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高二化學同步學習高效學講練(精準練習)第二章化學反應速率與化學平衡第四節(jié)化學反應的調(diào)控1.(2022·河北石家莊·高二期末)合成氨工業(yè)中采用循環(huán)操作,主要是為了A.增大化學反應速率 B.提高平衡混合物中氨的含量C.降低氨的沸點 D.提高氮氣和氫氣的利用率2.(2022·云南·昆明一中高二期末)合成氨反應為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
△H=-92.4kJ·mol-1。下列說法正確的是A.合成氨反應在任何溫度下都能自發(fā)B.1molN2與過量H2充分反應放熱92.4kJC.合成氨實際生產(chǎn)中選擇高壓和低溫D.將氨液化分離,可促進平衡正移及循環(huán)利用氮氣和氫氣3.(2022·河南鄭州·高二期末)將一定量的N2O4充入容積為3L的真空密閉容器中,某溫度時,容器內(nèi)N2O4和NO2的物質(zhì)的量變化如表所示:時間/s0210306090n(N2O4)/mol0.40.30.20.150.10.1n(NO2)/mol00.20.40.50.60.6下列說法正確的是A.在密閉容器中充入氮氣,使容器中的壓強變大,則反應速率加快B.該溫度下反應2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K=0.2C.平衡后,在密閉容器中再加入一定量的N2O4,則反應N2O4(g)2NO2(g)向逆反應方向進行且c(N2O4)變小D.達到平衡后,改變溫度對化學平衡的移動有影響4.(2022·江蘇省灌云高級中學高二階段練習)T℃時,向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molSO3氣體,發(fā)生反應:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)。測定的部分數(shù)據(jù)如下表:t/s050150250350n(SO2)/mol00.160.190.200.20下列說法正確的是A.反應在前50s的平均速率v(SO2)=0.0032mol·L-1·s-1B.平衡后向容器中充入1.0molHe,平衡正向移動,平衡常數(shù)不變C.相同溫度下,起始時向容器中充入0.8molSO3、0.20molSO2和0.15molO2,反應達到平衡前v(正)>v(逆)D.相同溫度下,若起始時向容器中充入2.0molSO2和1.0molO2,達到平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率大于80%5.(2022·浙江嘉興·高二期末)有甲、乙兩個體積相同的恒容容器,在相同溫度和催化劑條件下反應:
。反應過程中測得的數(shù)據(jù)如表:容器編號起始濃度(單位:mol/L)平衡時的體積分數(shù)達到平衡所用時間平衡時體系能量變化甲13025%放熱為73.92kJ乙004a%吸熱為bkJ下列中說法正確的是A.容器體積為2LB.甲容器中從開始到平衡的平均反應速率為C.a(chǎn)<25D.若將甲改為絕熱容器,則達到平衡時的體積分數(shù)大于25%6.(2022·浙江溫州·高二期末)溫度為T℃,向體積不等的恒容密閉容器中分別加入足量活性炭和,發(fā)生反應:。反應相同時間后,測得各容器中的轉(zhuǎn)化率與容器體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A.T℃時,a、b兩點平衡常數(shù)B.圖中b點所示條件下,再向體系中充入一定量的,達到平衡時,的轉(zhuǎn)化率比原平衡大C.圖中c點所示條件下,v(正)=v(逆)D.容器內(nèi)的壓強::7.(2021·安徽宣城·高二期末)一定溫度下,在一容積為2L的密閉容器內(nèi)發(fā)生反應:。已知起始投入2molA(g)和1molB(s),經(jīng)2min后達到平衡,測得C的濃度為。下列說法正確的是A.0~2min內(nèi),用物質(zhì)B表示的平均反應速率為B.達平衡時,A的轉(zhuǎn)化率為20%C.向平衡體系中再充入1molA(g),平衡正向移動,A的轉(zhuǎn)化率增大D.反應開始與達平衡時容器的壓強之比為1∶18.(2022·江蘇徐州·高二期末)若在催化劑作用下和合成甲酸主要涉及以下反應:I.II.在恒容密閉容器中,和各投發(fā)生反應,平衡時的轉(zhuǎn)化率及和的選擇性(產(chǎn)物的選擇性:生成的或與轉(zhuǎn)化的的比值)隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是A.反應II:B.曲線a表示平衡時的轉(zhuǎn)化率C.時,反應I的平衡常數(shù)D.合成甲酸應選擇在較高溫度下甲酸選擇性高的催化劑9.(2022·湖南·高二期末)反應分兩步進行:①(快),②(慢)。恒容條件下,按物質(zhì)的量之比為2∶1加入和,測得起始。在相同時間內(nèi),測得不同溫度下轉(zhuǎn)化為的轉(zhuǎn)化率如圖所示,下列說法錯誤的是A.反應的活化能:①<②B.時,C.兩步反應均為吸熱反應D.時,反應達到平衡時10.(2022·河南·鄭州四中高二階段練習)一定條件下,關(guān)于工業(yè)合成氨的反應,圖甲表示該反應過程中的能量變化,圖乙表示1L密閉容器中n(N2)隨時間的變化曲線,圖丙表示在其他條件不變的情況下,改變起始時n(H2)對該平衡的影響。下列說法正確的是A.甲:升高溫度,該反應的平衡常數(shù)增大B.乙:從11min起其他條件不變,壓縮容器的體積,則n(N2)的變化曲線為dC.乙:10min內(nèi)該反應的平均速率v(H2)=0.03mol·L-1·min-1D.