单元09 化学反应速率和化学平衡【过关测试】-2022年高考一轮化学单元复习过过过(全国通用)
展开单元09 化学反应速率和化学平衡
过关测试
1.(2021·山东德州市·高三期末)两个容积均为的密闭容器I和II中充入及气体,发生反应: ,各物质的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
I
II
A.
B.N点的平衡常数为0.04
C.若将容器I的容积改为1L,T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%
D.图中M点所示条件下,再通入各,此时v(正)<v(逆)
【答案】B
【详解】
A. 根据图知,恒容条件下升高温度达到平衡时n(CO2)减小,则升温平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,所以ΔH<0,A错误;
B. M、N点温度相同,则这两点平衡常数相等,M点平衡时n(CO2)=1mol,则可列出三段式(mol/L):,则化学平衡常数,B正确;
C. 若将容器Ⅰ的容积改为1L,假设T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%,温度不变平衡常数不变,则可列出三段式(mol/L):,则化学平衡常数,要达到平衡点,反应还需要正向进行,NO转化率大于25%,C错误;
D. 图中M点所示条件下,再通入各,由B项分析知,此时各物质浓度为,则浓度商为,平衡正向移动,则v(正)>v(逆),D错误;
故选B。
2.(2021·北京朝阳区·高三一模)不同温度下,将1molCO2和3molH2充入体积为1L的恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH。平衡时CH3OH的物质的量分数随温度变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.该反应的ΔH<0
B.240℃时,该反应的化学平衡常数K=
C.240℃时,若充入2 mol CO2和6 mol H2,平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%
D.240℃时,若起始时充入0.5 mol CO2、2 mol H2、1 mol CH3OH、1 mol H2O,反应向正反应方向进行
【答案】B
【详解】
A.据图知温度升高,甲醇的物质的量分数减小,则平衡逆向移动,该反应为放热反应,则ΔH<0,故A正确;
B.240℃时,甲醇的物质的量分数为25%,设甲醇的转化物质的量为xmol,列三段式:
平衡时甲醇的物质的量分数,解得x=,化学平衡常数,故B错误;
C.240℃时,若充入2 mol CO2和6 mol H2,即建立新的等效平衡,相当于在原平衡上增大压强,该反应是气体分子数减小,则平衡正向进行,CH3OH的物质的量分数大于25%,故C正确;
D.240℃时,若起始时充入0.5 mol CO2、2 mol H2、1 mol CH3OH、1 mol H2O,,反应向正反应方向进行,故D正确;
故选:B。
3.(2020·湖南长沙一中高三月考)已知:3CH4(g)+2N2(g) ⇌3C(s)+4NH3(g) ΔH>0,在700℃,CH4与 N2在不同物质的量之比 时CH4的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是
A.越大,N2的平衡转化率越高
B.不变时 若升温,NH3的体积分数会减小
C.b点对应的平衡常数比a点的大
D.a点对应的 NH3的体积分数约为26%
【答案】A
【解析】A.由图象看出,CH4的转化率随着的增大而降低,CH4与N2均为反应物,CH4的转化率降低,则氮气的转化率升高,故A正确;
B.△H>0,该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,NH3的体积分数会增大,故B错误;
C.a、b两点的温度相同,平衡常数只与温度有关,则平衡常数不变,故C错误;
D.a点甲烷转化率为22%, =0.75,则设甲烷为3mol则,氮气为4mol,
则NH3的体积分数约为×100%=13%,故D错误;
故选A。
4.(2021·山东高三月考)MTP是一类重要的药物中间体,可以由TOME经环化后合成。其反应式为:
+CH3OH
为了提高TOME的转化率,反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为a,反应过程中液体体积变化忽略不计。
下列说法正确的是
A.X、Y两点温度不同,MTP的物质的量浓度不相等
B.X、Z两点的瞬时速率大小为
C.若Z点处于化学平衡,则210时反应的平衡常数
D.190时,0~150min之间的MTP的平均反应速率为
【答案】D
【详解】
A.X、Y两点TOME的转化率相同,TOME的初始浓度也相同,所以MTP的物质的量浓度相同,A不正确;
