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提升訓練12 化學反應的限度與化學平衡
1.(2018德清中學檢測)足量的鋅塊與一定量的稀硫酸反應,為了減慢反應速率,但不減少氫氣的產量,可采取的措施是( )
A.加入CaCO3固體 B.加入NaOH固體
C.加水 D.改為鋅粉
2.一定條件下,對于可逆反應X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.08 molL-1,則下列判斷正確的是( )
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3
C.X、Y的轉化率不相等
D.c1的取值范圍為0
0),下列說法中正確的是( )
A.到達平衡狀態(tài)時,加入催化劑,平衡不移動,反應速率也不會發(fā)生改變
B.反應達到平衡時,X和Y的轉化率相等
C.v正(X)=2v逆(N)時,反應到達平衡狀態(tài)
D.到達平衡狀態(tài)時,反應吸收a kJ能量
5.(2018溫州統(tǒng)考)已知:X(g)+2Y(s)2Z(g)
ΔH=-a kJ mol-1(a>0)。一定條件下,將1 mol X和2 mol Y加入2 L的恒容密閉容器中,反應10 min,測得Y的物質的量為1.4 mol。下列說法正確的是( )
A.第10 min時,Z的濃度為0.7 molL-1
B.10 min內,反應放出的熱量為0.3 kJ
C.10 min內,X的平均反應速率為0.03 mol-1L-1min-1
D.若容器中的氣體密度不再發(fā)生變化,說明上述反應已達平衡狀態(tài)
6.(2018金華十校聯考)在一定條件下發(fā)生反應2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),將1 mol SO3氣體通入1 L容積恒定的密閉容器中,維持容器內溫度不變,5 min末測得SO3的物質的量為0.4 mol。則下列說法正確的是( )
A.0~5 min內,O2的生成速率v(O2)=0.06 molL-1min-1
B.若起始時充入3 mol SO3,起始時SO3分解速率不變
C.若某時刻消耗了0.5 mol SO3,同時生成了0.25 mol O2,則表明該反應達到了平衡狀態(tài)
D.達到平衡時,SO2和SO3的濃度相等
7.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,400 ℃時體積相同的甲、乙、丙三個容器中,甲容器絕熱恒容,充入2 mol SO2和1 mol O2,乙容器恒溫恒容,充入2 mol SO3,丙容器恒溫恒壓,充入2 mol SO3,充分反應達到平衡,下列說法正確的是( )
A.甲和乙中反應的化學平衡常數相同
B.乙和丙中的二氧化硫的生成速率相同
C.乙中SO2的體積分數大于丙
D.轉化率:α甲(SO2)+α乙(SO3)<1
8.一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡時,體系中氣體體積分數與溫度的關系如圖所示。已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)體積分數。下列說法正確的是( )
A.550 ℃時,若充入惰性氣體,v正、v逆均減小,平衡不移動
B.650 ℃時,反應達平衡后CO2的轉化率為25.0%
C.T℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應方向移動
D.925 ℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數Kp=24.0p總
9.已知反應:2A(l)B(l) ΔH=-Q kJmol-1,取等量A分別在0 ℃和20 ℃下反應,測得其轉化率Y隨時間t變化的關系曲線(Y-t)如圖所示。下列說法正確的是( )
A.a代表20 ℃下A的Y-t曲線
B.反應到66 min時,0 ℃和20 ℃下反應放出的熱量相等
C.0 ℃和20 ℃下達到平衡時,反應都放出Q kJ熱量
D.反應都達到平衡后,正反應速率a>b
10.一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),設起始n(H2O)n(CH4)=Z,在恒壓下,平衡時φ(CH4)的體積分數與Z和T(溫度)的關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.該反應的焓變ΔH>0
B.圖中Z的大小為a>3>b
C.圖中X點對應的平衡混合物中n(H2O)n(CH4)=3
D.溫度不變時,圖中X點對應的平衡狀態(tài)在加壓后φ(CH4)減小
11.一定溫度下,在3個容積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達到平衡,下列說法正確的是( )
容器
溫度/
K
物質的起始濃度/(molL-1)
物質的平衡濃度/(molL-1)
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.該反應的正反應吸熱
B.達到平衡時,容器Ⅰ中反應物轉化率比容器Ⅱ中的大
C.達到平衡時,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍
D.達到平衡時,容器Ⅲ中的正反應速率比容器Ⅰ中的大
12.溫度為T1時,在三個容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應:
