四川省绵阳市南山中学2022-2023学年高二化学上学期12月线上测试试题(Word版附解析)
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这是一份四川省绵阳市南山中学2022-2023学年高二化学上学期12月线上测试试题(Word版附解析),共16页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
南山中学高2021级高二12月线上测试
化 学
(满分:100分)
班级:___________ 姓名:___________
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分;每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列说法中,不正确的是
A. 乙烯聚合为聚乙烯的反应是熵减的过程,∆SC
【答案】C
【解析】
【详解】化学方程式中各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,把三个容器中都计算X的反应速率直接比较反应速率大小;
A中:2min后反应达到平衡,测得A中剩余0.4mol X,消耗X为1mol-0.4mol=0.6mol,反应速率(X)= ;B中:Y的平衡浓度为0.5mol/L,消耗Y的浓度=1.5mol/L-0.5mol/L=1mol/L,反应速率(Y)= ,(X)=(Y)=0.166mol/(L•min);C中:(Z)=0.3mol/(L•min),(X)=(Z)=0.15mol/(L•min),比较可知这段时间内三个容器中反应速率的大小关系为B>A=C;故选C。
6. 温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是
A. 反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D. 相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
【答案】C
【解析】
【详解】A. 反应在前50s的平均速率为,A项错误;
B. 由表格数据可知,250s达到平衡,c(PCl3)=0.20mol/2.0L=0.1mol/L,则升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol⋅L−1,可知升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应,反应的△H>0,B项错误;
C. PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
开始(mol/L) 0.5 0 0
转化(mol/L) 0.1 0.1 0.1
平衡(mol/L) 0.4 0.1 0.1
则该温度时,反应的平衡常数为:
起始时向容器中充入1.0 molPCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2,,平衡正向移动,则达到平衡前v(正)>v(逆),C项正确;
D. 起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2等效为起始加入2.0mol PCl5,与原平衡相比,相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时的PCl5转化率较原平衡低,故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的物质的量小于0.4mol,参加反应的PCl3的物质的量大于1.6mol,故达到平衡时,PCl3的转化率高于1.6mol/2mol=80%,D项错误;
答案选C。
7. O3也是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下:
反应①O3O2+[O] △H>0,平衡常数为K1;
反应②[O]+O32O2 △H<0,平衡常数为K2;
总反应:2O33O2 △H<0,平衡常数为K。
下列叙述正确的是
A. 升高温度,K增大 B. K=K1+K2
C. 适当升温可提高消毒效率 D. 压强增大,K2减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由总反应: 可知,正反应为放热反应,则降低温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,A项错误;
B.由,B项错误;
C.适当升温,反应①的平衡正向移动,生成,反应②的平衡逆向移动,的量增多,则可提高消毒效率,C项正确;
D.平衡常数只受温度的影响,温度不变,平衡常数不变,D项错误;
故选C。
8. 在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g) +2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断不正确的是
A. 平衡常数约为0.15
B. B的转化率为40%
C. 从反应开始至平衡,A的平均反应速率为:0.3 mol·L-1·min-1
D. 若混合气体的密度不变,则表明该反应达到平衡状态
【答案】D
【解析】
【详解】平衡时D的浓度是0.8 mol÷2 L=0. 4 mol·L-1,则x∶2=0.2∶0.4,故x=1,根据三段式分析:
A.将平衡时各物质的浓度代入平衡常数表达式,计算得K= 约为0.15,选项A正确;
B.B的转化率是0.2 mol·L-1÷0.5 mol·L-1×100%=40%,B正确;
C.从反应开始至平衡,A的平均反应速率是0.6 mol·L-1÷2 min=0.3 mol·L-1·min-1,C正确;
