2022届高考化学二轮复习专题08化学反应速率与化学平衡
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这是一份2022届高考化学二轮复习专题08化学反应速率与化学平衡,共27页。试卷主要包含了单选题,共13小题,非选择题,共6小题等内容,欢迎下载使用。
2022届高考化学二轮复习专题08化学反应速率与化学平衡
练习
一、单选题,共13小题
1.(2022·全国·高三专题练习)据文献报道:Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是
A.OH-参与了该催化循环 B.该反应可产生清洁燃料H2
C.该反应可消耗温室气体CO2 D.该催化循环中Fe的成键数目发生变化
2.(2022·湖南师大附中高三阶段练习)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
3.(2022·山西长治·高一阶段练习)硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如图:
下列说法不正确的是
A.该过程有H2O参与 B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性 D.该过程没有生成硫氧键
4.(2022·云南·瑞丽市第一民族中学高一期末)根据图中的能量关系,可求得的键能为
A. B. C. D.
5.(2022·全国·高三专题练习)捕获二氧化碳生成甲酸的过程如图所示。下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)
A.标准状况下,22.4 L CO2中所含的电子数目为16NA
B.10.1g N(C2H5)3中所含的非极性共价键数目为1.8NA
C.2 mol Au与2 mol H2中所含的分子数目均为2NA
D.100g 46%的甲酸水溶液中所含的氧原子数目为5NA
6.(2022·全国·高三专题练习)叔丁基溴在乙醇中反应的能量变化如图所示。
反应1:(CH3)3CBr→(CH3)2C=CH2+HBr
反应2:C2H5OH+(CH3)3CBr→(CH3)3C—OC2H5 +HBr
下列说法正确的是
A.过渡态能量:①>③>②
B.(CH3)3CBr转化为(CH3)3C+Br-的反应速率比(CH3)3C+Br-转化为(CH3)3C=CH2的反应速率快
C.(CH3)3C+是反应1和反应2共同的催化剂
D.反应1和反应2都是放热反应
7.(2022·全国·高三专题练习)和在钯的配合物离子的作用下合成,反应历程如图,下列说法不正确的是
A.在此过程中作为催化剂
B.该过程的总反应为
C.生成的过程中转移电子总数为4mol
D.历程中发生了
8.(2022·全国·高三专题练习)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法错误的是
A.过程①发生复分解反应,由弱酸反应得到强酸
B.过程②中,发生反应的离子方程式为: S2-+2Fe3+=S+2Fe2+
C.过程③中,标准状况下11.2L O2参加反应转移2mol电子
D.在②中Fe3+作氧化剂,在③中Fe3+是氧化产物
9.(2022·全国·高三专题练习)技术能有效降低柴油发动机在空气过量条件下的(氮氧化物)的排放,其工作原理:的储存和还原在不同时段交替进行,如图所示。下列说法不正确的是
A.储存过程中化合价发生改变的元素有两种
B.还原过程中,转化为
C.在储存过程中,参加反应的和的物质的量之比为2∶1
D.还原过程中,若还原性气体为,则参加反应的与生成的的物质的量之比是5∶1
10.(2022·全国·高三专题练习)中科院化学研究所最新报道了化合物1催化CO2的氢化机理。其中化合物1(催化剂,固态)→化合物2(中间产物,固态)的过程和其相对能量曲线如图所示。下列有关该过程的说法正确的是
A.过程中共经历三个过渡态TS11-2、I1-2、TS21-2
B.该过程的总反应速率主要由过程②决定
C.升高温度,有利于提高I1-2的平衡转化率
D.过程①的热化学方程式为I(s)+CO2(g)=I1-2(s) ∆H=-2.08 kJ·mol-1
11.(2022·浙江·模拟预测)工业上可以利用CO2来合成乙酸,其反应路径顺序如图所示,下列说法错误的是
A.反应过程中涉及氧化还原反应
B.第1步反应属于取代反应
C.CH3COORh*I为该反应的催化剂
D.可以用CH3OH、CO2和H2合成 CH3COOH
12.(2022·北京西城·一模)一定温度下,在2个容积均为1L的恒容密闭容器中,加入一定量的反应物,发生反应: ,相关数据见下表。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
Ⅰ
0.2
0.2
0.1
Ⅱ
0.2
0.2
0.12
下列说法不正确的是A.
