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2019届二轮复习 化学平衡 作业(全国通用) (3) 练习
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不定项选择
1.(2018·苏州期中)在温度T1和T2时,分别将0.50 mol CH4和1.2 mol NO2充入体积为1 L的恒容密闭容器中,发生如下反应CH4(g)+2NO2 (g)N2(g)+CO2(g)+2H2O (g),测得n(CH4)随时间变化数据如下表,下列说法正确的是( )
温度
时间/min
0
10
20
40
50
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
……
0.15
A.该反应的正反应为放热反应
B.T1时,0~10 min NO2的平均反应速率为0.15 mol·L-1·min-1
C.保持其他条件不变,T2时向平衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2,与原平衡相比,达新平衡时N2的浓度增大、体积分数减小
D.保持其他条件不变、T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g),平衡向正反应方向移动
解析 A项,对比两组数据,前10 s内,T2温度条件下速率快,说明温度高,达到平衡时,T2条件下,n(CH4)多,相对于T1,相当于温度升高,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应吸热,正反应放热,正确;B项,v(NO2)=2v(CH4)=2×=0.03 mol·L-1·min-1,错误;C项,成比例增加投料量,相当于加压,相当于平衡向逆反应方向移动,N2的体积分数减小,但c(N2)比原平衡大,正确;D项,
K==6.4,Qc==6.4,平衡不移动,错误。
答案 AC
2.利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0,且p1<p2
B.反应速率:v逆(状态A)>v逆(状态B)
C.在C点时,CO转化率为75%
D.在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数也不同
解析 A项,由图可知,随温度升高,CH3OH的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应吸热,正反应放热,合成甲醇是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,CH3OH体积分数增大,所以p1>p2,错误;B项,B点温度比A点高,温度越高速率越快,错误;C项,
CH3OH体积分数等于物质的量分数为=0.5,a=0.75,正确;D项,恒温恒压条件下,充入不同量的CH3OH,发生反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),等效平衡,体积分数相同,错误。
答案 C
3.在初始温度为500 ℃、容积恒定为10 L的三个密闭容器中,如图充料发生反应:CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-25 kJ/mol。已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍;乙、丙中初始反应方向不同,平衡后对应各组分的体积分数相等。下列分析正确的是( )
A.刚开始反应时速率:甲>乙
B.平衡后反应放热:甲>乙
C.500 ℃下该反应平衡常数:K=3×102
D.若a≠0,则0.9 解析 由于甲、乙两容器起始时同温、同体积、同投料量,所以刚开始反应时,两者速率相等,A错误;由于正反应放热,甲容器绝热,所以开始反应后,甲容器温度高于乙,温度升高,相当于平衡向逆反应方向移动,所以平衡时,甲容器中转化率小于乙容器,所以放出的热量少,B错误;
===,x=0.9 mol
K===3×104,C错误;乙、丙最终建立等效平衡,由于乙平衡时n(CH3OH)=n(H2O)=0.9,丙逆向建立平衡,所以b>0.9,D正确。
答案 D
4.(2017·无锡一调)一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),进行反应2SO2+O22SO3,其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是( )
甲
乙
丙
丁
容闭容器体积/L
2
2
2
1
起始物质的量
n(SO2)/mol
0.40
0.80
0.80
0.40
n(O2)/mol
0.24
0.24
0.48
0.24
SO2的平衡转化率/%
80
α1
α2
α3
A.该温度下,该反应的平衡常数K为400 L· mol-1
B.SO2的平衡转化率:α1>α2=α3