丙:溫度T1<T2,a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中,b點N2的轉(zhuǎn)化率最高11.(2022·山西運城·高二期末)甲、乙均為1L的恒容密閉容器,向甲中充入1molCH4和1molCO2,乙中充入1molCH4和nmolCO2,在催化劑存在下發(fā)生反應:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。下列說法不正確的是A.該反應的正反應是吸熱反應B.H2的體積分數(shù):φ(b)>φ(c)C.773K時,該反應的平衡常數(shù)小于12.96D.873K時,向甲的平衡體系中再充入CO2、CH4各0.4mol,CO、H2各1.2mol,平衡逆向移動12.(2022·廣東梅縣東山中學高二階段練習)一定溫度下,把2.5molA和2.5molB混合通入容積為2L的密閉容器里,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(s)xC(g)+2D(g),經(jīng)5s反應達平衡,在此5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol·L-1·s-1,同時生成1molD,下列敘述中不正確的是A.x=2B.反應達到平衡狀態(tài)時A的轉(zhuǎn)化率為60%C.若混合氣體的密度不再變化,則該可逆反應達到化學平衡狀態(tài)D.反應達到平衡狀態(tài)時,相同條件下容器內(nèi)氣體的壓強與起始時壓強比為8∶513.(2022·浙江·高二期中)羰基硫()可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將和一定量的混合加熱并達到下列平衡:
,平衡后物質(zhì)的量為。下列說法不正確的是A.的轉(zhuǎn)化率之比為1:1B.達平衡后的體積分數(shù)為C.加入正催化劑,可以加快反應速率,但不能提高平衡轉(zhuǎn)化率D.恒溫下向平衡體系中再加入各,平衡會移動14.(2022·貴州黔西·高二期末)一定溫度下,在某恒容密閉容器中,充入物質(zhì)的量均為2mol的NO和CO,發(fā)生反應:
。容器內(nèi)總壓強隨時間的變化如圖所示,下列說法正確的是A.時,B.該反應的平衡常數(shù)表達式為C.平衡時,的體積是氣體總體積的D.若混合氣體的總質(zhì)量不再隨時間改變,則該反應達到平衡15.(2022·湖北·高二期中)尿素對于我國經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,工業(yè)上以和為原料合成:
,在溫度為和時,分別將0.50mol和1.20mol充入體積為1L的密閉容器中,測得隨時間變化的數(shù)據(jù)如表所示:時間/min0102040500.500.350.250.100.100.500.300.18……0.15下列說法不正確的是A.時,0~10min內(nèi)B.溫度下該反應平衡時的轉(zhuǎn)化率為66.7%C.D.平衡常數(shù):16.(2022·江蘇·常州高級中學高二期中)乙炔(C2H2)是重要的化工原料。工業(yè)上可用甲烷裂解法制取乙炔,發(fā)生反應:反應I:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)△H1反應II:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)△H2甲烷裂解時,幾種氣體平衡時分壓(Pa)的對數(shù)即lgp與溫度(℃)之間的關(guān)系如圖所示,(注:用平衡分壓代替平衡濃度計算可得平衡常數(shù)Kp,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。下列說法不正確的是A.1725℃時,向恒容密閉容器中充入CH4,達到平衡時CH4生成C2H2的平衡轉(zhuǎn)化率為62.5%B.1725℃時,若圖中H2的lgp=5,則反應2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)Kp=1×105Pa2C.2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的△H1>0D.為提高甲烷制乙炔的產(chǎn)率,除改變溫度外,可充入適量乙烯,還可以使用對反應選擇性更高的催化劑17.(2022·四川甘孜·高二期末)在容積為的密閉容器中,通入一定量的,發(fā)生反應隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。回答下列問題:(1)反應的_______0(填“大于”或“小于”);時,體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在時段,反應速率為_______;反應的平衡常數(shù)_______。(2)時達到平衡后,改變反應溫度為以的平均速率降低,經(jīng)又達到平衡。①_______(填“大于”或“小于”),判斷理由是_______。②計算溫度時反應的平衡常數(shù)_______。(3)溫度時反應達平衡后,將反應容器的容積壓縮一半。平衡向_______(填“正反應”或“逆反應”)方向移動,判斷理由是_______。18.(2021·安徽宣城·高二期末)乙基叔丁基酸(以ETBE表示)是一種性能優(yōu)良的高辛烷值汽油調(diào)和劑,用乙醇與異丁烯(以TB表示)催化合成ETBE.反應為。向剛性恒容容器中按物質(zhì)的量之比1∶1充入乙醇和異丁烯,在溫度為與時異丁烯的轉(zhuǎn)化率隨時間變化如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)與乙醇互為同分異構(gòu)體的某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為____,異丁烯的官能團名稱為____。