2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练10化学平衡移动及其影响因素含解析
展开一、单选题(共15题)
1.对已达到化学平衡的下列反应: ,降低温度的同时减小压强,对反应产生的影响是
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动
2.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16 ml充入10 L的密闭容器中,发生反应: ,一段时间后反应达到平衡,测得有关数据如表所示:
下列说法正确的是
A.反应前2 min的平均速率
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前
C.其他条件不变,起始时向容器中充入0.32 ml气体X和0.32 ml气体Y,达到平衡时,
D.其他条件不变,向平衡体系中再充入0.16 ml气体X,达到新平衡时,气体Y的转化率增大
3.X、Y混合气体在密闭容器中发生反应 ;达到化学平衡后,测得X气体的浓度为;恒温条件下将密闭容器的容积扩大一倍并再次达到平衡时,测得X气体的浓度为。则下列叙述正确的是
A.平衡向右移动B.C.Y的转化率提高D.Z的体积分数增加
4.在保持体系总压为的条件下进行反应,原料气中和的物质的量之比不同时,的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示。图中A点原料气的成分是,,,下列有关说法正确的是(已知:用分压表示的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)
A.该反应是吸热反应
B.
C.A点时压
D.在500℃、的条件下,该反应的平衡常数
5.某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:
①
②
下列叙述错误的是
A.加入适量Z,反应①和反应②的平衡均不移动
B.通入稀有气体Ar,反应①的平衡正向移动
C.降温时反应②的平衡逆向移动
D.通入Y,则N的浓度增大
6.根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A.密闭容器中反应达到平衡,t0时改变某一条件有如图甲所示变化,则改变的条件只能是加入催化剂
B.反应达到平衡时外界条件对平衡影响关系如图乙所示,则正反应为放热反应,且a>b
C.物质的含量和温度关系如图丙所示,则该反应的正反应为放热反应
D.反应速率和反应条件变化关系如图丁所示,则该反应的正反应为放热反应,且A、B、C、D均为气体
7.将与的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中,甲是恒压容器,乙是恒容容器。发生反应: 在相同温度下,使其均达到平衡状态。下列说法正确的是
A.体积分数:甲>乙
B.平衡常数:甲>乙
C.反应放出的热量:甲<乙
D.保持容积不变,使乙容器升温可以使甲乙容器中SO2物质的量相等
8.现有一CaC2O4·nH2O试样,分别在氮气气氛、氧气气氛中进行热重分析,得到如下热重(TG)曲线。下列说法错误的是
A.n的值为1
B.曲线说明氧气是该反应的催化剂
C.400°C-500°C氮气气氛中的反应为CaC2O4CaCO3+CO↑
D.氧气存在时产生CO2会抑制CaCO3CaO+CO2↑进行
9.在体积可变的恒压密闭容器中,一定量的CO2与足量碳发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图。下列说法正确的是
A.升高温度,反应速率增大,K减小
B.550 ℃时,在平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
C.650 ℃时,CO2的平衡转化率为25.0%
D.T1 ℃时,在平衡体系中充入等体积的CO2和CO,平衡将向左移动
10.一定条件下,合成氨反应:N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)。图1表示在该反应过程中的能量的变化,图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线,图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物H2的物质的量对该反应平衡的影响。下列说法正确的是
A.升高温度,正、逆反应速率均加快,N2的转化率增大
B.由图2信息,10 min末该反应以N2表示的反应速率为v(N2)=0.015 ml·L-1·min-1
C.由图2信息,从11 min起其他条件不变,增加N2的量,则n(N2)的变化曲线为d
D.图3中温度T1
A.a< b+c
B.该反应的平衡常数随温度的升高而增大
C.若T1﹤T2,则正反应为吸热反应
D.该反应用于工业生产时,采用的压强越大越好
12.已知HF分子在一定条件下会发生二聚反应:。经实验测得,不同压强下,平衡时体系的平均摩尔质量()随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的
B.气体的压强:
C.平衡常数:
D.测定HF的相对分子质量要在低压、高温条件
13.科研人员提出120℃下催化合成(碳酸二甲酯)需经历三步反应,示意图如图。下列说法正确的是
A.与过量稀溶液完全反应生成和甲醇
B.改用更高效的催化剂,可提高的平衡产率
C.反应历程①②③中,活化能越高,反应速率越慢
D.向反应体系中加入少量水蒸气,反应物的平衡转化率升高
14.CO2催化加氢反应可生成乙烯等低碳烯烃。向恒容密闭容器加入等物质的量的CO2和H2,一定条件下发生反应制取乙烯,主要的三个竞争反应为:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
下列说法正确的是
A.