B.X点时反应还在进行当中,Z点时反应已接近平衡状态,所以两点的瞬时速率大小为,B不正确;
C.由于不断从反应体系中移出CH3OH,混合气中的CH3OH浓度无法确定,所以210时反应的平衡常数无法计算,C不正确;
D.190时,0~150min之间TOME的转化率为67%,则150min时产物MTP的浓度为0.67amol/L,所以MTP的平均反应速率为,D正确;
故选D。
5.(2020·河北石家庄二中高三月考)在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是
A.反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0
B.体系的总压强p总:p总(状态Ⅱ)<2p总(状态Ⅰ)
C.体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ)
D.逆反应速率:v逆(状态Ⅰ)>v逆(状态Ⅲ)
【答案】C
【解析】
A.由气体的化学计量数增大可知△S>0,由图中温度高,平衡时c(CO2)小,则升高温度,平衡正向移动,可知△H>0,故A错误;
B.分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,曲线I为加入0.1molCO2,曲线II为加入0.2molCO2,若平衡不移动,体系的总压强为P总(状态Ⅱ)=2P总(状态Ⅰ),但加压CO2(g)+C(s)⇌2CO(g)平衡逆向移动,为使c(CO2)相同,则加热使平衡正向移动,则体系的总压强为P总(状态Ⅱ)>2P总(状态Ⅰ),故B错误;
C.状态II、状态Ⅲ的温度相同,状态II看作先加入0.1molCO2,与状态Ⅲ平衡时CO的浓度相同,再加入0.1molCO2,若平衡不移动,Ⅱ状态CO的浓度等于2倍Ⅲ,但再充入CO2,相当增大压强,平衡左移,消耗CO,则c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ),故C正确;
D.状态I、状态Ⅲ的温度不同,温度高,反应速率快,则逆反应速率为V逆(状态Ⅰ)<V逆(状态Ⅲ),故D错误;故选C。
6.(2021·山东枣庄市·高三二模)利用可消除污染,反应原理为,在10L密闭容器中分别加入0.50mol 和1.2mol ,测得不同温度下随时间变化的有关实验数据见下表。
组别
温度/K
时间/min
物质的量/mol
0
10
20
40
50
①
T1
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
0.50
0.30
0.18
M
0.15
下列说法错误的是
A.该反应为放热反应
B.组别①中0~10min内,的平均反应速率为0.003
C.若组别②改为恒压装置,则M值一定大于0.15
D.当有1mol键断裂同时有1mol键形成,则反应达到平衡状态
【答案】CD
【详解】
A.由表中数据可知,T2下反应速率大于T1,故T2高于T1,平衡时甲烷的物质的量是T2大于T1,即升高温度,平衡逆向移动,故该反应为放热反应,A正确;
B.由表中数据可知,组别①中0~10min内,的平均反应速率为=0.003,B正确;
C.分析反应可知正反应是一个气体体积增大的方向,若组别②改为恒压装置,相当于增大体积,减小压强,平衡正向移动,则M值一定小于0.15,C错误;
D.当有1mol键断裂表示正反应,同时有1mol键形成也表示正反应,故不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故答案为:CD。
7.(2021·山东德州市·高三二模)在恒温条件下,向盛有足量NaCl(s)的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2,发生如下两个反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) △H1<0 K1
②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H2<0 K2
10分钟时反应达到平衡,测得体系的压强减少20%,10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1。下列说法正确的是
A.平衡后c(NO)=2.5×10-2mol·L-1
B.平衡时NO2的转化率为50%
C.其它条件保持不变,反应在绝热条件下进行,则平衡常数K2增大
D.反应4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数为
【答案】BD
【详解】
