C.若两容器中均达到平衡时,两容器中Z的物质的量分数相同,则Y为固态或液态
D.达平衡后,若对容器Ⅱ升高温度时其体积增大,说明Z发生的反应为吸热反应
解析:
由物质的量——时间曲线图可知该反应中Z是反应物,X和Y是生成物,故正确的化学方程应为3Z
3X+2Y,A错;若平衡后V(Ⅰ)p(Ⅱ),压强越大反应速率越快,由此可知容器Ⅱ达到平衡所用时间大于t0,B错;选项C可依据等效平衡判断是正确的;由于生成物的状态未知,且温度升高气体均会膨胀,因此通过题给条件无法判断反应的热效应,D错。
答案:
C
10.把1molCO2和3molH2通入1L的密闭容器中,在某温度下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g);
ΔH=-49.0kJ·mol-1
测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如下图所示,下列说法正确的是( )
A.3min时,v正=v逆
B.0~10min内,氢气的平均反应速率为0.225mol·L-1·min-1
C.该温度下,反应的平衡常数K=5.3mol-2·L2
D.若升高温度,CO2的平衡转化率大于75%
解析:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L):
1.003.0000
10min时(mol/L):
0.250.750.750.75
变化量(mol/L):
0.752.250.750.75
则有:
0~10min内,v(H2)=
=0.225mol/(L·min)
K=
=
=5.3mol-2·L2,则B、C对;3min时,未达平衡,v正≠v逆,A错;此反应为放热反应,升高温度平衡左移,CO2的平衡转化率降低,D错。
答案:
BC
二、非选择题
11.一定温度下的密闭容器中发生如下反应:
2SO3(g)
2SO2(g)+O2(g);ΔH=+190kJ·mol-1
(1)该反应450℃时的平衡常数________500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)该热化学反应方程式的意义是____________________________。
(3)该反应一定达到平衡的是________________________________。
a.v(O2)正=2v(SO3)逆
b.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化
d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molSO3,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则v(O2)=________mol·L-1·min-1,若继续通入0.20molSO3,则平衡________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),再次达到平衡后,SO3的转化率________(填“增加”、“减小”或“不变”)
答案:
(1)小于
(2)2mol气态SO3完全分解生成2mol气态SO2和1mol气态O2,吸收190kJ的热量 (3)bd
(4)0.004 向正反应方向 减小
一、选择题
1.将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生如下反应:
X(g)+3Y(g)
2Z(g)+aQ(g),2min达到平衡时生成0.8molZ,测得Q的浓度为0.4mol·L-1,下列叙述错误的是( )
A.a的值为2
B.平衡时X的浓度为0.2mol·L-1
C.Y的转化率为60%
D.反应速率v(Y)=0.3mol·(L·min)-1
解析:
此题主要考查反应速率的计算,我们在做这种类型的题时常用以下形式:
X(g)+3Y(g)
2Z(g)+aQ(g)
始态/mol·L-11100
反应的量/mol·L-10.20.60.40.4
终态/mol·L-10.80.40.40.4
由已知量求出其他未知量,注意方程式中的量要统一,一般用物质的量浓度。
答案:
B
2.(2012年厦门模拟)密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和不同温度下的平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
25℃时初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
25℃时平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1
50℃时平衡浓度/mol·L-1
0.06
0.08
0.08
下列说法错误的是( )
A.该反应是放热反应
B.该反应可表示为X+3Y
2Z
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,X转化率减小
D.反应达到平衡时,Y的分解速率是Z的分解速率的1.5倍
解析:
A项,由25℃→50℃时,X、Y浓度升高可以得升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,A项正确;且Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)=0.01∶0.03∶0.02=1∶3∶2,可得反应式为X+3Y
2Z,B正确;C中增大压强平衡正向移动,X、Y的转化率都增大,C错;D项中v(Y)∶v(Z)=3∶2即1.5倍,D正确。
答案:
C
3.(2012年漳州模拟)在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.反应的化学方程式为2M
N
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
解析:
由曲线可知,N物质的量减少,是反应物;M物质的量增加,是生成物,A不正确。
横轴t2对应纵轴数值为4,纵轴表示物质的量,不是速率,B不正确。