C.达到平衡时,容器丁中的正反应速率比容器丙中的大
D.达到平衡时,容器丙中c(SO3)大于容器甲中c(SO3)的两倍
解析 由甲容器数据知平衡时,c(SO2)=c(O2)=0.04 mol·L-1,c(SO3)=
0.16 mol·L-1,故K==400 (L·mol-1),A正确;乙、丙容器仅O2的物质的量不同,O2的物质的量越大,SO2的平衡转化率越大,即α1<α2,丙与丁属于等效平衡,故α2=α3,B错误;丙与丁属于等效平衡,速率一样大,C错误;D项,若丙容器的体积为4 L,则两容器中SO3的浓度相同,将4 L压缩为2 L,若平衡不移动,则c丙(SO3)=2c甲(SO3),压缩时,压强增大,平衡向生成SO3的方向移动,故c丙(SO3)>2c甲(SO3),D正确。
答案 AD
5.(2017·南通二调)两个容积均为2 L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),起始物质的量见下表。实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO2的物质的量如图所示。下列说法正确的是( )
容器
起始物质的量
NO
CO
Ⅰ
1 mol
3 mol
Ⅱ
6 mol
2 mol
A.N点的平衡常数为0.04 L·mol-1
B.M、N两点容器内的压强:p(M)>2p(N)
C.若将容器Ⅰ的容积改为1 L,t1温度下达到平衡时c(CO2)=0.25 mol·L-1
D.若将容器Ⅱ改为绝热容器,实验起始温度为t1,到达平衡时NO的转化率小于16.7%
解析 由于M、N两点温度相同,故平衡常数也相同,即K(N)=K(M),容器Ⅱ反应达到M点时,容易计算出平衡时,n(NO)=5 mol、n(CO)=1 mol、n(N2)=0.5 mol、n(CO2)=1 mol,故K(M)==0.04(L·mol-1),A正确。若容器Ⅲ与容器Ⅰ、Ⅱ一样,起始投料为n(NO)=2 mol、n(CO)=6 mol,则t1温度下达到平衡时,n(NO)=1 mol、n(CO)=5 mol、n(NO)=0.5 mol、n(CO2)=1 mol,此时压强与M点一样大;若容器Ⅱ的容积为4 L,则p(M)=p(N),将容器Ⅱ压缩为2 L,若平衡不移动,则p(M)=2p(N),平衡右移后压强减小,故p(M)<2p(N),B错误。容器Ⅰ的容积改为1 L后,与容器Ⅲ为等效平衡,故平衡时n(CO2)=0.5 mol,c(CO2)=0.5 mol·L-1,C错误。容器Ⅱ平衡时NO的转化率=≈16.7%;由于反应是放热反应,改成绝热容器后,达到平衡时的温度比t1高,故NO的转化率会降低,即小于16.7%,D正确。
答案 AD
6.一定量的CO2与足量碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:
下列说法正确的是( )
A.550 ℃时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动
B.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T ℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925 ℃时,此反应的平衡常数K=2 304,保持温度不变,若缩小体积,K值将变小
解析 A项,恒压容器,充入惰性气体,体积增大,各成分浓度减小,v(正)、v(逆)均减小,相当于减压,平衡向正反应方向移动,错误;B项,设起始1 mol CO2,CO2转化率为25%,平衡时,CO2为0.75 mol,CO为0.5 mol,CO2的物质的量分数为60%,正确;C项,T ℃时,达到平衡时n(CO2)=n(CO),充入等体积的两者,由于是恒压,所以平衡不移动,错误;D项,温度不变,K值不变,错误。
答案 B
7.一定温度下(T1<T2),在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
CO
H2
CH3OH(g)
Ⅰ
T1
0.2
0.4
0.18
Ⅱ
T1
0.4
0.8
Ⅲ
T2
0.2
0.4
0.16
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.达平衡时,容器Ⅰ中CH3OH(g)的体积分数比容器Ⅱ中的大
C.采取加压、增大c(H2)、加入合适的催化剂等措施,都能提高CO的转化率
D.若起始时向容器Ⅰ中充入CO 0.2 mol、H2 0.2 mol、CH3OH(g) 0.5 mol,反应将向正反应方向进行
解析 A项,对比Ⅰ、Ⅲ数据,可知温度升高,CH3OH的物质的量减小,说明平衡向逆反应方向移动,说明逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,正确;B项,Ⅱ相对于Ⅰ是成比例的增加投料量,相当于加压,平衡向正反应方向移动,Ⅱ中CH3OH的物质的量分数增大,错误;C项,催化剂不影响平衡的移动,不提高CO的转化率,错误;D项,由Ⅰ中数据有