(2)___(選填“>”?“=”或“<”),該反應的正反應為____(選填“吸熱”或“放熱”)反應。(3)a?b?c三點,逆反應速率最大的點是_____。(4)時,容器內(nèi)起始總壓為,則平衡常數(shù)____(為壓強平衡常數(shù),用平衡分壓代替平衡濃度計算)。19.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,合成氨工業(yè)在國民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問題,請回答:(1)在容積為2L的恒溫密閉容器中加入0.1mol的N2和0.3mol的H2在一定條件下發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0,在5分鐘時反應恰好達到平衡,此時測得NH3的物質(zhì)的量為0.1mol。這段時間內(nèi)用H2表示的反應速率為v(H2)=____。(2)平衡后,若要再提高反應速率,且增大NH3的產(chǎn)率,可以采取的措施有____。(答一條即可)(3)下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是____(填序號字母)。A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1:3:2B.v(H2)正=3v(N2)逆C.混合氣體的密度保持不變D.容器內(nèi)壓強保持不變(4)已知合成氨反應N2+3H2?2NH3在400℃時的平衡常數(shù)K=0.5(mol/L)-2。在400℃時,測得某時刻c(N2)=2mol/L、c(H2)=2mol/L、c(NH3)=3mol/L,此時刻該反應的v正____v逆(填“>”“=”或“<”)。(5)如圖表示在恒壓密閉容器中,不同溫度下,達到平衡時NH3的體積百分數(shù)與投料比[]的關(guān)系。由此判斷KA、KB、KC的大小關(guān)系為:____。20.(2022·廣東茂名·高二期末)環(huán)戊烯作為一種重要的化工產(chǎn)品,廣泛應用于橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域。工業(yè)上通過環(huán)戊二烯加氫制備環(huán)戊烯涉及的反應如下:反應I:
反應II:
回答下列問題:(1)反應的_______kJ/mol,該反應在_______(填“較高”、“較低”或“任意”)溫度下為自發(fā)反應。(2)科研人員研究了其他條件一定時,反應溫度對環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率和環(huán)戊烯選擇性的影響(如圖所示)。①由圖可知,反應Ⅰ適宜選擇的溫度范圍為_______(填選項字母)。A.25~30℃
B.35~40℃
C.40~45℃②同一催化劑條件下,影響選擇性的因素除/n(烴)外,還有_______(填一個因素)。(3)環(huán)戊二烯可通過雙環(huán)戊二烯解聚制備:,實際生產(chǎn)中常通入氮氣以解決結(jié)焦問題(氮氣不參與反應)。某溫度下,向恒容反應容器中通入總壓為100kPa的雙環(huán)戊二烯和氮氣,達到平衡后總壓為145kPa,雙環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為90%,則_______kPa,平衡常數(shù)_______kPa()。高二化學同步學習高效學講練(精準練習)第二章化學反應速率與化學平衡第四節(jié)化學反應的調(diào)控1.(2022·河北石家莊·高二期末)合成氨工業(yè)中采用循環(huán)操作,主要是為了A.增大化學反應速率 B.提高平衡混合物中氨的含量C.降低氨的沸點 D.提高氮氣和氫氣的利用率【答案】D【詳解】合成氨工業(yè)中氫氣和氮氣在催化劑作用下生成氨氣的反應為可逆反應,反應后的混合氣分離出氨氣后還含有氫氣和氮氣,進行循環(huán)操作可以提高氮氣和氫氣的利用率,降低成本;與增大化學反應速率、提高平衡混合物中氨的含量、降低氨的沸點無必然關(guān)系;故選D。2.(2022·云南·昆明一中高二期末)合成氨反應為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
△H=-92.4kJ·mol-1。下列說法正確的是A.合成氨反應在任何溫度下都能自發(fā)B.1molN2與過量H2充分反應放熱92.4kJC.合成氨實際生產(chǎn)中選擇高壓和低溫D.將氨液化分離,可促進平衡正移及循環(huán)利用氮氣和氫氣【答案】D【詳解】A.合成氨時放熱且熵減的反應,根據(jù)?G=?H-T?S<0能自發(fā)可知,該反應低溫下能自發(fā),A錯誤;B.該反應為可逆反應,不能完全進行,因此1molN2與過量H2充分反應放熱小于92.4kJ,B錯誤;C.為了加快反應速率,實際生產(chǎn)中選擇高壓(10-20MPa)和高溫(400℃-500℃),C錯誤;D.氨氣易液化,液化分離后生成物減少,平衡正向移動,沒有液化的H2和N2可以繼續(xù)放入反應器中反應,循環(huán)利用,D正確;故選D。3.(2022·河南鄭州·高二期末)將一定量的N2O4充入容積為3L的真空密閉容器中,某溫度時,容器內(nèi)N2O4和NO2的物質(zhì)的量變化如表所示:時間/s0210306090n(N2O4)/mol0.40.30.20.150.10.1n(NO2)/mol00.20.40.50.60.6下列說法正確的是A.在密閉容器中充入氮氣,使容器中的壓強變大,則反應速率加快B.