第二章 作業(yè)16　平衡常數(shù)、速率常數(shù)的綜合應(yīng)用

作業(yè)16平衡常數(shù)、速率常數(shù)的綜合應(yīng)用(分值：100分)(選擇題1~6題，每小題7分，共42分。有一個或兩個選項符合題目要求)1．在溫度為T時，將NH4HS(s)置于抽真空的容器中，當(dāng)反應(yīng)NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)達到平衡時，測得總壓強為p，則該反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp為()A.eq\f(1,4)pB.eq\f(1,2)p2C.eq\f(1,4)p2D.eq\f(1,2)p2．常壓下羰基化法精煉鎳的原理為Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)ΔH<0。230℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸點為42.2℃，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來，加熱至230℃制得高純鎳。下列判斷錯誤的是()A．第一階段，選擇反應(yīng)溫度應(yīng)高于42.2℃B．第一階段增加c(CO)，平衡正向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變C．第二階段，Ni(CO)4幾乎完全分解D．第二階段，及時分離出Ni，有利于平衡移動3．高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)為2CH4eq\o(→,\s\up7(高溫))C2H6＋H2。反應(yīng)在初期階段的速率方程為v＝k·c(CH4)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。下列說法錯誤的是()A．反應(yīng)初期，增加甲烷濃度，v增大B．增加H2濃度，v增大C．該溫度下，乙烷的生成速率逐漸減小D．升高反應(yīng)溫度，k增大4．(2023·江西師范大學(xué)附屬中學(xué)期中)溫度為T℃時，反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I2(g)在體積為1L的密閉容器中進行，起始充入1molHI，氣體混合物中HI的物質(zhì)的量分數(shù)w(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如表所示：t/min020406080100w(HI)/%1009184818080該反應(yīng)的正反速率v正＝k正·c2(HI)，逆反應(yīng)速率v逆＝k逆·c(H2)·c(I2)，k正、k逆為速率常數(shù)，則eq\f(k正,k逆)為()A.eq\f(1,64)B．64C.eq\f(1,8)D．85．恒容條件下，1molSiHCl3發(fā)生如下反應(yīng)：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)。已知：v正＝v消耗(SiHCl3)＝k正·x2(SiHCl3)，v逆＝2v消耗(SiH2Cl2)＝k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)(假設(shè)僅與溫度有關(guān))，x為物質(zhì)的量分數(shù)。如圖是不同溫度下x(SiHCl3)隨時間的變化。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)、b處反應(yīng)速率：va>vbB．當(dāng)反應(yīng)進行到a處時，eq\f(v正,v逆)＝eq\f(9,16)C．反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時v消耗(SiHCl3)＝2v消耗(SiCl4)D．T1K時平衡體系中再充入1molSiHCl3，平衡正向移動，x(SiH2Cl2)增大6．在保持體系總壓為105Pa的條件下進行反應(yīng)：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)，原料氣中SO2和O2的物質(zhì)的量之比m＝eq\f(nSO2,nO2)不同時，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。圖中A點原料氣的成分是n(SO2)＝10mol，n(O2)＝24.4mol，n(N2)＝70mol，下列有關(guān)說法正確的是(已知：用分壓表示的平衡常數(shù)為Kp，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))()A．該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．m1>m2>m3C．A點時SO2的分壓p(SO2)＝4.0×103PaD．在500℃、m3的條件下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝5.2×10－27．(18分)工業(yè)上利用一氧化碳和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。某小組同學(xué)研究在同溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在容積相等的兩個恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)，獲得數(shù)據(jù)如下：容器編號起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol達平衡的時間/min達平衡時體系能量的變化COH2OCO2H2①1400t1放出熱量：32.8kJ②2.51000t2放出熱量：Q回答下列問題：(1)該反應(yīng)過程中，反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量。(2)容器①中反應(yīng)達平衡時，生成H2的物質(zhì)的量為________。(3)容器①的容積變?yōu)樵瓉淼囊话?，則CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“不變”或“減小”)。(4)到達平衡時間的關(guān)系：t1________(填“大于”“小于”或“等于”)t2。(5)容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________，Q＝________。8．(9分)某溫度下，N2O5氣體在一體積固定的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)(慢反應(yīng))ΔH＜0,2NO2(g)N2O4(g)(快反應(yīng))ΔH＜0，體系的總壓強p總和p(O2)隨時間的變化如圖所示。(1)圖中表示O2壓強變化的曲線是________(填“甲”或“乙”)。(2)已知N2O5分解的反應(yīng)速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)，t＝10h時，p(N2O5)＝________kPa，v＝________kPa·h－1(結(jié)果保留兩位小數(shù)，下同)。(3)該溫度下2NO2(g)N2O4(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________kPa－1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。9．(10分)H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－15kJ·mol－1的反應(yīng)機理如下：反應(yīng)ⅰ：I2(g)2I(g)ΔH1反應(yīng)ⅱ：H2(g)＋2I(g)2HI(g)ΔH2其能量與反應(yīng)過程的關(guān)系如圖所示。已知：對于基元反應(yīng)aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，其速率方程為v＝kca(A)·cb(B)。回答下列問題：(1)ΔH1________(填“>”或“<”)0。(2)反應(yīng)ⅰ逆反應(yīng)的活化能為__________kJ·mol－1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。(3)決定總反應(yīng)速率快慢的是____________(填“反應(yīng)ⅰ”或“反應(yīng)ⅱ”)。(4)各步反應(yīng)速率方程如表，其中k1、k2、k3、k4分別為v1(正)、v1(逆)、v2(正)、v2(逆)的速率常數(shù)。反應(yīng)ⅰ反應(yīng)ⅱv1(正)＝k1c(I2)v1(逆)＝k2c2(I)v1(正)＝k3c(H2)·c2(I)v2(逆)＝k4c2(HI)實驗測得總反應(yīng)的速率方程為v(正)＝kc(I2)·c(H2)，則k＝________(用僅含k1、k2、k3的代數(shù)式表示)。10．(21分)二氧化碳加氫制備甲醇可以實現(xiàn)二氧化碳的轉(zhuǎn)化利用，有利于二氧化碳的減排。反應(yīng)A：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH1＝＋41.1kJ·mol－1；反應(yīng)B：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90.1kJ·mol－1。(1)CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________。(2)500℃時，在2L恒容密閉容器中充入2molCO2和6molH2，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡時體系壓強為p0MPa，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化關(guān)系如圖1所示。①0～4min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CO2)＝________。②平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為________。③下列能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是______(填字母)。A．氣體的密度不再變化B．容器內(nèi)氣體的壓強不再變化C．v正(H2)＝3v正(CH3OH)D．CO2、H2、CH3OH和H2O的濃度之比為1∶3∶1∶1④該溫度下平衡常數(shù)Kp＝________MPa－2(用含p0的代數(shù)式表示，Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(3)一定物質(zhì)的量之比的CO2和H2在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12h。體系中甲醇