D.各物质均是气体,总质量不变,且容器体积一定,故无论反应是否达到平衡,混合气体的密度都是定值,D错误;
故答案为:D。
9. 在一个绝热的、容积固定的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变 ④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
A. ②③④ B. ①③⑤ C. ②④⑤ D. ①②③④⑤
【答案】A
【解析】
【分析】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化。
【详解】①体系的密度一直不变,故错误;
②体系的温度不再改变,说明正逆反应速率相等,达平衡状态,故正确;
③A 的转化率不再改变,说明消耗与生成速率相等,达平衡状态,故正确;
④各组分的百分含量不再改变,说明正逆反应速率相等,达平衡状态,故正确;
⑤只要反应发生就有反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,故错误;
答案选A。
【点睛】解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
10. 一定条件下,在体积为10L的密闭容器中充入1mol X和1mol Y进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g),60s后反应达到平衡,生成Z的物质的量为0.3mol。下列说法正确的是
A. X的平衡转化率为40%
B. 若将容器体积变为20L,则Z平衡浓度小于原来的
C. 若增大压强,则Y的平衡转化率减小
D. 若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的ΔH>0
【答案】B
【解析】
【详解】A.60s后反应达到平衡,生成Z的物质的量为0.3mol,根据方程式2X(g)+Y(g)Z(g),反应的X为0.6mol,则X的平衡转化率为×100%=60%,故A错误;
B.将容器容积变为20L时,气体的压强减小,平衡向体积增大的方向移动,即平衡逆向移动,Z的物质的量减小,即小于0.3mol,Z的新平衡浓度将小于原平衡浓度的,故B正确;
C.增大压强后,平衡向着正反应方向移动,则Y的转化率增大,故C错误;
D.若升高温度,X的体积分数增大,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH<0,故D错误;
故选B。
11. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 在FeSO4溶液中加入少量铁粉以防止Fe2+被氧化
B. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D. 工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率
【答案】A
【解析】
【详解】A.在Fe2+还原性很强,加入铁粉防止Fe2+被氧化,与平衡移动无关,A不可以;
B.二氧化碳溶于水生成碳酸为可逆反应,开启啤酒瓶后,相当于减压,平衡逆向移动,有大量二氧化碳溢出,瓶中立刻泛起大量泡沫,B可以;
C.氯气与水反应为可逆反应,增大氯离子的浓度,平衡左移,有利于氯气的生成;C可以;
D.二氧化硫与氧气反应为可逆反应,使用过量的空气,增大氧气的浓度,平衡右移,提高SO2的利用率,D可以;
故选:A。
12. 一定条件下,向密闭容器中充入一定量的NH3,发生反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。达到平衡时,N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示,下列说法正确的是
A. a点时,NH3的转化率为25%
B. 达到平衡时,2正(NH3)=3逆(H2)
C. b、c两点对应的平衡常数:Kb>Kc
D. 压强:p1>p2
【答案】A
【解析】
【详解】A. 设起始充入NH3的物质的量为x mol,a点时,生成N2 y mol,根据三段式分析可知:则=0.1,整理得x=8y,故a点时NH3的转化率为×100%=25%,A正确;
B.2υ正(NH3)=3υ逆(H2)关系不满足速率和系数比之间成正比关系,反应没有达到平衡状态;达到平衡时,速率关系满足3正(NH3)=2逆(H2),B错误;
C.根据图象分析可知,当压强不变时,升高温度,氮气的体积分数增大,平衡右移,该反应的正反应是吸热反应,c点温度高,平衡常数大,Kb<Kc,C错误;
D.该反应的正反应是气体分子数增大的反应,温度相同时,压强减小,平衡正向移动,N2的体积分数增大,结合图象知,p1<p2,D错误;
故答案为:A。
13. 500℃时,某反应达到平衡,反应的平衡常数表达式为:K,若恒容时升高温度,SO2浓度增大,则下列说法正确的是
A. 该反应的△H<0,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
B. 恒温恒容下,充入惰性气体,SO2转化率增大
C. 增大反应体系的压强,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. t1,t2时刻,SO2(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1-t2内,SO2(g)生成的平均速率值为v=
【答案】D
【解析】
【分析】根据该反应的平衡常数表达式可知该反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),若恒容时升高温度,SO2浓度增大,可知升高温度平衡逆向移动,则△H<0。