B.Ⅰ中反应达到平衡时,CO的转化率为50%
C.达到平衡所需要的时间:Ⅱ>Ⅰ
D.对于Ⅰ,平衡后向容器中再充入0.2mol CO和0.2mol ,平衡正向移动
13.(2022·天津和平·一模)对于反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),下列说法正确的是
A.该反应△S>0
B.使用催化剂能降低该反应的△H
C.反应中每消耗1molO2转移电子数约为4×6.02×1023
D.反应的平衡常数为K=
二、非选择题,共6小题
14.(2022·湖南师大附中高三阶段练习)电解法制取高纯镍的原料液中含Cu(II)(主要以Cu2+、CuCl+、CuCl2等形式存在)杂质,为保证高纯镍产品的纯度,电解前须将Cu(II)除去,方法如下。
(1)S−SO2除铜:向原料液中加入适量细硫粉并鼓入SO2,将Cu(II)转化为CuS沉淀除去。Cu2+沉淀时发生反应的离子方程式为___________。
(2)NiS除铜:向原料液中加入活性NiS粉末,将Cu(II)转化为CuS沉淀除去。过滤后的滤渣即为除铜渣(含NiS、CuS等)。
① 室温下,CuCl+和活性NiS粉末反应的离子方程式为___________;该反应的平衡常数表达式为K=___________。
② 如图−1所示,将活性NiS粉末陈化(露置)超过7小时后再用于除铜的效果明显变差,其原因可能是___________。
③ 除铜渣中铜镍质量比随原料液pH的变化如图−2所示,实验测得溶液pH=3.5时除铜渣中铜镍质量比最大,其原因可能是___________。
15.(2022·全国·高三专题练习)氧硫化碳(),用于合成除草剂、杀虫剂等,还能作为粮食熏蒸剂。完成下列填空:
(1)的结构与二氧化碳类似,的电子式为:___________;是___________分子(填“极性”或“非极性”)。
、分别与反应均能制得,反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知:在相同条件下,
向两个容积相同的密闭容器中按下表投料(不参与反应),分别发生上述反应。
反应Ⅰ
反应Ⅱ
起始投料
起始物质的量()
1
1
3
1
1
3
图中实线a、b表示在相同的时间内随温度的变化关系。
图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。
(2)W的坐标是,W点的转化率是___________。
(3)a是反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的随温度的变化关系,依据是:___________。
(4)___________0(填“>”或“<”),理由是:___________。
(5)下列结论正确的是___________(选填选项)。A.曲线d为反应I的平衡曲线
B.时,平衡常数
C.相同条件下,延长反应时间也不能使反应体系中Y点的量达到W点
D.恒温恒容下,向W点表示的反应体系中增大,能提高的转化率
16.(2022·浙江·高三专题练习)氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。在1L固定容积密闭容器中投入1.8molCH4和3.6molH2O(g),若只发生反应:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1,测得CH4、H2O及某一生成物X的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示(反应中条件有变化时,只考虑改变一个条件)。
(1)①CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g),说明该反应自发进行的原因:__。
②反应在10min时的平衡常数K=__(列出数学计算式,不必算出结果)。
(2)第6min时改变的条件是__。
(3)画出X物质4min~9min之间的变化图像___。
