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第15題 化學反應速率 化學平衡的綜合應用
[解題指導]
解答有關化學平衡計算的原則
[挑戰(zhàn)滿分](限時15分鐘)
不定項選擇題(每小題只有一個或兩個選項符合題意)
1.恒溫恒容下,向2 L密閉容器中加入MgSO4(s)和CO(g),發(fā)生反應:
MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)
反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表:
反應時間
/min
n(MgSO4)/mol
n(CO)/mol
n(CO2)/mol
0
2.00
2.00
0
2
0.80
4
1.20
下
2、列說法正確的是( )
A.反應在0~2 min內(nèi)的平均速率為v(SO2)=0.6 molL-1min-1
B.反應在2~4 min內(nèi)容器內(nèi)氣體的密度沒有變化
C.若升高溫度,反應的平衡常數(shù)變?yōu)?.00,則正反應為放熱反應
D.保持其他條件不變,起始時向容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00 mol CO,到達平衡時n(CO2)>0.60 mol
2.(2015通、揚、泰、淮四市三模)T ℃時,體積均為0.5 L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=-Q kJmol-1(Q>0)。保持溫度不變,實驗測得起始和平衡時的有關數(shù)據(jù)如下表:
3、容器編號
起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol
達到平衡時體
系能量的變化
A
B
C
①
2
1
0
0.75Q kJ
②
0.4
0.2
1.6
下列敘述中不正確的是( )
A.容器①、②中反應的平衡常數(shù)均為18
B.容器②中達到平衡時放出的熱量為0.05Q kJ
C.向容器①中通入氦氣,平衡時A的轉(zhuǎn)化率不變
D.其他條件不變,若容器②保持恒容絕熱,則達到平衡時C的體積分數(shù)小于2/3
3.對可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJmol-1,下列敘述正確的是( )
A.達到化學平衡時,若升高溫度,則正反應速率減小
4、,逆反應速率增大
B.若單位時間內(nèi)消耗x mol N2,同時生成2x mol NH3,則反應達到平衡狀態(tài)
C.達到平衡后,將容器體積減小為原來的一半,重新達到平衡后,c(NH3)變?yōu)樵胶鈺r的2倍
D.若達到平衡時,共放出46.2 kJ熱量,則有1 mol NH3(g)生成
4.有關下圖中對應說法正確的是( )
A.圖(a)表示恒溫恒壓條件下,向2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>0的反應達到平衡的容器中充入HI,甲表示正反應速率,乙表示逆反應速率
B.圖(a)表示恒容條件下,給2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>0的反應達到平衡的容器加熱,甲表示正反應速
5、率,乙表示逆反應速率
C.圖(b)表示恒溫條件下,壓縮2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0的平衡反應體系,甲表示SO3物質(zhì)的量的變化,乙表示SO3物質(zhì)的量濃度的變化
D.圖(b)表示恒容條件下,對于2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0的反應平衡體系,甲表示升高溫度SO3物質(zhì)的量的變化,乙表示增加O2后SO3物質(zhì)的量變化
5.在密閉容器中,將 1.0 mol CO與 1.0 mol H2O混合加熱到800 ℃,發(fā)生下列反應:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。一段時間后該反應達到平衡,測得CO的物質(zhì)的量為0.5 mol。則下列說法不
6、正確的是( )
A.800 ℃下,該反應的化學平衡常數(shù)為1
B.427 ℃時該反應的平衡常數(shù)為9.4,則該反應的ΔH<0
C.800 ℃下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的CO(g),則平衡時CO物質(zhì)的量分數(shù)為33.3%
D.800 ℃下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的H2O(g) ,則平衡時CO轉(zhuǎn)化率為66.7%
