第二章 化学反应速率与化学平衡 单元同步训练题
一、单选题
1.已知反应S2O(aq)+2I-(aq)2SO(aq)+I2(aq),若往该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理:
步骤①:2Fe3+(aq)+2I-(aq)I2(aq)+2Fe2+(aq)
步骤②:2Fe2+(aq)+S2O(aq)2Fe3+(aq)+2SO(aq)
下列有关该反应的说法不正确的是
A.增大S2O浓度或I-浓度,可增加单位体积内活化分子数,加快化学反应反应速率
B.Fe3+是该反应的催化剂,可以增加单位体积内活化分子的百分数
C.据图可知,该反应正反应的活化能比逆反应的活化能小
D.据图可知,反应①的速率大于反应②
2.一定温度下,在恒容密闭容器中发生可逆反应:。下列能说明反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的压强不再变化
B.C的消耗速率等于A的生成速率的3倍
C.容器内混合气体的密度不再变化
D.容器内B的体积分数不再变化
3.反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6mol·L 1。对此反应速率的表示,正确的是
A.用A表示的反应速率是0.4mol·(L·min) 1
B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比是3∶2∶1
C.在2min末的反应速率,用B表示是0.3mol·(L·min) 1
D.用B和C表示的反应速率对该反应的意义不同
4.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.开启啤酒瓶后,马上泛起大量泡沫
B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
5.在2 L的恒容密闭容器中充入1mol X(g)和2 mol Y(g),发生反应:,测得在不同温度下、相同时间内X(g)与Z(g)的百分含量如图所示。下列说法错误的是
A.从反应开始到各点时的平均化学反应速率:
B.a点时,Y(g)的转化率为50%
C.T3℃下,平衡常数K=4
D.降低温度,有利于提高Z(g)的平衡产率
6.已知反应:。在和下,容积均为2L的密闭容器中,气体X的浓度与反应时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.容器内压强不变时,可以判断反应已达到平衡状态
B.a、b、c三点气体X的平均反应速率大小:
C.,反应进行1h时,的体积分数为
D.其他条件相同时,下X的平衡转化率:
7.低温脱氮技术可用于处理废弃中的氮氧化物。发生的化学反应为:。在恒容密闭容器中,下列说法正确的是
A.其他条件不变,减小压强,平衡正向移动,方程式中的Q值增大
B.其他条件不变,使用高效催化剂,可以提高处理效率
C.4mol氨气与足量的NO充分反应,放出的热量为QkJ
D.该反应是放热反应,升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减少,平衡逆向移动
8.氨基甲酸铵()是一种重要的化工原料,极易水解,受热易分解。实验室利用 制备氨基甲酸铵的装置如图所示(夹持装置略)。
下列说法错误的是
A.装置A中的盐酸可以用稀硫酸代替
B.装置连接顺序是a→e→d→c→b→f
C.为加快反应速率,装置D应置于热水浴中
D.若去掉装置B,还可能生成或
9.在催化剂作用下,氧化可获得。其主要化学反应为:
反应I.
反应Ⅱ.
压强分别为、时,将和的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性[的选择性]如图所示。下列说法正确的是
A.反应
B.
