化学第2章 化学反应的方向、限度和速率2.3化学反应的速率化学反应速率单元测试课时作业
展开第二章 化学反应速率与化学平衡 单元测试题
一、单选题
1.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L。当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.SO2为0.4 mol/L,O2为0.2 mol/L B.SO2为0.25 mol/L
C.SO3为0.4 mol/L D.SO2、SO3均为0.15 mol/L
2.一种分步梯阶转化合成乙酸的可能反应机理如下(M为一种金属催化剂)
下列说法正确的是
A.该反应机理中是催化剂
B.中间体X可表示为
C.该反应的平衡常数可表示为
D.该反应中每生产1mol,转移电子的数目约为
3.工业上利用黄铁矿()制取硫酸,其反应流程如下:
下列说法错误的是
A.反应①矿石粉碎的目的是提高反应速率和矿石的转化率
B.反应②中即使通入过量的氧气,也不能将全部转化成
C.增大压强有利于反应②的进行,所以工业生产采用高压条件
D.过量的氨水吸收的化学方程式:
4.含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a或b都能经过一步反应生成c
B.d能与H2O反应同时生成c和e
C.充满d的密封试管,放入热水后颜色变浅
D.由a生成b的反应,体现了 a的还原性
5.一定温度和压强下,在催化剂作用下可发生反应:。该反应的自由能()与温度(T)的关系如图所示。已知:分压=总压物质的量分数,浓度平衡常数用K表示。下列说法正确的是
A.增大CO的浓度,和K均增大
B.加入更多的固体酸催化剂,有利于提高甲醇的平衡产率
C.由图像可知
D.当反应达到平衡状态时,体系的总压强为p,其中、、的物质的量均为,则用分压表示的平衡常数为
6.某溶液初始仅溶有等浓度的M和N,反应①、②同时进行:
①
②
反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(为速率常数)。反应体系中M和X的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.,消耗M的平均速率为
B.体系中X和Y的浓度之比保持不变,说明反应已平衡
C.反应①的活化能比反应②的活化能更大
D.时,X的选择性[]为62.5%
7.下图是FeCl3溶液与KSCN溶液反应的实验示意图,下列分析不正确的是
A.溶液中存在平衡:
B.加入KSCN溶液后,Q>K,平衡向正反应方向移动
C.溶液中减小
D.若加入少量KOH溶液,则会产生红褐色沉淀
8.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等),是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)+2CO(g)= N2(g)+2CO2(g),在298 K、100 kPa下,ΔH=-113 kJ·mol-1、ΔS=-145 J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是
A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温条件
C.该反应常温下能自发进行,高温只是加快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
9.已知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,体系的平均相对分子质量()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.气体的总压强:
C.平衡常数:
D.测定的相对分子质量要在低压、高温条件下更准确
10.2023年10月4日,瑞典皇家科学院宣布将2023年诺贝尔化学奖授予美国麻省理工学院教授蒙吉·巴文迪(MoungiG.Bawendi)、美国群伦比亚大学教授路易斯・布鲁斯(LouisE.Brus)和美国纳米晶体科技公司科学家阿列克谢.叶基莫夫(AlexeyI.Ekimov),以表彰他们对量子点的发现与合成所作的贡献。中国科学技术大学熊宇杰、高超教授利用光催化和Ru可以有效地从CdS量子点中提取光生带正电空穴(用h+表示,可捕获电子)和电子,进一步氧化HMF( )来生产HMFCA( )和DFF( ),该成果于2022年发表于世界化学顶级期刊《Angew.Chem.Int.Ed.》,反应原理如图所示:下列说法错误的是
A.在相同条件下,适当增加光的强度或酸度有利于加快反应速率
B.生成DFF整个过程中,氧化产物与还原产物的物质的量比为1:1
C.生成HMFCA过程中,Ru-CdS表面反应的机理,一定有e-或h+参与
D.当生成HMFCA与DFF物质的量比为1:1时,CdS量子点至少产生3molh+
11.在温度相同、容积均为2L的3个恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温,测得反应达到平衡时的有关数据如表。下列说法错误的是
已知:H2(g)+I2(g)2HI(g)
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1.5molH2、1.5molI2 | 1molH2、2molI2 | 2molH2、1molI2 |
