2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 7.3化學(xué)平衡的移動(dòng) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課時(shí)訓(xùn)練
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2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 7.3化學(xué)平衡的移動(dòng) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課時(shí)訓(xùn)練
2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 7.3化學(xué)平衡的移動(dòng) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課時(shí)訓(xùn)練
一、選擇題(本題包括12小題,每小題4分,共48分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
1.下列說(shuō)法中正確的是( )
A.放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行
B.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增的反應(yīng),非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減或熵不變的反應(yīng)
C.自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)
D.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)
解析:放熱反應(yīng)大部分是能自發(fā)進(jìn)行的,但吸熱反應(yīng)有些也是能自發(fā)進(jìn)行的,A錯(cuò);自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大,可能減小,也可能不變,B錯(cuò);反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向,是否能實(shí)現(xiàn)還要看具體的條件,C對(duì)、D錯(cuò)。
答案:C
2.反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0達(dá)到平衡后,將氣體混合物的溫度降低,下列敘述正確的是( )
A.正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
B.正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
D.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
解析:降溫,正、逆反應(yīng)速率均減小,因該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱,所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故選C。
答案:C
3.一定條件下,密閉容器發(fā)生如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),反應(yīng)中的能量變化如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.反應(yīng)體系中加入催化劑可增大焓變
B.加壓可使化學(xué)平衡正向移動(dòng)
C.升溫可使化學(xué)平衡正向移動(dòng)
D.增大H2濃度可使達(dá)到新平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)增大
解析:由圖像可知,反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。A項(xiàng),加入催化劑,焓變不發(fā)生變化,A錯(cuò);B項(xiàng),該反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變,加壓,化學(xué)平衡不移動(dòng),B錯(cuò);C項(xiàng),正反應(yīng)吸熱,升溫,平衡正向移動(dòng),C正確;D項(xiàng),增大H2濃度,雖然平衡正向移動(dòng),但達(dá)到新平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)減小,D錯(cuò)。
答案:C
4.人體血液內(nèi)的血紅蛋白(Hb)易與O2結(jié)合生成HbO2,因此具有輸氧能力,CO吸入肺中發(fā)生反應(yīng):CO+HbO2O2+HbCO,37 ℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=220。HbCO的濃度達(dá)到HbO2濃度的0.02倍,會(huì)使人智力受損。據(jù)此,下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
A.CO與HbO2反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
B.人體吸入的CO越多,與血紅蛋白結(jié)合的O2越少
C.當(dāng)吸入的CO與O2濃度之比大于或等于0.02時(shí),人的智力才會(huì)受損
D.把CO中毒的病人放入高壓氧倉(cāng)中解毒,其原理是使上述平衡向左移動(dòng)
解析:由反應(yīng)方程式知,K=,A正確;CO與HbO2反應(yīng)的平衡常數(shù)達(dá)220,可見(jiàn)其正向進(jìn)行的程度很大,B正確。K=,由題意知,K=220,=0.02時(shí),人的智力會(huì)受損,則=9×10-5,C錯(cuò)誤。當(dāng)O2濃度很大時(shí),題中平衡將逆向移動(dòng),從而解救人,D正確。
答案:C
5.汽車(chē)尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8 kJ·mol-1在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,當(dāng)改變其中一個(gè)條件x,y隨x的變化符合圖中曲線(xiàn)的是( )
