化学反应速率与化学平衡单元测试 2023-2024学年上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1_第1页
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文档简介

试卷第=page11页,共=sectionpages33页试卷第=page11页,共=sectionpages33页第二章化学反应速率与化学平衡复习题一、单选题1.如图是温度和压强对反应影响的示意图。图中横坐标表示温度,纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是A.上述可逆反应的正反应为放热反应B.X、Y、Z均为气态C.X和Y中只有一种为气态,Z为气态D.温度升高时,Z的转化率变大2.在含有少量的的溶液中,分解原理为:(慢反应),(快反应)。已知分解放出热量。下列说法正确的是A.反应的速率与浓度有关B.和是该反应的催化剂C.速率关系为:D.反应活化能等于3.某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。下列说法正确的是A.该反应的化学方程式是B.前2min内以Y的浓度变化表示的平均反应速率为0.05mol/(L·min)C.当容器内气体压强保持不变时,该反应达到平衡状态D.反应达到平衡时,X的转化率为40%4.某温度下,反应的平衡常数。在同一温度下,反应平衡常数的值为A. B. C. D.5.有机物M是一种重要的有机合成材料,以A为原料通过以下两步反应可以获得M。反应I:,反应Ⅱ:一定温度下,向一定体积的密闭容器中加入一定量A和B发生上述两个反应。该体系中A、C、M的浓度随时间变化曲线如图甲所示。两个反应的(,k为速率常数,Ea为反应活化能,R和c为常数)与温度T的关系如图乙所示。下列说法正确的是A.曲线③代表M的浓度变化B.两个反应的焓变关系为C.两个反应的活化能关系为D.T1温度时,两个反应一定处于平衡状态6.下列方程式不能准确解释相应实验现象的是A.和浓盐酸共热产生黄绿色气体:B.二氧化硫通入硝酸钡溶液中,产生白色沉淀:C.用溶液清洗银镜:D.加热蓝色的溶液,溶液变绿:7.废旧材料是巨大的资源宝库,回收利用前景广阔。从废黄铜合金(主要成分为Cu和Zn)中回收Cu并制备ZnO的部分实验流程如图所示。下列叙述错误的是A.“溶解”过程中发生的反应有B.与锌粉反应的离子主要是和C.过滤必须用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D.为加快溶解速率可以选择高温或加以搅拌8.某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是A.该反应为放热反应,热效应ΔH=E1-E2B.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2C.使用催化剂后,整个反应的速率快慢由E2对应反应决定D.曲线b说明催化剂参与反应过程,降低反应的活化能9.在容积固定为1.00L的密闭容器中,通入一定量的,发生反应,100℃时体系中各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是A.时刻反应已经达到平衡状态B.100℃时,反应的平衡常数K为0.36C.待容器中混合气体的密度不变时,说明反应达到平衡状态D.100℃时,在0~60s时段反应的平均反应速率10.下列说法或表示方法中正确的是A.稀硫酸溶液和稀溶液反应的中和热为B.101kPa时,1gH2燃烧放热142.75kJ,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为:C.由金刚石(石墨)可知,金刚石比石墨稳定D.,高温有利于该反应的自发进行11.在容积为的恒容密闭容器中充入和,在不同温度下反应合成甲醇:,反应相同时间时的转化率与温度的关系如图所示。若保持温度为,分别按Ⅱ和Ⅲ中的不同方式向容器中投入反应物,发生上述反应,相关信息如下表。编号起始物质的量/平衡转化率Ⅰ1300Ⅱ2600Ⅲ0.420.20.4—下列说法正确的是A.反应在高温下能自发进行B.Ⅱ中反应达到平衡时,C.时,反应的平衡常数为D.Ⅲ中反应达到平衡前,v(正)>v(逆)12.温度为T1时,将气体X和气体Y各1.6mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g),一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是()t/min2479n(Y)/mol1.21.11.01.0A.反应0~4min的平均速率v(Z)=0.25mol·L-1·min-1B.T1时,反应的平衡常数K1=1.2C.其他条件不变,9min后,向容器中再充入1.6molX,平衡向正反应方向移动,再次达到平衡时X的浓度减小,Y的转化率增大D.其他条件不变,若降温到T2达到平衡时,平衡常数K2=4,则此反应的△H<013.足量Zn粉与50mL、0.1mol/L的稀硫酸充分反应。为了减慢此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的①加Na2SO4溶液;②改用50mL、0.1mol/L的稀盐酸;③改用50mL、0.2mol/L的硝酸;④加适量Na2CO3溶液;⑤冰水浴A.①③⑤ B.①⑤ C.①②⑤ D.①④⑤14.下列方案设计、现象和结论都正确的是实验方案现象结论A往饱和Na2CO3溶液中通入CO2溶液变浑浊溶解度:NaHCO3<Na2CO3B取两份新制氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色氯气与水的反应存在限度C压缩装有NO2和N2O4混合气体(已达平衡)的容器气体颜色先变深后稍变浅平衡向生成N2O4的方向移动D将SO2气体通入Ca(ClO)2溶液中产生白色沉淀酸性:A.A B.B C.C D.D二、填空题15.反应为可逆反应。(1)该反应的化学平衡常数表达式为。(2)增大压强,平衡向正反应方向(即气态物质物质的量减小的方向)移动,请利用K、Q的关系说明理由:。16.恒容体系,发生如下反应2A(g)B(g)+xC(?)△H,起始时B、C物质的量浓度为0,A的物质的量浓度随时间变化如下图(某课外活动小组一共进行了如图所示的三个实验,其中T1、T2表示不同的反应温度):(1)在实验Ⅲ中,0~20min的时间内,v(B)=。(2)根据以上实验事实,完成以下填空:x=,生成物C的状态为,反应热△H0(填“>”、“=”或者“<”)。(3)在实验Ⅱ中,当化学反应进行到35min时,下列关于反应体系中的有关说法,正确的是。a.单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolAb.单位时间内生成nmolC的同时消耗2nmolAc.用A、B、C表示的反应速率的比为2:1:2d.混合气体中反应物A与生成物B的体积分数之比为2:1e.混合气体中B与C的物质的量相等(4)该反应的化学平衡常数表达式K=,在T2℃时K的数值为。(5)T1℃时,保持容器的体积不变,若充入amolA、bmolB、cmolC,达到平衡时C的体积分数为0.4,则a、b、c的取值可以是。a.a=2、b=1、c=2

