![高考化学新一轮总复习 课时作业:第七章 化学反应速率和化学平衡练习题及答案01](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15009698/0-1700360222591/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![高考化学新一轮总复习 课时作业:第七章 化学反应速率和化学平衡练习题及答案02](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15009698/0-1700360222688/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![高考化学新一轮总复习 课时作业:第七章 化学反应速率和化学平衡练习题及答案03](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15009698/0-1700360222720/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
高考化学新一轮总复习 课时作业:第七章 化学反应速率和化学平衡练习题及答案
展开A.升高温度只能加快吸热反应速率
B.对于任何反应,增大压强都可加快反应速率
C.使用正催化剂只加快正反应速率
D.催化剂可以改变反应速率
解析:选D。升高温度无论是放热反应还是吸热反应,反应速率都加快,A项错误;对于固体或液体参加的反应,如CaO+2HCl===CaCl2+H2O,增大压强反应速率不变,B项错误;正催化剂能加快反应速率,无论是正反应还是逆反应,速率都加快,C项错误;正催化剂可加快反应速率,负催化剂可减慢反应速率,故D项正确。
2.(2014·东北三省联考)在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应:4CO+2NO2===N2+4CO2,若该反应的反应速率分别用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示,则下列关系正确的是( )
A.eq \f(1,2)v(CO)=v(NO2) B.eq \f(1,2)v(NO2)=v(CO2)
C.eq \f(1,4)v(N2)=v(CO2) D.eq \f(1,4)v(N2)=v(CO)
解析:选A。根据速率之比等于方程式的计量系数之比,可得eq \f(1,2)v(CO)=v(NO2),2v(NO2)=v(CO2),4v(N2)=v(CO2),4v(N2)=v(CO),故A项正确;B、C、D三项错误。
3.(2014·唐山一中模拟)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
解析:选D。本题考查反应速率的影响因素,温度高、浓度大反应速率快,先出现浑浊,D项符合题意。
4.(2014·济宁中学模拟)一定条件下,在容积固定的某密闭容器中发生反应N2+3H22NH3。在10 s内N2的浓度由5 ml/L降至4 ml/L,下列说法正确的是( )
A.用NH3表示的化学反应速率为0.1 ml/(L·s)
B.使用合适的催化剂,可以加快该反应的速率
C.增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率
D.反应足够长时间,N2、H2中至少有一种物质浓度降为零
解析:选B。根据题意v(N2)=0.1ml/(L·s),则v(NH3)=0.2 ml/(L·s),A项错误;使用合适催化剂能加快合成氨的反应速率,B项正确;降低温度,反应速率减慢,C 项错误;N2、H2合成氨的反应为可逆反应,延长反应时间不能改变平衡状态,N2、H2的浓度不可能降为0,D项错误。
5.(2014·哈尔滨模拟)对处于化学平衡状态的体系,依据化学平衡与化学反应速率的关系可知下列说法正确的是( )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
C.反应向正反应方向进行时,正反应速率一定增大
D.只有使用催化剂,才会出现化学反应速率变化但化学平衡不移动的情况
解析:选B。若使用催化剂或改变反应前后气体分子数不变的反应的压强,反应速率均改变,但正、逆反应速率改变的程度相同,平衡不移动,A项错误;化学平衡发生移动时,v(正)≠v(逆),故反应速率一定发生了变化,B项正确;反应正向进行说明v(正)>v(逆),但正反应速率不一定增大,如N2+3H22NH3平衡体系降温,反应正向移动,但正反应速率减小,C项错误;对于反应前后气体分子数不变的反应如H2(g)+I2(g)2HI(g),改变压强,速率变化,但平衡不移动,D项错误。
6.(2014·大庆模拟)下列表格中的各种情况,可以用下图的曲线表示的是( )
解析:选B。观察所给曲线的特点知,乙比甲反应快,A项中甲温度高反应快,不符合题意;B项钾比钠活泼,与水反应快,但等质量的钾、钠,钠产生的H2质量多,符合题意;使用催化剂只能加快反应速率,但不会影响NH3的浓度,C项不符合题意;D项压强大反应快,且增大压强平衡正向移动,生成SO3的反应快且生成SO3物质的量多,D项不符合题意。
7.(2014·银川模拟)合成氨反应为N2+3H22NH3,今有A、B、C、D四个容器,每个容器中有两种操作,两种操作分别达到平衡后,操作1中N2和操作2中NH3转化率之和一定不为1的是(起始体积相同)( )
A.恒温恒容:操作1:加1 ml N2+3 ml H2,操作2:加2 ml NH3
B.恒温恒压:操作1:加1 ml N2+3 ml H2,操作2:加2 ml NH3
C.恒温恒容:操作1:加1 ml N2+3 ml H2,操作2:加3 ml NH3
D.恒温恒压:操作1:加1 ml N2+3 ml H2,操作2:加3 ml NH3
解析:选C。A项操作1和操作2为恒温恒容下的等效平衡;B、D两项操作1和操作2为恒温恒压下的等效平衡,以上三项中操作1中N2和操作2中NH3转化率之和为1;C项中操作1和操作2不是等效平衡,操作 1中N2和操作2中NH3转化率之和不为1。
8.(2014·山东临沂模拟)在容积固定的容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,各物质的浓度如下表,下列说法不正确的是( )
A.2 min~4 min内用氢气表示的速率为0.3 ml/(L·min)
B.达平衡时,CO的转化率为62.5%
C.反应在第2 min时改变了条件,可能是加入了催化剂
D.反应在第2 min时改变了条件,可能增加了H2的浓度
解析:选D。v(H2)=2v(CO)=eq \f(0.6 ml/L-0.3 ml/L,2 min)×2=0.3 ml/(L·min),A项正确;达到平衡时CO的转化率为eq \f(0.8 ml/L-0.3 ml/L,0.8 ml/L)×100%=62.5%,B项正确;比较0~2 min和2 ~4 min CO的反应速率可知,后者反应速率加快,平衡时各物质的浓度没有明显增大,仍符合反应投料比关系,故可判断可能在第2 min时加入了催化剂,而不会是增加了H2的浓度,C项正确;D项错误。
9.(2014·江苏泰州模拟)工业合成氨的正反应是放热反应,下列关于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的图像中,错误的是( )
