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文档简介
第=page11页,共=sectionpages11页第=page22页,共=sectionpages22页高中化学鲁科版选择性必修1第二章第二节化学反应的限度练习题一、单选题向1 L的密闭容器中通入2 mol CO2(g)、2 mol H2(g),发生反应为H2(g)+CO2(g)CO(g)+HA.CO2平衡转化率:α(T1)<α(T2)
B.前3 min,T2温度下容器内发生的有效碰撞次数比T1多
C.T2温度下12 min时,向容器中再分别充入H2、CO2、CO、H2O一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是( )A.该反应的正反应为吸热反应,平衡常数K(T1)>K(T2)
B.达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
C.乙容器中反应达到平衡时,N2的转化率小于40%
D.丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10mol NO和将1mol M和2mol N置于体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应:M(s)+2N(g)⇌P(g)+Q(g)△H.反应过程中测得P的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )A.升高温度、及时分离出产物均有利于提高反应物的平衡转化率
B.若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2
C.无论温度为T1还是T2,当容器中气体密度和压强不变时,反应达平衡状态
在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是A.380℃下,,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>0.2L⋅mol−1
B.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率一定温度下,在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)A.该反应的正反应放热
B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.将一定量的X加入某密闭容器中,发生反应:2X(g)⇌
3Y(g)+Z(g),平衡时混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示。下列推断正确的是(
)A.平衡后加入高效催化剂可使混合气体的平均摩尔质量增大
B.压强大小有P1>P2>P3
C.升高温度,该反应平衡常数K减小
D.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料,在催化剂作用下可发生反应:2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),在50℃和A.该反应为吸热反应
B.反应速率大小:va>vb
C.70℃时,平衡常数K =0.112已知反应:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)⇌CH2=CHCH2A.图甲中,ω2>1
B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数与温度的关系曲线
C.温度T1、ω=2时,Cl2的转化率为二、多选题已知A(g)+3B(g)⇌3W(g)+M(s) ΔH=−x kJ·mol−1(x>0)。一定温度下,在体积恒定的密闭容器中,充入1 mol A(g)与3 mol B(g)A.充分反应后,放出热量为x kJ
B.当A的物质的量分数不再改变,表明该反应已达平衡
C.当反应达到平衡时,A与W的物质的量浓度之比一定为1∶3
D.若达到平衡后,再增加一定量B或移出一定量M,平衡都将正向移动一定温度时,1 L密闭容器中发生反应2SO反应时间/minn(Sn(02151.2100.4150.8下列说法不正确的是(
)A.反应在前5 min的平均速率为v (SO2)=0.08 mol·L−1·min−1
B.保持温度不变,向平衡后的容器中再充入0.2 mol SO2和0.1 mol O2时,v正>v逆甲、乙为两个容积均为1 L的恒容密闭容器,向甲中充入1 mol CH4和1 mol CO2,乙中充入1 mol CH4和m mol CO2,加入催化剂,只发生反应:CH4(g)+CA.该反应的正反应是放热反应
B.恒温时向甲的平衡体系中再充入CO2、CH4各0.4 mol,CO、H2各1.2 mol,重新达平衡前,v(正)>v(逆)
C.T K时,该反应的平衡常数小于12.96
D.a、工业上主要采用甲醇与CO的羰基化反应来制备乙酸,发生反应:CH3OH(g)+CO(g)⇌CH3COOH(l)。在体积可变的恒压密闭容器中通入0.20 mol CH3OH(g)和0.22 mol CO(g)A.反应从开始到A点时的平均反应速率v(CO)=8.0×10−3mol·L−1·min−1
B.温度不变,缩小B点容器容积,达到新的平衡时CO的物质的量分数增大
C.T2时,向C点容器中再通0.22 mol CH三、填空题在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:。其化学平衡常数K和温度t的关系如表:t℃70080083010001200K0.640.91.01.72.6回答下列问题:(1)该反应为______反应(填“吸热”或“放热”);能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________(多选、少选扣分)a.容器中压强不变
b.混合气体中不变
c.
