2024届高三新高考化学大一轮专题练习-化学反应的速率
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一、单选题
1.(2022·浙江·高三期中)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上检测到有积碳。
下列说法不正确的是
A.t3之后,反应②不再发生,随后副反应也逐渐停止
B.t2时刻,反应②生成H2速率小于副反应生成H2的速率
C.反应①为CaO+CO2=CaCO3:反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
D.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4C+2H2
2.(2023·全国·高三专题练习)紫外光照射时,不同催化剂作用下将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2, CH4产量随光照时间的变化如图1,以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸,不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2,下列有关说法正确的是
A.由图1知,在0~15h内,CH4的平均生成速率从大到小的顺序:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
B.由图1知,在0~35h内,CH4的平均生成速率从大到小的顺序: Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
C.由图2知,250℃~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低
D.由图2知,乙酸的生成最佳温度应为250℃~400℃
3.(2022秋·北京海淀·高三专题练习)向容积为1L的密闭容器中充入1molCO2和3molH2,在500℃下发生发应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.前3min内平均反应速率v(H2)=0.5mol•L-1•min-1
B.该反应达平衡时CO2的转化率为75%
C.500℃时,该反应的平衡常数为
D.若相同温度,相同体积的容器中,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5mol•L-1,则此时v正<v逆
4.(2023春·湖北恩施·高三校联考阶段练习)一定条件下进行反应:。向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol,反应过程中测得的有关数据见表:
t/s
0
2
4
6
8
/mol
0
0.30
0.39
0.40
0.40
下列说法不正确的是
A.0~2s生成的平均反应速率比2~4s生成的平均反应速率快
B.0~2s的平均分解速率为
C.6s时,反应已达到最大限度
D.若起始时充入2.0mol,则的平衡转化率小于40%
5.(2023春·高三单元测试)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是
A.反应在0~10 s内,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应在0~10 s内,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应进行到10 s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)=Z(g)
6.(2022春·浙江丽水·高三校考阶段练习)在2L的密闭容器中N2+3H22NH3,自开始至2秒,氨的物质的量由0变为0.4mol,则以氨气表示的化学反应速率是
A.0.2mol/(L·s) B.0.1mol/(L·s) C.0.2mol/(L·s) D.0.4mol/(L·s)
7.(2022春·广东江门·高三江门市第一中学校考阶段练习)一定条件下,溶液的酸碱性对光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是
A.在0~50min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等
B.溶液pH越小,R的降解速率越小
C.R的起始浓度越小,降解速率越大
D.在20~25min之间,pH=10时R的平均降解速率为
8.(2023春·湖南长沙·高三长沙一中校考阶段练习)体积为1L的恒温恒容密闭容器中发生反应:,A、B浓度随时间变化关系如下图所示。下列说法不正确的是
A.曲线X表示A的浓度随时间的变化
B.25~30min内用A表示的平均化学反应速率是
C.气体总压不随时间变化可以说明该反应达到平衡状态
D.反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是增加A的浓度
9.(2021春·重庆江津·高三校考期中)某一化学反应中,反应物A的浓度在10s内从0.8 mol·L-1变为0.2mol·L-1,则在这10s内A的化学反应速率为
A.0.02 mol·L-1·min-1 B.0.02 mol·L-1·s-1 C.0.06 mol·L-1·s-1 D.0.06 mol·L-1·min-1
10.(2022秋·内蒙古呼和浩特·高三呼市二中校考期中)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+B(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示。下列说法中正确的是