C.压强为,温度为210℃时,反应达平衡时,体系中
D.一定温度和压强下,可通过选择合适的催化剂提高反应速率和乙烯的选择性
10.对于可逆反应,反应过程中,其他条件不变时,产物D的物质的量分数D%与温度T或压强p的关系如下图,下列说法正确的是
A.降温可使化学平衡向正反应方向移动
B.使用合适的催化剂可使平衡时D%有所增加
C.化学方程式中化学计量数:
D.B的颗粒越小,正反应速率越快,有利于平衡向正反应方向移动
11.在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中,反应 △H>0,分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法不正确的是
容器 温度/K 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol
I 977 0.28 0.56 0 0.4
II 977 0.56 0.56 0
III 1250 0 0 0.56
A.977K,该反应的化学平衡常数值为1
B.达到平衡时,向容器I中增加C的量,平衡不移动
C.达到平衡时,容器II中CO2的转化率比容器I中的小
D.达到平衡时,容器III中的CO的转化率大于28.6%
12.甲苯与在无水存在下发生反应,其反应机理及部分能量示意图如下。下列说法错误的是
A.是该反应的催化剂
B.步骤Ⅱ是该反应的决定步骤
C.(l)+ (l)→(l)+HCl(g) ΔH=(b-a)kJ/mol
D.虚线L可表示与的反应中能量的变化
13. 的反应机理如下:
反应I: kJ·mol
反应II: kJ·mol
反应中的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A. kJ·mol
B.反应I的
C.通入过量空气,可提高的平衡转化率
D.反应速率由反应II决定
14.一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g) xC(g)+ 2D(g), 2 min末反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L-1,下列说法正确的是
A.此温度下该反应的平衡常数K等于1
B.A的平衡转化率为40%
C.x的值为2
D.A和B的平衡转化率相等
二、非选择题
15.在一体积固定的密闭容器中,某化学反应在四种不同条件下进行,B、D的起始浓度均为0。反应物A的浓度随反应时间的变化情况如下表:
实验序号 时间 浓度 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800 0.92 0.75 0.93 0.60 0.60 0.60
4 820 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)实验1中,在10~20min内,用A表示的该反应的平均速率为__________。
(2)实验2中__________,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是__________。
(3)设实验1的反应速率为,实验3的反应速率为,则__________(填“>”“<”或“=”,下同),且__________1.0。
(4)请根据以上实验指出要加快该反应速率可采取的方法:____________________(列举3种方法)。
16.氢元素单质及其化合物是人类赖以生活的重要能源。盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
(1)反应A+B→C(△H<0)分两步进行:(i)A+B→X(△H>0);(ii)X→C(△H<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是_______(填字母)。
(2)①乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是_______。
A.第二步反应比第一步的快 B.第一步的逆反应活化能比第二步的小
C.两步反应的均小于0 D.增大压强可以使该反应的增大
②乙烯与HCl生成C2H5Cl的总反应是_______反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)已知:H2O(g)=H2O(l) △H1=-Q1kJ·mol-1
C2H5OH(g)=C2H5OH(1) △H2=-Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H3=-Q3kJ·mol-1
则C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)的△H=_______kJ·mol-1;若将23g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为_______。
17.尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,氨基甲酸铵(NH2COONH4)是尿素合成过程的中间体,某研究小组在实验室进行氨基甲酸铵分解反应平衡常数和分解反应速率的测定。
(1)工业上合成尿素的反应:2NH3(g)+CO2(g)H2O(1)+H2NCONH4(1) ΔH=-103.7kJ·mol-1
①上述可逆反应的逆反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应
②下列措施中有利于提高尿素产率的是_______(填字母)。
A.采用高压 B.采用高温 C.寻找更高效的催化剂