B.反应ⅰ中H2的转化率与CO2的转化率相等
C.反应ⅲ反应物总能量小于生成物总能量
D.反应达平衡后,缩小容器体积,反应ⅱ平衡不移动
15.在RH-10Fe的作用下,合成某有机化合物的催化机理如图所示。
相关资料:
Ⅰ.RH-10Fe是常温下以溶剂萃取和溶胶凝胶法,利用溶液和稻谷壳中提取的硅酸盐材料制得的Fe-Si催化剂。
Ⅱ.硅酸盐材料具有多孔状结构,热稳定性佳,可用作催化剂载体。
下列说法不正确的是
A.硅酸盐材料可用作催化剂载体参与化学反应
B.RH-10Fe催化可提高反应物的平衡转化率
C.总反应式:+H2O2+H2O
D.该反应的原子利用率未达100%
二、填空题(共5题)
16.碳的氧化物随意排放会对环境造成影响,而这些氧化物的合理利用既可以减少对环境的危害,又可以得到有用的化工产品。回答下列问题:
(1)在催化剂的作用下,加氢合成乙烯的反应为 。压强为p时,按投料,测得达到平衡状态时,容器内各物质浓度的关系随温度的变化曲线如图1所示:
a_______(填“>”“=”或“<”)0,曲线z代表的是_______(写化学式)的平衡浓度的变化,M点和N点的浓度:_______(填“>”“=”或“<”)。
(2)恒容密闭容器中进行反应:,在甲、乙两个容积均为1 L的密闭容器中通入的、的物质的量如表:
测得不同温度下两个容器内的平衡转化率曲线如图2所示。曲线Ⅰ对应的是_______(填“甲”或“乙”)容器,A、B两点的平衡常数之比即_______。
17.硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化: 。回答下列问题:
(1)当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa,550℃时的______,判断的依据是______。影响的因素有______。
(2)将组成(物质的量分数)为、和的气体通入反应器,在温度、压强条件下进行反应。平衡时,若转化率为,则压强为______,平衡常数______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)研究表明,催化氧化的反应速率方程为:,式中:为反应速率常数,随温度升高而增大;为平衡转化率,为某时刻转化率,为常数。在时,将一系列温度下的、值代入上述速率方程,得到曲线,如图所示。
曲线上最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。时,逐渐提高;后,逐渐下降。原因是______。
18.如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入1mlCO2和3mlH2,在500℃下发生发应,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)。实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如下图1所示:
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________。
(2)500℃该反应的平衡常数为___________(结果保留一位小数),图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图,若降低温度到400℃进行,达平衡时,K值___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)下列措施中不能使CO2的转化率增大的是___________。
A.在原容器中再充入1ml H2 B.在原容器中再充入1mlCO2
C.缩小容器的容积 D.将水蒸气从体系中分离出 E.使用更有效的催化剂
(4)500℃条件下,测得某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.4ml/L,则此时v(正)___________ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
19.汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH>0,已知该反应在2404℃时,平衡常数K=64×10-4。
请回答:
(1)某温度下,向2L的密闭容器中充入N2和O2各1ml,5分钟后O2的物质的量为0.5ml,则NO表示的反应速率___。