解析:选C。合成氨的正反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,NH3的含量降低,C项错误。
10.(2014·保定高三质检)在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的浓度变化情况如图,下列说法错误的是( )
A.反应可表示为3X+Y2Z
B.从反应开始到0.4 s时,以Y表示的化学反应速率为0.25 ml·L-1·s -1
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,正逆反应速率均增大
D.升高温度,平衡常数一定增大
解析:选D。从反应开始到0.4 s时,X、Y、Z的物质的量浓度变化量分别为0.3 ml/L、0.1 ml/L、0.2 ml/L,则其化学计量数之比为3∶1∶2,A正确。从反应开始到0.4 s时,以Y表示的化学反应速率为0.1 ml·L-1/0.4 s=0.25 ml·L-1·s-1,B正确。增大压强,正逆反应速率均增大,但增大的倍数不同,C正确;由于不知道反应是吸热还是放热,故升高温度,平衡常数可能增大也可能减小,D不正确。
11.(2014·宜宾模拟)300 ℃时,将2 ml A和2 ml B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应
3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2 min末达到平衡,生成0.8 ml D。
(1)300 ℃时,该反应的平衡常数表达式为K=____________。已知K300 ℃
(2)在2 min末时,B的平衡浓度为________,D的平均反应速率为________。
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向进行,开始时若加入C、D各eq \f(4,3) ml。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B________ml。
解析:(1)若温度越高,K越大,则说明升温,平衡正向移动,即正反应为吸热反应,ΔH>0。
(2)生成0.8 ml D,则反应掉0.4 ml B,剩余1.6 ml B,平衡时c(B)=1.6 ml/2 L=0.8 ml·L-1。v(D)=eq \f(0.8 ml,2 L×2 min)=0.2 ml·L-1·min-1。
(3)该反应为反应前后气体的物质的量不变的反应,加压平衡不移动,故A的转化率不变。
(4)根据反应方程式将eq \f(4,3) ml C、eq \f(4,3) ml D完全转化为A、B,各量与原投料量相同,两平衡才为等效平衡,可得还应加入的B的物质的量为2 ml-eq \f(4,3) ml×eq \f(1,2)=eq \f(4,3) ml。
答案: (1)c2(C)·c2(D)/c3(A)·c(B) >
(2)0.8 ml·L-1 0.2 ml·L-1·min-1
(3)不变 反应前后气体的物质的量不变,压强对平衡无影响
(4)4/3
12.(2014·淮安模拟)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=- 49.0 kJ·ml-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
ΔH=-173.6 kJ·ml-1
(1)由CH3CH2OH制取CH3OH的热化学方程式为: ___________________________
________________________________________________________________________。
(2)在一定条 件下,对于反应Ⅰ:在体积恒定的密闭容器中,达到平衡的标志是________(填字母)。
A.CO2和CH3OH浓度相等
B.H2O的百分含量保持不变
C.H2的平均反应速率为0
D.v正(CO2)=3v逆(H2)
E.混合气体的密度不再发生改变
F.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
如果平衡常数K值变大,该反应________(填字母)。
A.一定向正反应方向移动
B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动
D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是________(填字母),达到平衡后,想提高H2转化率,可以采取的反应条件________(填字母)。
A.降低温度 B.补充H2
C.移去甲醇 D.加入催化剂
(3)在密闭容器中,对于反应Ⅱ中,研究员以生产乙醇为研究对象, 在5 MPa、m=n(H2)/n(CO2)=3时,测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示,则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是________;表示CO2的体积分数曲线的是________。
(4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。上图是反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出NO的浓度在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。
解析:(1)由盖斯定律得,反应Ⅰ×2-反应Ⅱ可得,CH3CH2OH(g)+H2O(g) 2CH3OH(g) ΔH=+75.6 kJ·ml-1。
(2)CO2与CH3OH浓度是否相等与投料有关,不一定达到平衡状态,A项错误;B项H2O的百分含量保持不变,即各物质的浓度不变,反应达到平衡;C项反应过程中H2的平衡反应速率为0,说明H2浓度不变,已达平衡;D项3v正(CO2)=v逆(H2)才是平衡状态;E项恒容容器气体参加的反应无论是否平衡,气体密度均不变;F项混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明各物质浓度不变,已达平衡状态。对于反应Ⅰ,K值变大,说明采取措施为降温,降温平衡向正反应方向移动,在平衡移动时,逆反应速率先减小后增大,A、D两项正确。其他条件恒定,如果提高CO2的反应速率,可补充H2,加入催化剂,但降温或移去甲醇,会使反应速率减慢,故B、D两项正确。对于反应Ⅰ,若提高H2的转化率可采取降温,移去甲醇,故A、C两项正确。
(3)根据反应Ⅱ的特点,温度升高平衡逆向移动,CO2、H2的体积分数会增大,故曲线Ⅰ表示CH3CH2OH的体积分数,曲线Ⅱ表示H2O(g)的体积分数,曲线Ⅲ表示CO2的体积分数,曲线Ⅳ为H2的体积分数。
(4)使用催化剂只改变反应速率,对NO的平衡浓度无影响,催化剂表面积S1>S2,催化剂表面积大反应快,由此可画出T1、S2条件下的曲线。
答案:(1)CH3CH2OH(g)+H2O(g) 2CH3OH(g)
ΔH=+75.6 kJ·ml-1
(2)BCF AD BD AC
(3)Ⅰ Ⅲ
(4)
13.(2014·舟山中学质检)在体积为2 L的密闭容器中(体积不变),充入1 ml CO2和3 ml H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·ml-1
