0  116344  116352  116358  116362  116368  116370  116374  116380  116382  116388  116394  116398  116400  116404  116410  116412  116418  116422  116424  116428  116430  116434  116436  116438  116439  116440  116442  116443  116444  116446  116448  116452  116454  116458  116460  116464  116470  116472  116478  116482  116484  116488  116494  116500  116502  116508  116512  116514  116520  116524  116530  116538  447090 

2.同一反应,在相同时间间隔内,用不同物质表示的反应速率,其数值和意义都不一定相同。(×)

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一、判断正误

1.活化分子的碰撞都是有效碰撞。 (×)

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9.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。

反应A:4HCl+O2CuO/CuCl2400 ℃2Cl2+2H2O

对于反应A,如图是4种投料比[n(HCl)∶n(O2)分别为1∶1、2∶1、4∶1、6∶1]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。

(1)曲线b对应的投料比是________。

(2)当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是________。

(3)投料比为2∶1、温度为400 ℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________。

解析:(1)相同温度下,投料比越大,HCl的平衡转化率越小;则曲线a、b、c、d对应的投料比分别为6∶1、4∶1、2∶1、1∶1。(2)相同投料比时,温度越低,氯化氢的平衡转化率越高;HCl的平衡转化率相同时,投料比越高,对应的反应温度越低。(3)氯化氢与氧气物质的量之比为2∶1、温度为400 ℃时,氯化氢的平衡转化率为80%。

4HCl(g)+O2(g) 2H2O(g)+2Cl2(g)

n(初始)/mol  2     1     0    0

n(转化)/mol  1.6    0.4     0.8    0.8

n(平衡)/mol  0.4    0.6     0.8    0.8

×100%=30.8%。

答案:(1)4∶1 (2)投料比越高,对应的反应温度越低

(3)30.8%

章末回扣练习(七)——化学反应速率和化学平衡

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8.(2011·浙江高考节选)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数的测定。

将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。

实验测得不同温度下的平衡数据如表所示:

温度/℃
平衡总压强/kPa
平衡气体总浓度(mol/L)
15.0
5.7
2.4×103
20.0
8.3
3.4×103
25.0
12.0
4.8×103
30.0
17.1
6.8×103
35.0
24.0
9.4×103

(1)根据表中数据,列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数:______________________________。

(2)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”、“减少”或“不变”)。

解析:(1)根据Kc2(NH3c(CO2)=2×≈1.6×108

(2)由NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)正反应气体分子数增加,增大压强平衡向逆反应方向移动。

答案:(1)Kc2(NH3c(CO2)=2·=×(4.8×103)3≈1.6×108 (2)增加

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7.甲醇可通过将煤气化过程中生成的CO和H2在一定条件下,发生如下反应制得: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)=________,CO的转化率为________。

(2)该反应的平衡常数表达式为______________________,温度升高,平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)若在一体积可变的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则加入各物质后该反应向________(填“正”或“逆”)反应方向移动,理由是_________________________________________。

解析:(1)根据图a可知,反应开始到达到平衡的过程中CO的浓度变化为0.75 mol/L,所以CO的反应速率为v(CO)=0.75 mol/L÷10 min=0.075 mol/(L·min),根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,v(H2)=2v(CO)=2×0.075 mol/(L·min)=0.15 mol/(L·min),CO的转化率为×100%=75%。

(2)该反应的平衡常数表达式为K=。根据图b可知,反应物的能量比生成物的能量高,所以正反应为放热反应,升高温度,平衡常数减小。

(3)因为反应物和生成物都是气体,反应过程中质量不变,气体的密度ρm/V。密度增大,说明容器的体积减小,因为反应在恒压的条件下进行,容器体积减小,说明反应后气体的物质的量减少,因为正反应方向气体体积减小,所以平衡向正反应方向移动。

答案:(1)0.15 mol/(L·min) 75%

(2)K= 减小

(3)正 反应前后气体总质量不变,同温、同压下,达到平衡时,气体密度增大,即气体体积减小,平衡向正反应方向移动

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6.在一定温度下,将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。

(1)该反应的化学平衡常数表达式K=________。

(2)已知在700 ℃时,该反应的平衡常数K1=0.5,则该温度下反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=________,反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数K3=________。