6.(2015鹽城二模)利用I2O5可消除CO污染,反應為5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s) ΔH。不同溫度(T1、T2)下,向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO,測得CO2氣體體積分數(shù)φ(CO2)隨
7、時間t變化曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.T10
B.T1 溫度下,該反應的平衡常數(shù)為1 024
C.T2 溫度下,0~0.5 min內(nèi),CO的平均反應速率為0.3 molL-1min-1
D.T1溫度下,若向裝有足量I2固體的2 L恒容密閉容器中通入10 mol CO2,達到平衡時,φ(CO2)=0.8
7.一定溫度下,體積為2 L的密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始物質(zhì)的量和平衡物質(zhì)的量如下表:
物質(zhì)
X
Y
Z
初始物質(zhì)的量(mol)
0.2
0.2
0
平衡物質(zhì)的量(mol)
0.1
0.05
0.1
下列說法正確的
8、是( )
A.反應可表示為2X+3Y2Z,其平衡常數(shù)為8 000
B.增大壓強使平衡向生成Z的方向移動,平衡常數(shù)不變
C.若將容器的體積壓縮至1 L,則X的體積分數(shù)減小,濃度增大
D.若升高溫度時,Z的濃度增大,可知溫度升高時正反應速率增大,逆反應速率減小,平衡向正反應方向移動
8.硫酸的產(chǎn)量是衡量一個國家化工水平的標志。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工業(yè)制硫酸的主要反應之一。一定溫度下,在甲、乙、丙三個容積均為2 L的恒容密閉容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物質(zhì)的量及SO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示。
甲
乙
丙
起始物質(zhì)的量
n(SO2)
9、/mol
0.4
0.8
0.8
n(O2)/mol
0.24
0.24
0.48
SO2的平衡轉(zhuǎn)化率
80%
α1
α2
下列判斷中,正確的是( )
A.甲中反應的平衡常數(shù)小于乙
B.平衡時,丙中c(SO3)是甲中的2倍
C.該溫度下,平衡常數(shù)值為400
D.平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率:α1<80%<α2
9.T ℃,在體積不變的密閉容器中發(fā)生反應:X(g)+3Y(g)2Z(g),各組分在不同時刻的濃度如下表:
物質(zhì)
X
Y
Z
初始濃度/molL-1
0.1
0.2
0
2 min末濃度/molL-1
0.08
a
b
平衡濃度
10、/molL-1
0.05
0.05
0.1
下列說法正確的是( )
A.平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為20%
B.T ℃,該反應的平衡常數(shù)為40
C.增大平衡后的體系壓強,v正增大,v逆減小,平衡向正反應方向移動
D.前2 min內(nèi),用Y的變化量表示的平均反應速率v(Y)=0.03 molL-1min-1
答案精析
第15題 化學反應速率 化學平衡的綜合應用
[挑戰(zhàn)滿分]
1.BD [0~2 min內(nèi)的平均速率v(SO2)=v(CO)=(2.00 mol-0.80 mol)/(2 L2 min)=0.3 molL-1min-1,A錯誤;2 min時,n(CO)= 0.80
11、 mol,n(CO2)=Δn(CO)= 2.00 mol-0.80 mol=1.20 mol,4 min時n(CO2)=1.20 mol,說明在2 min時反應已達到平衡狀態(tài),故在2~4 min內(nèi)容器內(nèi)氣體的密度無變化,B正確;在2 min時反應已達到平衡狀態(tài),且平衡時n(CO)=0.80 mol,n(CO2)=n(SO2)=Δn(CO)= 2.00 mol-0.80 mol=1.20 mol,則K=c(CO2)c(SO2)/c(CO)=0.9,升高溫度,K=1.00,則平衡向正反應方向移動,正反應為吸熱反應,C錯誤;保持其他條件不變,起始時向容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00
12、mol CO,相當于減小壓強,平衡正向移動,故到達平衡時n(CO2)>0.60 mol,D正確。]