該溫度下反應2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K=0.2C.平衡后,在密閉容器中再加入一定量的N2O4,則反應N2O4(g)2NO2(g)向逆反應方向進行且c(N2O4)變小D.達到平衡后,改變溫度對化學平衡的移動有影響【答案】D【詳解】A.反應為固定容積容器,氮氣不參與反應,充入氮氣,不影響反應物濃度,不影響反應速率,A錯誤;B.平衡時N2O4、NO2濃度分別為、,則該溫度下反應2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K=,B錯誤;C.平衡后,在密閉容器中再加入一定量的N2O4,N2O4濃度變大,N2O4(g)2NO2(g)的平衡正向移動,但最終鋅平衡時c(N2O4)仍大于原來平衡時c(N2O4),C錯誤;D.達到平衡后,改變溫度導致平衡發(fā)生移動,故對化學平衡的移動有影響,D正確;故選D。4.(2022·江蘇省灌云高級中學高二階段練習)T℃時,向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molSO3氣體,發(fā)生反應:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)。測定的部分數(shù)據(jù)如下表:t/s050150250350n(SO2)/mol00.160.190.200.20下列說法正確的是A.反應在前50s的平均速率v(SO2)=0.0032mol·L-1·s-1B.平衡后向容器中充入1.0molHe,平衡正向移動,平衡常數(shù)不變C.相同溫度下,起始時向容器中充入0.8molSO3、0.20molSO2和0.15molO2,反應達到平衡前v(正)>v(逆)D.相同溫度下,若起始時向容器中充入2.0molSO2和1.0molO2,達到平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率大于80%【答案】D【詳解】A.反應在前50s的平均速率,故A錯誤;B.恒容充入無關(guān)氣體,反應體系中各物質(zhì)濃度不變,平衡不移動,故B錯誤;C.由表格數(shù)據(jù)可知,250s時,反應達到平衡,此時SO2為0.2mol,O2為0.1mol,SO3為0.8mol,則相同溫度下,起始時向容器中充入0.8molSO3、0.20molSO2和0.15molO2,相當于在平衡的基礎(chǔ)上再充入0.05molO2,則平衡逆向移動,反應達到平衡前v(正)<v(逆),故C錯誤;D.根據(jù)等效平衡可知,恒溫恒容充入1.0molSO3氣體與充入1.0molSO2和0.5molO2會建立完全一樣的平衡狀態(tài),即充入1.0molSO2和0.5molO2,反應達到平衡狀態(tài)時,SO2的轉(zhuǎn)化率等于80%,恒溫恒容下,若起始時向容器中充入2.0molSO2和1.0molO2,相對于充入1.0molSO2和0.5molO2來說,相當于加壓,平衡逆向移動,則達到平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率大于80%,故D正確;故選D。5.(2022·浙江嘉興·高二期末)有甲、乙兩個體積相同的恒容容器,在相同溫度和催化劑條件下反應:
。反應過程中測得的數(shù)據(jù)如表:容器編號起始濃度(單位:mol/L)平衡時的體積分數(shù)達到平衡所用時間平衡時體系能量變化甲13025%放熱為73.92kJ乙004a%吸熱為bkJ下列中說法正確的是A.容器體積為2LB.甲容器中從開始到平衡的平均反應速率為C.a(chǎn)<25D.若將甲改為絕熱容器,則達到平衡時的體積分數(shù)大于25%【答案】A【詳解】A.甲容器列三段式:,平衡時的體積分數(shù)為25%,則,解得x=0.4,由
可知1mol氮氣和3mol氫氣反應放出92.4kJ能量,甲容器放出73.92kJ能量,則參與反應的氮氣物質(zhì)的量為mol,則容器體積為,A正確;B.未指明具體物質(zhì),反應速率不明確,B錯誤;C.甲和乙容器互為等效平衡,將乙容器4mol全部換為反應物可得2mol氮氣和6mol氫氣,體積相同、相同溫度下相當于對甲容器增大壓強,平衡正向移動,的體積分數(shù)增大,則a>25,C錯誤;D.若將甲改為絕熱容器,乙容器相當于升高溫度平衡逆向移動,則達到平衡時的體積分數(shù)小于25%,D錯誤;故選:A。6.(2022·浙江溫州·高二期末)溫度為T℃,向體積不等的恒容密閉容器中分別加入足量活性炭和,發(fā)生反應:。反應相同時間后,測得各容器中的轉(zhuǎn)化率與容器體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A.T℃時,a、b兩點平衡常數(shù)B.圖中b點所示條件下,再向體系中充入一定量的,達到平衡時,的轉(zhuǎn)化率比原平衡大C.圖中c點所示條件下,v(正)=v(逆)D.容器內(nèi)的壓強::【答案】D【分析】由反應可知容器體積越大,壓強越小,反應往正方向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率提高,由圖像可知,相同時間,a,b為已達到平衡點,c還未達到平衡?!驹斀狻緼.a和b在相同溫度下反應,反應達到平衡時平衡常數(shù)相等,A錯誤;B.向a點平衡體系中充入一定量的NO2,等效于加壓,平衡逆移,轉(zhuǎn)化率降低,B錯誤;C.圖中c點還未達到平衡,反應往正方向進行,v(正)>v(逆),C錯誤;D.由A可知a點時容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量為1.2mol;b點時反應三段式為,則b點容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量為1.4mol,由于V1<V2,則Pa:Pb>6:7,D正確;故選D。