(2)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下列变化趋势正确的是___(填字母序号)。
(3)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数___。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1ml/L、4.0×10-2ml/L和3.0×10-3ml/L,此时反应___(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。
20.Ⅰ.随着氮氧化物对环境及人类活动影响的日趋严重,如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一,利用 NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去NO的主要反应如下:4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) -Q
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中按照 n(NH3)︰n(NO) =2︰3 充入反应物,发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是___________。
A.c(NH3)︰c(NO) =2︰3
B.n(NH3)︰n(N2) 不变
C.容器内压强不变
D.容器内混合气体的密度不变
E.1mlN—H 键断裂的同时,生成 1mlO—H 键
(2)某研究小组将 2mlNH3、3mlNO 和一定量的O2充入 2L 密闭容器中,在 Ag2O 催化剂表面发生上述反应,NO 的转化率随温度变化的情况如图所示。
①在 5min 内,温度从 420K 升高到 580K,此时段内NO 的平均反应速率(NO)=___________;
②在有氧条件下,温度 580K 之后 NO 生成 N2的转化率降低的原因可能是___________。
Ⅱ. 用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收氮氧化物也是一种可行的方法。NO 和 NO2不同配比混合气通入尿素溶液中,总氮还原率与配比关系如下图。
(1)用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收体积比为 1∶1的NO 和 NO2混合气,可将 N 元素转变为对环境无害的气体。写出该反应的化学方程式___________。
(2)随着 NO 和 NO2配比的提高,总氮还原率降低的主要原因是___________。
21.将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),已知在压强为a MPa下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下图:
此反应___________(填“放热”或“吸热”);若温度不变,提高投料比[n(H2)/n(CO2)],则K将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
22.采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚,反应为4H2(g)+2CO(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=—204.7 kJ·ml-1。有研究者在压强为5.00 MPa的条件下,将H2和CO反应直接制备二甲醚,结果如下图所示,其中CO的转化率随温度升高而降低的原因是___________。
23.一定温度下,向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入0.4 ml SO2和0.2 mlO2,发生反应:2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g) ∆H =-196 kJ/ml。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下到问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是_______(填序号)。