测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示:
(1)从反应开始到10 min,氢气的平均反应速率v(H2)=________________________。
(2)下列说法正确的是________。
A.进行到3分钟时,正反应速率和逆反应速率相等
B.10分钟后容器中压强不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气反应速率不会改变
D.3 min前v(正)>v(逆),3 min后v(正)
A.恒温时,充入Ne气
B.再充入1 ml H2
C.升高温度
D.加入干燥剂CaCl2固体
解析:(1)v(CH3OH)=eq \f(0.75 ml,2 L×10 min)
=0.0375 ml·L-1·min-1
故v(H2)=0.1125 ml·L-1·min-1
(2)A项,3分钟时不是平衡状态,v(正)>v(逆);B项,10分钟达到平衡,n(总)不变,p不变;C项,恒温恒容充氩气,平衡不移动,v不变;D项,3 min时不是平衡状态。
(3)A项,v正不变;B项,c(H2)增大,v(正)增大;C项,升温,v(正)增大;D项,加CaCl2,c(H2O)减小,v(正)减小。
答案:(1)0.1125 ml·L-1·min-1 (2)BC (3)BC
14.(2014·沧州高三质检)向某密闭容器中加入0.15 ml·L-1A、0.05 ml·L-1C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图中甲图所示[t0时c(B)未画出,t1时增大到0.05 ml·L-1]。
乙图为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。
(1)若t4时改变的条件为减小压强,则B的起始物质的量浓度为________ ml·L-1。
(2)若t5时改变的条件是升温,此时v(正)>v(逆),若A的物质的量减少0.03 ml时,容器与外界的热交换总量为a kJ,写出反应的热化学方程式___________________________
________________________________________________________________________。
(3)t3时改变的某一反应条件可能是________(选填序号)。
a.使用催化剂 b.增大压强 c.增大反应物浓度
(4)在恒温恒压下通入惰性气体,v(正)________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
解析:(1)t4时,减小压强v(正)、v(逆)以同等倍数下降,说明反应前后化学计量数之和相等,由A、C浓度变化曲线知,到t1时,A、C的浓度变化量分别为:
Δc(A)=0.15 ml·L-1-0.06 ml·L-1=0.09 ml·L-1,
Δc(C)=0.11 ml·L-1-0.05 ml·L-1=0.06 ml·L-1,
即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06=3∶2,
故反应式为3A(g) 2C(g)+B(g),
则B的起始浓度为0.05 ml·L-1-0.03 ml·L-1=0.02 ml·L-1。
(2)因升温,v(正)>v(逆),平衡正向进行,故此反应为吸热反应,其热化学反应式为3A(g) 2C(g)+B(g) ΔH=+100a kJ·ml-1。
(3)乙图中t3时刻v(正)、v(逆)以同等倍数增大,故应是增大压强或加入催化剂。
(4)在恒温恒压下充入惰性气体,各组分浓度相同倍数减小,相当于减压,因本反应为等气体体积反应,平衡不移动,v(正)=v(逆)
答案:(1)0.02
(2)3A(g) 2C(g)+B(g) ΔH=+100a kJ·ml-1
(3)ab
(4)=
1.(2014·沈阳模拟)在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量
A.①②③ B.②③⑤
C.①③⑤ D.①④⑤
解析:选B。解答本题应特别注意各物质的状态。A为固体,反应前后气体分子数不变,无论是否平衡,混合气体的压强,气体的总物质的量均不变,即①④不能判断反应是否平衡,②③⑤中各量不变时,可判断反应达到平衡状态。
2.(2014·烟台市莱州一中质检)如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是( )
A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡状态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
C.该反应达到平衡状态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
解析:选C。根据图像分析,改变条件瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,说明增加了反应物浓度,平衡发生移动,平衡状态时正、逆反应速率相等,平衡状态Ⅱ与平衡状态Ⅰ反应物浓度不等,故A、B、D三项正确,C项错误。
3. (2014·哈尔滨模拟)已建立平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是( )
①生成物的体积分数一定增加 ②生成物的产量一定增加 ③反应物的转化率一定增大 ④反应物浓度一定降低 ⑤正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥加入催化剂可以达到以上目的
A.①② B.②⑤
C.③⑤ D.④⑥
解析:选B。改变条件使化学平衡正向移动,生成物的体积分数不一定增大,如改变的条件是增大某一反应物浓度,生成物的体积分数可能减小,①错误;平衡正向移动,生成物的产量一定增加,v(正)>v(逆),②⑤正确;平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大,如2SO2+O22SO3,增加O2的量,SO2转化率增大,而O2的转化率减小,③错误;若减小体积,增大压强,反应物浓度会增大,④错误;加入催化剂平衡不移动,⑥错误。综上所述,B项正确。
4.(2014·皖南八校联考)一定条件下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。下列有关叙述正确的是( )
A.升高温度,v(正)变大,v(逆)变小
B.恒温恒容,充入O2,O2的转化率升高
C.恒温恒压,充入N2,平衡不移动
D.恒温恒容,平衡前后混合气体的密度保持不变
解析:选D。升高温度,正、逆反应速率均增大,A项错误;恒温恒容充入O2,O2的转化率减小,B项错误;恒温恒压,充入N2,平衡体系中各物质浓度减小,相当于减小压强,平衡逆向移动,C项错误;平衡前后气体总质量不变,在恒容条件下,由公式ρ=eq \f(m,V),可知混合气体的密度不变,D项正确。
5. (2014·宜阳实验高中模拟)对于可逆反应:2A(g)+B(g) 2C(g),分别测定反应在不同温度下达到平衡时B的转化率,绘制了如图所示的曲线,图中a、b、c三点分别表示不同的时刻状态。下列分析正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.增大压强,可使a点达到T1温度下的平衡状态