【详解】A.降低温度,反应速率减小,则增大反应达到平衡的时间,故A错误;
B.恒温恒容充入惰性气体,反应物浓度不变,平衡不移动,转化率不变,故B错误;
C.增大压强,正逆反应速率都增大,故C错误;
D.t1,t2时刻,SO2(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,△c(SO2)=c1-c2,则SO2(g)生成的平均速率值为v=,故D正确。
故选:D。
14. 对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强[p(B)]代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g),在t℃时的平衡常数 Kp=a,则下列说法正确的是
A. Kp=
B. 升高温度,若Kp 增大,则该反应为吸热反应
C. 该反应达到平衡状态后,增大压强,平衡向左移动,Kp减小
D. t℃时,反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+2H2 (g)的平衡常数Kp=a
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据方程式,反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)的,A错误;
B.升高温度,若Kp增大,可以知道升高温度,平衡正向移动,则该反应为吸热反应,B正确;
C.Kp只与温度有关,则该反应达到平衡状态后,增大压强,平衡向左移动,Kp不变,C错误;
D.反应为倍数关系,K为指数关系,则t℃时,反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+2H2 (g)的平衡常数Kp=a1/2,D错误;
答案选B。
15. 已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=-197 kJ·mol-1。向同温、同体积的两个密闭容器中分别充入气体:(甲)2molSO2和1molO2;(乙)2molSO3,恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系不正确的是
A. 反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲+Q乙=197 B. 容器内SO3的质量m:m甲=m乙
C. 容器内压强P:P甲=P乙 D. c(SO2)与c(O2)之比k:k甲≠k丙
【答案】D
【解析】
【分析】恒温恒容条件下,通入2molSO3与通入2molSO2和1molO2分别形成的平衡是完全等效的平衡,甲和乙容器中各成分的量和浓度分别相等,据此作答。
【详解】A.甲和乙是等效平衡,设甲中生成xmolSO3,乙中平衡时SO3的量也为xmol,则SO3分解的量为(2-x)mol,放出的热量Q甲=×∆H,吸收的热量Q乙=×∆H,所以Q甲+Q乙=∆H =197,A正确;
B.因为甲和乙是完全的等效平衡,所以达平衡时,甲中SO3的质量等于乙中SO3的质量,B正确;
C.甲和乙是完全的等效平衡,达平衡时各种成分的量分别相等,所以两容器中气体的总物质的量也相等,故压强也相等,C正确;
D.甲和乙是完全的等效平衡,达平衡时各种成分的浓度分别相等,所以甲中c(SO2)与c(O2)的比值一定等于乙中c(SO2)与c(O2)的比值,D错误;
正确答案选D。
16. 化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)的速率和平衡的影响图像如图,下列判断错误的是
A. 由丁图可知,该反应m+n>p+q
B. 乙图中,若m+n=p+q,则a曲线一定使用了催化剂
C. 由丙图可知,T1v逆的是点3
【答案】B
【解析】
【详解】A.由丁图可知,温度一定时,压强增大D的百分含量增加,则平衡正向移动,正向气体分子数减小,则m+n>p+q,故A正确;
B.乙图中改变条件按B的百分含量不变,可知平衡未移动,可能是加入催化剂,若m+n=p+q,也可能是增大压强,故B错误;
C.丙图中,T2先到到平衡,根据先拐先平条件高,可知温度T1v逆,故D正确;
故选:B。
二、非选择题(本题包括4个小题,共52分)
17. 某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示。根据图中数据,填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为________________________________________。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率v(Z)=________。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的________倍。
②若此时将容器的体积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在t1~t6内反应速率与时间图象如图2所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是________(填字母)。
A.在t1时增大了压强
B.在t3时加入催化剂
C.在t4时降低了温度
D.t2~t3时X的转化率最高
【答案】 ①. 3X+Y2Z ②. 0.05 mol·L-1·min-1 ③. 0.9 ④. 放热 ⑤. B
【解析】
【详解】(1) 在反应中,X、Y的物质的量逐渐减小,Z的物质的量逐渐增大,则X、Y为反应物,Z为生成物,相同时间内,化学反应中各物质的物质的量变化之比等于化学剂量数之比(0.3:0.1:0.2),则化学方程式为3X+Y2Z;