b.a=0.5、b=1.7、c=1.7c.a=1、b=1、c=1

d.a=x、b=c=2x(x>0)

e.b=c、a为大于0的任意值17.恒温恒容下,将2mol气体A和2mol气体B通入体积为2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min后反应达到平衡状态,此时剩余1.2molB,并测得C的速率0.6mol/(L·min)(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的浓度为。(2)x=。(3)A的转化率与B的转化率之比为。(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。A.压强不再变化B.气体密度不再变化C.气体平均相对分子质量不再变化D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:118.合成氨工业与硫酸工业的生产工艺流程大致如图1、2所示。回答下列问题:(1)合成塔和接触室中的化学反应为、。(2)合成氨中,进入合成塔的气体需要净化,原因是,将B中出来的、通入合成塔的目的是。(3)压强及温度对转化率的影响如表所示。温度/不同压强下的转化率/%40099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4工业上,二氧化硫催化氧化过程采用的是常压而不是高压,主要原因是。分析表数据可知,二氧化硫的催化氧化是放热反应,理由是。(4)工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。硫酸工业尾气中的经处理可以得到一种化肥,该肥料的化学式是。19.I.反应Fe2O3(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)∆H<0,在1000℃的平衡常数等于4.0.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡.(1)CO的平衡转化率=。(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是a.提高反应温度

b.增大反应体系的压强c.选取合适的催化剂

d.及时吸收或移出部分CO2e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触II.(1)高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:

(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=。(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:容器反应物投入的量反应物的转化率CH3OH的浓度能量变化(Q1,Q2,Q3均大于0)甲1molCO和2molH2a1c1放出Q1kJ热量乙1molCH3OHa2c2吸收Q2kJ热量丙2molCO和4molH2a3c3放出Q3kJ热量则下列关系正确的是.Ac1=c2B2Q1=Q3C2a1=a3Da1+a2=1E该反应若生成1molCH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量。20.羰基硫(COS),用于合成除草剂、杀虫剂等,还能作为粮食熏蒸剂。CO、CO2分别与H2S反应均能制得COS,反应如下:反应Ⅰ:反应Ⅱ:已知:在相同条件下,向两个容积相同且不变的密闭容器中按下表投料(N2不参与反应),分别发生上述反应。温度相同时,反应Ⅰ的平衡常数大于反应Ⅱ的平衡常数。实线a、b表示在相同的时间内两反应中n(COS)随温度的变化关系如下图所示;虚线c、d表示两反应的平衡曲线。反应Ⅰ反应Ⅱ起始投料COH2SN2CO2H2SN2起始物质的量(mol)113113完成下列填空:(1)COS的结构与二氧化碳类似,COS的结构式为:;(2)下列可判断反应Ⅱ达到平衡的是。A.v正(H2S)=v正(COS)B.c(H2S):c(COS)不再变化C.容器内压强不再变化D.v正(H2S)=v逆(COS)E.1molH-S键断裂的同时1molC=S键断裂(3)实验测得反应Ⅱ的速率方程为:,,k为速率常数,则达到平衡后,仅升高温度k正增大的倍数(填“>”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。(4)上图中能表示反应Ⅰ的曲线是;相同条件下,延长足够的反应时间,反应体系中Y点COS的物质的量达到点(填“X”或“W”),该温度下反应Ⅰ的平衡常数为。21.氨和铵盐用途广泛。(1)工业合成氨的反应是N2+3H22NH3。①一定温度下,在某500mL的密闭容器中充入3molH2和1molN2,3min后反应达平衡,H2的物质的量为0.75mol,求a.H2的转化率,b.平衡时NH3的体积分数。(写出计算过程)②对上述反应,下列说法不正确的是A.正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应统称为可逆反应B.当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时,该反应达到化学平衡状态C.化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率D.改变可逆反应的反应条件可以在一定程度上改变其化学平衡状态(2)已知日常所用的干电池中,其电极分别为碳棒和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质,电极反应可简化为2NH4++2e-=2NH3+H2(还加入填充物MnO2,用于吸收H2生成水,NH3与Zn2+结合为稳定物质)。根据以上信息,日常所用的干电池的正极是,负极是。工作时电子由极流向极,当生成25.5克NH3时,转移mol电子。三、计算题22.反应在一容积为的密闭容器中进行,试回答下列问题:(1)若要加快该反应的反应速率,可采取的措施有。(2)开始时,的浓度是,的浓度是,内,的浓度减少,则。在末,的浓度是,的浓度是。答案第=page11页,共=sectionpages22页答案第=page11页,共=sectionpages22页参考答案:1.C【详解】A.由图像曲线变化可知,随着温度的升高,Z的体积分数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,说明正反应吸热,故A错误;B.如X、Y、Z均为气态,反应前后气体的体积不变,增大压强,平衡应不移动,但由图像可知,增大压强Z的体积分数减小,平衡向逆反应方向移动,X、Y有一种不是气体,Z为气态,故B错误;C.由图像可知,增大压强Z的体积分数减小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,则说明反应前的气体计量数之和小于生成物气体的化学计量数,则X和Y中只有一种是气态,Z为气态,故C正确;D.结合选项A可知,温度升高时平衡右移,Z的转化率变小,故D错误;答案为C。2.A【详解】A.反应的速率由慢反应决定,I−为慢反应的反应物之一,则反应的速率与浓度有关,A正确;B.是该反应的催化剂,是中间产物,B错误;C.反应速率之比等于化学计量数之比:,C错误;D.已知分解放出热量,所以根据盖斯定律,两反应相加得:,不是活化能,D错误;答案选A。3.C【详解】A.由图象走势和变化的物质的量可知,反应物为X、Y,生成物为Z,变化的物质的量分别为0.6mol、0.2mol、0.4mol,根据同一反应中各物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比,可以得出系数比为3:1:2,则化学方程式为,5min后达到化学平衡状态,该反应为可逆反应,A错误;B.