D.c点表示的状态:v(正)
6.(2014·河南洛阳统考)在一定温度下 ,固定容积的容器中加入a ml A和b ml B,发生反应:A(g)+2B(g) 2C(g)一段时间后达到平衡,生成n ml C。则下列说法中不正确的是( )
A.再充入少量A,平衡向正反应方向移动,但K值不变
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为(a+b)∶(a+b-eq \f(n,2))
C.当2v正(A) =v逆(B)时,反应一定达到平衡状态
D.充入惰性气体(如Ar)增大压强,平衡向正反应方向移动
解析:选D。K值只与温度有关,增加A,平衡正向移动,K值不变,A项正确;根据反应方程式,每生成2 ml C,气体物质的量减少1 ml,当生成n ml C时气体的物质的量减少eq \f(n,2),平衡时混合气体的物质的量为(a+b-eq \f(n,2))ml,气体的压强之比等于物质的量之比,即反应前后容器的压强之比为(a+b)∶(a+b-eq \f(n,2)),B项正确;当2v正(A)=v逆(B)时,则v正(A)=v逆(A),反应达到平衡,C项正确;恒温、恒容,充入惰性气体,平衡不移动,D项错误。
7. (2014·德州市月考)改变下列哪个条件,一定会引起平衡的移动( )
A.温度 B.浓度
C.压强 D.催化剂
解析:选A。温度改变一定会引起平衡移动;浓度、压强的改变平衡可能发生移动;使用催化剂平衡不移动。
8.(2014·津英中学模拟)化学反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)(正反应为吸热反应)达到平衡,下列叙述中正确的是( )
A.扩大容器的容积,平衡向正反应方向移动
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
C.加入水蒸气使容器压强增大,平衡向逆反应方向移动
D.加入固体碳,平衡向正反应方向移动
解析:选A。该反应是气体体积增大的反应,扩大容器体积,压强减小,平衡正向移动,A项正确;升高温度,正、逆反应速率均增大,B项错误;加入水蒸气,增加了反应物浓度,平衡正向移动,C项错误;加入固体,平衡不移动,D项错误。
9. (2014·温州模拟)在一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 ml NO2,发生下列反应2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,达到平衡状态后,在t1时刻改变条件,化学反应速率随时间变化关系如图。下列对t1时刻改变条件的推测中正确的是( )
A.保持压强不变,升高反应温度
B.保持温度和容器体积不变,充入1 ml N2(g)
C.保持温度和容器体积不变,充入1 ml N2O4(g)
D.保持温度和压强不变,充入1 ml N2O4(g)
解析:选D。升高温度,v(正)、v(逆)均增大,A项错误;保持温度和容器体积不变,充入N2,各物质浓度不变,v(正)、v(逆)不变,B项错误;保持温度和容器体积不变,充入N2O4瞬间v(正)不变,C项错误;保持温度和压强不变,充入N2O4(g),容器体积增大,NO2浓度减小v(正)减小,而N2O4浓度增大,v(逆)增大,D项正确。
10.(2014·皖南八校联考)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·ml-1,向密闭容器中加入2 ml SO2(g)和1 ml O2(g),一定条件下反应达到平衡,在t2和t4时刻分别只改变一个条件(温度或压强),反应进程中正反应速率如下图所示。下列说法正确的是( )
(注 t1~t2、t3~t4、t5之后各时间段表示达到平衡状态①、②、③)
A.t2~t3时间段,平衡向逆反应方向移动
B.平衡状态①和②,平衡常数K值相同
C.平衡状态①和②,SO2转化率相同
D.t4时刻改变的条件是减小压强
解析:选B。根据t2~t3时间段v(正)先增大后减小,则v(逆)应为逐渐增大,且v(正)>v(逆),改变条件为增大压强,则平 衡正向移动,A项错误;①、②压强不同,温度相同,则K值相同,B项正确;平衡状态②SO2的转化率大,C项错误;t4~t5时间段v(正)减小,则v(逆)先减小后增大,且v(正)>v(逆),改变条件为降温,D项错误。
11.(2014·海淀模拟) 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
(1)可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是________。
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
(2)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”“减小”或“不变”)。
(3)氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH________0,熵变ΔS________0(填“>”“<”或“=”)。
解析:(1)A项中未指明其速率是代表正反应速率还是逆反应速率,且倍数关系也不正确;该反应中NH2COONH4为固体,当压强或气体密度不变时,反应达到平衡状态,B、C两项能说明是平衡状态;由于得到的气体中NH3与CO2的体积比恒为2∶1,且体系中只有这两种气体,故NH3的体积分数始终不变,D项不能说明是平衡状态。
(2)该反应的正反应是气体体积增大的反应,缩小容器体积即增大气体的压强,平衡逆向移动,固体质量增加。
(3)由表中可看出,随着温度的升高气体的总浓度越来越大,即升高温度,平衡正向移动,该反应为吸热反应ΔH>0;反应体系中NH2COONH4为固体,而NH3、CO2为 气体,该反应的正反应为熵增加反应,即ΔS>0。
答案:(1)BC (2)增加 (3)> >
12. (2014·启东市调研)在容积为2 L的密闭容器内,T ℃时发生反应:mA(g)+nB(g)pD(g)+qE(s) ΔH<0(m、n、p、q为最简比例的整数)反应过程如图所示:
(1)反应开始至达到平衡时,用D表示该反应速率为________________。
(2)该反应的化学平衡常数K的数值为________(保留至两位小数)。
(3)下列措施能增大B的转化率的是________。
A.再加入2 ml A和1 ml B
B.保持体积不变通入1 ml B
C.移出部分物质D
D.再加入2 ml A、1 ml B和0.6 ml Dw!w!w.!x!k!b!1.cm