A.30~40 min内该反应使用了催化剂
B.正反应为吸热反应
C.30 min时降低温度,40 min时升高温度
D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
11.(2023·全国·高三专题练习)在2L恒容密闭容器中发生反应,各物质的物质的量随反应时间t的部分变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.曲线Ⅲ表示n(A)随t的变化
B.0~2min内,
C.4min后,加入惰性气体增大压强可以使n(C)增大
D.若4min后升高温度,n(C)增大,则该反应△H>0
12.(2023·全国·高三专题练习)高炉炼铁中的一个反应为 ,在1100℃下,若CO起始浓度为1.2mol/L,10min后达到平衡时的体积分数为,下列说法错误的是
A.1100℃下,此反应的平衡常数
B.达到平衡过程中,反应的平均速率为
C.达到平衡后,若增大,则达到新平衡时,增大
D.测得某时刻,则此时
13.(2023·全国·高三专题练习)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化,如下表所示,下列说法不正确的是
编号
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.实验①,,
B.实验②,时处于平衡状态,x<0.4
C.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
D.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
二、多选题
14.(2022·湖南怀化·高三统考期末)甲烷部分催化氧化制备乙炔是目前研究的热点之一,反应原理为:,一定温度下,将1molCH4充入10L的固定容积容器中发生上述反应,实验测得反应前容器内压强为kPa,容器内各气体分压与时间的关系如图所示,t1min时反应达到平衡。下列说法错误的是
A.气体密度不变可说明反应已达平衡状态
B.用H2浓度变化表示0~t1时间内的平均反应速率v(H2)=mol·L·min
C.t1时刻充入He,反应仍处于平衡状态,甲烷的分压保持不变
D.反应的平衡常数0.012
三、非选择题
15.(2023春·四川乐山·高三统考开学考试)利用CO和水蒸气可生产,反应方程式为:。将和分别通入2L的恒容密闭容器中进行如下反应,记录部分数据如下表所示:
温度/℃
起始量物质的量/mol
达平衡
CO
的物质的量/mol
CO转化率
时间/min
650
3
2
1.5
x
10
900
2
2
y
40%
5
回答下列问题:
(1)表中x=_______;y=_______。
(2)650℃时,从开始反应到平衡,反应速率_______。
(3)900℃时,用各物质的平衡浓度表示该反应的平衡常数为_______。
(4)由以上信息可知,该反应的正反应为_______反应(选填“放热”或“吸热”),原因是_______。
16.(2023秋·山东枣庄·高三统考期末)丙酮的碘代反应CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+HI的速率方程为v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+),其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为,其中k=A(k为速率常数,Ea为活化能,A为比例系数)。
(1)在保持酸性不变的条件下,改变下列条件时,反应的瞬时速率如表所示。
序号
温度
c(CH3COCH3)/(mol•L-1)
c(I2)/(mol•L-1)
v/(10-3mol•L-1•min-1)
1
T1
0.25
0.050
1.4
2
T1
0.50
0.050
2.8
3
T1
1.00
0.050
5.6
4
T1
0.50
0.100
2.8
5
T2
0.50
0.100
①下列关于速率常数k的说法中正确的是______(填标号)。
A.速率常数k只受温度影响
B.加入催化剂,可使k增大
C.可逆反应中的正逆反应速率常数k正和k逆相等
②当T2>T1时,vx______2.8mol•L-1•min-1(填:“大于”、“小于”或“等于”)。
③速率方程中:m=_____;n=_____;k=_____。
(2)若T1℃时,v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+),c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H+)的起始浓度依次是0.01mol•L-1、0.1mol•L-1、0.01mol•L-1。当c(I2)的浓度降低为原来一半时,反应速率将_____(填:“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)在过量的I2存在,c(H+)=1mol•L-1时。反应掉75%的CH3COCH3所需的时间是_____min。
17.(2022秋·上海长宁·高三统考阶段练习)为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2、3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
(1)在3min末,H2的浓度为_______,这时,反应速率 υ(正)_______ υ(逆)(选填>、<或 =)。
(2)从反应开始到平衡,平均反应速率υ(CO2)=_______。达到平衡时,H2的转化率为_______。
(3)下列措施不能提高反应速率的是_______。