e.容器中的气体密度保持不变f.混合气体的平均相对分子量不变(2)起始时按的比例向容器中充入和,保持反应温度为700℃,当反应达到平衡时,________________。(3)830℃时,若投入的,,CO,的浓度分别是2mo/L、3mol/L、6mol/L、1mol/L,则此时平衡向哪个方向移动________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。(4)氮气是大气中含量最多的气体,研究氮及其化合物对人类有重要的意义。在工业合成NH①欲提高H2的转化率,下列措施可行的是________a.向容器中按原比例再充入原料气b.向容器中再充入惰性气体c.改变反应的催化剂d.液化生成物分离出氨②在不同的条件下,测定合成氨反应的速率与时间的关系如图所示:如果t2、t4、t6、t8时都仅改变了一个条件,可看出t2时刻的v正___v逆(填“>”、“=”或“<”);t4时改变的条件是_______;在t2时刻的H2转化率___t5时刻(填“甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。反应Ⅰ:C反应Ⅱ:CO(g)+2下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K温度250 ℃300 ℃350 ℃K22.00.270.012(1)写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式:KⅠ=_________;保持恒温恒容,将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍,则化学平衡____(填“正向”“逆向”或“不”)移动,平衡常数KⅠ____((2)在一定条件下将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应Ⅱ,5 min后测得c(CO)=0.4 mol·L−1,计算可得此段时间的反应速率(用H2表示(3)由表中数据判断ΔH2____(填“>”“<”或“=”)0;反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H(4)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅱ中CO转化率的是____(填序号)。a.使用高效催化剂b.充入He,使体系总压强增大c.将CHd.充入CO,使体系总压强增大(5)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)⇌
FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:
Fe(s)+H2O(g)⇌
FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2。在温度973 K和1173 K(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+(3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式_______________。据此关系及上表数据,也能推断出反应③是______(填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有________(A.缩小反应容器容积
B.扩大反应容器容积
C.降低温度D.升高温度
E.使用合适的催化剂
F.设法减少CO的量(4)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:图甲中t2时刻发生改变的条件是_________________。图乙中t2四、流程题2020年12月17日,中国探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。嫦娥五号锂离子蓄电池选用了比能量更高的钴酸锂(LiCoO2)(1)用H2SO4酸浸时,通常需添加30%的(2)用盐酸代替H2SO4和H2O(3)其他条件不变时,相同反应时间,随着温度升高,含钴酸锂的固体滤渣在H2SO4和30%的H2反应温度/℃60708090钴的浸出率/%8890.59391(4)已知常温下草酸Ka1=5.6×10−2,Ka2=1.5×10−4,K(5)高温下,在O2存在时,纯净的CoC2O4与L(6)在空气中煅烧CoC2O4生成钴的氧化物和CO2,若测得充分煅烧后固体的质量为3.615 g,CO五、实验题已知KMnO4和H2C2O4(草酸)在酸性溶液中会发生氧化还原反应生成CO2气体。甲、乙两个实验小组欲探究影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已酸化):
(1)甲组:通过测定单位时间内生成C序号A溶液B溶液①2 mL 0.1 mol·L4 mL 0.01 mol·L②2 mL 0.2 mol·L4 mL 0.01 mol·L③2 mL 0.2 mol·L4 mL 0.01 mol·L−1KMnO该实验探究的是________________对化学反应速率的影响。在反应停止之前,相同时间内针筒中所得CO2的体积由大到小的顺序是________________________(填实验序号)。
(2)乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的长短来比较化学反应速率。