A.SO2、O2、 SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
B.容器内气体的压强不变
C.容器内混合气体的密度保持不变
D.反应热不变化
E.SO2生成速率和SO3的生成速率相等
(2)SO2的转化率为_______;达到平衡时反应放出的热量为_______;此温度下该反应的平衡常数K=_______。
(3)如图表示平衡时SO2体积分数随压强和温度变化的曲线,则:
温度关系:T1___T2(填“>”“<”或“=”下同)平衡常数关系:KA___KD。
参考答案
1.C
【详解】
若只降低温度,则正、逆反应速率都减小,且平衡逆向移动;若只减小压强,则正、逆反应速率也都减小,且平衡也逆向移动。综上分析,降低温度的同时减小压强,则正、逆反应速率都减小,且平衡逆向移动。故C正确;
故选:C。
2.D
【详解】
A. ,A错误;
B.降低温度,平衡右移,,B错误;
C.达到原平衡时,,由于该反应是气体分子数不变的反应,所以起始时充入容器中的气体X和气体Y分别加倍,平衡时各物质的量也加倍,即,C错误;
D.其他条件不变,向平衡体系中再充入0.16 ml气体X,则平衡向正反应方向移动,气体Y的转化率增大,D正确;
故选D。
3.B
【分析】
在恒温条件下将密闭容器的容积扩大一倍,相当于减小压强,若平衡不移动,则X气体的浓度应该为。因为,说明减小压强时,平衡向逆反应方向移动,即向气体分子数增大的方向移动,据此分析解答。
【详解】
A.根据以上分析,减小压强时,平衡向逆反应方向移动,即平衡向左移动,故A错误;
B.减小压强时,平衡向逆反应方向移动,即向气体分子数增大的方向移动,则,故B正确;
C.平衡向逆反应方向移动,则Y的转化率降低,故C错误;
D.平衡向逆反应方向移动,则Z的体积分数减小,故D错误;
答案选B。
【点睛】
本题易错之处是机械应用平衡移动原理,只看到条件改变后X的浓度变小,就认为平衡向右移动而错选。
4.D
【详解】
A.由图可知,相同时,温度越高,的平衡转化率越小,则升高温度平衡逆向移动,该反应为放热反应,A项错误;
B.相同条件下,增大氧气的量可增大二氧化硫的平衡转化率,则越小,的平衡转化率越大,则,B项错误;
C.A点原料气的成分是,,,二氧化硫的平衡转化率为88%,则:
平衡时、、的分压分别为,、,即,C项错误;
D.平衡常数与无关,则500℃、的条件下,该反应的平衡常数,D项正确;
答案选D。
5.B
【详解】
A.Z为固体,加入适量Z对反应①的平衡没有影响,而反应②与Z无关,加入Z对反应②的平衡也没有影响,A项正确;
B.通入稀有气体Ar,由于容器体积不变,故原容器中各气体浓度不发生改变,反应①的平衡不移动,B项错误;
C.温度降低,Q的浓度增大,且反应②为吸热反应,故反应②的平衡逆向移动,C项正确;
D.通入气体Y,反应①的平衡正向移动,Q的浓度增大,导致反应②的平衡逆向移动,则N的浓度增大,D项正确;
故选B。
6.C
【详解】
A.由图象分析可知,条件改变,化学反应速率增大,化学平衡不动,则改变条件可能为加入催化剂或a+b=c时增大压强,故A错误;
B.由图象可知,升高温度,G的体积分数减小,说明平衡向正反应方向移动,该反应是吸热反应,不是放热反应,p1、p2相对大小不知,不能确定a和b的大小,故B错误;
C.由图象可知,T2达到平衡,平衡后,升高温度,C的含量减小,说明平衡向逆反应方向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,故C正确;
D.由图象可知,降低温度,化学反应速率减小,平衡向正反应方向移动,该反应为放热反应,增大压强,化学反应速率增大,平衡向正反应方向移动,说明反应前后气体体积减小,则A、B、C是气体,D一定为固体或纯液体,故D错误;
故选C。
7.A
【分析】
恒容条件下该反应的正反应是气体体积减小的反应,随着反应的进行,气体物质的量减小,气体压强减小,甲是恒压条件下反应,所以反应过程中甲中压强大于乙,增大压强平衡正向移动,所以甲的平衡状态相当在乙平衡的基础上加压。
【详解】
A. 增大压强平衡正向移动,总物质的量减小的幅度大于二氧化硫减小的幅度,体积分数:甲>乙,故A正确;
B. 平衡常数是温度的函数,温度相等平衡常数相等,平衡常数:甲=乙,故B错误;
C. 增大压强平衡正向移动,所以甲中二氧化硫的转化量大于乙中二氧化硫的转化量,反应放出的热量:甲>乙,故C错误;
D. 保持容积不变,正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,乙中二氧化硫的量将变得更多,故D错误;