(2)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) ΔH。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡气体总浓度/(mol/L) 2.4×10-3 3.4×10-3 4.8×10-3 6.8×10-3 9.4×10-3
①ΔH_______(填“>”或“<”)
②根据表中数据,计算25.0℃时氨基甲酸铵分解反应的平衡常数K=_______(mol·L-1)3。
③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℃下分解应达到平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量_______(填“增加“减少”或“不变”)。
18.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时c(N2)=____。平衡时H2的转化率为____%。平衡时NH3的体积分数是____。
(2)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有____。(填写序号)
A.加了催化剂 B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示。请完成下列问题:
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
①写出化学平衡常数K的表达式____。
②试比较K1、K2的大小,K1____K2(填“>”“<”或“=”);
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为____。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时,则该反应的v(N2正)____v(N2逆)(填“>”“<”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论,联系合成氨的生产实际,你认为下列说法不正确的是____。(填写序号)
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
参考答案:
1.D
【详解】A.根据反应方程式可知,I-和分别为反应①、反应②的反应物,增加反应物的浓度,可增加单位体积内活化分子数、反应速率均加快,A正确;
B.根据总反应方程式=反应①+反应②可知,Fe3+是该反应的催化剂,催化剂可以增加单位体积内活化分子的百分数,B正确;
C.根据图示可知,正反应的活化能比逆反应的活化能小,该反应是放热反应,C正确;
D.据图可知,反应①的活化能大于反应②的,则反应①的速率小于反应②,D错误;
答案选D。
2.D
【详解】A.反应过程中容器内混合气体的压强恒定不变,不能作为判断平衡状态的标志,A项不符合;
B.C的消耗速率等于A的生成速率的3倍,仅为逆反应的速率关系,不能说明正逆反应速率相等,B项不符合;
C.反应过程中容器内混合气体的密度恒定不变,不能作为判断平衡状态的标志,C项不符合;
D.反应过程中容器内B的体积分数减小,不变时可以作为判断平衡状态的标志,D项符合;
故选D。
3.B
【详解】A.物质A为固体,不能用固体的浓度表示反应速率,A错误;
B.同一反应、同一时段内不同物质的反应速率之比等于计量数之比,所以分别用B、C、D表示反应的速率,其比是3:2:1,B正确;
C.反应速率表示的是一段时间内的平均速率,不是某一时刻的瞬时速率,C错误;
D.在同一反应中,选用不同的物质表示反应速率,反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比,数值可能相同,也可能不同,但意义相同,则用B和C表示的反应速率数值不同,但所表示的意义相同,故D错误;
综上所述答案为B。
4.B
【详解】A.开启啤酒瓶后,压强减小,平衡向生成气体的方向移动,马上泛起大量泡沫,可以用勒夏特列原理解释,A正确;
B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉,可以防止亚铁离子被氧化,与化学平衡无关,不能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.实验室制取氯气时,用排饱和食盐水收集氯气时,浓度增大,可以使平衡逆向移动,可以用勒夏特列原理解释,C正确;
D.工业上生产硫酸的过程中发生反应:,使用过量的空气,增大,平衡正向移动,以提高二氧化硫的转化率,可以用勒夏特列原理解释,D正确;
故选B。
5.A
【分析】在2 L的恒容密闭容器中充入1mol X(g)和2 mol Y(g),发生反应:,设a点时,参加反应X的物质的量为nmol,则可建立如下三段式:
则1-n=n,n=0.5mol。
【详解】A.对于可逆反应,温度越高,反应速率越快,T1<T2<T3,则从反应开始到各点时的平均化学反应速率:,A错误;
B.a点时,Y(g)的转化率为=50%,B正确;
C.T3 ℃下,平衡常数K==4,C正确;
D.从图中可以看出,当反应进行到b点时,反应达平衡状态,升高温度,X的百分含量增大,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,所以降低温度,有利于提高Z(g)的平衡产率,D正确;
故选A。
6.D
【详解】A.该反应前后气体物质的量发生改变,密闭容器中,当压强不变时,表明反应达到平衡,A项正确;
B.由图可知,曲线斜率较大代表反应速率较快,故T1< T2,则c点温度高且反应物浓度大,反应速率最快,a、b两点温度相同,但a点的反应物浓度大,则反应速率a>b,B项正确;
C.T1条件下反应1 h时,Y的浓度为mol/L =0.45 mol/L,则其体积分数为,C项正确;