A.當(dāng)x表示溫度時(shí),y表示平衡常數(shù)K
B.當(dāng)x表示溫度時(shí),y表示CO的轉(zhuǎn)化率
C.當(dāng)x表示N2的物質(zhì)的量時(shí),y表示NO的轉(zhuǎn)化率
D.當(dāng)x表示NO的物質(zhì)的量時(shí),y表示平衡常數(shù)K
解析:由圖知y不隨x的變化而變化,所以D正確;當(dāng)x表示溫度時(shí),平衡常數(shù)K減?。划?dāng)x表示溫度時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率減??;x表示N2的物質(zhì)的量時(shí),NO的轉(zhuǎn)化率減小。
答案:D
6.已知“凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)”。根據(jù)所學(xué)知識(shí)判斷,下列反應(yīng)中,在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的是( )
A.2O3(g)===3O2(g) ΔH<0
B.2CO(g)===2C(s)+O2(g) ΔH>0
C.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH<0
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
解析:根據(jù)ΔH-TΔS進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)性的判斷,ΔH-TΔS>0的反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。
答案:B
7.在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g),在溫度T1和T2時(shí),產(chǎn)物的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如下圖所示,符合圖示的正確判斷是( )
A.T1>T2 ΔH>0
B.T1>T2 ΔH<0
C.T1<T2 ΔH>0
D.T1<T2 ΔH<0
解析:根據(jù)升高溫度會(huì)縮小達(dá)到平衡所需時(shí)間的規(guī)律,可得出T2>T1,從T2到T1是一個(gè)降溫過(guò)程,HI的量在增加,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0。
答案:D
8.在密閉容器中,反應(yīng)X2(g)+Y2(g)X2Y2(g) ΔH>0,達(dá)到甲平衡。在僅改變某一條件后,達(dá)到乙平衡,對(duì)此過(guò)程的分析正確的是( )
A.圖Ⅰ可能是升高溫度的變化情況
B.圖Ⅱ是壓縮容器體積的變化情況
C.圖Ⅲ是增大壓強(qiáng)的變化情況
D.圖Ⅲ是升高溫度的變化情況
解析:圖Ⅰ正、逆反應(yīng)速率都增大,且正反應(yīng)速率增大的程度大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),結(jié)合該反應(yīng)的特點(diǎn),說(shuō)明改變的條件為升溫或加壓,A項(xiàng)正確;圖Ⅱ正、逆反應(yīng)速率同時(shí)、同倍數(shù)增大,結(jié)合該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),改變的條件不是壓縮體積,而是加入催化劑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若增大壓強(qiáng)或升高溫度,均先達(dá)到平衡,但平衡時(shí)X2Y2的含量都會(huì)增大,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:A
9.對(duì)于可逆反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,下列說(shuō)法正確的是( )
A.加入催化劑,平衡正向移動(dòng)
B.在恒溫、恒容條件下,加入氫氧化鈉,平衡不移動(dòng)
C.在恒溫、恒壓條件下,通入He氣,平衡不移動(dòng)
D.降溫,平衡正向移動(dòng)
解析:A項(xiàng),催化劑不影響化學(xué)平衡的移動(dòng),A錯(cuò);B項(xiàng),加入的NaOH會(huì)吸收二氧化碳?xì)怏w,平衡正向移動(dòng),B錯(cuò);C項(xiàng),恒溫、恒壓下通入He氣,體系體積會(huì)增大,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),則平衡逆向移動(dòng),C錯(cuò)。
答案:D
10.臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應(yīng)為2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,下列由該反應(yīng)相關(guān)圖像作出的判斷正確的是( )
A
B
升高溫度,平衡常數(shù)較小
0~3 s內(nèi),反應(yīng)速率為v(NO2)
=0.2 mol·L-1
C
D
t1時(shí)僅加入催化劑,
平衡正向移動(dòng)
達(dá)平衡時(shí),僅改變x,則x為c(O2)
解析:本題考查化學(xué)平衡的移動(dòng)以及圖像分析,考查學(xué)生讀圖的能力以及解決問(wèn)題的能力。由圖可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則升高溫度,平衡逆向移動(dòng),根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知平衡常數(shù)減小,A項(xiàng)正確;Δc(NO2)=0.6 mol·L-1,則v(NO2)=0.2 mol·L-1·s-1,單位錯(cuò)誤,B項(xiàng)錯(cuò)誤;加入催化劑,正反應(yīng)速率加快,但是平衡不移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;增大c(O2),平衡逆向移動(dòng),NO2的轉(zhuǎn)化率減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:A
11.在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表:
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列說(shuō)法正確的是( )