2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反應吸熱)。實驗測得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO) 消耗=2v(O2) 消耗=k逆c2(NO)c(O2),k正、k逆為速率常數,受溫度影響。下列說法正確的是( )
容器編號
物質的起始濃度(molL-1)
物質的平衡濃度(molL-1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
A.達平衡時,容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比為4∶5
B.達平衡時,容器Ⅱ中c(O2)c(NO2)比容器Ⅰ中的大
C.達平衡時,容器Ⅲ中NO的體積分數小于50%
D.當溫度改變?yōu)門2時,若k正=k逆,則T2”“<”或“=”)。
14.在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。
回答下列問題:
(1)反應的ΔH 0(填“大于”或“小于”);100 ℃時,體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在0~60 s時段,反應速率v(N2O4)為 molL-1s-1;反應的平衡常數K1為 。
(2)100 ℃時達平衡后,改變反應溫度為T,c(N2O4)以0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低,經10 s又達到平衡。
①T 100 ℃(填“大于”或“小于”),判斷理由是
。
②列式計算溫度T時反應的平衡常數K2:
。
(3)溫度T時反應達平衡后,將反應容器的容積減少一半,平衡向 (填“正反應”或“逆反應”)方向移動,判斷理由是
。
參考答案
提升訓練12 化學反應的限度與化學平衡
1.C A項,CaCO3固體與稀硫酸反應,會減少氫氣的產量,錯誤;B項,加入NaOH固體與稀硫酸發(fā)生中和反應,會減少氫氣的產量,錯誤;C項,加水稀釋,硫酸濃度變稀,但H+的物質的量不變,故氫氣的產量不變,正確;D項,鋅塊改為鋅粉會加快反應速率,錯誤。
2.D 平衡濃度之比為1∶3,轉化濃度之比亦為1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C項不正確;平衡時Y生成表示逆反應速率,Z生成表示正反應速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應為3∶2,B不正確;由可逆反應的特點可知00.8,說明Ⅱ中平衡時應該存在c(NO2)>c(O2),容器Ⅰ中達平衡時c(O2)c(NO2)=1,所以達平衡時,容器Ⅱ中c(O2)c(NO2)小于1,則比容器Ⅰ中的小,故B錯誤;如果Ⅲ中NO和氧氣完全轉化為二氧化氮,則c(NO2)=0.5molL-1,且容器中還剩余c(O2)=0.1molL-1,與Ⅰ相比,Ⅲ相當于平衡逆向移動,二氧化氮和氧氣之和所占體積比大于50%,則達平衡時,容器Ⅲ中NO的體積分數小于50%,C正確;v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2),達到平衡狀態(tài)時正、逆反應速率相等,則k正c2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2),且k正=k逆,則c2(NO2)=c2(NO)c(O2),即化學平衡常數K等于1,T2溫度下的K大于0.8,且該反應的正反應是吸熱反應,升高溫度平衡正向移動,所以T2>T1,D錯誤。
13.答案: (1)逆反應 (2)減小 (3)減小 (4)<
解析: 將混合氣體的體積壓縮到原來的12,則壓強變?yōu)樵瓉淼?倍,若平衡不移動,則C的濃度為原平衡時的2倍,但實際上C的濃度是原平衡時的1.9倍,說明壓縮體積(增大壓強)平衡向逆反應方向移動,則m+n0;由圖示知60s時該反應達到平衡,Δc(N2O4)=0.100molL-1-0.040molL-1=0.060molL-1,根據v=ΔcΔt可知:
v(N2O4)=0.060molL-160s=0.0010molL-1s-1;求平衡常數可利用三段式:
N2O4(g)2NO2(g)
起始量/(molL-1) 0.100 0
轉化量/(molL-1) 0.060 0.120
平衡量/(molL-1) 0.040 0.120
K1=c2(NO2)c(N2O4)=(0.12)20.04=0.36。
(2)100℃時達平衡后,改變反應溫度為T,c(N2O4)降低,說明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應方向移動,根據勒夏特列原理,溫度升高,向吸熱反應方向移動,即向正反應方向移動,故T>100℃;由c(N2O4)以0.0020molL-1s-1的平均速率降低,經10s又達到平衡,可知此時消耗c(N2O4):0.0020molL-1s-110s=0.020molL-1,列三段式進行計算:
N2O4(g)2NO2(g)
起始量/(molL-1) 0.040 0.120
轉化量/(molL-1) 0.020 0.040
平衡量/(molL-1) 0.020 0.160
K2=c2(NO2)c(N2O4)=(0.160)20.020≈1.28。
(3)溫度T時反應達到平衡后,將反應容器的容積減小一半,壓強增大,平衡會向氣體體積減小的方向移動,該反應逆反應為氣體體積減小的反應,故平衡向逆反應方向移動。
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