故选A。
8.B
【详解】
A.根据图象可知第1步反应是晶体失去结晶水的过程,14.6 g CaC2O4•nH2O失去水后生成12.8 g CaC2O4,根据元素守恒可得关系式:CaC2O4•nH2O~CaC2O4,物质失去水的质量多少与物质质量呈正比,可知:(128+18n):128=14.6:12.8,解得n=1,A项正确;
B.第2步发生的反应为CaC2O4受热分解,12.8 g CaC2O4的物质的量是0.1 ml,反应后固体质量是10 g,根据Ca元素守恒,可知该物质是CaCO3,根据反应前后元素守恒可知另一种生成物是CO,则在氮气环境中反应方程式为:CaC2O4CaCO3+CO↑;若有O2存在,则CO与O2反应会变为CO2,而不影响固体物质的质量,因此不能说氧气是该反应的催化剂,B项错误;
C.根据反应前后物质的质量变化可确定反应后生成物是CaCO3、CO,根据质量守恒定律可得在氮气环境中的反应方程式为:CaC2O4CaCO3+CO↑,C项正确;
D.在O2存在时,CO反应转化为CO2,使体系中c(CO2)增大,增大生成物的浓度,化学平衡逆向移动,因此会抑制CaCO3CaO+CO2↑的正向进行,D项正确;
答案选B。
9.C
【详解】
A.由图可知,温度越高,CO的体积分数越大,为吸热反应,K与温度有关,则升高温度,反应速率增大,平衡正向移动,K增大,故A错误;
B.可变的恒压密闭容器中反应,550℃时若充入惰性气体,相当于减小压强,则v正,v逆均减小,又该反应是气体体积增大的反应,则平衡正向移动,故B错误;
C.由图可知,650℃时,反应达平衡后CO的体积分数为40%,设开始加入的二氧化碳为1ml,转化了xml,则生成CO 2x ml,,解得x=0.25ml,CO2的平衡转化率为,故C正确;
D.T1℃时,若再充入1ml CO2和1ml CO,气体压强不变导致容器体积增大,气体反应物和生成物浓度不变,平衡不移动,故D错误;
故选:C。
10.D
【详解】
A.由图1知,氮气和氢气的总能量大于氨气的能量,所以由氮气和氢气生成氨气是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向进行,该反应的平衡常数减小,N2的转化率减小,故A错误;
B.10min末是瞬时速率无法计算,应该计算10分钟内氮气的速率,故B错误;
C.从11 min起其他条件不变,增加N2的量,则n(N2)突变,接着平衡正向移动,n(N2)减小,n(N2)的变化曲线为b,故C错误;
D.相同温度下,一定量氮气时,氢气的浓度越大,平衡向正反应方向移动导致氮气的转化率越大,所以图3中e、f、g三点所处的平衡状态中,反应物的转化率最高的点是g点,故D正确。
故答案为:D。
11.C
【详解】
A.由图像分析可知,在恒温条件下,随着压强的增大,A的转化率逐渐增大,即恒温下,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,所以a>b+c,故A错;
B.的相对大小不知,所以无法求该反应的反应热效应,不能确定平衡常数随温度的变化情况,故B错;
C.若T1﹤T2,则同压时,升高温度A的平衡转换率增大,所以升高温度平衡正向移动,则正反应文吸热反应,故C正确;
D.由A分析可知,该反应的正反应为气体体积减小的反应,虽然增大压强平衡正向移动,但当压强增加到一定程度后转换率变化不大且成本会增加。所以该反应用于工业生产时,采用的压强并不是越大越好,故D错;
答案选C。
12.D
【详解】
A.温度升高平均摩尔质量减小,气体质量守恒,物质的量增大,说明平衡逆反应方向进行,升温平衡向吸热反应方向进行,正反应是放热反应,△H<0,故A错误;
B.b、c点是压强相同条件下的化学平衡,依据图象分析可知温度不变时,增大压强,气体物质的量减小,气体摩尔质量越大,p1>p2,气体的压强:p(a)
C.平衡常数随温度变化不随压强变化,a、b、c点的温度不同,正反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,平衡常数:K(a)>K(c)>K(b),故C错误;
D.反应是气体体积减小的放热反应,测定HF的相对分子质量应使平衡逆向进行,需要在低压、高温条件下进行提高HF的纯度,故D正确;
故选:D。
13.C
【详解】
A.与过量稀溶液完全反应生成二氧化碳和甲醇,故A错误;
B.催化剂不能使平衡移动,改用更高效的催化剂,不能提高的平衡产率,故B错误;
C.活化能越高,反应速率越慢,故C正确;