7.(2021·安徽宣城·高二期末)一定溫度下,在一容積為2L的密閉容器內(nèi)發(fā)生反應:。已知起始投入2molA(g)和1molB(s),經(jīng)2min后達到平衡,測得C的濃度為。下列說法正確的是A.0~2min內(nèi),用物質(zhì)B表示的平均反應速率為B.達平衡時,A的轉(zhuǎn)化率為20%C.向平衡體系中再充入1molA(g),平衡正向移動,A的轉(zhuǎn)化率增大D.反應開始與達平衡時容器的壓強之比為1∶1【答案】D【分析】根據(jù)反應方程式,列出發(fā)生變化的三段式,據(jù)此分析解答?!驹斀狻緼.B為固體,其濃度視為常數(shù),不能用B的濃度變化表示該反應的平均反應速率,故A錯誤;B.由分析可知,達平衡時,A轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.8mol,則A的轉(zhuǎn)化率為100%=40%,故B錯誤;C.再充入1molA(g),反應物濃度增大,平衡正向移動,但A本身的轉(zhuǎn)化率減小,故C錯誤;D.等溫等容條件下,氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比,由分析可知,反應開始和平衡時,混合氣體的物質(zhì)的量都是2mol,所以反應開始與達平衡時容器的壓強之比為1:1,故D正確;答案選D。8.(2022·江蘇徐州·高二期末)若在催化劑作用下和合成甲酸主要涉及以下反應:I.II.在恒容密閉容器中,和各投發(fā)生反應,平衡時的轉(zhuǎn)化率及和的選擇性(產(chǎn)物的選擇性:生成的或與轉(zhuǎn)化的的比值)隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是A.反應II:B.曲線a表示平衡時的轉(zhuǎn)化率C.時,反應I的平衡常數(shù)D.合成甲酸應選擇在較高溫度下甲酸選擇性高的催化劑【答案】C【分析】由題干圖示信息可知,根據(jù)反應I可知,升高溫度,平衡逆向移動,則HCOOH的選擇性隨溫度的升高而減小,CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小,根據(jù)240℃時,曲線a、c對應的數(shù)值之和為100%,說明這兩條曲線分別代表HCOOH和CO的選擇性,曲線b代表CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系,說明CO的選擇性隨溫度升高而增大,即升高溫度反應II正向移動,故△H2>0,據(jù)此分析解題。【詳解】A.由分析可知,△H2>0,A錯誤;B.由分析可知,曲線b表示平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率,B錯誤;C.由圖示信息可知,240℃時,CO2的轉(zhuǎn)化率為40%,HCOOH的選擇性為80%,CO的選擇性為20%,三段式分析為:,,則反應I的平衡常數(shù)K===,C正確;D.曲線a代表HCOOH的選擇性,升高溫度反應I平衡逆向移動,HCOOH的產(chǎn)率減小,且HCOOH的選擇性也減小,則合成甲酸應選擇在較低溫度下甲酸選擇性高的催化劑,D錯誤;故答案為:C。9.(2022·湖南·高二期末)反應分兩步進行:①(快),②(慢)。恒容條件下,按物質(zhì)的量之比為2∶1加入和,測得起始。在相同時間內(nèi),測得不同溫度下轉(zhuǎn)化為的轉(zhuǎn)化率如圖所示,下列說法錯誤的是A.反應的活化能:①<②B.時,C.兩步反應均為吸熱反應D.時,反應達到平衡時【答案】C【詳解】A.活化能越大,反應越慢,反應①快,反應②慢,反應的活化能:①<②,A項正確;B.由圖可知,100℃時,NO轉(zhuǎn)化率小于NO平衡轉(zhuǎn)化率,100℃時反應沒有達到平衡,反應正向進行,則v正>v逆,B項正確;C.由圖可知,隨著溫度的升高,NO平衡轉(zhuǎn)化率減小,說明溫度升高,平衡2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)逆向移動,反應2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的?H<0,根據(jù)蓋斯定律,反應①和反應②的?H之和小于0,故兩步反應不可能均為吸熱反應,C項錯誤;D.起始c(O2)=5.0×10-4mol/L,則起始c(NO)=1×10-3mol/L,380℃時NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%,轉(zhuǎn)化NO的濃度為5.0×10-4mol/L,轉(zhuǎn)化O2的濃度為2.5×10-4mol/L,平衡時c(O2)=5.0×10-4mol/L-2.5×10-4mol/L=2.5×10-4mol/L,D項正確;答案選C。10.(2022·河南·鄭州四中高二階段練習)一定條件下,關(guān)于工業(yè)合成氨的反應,圖甲表示該反應過程中的能量變化,圖乙表示1L密閉容器中n(N2)隨時間的變化曲線,圖丙表示在其他條件不變的情況下,改變起始時n(H2)對該平衡的影響。下列說法正確的是A.甲:升高溫度,該反應的平衡常數(shù)增大B.乙:從11min起其他條件不變,壓縮容器的體積,則n(N2)的變化曲線為dC.乙:10min內(nèi)該反應的平均速率v(H2)=0.03mol·L-1·min-1D.丙:溫度T1<T2,a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中,b點N2的轉(zhuǎn)化率最高【答案】B【詳解】A.