A.升高温度 B.加入催化剂 C.增大压强 D.及时分离出CH3OH
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:υ(H2)=0.3 mol∙L−1∙s−1;乙:υ(CO2)=0.12 mol∙L−1∙s−1;丙:υ(CH3OH)=4.8 mol∙L−1∙min−1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为_______。
(5)在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO2和H2进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1mol CO2,同时生成1mol CH3OH
D.CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E.混合气体的密度保持不变
18.(2021秋·江西赣州·高三校考阶段练习)由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)该反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)温度升高,CO2的转化率___________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为___________mol·L-1·min-1,CO2和H2的转化率比是___________
(4)下列措施中能使(3)题中增大的有___________。(填字母)
A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.充入He(g),使体系总压强增大
E.再充入1molCO2和3molH2
参考答案:
1.B
【详解】A.t3之后,CO的生成速率为0、氢气的生成速率逐渐减小,可知反应②不再发生,随后副反应也逐渐停止,故A正确;
B.反应②生成CO和氢气的速率相等,由图像可知,t2时刻,氢气的流速为2mol/min,CO的流速为1~2mol/min,则反应②生成H2速率大于副反应生成H2的速率,故B错误;
C.由题干信息可知,反应①为CaO+CO2=CaCO3:反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2,故C正确;
D.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,在催化剂上检测到有积碳,所以可能有副反应CH4C+2H2,故D正确;
选B。
2.C
【详解】A.由图1可知,在0~15h内,甲烷的物质的量变化量为),故在0~15h内,CH4的平均生成速率:II>III>I,A错误;
B.由图1可知,在0~35h内,甲烷的物质的量变化量为,故在0~35h内,CH4的平均生成速率:III>II>I, B错误;
C. 由图2知,250 ℃时催化剂的活性最高,温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,在300℃时失去活性,C正确;
D. 由图2知,乙酸的生成速率在300℃后逐渐增大,催化剂逐渐失去活性,则乙酸的生成最佳温度在250℃左右,此时催化剂的催化活性最高,乙酸的生成速率也较快,D错误;
故选C。
3.D
【详解】A.前3min内CO2的浓度降低0.5mol/L,则H2的浓度降低1.5mol/L,平均反应速率v(H2)= 1.5mol/L ÷3min=0.5mol•L-1•min-1,故A正确;
B.该反应达平衡时CO2的浓度降低0.75mol/L,则CO2的转化率为0.75mol/L÷ 1 mol/L ×100%=75%,故B正确;
C.根据图示,500℃时,反应达到平衡CO2的浓度为0.25mol/L、CH3OH(g)的浓度为0.75mol/L、H2O(g)的浓度均为0.75mol•L-1,CO2的浓度降低0.75mol/L,则H2的浓度降低2.25mol/L,H2的平衡浓度降为0.75mol/L,该反应的平衡常数为,故C正确;
D.若相同温度,相同体积的容器中,、、和的浓度均为时,,此时v(正)>v(逆),故D错误;
选D。
4.B
【详解】A.随着反应的进行,的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,所以0~2s生成的平均反应速率比2~4s生成的平均反应速率快,A正确;
B.0~2s,用表示的反应速率为:,根据化学计量数,,B错误;
C.6s以后,的物质的量不再变化,反应达到最大的限度,C正确;
D.恒容密闭容器中,若起始时充入2.0mol,相当于增大压强,平衡逆向移动,的平衡转化率小于40%,D正确;
故选B。
5.C
【详解】A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为,A错误;
B.X初始物质的量为1.2mol,到10s物质的量为0.41mol,物质的量减少了0.79mol,浓度减小了0.395mol/L,B错误;
C.Y初始物质的量为1mol,到10s剩余0.21mol,转化了0.79mol,转化率为79%,C正确;
D.X、Y物质的量减小,Z物质的量增大,说明X、Y为反应物,Z为生成物,达到平衡时Z物质的量变化量Δn(X)=0.79mol,Δn(Y)=0.79mol,Δn(Z)=1.58mol,故X、Y、Z化学计量数之比为1:1:2,D错误;
故选C。
6.B
【详解】根据公式进行计算:,故选B。
7.A
【详解】A.50min时,pH=2和pH=7条件下,反应物R都能完全反应,降解率都是100%,A正确;
B.由图可知,其他条件相同时,溶液酸性越强,R的降解速率越大,B错误;