(4)反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ•mol-1,反应所用的时间和CO2、CH3COOH的产率如图2所示,t时刻后,CO2的产率比CH3COOH低,其原因是__。
(5)我国提出在2030年前实现碳达峰,为了回收CO2有人设计了图3流程,体现了“绿色化学”思想,写出步骤Ⅲ的化学方程式:__。
17.(2022·全国·高三专题练习)含铁化合物是重要的基础材料。
请问答:
(1)已知: ,。。当时,正反应是自发的,此时的逆转温度为___________K。
(2)高炉炼铁中发生的基本反应之一为:
①在1100℃时,K=0.263,若此时测得高炉中,,判断反应速率(正)___________(逆),理由是___________。
②下列说法不正确的是___________。
A.须采用高温高压的反应条件使FeO还原为
B.粉碎FeO能增大接触面积从而提高反应速率
C.平衡时提高CO气体的分压有利于提高Fe的产量
D.加入CaCO3(s)后因分解产生CO2必使平衡逆向移动
③高炉炉体结构如图1所示,以铁矿石、焦炭、石灰石和空气为原料,由图2推测炉腹中发生的主要反应是___________(选填:a、b、c、d)。
④若将体积比为1:1的CO和H2混合煤气通入进风口,测得不同温度下FeO还原到后,还原剂剩余的物质的量n值如下:
还原剂
600℃
700℃
800℃
900℃
1000℃
1100℃
1200℃
H2
4.18
3.34
2.94
2.60
2.32
2.30
2.25
CO
1.66
2.50
2.90
3.24
3.52
3.54
3.59
请结合表格中的数据说明CO和H2分别还原FeO的倾向性大小是___________。
(3)一定条件下,FeCl2或FeCl3都可以催化分解H2O2。总反应都是。请写出用FeCl3催化的离子方程式。①___________;②___________。
18.(2021·浙江·模拟预测)CO用途广泛,工业应用时离不开平衡思想的指导。
I.在某一容积为5L的体积不变的密闭容器内,加入0.3mol的CO和0.3mol的H2O,在催化剂存在和800℃的条件下加热,发生如下反应: ,反应中的浓度随时间变化情况如下图:
(1)根据图上数据,该温度(800℃)下的平衡常数_______。
(2)在体积不变的条件下,改变下列条件能使平衡常数K增大的有_______(填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强 E.加入催化剂 F.移出一氧化碳气体
(3)若保持温度和容器的体积不变,在(1)中上述平衡体系中,再充入0.3mol的水蒸气,重新达到平衡后,的转化率_______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)在催化剂存在和800℃的条件下,在某一时刻测得;,则此时正、逆反应速率的大小v正_______(填“>”“②>③,选项A错误;
B.转化为的活化能更大,(CH3)3CBr转化为(CH3)3C+Br-的反应速率比(CH3)3C+Br-转化为(CH3)3C=CH2的反应速率慢,选项B错误;
C.是反应的中间产物,选项C错误;
D.反应1和反应2都是反应物总能量大于生成物总能量,故都为放热反应,选项D正确;
答案选D。
7.C
【解析】
【详解】
A.依据过程图可知在此过程中先消耗后生成,反应前后不变,是催化剂,故A正确;
B.依据图示可知氢气与氧气在催化作用下生成过氧化氢,,故B正确;
C.由B中的方程式可知,生成的过程中,转移电子总数为2mol,故C错误;
D.由图示可知,过程中发生了,故D正确;
故答案为C。
8.B
【解析】
【详解】
A.过程①发生的反应 是复分解反应,由硫化氢生成氯化氢,由弱酸生成强酸,A不选;
B.过程②中,Fe3+转化为Fe2+,硫化铜是沉淀,不能拆成离子的形式,正确的离子方程式是 ,故B选;
C.过程③中,标准状况下11.2L O2参加反应其物质的量是 =0.5mol,转移0.5mol×2×2=2mol电子,故C不选;
D.过程②中,Fe3+转化为Fe2+,Fe3+作氧化剂,在③中 ,Fe2+转化为Fe3+,Fe3+是氧化产物,故D不选;