A.反應(yīng)前2 min的平均速率v(Z)=2.0×10-3 mol/(L·min)
B.其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)>v(正)
C.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.44
D.其他條件不變,再充入0.2 mol Z,平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)增大
解析:反應(yīng)前2 min,Y的濃度變化為0.004 mol/L,則v(Z)=2v(Y)=0.004 mol/(L·min),A項(xiàng)錯(cuò)誤;此反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡正向移動(dòng),v(正)>v(逆),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由表可知7 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,這時(shí)c(Z)=0.012 mol/L,c(X)=c(Y)=0.01 mol/L,K==1.44,C項(xiàng)正確;此反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),再充入0.2 mol Z,達(dá)到平衡后X的體積分?jǐn)?shù)不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
12.一定溫度下,在容積為1 L的密閉容器中,存在如下關(guān)系:xH2O(g)(H2O)x(g),反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.x=3
B.該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)0.125 L
C.平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是33.3 g/mol
D.t1時(shí)刻,保持溫度不變,再充入1 mol H2O(g),重新達(dá)到平衡時(shí),將增大
解析:本題以化學(xué)平衡圖像為載體考查化學(xué)平衡的移動(dòng)、化學(xué)平衡常數(shù)以及化學(xué)平衡的計(jì)算,意在考查學(xué)生的分析能力和判斷能力。根據(jù)圖像可得如下關(guān)系:
xH2O(g)(H2O)x(g)
起始 5 mol 0 mol
轉(zhuǎn)化 3 mol 1 mol
平衡 2 mol 1 mol
化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于參加反應(yīng)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比,則x=3,A項(xiàng)正確;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K==0.125,B項(xiàng)正確;平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量==30 g/mol,C項(xiàng)錯(cuò)誤;t1時(shí)刻,保持溫度不變,再充入1 mol水蒸氣,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡右移,重新達(dá)到平衡時(shí),將增大,D項(xiàng)正確。
答案:C
二、非選擇題(本題共4小題,共52分)
13.(10分)活性炭可處理大氣污染物NO。T ℃時(shí),在容積為1 L的密閉容器中加入NO氣體和炭粉,使之發(fā)生反應(yīng)生成兩種氣體A和B,測(cè)得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下:
活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
起始狀態(tài)
2.030
0.100
0
0
2 min
2.000
0.040
0.030
0.030
(1)2 min內(nèi),用NO表示該反應(yīng)的平均速率v(NO)=________ mol·L-1·min-1。
(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________;T ℃時(shí),它的平衡常數(shù)K=,則2 min時(shí)反應(yīng)________(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài);已知升高溫度時(shí),K增大,則該反應(yīng)為_(kāi)_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(3)為了提高反應(yīng)速率和NO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是__________________。
解析:(1)v(NO)==0.03 mol·L-1·min-1。(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2NOCO2+N2。由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,所以可將氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量直接代入平衡常數(shù)表達(dá)式中,從而求出2 min時(shí)的濃度商:Qc==。因Qc=K,所以2 min時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。升高溫度,平衡常數(shù)增大,說(shuō)明平衡正向移動(dòng),所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(3)增大反應(yīng)速率的措施有增大反應(yīng)物濃度、增大壓強(qiáng)、升高溫度及使用催化劑。炭粉是固體物質(zhì),改變其量對(duì)平衡無(wú)影響;增大NO的濃度,NO的轉(zhuǎn)化率反而降低,所以增大反應(yīng)物濃度的方法不可行。增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率不變,不可行。升高溫度,平衡正向移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率增大,可行。催化劑對(duì)平衡無(wú)影響,不可行。