(3)已知在1 000 ℃时,该反应的平衡常数K4=1.0,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(4)在1 000 ℃下,某时刻CO2的物质的量为2 mol,则此时v________v(填“>”、“=”或“<”)。

解析:(1)根据化学平衡常数的概念K=。

(2)K2====2,

K3==K1==。

(3)由于升高温度,该反应的平衡常数增大,故该反应为吸热反应。

(4)       CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

起始/mol:  3  2    0  0

变化/mol:    1     1     1    1

某时刻/mol:   2     1     1    1

所以c(CO)=0.5 mol/L,c(H2O)=0.5 mol/L

c(CO2)=1 mol/L,c(H2)=0.5 mol/L

故=<K1 000 =1.0

反应应向正反应方向进行,所以v>v

答案:(1) (2)2 (3)吸热 (4)>

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5.在容积可变的密闭容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于( )

                     

 

A.5%  B.10%  C.15%  D.20%

解析:选C N2 + 3H22NH3

起始/mol   2     8     0

转化/mol   2/3     2    4/3

平衡/mol   4/3     6    4/3

平衡时氮气的体积分数为×100%≈15%。

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4.700 ℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)反应过程中测定的部分数据如表所示(表中t2>t1):

反应时间/min
n(CO)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
 
t2
 
0.20

下列说法正确的是( )

A.反应在t1 min 内的平均速率为v(H2)= mol/(L·min)

B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O,达到平衡时n(CO2)=0.40 mol

C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O 的体积分数减小

D.温度升高至800 ℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应

解析:选B A项,t1时CO减少0.40 mol,则H2增加0.40 mol,用H2表示的平均反应速率为=mol/(L·min),故错误;C项,通入H2O(g),平衡向正反应方向移动,CO转化率增大,H2O的体积分数比原来增大,故错误;D项,由表格中数据可知,从t1t2,H2O(g)已不再改变,表明已达到平衡状态,则700 ℃时的平衡常数K==1,升温到800 ℃,平衡常数变为0.64,则表明化学平衡逆向移动,正反应是放热反应,故错误。

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3.

用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

下列说法正确的是( )

A.温度:T1>T2>T3

B.正反应速率:v(a)>v(c) v(b)>v(d)

C.平衡常数:K(a)>K(c) K(b)=K(d)

D.平均摩尔质量:M(a)<M(c) M(b)>M(d)

解析:选C A项,因为ΔH<0,温度越高,CO的转化率越小,所以T3>T2>T1,错误;B项,由于T3>T1,所以 v(c)>v(a),由于p(b)>p(d),所以v(b)>v(d),错误;C项,平衡常数只受温度影响,由于ΔH<0,温度越高,平衡常数越小,正确;D项,升温,平衡左移,M减小,M(a)>M(c),加压,平衡右移,M增大,M(b)>M(d),错误。

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2.一定温度下 ,在容积为2 L的密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),部分数据如表所示(表中t2>t1)。

反应时间
(min)
n(CO)
(mol)
n(H2O)
(mol)
n(CO2)
(mol)
n(H2)
(mol)
0
1.20
0.60
0
0
t1
0.80
 
 
 
t2
 
0.20
 
 

下列说法正确的是( )

A.反应在t1 min内的反应速率为v(H2)= mol/(L·min)

B.平衡时CO的转化率为66.67%

C.该温度下反应的平衡常数为1

D.其他条件不变,若起始时n(CO)=0.60 mol,n(H2O)=1.20 mol,则平衡时n(CO2)=0.20 mol

解析:选C 根据化学方程式可知在t1 min内生成0.40 mol H2,因此在t1 min内的反应速率为v(H2)== mol/(L·min),A错误;根据化学方程式可知t1t2时刻均有n(CO)=0.80 mol,n(H2O)=0.20 mol,n(CO2)=n(H2)=0.40 mol,故表格中t1t2时的数据均为平衡时的物质的量。据此可求出CO的平衡转化率为×100%=33.33%,B错误;由于该反应是一个气体体积不变的反应,将平衡时的物质的量代入平衡常数表达式,可计算出反应的平衡常数为1,C正确;根据平衡常数值可计算出D选项中平衡时n(CO2)=0.40 mol,D错误。

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