故选:B。
9.C
【解析】
【详解】
A.在储存过程中,只有氮、氧元素的化合价发生变化,A正确;
B.还原过程中,与还原性气体反应生成氧化钡、氮气和水,B正确;
C.储存过程中,NO与O2、BaO反应生成,1molNO完全反应化合价升高了3mol,1molO2完全反应得到4mol电子,根据电子守恒可知,参加反应的NO和O2的物质的量之比=4mol:3mol=4:3,故C错误;
D.还原过程中,若还原性尾气为H2,1mol氢气完全反应失去2mol电子,中+5价N转化成N2得到10mol电子,根据电子守恒可知,参加反应的H2与生成的N2的物质的量之比=10mol:2mol=5:1,故D正确;
答案选C。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由相对能量曲线可知,化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11-2、TS21-2,说明这一过程包含两个基元反应,故A错误;
B.过程①的活化能为:(6.05-0.00)=6.05kJ·mol-1,②的活化能为:(11.28-2.08)=9.20kJ·mol-1,过程①的活化能小于过程②的活化能,过程①的反应速率大于过程②的反应速率,故该过程的总反应速率主要由过程②决定,故B正确;
C.由图可知为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于提高I1-2的平衡转化率,故C错误;
D.过程①的热化学方程式为:I(s)+CO2(g)=I1-2(s)△H=2.08kJ·mol-1,故D错误;
故选B。
11.C
【解析】
【详解】
A.过程中存在氢、碳等化合价变化,故过程中涉及氧化还原反应,A正确;
B.第1步中甲醇的羟基被碘原子取代,为取代反应,B正确;
C.根据反应流程可知,CH3COORh*I为反应的中间产物,而非催化剂,C错误;
D.该过程的总反应为甲醇与二氧化碳、氢气反应生成乙酸和水,D正确;
答案选C。
12.D
【解析】
【详解】
A.两次实验起始投入量相同,该反应为放热反应,温度T2达到平衡时,二氧化碳的量少,降温平衡正向移动,故,A正确;
B.Ⅰ中反应达到平衡时,CO2的物质的量为0.1mol,则参加反应的CO的物质的量为0.1mol起始投入量为0.2mol,则其转化率为50%,B正确;
C.,温度越高,反应速率越快,达到平衡所需要的的时间越短,C正确;
D.恒容1L的容器中,对于反应I平衡时NO、CO、N2、CO2的物质的量分别为0.1mol、0.1mol、0.05mol、0.1mol,平衡常数K=,平衡后向容器中再充入0.2mol CO和0.2mol ,此时浓度商Qc=,K=Qc,平衡不移动,D错误;
故选D。
13.C
【解析】
【详解】
A.根据方程式,该反应为气体分子数减少的反应,△S<0,A错误;
B.催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的△H,B错误;
C.O2中O的化合价由0价降低至-2价,因此反应中每消耗1molO2转移电子数约为4×6.02×1023,C正确;
D.根据平衡常数的概念可知,该反应的平衡常数K=,D错误;
答案选B。
14.(1)Cu2++SO2+S+2H2O = CuS+4H++
(2) CuCl++NiS = CuS+Ni2++Cl- NiS被空气的O2氧化变质,失去活性[或NiS在空气中被自然氧化为Ni(OH)S,失去活性] pH<3.5时,随着pH的减小,溶液中的H+结合S2−生成更多的HS-或H2S,降低了S2−的有效浓度,导致生成CuS沉淀的量减少,除铜渣中铜镍质量比降低。pH>3.5时,随着pH的增大,溶液中Ni2+生成更多的Ni(OH)2沉淀,使除铜渣中Ni含量增大,从而降低了铜镍质量比
【解析】
(1)
S、SO2与Cu2+反应生成CuS沉淀,Cu的化合价不变,S转化为CuS,S的化合价降低,则应有元素化合价要升高,推知为SO2转化为,S的化合价升高,Cu2+水解显酸性,用H+平衡电荷,由H、O守恒知,反应物需要加2个H2O即Cu2++SO2+S+2H2O = CuS+4H++。