D.二氧化碳和甲醇在120℃下催化合成碳酸二甲酯和水,向反应体系中加入少量水蒸气,平衡逆向移动,反应物的平衡转化率降低,故D错误;
选C。
14.A
【详解】
A.根据盖斯定律得,故A正确;
B.向恒容密闭容器加入等物质的量的CO2和H2,反应ⅰ中H2与CO2按照1:3反应,转化率不相等,故B错误;
C.反应ⅲ为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,故C错误;
D.反应达平衡后,缩小容器体积,反应ⅰ和ⅲ正向移动,造成CO2、H2浓度减小,H2O的物质的量浓度变大,反应ⅱ平衡逆向移动,故D错误;
故答案为A。
15.B
【详解】
A.硅酸盐材料具有多孔状结构,热稳定性好,可用作催化剂载体,即硅酸盐材料可用作催化剂载体参与化学反应, A正确;
B. RH-10Fe是催化剂, 可提高反应物的反应速率,但不能改变平衡转化率,B错误;
C.根据示意图可判断该反应的反应物是苯酚和双氧水,产物是对二苯酚和水,总反应式为:+H2O2+H2O,C正确;
D.结合C可知,该反应的反应物是苯酚和双氧水,产物是对二苯酚和水,原子利用率不是100%,D正确;
答案选B。
16.< = 甲 4:1
【详解】
(1)由图象可知,随温度升高,反应物的平衡浓度逐渐增大,即升温平衡逆向移动,故,即;曲线z呈下降趋势,则z代表或,再结合二者的化学计量数可知,曲线z代表;M点和N点对应的曲线上只有1个点,故M点和N点的浓度相等;
(2)该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,的平衡转化率增大,甲容器中的压强小于乙容器中的压强,故曲线Ⅰ对应的是甲容器;利用“三段式”法计算A、B两点的有关量:
甲容器:
乙容器:
故。
17.0.975 该反应气体分子数减少,增大压强,提高 ,所以 温度、压强和反应物的起始浓度(组成) 升高温度,增大使逐渐提高,但降低使逐渐下降。时,增大对的提高大于引起的降低;后,增大对的提高小于引起的降低。
【详解】
(1)由题给反应式知,该反应为气体分子数减少的反应,其他条件一定时,增大压强,平衡转化率增大,故,结合题图(b)知5.0 MPa、550℃时对应的平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有:温度、压强、反应物的起始浓度等。
(2)设通入的、和共100 ml,利用三段式法进行计算:
平衡时气体的总物质的量为,则,,,因,,代入计算得。
(3)升高温度,反应速率常数增大,反应速率,提高但降低使反应速率逐渐下降。时,增大对的提高大于引起的降低后,增大对的提高小于引起的降低。
18.0.225ml/(L•min) 5.3 增大 BE <
【详解】
(1)从反应开始到平衡v(CH3OH)=ml/(L·min)=0.075 ml/(L•min),相同时间内v(H2)=3v(CH3OH)=0.075 ml/(L•min)×3=0.225 ml/(L•min);
(2)根据图像结合三段式可知
化学平衡常数K=≈5.3,该反应的正反应是放热反应,降低温度平衡正向移动,化学平衡常数增大;
(3)A.在原容器中再充入1mlH2,反应物浓度增大,平衡正向移动,导致二氧化碳转化率增大,故A不选;
B.在原容器中再充入1mlCO2平衡正向移动,但是二氧化碳消耗的量远远小于加入的量导致二氧化碳转化率减小,故B选;
C.缩小容器的容积,压强增大,化学平衡正向移动,二氧化碳转化率变大,故C不选;
D.将水蒸气从体系中分离出,平衡正向移动,二氧化碳转化率增大,故D不选;
E.使用更有效的催化剂,平衡不移动,二氧化碳转化率不变,故E选;
故选BE;
(4)此时浓度商==6.25>K,平衡逆向移动,则v(正)<v(逆)。
19.0.1ml/(L·min) AC 不变 向正反应方向进行
【详解】
(1)5分钟内,Δn(O2)=0.5ml,由N2(g)+O2(g)2NO(g)可知Δn(NO)=1ml,浓度是0.5ml/L,所以NO表示的反应速率为0.5ml/L÷5min=0.1ml/(L·min);
(2)A、该反应的正反应为吸热反应,则升高温度平衡向正反应进行,平衡常数增大,故A正确;
B、加入催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,故B错误;
C、升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,故C正确;
故答案为AC;