(4)在T ℃时,相同容器中,若开始时加入0.2 ml A、0.8 ml B、0.9 ml D、0.5 ml E反应,达到平衡后,A的浓度________0.2 ml/L(填“大于”“小于”或“等于”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)平衡时生成了0.6 ml D,则v(D)=0.6 ml/(2 L×3 min)=0.1 ml/(L·min)。(2)根据图中数据可以写出化学方程式为:2A(g)+B(g) 3D(g)+E(s),平衡后的浓度分别为:c(A)=0.2 ml/L,c(B)=0.4 ml/L,c(D)=0.3 ml/L,E为固体,不考虑浓度,则平衡常数为:c3(D)/[c2(A)·c(B)]=1.69。(3)若再加入0.8 ml A和1 ml B时,平衡不移动,B的转化率不变,在此基础上再通入1.2 ml A,则平衡正向移动,B的转化率增大,A选项正确;通入B物质,尽管平衡向正反应方向移动,但B的转化率减小,B选项错误;移出部分物质D,平衡正向移动,B的转化率增大,C选项正确;若0.6 ml D转化后,相当于再加入2.4 ml A和1.2 ml B,根据A选项的考虑方法可知D选项正确。(4)将题中加入量向左边倒,知相当于加入0.8 ml A,1.1 ml B和0.2 ml E(固体,不影响平衡)。与起始相比增加0.1 ml B,平衡右移A的浓度减小。
答案:(1)0.1 ml/(L·min)
(2)1.69
(3)A、C、D
(4)小于 温度不变,平衡常数不变,若加入0.8 ml A、1.0 ml B,平衡浓度则与图中A浓度相同,题中投入量相当于加入0.8 ml A、1.0 ml B后再加入0.1 ml B,平衡正向移动。
13.(2014·重庆模拟)工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入 4 ml H2 和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线________(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)下列说法正确的是________。
A.起始充入的CO为2 ml
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1 ml CO和2 ml H2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=________________;该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为________。若保持其他条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p1、p2,且p1
又知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/ml,请写出32 g的CH3OH(g)完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式_____________________________________。
解析:(3)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),起始浓度:1 ml/L,2 ml/L,0,转化浓度:0.75 ml/L,1.5 ml/L,0.75 ml/L,平衡浓度:0.25 ml/L,0.5 ml/L,0.75 ml/L。
v(H2)=eq \f(1.5 ml/L,10 min)=0.15 ml·L-1·min-1
K=eq \f(c(CH3OH),c(CO)·c2(H2))=eq \f(0.75,0.25×0.52)=12
该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,平衡常数减小。
(4)注意:升温平衡左移,而升压平衡右移。
答案:(1)b 放热 (2)AC
(3)0.15 ml·L-1·min-1 12 减小
(4)
(5)CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-280.9 kJ/ml
14.(2014·深圳质检)一定温度下在体积为5 L的密闭容器中发生可逆反应。
(Ⅰ)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:
K=eq \f(c(CO)·c(H2),c(H2O))
(1)写出该反应的化学方程式:______________________。
(2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是________(填选项编号)。
A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
B.v正(H2O)=v逆(H2)
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中总质量不随时间而变化
E.消耗n ml H2的同时消耗n ml CO
(Ⅱ)若该密闭容器中加入的是2 ml Fe(s)与1 ml H2O(g),t1秒时,H2的物质的量为0.20 ml,到第t2秒时恰好达到平衡,此时H2的物质的量为0.35 ml。
(1)t1~t2这段时间内的化学反应速率v(H2)=________________。
(2)若继续加入2 ml Fe(s),则平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”),继续通入1 ml H2O(g)再次达到平衡后,H2物质的量为________ml。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。t1时改变了某种条件,改变的条件可能是________________________、________________________(填写2项)。
解析:(Ⅰ)(1)根据化学平衡常数表达式可知产物为CO和H2,反应物为H2O,故另一种反应物为固体碳:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
(2)该反应是气体体积增大的可逆反应,A、B正确。因碳为固体,只有反应达到平衡时,气体密度不再发生变化;但是容器中总质量始终不变。
(Ⅱ)(2)固体不影响化学平衡。因该反应气体体积不变,故增大H2O(g)物质的量,H2的物质的量成倍增大。
(3)由图像可知,逆反应速率瞬间增大,且平衡正向移动。故升高温度或增大水蒸气的浓度。
答案:(Ⅰ)(1)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
(2)A、B、C
(Ⅱ)(1)0.03/(t2-t1) ml·L-1·s-1
(2)不 0.7
(3)升高了温度 增大了H2O(g)的浓度
1.下列说法正确的是( )[来源:学。科。网Z。X。X。K]
A.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
B.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
C.反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
D.常温下,反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
解析:选D。反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的,若ΔH<0,ΔS>0,则一定能自发进行,若ΔH>0,ΔS<0,则一定不能自发进行,若ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,则可以自发进行,是否自发和温度有关,A、B两项错误;C项ΔS<0,能自发,说明ΔH<0,C项错误;D项反应的ΔS>0,若ΔH<0,则一定能自发,题给常温不自发,说明ΔH>0,D项正确。