(2) 反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为v(Z)= =0.05 mol·L-1·min-1;
(3)①X、Y、Z均为气体时,反应前n(总)=2.0 mol,平衡时n(总)=0.7 mol+0.9 mol+0.2 mol=1.8 mol,所以p(平)∶p(始)=1.8 mol∶2.0 mol=0.9;
②将容器体积缩小,相当于增压,平衡正向移动,达平衡时,温度升高,说明正反应为放热反应;
(4)A.在t1时如果增大压强,则正、逆反应速率都增大且正反应速率大于逆反应速率,A错误;
B.在t3时应该是加入了催化剂,正、逆反应速率都增大,并且增大的倍数相同,平衡不移动,B正确;
C.在t4时如果是降低了温度,则正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率,C错误;
D.由图可以看出,从t1~t2,平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,从t2~t4,平衡不移动,A的转化率不变,从t4~t5,平衡继续向逆反应方向移动,A的转化率又降低,因此,t0~t1时A的转化率最高,D错误;
综上所述答案为B。
18. 某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号
实验
温度/K
有关物质
溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
293
2
0.02
4
0.1
0
t1
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
V2
0.1
1
t2
(1)通过实验A、B,可探究出___(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=____、T1=____;通过实验___(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中V2=____。
(2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是_____;忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8s内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=___。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是____,相应的粒子最可能是___(填粒子符号)。
【答案】 ①. 浓度 ②. 1 ③. 293 ④. B、C ⑤. 3 ⑥. 其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大 ⑦. 8.3×10-4mol·L-1·s-1 ⑧. 催化作用 ⑨. Mn2+
【解析】
【分析】(1)A、B应控制温度相同,探究浓度对反应速率的影响,B、C温度不同可探究温度对反应速率的影响,研究某种因素对反应速率的影响时,需要保证气体条件相同,据此分析解答;
(2)若t1<8,则浓度越大,反应速率越大;结合v=计算;
(3)根据n(Mn2+)随时间的变化情况的图像,反应生成的锰离子可作催化剂加快反应速率。
【详解】(1)实验A、B,滴加H2C2O4溶液的体积不等,故实验A、B,可探究出H2C2O4浓度的改变对反应速率的影响;据实验A可知,保证溶液的总体积为6mL,B中H2C2O4溶液3mL,故需加水6mL-2mL-3mL=1mL;A、B研究浓度对化学反应速率的影响,需要温度相同,故T1=293;B、C温度不同,要探究出温度变化对化学反应速率的影响,其余条件相同,则V2=6mL-2mL-1mL=3mL;
(2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;根据实验B中数据可知,高锰酸钾完全反应需要的时间为8s,高锰酸钾的物质的量为0.02mol•L-1×0.002L=0.00004mol,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为=×10-3mol/L,则用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为=8.3×10-4mol/(L·s);
(3)根据n(Mn2+)随时间变化情况的图像,反应一段时间后该反应速率会加快,造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是催化作用,相应的粒子最有可能的是Mn2+。
19. 在2L密闭容器内,800℃时,加入一定量的NO、O2,发生如下反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH< 0,反应过程中n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s
0
10
20
30
40
50
n(NO)/mol
0. 20
0. 10
0.08
0.07
0.07
0.07
(1)计算该反应在20秒内用O2表示的反应速率v(O2)= ______________ ;
(2)写出该反应的平衡常数表达式____________。升高温度该反应平衡常数会_______(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是___________