D.该反应,升高温度,平衡逆向移动,X的平衡转化率减小,故,D项错误;
故选D。
7.B
【详解】A.Q为与反应热相关的数值,其数值与方程式有关,化学平衡发生移动其数值不变,A错误;
B.其他条件不变,使用高效催化剂,可以加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,在相同时间内可以使更多的反应物反应转化为生成物,因而能够提高处理效率,B正确;
C.该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此4 mol氨气与足量的NO充分反应,反应达到平衡时消耗NO的物质的量小于4 mol,故反应放出的热量小于Q,C错误;
D.温度升高,正、逆反应速率都增大,D错误;
故选B。
8.A
【详解】装置A是为了生成二氧化碳,C装置是为了除去A装置产生的HCl,B装置是为了除去A装置产生的,D装置中二氧化碳和氨气反应得到氨基甲酸铵;
A.制取二氧化碳时不能用稀硫酸,因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,包裹在碳酸钙的表面,阻止反应的进行,A项错误;
B.A装置产生二氧化碳,先连接C装置除去HCl,再连接A装置除去,最后连接D装置制取氨基甲酸铵,仪器连接顺序为a→e→d→c→b→f,B项正确;
C.温度升高,反应速率加快,C项正确;
D.装置B去除,若去掉装置B,则水和二氧化碳和氨气还可以生成或,D项正确;
答案选A。
9.D
【详解】A.根据盖斯定律,2Ⅰ-Ⅱ得到,则ΔH=2ΔH1-ΔH2=2×(177kJ/mol)-(+430kJ/mol)=-76kJ/mol,故A错误;
B.反应Ⅰ是个气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,C2H6的转化率降低,从图中可以看出,温度均为210℃时,当压强为P1时,C2H6的转化率为50%;当压强为P2时,C2H6的转化率小于50%,因此P1<P2,故B错误;
C.压强为,温度为210℃时,乙烷的转化率为50%,乙烯的选择性为80%,参与反应Ⅰ的乙烷为2mol×50%×80%=0.8mol,反应Ⅰ生成的乙烯、一氧化碳都是0.8mol,参与反应Ⅱ的乙烷为2mol×50%×20%=0.2mol,反应Ⅱ生成的一氧化碳是0.8mol,则反应达平衡时,故C错误;
D.选择合适催化剂,可以加快化学反应速率,同时还可以提高目标产品的选择性,减少副反应的发生,因此一定温度和压强下,可通过选择合适的催化剂提高反应速率和乙烯的选择性,故D正确;
故答案选D。
10.A
【详解】A.根据图1,“先拐先平”,所以 ,降低温度D%增大,平衡正向移动,选项A正确;
B.使用催化剂平衡不移动,D%不变,选项B错误;
C.根据图2,“先拐先平”,所以 ,增大压强D%减小,平衡逆向移动,化学计量数m
答案选A。
11.D
【分析】容器Ⅰ中,起始投入CO2的物质的量为0.28mol、C为0.56mol,平衡时生成CO的物质的量为0.4mol,则可建立如下三段式:
【详解】A.977K,该反应的化学平衡常数值为=1,A正确;
B.达到平衡时,向容器I中增加C的量,反应物和生成物的浓度都不发生改变,则平衡不移动,B正确;
C.容器II与容器I相比,容器II相当于容器I加压,使气体物质的浓度变为原来的二倍,则平衡逆向移动,CO2的转化率减小,所以容器II中CO2的转化率比容器I中的小,C正确;
D.容器III中,若温度为977K,则与容器I中平衡等效,达到平衡时,容器I中CO2的转化率为≈71.4%,则CO的转化率为28.6%,现升高容器III的温度至1250K,平衡正向移动,CO的转化率减小,则容器III中CO的转化率小于28.6%,D不正确;
故选D。
12.D
【详解】A.由反应历程可知,是该反应的催化剂,A正确;
B.由图可知,步骤Ⅱ活化能最大,反应速率最慢,是该反应的决定步骤,B正确;
C.根据反应历程,总反应为:(l)+ (l)→(l)+HCl(g) ΔH=(b-a)kJ/mol,C正确;
D.三氟甲基为吸电子基团,与苯环相连能降低苯环上电子云密度,形成的配合物不稳定,故其能量轮廓图曲线(虚线L)应在甲苯的实线图纸上,D错误;
故选D。
13.B
【详解】A.目标反应=2反应I+反应II,,A正确;
B.反应I的 H>0,反应能自发进行,说明该反应的 S>0,B错误;
C.通入过量空气,可提高的平衡转化率,C正确;
D.反应II的活化能高,为反应的决速步骤,即反应速率由反应II决定,D正确;
故选B。
14.C
【分析】根据三段式有:
0.2x=,解得x=2,平衡时A、B、C、D各物质的物质的量0.8mol、1.6mol、0.8mol、0.8mol。
【详解】A.此温度下该反应的平衡常数,A错误;
B.A平衡转化率= ,B错误;
C.根据分析,x=2,C正确;
D.A平衡转化率= ,B平衡转化率= ,D错误;
故选C。
15.(1)0.013
(2) 1.0 使用了催化剂(或增大压强)
(3) > >
(4)①增大反应物A的浓度,②升高温度,③使用催化剂
【详解】(1)在实验1中,反应在10~20min时间内的平均速率;
(2)实验1和实验2达到平衡时,A的浓度不改变且相等,说明实验2与实验1其他条件完全相同,实验2与实验1中A的初始浓度应相同,起始浓度;实验2较实验1达到平衡时间短,故推测实验2中还隐含的条件是使用了合适的催化剂;
(3)对比实验3与实验1可知,从10min至20min,实验1中A是浓度变化为0.13mol/L,而实验3中A的浓度变化为0.17mol/L,这说明了,又知实验1的起始浓度为1mol/L,由平衡浓度可知,实验3的起始浓度大于1mol/L,即;
(4)加快该反应速率可采取的方法:①增大反应物A的浓度,②升高温度,③使用催化剂。
16.(1)D
(2) AB 放热
(3) Q2-Q3-3Q1 kJ