2.(2014·哈尔滨模拟)已知某温度下,反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)的平衡常数K=0.24,下列说法正确的是( )
A.该温度下反应2SO2(g)+2NO2(g) 2SO3(g)+2NO(g)的平衡常数为0.48
B.若该反应ΔH<0,则升高温度化学平衡常数K减小
C.若升高温度,逆反应速率减小
D. 改变条件使平衡正向移动,则平衡时n(NO2)/n(NO)一定比原平衡小
解析:选B。A项所给反应的平衡常数K′=K2=0.242=0.057 6,A项错误;B项若ΔH<0升温平衡逆向移动,K值减小,B项正确;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;若条件改变为增加NO2的浓度,平衡正向移动,eq \f(c(NO2),c(NO))比原平衡大,D项错误。
3.某温度下反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K=57.0,现向此温度下的真空容器中充入0.2 ml·L-1H2(g)、0.5 ml·L-1I2(g)及0.3 ml·L-1HI(g),则下列说法中正确的是( )
A.反应正好达平衡
B.反应向左进行
C.反应向某方向进行一段时间后K<57.0
D.反应向某方向进行一段时间后c(H2)<0.2 ml·L-1
解析:选D。此时的浓度商为:Q=eq \f(c2(HI),c(H2)·c(I2))=eq \f((0.3 ml·L-1)2,0.2 ml·L-1×0.5 ml·L-1)=0.9
A.恒温下,将容器体积变为原来2倍,CO的平衡浓度变为原来的eq \f(1,2)
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
D.该反应化学方程式为CO2+H2eq \(,\s\up9(催化剂),\s\d9(加热))CO+H2O ΔH<0
解析:选A。根据平衡表达式可写出该反应的化学方程式为CO+H2Oeq \(,\s\up9(催化剂),\s\d9(加热))CO2+H2,恒容时温度升高,H2的浓度减小,可判断该反应正反应为放热反应,ΔH<0,D项错误;该反应是气体分子数不变的反应,恒温时将容器体积变为原来的2倍,平衡不移动,各物质的浓度变为原来的eq \f(1,2),A项正确;恒温恒容下 ,增大压强,若增加的是H2的量,则H2浓度增大,B项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,C项错误。
5.(2014·哈尔滨三中模拟)在恒容密闭容器中,CO与H2发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到平衡后,若只改变某一条件,下列示意图正确的是( )
解析:选B。A项n(CO)增大,CO的转化率减小,A项错误;B项平衡常数只受温度的影响,n(CO)增大,平衡常数不变,B项正确;C项若ΔH<0温度升高,平衡常数减小,C项错误;D项CO的转化率增大,n(甲醇)增大,D项错误。
6. (2014·启东调研)在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下:
下列说法不正确的是( )
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B.25 ℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5
C.在80 ℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 ml/L,则此时v(正)>v(逆)
D.80 ℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 ml,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 ml/L
解析:选C。根据表格所示,温度升高平衡常数减小,则该反应为放热反应,A项正确;25 ℃时K=eq \f(c4(CO),c[Ni(CO)4])=eq \f(1,5×104)=2×10-5,B项正确;Qc=eq \f(c[Ni(CO)4],c4(CO))=eq \f(0.5,(0.5)4)=8>2,平衡逆向移动v(正)
A.该温度下,此反应的平衡常数K=6.75
B.升高温度,若W的体积分数减小,则此反应ΔH>0
C.增大压强,正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动
D.该温度下,此反应的平衡常数表达式是
K=eq \f(c2(X)·c(Y),c3(W))
解析:选A。根据各物质的浓度变化可确定反应方程式为2X(g)+Y(g) 3W(g),K=eq \f(c3(W),c2(X)·c(Y))=eq \f((\f(1.5,2))3,(\f(1,2))2×\f(0.5,2))=6.75,A项正确;D项错误;升高温度,若W的体积分数减小,则平衡逆向移动,反应的ΔH<0,C项错误;该反应为反应前后气体分子数不变的反应,增大压强,正、逆反应速率均增大,平衡不移动,C项错误。
8.(2014·宜阳实验高中模拟)E是非金属性最强的元素,M是E的气态氢化物,在固定体积的密闭容器中,气体M存在如下关系:xM(g) Mx(g),反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如下图。下列说法正确的是( )
A.该反应的化学方程式是2HF (HF)2
B.平衡时混合气体的平均摩尔质量是33.3
C.t1时刻,保持温度不变,再充入1 ml M,重新达到平衡时,eq \f(c(Mx),c(M))将增大
D.M的沸点比同主族下一周期元素的气态氢化物沸点低
解析:选C。由图像知反应物和生成物的化学计量数之比为3∶1,故其化学方程式为3HF (HF)3,A项错误。平衡混合气体中含2 ml HF,1 ml (HF)3,M=(2 ml×20 g·ml-1+1 ml×60 g·ml-1)/3 ml=33.3 g·ml-1,B项中漏写单位而错。C项相当于对体系实施加压,增大压强有利于反应正向进行,故比值增大,C项正确。由于HF分子间存在氢键易形成缔合分子,故其沸点比HCl高,D项错误。
9.(2014·山东四市联考)某温度下,在一个2 L的密闭容器中加入4 ml A和2 ml B进行如下反应:3A(g)+2B(g) 4C(s)+D(g),反应2 min后达到平衡,测得生成1.6 ml C,下列说法正确的是( )
A.前2 min,D的平均反应速率为0.2 ml·L-1·min-1
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡不移动,化学平衡常数不变
D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
解析:选B。生成1.6 ml C的同时消耗0.8 ml B,生成0.4 ml D,则前2 min,v(D)=eq \f(\f(0.4 ml,2 L),2 min)=0.1 ml·L-1·min-1,B的平衡转化率为eq \f(0.8 ml,2 ml)×100%=40%,A错,B对;增大该体系的压强,平衡向正反应方向移动,但平衡常数不变,C错;增加B,平衡向右移动,A的平衡转化率增大但B的平衡转化率减小,D错。