(4)能使该反应的反应速率增大,且NO的平衡转化率也增大的是__________。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
(5)已知:2NO(g)N2(g)+O2(g) K1=1×1030;2CO2 (g) 2CO(g)+O2(g) K2 = 4×10-92。随着轿车进入家庭,汽车尾气(含碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质)污染成为备受关注的环境问题,某市政府要求全市新有汽车尾气处理装置完成改装,改装后的尾气处理装置主要是加了有效催化剂。请你根据以上有关数据回答:
①2NO(g)+2CO(g) N2(g)+ 2CO2 (g) K=_____________
②仅使用催化剂_______(填“能”或“否”)消除NO、CO污染气体。
【答案】 ①. 0.0015mol/(L·s) ②. K= ③. 减小 ④. d ⑤. c ⑥. 2.5 ×10121 (mol/L)-1 ⑦. 能
【解析】
【分析】根据表中数据,反应在30s时达到平衡状态;
20s 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)
初:0.20
反:0.12 0.05 0.12
剩:0.08
【详解】(1)分析可知,20s时,消耗n(O2)=0.05mol,v(O2)== 0.0015mol/(L·s);
(2)平衡常数K=;ΔH< 0,正反应放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则K减小;
(3)a.反应体系中各物质均为气体,且气体总质量不变,容积为恒容,则密度自始至终不变,示意图错误,a错误;
b.方程式中的焓变与反应的物质的量无关,与反应的计量数有关,无法判断是否达到平衡状态,b错误;
c.反应开始时,反应物的浓度最大,反应速率最大,随反应的进行反应物的浓度逐渐减小,反应速率减小,示意图错误,c错误;
d.随反应的进行, NO反应的量逐渐增大,转化率增大,当达到平衡状态时,NO的量不再增大,即达到平衡状态,d正确;
答案为d;
(4)a.及时分离出NO2气体,反应物的瞬时反应速率不变,与题意不符,a错误;
b.适当升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,NO的转化率降低,与题意不符,b错误;
c.增大O2的浓度,正反应速率加快,平衡正向移动,NO的转化率增大,符合题意,c正确;
d.选择高效催化剂,正逆反应速率均增大,平衡不移动,转化率不变,与题意不符,d错误;
答案为c;
(5)①K= ==2.5 ×10121 (mol/L)-1;
②K值越大,说明这个反应正向进行的程度越大,则仅用催化剂能消除NO、CO污染气体。
【点睛】可逆化学反应达到平衡状态时,生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比,用符号“K”表示。平衡常数越大,反应越彻底。
20. 反应M(l)+N(l)E(l)+F(l)分别在相同压强和348K、343K、338K条件下进行,起始时均按M与N的物质的量比1:1投料,测得α(M)随时间t的变化关系如图所示。
已知:v正=k正·x(M)∙x(N),v逆=k逆·x(E)∙x(F),其中v正、v逆分别为正、逆反应的反应速率,k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,x为各组分的物质的量分数。回答下列问题:
(1)348K时,以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx=________(保留2位有效数字)。该温度下,分别按M与N物质的量之比1:1、1:2和2:1进行初始投料,则达到平衡后,初始投料比为________时,M的转化率最大;与按1:1投料相比,按2:1投料时化学平衡常数Kx________。(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)A、B、C、D四点中,v正最大的是________点,v逆最大的是________点。
(3)在曲线①、②、③中,正、逆反应的速率常数值k正-k逆最大的曲线是________。
【答案】 ①. 3.2 ②. 1:2 ③. 不变 ④. A ⑤. C ⑥. ①
【解析】
【分析】根据α(M)随时间t的变化关系可知,温度越高,反应速率越快,越先达到拐点,根据图象说明①、②、③对应的温度分别为348K、343K、338K,温度越高,M的转化率越高,说明正反应为吸热反应,由此分析。
【详解】(1)348K时,对于反应:M(l)+N(l)E(l)+F(l),起始时均按M与N的物质的量比1:1投料,设M和N的初始物质的量为1mol,列出三段式;
总的物质的量等于0.36mol+0.36mol+0.64mol+0.64mol=2mol
Kx=≈3.2;
在其它条件不变时,增大某种反应物的浓度,化学平衡正向移动,可提高其它物质的转化率,而该物质本身的转化率反而降低,所以M、N初始投料比为1:2时,反应达到平衡M的转化率最大;
由于化学平衡常数Kx只与温度有关,以其它外界条件无关,所以改变反应物的配比,化学平衡常数Kx不变;
(2)根据v正=k正·x(M)∙x(N),v逆=k逆·x(E)∙x(F),A、B点平衡正向移动,C、D处于平衡状态,温度A=C>B=D,因此A点v正最大,C点的k逆·x(E)∙x(F)大且温度高,因此C点v逆最大;
(3)k正、k逆是温度的函数,根据分析,正反应是吸热的,根据平衡移动的规律,k正受温度影响更大,因此温度升高,k正增大的程度大于k逆,因此,k正−k逆值最大的曲线是①。
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