K===22 500,
Qc===250
答案 AD
8.(2017·盐城市三模)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如下图所示:
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.压强大小关系为:p1<p2<p3
C.M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2
D.在p2及512 K时,图中N点v(正)
解析 A项,从图像看,随着温度升高,平衡时甲醇的量减少,说明升温时平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,正确;B项,该反应为体积减小的反应,在增大压强时,甲醇的量增多,从图中知,作一等温线发现,p1对应的甲醇的量最多,所以p1最大,错误;C项,M点表示平衡时甲醇的物质的量为0.25 mol,
K=≈1.04×10-2,正确;D项,N点相对于M点,N点没有达到平衡,且N点中甲醇的量比平衡量小,所以平衡应正向移动,即v(正)>v(逆),错误。
答案 AC
9.在2 L恒容密闭容器中进行如下反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)起始时n(CO2)=4 mol,投入不同量的H2,测得CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.三种条件下起始的n(H2):①<②<③
C.其他条件不变,扩大容器体积可提高CO2的转化率
D.曲线③对应的H2起始投料为8 mol,则400 K时该反应平衡常数的值为1.687 5
解析 由图像知,温度越高,CO2的转化率越低,故正反应为放热反应,A正确;由图像知,相同温度下,H2的物质的量越大,CO2的转化率越高,故①>②>③,B错误;该反应是气体体积减小的反应,扩大容器体积,平衡左移,CO2的转化率降低,C错误;
列三段式:
故平衡常数K===1.687 5(L4·mol-4),D正确。
答案 AD
10.一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH3OH的物质的量随时间变化关系如下图所示。
容器
温度/K
起始物质的量/mol
CO(g)
H2(g)
CH3OH(g)
Ⅰ
T1
0.2
0.4
0
Ⅱ
T1
0
0
0.4
Ⅲ
T2
0.2
0.4
0
下列说法正确的是( )
A.在前20 min内,容器Ⅰ中反应的平均速率为v(H2)=0.012 mol·L-1·min-1
B.达到平衡后,容器Ⅰ中再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH3OH,此时v正>v逆
C.达到平衡时,容器Ⅱ中的压强一定大于容器Ⅰ中的压强的两倍
D.将容器Ⅲ改为绝热容器,实验起始温度为T2,达到平衡时,CO的转化率小于50%
解析 由图像可知容器Ⅰ中前20 min生成的CH3OH的物质的量为0.12 mol,则H2反应掉0.24 mol,反应速率v(H2)==0.006 mol·L-1·min-1,A错误;容器Ⅰ达平衡时的平衡常数K===234.375 L2·mol-2,再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH3OH时,Qc=≈178.57 L2·mol-2<K,则平衡正向移动,即v正>v逆,B正确;先假设容器Ⅱ是容器Ⅰ的2倍.则两容器中达平衡时等效,容器Ⅱ中各物质的物质的量是容器Ⅰ的2倍,再将容器Ⅱ压缩至容器I的体积,平衡正向移动,压强减小,故比容器Ⅰ的压强的两倍要小,C错误;由图像可知,容器Ⅲ先达平衡,则温度T2>T1,但平衡时CH3OH的物质的量比容器Ⅰ中小,故正反应是放热反应,保持T2温度达平衡时CO的转化率为50%,如果绝热,反应时放热,温度升高,平衡逆向移动,则CO的转化率会小于50%,D正确。
答案 BD
11.在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度的变化及不同压强下CO的变化如图所示,p2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如下表所示。下列说法正确的是( )
p2和195 ℃时n(H2)
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8
5
4
4
A.p2和195 ℃时,0~3 min,反应速率v(CH3OH)= mol·L-1·min-1
B.p10
C.在p2和195 ℃时,该反应的平衡常数为25
D.195 ℃、p2时,在B点:v正>v逆
解析 A项,0~3 min,Δn(H2)=4 mol,Δc(H2)==0.2 mol·L-1,v(H2)=,则v(CH3OH)≈0.033 mol·L-1·min-1,错误;B项,由任意一条曲线知,随温度升高,CO转化率减小,故ΔH<0,由于增大压强时,平衡右移,故p1