取两支试管各加入2 mL 0.1 mol·L−1H2C2O4溶液,另取两支试管各加入4 mL 0.1 mol·L−1
KMnO4溶液,将四支试管分成两组(每组各有一支试管盛有H2C2O4溶液和KMnO4溶液),一组放入冷水中,另一组放入热水中,一段时间后,分别混合并振荡,记录溶液褪色所需时间。该实验试图探究________对化学反应速率的影响,但该组同学始终没有看到溶液完全褪色,其原因是__________________________。
(3)写出运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g) ⇌①该反应在低温下___________(填“能”或“不能”)自发进行。②写出该反应的平衡常数表达式_________________。(2)已知在400℃时,N2(g)+3H①在400℃时,2NH3(g) ⇌N2(g)+3H②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)正________v(N2)逆③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”);反应的ΔH__________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。(3)水煤气转化反应CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+H实验编号温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minCOHHCO1650421.62.452900210.41.63①实验l中以CO2表示的反应速率为v(C②实验1的平衡常数K1__________实验2的平衡常数K2(③该反应正方向为_____________(填“吸”或‘放”)热反应。(1)氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NHA.3B.单位时间生成m mol N2C.容器内的总压强不再随时间而变化D.混合气体的密度不再随时间变化E.a mol N≡N键断裂的同时,有6a mol N—H键断裂F.N2、H2、N(2)利用合成气(主要成分为CO、CO2和①CO(g)+2H2②C③CO2图1中能正确反映反应①平衡常数K随温度变化关系的曲线是________;反应③的ΔH=________ kJ·mol−1。
(3)合成气的组成n(H2)n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率α(CO)与温度和压强的关系如图2所示。图中的压强p1、p2答案和解析1.【答案】D
【解析】【分析】本题主要考查化学反应平衡与速率的内容,包含了转化率的计算、平衡的移动等知识,题目难度中等,理解化学平衡的移动原理以及反应相关计算的方法是解题的关键。
【解析】
A.由图可知,结合先拐先平的原则可以判断出T1的温度高于T2,T1平衡时对应的CO的物质的量高于T2平衡时对应的CO的物质的量,则反应为吸热反应,同时平衡时对应的CO的物质的量高说明CO2平衡转化率大,故CO2平衡转化率:α(T1)>α(T2),故A错误;
B.前3 minT1的斜率较大,说明反应速率较快,则T1温度下容器内发生的有效碰撞次数比T2多,故B错误;
C.根据三段式:
H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)
起始浓度(mol/L):2
2
0
0
转化浓度(mol/L):0.5
0.5
0.5
0.5
平衡浓度(mol/L):1.5
1.5
0.5
0.5
平衡常数K=0.5×0.51.5×1.5=19;向容器中再分别充入H2、【解析】由图示可知容器丙的温度低于容器甲的温度,即T1>T2,升高温度CO2的物质的量减少,平衡逆向移动,正反应为放热反应,K(T1)<K(T2),A错误;结合表格中的数据可知,乙容器中反应物的物质的量是甲容器的2倍,但乙容器温度低,平衡正向移动,故乙容器的压强小于甲容器压强的2倍,B错误;由表格和图示中丙容器的平衡数据可知,丙容器达到平衡时,N2的物质的量浓度为0.030mol·L−1,乙容器中各反应物的物质的量是丙容器的2倍,增大压强平衡正向移动,故达到平衡时,乙容器中N2的浓度大于0.06mol·L−1,故N2的转化率小于40%,C正确【解析】【分析】
本题主要考查平衡常数的影响因素、化学平衡的的图像分析,题目难度中等;温度越高,反应速率越快,达到平衡时间越短,由图可知,T1<T2,温度降低,P的体积分数增大,则该反应为放热反应。
【解答】
A.对于放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于提高反应物的平衡转化率,故A选项错误;
B.对于放热反应,温度越高,平衡常数越小,T1<T2,则K1>K2,故B错误;
C.根据反应的方程式:M(s)+2N(g) ⇌ P(g)+Q(g),可知M为固态,其余三种为气态,且属于反应前后气体分子数目不变的反应,容器内压强不变时,无法说明反应达平衡状态,故C错误;
D.设反应达平衡时,P的浓度为x mol·L−1,利用“三段式”计算如下:
M(s)+2N(g) ⇌ P(g)+Q(g)
起始浓度(mol.L−1)
1
0
0
转化浓度(mol.L−1)
2x
x
x
平衡浓度(mol·
L−1)
1−2x
x