【详解】(1)A+B→C是放热反应,即A+B总能量高于C,第一步反应是吸热反应,A+B的总能量低于X,第二步是放热反应,X的能量高于C,因此选项D符合题意;故答案为D;
(2)①A.活化能越大,化学反应速率越慢,由图可知,第二步的活化能比第一步小,第二步反应速率比第一步快,故A正确;
B.由图可知,第二步的逆反应活化能比第一步逆反应活化能大,故B正确;
C.第一步反应中反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,ΔH>0,第二步反应反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,即ΔH<0,故C错误;
D.对于确定的体系,ΔH只与始态和终态有关,与压强无关,故D错误;
答案为AB;
②根据图像可知,乙烯与HCl总能量高于C2H5Cl总能量,该反应为放热反应;故答案为放热;
(3)根据盖斯定律可知,ΔH3-ΔH2+3ΔH1可以推出目标反应方程式,ΔH=(Q2-Q3-3Q1)kJ/mol,46g液态无水酒精燃烧放出热量为(Q3-Q2+3Q1)kJ,因此23g液态无水酒精完全燃烧,恢复室温,整个过程中放出的热量为=kJ;故答案为Q2-Q3-3Q1;kJ。
17.(1) 吸热 A
(2) > 1.64×10-8 增加
【详解】(1)①因为-103.7kJ·mol-1<0,所以方程式为放热反应,故可逆反应的逆反应为吸热反应;
②A.该反应的反应物都是气体,生成物都是固体,故采用高压时,平衡正向移动,尿素的产率提高,A正确;
B.该可逆反应为放热反应,若采用高温,平衡逆向移动,尿素的产率降低,B错误;
C.催化剂改变反应的速率,但是不影响平衡移动,尿素的产率不变,C错误;
故答案为:A;
(2)①由表格数据可知,升高温度时平衡总压强不断增大,所以升高温度时,平衡正向移动,>0;
②25.0℃时,平衡气体总浓度为4.8×10-3,在容器中只有生成物NH3和CO2是气体,并且两者体积恒定为2:1,所以,=1.6×10-3,则平衡常数K==(mol·L-1)3;
③在恒温下压缩容器体积,平衡逆向移动,氨基甲酸铵固体的质量增加。
【点睛】根据勒夏特列原理:①升高温度时,反应向着吸热方向移动;降低温度时,反应向着放热方向移动;②增大压强时,反应向着系数变小的方向移动;减小压强时,反应向着系数变大的方向移动。
18.(1) 0.05 mol L-1 50 33.3%或
(2)CD
(3) K= > 2 >
(4)C
【详解】(1)反应达到平衡时n(NH3)=0.2 mol,根据物质反应转化关系可知反应消耗0.1 mol N2,由于反应开始时n(N2)=0.2 mol,所以平衡时n(N2)=0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol,由于容器的容积是2 L,则平衡时N2的浓度为c(N2)==0.05 mol L-1;
根据反应方程式可知每反应产生0.2 mol NH3,反应消耗0.3 mol H2,反应开始时n(H2)=0.6 mol,所以H2的平衡转化率为;
反应开始时n(N2)=0.2 mol,n(H2)=0.6 mol,反应达到平衡时n(NH3)=0.2 mol,根据物质反应转化关系可知反应消耗0.1 mol N2和0.3 mol H2,则平衡时n(N2)=0.1 mol,n(H2)=0.3 mol,气体总物质的量n(总)=0.1 mol+0.3 mol+0.2 mol=0.6 mol,所以NH3的体积分数为:或NH3的体积分数为:;
(2)A.加了催化剂只能加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,而不能使化学平衡发生移动,故H2的转化率不变,A不符合题意;
B.增大容器体积,导致体系的压强减小,化学平衡向气体体积扩大的逆反应方向移动,H2的转化率减小,B不符合题意;
C.降低反应体系的温度,化学平衡向放热的正反应方向移动,导致H2的转化率提高,C符合题意;
D.加入一定量N2,即增大反应物浓度,化学平衡正向移动,使更多H2发生反应,故H2的转化率提高,D符合题意;
故合理选项是CD;
(3)①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,则该反应的化学平衡常数K的表达式为K=;
②反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0的正反应是放热反应,化学平衡常数只与温度有关,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致化学平衡常数减小。由于温度:200℃<300℃,所以化学平衡常数K1>K2;
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在400℃时化学平衡常数K==0.5,而反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为;
当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时,由于容器的容积是0.5 L,则c(NH3)=6 mol/L,c(N2)=4 mol/L,c(H2)=2 mol/L,Qc=,化学反应未达到平衡状态,化学反应正向进行,故反应速率:v(N2正)>v(N2逆);
(4)A.化学反应速率越快,单位时间内生产的产品越多,化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品,A正确;
B.勒夏特列原理即平衡移动原理,可指导怎样使用有限原料多出产品,B正确;
C.加了催化剂,平衡不移动,催化剂不能提高产品产率,C错误;
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益,D正确;
故合理选项是C。