A.10min时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,则平衡时混合气体总物质的量为(0.2+0.2+0.1)mol×(1-20%)=0.4mol,10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min),则平衡时n(ClNO)=7.5×10-3mol/(L•min)×10min×2L=0.15mol,设①中反应的NO2为x mol,②中反应的Cl2为ymol,则:
,,
则0.5x+2y=0.15,(0.2-x+0.2-2y+0.1-y)+0.5x+2y=0.4,联立方程,解得x=0.1、y=0.05,故平衡后c(NO)= ,A错误;
B.由A项分析,平衡时NO2的转化率为,故B正确;
C.平衡常数只受温度影响,反应在绝热条件下进行,反应②放热,使温度升高,平衡常数K2减小,故C错误;
D.①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) △H1<0平衡常数K1;②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) △H2<0平衡常数K2;由盖斯定律可知,由①×2-②可得
反应4NO2(g)+2NaC1(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),则4NO2(g)+2NaC1(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数,故D正确;
故选BD。
8.(2021·陕西渭南市·高三一模)时,在10L的恒容密闭容器中充入一定量的M(g)和N(g),发生反应: 。反应过程中的部分数据如表所示:
t/min
n(M)/mol
n(N)/mol
0
6.0
3.0
5
4.0
10
1.0
下列说法正确的是( )
A.该反应在第8min时,v(正)v(逆)
B.0~5min内,用M表示的平均反应速率为0.04
C.时,该反应的平衡常数为0.64,则
D.当该反应达到平衡状态时,M、N的转化率相等
【答案】C
【解析】
A.由三段式数据可知,10min时体系格物质的量与5min时相同,说明该反应处于平衡状态,8min时,故A错误;
B.0~5min,ong ,故B错误;
C. 时,该反应的平衡常数为:,时,该反应的平衡常数为0.64
答案选C。
9.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6kJ·mol-1。恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.气体的质量不再改变
B.氯化氢的转化率不再改变
C.断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键
D.n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2
【答案】B
【解析】
A.气体的质量一直不变,所以不一定达平衡状态,故A错误;
B.氯化氢的转化率不再改变,说明各物质的量不变,反应达平衡状态,故B正确;
C.只要反应发生就存在断开4 mol H-Cl键的同时生成4 mol H-O键,故C错误;
D.n(HCl):n(O2):n(Cl2):n(H2O)=4:1:2:2,不能说明各物质的量不变,故D错误;
故答案为B。
10.(2021·北京石景山区·高三期末)已知:H2 (g) + CO2 (g)H2O (g) + CO (g) ΔH>0,T1温度时的平衡常数K=。T1、T2温度时,在①、②、③、④四个相同体积的恒容容器中投料,起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是
温度
容器编号
起始浓度/mol·L−1
H2
CO2
H2O
CO
T1
①
0.1
0.1
0
0
②
0.2
0.1
0
0
③
0.1
0.2
0.1
0.1
T2
④
0.04
0.04
0.06
0.06
A.容器① 5 min达到平衡,用H2表示的化学反应速率为:0.012 mol·L−1·min−1
B.H2的平衡转化率:①>②
C.容器③中反应向逆反应方向进行
D.容器④中反应向正反应方向进行,则T2>T1
【答案】C
【解析】
A.根据表中数据,利用三段式进行解答
H2 (g) + CO2 (g)H2O (g) + CO (g) ΔH>0,T1温度时的平衡常数K==,解得x=0.06 mol·L−1,v(H2)=0.012 mol·L−1·min−1,故A正确;
B.根据表中数据可知,②比①多加了0.1 mol·L−1H2且两者温度相同,所以②的转化率比①降低了,所以H2的平衡转化率:①>②,故B正确;
C.由表中数据可知,容器③中Qc==< K=,所以平衡正向移动,故C错误;
D.容器④中Qc==,与T1时的K相等,因为H2 (g) + CO2 (g)H2O (g) + CO (g) ΔH>0容器④中反应向正反应方向进行,所以T2 >T1,故D正确;
故选C。.