t3时刻以后,M、N物质的量不再改变,反应达到平衡状态,v正=v逆;C不正确。
t1时刻N的物质的量为6mol,M的物质的量为3mol,D正确。
答案:
D
4.(2012年郑州模拟)一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:
2HI(g)
H2(g)+I2(g)。
若c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1时,需要15s,那么c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1时,所需反应的时间为( )
A.等于5s B.等于10s
C.大于10sD.小于10s
解析:
c(HI)从0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1过程中:
v(HI)=Δc/Δt=0.03mol·L-1/15s=0.002mol·L-1·s-1。
假设v(HI)不变,则c(HI)从0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1时,Δt=Δc/v=0.02mol·L-1/0.002mol·L-1·s-1=10s。
但反应速率受浓度变化的影响,浓度越大,反应速率越快。
随着反应的进行c(HI)越来越小,反应速率越来越慢,所需反应时间大于10s。
答案:
C
5.(2012年南通模拟)某密闭容器中发生如下反应:
X(g)+3Y(g)2Z(g);ΔH<0
如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。
下列说法中正确的是( )
A.t2时加入了催化剂
B.t3时降低了温度
C.t5时增大了压强
D.t4~t5时间内转化率最低
解析:
已知反应是气体分子数缩小的反应,且正反应为放热反应。
加入催化剂只能同倍数增大正、逆反应速率,不会引起化学平衡移动,即A项正确;温度降低,正、逆反应速率都减慢,但吸热方向减慢得更快,结合该反应为放热反应,应有v(正)>v(逆),图像中t3时v(逆)>v(正),即B项不正确;增大压强,反应中各物质的浓度增大,正、逆反应速率均加快,但气体分子数缩小的方向增加得更快,结合反应特点有v(正)>v(逆),图像中t5时v(逆)>v(正),即C项不正确;如果按照图像分析,从t3到t4和t5到t6平衡都是逆向移动,即t6后转化率最低,D项不正确。
答案:
A
6.在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如下图。
下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);ΔH=-92kJ·mol-1
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应放热增多
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
解析:
加入催化剂可以降低反应所需的活化能,根据图示可求ΔH,热化学方程式应标出反应物和生成物的状态,A错。
使用催化剂会同等程度地加快正、逆反应速率,但不改变平衡,也就不会影响反应的热量,C、D错。
答案:
B
7.(2012年德州测试)在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:
NO(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g);ΔH=-373.2kJ·mol-1达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A.加催化剂同时升高温度
B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.降低温度同时增大压强
解析:
加催化剂,可以加快反应速率,但平衡不移动,升温也可加快反应的速率,但该平衡向逆反应方向移动,NO转化率降低,A不正确;加压,平衡正向移动,NO转化率提高,B项正确;升高温度和充入N2,都使平衡向逆反应方向移动,NO转化率降低,C不正确;D中两种因素都导致平衡正向移动,NO转化率增加,但两种因素对速率的改变相反,无法确定反应速率的改变,D不正确。
答案:
B
8.在C(s)+CO2(g)
2CO(g)反应中,可使反应速率增大的措施是( )
①升高温度 ②增加碳的量 ③恒容通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2 ⑥恒容通入CO
A.①③④B.②④⑥
C.①③⑥D.③⑤⑥
解析:
②碳是固体,改变其量对反应速率无影响;④体积增大降低了反应物及生成物的浓度,正逆反应速率降低;⑤体积不变,反应物及生成物的浓度不变,正逆反应速率不变。
答案:
C
9.(2012年三明模拟)一定条件下,在密闭容器中,通入N2、H2进行N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);ΔH<0,下列叙述正确的是( )
A.充分反应后,密闭容器中N2和H2至少有1种物质的浓度为零
B.使用适宜的催化剂,可以加快反应的速率
C.增加H2的浓度或降低温度,都会加快正反应速率
D.反应达平衡后,减小容器的体积,H2的浓度不变
解析:
由可逆反应定义可知A错误;降低温度,反应速率降低,C错误;减小反应容器的体积不论平衡向哪个方向移动,各物质的浓度均增大,D错误。
答案:
B
10.在容积不变的密闭容器中进行反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);ΔH<0。
下列各图表示当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中分析正确的是( )
A.图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高
B.图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅱ表示t0时刻通入氦气对反应速率的影响