HI的百分含量 | w1 | w2 | w3 |
平衡常数 | K1 | K2 | K3 |
体系压强/Pa | P1 | P2 | P3 |
H2的转化率 | α1 | α2 | α3 |
A.w1<w2=w3 B.K1=K2=K3 C.P1=P2=P3 D.α2>α1>α3
12.在一定条件下,将6molA和2molB两种气体混合于4L恒容密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。5min末该反应达到平衡,生成1.6molD,并测得C的浓度为0.4mol/L。下列判断正确的是
A.x=1
B.A的转化率为40%
C.5min内B的反应速率为0.16mol•L-1•min-1
D.若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应已达到平衡状态
二、多选题
13.下列实验操作、现象和解释结论都正确的是
选项 | 实验操作 | 现象 | 解释或结论 |
A | 将2mL 0.1mol/L 溶液和2mL 0.2mol/L 溶液分别加入到4mL 0.01mol/L 溶液,记录褪色时间 | 加入0.2 mol/L 溶液的溶液褪色快 | 浓度越大,反应速率越快 |
B | 向的溶液平衡体系中加入少量KCl固体 | 溶液红色变浅 | 说明增加生成物浓度,平衡逆向移动 |
C | 在容积可变的密闭容器中发生反应:N2O4(g)2NO2(g),将该容器的容积缩小一半 | 颜色加深 | 其他条件不变时,增大压强,该平衡正移 |
D | A、B两支试管中分别加入等体积的5% H2O2溶液,在B试管中加入2-3滴FeCl3溶液 | B试管中快速产生气泡 | 其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率 |
A.A B.B C.C D.D
14.一定条件下,丙烯与HCl反应生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.丙烯与HCl的反应是吸热反应
B.合成CH3CHClCH3的反应中,第I步为反应的决速步
C.其他条件不变,适当升高温度可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例
D.CH2=CH-CH3(g)+HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓变等于第一步与第二步正反应活化能的差值
三、非选择题
15.完成下列小题
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(ⅰ)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+172kJ·mol-1,Kp1=1.0×10-2
(ⅱ)碳氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) ΔH2=-51kJ·mol-1,Kp2=1.2×1012Pa
反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔH为 kJ·mol-1,Kp= Pa.
(2)在1.0×105Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)= Pa.
16.将放入2L,恒容密闭容器中发生反应,平衡体系中的体积分数随温度的变化如图所示
(1)D点 , (填“>”“=”或“<”)
(2)A、B、C点中平衡常数K的值最小的是 点,该反应的 0(填“>”“<”或“=”),时,的平衡转化率为 ;若达平衡时间为,则此时间内的平均反应速率为 。
(3)若其条件不变,在原平衡基础上,再加入一定量,达到新平衡时,与原平衡相比,的体积分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。
17.回答下列问题:
Ⅰ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
Ⅱ.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H>0,其平衡常数K=,已知1100℃时,K=0.263。
(5)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO体积比值 (填“增大”、“减小”或“不变”):平衡常数K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态 (填“是”或“否”),此时v正 v逆(填“>”或“=”或“<”)。
18.回答下列问题。
(1)某学习小组同学研究过氧化氢溶液与氢碘酸反应,查到一组室温下的实验数据,如下表所示:
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
c(H2O2) mol/L | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
c(HI) mol/L | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.1 |