答案:(1)0.03 (2)C+2NOCO2+N2 是 吸熱 (3)升高溫度
14.(14分)某研究小組向2 L密閉容器中加入一定量的固體A和氣體B,發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)D(g)+E(g) ΔH=Q kJ·mol-1。在T1 ℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如表:
(1)T1 ℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。
(2)30 min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是______(填字母編號(hào))。
a.通入一定量的B
b.加入一定量的固體A
c.適當(dāng)縮小容器的體積
d.升高反應(yīng)體系溫度
e.同時(shí)加入0.2 mol B、0.1 mol D、0.1 mol E
(3)對(duì)于該反應(yīng),用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系示意曲線(xiàn)為下圖中的________(填序號(hào))。
(4)維持容器的體積和溫度T1 ℃不變,若向該容器加入1.60 mol B、0.20 mol D、0.20 mol E和n mol A,達(dá)到平衡后,與表格中20分鐘時(shí)各物質(zhì)的濃度完全相同,則投入固體A的物質(zhì)的量n的取值范圍是________。
(5)維持容器的體積和溫度T1 ℃不變,各物質(zhì)的起始物質(zhì)的量:n(A)=1.0 mol,n(B)=3.0 mol,n(D)=a mol,n(E)=0 mol,達(dá)到平衡后,n(E)=0.50 mol,則a=____。
(6)若該密閉容器絕熱,實(shí)驗(yàn)測(cè)得B的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的示意圖如圖所示。
由圖可知,Q________0(填“大于”或“小于”),c點(diǎn)v正________v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
解析:本題考查了化學(xué)平衡有關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和綜合應(yīng)用能力。(1)由題給表中數(shù)據(jù)可知,20 min時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),則K==0.25。
(2)30 min后,B、D、E的物質(zhì)的量都增加,加入一定量的B,平衡正向移動(dòng),符合題意;加入固體A,平衡不移動(dòng),不符合題意;這是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),縮小容器體積,平衡不移動(dòng),各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,不符合題意;只升高溫度,平衡移動(dòng),但反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量不會(huì)同時(shí)增加,不符合題意;同時(shí)加入0.2 mol B、0.1 mol D、0.1 mol E,平衡不移動(dòng),但符合題意。
(3)可逆反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故B的反應(yīng)速率為D、E的2倍,且D、E的反應(yīng)速率相等,滿(mǎn)足此條件的圖像是④。
(4)由于開(kāi)始時(shí)n(D)=n(E)=0.2 mol,平衡時(shí)n(D)=n(E)=0.5 mol,所以D、E均轉(zhuǎn)化了0.3 mol,則A的物質(zhì)的量大于0.3 mol即可。
(5)因?yàn)闇囟炔蛔?,所以平衡常?shù)不變,由“三段式”法,可知:
A(s)+2B(g)D(g)?。(g)
開(kāi)始(mol) 3.0 a 0
轉(zhuǎn)化(mol) 1.0 0.5 0.5
平衡(mol) 2.0 a+0.5 0.5
則=0.25,解得a=1.5。
(6)由圖可知,c點(diǎn)B的轉(zhuǎn)化率最大,則c點(diǎn)達(dá)到了平衡狀態(tài),v正=v逆;c點(diǎn)之后平衡逆向移動(dòng),由于該容器密閉絕熱,B的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小,則此反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)。
答案:(1)0.25 (2)ae (3)④ (4)大于0.3(或>0.3) (5)1.5 (6)大于 等于
15.(14分)(1)二氧化硫的催化氧化的過(guò)程如圖所示,其中a、c兩步的化學(xué)方程式可表示為SO2+V2O5SO3+V2O4、4VOSO4+O22V2O5+4SO3。該反應(yīng)的催化劑是__________(寫(xiě)化學(xué)式)。
(2)550 ℃時(shí),SO2轉(zhuǎn)化為SO3的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa。試計(jì)算反應(yīng)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)在550 ℃時(shí)的平衡常數(shù)K=________。
(3)550 ℃時(shí),將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是________。
A.升高溫度
B.充入He(g),使體系總壓強(qiáng)增大
C.再充入2 mol SO2和1 mol O2
D.再充入1 mol SO2和1 mol O2
(4)維持溫度不變條件下發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。有兩個(gè)密閉容器A和B,A容器有一個(gè)可以移動(dòng)的活塞能使容器內(nèi)保持恒壓,B容器能保持恒容。起始時(shí)向這兩個(gè)容器中分別充入等物質(zhì)的量的體積比21的SO2和O2的混合氣體,并使A和B容積相等(如圖所示)。
試填寫(xiě)下列空格:
A容器達(dá)到平衡所需的時(shí)間比B容器________(填“短”或“長(zhǎng)”);平衡時(shí)A容器中SO2的轉(zhuǎn)化率比B容器________(填“大”或“小”);達(dá)到所述平衡后,若向兩容器中通入等物質(zhì)的量的原反應(yīng)氣體,再次達(dá)到平衡時(shí),A容器的混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同);B容器的混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)________。
解析:本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡,意在考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的理解。(1)根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可以判斷出V2O5為催化劑。(2)根據(jù)題意和圖像可知反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為0.80,則平衡建立過(guò)程中SO2轉(zhuǎn)化了1.6 mol,平衡時(shí)c(SO2)==0.08 mol/L,c(O2)==0.04 mol/L,c(SO3)==0.32 mol/L,2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)K===2.5×10-3。(3)對(duì)于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),n(SO3)/n(SO2)減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;充入He(g),使體系總壓強(qiáng)增大,平衡不移動(dòng),n(SO3)/n(SO2)不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;再充入2 mol SO2和1 mol O2,平衡正向移動(dòng),n(SO3)/n(SO2)增大,C項(xiàng)正確;再充入1 mol SO2和1 mol O2,平衡正向移動(dòng),n(SO3)/n(SO2)增大,D項(xiàng)正確。(4)A中恒壓,B中恒容,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體系中氣體的總物質(zhì)的量減小,因此A中壓強(qiáng)大于B中壓強(qiáng),A中反應(yīng)速率大,達(dá)平衡所需時(shí)間短。A相當(dāng)于對(duì)B加壓,因此A中SO2的轉(zhuǎn)化率大。若向兩容器中通入等物質(zhì)的量的原反應(yīng)氣體,A中所達(dá)平衡與原平衡等效,因此SO3的體積分?jǐn)?shù)不變,而B(niǎo)容器相當(dāng)于將兩個(gè)B容器中的氣體壓縮到一個(gè)B容器中,平衡正向移動(dòng),SO3的體積分?jǐn)?shù)增大。
答案:(1)V2O5 (2)2.5×10-3 (3)CD (4)短 大 不變 增大
16.(14分)在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”);100 ℃時(shí),體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。在0~60 s時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)為_(kāi)_______mol·L-1·s-1;反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為_(kāi)_____。
(2)100 ℃時(shí)達(dá)平衡后,改變反應(yīng)溫度為T(mén),c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。
①T__________100 ℃(填“大于”或“小于”),判斷理由是__________________________________________________________。
②列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2
______________________________________________________。
(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng),判斷理由是______。
解析:(1)由于NO2為紅棕色氣體,N2O4為無(wú)色氣體,溫度升高,混合氣體的顏色加深,說(shuō)明NO2氣體濃度增大,即升溫平衡向生成二氧化氮?dú)怏w的方向移動(dòng),升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng),所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即ΔH大于0;根據(jù)反應(yīng)速率的定義可求出N2O4的反應(yīng)速率;由題中圖像可知平衡時(shí)NO2和N2O4的濃度,將數(shù)據(jù)代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算即可。(2)①由題意,改變溫度,N2O4的濃度減小,則是升高溫度,T大于100 ℃;②根據(jù)速率和時(shí)間,求出減少的N2O4的濃度為0.020 mol·L-1,則平衡時(shí)N2O4的濃度為0.020 mol·L-1,NO2為0.16 mol·L-1,由平衡常數(shù)表達(dá)式可得K2的值。(3)縮小體積,即增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng),所以平衡逆向移動(dòng)。
答案:(1)大于 0.001 0 0.36 (2)①大于 反應(yīng)正方向吸熱,反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行,故溫度升高 ②平衡時(shí),c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.16 mol·L-1,c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1,K2==1.3 (3)逆反應(yīng) 對(duì)氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)