化学反应速率和化学平衡的图像练习题

这是一份化学反应速率和化学平衡的图像练习题，共6页。试卷主要包含了 CO2可用于合成乙烯等内容，欢迎下载使用。
2-05 涉及化学反应速率和化学平衡的图像1. 如图是可逆反应X2+3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是（  ） A. t1时，只有正方向反应 B. 0~t1，c(Z)在减小 C. t2~t3，反应不再进行 D. t2~t3，各物质的浓度不再发生变化2. CO2可用于合成乙烯：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。0.2MPa时，按n(CO2):n(H2)=1:3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图  下列叙述正确的是（  ） A. 该反应为吸热反应 B. 曲线a代表的是C2H4 C. M与N点的浓度比为6:1 D. T1℃、0.1MPa下CO2的平衡转化率比N点小3. 在一定条件下A2和B2可发生反应：A2(g)+3B2(g)2AB3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化，图2表示在固定容积为2L的密闭容器中反应时A2的物质的量随时间变化的关系，图3表示在其他条件不变的情况下，改变反应物B2的起始物质的量对AB3平衡百分含量的影响。下列说法错误的是（  ）A. 该反应的正反应方向为放热反应B. 10min内该反应的平均速率v(B2)=0.045mol/(L·min)C. 11min时，恒温压缩容器容积至1L，n(A2)的变化趋势如图2中曲线d所示D. 图3中T1<T2，b点对应状态下A2的转化率最高4. CO和H2S混合加热可以制得羰基硫（COS）。COS可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在T1和T2温度下，在恒容密闭容器中，将一定量CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。  根据图中信息回答下列问题： （1）H2S是一种有剧毒的气体，它的电子式_________；COS的空间构型和CO2相似，由此判断COS属于_______（填“极性”或“非极性”）分子。（2）T1___T2（填“>”或“<”），该反应的正反应方向为______（填“吸热”或“放热”）反应。（3）T1温度下在t0时刻保持其他条件不变将容器体积扩大为原来的1.5倍，请补全t0到t1（已达平衡）时间段内的图线。（4）在恒压密闭容器充入H2和COS。设起始充入的n(H2):n(COS)=m，相同时间内测得COS转化率与m和温度（T）的关系如图所示：    ①m1___m2（填“>”、“<”或“=”）。    ②温度高于T0，COS转化率减小的可能原因为：      i ________________________；  ii _______________________；      iii _______________________。      COS与H2O的反应为：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)+35kJ。（5）在恒压密闭容器中进行上述反应，COS(g)与H2O(g)投料比分别为1:3和1:1，反应物的总物质的量相     同时，COS(g)的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。     ①M点对应的平衡常数____Q点（填“>”、“<”或“=”）。     ②M点和Q点对应的平衡混合气体的总物质的量之比为______。5. 一定条件下CO2与H2合成二甲醚的反应为：  2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)+Q，时，实验测得CO2的平衡转化率随温度及  压强变化如图所示。（1）该反应的Q___0（填“>”或“<”）。（2）图中压强（P）由大到小的顺序是______________。（3）合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳，合成时选用硅铝化合物做催化剂，硅铝比不同时，生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较：KA____KB（填“>”、“<”或“=”）。根据图中两条曲线，写出其中一条变化规律：_____   ________________________________________________________________。（4）下图是使用不同硅铝比化合物做催化剂制备二甲醚的能量变化示意图，其中正确且最佳的是_____。6. 工业上除去SO2尾气有多种方法。Ⅰ. 烟道气中除去SO2的方法：2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)+Q（Q>0）。（1）该反应的平衡常数表达式为_____________。若保持其他条件不变，缩小反应容器的体积，平衡常数将会_______（填“变大”、“变小”或“不变”）。（2）下图是平衡时SO2的质量在不同温度下随压强的变化曲线，判断：T1____T2（填“>”或“<”）。（3）若在2L的密闭容器中进行上述反应，经测定在5min内气体的质量减小了1.6g，则0~5min的平均反应速率v(CO2)=_____。Ⅱ. 硫酸工业中用氢氧化钠溶液吸收SO2：2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O，Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3。   已知：Na2SO3溶液显碱性，NaHSO3溶液显酸性，两者均易被氧化。（4）用离子方程式解释Na2SO3溶液显碱性的主要原因：__________________________。