从混合至溶液出现棕黄色的时间/s | 13 | 6.5 | 4.3 | 6.6 | 4.4 |
回答下列问题:
①过氧化氢与氢碘酸反应的化学方程式为 。
②该反应的速率方程可表示为,对比表中数据可知a= ,b= 。
③该小组同学将实验④的温度升高,发现加热到一定温度下,溶液出现棕黄色所需时间变长,可能的原因是 。
(2)工业上用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染,反应原理为:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867.0 kJ·mol-1。一定比例的甲烷和二氧化氮的混合气在装有催化剂的反应器中反应一段时间。体系中二氧化氮的转化率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
①温度为470K时,图中P点 (填“处于”或“不处于”)平衡状态。判断理由是 。490K之后,二氧化氮的转化率随温度升高而减小的原因可能是 。
A.催化剂的活性降低 B.平衡常数变大 C.反应活化能增大
②为提高反应中的二氧化氮的转化率,有人提出可以采取在恒压条件下充入稀有气体,解释其原因: 。
参考答案:
1.B
【详解】A.SO2和O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,SO2和O2的浓度浓度变化分别为:0.2mol/L、0.1mol/L,需要消耗三氧化硫的浓度为:0.2mol/L,由于该反应为可逆反应,实际变化浓度应小于三氧化硫的原有浓度0.2mol/L,所以达到平衡时SO2小于 0.4mol/L,O2小于0.2mol/L,故A错误;
B.SO2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2的浓度浓度变化为0.2mol/L,该题中实际变化为0.05mol/L,小于0.2mol/L,故B正确;
C.SO3的浓度增大,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故C错误;
D.反应物、生产物的浓度不可能同时减小,一个浓度减小,另一个浓度一定增大,故D错误;
故选B。
2.B
【详解】A.在该反应中,先生成氢气,后消耗氢气,故不是催化剂,故A错误;
B.X与CO2反应生成,根据元素守恒可知,中间体X可表示为,故B正确;
C.根据反应机理可知,总反应方程式为,故该反应的平衡常数可表示为,故C错误;
D.分步梯阶转化合成乙酸经历了三步反应,每一步都发生电子的转移,故转移电子的数目大于,故D错误;
故选B。
3.A
【分析】黄铁矿粉碎和空气焙烧生成二氧化硫,在接触室中二氧化硫转化为三氧化硫,使用浓硫酸吸收得到浓硫酸;
【详解】A.对矿石进行粉碎,增大原料间接触面积从而增大反应速率,但是不能改变矿石的转化率,A错误;
B.二氧化硫和氧气生成三氧化硫反应为可逆反应,故反应②中即使通入过量的氧气,也不能将全部转化成,B正确;
C.反应②为,是气体分子数减小的反应,增大压强有利于反应②的正向进行且增加压强反应速率加快,所以工业生产采用高压条件,C正确;
D.过量的氨水吸收,二氧化硫完全转化为亚硫酸根离子,化学方程式:,D正确;
故选A。
4.C
【分析】由含氮物质的分类与相应化合价关系可知,a为NH3、b为N2、c为NO、d为NO2、e为HNO3,以此解答。
【详解】A.NH3和O2发生催化氧化生成NO,N2和O2发生反应能够生成NO,故A正确;
B.NO2和H2O反应生成NO和HNO3,故B正确;
C.NO2会发生可逆反应2NO2N2O4,该反应是放热反应,放入热水后平衡逆向移动,NO2浓度增大,颜色变深,故C错误;
D.NH3和O2生成N2的反应中,N元素化合价上升,体现了NH3的还原性,故D正确;
故选C。
5.C
【详解】A.增大CO的浓度,v正增大;温度不变,K不变;A错误;
B.加入催化剂不影响平衡移动,不会提高甲醇的平衡产率,B错误;
C.该反应的ΔS<0,低温下,该反应ΔG=ΔH-ΔS<0,则ΔH<0,C正确;
D.当反应达到平衡状态时,体系的总压强为p,其中H2(g)、CO(g)、CH3OH(g)的物质的量均为1mol,则p(H2)=p(CO)=p(CH3OH)=p,则Kp===,D错误;
故选C。
6.D
【详解】A.0~30min时间段内,M浓度的变化量为(0.5-0.3)mol/L=0.2mol/L,则,故A错误;
B.相同时间内,X和Y的浓度之比等于两者的平均反应速率之比,因Y和Z分别是反应①和反应②的产物,故两者的浓度之比为定值,则其浓度为定值时保持不变,不能作为平衡的依据,故B错误;
C.相同条件下,反应①产生的X比反应②产生的Y多,反应①的反应速率大于反应②的反应速率,则反应①的活化能小,活化能越大,反应速率越慢,故C错误;
D.前30min内M转化为X的转化率为×100%=62.5%,故30min时X的选择性为62.5%,故D正确;
故选:D。
7.B
【分析】由图可知,过量的硫氰化钾溶液与氯化铁溶液反应生成硫氰化铁和氯化钾,反应的离子方程式为Fe3++3SCN−Fe(SCN)3,向反应后的溶液中滴加浓度较大的硫氰化钾溶液,溶液中硫氰酸根离子浓度增大,反应的浓度熵小于平衡常数,平衡向正反应方向移动,溶液颜色加深。
【详解】A.由分析可知,硫氰化钾溶液与氯化铁溶液反应生成硫氰化铁和氯化钾的反应为可逆反应,溶液中存在如下平衡:Fe3++3SCN−Fe(SCN)3,故A正确;