由图可知2min内Y的物质的量变化为0.1mol,则v=Δc/Δt=Δn/VΔt=0.1mol/(4L·2min)=0.0125mol/(L·min),B错误;C.反应前后气体分子数不相等,压强会发生改变,当容器内气体压强保持不变时,该反应达到平衡状态,C正确;D.达到化学平衡时,X转化的物质的量为0.6mol,转化率=转化的物质的量/初始的物质的量=0.6mol/1.0mol=60%,D错误;答案选C。4.D【详解】相同温度下,同一可逆反应的正逆平衡常数互为倒数关系,则,答案选D。5.A【详解】A.一定温度下,向一定体积的密闭容器中加入一定量A和B,随着反应进行,A的浓度减小,C的浓度先增大后减小,M的浓度一直增大,曲线③代表M的浓度变化,A正确;B.题中图示能判断两个反应活化能大小,但不能判断反应I、Ⅱ的焓变大小,B错误;C.反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,相同温度时,反应I的反应速率小于反应Ⅱ,则活化能大于反应Ⅱ,,C错误;D.T1温度时,两个反应的速率常数相等,但不能判断反应一定处于平衡状态,D错误;故选A。6.B【详解】A.二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为,A不符合题意;B.将二氧化硫通入硝酸钡溶液中,二氧化硫被氧化为硫酸根离子,再和钡离子生成硫酸钡白色沉淀,离子方程式为3SO2+3Ba2++2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,B符合题意;C.用FeCl3溶液清洗银镜,三价铁离子和银反应,生成亚铁离子和银离子,银离子和氯离子生成氯化银沉淀,离子方程式为Fe3++Ag+Cl−=Fe2++AgCl,C不符合题意;D.CuCl2溶液中存在可逆反应,该反应为吸热反应,加热则平衡向右移动,生成黄色的[CuCl4]2-,由于溶液中同时存在蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-,故显绿色,D正确;本题选B。7.D【详解】A.“溶解”过程,在酸性条件下,过氧化氢把铜氧化为铜离子,发生反应的离子方程式为,故A正确;B.加氢氧化钠调节pH=2后的溶液中含有和,与锌粉反应的离子主要是和,故B正确;C.根据过滤装置图,过滤必须用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,故C正确;D.过氧化氢在加热条件下分解速率加快,不能选择高温加快溶解速率,故D错误;选D。8.D【分析】由能量图可知,反应物总能量高于生成物总能量,故该反应为放热反应,反应的热效应为ΔH,E1表示有催化剂条件下第一阶段反应的活化能,E2表示有催化剂条件下第二阶段反应的活化能,由此分析。【详解】A.由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,故该反应为放热反应,E1表示有催化剂条件下第一阶段反应的活化能,E2表示有催化剂条件下第二阶段反应的活化能,其热效应为ΔH≠E1-E2,故A不符合题意;B.有催化剂条件下,反应的活化能应为能量较高的E1,故B不符合题意;C.因E1>E2,故使用催化剂后,整个反应的速率快慢由E1对应反应决定,故C不符合题意;D.催化剂能够降低化学反应的活化能,故曲线b说明催化剂参与反应过程,故D符合题意;答案选D。9.B【详解】A.时刻之后,反应物还在减少,生成物还在增加,没有达到平衡状态,故A错误;B.,故B正确;C.该反应中,反应物和生成物都是气体,反应过程中气体总质量不变,体积也不变,密度一直不变,则容器中混合气体的密度不变时,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;D.0∼60s时段,浓度变化为:,,故D错误;答案选B。10.D【详解】A.稀硫酸与氢氧化钡反应除了生成水还有硫酸钡沉淀生成,生成硫酸钡放热,反应的中和热ΔH不等于2×57.3kJ/mol,A错误;B.1g氢气燃烧放热142.75kJ,则1mol氢气燃烧生成液态水放热285.5kJ,则氢气燃烧热的热化学方程式为,B错误;C.金刚石转化为石墨放热,说明石墨的能量更低,因此石墨比金刚石稳定,C错误;D.该反应为吸热反应,且是熵增反应,根据ΔH-TΔS<0反应自发进行可知,高温有利于该反应的自发进行,D正确;故答案选D。11.D【详解】A.由图象可知,二氧化碳的转化率达到最高点之后,随温度升高转化率降低,说明正反应为放热反应,即H<0,又反应为气体体积减小的反应,故为S<0,所以反应低温下能自发反应,故A错误;B.Ⅱ相对于Ⅰ,气体的物质的量增加,增大压强,平衡正向移动,转化率大于60%,故B错误;C.时,,则根据三段式则平衡常数K==,故C错误;D.Ⅲ中反应的浓度商Q==0.1<K,反应正向进行,故v(正)>v(逆),故D正确;故选D。12.D【详解】A.由表中数据可求得前4min内消耗Y为0.10mol,v(Y)=,所以v(Z)=2v(Y)=0.025mol/(L·min),A错误;B.由表中数据可知7min时反应到达平衡,反应的三段式为X(g)