10.(2014·南京一模)已知可逆反应X(g)+2Y(g) Z(g) ΔH<0,一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入4 ml Y和一定量的X后,X的浓度随时间的变化情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A.a点正反应速率大于逆反应速率
B.增大X的浓度,X的转化率增大
C.容器中压强恒定时,不能说明反应已达平衡状态新*课*标*第*一*网
D.保持温度和密闭容器的容积不变,再充入1 ml X和2 ml Y,再次达到平衡时n(Z)/n(X)的值会变小
解析:选A。由图像可知,a点尚未达到平衡状态,此时正反应速率大于逆反应速率,A项正确;增大X的浓度,平衡正向移动,但根据平衡移动原理可知X的转化率减小,B项错误;该反应为反应前后气体分子数不相等的反应,由压强不变可判断反应已达到平衡,C项错误;由题意,起始加入4 ml Y,由图像可知起始时加入2 ml X,达到平衡后,再充入1 ml X和2 ml Y所达到的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,所以n(Z)/n(X)的值会变大,D项错误。
11. (2014·无锡质检)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ·ml-1。
(1)该反应的平衡常数表达式为K=________________;某温度下该反应的平衡常数K=10/3,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 ml SO2(g)、16.0 ml O2(g)和3.0 ml SO3(g),则反应开始时v(正)________v(逆)(填“<”“>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 ml SO2和1.0 ml O2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为________。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是________(填字母)。
A.保持温度和容器体积不变,充入1.0 ml O2
B.保持温度和容器内压强不变,充入1.0 ml SO3
C.降低温度
D.移动活塞压缩气体
(4)若以如图所示装置,用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2电极的电极反应式________________________________________________________________________。
(5)为稳定持续生产,硫酸的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为________。
解析:(1)Qc=eq \f(c2(SO3),c2(SO2)·c(O2))=
eq \f((\f(3.0 ml,100 L))2,(\f(3.0 ml,100 L))2×(\f(16.0 ml,100 L)))=6.25>eq \f(10,3),该反应逆向移动v(正)
(3)A项在温度、容器体积不变时充入O2,平衡正向移动,SO2浓度减小;B项在温度、压强不变时,充入SO3,SO2的平衡浓度不变;C项降低温度,因ΔH<0,平衡正向移动,SO2的浓度减小;D项压缩气体,根据平衡移动原理,SO2浓度增大。
(5)题中H2SO4的质量分数为50%,若生成100 g硫酸溶液,则消耗的SO2与H2O的物质的量均为eq \f(50,98) ml,做为溶剂的水的质量为50 g,其物质的量为eq \f(50,18)ml,若H2SO4溶液浓度维持不变,通入SO2和水的质量比为eq \f(50,98) ml×64 g/ml(eq \f(50,98)+eq \f(50,18))ml×18 g/ml=16/29。
答案:(1)c2(SO3)/c(O2)·c2(SO2) <新_课_标第_一_网
(2)60%
(3)AC
(4)SO2-2e-+2H2O===SOeq \\al(2-,4)+4H+
(5)16/29
12.(2014·玉山 一中模拟)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
请回答下列问题:
(1)该反应平衡常数表达式为K=________;ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。
(2)830 ℃时,向一个5 L的密闭 容器中充入0.20 ml的A和0.80 ml的B,若测得反应初始至6 s内A的平衡反应速率v(A)=0.003 ml·L-1·s-1,则6 s时c(A)=________ml·L-1;C的物质的量为________ml。
(3)在与(2)相同的温度、容器及A、B配比下反应经一段时间后达到平衡,此时A的转化率为________;如果这时向该密闭容器中再充入1ml氩气,则平衡时A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)判断该反应是否达到平衡的依据为________(填正确选项的字母)。
A.压强不随时间改变
B.气体的密度不随时间改变
C.c(A)不随时间改变
D.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(5)1 200 ℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为________。
解析:(1)根据反应方程式可写出K的表达式,根据表中数据温度升高K值减小,则正反应为放热反应,ΔH<0。
(2)6 s时c(A)=eq \f(0.20 ml,5 L)-0.003 ml·L-1·s-1×6 s=0.022 ml·L-1,根据反应方程式得n(C)=n(A)=0.003 ml·L-1·s-1×6 s×5 L=0.09 ml。
(3)设平衡时消耗的A的物质的量为x,则消耗的B及生成的C、D均为x,则K=eq \f(x2,(0.2-x)·(0.8-x))=1,解得x=0.16 ml。平衡时A的转化率为eq \f(0.16 ml,0.20 ml)×100%=80%。
(4)该反应为反应前后气体分子数不变的反应,故压强、密度不变均不能判断是否平衡;浓度不变时达到平衡;无论是否平衡,单位时间内生成的C、D物质的量均相等,故C项正确。
(5)根据表中数据可得,K=eq \f(1,0.4)=2.5。
答案: (1)eq \f(c(C)·c(D),c(A)·c(B)) <
(2)0.022 0.09
(3)80% 不变
(4)C
(5)2.5
13.(2014·黑龙江模拟)向一体积不变的密闭容器中加入2 ml A、0.6 ml C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图1所示。图2为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3~t4阶段为使用催化剂;图1中t0~t1阶段c(B)未画出。