x【解析】【分析】
本题以图象分析为载体考查化学平衡计算、化学平衡移动影响因素等知识点,侧重考查分析判断及计算能力和知识应用能力,明确温度、浓度对化学平衡移动影响原理及化学平衡常数计算方法是解本题关键,A为解答易错点,易忽略“c(NO)=c(NO2)”而导致无法计算,题目难度不大。
【解答】
A.380℃下,c起始(O2)=5.0mol⋅L−1,反应正向进行,则c平衡(O2)<5.0mol⋅L−1,NO平衡转化率为50%,则平衡时c(NO)=c(NO2),所以化学平衡常数K=c2(NO2)c(O2)c【解析】【分析】本题考查化学平衡化学平衡的移动及其影响因素,涉及等效平衡问题,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,题目难度中等,但易错,答题时注意把握反应的特点以及平衡的影响因素。【解答】A.对比Ⅰ、Ⅲ,如温度相同,0.1mol/L的CH3OH相当于0.20mol/L的H2和0.1mol/L的CO,为等效平衡,但Ⅲ温度较高,平衡时CH3OH浓度较低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,故A正确;
B.对比Ⅰ、Ⅱ,在相同温度下反应,但Ⅱ浓度较大,由方程式2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)可知,该反应正向为气体体积减小的反应,增大浓度相当于加压,加压平衡向正反应方向移动,则容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小,故B错误;
C.Ⅱ浓度较大,Ⅲ温度较高,增大浓度平衡正向移动,升高温度平衡逆向移动,Ⅲ的转化率降低,Ⅲ中相当于起始c(H2)为Ⅱ的一半,平衡时Ⅱ中c(H2)小于
6.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查的是化学平衡,涉及化学平衡转化率的理解和计算、化学平衡常数的影响因素、影响化学平衡移动的因素等知识,意在考查学生的分析能力和知识应用能力。
【解答】
A.催化剂不会使平衡发生移动,气体平均相对分子质量不变,故A错误;
B.可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,增大压强,X的物质的量分数增大,所以,压强大小关系为P1>P2>P3,故B正确;
C.根据图像可知,升高温度,X的物质的量分数降低,说明反应向正方向移动,平衡常数增大,故C错误;
D.M点对应的平衡体系中,X的体积分数为0.1,则
2X(g)
⇌3Y(g)+Z(g)
起始:1
0
0
变化:2x
3x
x1−2x1−2x+3x+x=0.1,则x=922,X转化率为:2x1
7.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查化学平衡图像,涉及转化率、平衡常数、反应速率比较以及影响速率和平衡的条件,解答这类问题应明确图像的含义以及变化趋势等,试题难度一般。
【解答】
A.根据图像可知,升高温度,三氯硅烷的转化率增大,故该反应为吸热反应,故A正确;
B.温度越高,反应速率越快,故B正确;
C.根据图示,70 ℃时,SiHCl3的平衡转化率为22%,根据三段式:
2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
起始:
1
0
0
变化:
0.22
0.11
0.11
平衡:
0.78
0.11
0.11
故平衡常数为:;0.11×0.110.782=【解析】【分析】
本题利用有机物为基础考查化学反应平衡转化率及影响平衡的因素,易错点为选项C,必须根据图中信息及ω=n(Cl2A.根据图甲中信息可知,增大n(Cl2),ω=n(Cl2)n(CH2=CHCH3)增大,平衡正向移动,丙烯的体积分数(φ)
减小,故ω2>1,故A正确;
B.根据图甲可知,升高温度,丙烯的体积分数增大,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,则升高温度,正反应的平衡常数减小,逆反应的平衡常数增大,图乙中,A线表示逆反应的平衡常数,故B正确;
C.由图乙知,温度为T1时,正逆反应的平衡常数相等,又因两者互为倒数,则平衡常数K=1,ω=2时,设CH2=CHCH3和Cl2的物质的量分别为a、2a
9.【答案】B
【解析】【试题解析】
【分析】
本题考查化学平衡,为高频考点,侧重分析与应用能力的考查,选项D为易错点,题目难度不大。
【解答】
A.该反应为可逆反应,投入的1molA(g)与3mol B(g)并未完全反应,故放出的热量小于xkJ,故A不正确;
B.当A的物质的量分数不再变化时,说明反应达到平衡,故B正确;
C.A和W分别为反应物和生成物,化学计量数只表示反应过程的转化比例,并不能说明达到平衡后的浓度之比,故C不正确;
D.B是气体,增大反应物浓度,平衡将正向移动,M是固态,对平衡移动无影响,故D不正确。
10.【答案】AC
【解析】【试题解析】【分析】
本题考查化学平衡有关计算,为高频考点,涉及等效平衡、化学反应速率的计算等知识点,侧重考查学生分析计算能力。
【解答】
A.反应在前5 min的平均速率为v (SO2)=2mol/L−1.2mol/L5min=0.16 mol·L−1·min−1,故A说法错误;
B.保持温度不变,向平衡后的容器中再充入0.2 mol SO2和0.1 mol O2时,增大了反应物的浓度,则v正>v逆,故B说法正确;