+

Y(g)

2Z(g)起始浓度(mol/L)0.16

0.16

0变化量(mol/L)0.06

0.06

0.12平衡浓度(mol/L)0.1

0.1

0.12所以平衡常数K=,B错误;C.其他条件不变,9min时是平衡状态,再充入1.6molX,平衡向正反应方向移动,再次达到平衡时Y的转化率增大,由于X加入量大于平衡移动消耗量,所以再次达到平衡时,X的浓度增大,C错误;D.T1时,平衡常数K=1.44,降温到T2达到平衡时,平衡常数K2=4,说明降低温度平衡正向移动,使K增大,所以该反应正向为放热反应,D正确;故合理选项是D。13.B【详解】降低反应速率的方法有,稀释、将强酸变为弱酸、降温等;不改变生成氢气的量,则氢离子的物质的量不减少。①加硫酸钠溶液可以稀释硫酸,可以降低反应速率,因硫酸钠不与Zn反应,氢气的量不变;②盐酸和硫酸均为强酸,且浓度不变,不能降低反应速率;③硝酸与金属反应不能生成氢气;④加入碳酸钠,碳酸根结合氢离子生成二氧化碳和水,生成氢气的量减少;⑤冰水中,反应温度降低,速率减小,氢气的量不变;综上,①⑤符合题意,B项正确。故选B。14.C【详解】A.往饱和Na2CO3溶液中通入CO2,发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓,但由于生成的NaHCO3的质量比Na2CO3的质量大得多,所以并不能说明溶解度:NaHCO3<Na2CO3,A不正确;B.取两份新制氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液,前者有白色沉淀,说明含有Cl-,后者溶液变蓝色,说明反应生成I2,可能是Cl2氧化生成,也可能是HClO氧化生成,所以不能说明氯气与水的反应存在限度,B不正确;C.压缩装有NO2和N2O4混合气体(已达平衡)的容器,气体颜色先变深后稍变浅,表明NO2的浓度先增大后减小,增大是压缩瞬间NO2浓度增大引起的,减小是平衡向生成N2O4方向移动引起的,C正确;D.将SO2气体通入Ca(ClO)2溶液中,ClO-将SO2在水溶液中氧化生成,与Ca2+反应生成CaSO4沉淀,并没有发生H2SO3生成HClO的反应,D不正确;故选C。15.(1)(2)达到平衡时:,压缩容积为原来的一半,则=<K,平衡向正反应方向移动【详解】(1)化学平衡表达式为生成物的浓度次幂比上反应物的浓度次幂,水的纯液体,不列入平衡常数表达式,所以反应的平衡常数表达式为:;(2)压缩容器体积为原来一半,气体浓度变为原来的2倍,故答案为:达到平衡时:,压缩容积为原来的一半,则=<K,平衡向正反应方向移动。16.0.02mol/(L·min)1气态>abde0.25bcde【详解】(1)根据图可知20min内,A的浓度变化为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,则v(A)=0.8mol/L÷20min=0.04mol/(L·min),化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以v(B)=v(A)=×0.04mol/(L·min)=0.02mol/(L·min);(2)在实验Ⅰ、Ⅱ中温度相同,A的起始浓度不同。实验Ⅰ中A的转化率为(0.6molL÷1.2mol/L)×100%=50%,实验Ⅱ中A的转化率为(0.5molL÷1mol/L)×100%=50%,即平衡时A的转化率相同,说明平衡时Ⅰ→平衡Ⅱ压强变化平衡不移动,则x=1且C为气态;比较实验Ⅱ、Ⅲ可知,A的起始浓度相同、温度不同,温度越高,反应速率越快,最先到达平衡,故温度T1>T2,由图可知温度越高A的转化率越大,则温度升高平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,则正反应为吸热反应,即△H>0;(3)根据图象可知实验Ⅱ中,当化学反应进行到35min时,反应2A(g)B(g)+C(g)已达平衡状态,则:a.平衡时正逆反应速率相等,则单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolA,a正确;b.根据2A(g)B(g)+C(g)可知,任何时候均有单位时间内生成nmolC的同时消耗2nmolA,b正确;c.速率之比等于化学计量数之比,根据2A(g)B(g)+C(g)可知,用A、B、C表示的反应速率的比应该为2:1:1,c错误;d.平衡时A的浓度为0.5mol/L,A的浓度变化量为1.0mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L,由方程式可知平衡时B的浓度为0.25mol/L,则混合气体中反应物A与生成物B的体积分数之比=物质的量分数之比=物质的量之比=0.5:0.25=2:1,d正确;e.起始时B、C物质的量浓度为0,则根据化学方程式可知混合气体中B与C的物质的量之比始终等于化学计量数之比为1:1,e正确;答案选abde;(4化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则可逆反应2A(g)B(g)+C(g)的平衡常数k=;根据图象可知,在实验Ⅱ中平衡时A的浓度为0.5mol/L,A的浓度变化为1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L,由方程式可知平衡时B的浓度为×0.5mol/L=0.25mol/L,C的浓度为×0.5mol/L=0.25mol/L,则温度下平衡常数k==0.25;(5)根据图象可知,T1℃达平衡时A的浓度为0.2mol/L,A的浓度变化为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L。由方程式可知平衡时C的浓度为1/2×0.8mol/L=0.4mol/L,C体积分数为0.4mol/L÷1mol/L=0.4;T1℃时,保持容器的体积不变,若充入amolA、bmolB、cmolC,达到平衡时C的体积分数为0.4,说明为等效平衡。