C.Z的体积分数增大
D.X的转化率下降
二、非选择题(本题包括5小题,共52分。
)
17.可逆反应3A(g)
3B(?
)+C(?
) ΔH>0达到化学平衡后,
(1)升高温度,用“变大”“变小”“不变”或“无法确定”填空。
①若B、C都是气体,气体的平均相对分子质量________;
②若B、C都不是气体,气体的平均相对分子质量________;
③若B是气体,C不是气体,气体的平均相对分子质量________;
(2)如果平衡后保持温度不变,将容器体积增加一倍,新平衡时A的浓度是原来的60%,则B是________态,C是________态。
18.某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:
2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g),测定的部分实验数据如表所示:
t(s)
0
500
1000
c(H2)(mol·L-1)
5.00
3.52
2.48
c(CO)(mol·L-1)
2.50
(1)在500s内用H2表示的化学反应速率是__________________。
(2)在1000s内用CO表示的化学反应速率是___________________,1000s时CO的转化率是________。
(3)在500s时生成的甲醇(CH3OH)的浓度是_______________________。
19.已知化学反应①:
Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g),其化学平衡常数为K1;化学反应②:
Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g),其化学平衡常数为K2,在温度973K和1173K的情况下,K1、K2的值分别如下:
温度
K1
K2
973K
1.47
2.38
1173K
2.15
1.67
请填空:
(1)通过表格中的数值可以推断:
反应①是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的表达式:
K3=______。
(3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式为__________,据此关系式及上表数据,能推断出反应③是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有__________(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO的浓度
(5)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:
①图甲中t2时刻发生改变的条件是__________。
②图乙中t2时刻发生改变的条件是__________。
20.运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
(1)生成氢气:
将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。
C(s)+H2O(g)
H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1,该反应在低温下________(“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的K=0.5。
①在400℃时,2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的K′=________(填数值)。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)正________(填“>”“<”“=”或“不能确定”)v(N2)逆。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡_______
(填“向左”“向右”或“不”)移动;使用催化剂________(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
21.300℃时,将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)
2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2min末达到平衡,生成0.8molD。
(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为:
K=____________________。
已知K300℃”或“<”)。
(2)在2min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,开始时加入C、D各
mol。
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______
mol。
1.【解析】 判断化学反应进行的方向须用复合判据ΔH-TΔS<0。
【答案】 D
2.【解析】 合成氨反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),同一反应中反应速率相同,用不同物质的浓度表示反应速率时等于各物质的化学计量数之比。
④中v(H2)=0.0225mol·(L·s)-1=1.35mol·(L·min)-1,②④中v(NH3)∶v(H2)=2∶3,故符合题意。
【答案】 D
3.【解析】 化学平衡常数K只受温度影响。
【答案】 B
4.【解析】 化学反应速率不能用固体或纯液体的物质的量的变化来表示,故A错误;同一反应用不同的物质表示反应速率,反应速率之比等于化学计量数之比,B正确;化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率,C错误;利用v=
计算可知,v(C)=
=0.2mol·(L·min)-1,D错误。
【答案】 B
5.【解析】 根据v-t图像,对于该可逆反应t1时刻正、逆反应都在进行,0~t1时段v正>v逆,c(Z)在增大;t2时刻v正=v逆,说明反应达到化学平衡状态;t2~t3时段,反应仍在进行,但由于v正=v逆,所以各物质的浓度不再发生变化。
【答案】 D