C.保持其他条件不变,若起始时向容器中充入2 mol SO3,反应从逆向开始一直到达平衡状态,达平衡时是吸收热量,故C说法错误;
D.当反应进行到10min时,n(O2)=0.4mol,由此可计算n(SO2)=2mol−(1−0.4)mol×2=0.8mol,则在
11.【答案】CD
【解析】【分析】本题考查化学平衡的计算,为高频考点和常见题型,明确化学平衡及其影响因素为解答关键,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用,试题侧重考查学生的分析能力及综合应用能力。【解答】A.温度升高,CH4的平衡转化率增大,说明温度升高有利于反应正向进行,则正反应为吸热反应,故A错误;
B.当α=60%时,CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
起始(mol/L)
1
1
0
0
转化(mol/L)
0.6
0.6
1.2
1.2
平衡(mol/L)
0.4
0.4
1.2
1.2
平衡时甲容器中CO2、CH4各0.4
mol,CO、H2各1.2
mol,恒温时向甲的平衡体系中再充入CO2、CH4各0.4
mol,CO、H2各1.2
mol,相当于体系内所有组分浓度均变为两倍,可视为加压,则反应向减压方向进行,即平衡逆向移动,所以v(正)<v(逆),故B错误;
C.温度相同,化学平衡常数相同,K(b)=K(c),可以考虑用c点的算,
CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
起始(mol/L) 1
m
0
0
转化(mol/L)
0.6
0.6
1.2
1.2
平衡(mol/L) 0.4
m−0.6
1.2
1.2
则K(b)
=c2(CO)·c2(H2)c(CH4)·c(CO2
12.【答案】AC
【解析】【分析】
本题考查化学平衡图像的分析,化学反应速率的计算,转化率、反应速率大小比较,压强、温度对化学反应速率和化学平衡的影响,考查学生分析、吸收、归纳、整合化学信息的能力,难度较大。
【解答】A.由图中信息可知,反应从开始至A点经历了5min,A点CH3OH的转化率为40%,消耗CH3OH的物质的量为0.20 mol×40%=0.08 mol,则消耗CO的物质的量为0.08 mol,故反应从开始至A点的平均速率v(CO)=0.08mol÷(容器体积×5min),题中给出了T2平衡时容器体积为2 L,即C点时容器的体积为2 L,但因为反应是在体积可变的恒压容器中进行,故A点时的容器体积不是B.假设原平衡时CO转化了x mol,则CH3OH也转化了x mol,因为该反应中CH3COOH呈液态,所以体系中气体物质的量共减少2x mol,原平衡下气体总物质的量为(0.42−2x)mol,CO剩余(0.22−x)mol,则原平衡下CO的物质的量分数=0.22−x0.42−2x=120.22−x0.21−x=121+0.010.21−x,达到新平衡时CO的转化率增大,即x增大,121+0.010.21−x增大,即达到新平衡后CO的物质的量分数增大,故B正确;
C.反应在体积可变的恒压密闭容器中进行的,
13.【答案】(1)吸热;bc;(2)
5:5:4:4;
(3)不移动;
(4)① ad;② <;减压;>;加入催化剂
【解析】【试题解析】
【分析】
本题考查了化学平衡常数计算分析判断以及平衡移动温度,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意化学平衡常数只与温度有关,与反应物浓度、是否使用催化剂无关,温度不变,化学平衡常数不变,注重知识的迁移应用,题目难度中等。
【解答】
(1)由表中数据可知升高温度,平衡常数增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故答案为:吸热;
a.由于反应前后气体体积不变,则压强不变,无论是否达到平衡状态,都存在容器中压强不变,不能用于判断是否达到平衡状态,故a错误;
b.混合气体中
c(CO)不变,可说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故b正确;
,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故c正确;
d.反应速率之比等于化学计量数之比,c(CO2)=c(CO)不能说明达到平衡状态,故d错误;
e.反应体系气体质量不变,容器体积不变,密度始终不变,容器中的气体密度保持不变,不能说明达到平衡状态,故f.混合气体的平均相对分子量不变反应体系气体质量不变,气体的物质的量不变,混合气体的平均相对分子量不变,不能说明达到平衡状态,故f错误;
故答案为:bc;(2)起始时按的比例向容器中充入CO2和H2,设物质的量均为1mol,保持反应温度为700℃,反应达到平衡,设平衡时二氧化碳和氢气的物质的量amol,根据三段式得:
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始物质的量(mol)
1
1
0
0
变化的物质的量
(mol)
a
a
a
a
平衡时物质的量(mol)
1−a
1−a
a
a
K=a2(1−a)2=0.64,解得a=49,则
1−a =59,则;
故答案为:5:5:4:4;
(3)830℃时,若投入的,,COb.向容器中再充入惰性气体,反应物、生成物浓度不变,速率不变,转化率不变,故错误;c.催化剂可以改变反应是速率,不能改变平衡,转化率不变,故错误;d.液化生成物分离出氨,使平衡正向移动,氢气的转化率提高,故正确;