(2)
NiS除铜:向原料液中加入活性NiS粉末,将Cu(II)转化为CuS沉淀除去。过滤后的滤渣即为除铜渣(含NiS、CuS等)。
①室温下,CuCl+和活性NiS粉末反应生成 CuS、Ni2+和Cl-,其反应的离子方程式为CuCl++NiS = CuS+Ni2++Cl-;NiS、CuS都为固体沉淀,因此该反应的平衡常数表达式为K=;故答案为:CuCl++NiS = CuS+Ni2++Cl-;。
②如图−1所示,将活性NiS粉末陈化(露置)超过7小时后再用于除铜的效果明显变差,活性NiS粉末陈化时间越长,Cu2+越难除,分析得到Cu2+通过与S2−反应生成CuS除去,Cu2+越难除,说明−2价S被O2氧化,而使NiS失去活性;故答案为:NiS被空气的O2氧化变质,失去活性[或NiS在空气中被自然氧化为Ni(OH)S,失去活性]。
③除铜渣中铜镍质量比随原料液pH的变化如图−2所示,实验测得溶液pH=3.5时除铜渣中铜镍质量比最大,图−2中pH=3.5时铜渣中铜镍质量比最大,回答时应从pH<3.5和pH>3.5作答,当pH<3.5时,溶液的酸性较强,H+会与S2−结合成HS-或H2S,S2−浓度减小,减弱了S2−与Cu2+的结合,除铜渣中CuS减小,所以除铜渣中铜镍质量比降低;当pH>3.5时,碱性增强,OH-会与Ni22+反应生成Ni(OH)2沉淀,过滤后的滤渣中,含镍较多,则除铜渣中铜镍质量比降低;故答案为:pH<3.5时,随着pH的减小,溶液中的H+结合S2−生成更多的HS-或H2S,降低了S2−的有效浓度,导致生成CuS沉淀的量减少,除铜渣中铜镍质量比降低。pH>3.5时,随着pH的增大,溶液中Ni2+生成更多的Ni(OH)2沉淀,使除铜渣中Ni含量增大,从而降低了铜镍质量比。
15.(1) 极性
(2)30%
(3) Ⅱ 在相同条件下,,因此在相同时间内,Ⅰ生成的较Ⅱ多
(4) > 根据平衡曲线,温度越高,越小或根据曲线b,在W点达到最大值,说明在W点反应达到平衡,升高温度下降,说明温度升高,平衡逆向移动,正反应放热
(5)ABC
【解析】
【分析】
在相同条件下,,即反应I的速率比反应Ⅱ快,结合图示中c、d表示两反应的平衡曲线,从图像可知,曲线d的生成物COS的物质的量大,则曲线b、d表示反应I,曲线a、c表示为反应Ⅱ, c、d均随温度的升高,生成物COS的物质的量减小,则反应I、Ⅱ均为放热反应。
(1)
的结构与二氧化碳类似,则的电子式为,是极性分子,故答案为:、极性。
(2)
由分析可知,曲线b、d表示反应I,即,W的坐标是时,=0.3mol,则消耗=0.3mol,的起始量为1mol,则W点的转化率为0.3mol÷1mol×100%=30%,故答案为:30%。
(3)
由分析可知,曲线a表示为反应Ⅱ,因在相同条件下,,因此在相同时间内,Ⅰ生成的较Ⅱ多,故答案为:Ⅱ、在相同条件下,,因此在相同时间内,Ⅰ生成的较Ⅱ多。
(4)
根据平衡曲线,温度越高,越小或根据曲线b,在W点达到最大值,说明在W点反应达到平衡,升高温度下降,说明温度升高,平衡逆向移动,正反应放热,故答案为:>、根据平衡曲线,温度越高,越小或根据曲线b,在W点达到最大值,说明在W点反应达到平衡,升高温度下降,说明温度升高,平衡逆向移动,正反应放热。
(5)
A.由分析可知,曲线d为反应I的平衡曲线,故A正确;
B.时,反应I、Ⅱ的初始量相同,反应I的生成物COS的物质的量大,容器的体积相同,则反应I中生成物的浓度大于反应Ⅱ,则平衡常数平衡常数,故B正确;
C.曲线a反应未达到平衡状态,相同条件下,延长反应时间能使反应体系中Y点COS的量达到X点,但不能达到W点,故C正确;
D.恒温恒容下,向W点表示的反应体系中增大N2的物质的量,对反应体系中各物质的浓度无影响,则平衡不移动,可知不能提高H2S的转化率,故D错误;
答案选ABC。
16.(1) 该反应△H>0,△S>0,高温自发
(2)升高温度
(3)
(4)t时刻后,CO2的浓度较高,副反应的活化能低,反应速率快,CO2与CH4反应转化更多的CH3COOH,所以CO2的产率比乙酸低
(5)CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑
【解析】
【分析】
根据题中信息,由△H-T△S<0反应能自发进行,判断其原因;根据图示信息,求出各组分的平衡浓度,由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)反应,求出平衡常数K;根据题中图示信息,第6min~9min时CH4的浓度降低,结合反应速率变快,判断改变的条件;根据平衡正向移动,X浓度增大,作出X物质4min~9min之间的变化图像;根据题中所给副反应,结合图示信息,解释t时刻后,CO2的产率比CH3COOH低的原因;根据题中图示信息,结合“绿色化学”思想,写出步骤Ⅲ的化学方程式;据此解答。
(1)
①由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1可知,△H>0,且该反应是一个气体体积增大的反应,△S>0,该反应自发进行必须满足△H-T△S<0,所以需要高温;答案为该反应△H>0,△S>0,高温自发。
②由题中图示可知,起始是c(CH4)起=1.8 mol·L-1,c(H2O)起=3.6mol·L-1,10min时平衡状态,各浓度为c(CH4)平=0.7mol·L-1,c(H2O)平=1.4 mol·L-1,X为1.1 mol·L-1,则CH4变化了1.1 mol·L-1,H2O变化了2.2 mol·L-1,由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)可得,X为CO2,生成了1.1 mol·L-1,H2生成了4.4mol·L-1,平衡常数K==;答案为。
(2)
由题中图像可知,0~4min,CH4由1.8 mol·L-1到1.3 mol·L-1,变化了0.5 mol·L-1,6~9min,CH4由1.3 mol·L-1到0.7 mol·L-1,变化了0.6 mol·L-1,所以第6min~9min时的反应速率比0~4min时的大,且平衡向正反应方向移动,说明第6min改变的条件为升高温度或增加水蒸气的量,再根据第9min平衡时甲烷浓度为,水蒸气浓度为,说明甲烷消耗1.1mol,水蒸气消耗2.2mol,所以不可能为增加水蒸气的量,因此改变的条件只可能为升高温度;答案为升高温度。
(3)
由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1可知,升高温度,平衡正向移动,X为CO2的变化浓度,所以CO2的浓度增大,到9min时达到新的平衡,CO2的浓度为1.1 mol·L-1,图像为;答案为。
(4)
由题中信息可知,反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ·mol-1,t时刻后,CO2的产率比CH3COOH低,是因为t时刻后,CO2的浓度较高,副反应的活化能低,反应速率快,CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH,所以CO2的产率比乙酸低;答案为t时刻后,CO2的浓度较高,副反应的活化能低,反应速率快,CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH,所以CO2的产率比乙酸低。
(5)
由题中图示信息可知,整个流程,体现了“绿色化学”思想,即原子的利用率百分之百,所以步骤Ⅲ是CH3COONa与碱石灰中NaOH反应,生成CH4和Na2CO3,其化学方程式为CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑;答案为CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑。
17.(1)900K
(2) > ,即,故(正)(逆) AD b 约800℃之前,CO大于H2;800℃之后,H2大于CO
(3)
【解析】
(1)
△G=△H-T△S<0,-151.2kJ/mol-T×[0.168kJ/(mol·K)] S<0,解得T=900K;
(2)
①在1100℃时,K=0.263,若此时测得高炉中,,此时的浓度商,即,反应未达到平衡状态,因此反应正向进行,(正)(逆);