答案 C
12.(2018·无锡期中)温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生应:2NO(g)+Br2(g)===2NOBr(g)(正反应放热)。该反应分为两步进行:
①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)(快);
②NO(g)+NO-+Br2 (g)NOBr(g)(慢)
容器编号
物质的起始浓度(mol·L-1)
物质的平衡浓度(mol·L-1)
c(NO)
c(Br2)
c(NOBr)
c(NOBr)
Ⅰ
0.3
0.15
0.1
0.2
Ⅱ
0.4
0.2
0
Ⅲ
0
0
0.2
下列说法正确的是( )
A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为2∶1
B.当温度改变为T2时,若K=50,则T2
C.容器Ⅲ达成平衡所需的时间,取决于上述反应②建立平衡的速率
D.达平衡时,容器Ⅱ中c(Br2)/c(NOBr)比容器Ⅲ中的大
解析 A项,容器I中投料量完全转化为反应物为0.4 mol·L-1的NO、0.2 mol·L-1的Br2,容器Ⅱ中投料量完全转化为反应物为0.2 mol·L-1的NO、0.1 mol·L-1的Br2,容器I相对于容器Ⅱ,成比例的增加投料量,若平衡不移动,压强比为2∶1,成比例增加投料量相当于加压,平衡正向移动,压强减少,压强比小于2∶1,错误;B项,
K=10,T2时,若K=50,说明平衡正向移动,正反应是放热反应,说明温度降低,正确;C项,反应②是慢反应,反应速率由最慢的一步决定,正确;D项,容器Ⅱ的投料量是Ⅲ的两倍,成比例增加投料量,相当于加压,平衡正向移动,c(Br2)/c(NOBr)减小,错误。
答案 BC
13.(2018·南通等七市联考)在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:SO2(g)+2NO(g)2NO2(g)+S(s)。改变容器I的反应温度,平衡时c( NO2)与温度的
关系如下图所示。下列说法正确的是( )
容器编号
温度/K
起始物质的量/mol
SO2
NO
NO2
S
Ⅰ
0.5
0.6
0
0
Ⅱ
T1
0.5
1
0.5
1
Ⅲ
T2
0.5
0.2
1
1
A.该反应的ΔH<0
B.T1时,该反应的平衡常数为
C.容器Ⅰ与容器Ⅱ均在T1时达到平衡,总压强之比小于1∶2
D.若T2
解析 A项,随温度升高,c(NO2)减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应吸热,正反应放热,正确;B项,容器Ⅰ中
K=c2(NO2)/[c(SO2)·c2(NO)]=1/1.6,错误;C项,容器Ⅱ的总物质的量正好是容器Ⅰ中气体总物质的量的2倍,容器Ⅱ中Qc=0.5
答案 AD
不定项选择
1.(2018·苏州期中)在温度T1和T2时,分别将0.50 mol CH4和1.2 mol NO2充入体积为1 L的恒容密闭容器中,发生如下反应CH4(g)+2NO2 (g)N2(g)+CO2(g)+2H2O (g),测得n(CH4)随时间变化数据如下表,下列说法正确的是( )
温度
时间/min
0
10
20
40
50
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
……
0.15
A.该反应的正反应为放热反应
B.T1时,0~10 min NO2的平均反应速率为0.15 mol·L-1·min-1
C.保持其他条件不变,T2时向平衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2,与原平衡相比,达新平衡时N2的浓度增大、体积分数减小
D.保持其他条件不变、T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g),平衡向正反应方向移动
解析 A项,对比两组数据,前10 s内,T2温度条件下速率快,说明温度高,达到平衡时,T2条件下,n(CH4)多,相对于T1,相当于温度升高,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应吸热,正反应放热,正确;B项,v(NO2)=2v(CH4)=2×=0.03 mol·L-1·min-1,错误;C项,成比例增加投料量,相当于加压,相当于平衡向逆反应方向移动,N2的体积分数减小,但c(N2)比原平衡大,正确;D项,
K==6.4,Qc==6.4,平衡不移动,错误。
答案 AC
2.利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0,且p1<p2
B.反应速率:v逆(状态A)>v逆(状态B)
C.在C点时,CO转化率为75%
D.在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数也不同