11.(2021·北京高三二模)某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=。该温度下,在①、②两个恒容密闭容器中投入H2(g)和CO2(g),起始浓度如下表。下列说法正确的是
容器编号
起始浓度/mol·L−1
H2
CO2
H2O
CO
①
0.1
0.1
0
0
②
0.2
0.1
0.2
0.1
A.反应开始时,②中反应向逆反应方向进行
B.平衡时,①中c(CO2)=0.04mol·L−1
C.①中H2的平衡转化率为40%
D.①、②均达平衡时,①中各组分浓度与②相同
【答案】B
【分析】
设①中H2的平衡转化率为x,由题意可建立如下三段式:
由平衡常数K=可得:=,解得x=0.06。
【详解】
A.由题给数据可知,反应②的浓度熵Qc==1<K,则平衡向正反应方向移动,故A错误;
B.由分析可知,平衡时,①中c(CO2)=(0.1—0.1×0.06) mol·L−1=0.04mol·L−1,故B正确;
C.由分析可知,①中H2的平衡转化率为60%,故C错误;
D.由题给数据可知,反应①平衡时,水蒸气和一氧化碳的浓度相等,反应②中水蒸气和一氧化碳浓度不相等,由方程式可知,反应达到平衡时,水蒸气和一氧化碳浓度依然不相等,则①、②均达平衡时,①中各组分浓度与②不相同,故D错误;
故选B。
12.(2020·安徽省太和第一中学高三月考)1889年,阿伦尼乌斯提出了反应速率常数与温度间关系的经验公式:(k为反应速率常数,R为摩尔气体常量,T为热力学温度,为活化能,A为比例系数),该公式可以用于计算基元反应(指在反应中一步直接转化为产物的反应)的活化能.下图是三个不同的基元反应的随变化的曲线图。下列关于上述基元反应的说法中错误的是( )
A.活化能由大到小的顺序是
B.一定温度下,活化能小的反应,化学反应速率大
C.对于不同反应,温度升高时活化能大的反应速率变化大
D.对于同一反应,反应速率随温度的升高而增大
【答案】A
【解析】
A.根据图象可知,当温度相同时反应Ⅰ对应lnk较大,根据lnk=lnA﹣,则此时Ea偏小,故活化能由大到小的顺序是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ,故A错误;
B.活化能越小,反应速率越大,故B正确;
C.根据lnk=lnA﹣,对于温度升高时活化能大的反应,其速率常数变化程度大,反应速率变化大,故C正确;
D.根据温度对反应速率的影响可知,升高温度反应速率加快,故D正确;
故选:A。
13.(2020·福建福州高三模拟)可逆反应①②分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示,下列判断正确的是
A.达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为10∶11
B.反应①的正反应是吸热反应
C.在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中,M的体积分数相等
D.达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为50%
【答案】A
【解析】
A. 等温时,右侧反应中气体的物质的量不变,压强与体积成反比,由图可以看出达平衡(Ⅰ)时,体系的压强与反应开始时体系的压强之比为 ,故A正确;
B. 降温由平衡(Ⅰ)向平衡(Ⅱ)移动,同时X、Y、Z的总物质的量减少,说明平衡向右移动,正反应放热,故B错误;
C. 由平衡(Ⅰ)到平衡(Ⅱ),化学反应②发生移动,M的体积分数不会相等的,故C错误;
D. 达平衡(Ⅰ)时,右边气体的物质的量不变,仍为2mol,左右气体压强相等,设平衡时左边气体的物质的量为xmol,则有:,,即物质的量减少了,所以达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为<50%,故D错误。
故选A。
14.(2021·河北高三模拟)向容积为的真空密闭容器中加入活性炭(足量)和,发生反应 ,和的物质的量变化如表所示,℃、℃下分别达到平衡时容器的总压强分别为、。说法错误的是( )
0
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
A.℃时,内,以表示的反应速率
B.℃下,反应的平衡常数为
C.第后,温度调整到℃,数据变化如表所示,则