②A.该反应的正反应是气体体积不变是放热反应,要使FeO还原为,须采用适当温度和高压的反应条件,若是高温条件,化学平衡逆向移动,不利于FeO向Fe的转化,A错误;
B.粉碎FeO能增大FeO与CO的反应接触面积,增大反应碰撞,从而提高反应速率,B正确;
C.平衡时提高CO气体的分压,即增大CO的浓度,可以使化学平衡正向移动,因此有利于提高Fe的产量,C正确;
D.加入CaCO3(s)后,CaCO3分解需吸收能量,会使反应体系的温度降低,可能会使平衡向吸热的正反应方向移动,其分解产生CO2气体,生成物浓度增大,也可能使化学平衡逆向移动,因此加入CaCO3(s)后化学平衡不一定是逆向移动,D错误;
故合理选项是AD;
③在炉腹中温度是1400-1800℃,主要反应是FeO+COFe+CO2,冶炼产生的Fe水进入炉缸中,由出铁口流出,故合理选项是b;
④根据表格数据可知:在约800℃之前,CO的还原性大于H2;800℃之后,H2的还原性大于CO;
(3)
FeCl3是H2O2分解的催化剂,反应分步进行,首先是;然后发生反应:,总反应方程式为:。
18.(1)1
(2)A
(3)降低
(4)<
(5) 大于 0.0010 0.36
【解析】
(1)
由题意知,起始浓度c(CO)=0.06mol/L,c(H2O)=0.06mol/L,平衡时c(CO2)=0.03mol/L,则
K===1
(2)
平衡常数只随温度的变化而变化,已知该反应正反应为吸热反应,则升高温度平衡正向移动,K增大,故答案为A;
(3)
可逆反应中增大一种反应物的浓度,则另一种反应物的转化率会增大,而本身转化率减小,所以若保持温度和容器的体积不变,在(1)中上述平衡体系中,再充入0.3mol的水蒸气,重新达到平衡后,H2O的转化率降低;
(4)
在催化剂存在和800℃的条件下,在某一时刻测得c(CO)=c(H2O)=0.09 mol/L,c(CO2)=c(H2)=0.13 mol/L,则此时Qc===2.1>K=1,则反应逆向进行,故正、逆反应速率的大小:υ正<υ逆;
(5)
由题干“随温度升高,混合气体的颜色变深”可知,升高温度向吸热反应方向移动,平衡向右侧移动,说明正反应为吸热反应,故该反应的ΔH>0,故答案为:大于;
0~60s时,N2O4的浓度减小了0.1 mol/L-0.04 mol/L=0.06 mol/L,故这段时间内 (N2O4)===0.0010 mol·L-1·s-1;
由图示所给数据列三段式如下:,则K1===0.36。
19.(1) 34.21 kJ/mol 41.65 kJ/mol
(2) 低于 c 或2.08或2.1
【解析】
【分析】
(1)
①根据图示可知:由生成的活化能为5.41 kJ/mol-(-28.80 kJ/mol)=34.21 kJ/mol;
②由图可中:步骤2的活化能最大,该步反应速率最慢,是决定整个反应速率的快慢,该基元反应的活化能为37.29 kJ/mol-(-4.36 kJ/mol)=41.65 kJ/mol;
(2)
①合成氨气的反应是放热反应。在其他条件不变时,升高温度平衡逆向移动,NH3的平衡含量降低。根据图示可知NH3的平衡含量:T2>T1,所以温度T2<T1;
②在温度不变时,增大H2的含量,化学平衡正向移动,可以促进N2转化为NH3,因而可提高N2的平衡转化率。所以在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N 2的转化率最高的是c点;
③当氮气和氢气的物质的量之比为1:3时达平衡状态时氨的百分含量最大,平衡点时产物的产率最大,当n=3 mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,故起始氮气浓度为1 mol/L,变化的氢气浓度为3mol/L×60%=1.8 mol/L,变化的氮气浓度为0.6 mol/L,平衡时N2、H2、NH3的浓度分别是0.4 mol/L、1.2 mol/L、1.2 mo/L,故该反应的化学平衡常数K=。
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