解析 A项,由图可知,随温度升高,CH3OH的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应吸热,正反应放热,合成甲醇是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,CH3OH体积分数增大,所以p1>p2,错误;B项,B点温度比A点高,温度越高速率越快,错误;C项,
CH3OH体积分数等于物质的量分数为=0.5,a=0.75,正确;D项,恒温恒压条件下,充入不同量的CH3OH,发生反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),等效平衡,体积分数相同,错误。
答案 C
3.在初始温度为500 ℃、容积恒定为10 L的三个密闭容器中,如图充料发生反应:CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-25 kJ/mol。已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍;乙、丙中初始反应方向不同,平衡后对应各组分的体积分数相等。下列分析正确的是( )
A.刚开始反应时速率:甲>乙
B.平衡后反应放热:甲>乙
C.500 ℃下该反应平衡常数:K=3×102
D.若a≠0,则0.9 解析 由于甲、乙两容器起始时同温、同体积、同投料量,所以刚开始反应时,两者速率相等,A错误;由于正反应放热,甲容器绝热,所以开始反应后,甲容器温度高于乙,温度升高,相当于平衡向逆反应方向移动,所以平衡时,甲容器中转化率小于乙容器,所以放出的热量少,B错误;
===,x=0.9 mol
K===3×104,C错误;乙、丙最终建立等效平衡,由于乙平衡时n(CH3OH)=n(H2O)=0.9,丙逆向建立平衡,所以b>0.9,D正确。
答案 D
4.(2017·无锡一调)一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),进行反应2SO2+O22SO3,其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是( )
甲
乙
丙
丁
容闭容器体积/L
2
2
2
1
起始物质的量
n(SO2)/mol
0.40
0.80
0.80
0.40
n(O2)/mol
0.24
0.24
0.48
0.24
SO2的平衡转化率/%
80
α1
α2
α3
A.该温度下,该反应的平衡常数K为400 L· mol-1
B.SO2的平衡转化率:α1>α2=α3
C.达到平衡时,容器丁中的正反应速率比容器丙中的大
D.达到平衡时,容器丙中c(SO3)大于容器甲中c(SO3)的两倍
解析 由甲容器数据知平衡时,c(SO2)=c(O2)=0.04 mol·L-1,c(SO3)=
0.16 mol·L-1,故K==400 (L·mol-1),A正确;乙、丙容器仅O2的物质的量不同,O2的物质的量越大,SO2的平衡转化率越大,即α1<α2,丙与丁属于等效平衡,故α2=α3,B错误;丙与丁属于等效平衡,速率一样大,C错误;D项,若丙容器的体积为4 L,则两容器中SO3的浓度相同,将4 L压缩为2 L,若平衡不移动,则c丙(SO3)=2c甲(SO3),压缩时,压强增大,平衡向生成SO3的方向移动,故c丙(SO3)>2c甲(SO3),D正确。
答案 AD
5.(2017·南通二调)两个容积均为2 L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),起始物质的量见下表。实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO2的物质的量如图所示。下列说法正确的是( )
容器
起始物质的量
NO
CO
Ⅰ
1 mol
3 mol
Ⅱ
6 mol
2 mol
A.N点的平衡常数为0.04 L·mol-1
B.M、N两点容器内的压强:p(M)>2p(N)
C.若将容器Ⅰ的容积改为1 L,t1温度下达到平衡时c(CO2)=0.25 mol·L-1
D.若将容器Ⅱ改为绝热容器,实验起始温度为t1,到达平衡时NO的转化率小于16.7%
解析 由于M、N两点温度相同,故平衡常数也相同,即K(N)=K(M),容器Ⅱ反应达到M点时,容易计算出平衡时,n(NO)=5 mol、n(CO)=1 mol、n(N2)=0.5 mol、n(CO2)=1 mol,故K(M)==0.04(L·mol-1),A正确。若容器Ⅲ与容器Ⅰ、Ⅱ一样,起始投料为n(NO)=2 mol、n(CO)=6 mol,则t1温度下达到平衡时,n(NO)=1 mol、n(CO)=5 mol、n(NO)=0.5 mol、n(CO2)=1 mol,此时压强与M点一样大;若容器Ⅱ的容积为4 L,则p(M)=p(N),将容器Ⅱ压缩为2 L,若平衡不移动,则p(M)=2p(N),平衡右移后压强减小,故p(M)<2p(N),B错误。容器Ⅰ的容积改为1 L后,与容器Ⅲ为等效平衡,故平衡时n(CO2)=0.5 mol,c(CO2)=0.5 mol·L-1,C错误。容器Ⅱ平衡时NO的转化率=≈16.7%;由于反应是放热反应,改成绝热容器后,达到平衡时的温度比t1高,故NO的转化率会降低,即小于16.7%,D正确。