D.若时,保持℃不变,再加入三种气体物质各,再次达到平衡时的体积分数为20%
【答案】C
【详解】
A.该反应是等体积反应,℃时,根据压强之比等于物质的量之比,因此内,以表示的反应速率,故A正确;
B.℃下,反应的平衡常数为,故B正确;
C.第后,温度调整到℃,NO物质的量减少,说明平衡正向移动,正向是吸热反应,说明是升温,温度越高,压强越大,因此得到,故C错误;
D.若30min时,NO物质的量为0.4 mol,N2、CO2物质的量为0.8 mol,NO的体积分数为,保持℃不变,再加入三种气体物质各,相等于加入4molNO,0mol N2,0mol CO2,可以理解将加入的物质先放在2个2L容器中各放2molNO,达到平衡与原容器中是等效的,再压缩到一起,加压,平衡不移动,因此再次达到平衡时的体积分数为20%,故D正确。
综上所述,答案为C。
15.(2020·浙江奉化高三模拟)1L恒容密闭容器中充入2molNO和1molCl2反应:2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g),在温度分别为T1、T2时测得NO的物质的量与时间的关系如表所示,正确的是
t/min
温度/℃
0
5
8
13
T1
2
1.5
1.3
1.0
T2
2
1.15
1.0
1.0
A.T1>T2
B.T1时,反应前5min的平均速率为v(Cl2)=0.5mol·L-1·min-1
C.反应达平衡时,升高温度促进反应向正反应方向进行
D.T2时,向反应后的容器中充入2molNOCl(g),再次平衡时,c(NOCl)>2mol·L-1
【答案】D
【解析】
A.其他条件一定下,温度越高,化学反应速率越快。根据表格中的数据,单位时间内,T2温度下,NO的反应速率快,因此T1
C.根据图示,该反应在T2温度下,在8min时,已经达到平衡,平衡是NO的物质的量为1mol。而T1
答案选D。
16.(2020·天津高三二模)在3个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中,反应CO2(g)+C(s)2CO(g)ΔH>0,分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是
容器
温度/K
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(CO2)
n(C)
n(CO)
n(CO)
I
977
0.28
0.56
0
0.4
II
977
0.56
0.56
0
x
III
1250
0
0
0.56
y
A.977K,该反应的化学平衡常数值为2
B.达到平衡时,向容器I中增加C的量,平衡正向移动
C.达到平衡时,容器Ⅰ中CO2的转化率比容器Ⅱ中的大
D.达到平衡时,容器Ⅲ中的CO的转化率大于28.6%
【答案】C
【解析】
A. 977K,根据容器I中的反应数据,该反应的化学平衡常数值为1,故A错误;
B. C是固体,达到平衡时,向容器I中增加C的量,平衡不移动,故B错误;
C. 容器Ⅱ与容器Ⅰ相比,相当于加压,达到平衡时,容器Ⅰ中CO2的转化率比容器Ⅱ中的大,故C正确;
D. 若容器Ⅲ的温度是977K,则容器Ⅲ与容器I是等效平衡,平衡时CO的浓度是0.2mol/L,CO的转化率是,升高温度,正向移动,CO浓度增大,容器Ⅲ中的CO的转化率小于28.6%,故D错误。
17.(2021·福建漳州市·高三一模)利用气相沉积法制备 TiN 的反应为 2TiCl4(g)十N2(g)+4H2(g) 2TiN(s)+8HCl(g) △H=-346.2 kJ·mol-1.现将一定量的三种反应物投入到密闭容器中,测得反应过程中 TiN的质量(m)和反应体系的压强(p)随温度的变化如图所示。则下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ表示的是 TiN 的质量随温度变化曲线
B.曲线Ⅱ中 a、b、c 三点均已达到平衡状态
C.混合气体的平均摩尔质量:M(a)>M(c)
D.该反应的平衡常数:K(b)<K(c)
【答案】C
【详解】
A.依据起点的纵坐标及曲线的变化趋势可知,曲线Ⅰ呈现上升趋势,曲线Ⅱ先升后降,因为该反应为放热反应,故升高温度,平衡逆移, TiN的质量减小,所以曲线Ⅰ表示的是压强随温度的变化,曲线Ⅱ表示的是 TiN的质量随温度的变化,故A错误;