2.BD [A項,由于溫度相等,所以①②的平衡常數(shù)不變,由①中數(shù)據(jù)知,生成0.75Q kJ熱量時,參加反應的A為1.5 mol,B為0.75 mol,平衡時,c(A)=0.5 mol/0.5 L=1 molL-1,c(B)=0.25 mol/0.5 L=0.5 molL-1,c(C)=1.5 mol/0.5 L=3 molL-1,K===18,正確;B項,②與①是等效平衡,達到平衡時,兩容器中的量完全相同,所以②中給出的狀態(tài)需要逆向移動,為吸熱過程,錯誤;C項,在恒容容器中,通入氦氣,對反應無
13、影響,平衡不移動,所以A的轉(zhuǎn)化率不變,正確;D項,①中C的體積分數(shù)為=,②為絕熱容器,反應逆向時,相當于降溫,會使反應正向移動,則生成的C比①中多,故C的體積分數(shù)大于,錯誤。]
3.D [升高溫度時,正逆反應速率均增大,A錯誤;B項,表述的反應方向相同,所以不能作為到達平衡的標志,錯誤;C項,達平衡時容器體積減小,壓強增大,平衡會向正反應方向移動,重新平衡時c(NH3)大于原平衡的2倍,錯誤。]
4.A [恒溫恒壓條件下,向2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡體系中通入HI,瞬間容器體積膨脹,生成物的濃度降低,逆反應速率降低,HI濃度增大,瞬間正反應速率升高,然后反應向正反應方向進行
14、,正反應速率大于逆反應速率,A項正確;恒容條件下加熱,正反應速率和逆反應速率均增大,B項錯誤;壓縮2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的反應體系,瞬間SO3的物質(zhì)的量不變,物質(zhì)的量濃度增大,反應逆向進行,SO3的物質(zhì)的量和物質(zhì)的量濃度均逐漸增大,C項錯誤;反應2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,SO3的物質(zhì)的量逐漸減小,D項錯誤。]
5.C [ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始(mol) 1.0 1.0 0 0
平衡(mol) 1.0-x 1.0-x
15、 x x
則1.0 mol-x=0.5 mol x=0.5 mol
A項,K==1,正確;B項,溫度降低,K增大,平衡右移,正反應為放熱反應,正確;C項,=1,y= mol,CO的質(zhì)量分數(shù):100%≈44.4%,錯誤;D項,根據(jù)C項分析,D項正確。]
6.BD [A項,由圖像分析可知,先拐先平,溫度高,得到T1<T2 ,依據(jù)化學平衡移動原理,溫度越高二氧化碳體積分數(shù)越小,說明平衡逆向進行,ΔH<0;B項,T1溫度下達到平衡時,二氧化碳體積分數(shù)為0.8,結(jié)合化學平衡三段式列式計算平衡濃度,平衡常數(shù)=;C項,由圖像可知,T2溫度下,0~0.5 min內(nèi)二氧化碳體積分數(shù)為0.
16、3,結(jié)合化學平衡三段式列式計算,反應速率v=計算;D項,反應為5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s),反應前后氣體體積不變,充入10 mol CO2,增大壓強,化學平衡不移動,所以二氧化碳體積分數(shù)不變。]
7.BC [Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=0.1 mol∶0.15 mol∶0.1 mol=2∶3∶2,故反應可表示為2X+3Y2Z。
K==64 000,A項錯誤;B項,改變壓強,平衡常數(shù)不變,正確;C項,壓縮體積,平衡右移,X的體積分數(shù)減小,濃度增大,正確;D項,升高溫度,正、逆反應速率均增大。]
8.CD [A項,溫度不變,平衡常數(shù)不變,錯誤;B項,
17、丙中初始物質(zhì)的量是甲的2倍,壓強同時增大,平衡向正反應方向移動,生成SO3,則平衡時,丙中c(SO3)大于甲中c(SO3)的2倍,錯誤;C項,根據(jù)甲容器數(shù)據(jù),利用三段式法,可求得平衡常數(shù)等于400,因溫度不變,平衡常數(shù)也不變,正確;D項,乙容器中增加二氧化硫的量,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,所以α1<80%,丙容器平衡向正反應移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,所以α2>80%,故平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率;α1<80%<α2,正確。]
9.D [平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為100%=50%,A項錯誤;T ℃時,該反應的平衡常數(shù)K===1 600,B項錯誤;增大平衡后的體系壓強,v正增大,v逆增大,且v正>v逆,平衡向正反應方向移動,C項錯誤;前2 min內(nèi),v(Y)=3v(X)=3=0.03 molL-1min-1,D項正確。]
專心---專注---專業(yè)