考点6 化学反应速率和化学平衡(3)

2019-04-15 15:19

【答案】D

【解析】易错选A或C,错选A,当 x=2时,v(B)=(0.3-0.1)/2=0.1 mol/(L·min);错选C,若增大c(C),反应将向逆反应方向移动,B的物质的量增大,所以B的物质的量分数增大。错选A是没有看清楚图,纵轴表示物质的物质的量,而反应速率的公式中分子是浓度的变化;错选C是模糊了物质的量和物质的量分数之间的关系,物质的量增加并不意味着物质的量分数增加。 7、

达到平衡。为了满足以下要求,可以采取哪些措施。①使B物质的转化率增大,②使A,B物质的转化率都增大,③使A物质的转化率增大,使B物质的转化率降低,④使B的浓度降低。

【答案】 ①增大A的浓度;减小C的浓度;增大压强(减小体积);降低温度。 ②减小C的浓度;增大压强(减小体积);降低温度。 ③增大B的浓度。

④增大A的浓度;减小C的浓度;降低温度;减小压强(增大体积)。

8、已建立化学平衡的某可逆反应,当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是:①生成物的质量分数一定增加;②生成物产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物的浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥一定使用催化剂A A.①②③ B.③④⑤ C.②⑤ D.④⑥ 【答案】 C

【解析】化学平衡向正反应方向移动时,生成物的量一定增加,这是毫无异议的。但是生成物的质量分数是由生成物的量与平衡时所有物质的总量相比,其结果就不一定了。若是加压或升温引起正向移动,其结论正确;若是增加某种反应物的浓度引起平衡正向移动,由于增加的多,而移动的少,因此生成物的质量分数会减小。同理当增加某种反应物的浓度,在达到新的平衡时该反应物的浓度一定比未增加前大;其他反应物的转化率增大而本身的转化率降低。因此①③④叙述太绝对而就不正确了。⑥叙述表达平衡移动与催化剂之间的关系,实际上不存在,催化剂只能改变化学反应速率,而不能引起平衡移动。 9.反应N2O4(g)

2NO2(g) ΔH=+57kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中

NO2的体积分数随压强变化的曲线如右图所示。下列说法正确的是 ( )

A.A、C两点的反应速率:A>C

B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅

C.A、B两点气体的平均相对分子质量:A>B D.B、C两点化学平衡常数:B

【解析】 升高温度平衡正向移动,二氧化氮的体积分数增加,因此T1<T2。平衡常数仅是温度的函数,正向进行的程度越大平衡常数越大,因此B、C两点化学平衡常数:B<C;相同温度下压强大反应速率快,A、C两点的反应速率:C>A;相同温度下增大压强最终达到新的平衡,平衡体系中各种气体的浓度均增大,因此A、C两点气体的颜色:A浅,C深;平衡体系中气体的总质量不变,气体的物质的量越小相对分子质量越大,A点对应的气体物质的量大于B点,因此A、B两点气体的平均相对分子质量:A<B。

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10.人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2

O2+HbCO,37℃时,该反应的平衡常数K=220。实验证明,

当CO的物质的量浓度占O2浓度的十万分之九时,就会使人智力受损。据此,下列结论错误的是 ( )

A.人处在含有CO的环境中越久,与O2结合的血红蛋白就越少

B.发现人煤气中毒时,首先要把中毒者转移到通风处,若无力转移,就立即打开窗户,紧接着打120

C.给CO中毒的病人输氧,其原理是使上述平衡向左移动

D.当人的智力受损时,HbCO的物质的量浓度仅占HbO2浓度的十万分之九 【答案】D

【解析】据平衡移动原理,增大反应物(CO)的浓度,平衡右移,HbO2减少,A项正确;B项是紧急处理措施,该项正确;增大生成物(O2)的浓度,平衡左移,所以C项正确;D项,据题意知:K=220=得

c?HbCO?c?HbO2?c?O2??c?HbCO?c?CO??c?HbO2?,人智力受损时

c?CO?c?O2?=9×10-5,所以有

c?HbCO?c?HbO2?÷9×10-5=220,

=0.02,所以D项错。

11.某温度下,密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如下表,下列说法

错误的是 ( ) 物质 初始浓度/mol·L-1 平衡浓度/mol·L-1 X 0.5 0.1 Y 0.6 0.1 Z 0 0.4 W 0 0.6 A.反应达到平衡时,X的转化率为80%

c4?Z??c6?W?45B.该反应的平衡常数表达式为K=c?X??c?Y?

C.增大压强其平衡常数不变,但使平衡向生成Z的方向移动 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】C

【解析】A项正确,X的转化率=

0.4?100%?80%0.5;B

项,从表中数据可推出其反应比例为

0.4∶0.5∶0.4∶0.6=4∶5∶4∶6,正确;C项,前句对,后句错,因方程式右边系数大,所

以增大压强时平衡向左移动,选项错,D项正确。

12.美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:

(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)

H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数

表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如下表: 温度/℃ 平衡常数K 400 10 500 9 830 1 1000 高考学习网-中国最大高考学习网站Gkxx.com | 我们负责传递知识!