(3)该反应中,气体的化学计量数之和前后相等,压强对平衡移动没有影响,只要是在相同温度下,则平衡状态相同,与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数不变;
(4)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1ml/L、4.0×10-2ml/L和3.0×10-3ml/L,此时浓度熵是=9×10-4<K=64×10-4,则反应应向正反应方向进行。
20.AE 平衡逆向移动(或氨气被氧化为NO) NO+NO2+(NH2)2CO=2N2+CO2+2H2O NO难溶于水,难以与尿素接触反应
【详解】
Ⅰ.(1)A.初始n(NH3)︰n(NO)=2︰3,两者按照2:3的比例反应,所以c(NH3)︰c(NO)=2︰3始终成立,不能说明反应达到平衡状态,故A符合;
B.氨气和氮气分别是反应物和生成物,因此n(NH3)︰n(N2)不变时能说明反应达到平衡状态,故B不符合;
C.正反应体积增大,当容器内压强不变时能说明反应达到平衡状态,故C不符合;
D.水是液态,混合气体的质量是变量,容器容积不变,则容器内混合气体的密度不变时能说明反应达到平衡状态,故D不符合;
E.根据化学方程式中的计量数可判断1mlN-H键断裂的同时,生成1mlO-H键,说明正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,故E符合;
故答案为AE;
(2)①从开始到5min末,温度由420K升高到580K,△n(NO)=3ml×(59%-2%)=1.71ml,此时段内NO的平均反应速率(NO)==;
②由图可知,反应在580K时,反应达到平衡状态,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO生成N2的转化率降低;
Ⅱ.(1)体积比为1:1的NO和NO2混合气体,说明反应中化学计量数之比为1:1,反应化学方程式为NO+NO2+(NH2)2CO=2N2+CO2+2H2O;
(2)由于NO难溶于水,难以与尿素接触反应,未参与反应的NO增多,大量的NO通入之后不能反应,导致总还原率降低。
21.放热 不变
【详解】
当投料比一定时,温度越高,CO2的转化率越低,所以升温,平衡左移,正反应为放热反应。平衡常数只与温度有关,不随投料比的变化而变化。故答案为:放热;不变;
22.反应放热,温度升高,平衡逆向移动
【详解】
由题意可知,该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,导致一氧化碳的转化率降低,故答案为:反应放热,温度升高,平衡逆向移动。
23.BE 90% 35.28kJ 8100 > <
【详解】
(1)A.比例关系无法确定平衡状态,B.假设该反应只向正反应反向进行,随着反应的进行,气体系数之和减小,在恒容容器中,压强随之减小,当压强不变时,即达到平衡状态,C.根据,因为是恒容容器,所以V恒定不变,根据质量守恒定律,反应前后气体的质量之和不变,即m不变,所以密度保持不变,无法确定平衡状态,D.反应从左往右进行时,反应不断放出热量,当反应达到平衡时,放出的热量恒定不变,可以确定平衡状态,E。二氧化硫的生成速率是逆反应方向,三氧化硫的生成速率是正反应方向,两者反应速率之比是1:1,符合正反应速率等于逆反应速率的本质,可以判断平衡状态,故BE正确;
(2)假设反应消耗的O2的物质的量是xmol,则有
恒容容器中,压强之比等于物质的量之比
,解得x=0.18ml,二氧化硫的转化率是,假设达到平衡时放出的热量是Q,根据O2的反应数据有,Q=35.28kJ;平衡时SO2的浓度为,O2的浓度是,SO3浓度是,;
(3)压强相同时,由T1到T2,SO2的体积分数减小,平衡正向移动,正向是放热反应,故T1>T2,化学平衡常数和温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,A和B所处温度相同,所以KA=KB,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,由于温度T1>T2,则平衡常数KA
7
9
0.12
0.11
0.10
0.10
甲:
乙:
丙:
丁:
aX(g)+bY(g)cZ(g)
L(s)+aG(g)bR(g)
aA+bBcC
A+2B2C+3D
甲容器
1 ml
2 ml
乙容器
2 ml
4 ml
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