B.温度越高反应速率越快,达到平衡的时间越短,b点为恰好达到平衡的点,a 点还未达到平衡,c 点是在b点基础上升高温度,平衡逆向移动,故B错误;
C.由图可知a、b、c 三点体系内固体质量大小关系是m(b)>m(c)>m(a),依据质量守恒,则气体质量大小关系为 m(b)<m(c)< m(a),结合化学方程式可知,当气体质量越大时,气体的物质的量就越小,根据可知 M(a)> M(c)>M(b),故C正确;
D.平衡常数只与温度有关, a、b、c三点的温度依次升高,反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,所以 K(b)>K(c),故D错误;
故选C。
18.(2020·宾县第一中学校高三月考)一定条件下,反应:6H2(g)+2CO2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)的数据如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.达到平衡时,v正(H2)=v逆(CO2)
C.b点对应的平衡常数K值大于c点
D.a点对应的H2的平衡转化率为90%
【答案】D
【解析】
A.从图中可以看出,升高温度,CO2的平衡转化率减小,则平衡逆向移动,该反应的ΔH<0,A不正确;
B.达到平衡时,对H2来说,正、逆反应速率相等,则v正(H2)= v逆(H2)=3v逆(CO2),B不正确;
C.因为正反应为放热反应,而b点温度比c点高,所以b点对应的平衡常数K值小于c点,C不正确;
D.利用分析中得出的数据,可求出a点对应的H2的平衡转化率为=90%,D正确;
故选D。
19.(2020·山东济宁高三一模)相同温度下,分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应:X2(g)+3Y2(g)⇌2XY3(g)△H=-akJ/mol。实验测得反应的有关数据如表。
容器
反应条件
起始物质的量/mol
达到平衡所用时间/min
达平衡过程中的能量变化
X2
Y2
XY3
①
恒容
1
3
0
10
放热 0.1a kJ
②
恒压
1
3
0
t
放热b kJ
下列叙述正确的是
A.对于上述反应,①、②中反应的平衡常数K的值相同
B.①中:从开始至10min内的平均反应速率υ(X2)=0.1mol/(L•min)
C.②中:X2的平衡转化率小于10%
D.b>0.1a
【答案】AD
【解析】
A.平衡常数是温度函数,只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故A正确;
B.由题给数据可知,容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ,则反应消耗X2的物质的量为=0.1mol,从开始至10min内的平均反应速率υ(X2)==0.01mol/(L•min),故B错误;
C.由题给数据可知,恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ,则反应消耗X2的物质的量为=0.1mol, X2的平衡转化率为=10%,该反应为气体体积减小的反应,恒压容器相比于恒容容器,相当于是增大压强,增大压强,平衡向正反应方向移动,X2的平衡转化率会增大,恒压容器②中X2的平衡转化率应大于10%,故C错误;
D.由题给数据可知,恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ,该反应为气体体积减小的反应,恒压容器相比于恒容容器,相当于是增大压强,增大压强,平衡向正反应方向移动,X2的平衡转化率会增大,恒压容器②中放出的热量大于0.1akJ,即b>0.1a,故D正确;
故选AD。
20.(2021·福建高三月考)一定压强下,向10 L密闭容器中充入1molS2Cl2(g)和1 molCl2,发生反应:S2Cl2(g)+Cl2(g)⇌2SCl2(g)。Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示,以下说法中错误的是( )
A.A,B,C,D四点对应状态下,达到平衡状态的是B,D
B.正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.达到平衡后再加热,平衡向逆反应方向移动
D.在300℃下,达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率不变