答案 AD
6.一定量的CO2与足量碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:
下列说法正确的是( )
A.550 ℃时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动
B.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T ℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925 ℃时,此反应的平衡常数K=2 304,保持温度不变,若缩小体积,K值将变小
解析 A项,恒压容器,充入惰性气体,体积增大,各成分浓度减小,v(正)、v(逆)均减小,相当于减压,平衡向正反应方向移动,错误;B项,设起始1 mol CO2,CO2转化率为25%,平衡时,CO2为0.75 mol,CO为0.5 mol,CO2的物质的量分数为60%,正确;C项,T ℃时,达到平衡时n(CO2)=n(CO),充入等体积的两者,由于是恒压,所以平衡不移动,错误;D项,温度不变,K值不变,错误。
答案 B
7.一定温度下(T1<T2),在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
CO
H2
CH3OH(g)
Ⅰ
T1
0.2
0.4
0.18
Ⅱ
T1
0.4
0.8
Ⅲ
T2
0.2
0.4
0.16
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.达平衡时,容器Ⅰ中CH3OH(g)的体积分数比容器Ⅱ中的大
C.采取加压、增大c(H2)、加入合适的催化剂等措施,都能提高CO的转化率
D.若起始时向容器Ⅰ中充入CO 0.2 mol、H2 0.2 mol、CH3OH(g) 0.5 mol,反应将向正反应方向进行
解析 A项,对比Ⅰ、Ⅲ数据,可知温度升高,CH3OH的物质的量减小,说明平衡向逆反应方向移动,说明逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,正确;B项,Ⅱ相对于Ⅰ是成比例的增加投料量,相当于加压,平衡向正反应方向移动,Ⅱ中CH3OH的物质的量分数增大,错误;C项,催化剂不影响平衡的移动,不提高CO的转化率,错误;D项,由Ⅰ中数据有
K===22 500,
Qc===250
8.(2017·盐城市三模)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如下图所示:
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.压强大小关系为:p1<p2<p3
C.M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2
D.在p2及512 K时,图中N点v(正)
K=≈1.04×10-2,正确;D项,N点相对于M点,N点没有达到平衡,且N点中甲醇的量比平衡量小,所以平衡应正向移动,即v(正)>v(逆),错误。
答案 AC
9.在2 L恒容密闭容器中进行如下反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)起始时n(CO2)=4 mol,投入不同量的H2,测得CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.三种条件下起始的n(H2):①<②<③
C.其他条件不变,扩大容器体积可提高CO2的转化率
D.曲线③对应的H2起始投料为8 mol,则400 K时该反应平衡常数的值为1.687 5
解析 由图像知,温度越高,CO2的转化率越低,故正反应为放热反应,A正确;由图像知,相同温度下,H2的物质的量越大,CO2的转化率越高,故①>②>③,B错误;该反应是气体体积减小的反应,扩大容器体积,平衡左移,CO2的转化率降低,C错误;
列三段式:
故平衡常数K===1.687 5(L4·mol-4),D正确。
答案 AD
10.一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH3OH的物质的量随时间变化关系如下图所示。
容器
温度/K
起始物质的量/mol
CO(g)
H2(g)
CH3OH(g)
Ⅰ
T1
0.2
0.4
0
Ⅱ
T1
0
0
0.4
Ⅲ
T2
0.2
0.4
0
下列说法正确的是( )
A.在前20 min内,容器Ⅰ中反应的平均速率为v(H2)=0.012 mol·L-1·min-1
B.达到平衡后,容器Ⅰ中再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH3OH,此时v正>v逆