C.其他条件相同时,浓度越小反应速率越慢,R的起始浓度越小,R的降解速率越小,C错误;
D.由图中数据计算可知,pH=10时,在20-25min,R的平均降解速率为 mol∙L-1min-1=0.04×10-4mol∙L-1min-1,D错误;
答案选A。
8.B
【分析】10min内X变化量为0.6-0.2=0.4mol/L,Y的变化量为0.6-0.4=0.2mol/L,根据反应方程式可知X为A,Y为B;
【详解】A.根据分析可知曲线X表示A的浓度随时间的变化,故A正确;
B.25~30min内,,A表示的平均化学反应速率是,故B错误;
C.该反应是前后气体分子数变化的反应,当压强不变了可以说明该反应达到平衡状态,故C正确;
D.反应进行至25min时,曲线A瞬间增大,B是连续的点,所以发生变化的原因是增加A的浓度,故D正确;
故答案为B。
9.C
【详解】,故选C。
10.D
【详解】A.由图象可知,30~40 min只有反应速率降低了,反应物与生成物的浓度瞬时成比例降低,反应仍处于平衡状态,故不能是温度变化,而是扩大体积、降低了压强,故A错误;
B.反应前后气体体积不变,则增大压强平衡不移动,40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,应是升高温度,则正反应为放热反应,故B错误;
C.结合选项A可知30min时是降低了压强,40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,应是升高温度,故C错误;
D.由图可知8min前A的浓度减小了2mol•L-1-1.36mol•L-1=0.64mol•L-1,所以A的反应速率为=0.08mol•L-1•min-1,故D正确;
答案选D。
11.D
【详解】A.根据反应系数的比例,可以推测出曲线Ⅱ是反应物A,曲线Ⅲ是反应物B,曲线Ⅰ是生成物C的物质的量,A错误;
B.反应物B为固体,不能用来表示反应速率,B错误;
C.恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,不影响气体的浓度,平衡不移动,n(C)不变,C错误;
D.4min时已经是平衡状态,升高温度,n(C)增大,平衡正向移动,说明正反应方向为吸热方向,该反应△H>0,D正确;
故选D。
12.C
【分析】列三段式:
,
平衡时的体积分数,解得,c(CO)=1mol/L,c(CO2)=0.2mol/L,据此分析解答。
【详解】A.根据以上分析,1100℃下此反应的平衡常数,A正确;
B.根据以上分析,反应的平均速率为,B正确;
C.该反应属于反应前后气体分子数不变的反应,加压平衡不移动。该反应生成物中只有是气体,达到平衡后,若增大,等效于加压,平衡不移动,则达到新平衡时,不变,C错误;
D.达到平衡时,c(CO)=1mol/L,测得某时刻,说明反应还未达到平衡,平衡逆向进行,则此时,D正确;
故选C。
13.D
【详解】A.实验①中,0~20min,氨气浓度变化量为,,反应速率之比等于化学计量数之比,,A正确;
B.催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡,实验③中氨气初始浓度与实验①中一样,实验③达到平衡时氨气浓度为,则实验①达平衡时氨气浓度也为,而恒温恒容条件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,因此实验②60min时处于平衡状态,x<0.4,B正确;
C.对比实验①和实验③,氨气浓度相同,实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍,实验③先达到平衡状态,实验③的反应速率大,说明相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大, C正确;
D.实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是,实验②中60min时反应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍,实验①60min时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,D错误;
故选D。
14.AD
【详解】A.恒温恒容下,根据质量守恒,气体质量始终不变,体积始终不变,故密度始终不变,密度不变不能作为平衡的标志,A错误;
B.起始充入CH4的物质的量为1 mol,压强为p0kPa,由图可知,平衡时由压强比等于物质的量之比推知平衡时CH4的物质的量和H2相等,均为C2H2的3倍,则有:,即1-2x=3x,解得x=0.2,故平衡时CH4、C2H2、H2的物质的量分别为0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol,则0~t1时间内,B正确;
C.恒温恒容,充入He,反应体系的各物质浓度不变,平衡不发生移动,所以甲烷的分压保持不变,C正确;
D.根据B选项列出的三段式,反应的平衡常数K===0.0012,D错误;
故选AD。
15.(1) 50% 0.8
(2)0.075
(3)
(4) 放热 650℃和900℃的平衡常数分别为3和,升高温度K减小,平衡逆向移动,则正反应放热
【详解】(1)650℃反应达平衡时生成1.5mol氢气,结合反应可知消耗的CO的物质的量为1.5mol,CO的转化率=;900℃时CO的转化率为40%,则反应消耗的CO的物质的量为2×40%=0.8mol,结合反应可知生成的氢气的物质的量为0.8mol,则x=50%,y=0.8,故答案为:50%;0.8;
(2)由上述分析可知650℃反应达平衡时消耗的CO的物质的量为1.5mol,,故答案为:0.075;