6.【解析】 使用催化剂能加快反应速率,但不能改变生成O2的量,故只有A正确。
【答案】 A
7.【解析】 ①减小c(生成物)时,平衡正向移动,但c(生成物)减小;③如合成氨反应中增大c(N2)时,N2转化率减小;④增大c(反应物)时,平衡正向移动,但平衡时c(反应物)比原平衡大;⑥使用催化剂对平衡无影响。
【答案】 C
8.【解析】 A项,缩小容积,平衡右移,但c(NO2)浓度仍增大,颜色变深,A错;B项,扩大容积,平衡不移动,但由于c(I2)减小,故体系颜色变浅,B错;C项,由于KCl没有参与反应,故对平衡无影响,C错;D项,压强不变,充入O2(注:
O2不参与反应),体积扩大,平衡左移。
【答案】 D
9.【解析】 假设平衡右移,气体的质量、物质的量均不改变,所以气体压强、体积均不改变,依据ρ=
可知,密度也不变,A、B选项均不符合题意;D选项,均是表示正反应速率,不符合题意。
【答案】 C
10.【解析】 平衡常数数学表达式的分子和分母分别为两个浓度的乘积,因此K的单位不可能为mol·L-1,A项错误;该反应是放热反应,升高温度平衡左移,所以K2【答案】 B
11.【解析】 由图知t时刻v(正)、v(逆)均突增,故改变的条件是升温或加压;由v(正)>v(逆),平衡正向移动知该条件为增大压强,因升温平衡逆向移动。
【答案】 D
12.【解析】 本题考查的是压强对反应速率的影响。
C为固体反应物,增加其用量,对反应速率几乎没有影响;容器体积缩小一半,相当于压强增大一倍,浓度增大,反应速率增大;体积不变,充入N2,体系总压强增大,但反应混合物的浓度并未改变,反应速率基本不变;充入N2,使容器的体积增大,总压强不变,但反应混合物的浓度变小,反应速率减小。
【答案】 C
13.【解析】 由“先拐先平数值大”原则知p2>p1,压强越大C%越小,说明增大压强平衡逆向移动,即m+n
【答案】 C
14.【解析】 ΔH<0,ΔS>0的反应在任何温度下均能自发进行。
A、C两项反应的ΔH>0,故排除,B项的ΔS<0,故排除。
【答案】 D
15.【解析】 甲容器中,碳为固态,该可逆反应属于反应前后气体体积不相等的反应;乙容器中,反应属于等气体体积反应,气体相对分子质量、密度、压强都始终不变,①②⑥错误;各组分浓度相等,不能判断反应达到平衡状态,③错误;对于任何一个可逆反应,随着反应进行,体系温度会发生变化,当温度不改变时,说明反应达到平衡状态,④正确;生成氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍,经转化,水中氢氧键断裂速率等于生成氢氧键速率,达到平衡状态,⑤正确;消耗水蒸气与生成氢气是同一方向,不能判断达到平衡状态,⑦错误。
【答案】 D
16.【解析】 此反应达平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的
,假设平衡不发生移动,W的浓度应变为原平衡时的2倍,而实际为1.8倍,假设不成立,原平衡必发生移动,由W的浓度为原平衡时的1.8倍,小于2倍知,平衡一定向W减少的方向即逆反应方向移动,所以a+b【答案】 C
17.【解析】
(1)升高温度,平衡正向移动。
①若B、C都是气体,n(气)增大,m(气)不变,M=
减小;②若B、C都不是气体,只有A是气体,M(A)不变;③若B是气体,C不是气体,m(气)减小,n(气)不变,M=
减小。
(2)说明平衡逆向移动,即逆向是气体计量数增大的反应,故B不是气体。
【答案】
(1)①变小 ②不变 ③变小
(2)固或液 气
18.【解析】
(1)在500s内,v(H2)=
=2.96×10-3mol·(L·s)-1。
(2)在1000s时反应了的H2的浓度是Δc(H2)=5.00mol·L-1-2.48mol·L-1=2.52mol·L-1,则反应了的CO的浓度是Δc(CO)=
Δc(H2)=1.26mol·L-1,用CO表示此段时间的平均速率为v(CO)=
=1.26×10-3mol·(L·s)-1,CO的转化率为0
(3)在500s时反应了的H2的浓度为:
Δc(H2)=1.48mol·L-1,则生成的CH3OH的浓度为:
Δc(CH3OH)=
Δc(H2)=0.74mol·L-1。
【答案】
(1)2.96×10-3mol·(L·s)-1
(2)1.26×10-3mol·(L·s)-1 50.4%
(3)0.74mol·L-1
19.【解析】
(1)由表中数据知,升高温度,K1增大,K2减小,说明反应①为吸热反应,反应②为放热反应。
(2)(3)由反应①知,K1=
,由反应②知,K2=
;①-②得反应③,且K3=
=
,可知反应③为吸热反应。
(4)反应③为气体体积不变的吸热反应,因此升高温度、减小生成物CO的浓度均可使平衡向正反应方向移动。
(5)图甲中,t2时刻化学平衡没有移动,反应速率加快,因此t2时刻发生改变的条件是增大压强或使用催化剂;图乙中,发生的反应为CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0,t2→t3时间段,化学平衡向正反应方向移动,因此,对比O→t1和t2→t3图象变化可知,t2时刻发生改变的条件是降低温度或设法分离出H2。
【答案】
(1)吸热
(2)
(3)K3=K1×
吸热
(4)C、E
(5)①增大压强或使用催化剂
②降低温度或从体系中分离出H2
20.【解析】
(1)该反应ΔH>0,ΔS>0,故若使ΔH-TΔS<0须在高温下实现。
(2)①K′=
=
=2;②QC=
=0.5=K,故此时反应达到平衡状态;③恒温、恒压条件下通入Ar相当于扩大体积进行减小压强,平衡逆向移动。
【答案】
(1)不能
(2)①2 ②= ③向左 不改变
21.【解析】
(1)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0.8molD,则反应掉0.4molB,剩余1.6molB,c(B)=
=0.8mol·L-1。
v(B)=
=0.1mol·(L·min)-1,由化学计量数知,D的反应速率应为B的2倍,故v(D)=2v(B)=2×0.1mol·(L·min)-1=0.2mol·(L·min)-1。
(3)该反应为等体积变化,加压平衡不移动,故A的转化率不变。
(4)将C、D的量折算成A、B的量,则相当于加入2molA和
molB,容器体积固定,若浓度相同,则说明起始时物质的量相等,故B还应加入2mol-
mol=
mol。
【答案】
(1)
>
(2)0.8mol·L-1 0.2mol·(L·min)-1
(3)不变 反应前后气体体积不变,压强对平衡无影响