度依次升高,反應(yīng)是放熱反
應(yīng),溫度越高平衡常數(shù)越小,所以K(b)>K(c),故D錯誤。
15.
答案B
解析反應(yīng)達到平衡時正逆反應(yīng)速率相等,所以C12與SC12的消耗速率之比為1:2,據(jù)圖
可知B、D點滿足條件,為平衡狀態(tài),故A正確;據(jù)圖可知B、D點之后繼續(xù)升高溫度SC12
的消耗速率變大的更多,即逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,平衡逆向移動,所以正反應(yīng)為放熱
反應(yīng),△”<(),所以正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能,故B錯誤,C正確;該反應(yīng)前后
氣體系數(shù)之和相等,壓強不影響平衡,所以縮小容器容積,重新達到平衡后與原平衡為等效
平衡,氯氣的轉(zhuǎn)化率不變,故D正確。
16.
答案(1XD<②KA=KB>KC③b(2)100減小(3)>
解析(1)①反應(yīng)CO(g)+2H2(g)一CHQH(g)是氣體體積減小的反應(yīng),加壓平衡正向移動,
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