(3)900℃时根据表中数据列三段式:
该反应的平衡常数为,故答案为:;
(4)650℃时根据表中数据列三段式:
该反应的平衡常数为,
由此可知温度升高平衡常数减小,平衡逆向移动,则正向为放热反应,故答案为:放热;650℃和900℃的平衡常数分别为3和,升高温度K减小,平衡逆向移动,则正反应放热。
16.(1) A 大于 1 0 5.6×10-3 min-1
(2)不变
(3)250
【详解】(1)①A.速率常数k只受温度影响,与浓度无关,故A正确;
B.速率常数k只受温度影响,加入催化剂,可使k不变,故B错误;
C.k正、k逆是两个不同的常数,k正是用来描述v正的,k逆是描述v逆的,二者不相等,故C错误;
故选A;
②对比实验4和实验5,当T2>T1时,温度升高反应速率增大,vx大于2.8mol•L-1•min-1;
③对比实验1和实验2,c(CH3COCH3)增大一倍,v增大一倍,由v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)可知,m=1;对比实验2和实验4,c(I2)增大一倍,v不变,由v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)可知,n=0;若反应开始时只充入CH3COCH3和I2,此时c(H+)=0,但v不为0,说明p=0,代入实验3数据得v=5.6×10-3min-1=k。
(2)由(1)可知v=k·c (CH3COCH3),则瞬时速率与I2的浓度无关,当c(I2)的浓度降低为原来一半时,反应速率将不变。
(3)由选项(1)知k=5.6×10−3min−1,经历一个半衰期所需时间为==125min,反应掉75%的CH3COCH3,相当于该反应经历了2个半衰期,所需的时间是125min×2=250min。
17.(1) 0.75 mol∙L−1 >
(2) 0.0375 mol∙L−1∙min−1 75%
(3)D
(4)乙>甲>丙
(5)BD
【详解】(1)在3min末,甲醇物质的量为0.50mol,则氢气改变量为1.5mol,剩余氢气物质的量为1.5mol,则H2的浓度为,这时正向建立平衡,还未达到平衡,因此反应速率υ(正) >υ(逆);故答案为:0.75 mol∙L−1;>。
(2)从反应开始到平衡,二氧化碳改变量为0.75mol,氢气改变量为2.25mol,则平均反应速率υ(CO2)= ,达到平衡时,H2的转化率为;故答案为:0.0375 mol∙L−1∙min−1;75%。
(3)A.升高温度,反应速率加快,故A不符合题意;B.加入催化剂,反应速率加快,故B不符合题意;C.增大压强,浓度增大,反应速率加快,故C不符合题意;D.及时分离出CH3OH,生成物浓度减小,速率减小,故D符合题意;综上所述,答案为:D。
(4)根据题意将丙换成单位得到丙:υ(CH3OH)=4.8 mol∙L−1∙min−1=0.08 mol∙L−1∙s −1,甲:υ(H2)=0.3 mol∙L−1∙s−1;乙:υ(CO2)=0.12 mol∙L−1∙s−1;根据,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙;故答案为:乙>甲>丙。
(5)A.只能说反应中CO2与CH3OH的物质的量之比固定,不能说反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1,因此不能说明达到平衡,故A不符合题意;B.该反应是体积减小的反应,压强不断减小,当混合气体的压强不随时间的变化而变化,说明达到平衡,故B符合题意;C.单位时间内每消耗1mol CO2,正向反应,同时生成1mol CH3OH,正向反应,同一个方向,不能说明达到平衡,故C不符合题意;D.正向反应,甲醇质量分数增大,当CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变,能说明达到平衡,故D符合题意;E.气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,气体密度始终不变,因此当混合气体的密度保持不变,不能作为判断平衡标志,故E不符合题意;综上所述,答案为:BD。
18.(1)放热
(2)减小
(3) 0.225 1∶1
(4)CE
【详解】(1)依据图像可知反应物总能量大于生成物总能量,所以反应为放热反应;
(2)该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率减小;
(3)据图可知,反应进行到10min时达到平衡,CO2的物质的量减少:n(CO2)=(1.00mol/L-0.25mol/L)×1L=0.75mol,则H2的物质的量减少:n(H2)=3n(CO2)=0.75mol×3=2.25mol,所以从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)==0.225mol·L-1·min-1;达到平衡时,CO2的转化率为:×100%=75%,H2的转化率为:×100%=75%,CO2和H2的转化率比是1∶1;
(4)A.升高温度,平衡逆向移动,n(CH3OH)减小,n(CO2)增大,比值减小,A不合题意;
B.加入催化剂,平衡不发生移动,不变,B不合题意;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡正向移动,n(CH3OH)增大,n(CO2)减小,比值增大,C符合题意;
D.充入He(g),使体系总压强增大,但参加反应的各气体分压不变,平衡不发生移动,不变,D不合题意;
E.再充入1molCO2和3molH2,相当于对原平衡体系加压,平衡正向移动,比值增大,E符合题意;
故选CE。
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