从上表可以推断:此反应是 (填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1mo1,则达到平衡后CO的转化率为 。

(2)在830℃,以下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述第II步反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号); 实验编号 A B C n(CO) 1 2 0.5 n(H2O) 5 2 2 n(H2) 2 1 1 n(CO2) 3 1 1 (3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是 。

①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变 ⑤体系的温度不再发生变化 ⑥v(CO2)正=v(H2O)逆

(4)下图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:

图中t2时刻发生改变的条件是 。(写出两种) 【答案】(1)

c(H2)?c(CO2)c(CO)?c(H2O)(1分) 放(1分) 50%(2分) (2)B(2分) (3)

④⑤⑥(2分) (4)降低温度,或增加水蒸汽的量,或减少氢气的量(2分) 【解析】(1)K=

c(H2)?c(CO2)c(CO)?c(H2O)。由表中数据知,升温,平衡常数减小,即平衡逆向移动,说明此

反应的正方向是放热反应。在830℃时,K=1,说明反应物与生成物的浓度相等,故CO的转化率为50%。(2)假设容器体积为1L,实验A,Q= (2×3)/(1×5)=6/5>1,平衡逆向移动;同理,实验B,Q=1/4<1,平衡正向移动;实验C,Q=1,反应处于平衡状态。(3)因是绝热容器,在反应时必有热量放出或吸收,即会有温度的升高或降低,若温度不再变化,说明宏观上该反应已属于静止状态,即平衡状态,所以⑤是平衡状态。(4)t2时刻,平衡正向移动,降低温度或增加水蒸汽的量或减少氢气的量均可;压缩或催化剂不能改变此反应的平衡。 13.Ⅰ.在一定条件下,xA+yB

zC,达到平衡,试填写下列空白:

(1)已知C是气体,且x+y=z,加压时平衡如果发生移动,则平衡必向 方向移动。

(2)若B、C是气体,其他条件不变时增加A的用量,平衡不移动,则A的状态为 。

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Ⅱ.已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。现将一定量NO2和

N2O4的混合气体通入一定体积为2L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。

(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线 表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是 。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是 。

A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变

D.容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变

(2)①前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)= mol/(L·min)。 ②0~15min,反应2NO2(g)

N2O4(g)的平衡常数K(b)= 。

(3)反应25min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是 (用文字表达);其平衡常数K(d) K(b)(填“>”、“=”或“<”)。

(4)若要达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是 。

A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.升高温度 D.加入一定量的N2O4 【答案】(每空1分)I.(1)逆反应(或向左) (2)固体或纯液体 II.(1)X b和d B (2)①0.04 ②K(b)=10/9 (3)增大NO2的浓度 = (4)B、D

【解析】I.(1)因产物C是气体,且x+y=z,加压时若平衡移动,气体的系数只能是“左<右”,即A、B至少有一种为非气体,所以平衡必逆向移动。(2)因B、C为气体,若增加A的用量,平衡不移动,则A为固体或纯液体,因固体或纯液体的浓度是个常数。 II.(1)由图象看出10 min内,X曲线上物质的变化量为0.4 mol·L-1,Y曲线上物质的变化量为0.2 mol·L-1,所以曲线X表示NO2浓度随时间的变化;平衡状态时,各物质浓度不再变化,所以b、d两点处于平衡状态;容器内混合气体的密度任何时间都不变化,所以不能作为平衡状态的标志。(2)①前10min内,v(NO2)=(0.6mol·L-1-0.2mol·L-1)/10min=0.04mol/(L·min);②K=c(N2O4)/c2(NO2)=0.4 mol·L-1/(0.6mol·L-1)2=10/9L·mol-1;(3)从图上看,在25min时,只增大了c(NO2),所以平衡常数不会改变。(4)因该反应是只有一种反应、只有一种生成物,所以在容器体积固定时,只加入反应物N2O4、只加入生成物NO2、或压缩容器,都可达到等效平衡—与NO2(g)在d点的质量分数相同,所以选B、D。

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14.反应mA(g)+nB(g)pC(g)达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减压后混

合体系中C的百分含量减小。试推测:

(1)逆反应是 热反应(填“放”或“吸”)。

(2)加压后,A的浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。

(3)若B是有色物质,A、C是无色物质,减小压强,反应混合物的颜色 (填“变深”、“变浅”或“不变”)。 【答案】(1)放 (2)变大 (3)变浅 【解析】(1)升高温度,B的转化率变大,说明平衡正向移动,得出正反应为吸热反应,而逆反应为放热反应。本题易错填吸热。可能原因是没有注意到“逆”字,思维定势所致。(2)根据勒夏特列原理,以最初的人为改变为主—即压缩后,各气体的浓度都是增大的,平衡移动只能减弱、而不能抵消最初的人为改变。本题易对勒夏特例原理理解不到位:因减压后混合体系中C的百分含量减小,平衡逆向移动,说明逆反应是一个气体体积增大的反应;现加压,平衡正向移动,所以A的浓度减小—这是一错误判断。(3)与(2)同理,减小压强,各物浓度减小,颜色变浅。

15.二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:

请填空:

(1)在一定条件下,反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)

CO(g)+3H2(g) ΔH>0。

在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。将1.0molCH4和2.0molH2O通入反应室1(假设容积为100 L),10min末有0.1molCO生成,则10min内反应的平均速率v(H2)= mol/(L·min)。

(2)在一定条件下,已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水,其化学方程式为 。

(3)在压强为0.1MPa条件下,反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)如下图所示,则:

CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系

①P1 P2(填“<”、“>”或“=”)。

②在其它条件不变的情况下,反应室3再增加amolCO与2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”),平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

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