B.由分析可知,向反应后的溶液中滴加浓度较大的硫氰化钾溶液,溶液中硫氰酸根离子浓度增大,反应的浓度熵小于平衡常数,平衡向正反应方向移动,故B错误;
C.由分析可知,向反应后的溶液中滴加浓度较大的硫氰化钾溶液,平衡向正反应方向移动,铁离子浓度减小,故C正确;
D.向溶液中加入少量氢氧化钾溶液,溶液中的铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,故D正确;
故选B。
8.B
【详解】根据该反应的焓变和熵变,利用判断反应进行的方向。
A.该反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,A正确;
B.常温下, ,故该反应常温下可自发进行,B错误;
C. 该反应常温下可自发进行,高温只是加快反应的速率,C正确;
D.CO和NO均会与血红蛋白结合而使人中毒,D正确。
故选B。
【点睛】放热利于反应自发进行,熵增有利于反应自发;化学反应的方向的判据为: 反应能自发进行; 反应达到平衡状态;反应不能自发进行。
9.D
【详解】A.由图可知,压强一定时,体系的平均相对分子质量M随着温度的升高而减小,即升高温度,平衡逆向移动,则正反应放热,反应的ΔH<0,故A错误;
B.二聚反应是气体体积减小的反应,温度一定时,增大压强,平衡正向移动,即压强越大,体系的平均相对分子质量M越大,由图可知,气体的总压强:,故B错误;
C.由选项A的分析可知,该反应为放热反应,升高温度时平衡逆向移动,平衡常数K减小,则平衡常数:,故C错误;
D.二聚反应是气体体积减小的放热反应,低压、高温条件均有利于平衡逆向移动,即低压、高温条件下φ(HF)大,所以测定HF的相对分子质量要在低压、高温条件下更准确,故D正确。
答案选D。
10.D
【详解】A.利用光催化和Ru可以有效地从CdS量子点中提取光生带正电空穴(用h+表示,可捕获电子)和电子,在相同条件下,适当增加光的强度或酸度有利于加快反应速率,故A正确;
B.HMF( )发生催化氧化反应可以生成DFF( ),氧化产物为 ,还原产物为H2O,氧化产物与还原产物的物质的量比为1:1,故B正确;
C.HMF()发生氧化反应失去电子生成HMFCA( ),生成HMFCA过程中,Ru-CdS表面反应的机理,一定有e-或h+参与,故C正确;
D.由图可知,当生成HMFCA与DFF物质的量比为1:1时,总反应方程式为:2 +O2++H2O,生成1mol和1mol时,共转移4mol电子,则CdS量子点至少产生4molh+,故D错误;
故选D。
11.A
【详解】A.当反应物的投料比等于其反应物的系数之比,达到平衡时,生成物的百分含量最大,因此w1最大,故A错误;
B.温度不变,平衡常数不变,则K1=K2=K3,故B正确;
C.反应H2(g)+I2(g)2HI(g)是气体物质的量不变的反应,充入的反应物越多,压强越大,则P1=P2=P3,故C正确;
D.由A可知,当乙容器充入1molH2、1molI2时,甲容器与丙容器是等效平衡,各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等,而乙充入1molH2、2molI2,c(I2)增大,平衡正向移动,H2的转化率增大,同理丙容器c(H2)增大,平衡正向移动,但H2的转化率减小,则α2>α1>α3,故D正确;
故选A。
12.B
【详解】A.5min末该反应达平衡,生成1.6molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,则C的物质的量改变量为0.4mol⋅L−1×4L=1.6mol,根据改变量之比等于计量系数之比,则x=2,故A错误;
B.根据D改变量为1.6mol,则A的改变量为2.4mol,则A的转化率为×100%=40%,故B正确;
C.根据D改变量为1.6mol,则B的改变量为0.8mol,5min内B的反应速率为,故C错误;
D.该反应是气体体积不变的反应,气体总质量和总物质的量不变,平均摩尔质量不变,若混合气体的平均相对分子质量不变,不能说明该反应已达到平衡状态,故D错误;
故选B。
13.AD
【详解】A.不同浓度的和 反应,浓度越大,紫色褪去时间越短,浓度越大,反应速率越快,A正确;
B.离子反应方程式,平衡体系中加入少量KCl固体,平衡不移动,溶液颜色无变化,无法判断浓度对平衡影响,B错误;
C.在容积可变的密闭容器中发生反应:N2O4(g)2NO2(g),将该容器的容积缩小一半,改变条件那一时刻,NO2浓度为原来2倍,颜色加深,平衡左移,颜色又变浅,达到新平衡,颜色比原来深,C错误;
D.A、B两支试管中分别加入等体积的5% H2O2溶液,在B试管中加入2-3滴FeCl3溶液,B试管中快速产生气泡,说明其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率,D正确;
故答案选AD。
14.BC
【详解】A.由图可知,无论是生成CH3CH2CH2Cl(g)或是CH3CHClCH3(g),生成物的总能量低于于反应物的总能量,则丙烯与HCl的反应是放热反应,A错误;
B.在合成CH3CHClCH3的反应历程中,第I步反应活化能更大,反应速率更小,慢反应为整个反应的决速步骤,B正确;
C.其他条件不变,适当升高温度,活化能大的反应的速率常数变化的大,速率增加的更快,相同时间内可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例,C正确;