由圖象甲分析,反應是放熱反應,升高溫度化學平衡逆向移動,則升高溫度,該反應的平衡常數(shù)減小,故A錯誤;B.其他條件不變,壓縮容器的體積,氮氣的物質(zhì)的量不變,平衡正移,氮氣然后逐漸減少,由圖可知,n(N2)的變化曲線為d,故B正確;C.由圖乙信息,10min內(nèi)氮氣減少了0.3mol,則氮氣的速率的為,氫氣的速率為0.03mol?L-l?min-l×3=0.09mol?L-l?min-l,故C錯誤;D.由圖丙可知,氫氣的起始物質(zhì)的量相同時,溫度T1平衡后,氨氣的含量更高,該反應為放熱反應,降低溫度平衡向正反應移動,故溫度T1<T2,a、b、c都處于平衡狀態(tài),達平衡后,增大氫氣用量,氮氣的轉(zhuǎn)化率增大,故a、b、c三點中,c的氮氣的轉(zhuǎn)化率最高,故D錯誤;故選:B。11.(2022·山西運城·高二期末)甲、乙均為1L的恒容密閉容器,向甲中充入1molCH4和1molCO2,乙中充入1molCH4和nmolCO2,在催化劑存在下發(fā)生反應:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。下列說法不正確的是A.該反應的正反應是吸熱反應B.H2的體積分數(shù):φ(b)>φ(c)C.773K時,該反應的平衡常數(shù)小于12.96D.873K時,向甲的平衡體系中再充入CO2、CH4各0.4mol,CO、H2各1.2mol,平衡逆向移動【答案】B【詳解】A.由圖可知,隨著溫度的升高,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度,平衡正向移動,該反應的正反應是吸熱反應,故A正確;B.由圖像可知,相同溫度下乙中甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率大于甲中,說明n>1,b點、c點CH4的平衡轉(zhuǎn)化率均為60%,兩容器中甲烷的起始量相等,則平衡時CH4、H2和CO的物質(zhì)的量分別相等,但b點CO2的物質(zhì)的量大于c點CO2的物質(zhì)的量,則H2的體積分數(shù):φ(b)<φ(c),故B錯誤;C.873K時,c點CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,△n(CH4)=1mol×60%=0.6mol,容器體積為1L,列化學平衡三段式:,K==12.96,該反應是吸熱反應,降低溫度,平衡逆向移動,K值減小,則773K時,該反應的平衡常數(shù)小于12.96,故C正確;D.由B可知,873K時,化學平衡常數(shù)K=12.96,向甲的平衡體系中再充入CO2、CH4各0.4mol,CO、H2各1.2mol,此時CO2、CH4濃度均為0.8mol/L,CO、H2濃度均為2.4mol/L,Qc==51.84>12.96,說明平衡逆向移動,故D正確;故選:B。12.(2022·廣東梅縣東山中學高二階段練習)一定溫度下,把2.5molA和2.5molB混合通入容積為2L的密閉容器里,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(s)xC(g)+2D(g),經(jīng)5s反應達平衡,在此5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol·L-1·s-1,同時生成1molD,下列敘述中不正確的是A.x=2B.反應達到平衡狀態(tài)時A的轉(zhuǎn)化率為60%C.若混合氣體的密度不再變化,則該可逆反應達到化學平衡狀態(tài)D.反應達到平衡狀態(tài)時,相同條件下容器內(nèi)氣體的壓強與起始時壓強比為8∶5【答案】A【分析】經(jīng)5s反應達平衡,在此5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol?L-1?s-1,可知生成C為0.2mol?L-1?s-1×2L×5s=2mol,同時生成1molD,則x=4,列三段式如下:。【詳解】A.根據(jù)分析知x=4,故A錯誤;B.根據(jù)三段式確定A轉(zhuǎn)化量為1.5mol,故A的轉(zhuǎn)化率=,故B正確;C.B為固體,氣體的質(zhì)量為變量,體積不變,則混合氣體的密度不再變化時該可逆反應達到化學平衡狀態(tài),故C正確;D.根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同體積時,體系的壓強與氣體物質(zhì)的量成正比,即:,故D正確;答案選A。13.(2022·浙江·高二期中)羰基硫()可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將和一定量的混合加熱并達到下列平衡:
,平衡后物質(zhì)的量為。下列說法不正確的是A.的轉(zhuǎn)化率之比為1:1B.達平衡后的體積分數(shù)為C.加入正催化劑,可以加快反應速率,但不能提高平衡轉(zhuǎn)化率D.恒溫下向平衡體系中再加入各,平衡會移動【答案】A【分析】反應前CO的物質(zhì)的量為10mol,平衡后CO物質(zhì)的量為8mol,設(shè)反應前H2S的物質(zhì)的量為nmol,則:,該溫度下該反應的K=0.1,設(shè)容器的容積為V,則平衡常數(shù)K==0.1,解得n=7,即反應前H2S的物質(zhì)的量為7mol。【詳解】A.由于反應前CO、H2S的物質(zhì)的量分別為10mol、7mol,而二者的化學計量數(shù)相等,反應消耗的物質(zhì)的量相等,所以二者的轉(zhuǎn)化率一定不相等,故A錯誤;B.該反應前后氣體的體積相等,則反應后氣體的總物質(zhì)的量不變,仍然為10mol+7mol=17mol,平衡后H2S的物質(zhì)的量為(7-2)mol=5mol,相同條件下氣體的體積分數(shù)=物質(zhì)的量分數(shù)=100%29.4%,故B正確;C.加入正催化劑,降低反應活化能,可以加快反應速率,但不影響始末狀態(tài),平衡不移動,則不能提高平衡轉(zhuǎn)化率,故C正確;D.恒溫下向平衡體系中再加入CO、H2S、COS、H2各1mol,則此時該反應的濃度商Qc==>K=0.1,說明平衡會向著逆向移動,故D正確;答案選A。14.(2022·貴州黔西·高二期末)一定溫度下,在某恒容密閉容器中,充入物質(zhì)的量均為2mol的NO和CO,發(fā)生反應:
。容器內(nèi)總壓強隨時間的變化如圖所示,下列說法正確的是A.時,B.該反應的平衡常數(shù)表達式為C.平衡時,的體積是氣體總體積的D.若混合氣體的總質(zhì)量不再隨時間改變,則該反應達到平衡【答案】C【分析】設(shè)N2反應的物質(zhì)的量為x恒溫恒容條件下,總物質(zhì)的量之比等于總壓強之比,所以x=0.5mol?!驹斀狻緼.t1min時,n(CO2)=1mol,題干中沒有體積,所以無法計算濃度,故A錯誤;B.平衡常數(shù)是指各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積與各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積的比,該反應的平衡常數(shù)表達式為:,故B錯誤;C.平衡時氮氣的物質(zhì)的量為0.5mol,氣體總物質(zhì)的量為3.5mol,相同條件下,氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比,則平衡時的體積是氣體總體積的,故C正確;D.反應物和生成物都是氣體,混合氣體的總質(zhì)量一直不變,所以若混合氣體的總質(zhì)量不再隨時間改變,無法判斷反應是否平衡,故D錯誤;答案選C。15.(2022·湖北·高二期中)尿素對于我國經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,工業(yè)上以和為原料合成:
,在溫度為和時,分別將0.50mol和1.20mol充入體積為1L的密閉容器中,測得隨時間變化的數(shù)據(jù)如表所示:時間/min0102040500.500.350.250.100.100.500.300.18……0.15下列說法不正確的是A.時,0~10min內(nèi)B.溫度下該反應平衡時的轉(zhuǎn)化率為66.7%C.D.平衡常數(shù):【答案】D【詳解】A.,A正確;B.T1溫度下該反應平衡時二氧化碳的物質(zhì)的量為0.10mol,反應的物質(zhì)的量為0.50mol-0.10mol=0.40mol,方程式中NH3與CO2系數(shù)比為2:1,故CO2轉(zhuǎn)化量為0.80mol,轉(zhuǎn)化率:,B正確;C.前10min,T2溫度下CO2轉(zhuǎn)化量多,反應速率快,故T2溫度高。在T2溫度下,達平衡時CO2的物質(zhì)的量為0.15mol,T1時CO2的物質(zhì)的量為0.10mol,故升高溫度平衡逆向移動,反應放熱,a<0,C正確;D.放熱反應,升高溫度,K減小,因T2>T1,故K(T1)>K(T2),D錯誤;故選D。16.(2022·江蘇·常州高級中學高二期中)乙炔(C2H2)是重要的化工原料。工業(yè)上可用甲烷裂解法制取乙炔,發(fā)生反應:反應I:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)△H1反應II:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)△H2甲烷裂解時,幾種氣體平衡時分壓(Pa)的對數(shù)即lgp與溫度(℃)之間的關(guān)系如圖所示,(注:用平衡分壓代替平衡濃度計算可得平衡常數(shù)Kp,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。下列說法不正確的是A.1725℃時,向恒容密閉容器中充入CH4,達到平衡時CH4生成C2H2的平衡轉(zhuǎn)化率為62.5%B.1725℃時,若圖中H2的lgp=5,則反應2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)Kp=1×105Pa2C.2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的△H1>0D.為提高甲烷制乙炔的產(chǎn)率,除改變溫度外,可充入適量乙烯,還可以使用對反應選擇性更高的催化劑【答案】B【詳解】A.1725℃由圖可知,達到平衡時,CH4、C2H2、C2H4的平衡分壓的對數(shù)分別為2、2、1,故其CH4、C2H2、C2H4的平衡分壓分別為100Pa、100Pa、10Pa,在同溫同體積條件下,不同氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,故CH4、C2H2、C2H4的物質(zhì)的量之比為10:10:1,由C原子守恒可知,CH4生成C2H2的平衡轉(zhuǎn)化率為62.5%,A正確;B.1725℃時,若圖中H2的lgp=5,則反應2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)Kp=1×1013,B錯誤;C.根據(jù)圖可知,C2H2的平衡分壓隨溫度升高而增大,所以反應2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)為吸熱反應,故其△H1>0,C正確;D.為提高甲烷制乙炔的產(chǎn)率,除改變溫度外,還可采取的措施有:充入適量乙烯使2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡向逆反應方向移動,或使用對甲烷轉(zhuǎn)化為乙炔的選擇性更高的催化劑等,D正確;答案選B。