由于该反应前后气体的体积不变,因此只要满足B、C的物质的量为1:1即可,与A的量无关,则:a.若为a=2、b=1、c=2,不能满足B、C的物质的量为1:1,a不符题意;b.a=0.5、b=1.7、c=1.7,满足B、C的物质的量为1:1,b符合题意;c.a=1、b=1、c=1,满足B、C的物质的量为1:1,c符合题意;d.a=x、b=c=2x(x>0),满足B、C的物质的量为1:1,d符合题意;e.b=c、a为大于0的任意,满足B、C的物质的量为1:1,d符合题意;答案选bcde。17.(1)1.2mol/L(2)3(3)2:1(4)BC【解析】(1)恒温恒容下,将2mol气体A和2mol气体B通入体积为2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min后反应达到平衡状态,此时剩余1.2molB,并测得C的速率0.6mol/(L·min),则从开始反应至达到平衡状态,生成C的浓度为0.6mol/(L·min)×2min=1.2mol/L。(2)在2min内C的物质的量改变了1.2mol/L×2L=2.4mol,B物质的物质的量减小了2mol-1.2mol=0.8mol,△n(B):△n(C)=0.8mol:2.4mol=1:3,改变值之比为化学方程式中化学计量数之比,所以x=3×1=3。(3),,根据方程式可知A、B两种物质发生反应时物质的量的比是2:1,由于0.8mol,所以1.6mol,反应开始时二者的物质的量相等,所以A的转化率与B的转化率之比等于2:1。(4)A.D为固态,该反应是反应前后气体体积相等的反应,任何时刻气体的物质的量、压强都不变,则压强不再变化不能判断反应是否达到平衡,A错误;B.该反应是反应前后气体的质量改变的反应,由于容器的容积不变,所以气体密度不再变化,说明反应达到平衡状态,B正确;C.该反应反应前后气体的质量改变,气体的物质的量不变,若气体平均相对分子质量不再变化,则气体的质量、密度也不变,反应达到平衡状态,C正确;D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1,表明反应正向进行,不能判断反应达到平衡状态,D错误;故答案选BC。18.(1)N2+3H22NH32SO2+O22SO3(2)防止催化剂中毒提高原料的利用率(3)由表中数据可知,常压下SO2的转化率已经很高了,增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本由表中数据可知,在相同压强下,温度越高SO2的转化率越低(4)(NH4)2SO4【分析】由题中图示可知,合成氨工业的流程为原料气经过压缩机(A)压缩,进入合成塔发生合成氨的反应,即N2+3H22NH3,从合成塔出来的混合气体经过冷凝器冷凝,氨分离器分离,得到液态氨,剩余的N2、H2经过循环压缩机(B)压缩,再转入合成塔中,循环使用;硫酸工业的流程为将硫铁矿和空气经过沸腾炉(X)生产炉气,炉气经过净化器(Y)净化,SO2、O2进入接触室发生反应,即2SO2+O22SO3,混合气体进入吸收塔,生成硫酸,尾气再经过尾气处理器,得到副产物,剩余的SO2、O2又进入接触室,循环使用;据此解答。(1)由上述分析可知,合成塔中的化学反应为N2+3H22NH3;接触室中的化学反应为2SO2+O22SO3;答案为N2+3H22NH3;2SO2+O22SO3;(2)原料气中往往混有CO、NH3等杂质,在进入合成塔之前为防止催化剂中毒,需进行净化;将B中出来的、通入合成塔的目的是使N2、H2循环使用,提高原料的利用率;答案为防止催化剂中毒;提高原料的利用率;(3)由题中表格数据可知,常压下SO2的转化率已经很高了,增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本,所以工业上,二氧化硫催化氧化过程采用的是常压而不是高压;由表中数据可知,压强一定时,温度升高时,SO2的转化率降低,说明升高温度有利于平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应;答案为由表中数据可知,常压下SO2的转化率已经很高了,增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本;由表中数据可知,在相同压强下,温度越高SO2的转化率越低;(4)工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,即先用氨水吸收,再用浓硫酸处理。先用氨水吸收时,发生反应为SO2+2NH3•H2O═(NH4)2SO3+H2O,再用浓硫酸处理时,发生反应为(NH4)2SO3+H2SO4═(NH4)2SO4+SO2↑+H2O,硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥为(NH4)2SO4;答案为(NH4)2SO4。19.60%d0.15mol/(L•min)ADE【分析】I.(1)由平衡常数和起始浓度根据三段法进行基本计算;(2)a.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移;b.该反应为等体积反应,增大压强,平衡不移动;c.选择合适的催化剂,平衡不移动;d.移出部分CO2,使其浓度减小,平衡正移;e.粉碎矿石,增大了接触面积,平衡不移动;II.(1)由图一可知CO的变化量为0.75mol/L,甲醇的变化量为0.75mol/L,可计算得到H2的变化量,进一步计算反应速率;(2)甲装置投入1molCO和2molH2与乙装置投入1molCH3OH等效,达到平衡时c1=c2,丙容器中的投入量是甲容器投入量的2倍,但两容器的平衡也等效,据此回答问题。【详解】I.(1)设CO的转化了xmolFe2O3(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)始(mol)