D.由图象,第一步与第二步正反应活化能的差值不是反应物和生成物的能量差,故不是CH2=CH-CH3(g)+HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓变,D错误;
故选:BC。
15.(1) -223 1.2×1014
(2)7.2×105
【详解】(1)根据盖斯定律,将“反应(ⅱ)-反应(ⅰ)”得到反应2C(s)+O2(g)=2CO(g),则ΔH=-51kJ·mol-1-(+172kJ·mol-1)=-223kJ·mol-1;则Kp==1.2×1014Pa;
(2)从图中可知,1400℃,体系中气体平衡组成比例CO2是0.05,TiCl4是0.35,CO是0.6,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)= =7.2×105Pa。
16.(1) < <
(2) A > 25%
(3)减小
【详解】(1)T1温度下,D点到平衡点A,N2O4的体积分数增大,反应逆向进行,所以v(正)<v(逆);B点对应的温度高,正逆反应速率相等且都大,D点对应温度低,正逆反应速率都小且逆反应速率大于正反应速率,因此<;
(2)根据图示,升高温度平衡体系中N2O4的体积分数减小,平衡正向移动,则该反应是吸热反应,升高温度,平衡常数增大,A、B、C点中平衡常数K的值最小的是A点;正反应是吸热反应,△H>0;T2时,B点,N2O4的体积分数为60%,设N2O4的浓度变化量为x mol/L,则
,x=0.5,T2时N2O4的平衡转化率为;若平衡时间为10s,则此时间内的N2O4平均反应速率为0.05mol·L-1·s-1;
(3)若其条件不变,在T3原平衡基础上,再加入一定量NO2,相当于加压,平衡逆向移动,NO2的体积分数减小。
17.(1)
(2)吸热
(3)BC
(4)830
(5) 增大 增大
(6) 否 >
【详解】(1)由反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)知,该反应的化学平衡常数表达式K=。
(2)由表中数据可知,升高温度化学平衡常数K增大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,则该反应为吸热反应。
(3)A.该反应反应前后气体分子数不变,建立平衡的过程气体分子总物质的量不变,在一定体积的密闭容器中,容器内压强不变,故容器内压强不变不能说明反应达到化学平衡状态,A项不选;
B.建立平衡的过程中c(CO)是变量,混合气体中c(CO)不变是该反应达到平衡状态的特征标志,B项选;
C.v正(H2)=v逆(H2O)说明正、逆反应速率相等,是该反应达到平衡状态的本质标志,C项选;
D.达到化学平衡状态时各物质的浓度保持不变,但不一定相等,即c(CO2)=c(CO)时反应不一定达到化学平衡状态,D项不选;
答案选BC。
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),则=1,即该温度下反应的化学平衡常数等于1,查表知,该温度为830℃。
(5)反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的正反应为吸热反应,温度升高,平衡向正反应方向移动,达到新平衡时高炉内CO2和CO的体积比值增大,化学平衡常数增大。
(6)此时浓度商Q===0.25<0.263,在这种情况下,反应不处于化学平衡状态,反应正向进行,此时v正>v逆。
18.(1) H2O2+2HI=I2+2H2O 1 1 温度升高后,过氧化氢分解造成浓度降低使反应速率减慢
(2) 不处于 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 A 恒压充入稀有气体后体积增大,反应体系中各组分气体分压降低,平衡向正反应方向移动
【详解】(1)①过氧化氢与氢碘酸发生氧化还原反应,过氧化氢作氧化剂,氢碘酸作还原剂,生成碘和水,化学方程式为H2O2+2HI=I2+2H2O。
②该反应的速率方程可表示为,对比表中实验①④与①②的数据,c(H2O2)浓度增大二倍,或c(HI)浓度增大二倍,反应时间都缩短一半,由此可知,a=1,b=1。
③该小组同学将实验④的温度升高,发现加热到一定温度下,溶液出现棕黄色所需时间变长,则表明反应物的浓度有所减少,只能为H2O2的浓度减小,可能的原因是:温度升高后,过氧化氢分解造成浓度降低使反应速率减慢。
(2)①470K之后,升高温度,二氧化氮的转化率继续增大,则表明温度为470K时,图中P点不处于平衡状态。判断理由是:该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低。从图中可以看出,490K之后,催化活性降低,则二氧化氮的转化率随温度升高而减小的原因可能是催化剂的活性降低,故选A。
②为提高反应中的二氧化氮的转化率,有人提出可以采取在恒压条件下充入稀有气体,则反应物浓度减小,平衡正向移动,解释其原因:恒压充入稀有气体后体积增大,反应体系中各组分气体分压降低,平衡向正反应方向移动。
【点睛】催化剂对反应速率的影响远大于温度对反应速率的影响
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