D.图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
解析:
图Ⅰ中乙先达平衡,乙的反应速率快,乙温度高;B项正确;C项通入He反应速率不变(恒容时)或减小(恒压时),C不正确;D项通入O2的时刻v′(逆)不变。
答案:
B
二、非选择题
11.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2%H2O2溶液
无
②
10mL5%H2O2溶液
无
③
10mL5%H2O2溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是______________________。
(2)常温下5%H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为____________。
(3)实验①和②的目的是_____________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。
资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。
为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是
____________________________________________。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。
分析上图能够得出的实验结论是______________________________。
解析:
因为H2O2在常温下不易分解,要想观察到明显现象,可想办法加快化学反应速率如加入催化剂,升高温度等。
答案:
(1)降低了反应所需活化能
(2)H2O2
H++HO
(3)探究浓度对反应速率的影响
向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率
12.向体积为10L的固定密闭容器中通入3molX气体,在一定温度下发生如下反应:
2X(g)
Y(g)+3Z(g)。
(1)经5min后反应达到平衡,此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的反应速率为________mol/(L·min)。
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个相同的密闭容器中进行,在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为:
容器
反应速率
甲
v(X)=3.5mol/(L·min)
乙
v(Y)=2mol/(L·min)
丙
v(Z)=4.5mol/(L·min)
丁
v(X)=0.075mol/(L·s)
若其他条件相同,温度不同,则温度由高到低的顺序是(填序号)______。
解析:
(1)根据阿伏加德罗定律,同温、同体积时,压强之比等于气体的物质的量之比,即反应后气体的物质的量为3.6mol,设生成Y的物质的量为y,则生成Z的物质的量为3y,反应的X的物质的量为2y,则有3mol-2y+y+3y=3.6mol,y=0.3mol。
用Y表示的反应速率为0.3mol÷10L÷5min=0.006mol/(L·min)。
(2)都换算成用Z表示的反应速率为:
容器
甲
乙
丙
丁
反应速率v(Z)/mol/(L·min)
5.25
6
4.5
6.75
反应速率由快到慢的顺序为丁>乙>甲>丙,所以温度由高到低的顺序为丁>乙>甲>丙。
答案:
(1)0.006
(2)丁>乙>甲>丙
13.(2012年济南模拟)某温度时,在2L密闭容器中气态物质CO和H2反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如下表所示。
t/min
CO/mol
H2/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.10
3
0.75
0.50
0.25
5
0.65
0.30
0.35
7
0.55
0.10
0.45
9
0.55
0.10
0.45
10
0.55
0.10
0.45
(1)根据上表中数据,在图1中画出CO、Z的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线:
(2)体系中发生反应的化学方程式是________________________。
(3)在3~5min时间内产物Z的平均反应速率:
________。
(4)图2表示该反应进行过程中能量的变化。
曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。
该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,反应的热化学方程式是________________________。
解析:
(1)画曲线时注意7min时达到平衡。
(2)根据反应关系及原子守恒,可写出体系中发生反应的化学方程式是CO+2H2
CH3OH。
(3)在3~5min时间内产物Z的平均反应速率:
0.1mol÷2L÷2min=0.025mol/(L·min)。
(4)由图像可知该反应是放热反应,反应的热化学方程式是
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g);
ΔH=-91kJ/mol。
答案:
(1)
(2)CO+2H2
CH3OH
(3)0.025mol/(L·min)
(4)放热
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g);
ΔH=-91kJ/mol
14.(2012年邹城模拟)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。
工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题:
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:
_________