1

1转(mol)

x

x平(mol)

1-x

1+x平衡常数等于4.0,那么K=,解得x=0.6molCO的平衡转化率=;(2)a.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,a项错误;b.该反应为等体积反应,增大压强,平衡不移动,转化率不变,b项错误;c.选择合适的催化剂,反应速率加快,但平衡不移动,转化率不变,c项错误;d.移出部分CO2,使其浓度减小,平衡正移,转化率增大,d项正确;e.粉碎矿石,增大了接触面积,平衡不移动,转化率不变,e项错误;答案选d;II.(1))由图一可知CO的变化量为0.75mol/L,甲醇的变化量为0.75mol/L,可计算得到H2的变化量为1.5mol/L,那么v=0.15mol•L-1•min-1;(2)A.甲装置投入1molCO和2molH2与乙装置投入1molCH3OH等效,达到平衡时c1=c2,A项正确;B.丙容器中的投入量是甲容器投入量的2倍,甲、丙两容器中的平衡为等效平衡,但相当于增大了压强,平衡正移,则2Q1<Q3,B项错误;C.甲、丙两容器中的平衡为等效平衡,增大了压强,平衡正移,则有a1<a3,C项错误;D.甲、乙、丙三容器中的平衡均等效,则有a1+a2=1,D项正确;E.甲、乙两容器中的平衡等效,由于方向相反,若生成1molCH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量;答案选ADE。20.(1)S=C=O(2)BD(3)<(4)bdX【详解】(1)COS的结构与二氧化碳类似,在COS分子中,C原子与S、O原子分别形成2对共用电子对,故COS的结构式为:S=C=O;(2)反应Ⅱ:是反应前后气体体积不变的反应。A.v正(H2S)=v正(COS)表示反应正向进行,不能据此分析判断反应是否达到平衡状态,A不符合题意;B.H2S是反

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