17.(2022·四川甘孜·高二期末)在容積為的密閉容器中,通入一定量的,發(fā)生反應隨溫度升高,混合氣體的顏色變深?;卮鹣铝袉栴}:(1)反應的_______0(填“大于”或“小于”);時,體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在時段,反應速率為_______;反應的平衡常數(shù)_______。(2)時達到平衡后,改變反應溫度為以的平均速率降低,經(jīng)又達到平衡。①_______(填“大于”或“小于”),判斷理由是_______。②計算溫度時反應的平衡常數(shù)_______。(3)溫度時反應達平衡后,將反應容器的容積壓縮一半。平衡向_______(填“正反應”或“逆反應”)方向移動,判斷理由是_______。【答案】(1)
大于
0.0010
0.36(2)
大于
?濃度降低,反應正方向吸熱,平衡向吸熱方向移動,故溫度升高
平衡時,(3)
逆反應
對氣體分子數(shù)增大的反應,增大壓強平衡向逆反應方向移動【解析】(1)隨溫度的升高,混合氣體的顏色變深,化學平衡向正反應方向移動,即?,?時段,?濃度變化為:,,,故答案:大于;0.001;0.36;(2)①N2O4??的濃度降低,平衡向正反應方向移動,由于正反應方向吸熱,?;故答案:大于;N2O4?濃度降低,反應正方向吸熱,平衡向吸熱方向移動,故溫度升高;②平衡時,,,,故答案:1.28mol/L;(3)反應容器的容積減少一半,壓強增大,正反應方向氣體體積增大,增大壓強向著氣體體積減小的方向移動,故答案為:逆反應;對氣體體積增大的反應,增大壓強平衡向逆反應方向移動。18.(2021·安徽宣城·高二期末)乙基叔丁基酸(以ETBE表示)是一種性能優(yōu)良的高辛烷值汽油調(diào)和劑,用乙醇與異丁烯(以TB表示)催化合成ETBE.反應為。向剛性恒容容器中按物質(zhì)的量之比1∶1充入乙醇和異丁烯,在溫度為與時異丁烯的轉(zhuǎn)化率隨時間變化如圖所示。回答下列問題:(1)與乙醇互為同分異構(gòu)體的某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為____,異丁烯的官能團名稱為____。(2)___(選填“>”?“=”或“<”),該反應的正反應為____(選填“吸熱”或“放熱”)反應。(3)a?b?c三點,逆反應速率最大的點是_____。(4)時,容器內(nèi)起始總壓為,則平衡常數(shù)____(為壓強平衡常數(shù),用平衡分壓代替平衡濃度計算)。【答案】(1)
碳碳雙鍵(2)
>
放熱(3)c(4)【解析】(1)乙醇的分子式為C2H6O,與乙醇互為同分異構(gòu)體的有機物為二甲醚,其結(jié)構(gòu)簡式為;異丁烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=C(CH3)2,其官能團名稱為碳碳雙鍵,故答案為:;碳碳雙鍵;(2)溫度越高,反應速率越快,反應越先達到平衡狀態(tài),則>,由圖可知,溫度由升高到,異丁烯的轉(zhuǎn)化率降低,說明升高溫度,平衡逆向移動,則該反應的正反應為放熱反應,故答案為:>;放熱;(3)a?b?c三點中c點溫度高于b點,c點生成物濃度大于a、b點,所以c點的逆反應速率最大,故答案為:c;(4)設(shè)乙醇和異丁烯起始物質(zhì)的量均為1mol,時,反應達到平衡時,異丁烯的轉(zhuǎn)化率為80%,平衡時混和氣體總的物質(zhì)的量為0.2mol+0.2mol+0.8mol=1.2mol,壓強之比等于物質(zhì)的量之比,則平衡時總壓強為=0.6,C2H5OH、TB和ETBE的分壓依次為0.6=0.1、0.6=0.1、0.6=0.4,則平衡常數(shù)=,故答案為:。19.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,合成氨工業(yè)在國民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問題,請回答:(1)在容積為2L的恒溫密閉容器中加入0.1mol的N2和0.3mol的H2在一定條件下發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0,在5分鐘時反應恰好達到平衡,此時測得NH3的物質(zhì)的量為0.1mol。這段時間內(nèi)用H2表示的反應速率為v(H2)=____。(2)平衡后,若要再提高反應速率,且增大NH3的產(chǎn)率,可以采取的措施有____。(答一條即可)(3)下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是____(填序號字母)。A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1:3:2B.v(H2)正=3v(N2)逆C.混合氣體的密度保持不變D.容器內(nèi)壓強保持不變(4)已知合成氨反應N2+3H2?2NH3在400℃時的平衡常數(shù)K=0.5(mol/L)-2。在400℃時,測得某時刻c(N2)=2mol/L、c(H2)=2mol/L、c(NH3)=3mol/L,此時刻該反應的v正____v逆(填“>”“=”或“<”)。(5)如圖表示在恒壓密閉容器中,不同溫度下,達到平衡時NH3的體積百分數(shù)與投料比[]的關(guān)系。由此判斷KA、KB、KC的大小關(guān)系為:____?!敬鸢浮?1)0.015mol·L-1·min-1(2)加壓;通入氮氣或氫氣(3)BD(4)<(5
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