(1)若t1=15 min,则t0~t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=_______。
(2)t4~t5阶段改变的条件为________,B的起始物质的量为________。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:
则K1=________(保留两位小数),K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为________________(用“>”“<”或“=”连接)。
(3)t5~t6阶段保持容器内温度不变,若A的物质的量共变化了0.01 ml,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,写出此温度下该反应的热化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在相同条件下,若起始时容器中加入a ml A、b ml B和c ml C,达到平衡时体系中各物质的量与t1时刻相等,a、b、c要满足的条件为______________________________。
解析:(1)v(C)=eq \f(0.6 ml·L-1-0.3 ml·L-1,15 min)
=0.02 ml·L-1·min-1。
(2)由图1可判断该反应的方程式为2A(g)+B(g) 3C(g)。因各阶段改变的条件均不同,t3~t4阶段改变的条件为使用催化剂 ,t4~t5阶段条件改变,平衡未发生移动,可判断改变的条件为减小压强,根据速率之比等于方程式的计量系数之比等于浓度的变化之比,可得B的浓度变化值为eq \f(1.0 ml·L-1-0.8 ml·L-1,2)=0.1 ml·L-1,则B的起始浓度为0.1 ml·L-1+0.4 ml·L-1=0.5 ml·L-1,由题知容器体积为2 L,起始时B的物质的量为0.5 ml·L-1×2 L=1.0 ml。K1=eq \f([C]3,[A]2·[B])=eq \f(0.63,0.82×0.4)≈0.84。浓度、催化剂、压强的改变,均不影响平衡常数的大小,故K1=K2=K3=K4,t5~t6为升高温度,此时v(正)>v(逆),故升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,温度升高,K值增大,则K1=K2=K3=K4
ΔH=+200 a kJ·ml-1。
(4)由题意可知A、B、C按a ml、b ml、c ml投料与按2 ml A、0.6 ml C、1 ml B投料所达到的平衡为等效平衡。a、b、c满足的条件为a+eq \f(2,3)c=2.4,且b+eq \f(c,3)=1.2。
答案: (1)0.02 ml·L-1·min-1
(2)减小压强 1.0 ml 0.84 K1=K2=K3=K4
ΔH=+200 a kJ·ml-1
(4)a+eq \f(2,3)c=2.4,且b+eq \f(c,3)=1.2
14.(2014·湖南长郡模拟)已知
Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) K1①
Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) K2②
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) K3③
又已知不同温度下,K1、K2值如下:
(1)若500 ℃时进行反应①,CO2起始浓度为2 ml·L-1,2分钟后建立平衡,则CO2转化率为________,用CO表示的速率为_____________________________。
(2)900 ℃进行反应③,其平衡常数K3为________(求具体数值),焓变ΔH________0(填“>”“=”或“<”),若已知该反应仅在高温时正反应自发,则ΔS________0(填“>”“=”或“<”)。
(3)下列图像符合反应②的是________(填序号)(图中v是速率,φ为混合物中H2的体积百分量)。
解析:(1)设CO的转化率为x,则
Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)
起始(ml·L-1) 2 0
转化(ml·L-1) 2x 2x
平衡(ml·L-1) 2-2x 2x
K=eq \f(2x,2-2x)=1,则x=50%,
v(CO)=eq \f(1 ml·L-1,2 min)=0.5 ml·L-1·min-1。
(2)反应③=反应①-反应②,则反应③的平衡表达式K3=eq \f([CO][H2O],[CO2][H2])=eq \f(K1,K2)=eq \f(2.40,1.60)=1.50。根据表中数据温度升高K1增大,K2减小,推知K3增大,正反应为吸热反应ΔH>0。该反应在高温下能自发进行,即ΔH-TΔS<0,因ΔH>0,则ΔS>0。
(3)升高温度K2减小,说明升温平衡逆向移动,反应②正反应为放热反应,ΔH<0。升高温度平衡逆向移动,v(逆)>v(正),H2的体积分数减小,A项错误;B项正确;温度升高,速率增大,可判断T2>T1,C项正确;铁为固体,铁的物质的量增加,反应速率不变,D项正确。
答案:(1)50% 0.5 ml·L-1·min-1
(2)1.50 > >
(3)BCD
实验[来源:Z*xx*k.Cm]
反应温度/℃[来源:Z*xx*k.Cm]
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml·L-1)
V/mL
c/(ml·L-1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
反应
纵坐标
甲
乙
A
相同质量氨,在同一容器中2NH3N2+3H2
氨气的转化率
500 ℃
400 ℃
B
等质量钾、钠分别与足量水反应
H2质量
钠
钾
C
在体积可变的恒压容器中,体积比1∶3的N2、H2,N2+3H22NH3
氨气的浓度
活性高的催化剂
活性一般的催化剂
D
2 ml SO2和1 ml O2,在相同温度下2SO2+O22SO3
SO3物质的量
2个大气压
10个大气压
c(CO)/ (ml/L)
c(H2)/ (ml/L)
c(CH3OH)/ (ml/L)
0 min
0.8
1.6
0
2 min
0.6
x
0.2
4 min
0.3
0.6
0.5
6 min
0.3
0.6
0.5
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(×10-3 ml·L-1)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
X
Y
W
n(起始状态)/ml
2
1
0
n(平衡状态)/ml
1
0.5
1.5
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
t1~t2
t2~t3
t3~t4
t4~t5
t5~t6
K1
K2
K3
K4
K5
温度/ ℃
K1
K2
500
1.00
3.15
700
1.47
2.26
900
2.40
1.60
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