（5）若测得某次吸收SO2后的溶液的pH=7（常温），则该溶液中c(H+)____c(OH-)（填“>”、“<”或“=”，下同），c(Na+)____c(SO32-)+c(HSO3-)。上述溶液在空气中放置一段时间后，溶液的pH____7；原因是_________________________________________。7. 甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上的利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：  ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+53.7kJ；  ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+58kJ；  ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)-41kJ。  回答下列问题：  Ⅰ. 若将1mol CO2和2mol H2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下仅发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。（1）下列说法正确的是______。    a. 该反应的正反应方向为吸热反应    b. 处于A点的反应体系从T1变到T2。达到平衡时减小    c. T2下，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol(L·min)    d. 该反应在T1时的平衡常数比T2时的大（2）一定温度下，下列能判断该反应达到平衡状态的是_____。    a. 容器中压强不变   b. 甲醇和水蒸气的体积比保持不变    c. v正(H2)=3v逆(CH3OH)  d. 2个C=O断裂的同时有6个H—H断裂（3）若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为________，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_____。    a. 适当降低温度    b. 使用合适的催化剂    c. 充入He     d. 按原比例再充入CO2和H2Ⅱ. 研究表明，在催化剂存在下，CO2和H2可发生反应②和③。某实验室控制CO2和H2初始投料比    1:2.2，经过相同反应时间测得的实验数据如下左表所示（甲醇选择性即转化的CO2中生成甲醇的百分    数）：T/K催化剂CO2转化率/%甲醇选择性543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6（4）543K时，使用催化剂Cat.2，测得实验数据时反应②所处的状态为______。    （填“正向进行”、“平衡状态”或“逆向进行”）（5）有利于提高反应②中H2平衡转化率的措施是____。    A. 使用催化剂Cat.1     B. 降低反应温度    C. 投料比不变，增加反应物的浓度  D. 减小CO2和H2的初始投料比      若同时发生上述三个反应，且混合气体的组成为n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时，体系中的CO总平衡转化    率与温度和压强的关系如上右图所示。（6）图中的压强由大到小的顺序为________。（7）值随温度升高而变小的原因是____________________________________。8. 研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意  义。  用焦炭还原NO2的反应为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)，向两个容积均为2L、反应温度分别为T1℃、  T2℃的恒温恒容密闭容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO2，测得各容器中n(NO2)随反应时间t  的变化情况如图所示。（1）T1____T2（填“>”或“<”），该反应为_____（填“放热”或“吸热”）反应。（2）T2℃时，40~80min内该反应的平均化学反应速率为v(N2)=_____。（3）T2℃下，120min时，向容器中再加入焦炭和NO2各1mol，在t时刻达到平衡时，NO2的转化率比原平衡时_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。     消除氮氧化物的常用方法是SCR（选择性催化还原）脱硝法，反应原理为：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)+Q（Q>0）。（4）SCR法除NO，投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是__________、__________。  参考答案1. D  2. D  3. D4.（1）；极性  （2）<；放热  （3）略  （4）>；有副反应发生、催化剂活性降低、平衡逆向进行  （5）<；1:15.（1）>  （2）p1>p2>p3  （3）=；温度越高，a. 二甲醚的选择性越大 b. 低温时硅铝比对二甲醚的选择性影响不大，高温时随着硅铝比增大，二甲醚的选择性先增大后减小6.（1）；不变  （2）<  （3）0.01mol/(L·min)（4）SO32-+H2OHSO3-+OH-；HSO3-+H2OH2SO3+OH-（5）=；>；=；Na2SO3和NaHSO3被氧化成Na2SO4，Na2SO4溶液呈中性7.（1）d  （2）ac  （3）0.06mol/(L·min)；ad（4）正向进行  （5）BC  （6）p1>p2>p3（7）温度升高，反应III平衡左移，反应II平衡右移，CO的物质的量均增大，导致CO转化率变小8.（1）>；放热  （2）0.0025mol/(L·min)  （3）减小  （4）降低温度、减小压强