【答案】B
【解析】
A.反应达到平衡时正逆反应速率相等,所以Cl2与SCl2的消耗速率之比为1:2,据图可知B、D满足条件,为平衡状态,故A正确;
B.据图可知B、D点之后继续升高温度SCl2的消耗速率变大的更多,即逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,焓变小于0,焓变=正反应活化能-逆反应活化能,所以正反应的活化能小于逆反应的活化能,故B错误;
C.据图可知B、D点之后继续升高温度SCl2的消耗速率变大的更多,即逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,故C正确;
D.该反应前后气体系数之和相等,压强不影响平衡,所以缩小容器容积,重新达到平衡后与原平衡为等效平衡,氯气的转化率不变,故D正确;
综上所述答案为B。
21.(2020·江苏南京市第二十九中学高三月考)两个容积均为2 L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中充入NO及CO气体,发生反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g);ΔH起始物质的量见表。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.ΔH>0
B.N点的平衡常数为0.04
C.若将容器Ⅰ的容积改为1 L,T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%
D.图中M点所示条件下,再通入CO、N2各2mol,此时(CO,正)> (CO,逆)
【答案】BD
【解析】
A.根据图知,恒容条件下升高温度n(CO2)减小,则平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,所以H<0,A错误;
B.M、N点温度相同,则这两点平衡常数相等,平衡时n(CO2)=1mol,可逆反应化学平衡常数K===0.04,B正确;
C.若将容器Ⅰ的容积改为1L,假设T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%,温度不变平衡常数不变,可逆反应
平衡常数K===0.0018<0.04,要达到平衡点,反应还需要正向进行,NO转化率大于25%,C错误;
D.M点再通入CO、N2各2mol,浓度商Qc===0.022<0.04,平衡正向移动,则(CO,正)>(CO,逆),D正确;
故答案为:BD。
22.(2020·山东昌乐二中高三期末)工业上主要采用甲醇与CO的羰基化反应来制备乙酸,发生反应如下:CH3OH(g)+CO(g)=CH3COOH(l)。在恒压密闭容器中通入0.20mol的CH3OH(g)和0.22mol的CO,测得甲醇的转化率随温度变化如图所示。已知在T2温度下,达到平衡时容器的体积为2L。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.缩小容器容积,既能加快反应速率,又能提高乙酸的产率
C.温度为T1时,该反应的正反应速率:B点大于A点
D.温度为T2时,向上述已达到平衡的恒压容器中,再通入0.12molCH3OH和0.06molCO的混合气体,平衡不移动
【答案】BD
【解析】
A. 根据图像,随着温度升高甲醇的平衡转化率降低,平衡向逆反应方向进行,根据勒夏特列原理,该反应的正反应为放热反应,即△H<0,故A错误;
B. 缩小容器的体积,相当于增大体系压强,反应速率加快,且平衡正向移动,乙酸的产率提高,故B说法正确;
C. 根据图像,T1温度下未达到平衡,反应向正方向进行,该反应的正反应速率:A点大于B点,故C说法错误;
D. T2下,甲醇的转化率为60%,,达到平衡,此时容器的体积为2L,c(CH3OH)=0.04mol·L-1,c(CO)=0.05mol·L-1,化学平衡常数K==500,再充入0.12molCH3OH和0.06molCO,此时气体总物质的量与原平衡时气体总物质的量相等,即容器的体积为4L,此时c(CH3OH)==0.05mol·L-1,c(CO)==0.04mol·L-1,Qc==K,说明平衡不移动,故D说法正确;
答案:BD。
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