C.达到平衡时,容器Ⅱ中的压强一定大于容器Ⅰ中的压强的两倍
D.将容器Ⅲ改为绝热容器,实验起始温度为T2,达到平衡时,CO的转化率小于50%
解析 由图像可知容器Ⅰ中前20 min生成的CH3OH的物质的量为0.12 mol,则H2反应掉0.24 mol,反应速率v(H2)==0.006 mol·L-1·min-1,A错误;容器Ⅰ达平衡时的平衡常数K===234.375 L2·mol-2,再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH3OH时,Qc=≈178.57 L2·mol-2<K,则平衡正向移动,即v正>v逆,B正确;先假设容器Ⅱ是容器Ⅰ的2倍.则两容器中达平衡时等效,容器Ⅱ中各物质的物质的量是容器Ⅰ的2倍,再将容器Ⅱ压缩至容器I的体积,平衡正向移动,压强减小,故比容器Ⅰ的压强的两倍要小,C错误;由图像可知,容器Ⅲ先达平衡,则温度T2>T1,但平衡时CH3OH的物质的量比容器Ⅰ中小,故正反应是放热反应,保持T2温度达平衡时CO的转化率为50%,如果绝热,反应时放热,温度升高,平衡逆向移动,则CO的转化率会小于50%,D正确。
答案 BD
11.在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度的变化及不同压强下CO的变化如图所示,p2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如下表所示。下列说法正确的是( )
p2和195 ℃时n(H2)
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8
5
4
4
A.p2和195 ℃时,0~3 min,反应速率v(CH3OH)= mol·L-1·min-1
B.p1
C.在p2和195 ℃时,该反应的平衡常数为25
D.195 ℃、p2时,在B点:v正>v逆
解析 A项,0~3 min,Δn(H2)=4 mol,Δc(H2)==0.2 mol·L-1,v(H2)=,则v(CH3OH)≈0.033 mol·L-1·min-1,错误;B项,由任意一条曲线知,随温度升高,CO转化率减小,故ΔH<0,由于增大压强时,平衡右移,故p1
12.(2018·无锡期中)温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生应:2NO(g)+Br2(g)===2NOBr(g)(正反应放热)。该反应分为两步进行:
①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)(快);
②NO(g)+NO-+Br2 (g)NOBr(g)(慢)
容器编号
物质的起始浓度(mol·L-1)
物质的平衡浓度(mol·L-1)
c(NO)
c(Br2)
c(NOBr)
c(NOBr)
Ⅰ
0.3
0.15
0.1
0.2
Ⅱ
0.4
0.2
0
Ⅲ
0
0
0.2
下列说法正确的是( )
A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为2∶1
B.当温度改变为T2时,若K=50,则T2
D.达平衡时,容器Ⅱ中c(Br2)/c(NOBr)比容器Ⅲ中的大
解析 A项,容器I中投料量完全转化为反应物为0.4 mol·L-1的NO、0.2 mol·L-1的Br2,容器Ⅱ中投料量完全转化为反应物为0.2 mol·L-1的NO、0.1 mol·L-1的Br2,容器I相对于容器Ⅱ,成比例的增加投料量,若平衡不移动,压强比为2∶1,成比例增加投料量相当于加压,平衡正向移动,压强减少,压强比小于2∶1,错误;B项,
K=10,T2时,若K=50,说明平衡正向移动,正反应是放热反应,说明温度降低,正确;C项,反应②是慢反应,反应速率由最慢的一步决定,正确;D项,容器Ⅱ的投料量是Ⅲ的两倍,成比例增加投料量,相当于加压,平衡正向移动,c(Br2)/c(NOBr)减小,错误。
答案 BC
13.(2018·南通等七市联考)在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:SO2(g)+2NO(g)2NO2(g)+S(s)。改变容器I的反应温度,平衡时c( NO2)与温度的
关系如下图所示。下列说法正确的是( )
容器编号
温度/K
起始物质的量/mol
SO2
NO
NO2
S
Ⅰ
0.5
0.6
0
0
Ⅱ
T1
0.5
1
0.5
1
Ⅲ
T2
0.5
0.2
1
1
A.该反应的ΔH<0
B.T1时,该反应的平衡常数为
C.容器Ⅰ与容器Ⅱ均在T1时达到平衡,总压强之比小于1∶2
D.若T2
K=c2(NO2)/[c(SO2)·c2(NO)]=1/1.6,错误;C项,容器Ⅱ的总物质的量正好是容器Ⅰ中气体总物质的量的2倍,容器Ⅱ中Qc=0.5
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