故答案为:ad;
②如果t2、t4、t6、t8时都仅改变了一个条件,t2时刻正反应速率不断增加,说明生成物不断增多,平衡逆向移动,的v正<v逆;t4时逆反应速率瞬间减小,且逆反应速率随后逐渐减小,说明平衡逆向移动,减压平衡向逆反应方向移动,所以改变的体积为减压;在t2−t4、t4
14.【答案】(1)
c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2)【解析】【分析】
本题考查盖斯定律的应用、化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的影响因素等,难度中等,注意掌握外界条件对化学平衡的影响。
【解答】
(1)反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数KⅠ=c(CH3OH)⋅c(H2O)c(CO2)⋅c3(H2);保持恒温恒容,将反应Ⅰ的平衡体系各物质浓度均增加一倍,相当于增大压强,平衡向压强减小的方向移动,即平衡正向移动,化学平衡常数的影响因素是温度,现为恒温,则平衡常数不变,
故答案为:c(CH3OH)⋅c(H2O)c(CO2)⋅c3(H2);正向;不变;
(2)CO浓度变化量为2mol2L−0.4mol/L=0.6mol/L,故v(CO)=0.6mol/L5min=0.12mol/(L⋅min),速率之比等于化学计量数之比,故v(H2)=2v(CO)=2×0.12mol/(L⋅min)=0.24mol/(L⋅min),
故答案为:0.24;
(3)由表中数据可知,反应Ⅱ,随温度升高,平衡常数K减小,说明温度升高,平衡逆向进行,所以正向是放热反应,即△H<0;反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1,反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)⇌
CH【解析】【分析】
本题考查影响化学平衡的因素,化学平衡常速,化学反应速率与平衡图像的综合应用,题目难度一般。
【解答】
(1)由表中数据可知,温度升高,①的平衡常数增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应吸热;
故答案为:吸热;
(2)依据反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),根据平衡常数的概念,该反应的平衡常数K3的数学表达式:K=[CO]·[H2O][CO2]·[H2];
故答案为:[CO]·[H2O][CO2]·[H2];
(3)已知:①Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g);②Fe(s)+H2O(g)⇌FeO(s)+H2(g);利用盖斯定律将①−②可得:③H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g);则K3=[CO]·[H2O][CO2]·[H2]=cCOcCO2×c(H2O)c(H2))=K1K2,依据图表平衡常数数据分析,温度升高K1K2增大,说明平衡正向进行,反应是吸热反应;
故答案为:K3=K1K2;吸热;
H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2【解析】【分析】
本题为生产流程题,为高考常见题型,题目涉及氧化还原反应方程式的书写、平衡常数的计算和化学式的确定等问题,侧重考查学生的分析能力、实验能力,计算能力,做题时注意仔细审题,从题目中获取关键信息,题目难度中等。
【解答】
(1)钴酸锂滤渣用稀硫酸酸浸,添加30%的H2O2,生成钴离子,则Co元素化合价降低,所以过氧化氢起到还原剂的作用,被氧化为O2,发生了氧化还原反应,化学方程式为:
2LiCoO2
+3H2SO4
+H2O2
== Li2SO4
+2CoSO4
+4H2O +O2↑;
(2)由题中信息知LiCoO2具有强氧化性,会把盐酸氧化成氯气,故加入盐酸会有污染性气体氯气生成;
(3)由图表可知在80℃之前,浸出率随温度的升高而升高,是因为温度升高,反应速率增大;80℃之后,H2O2的分解速率大于H2O2被氧化的速率,使得浸出率下降,所以80℃时钴的浸出率最大。
(4)草酸的电离方程式为:H2C2O4H++HC2O4−和HC2O4−C2O42−+H+,
根据题意知常温下草酸Ka1=5.6×10−2,Ka2=1.5×10−4,
常温下Co2+与草酸反应生成CoC2O4沉淀的离子方程式为:Co2++H2C2O4=CoC2O【解析】【分析】
本题考查了影响化学反应速率的因素,注意在外界因素中,催化剂的影响最大,KMnO4和草酸反应的离子方程式是考试中的热点,注意把握,难度不大。
【解答】
(1)对比①②实验可探究浓度对化学反应速率的影响,因为②中A溶液的浓度比①中大,其他条件一样;对比②③实验可探究催化剂对化学反应速率的影响,因为③中使用了催化剂,其他条件一样;②中A溶液的浓度比①中大,所以化学反应速率大,所得CO2的体积大,③中使用了催化剂,故相同时间内③实验中所得二氧化碳最多,
故答案为:浓度和催化剂;③②①;
(2)其他条件一样,只是一组放入冷水中,另一组放入热水中,便知这个实验的目的是研究温度对化学反应速率的影响;草酸和高锰酸钾反应的离
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