化学平衡专项训练(A版专用)
一、单选题(13题)
1.工业上,常用氨气脱硝。向恒容密闭容器中充入NO2和NH3,发生反应: △H,测得NO2的平衡转化率与温度投料比x【】的关系如图所示。净反应速率。下列叙述错误的是
A.△H<0 B.投料比:x2>x1
C.平衡常数K:a>b=c D.净反应速率:a=b
A.A点加入适当催化剂,可以提高NOCl的转化率
B.A、B两点的压强之比为25∶28
C.容积为cL的容器NOCl的平衡转化率小于80%
D.容积为aL的容器达到平衡后再投入1molNOCl、1molNO,平衡不移动
3.柠檬酸(H3Cit)是一种重要的三元有机中强酸。常温下,一定pH范围内,存在以下平衡:;;;。平衡常数依次为K0、K1、K2、K3。已知lgc(H2Cit-)、1gc(HCit2-)、lgc(Cit3-)随pH变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.随pH增大,H3Cit(aq)的浓度保持不变
B.直线L表示lgc(H2Cit-)的变化情况
C.
D.pHc(H2Cit-)>c(Cit3-)
4.对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,下列各项对示意图的解释与图像相符的是
A.①压强对反应的影响
B.②温度对反应的影响
C.③恒容平衡体系增加c(N2)对反应的影响
D.④催化剂对反应的影响
5.工业上利用和制备,相关化学键的键能如下表所示:
键
键能 745 436 462.8 413.4 351
已知:①温度为时,
②实验测得:,,、为速率常数。
下列说法错误的是
A.反应
B.时,密闭容器充入浓度均为1mol/L的、,反应至平衡,则体积分数为
C.时,
D.若温度为时,,则
6.恒温密闭容器发生可逆反应:Z(?) +W(?) X(g)+Y(?) △H,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中不正确的是
A.该条件下,Z和W中的都不可能为气态
B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量相等
C.若该反应△H<0,则该反应的平衡常数K随温度升高而减小
D.若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等
7.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。下列说法不正确的是
A.压强为,温度为210℃时,反应达平衡时,
B.
C.的选择性下降的原因可能是随着温度的升高,反应Ⅱ中生成的抑制了反应I的进行
D.低温下转化为的反应可能非自发进行
8.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是
A.该反应的ΔH>0
B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1
9.温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得: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逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器 编号 物质的起始浓度(mol·L-1) 物质的平衡浓度(mol·L-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.设K为该反应的化学平衡常数,则有K=
B.达平衡时,容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17
C.容器Ⅱ中起始时平衡正向移动,达到平衡时,容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小
D.若改变温度为T2,且T2>T1,则k正∶k逆<0.8
10.常温下某同学将一定量的充入注射器中后封口,测得拉伸和压缩注射器的活塞过程中气体透光率随时间的变化如图所示(已知气体颜色越深,透光率越小;)。下列说法正确的是
A.点操作为压缩针管,因此
B.点的操作为拉伸注射器到任意位置
C.点平均相对分子质量与点相等
D.若注射器绝热,
11.根据下列图示所得出的结论不正确的是
甲 乙 丙 丁
A.图甲是恒温密闭容器中发生反应时随反应时间变化的曲线,说明t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
B.图乙是H2的起始量一定时恒温密闭容器中发生反应,达到平衡时NH3的体积分数随N2的起始物质的量的变化曲线,则H2的转化率:b>c>a
C.图丙是一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化,则用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.图丁表示反应不同温度时平衡常数K随压强的变化关系图,则
12.N2O是《联合国气候变化框架公约》所列六种温室气体之一。CO和N2O在Fe+作用下转化为N2和CO2,反应的能量变化及反应历程如图所示,两步基元反应为:① N2O+Fe +=N2+FeO+ K1,②CO+FeO+=CO2+Fe+ K2。下列说法不正确的是
A.该反应ΔH<0
B.两步反应中,决定总反应速率的是反应①
C.升高温度,可提高 N2O 的平衡转化率
D.Fe+增大了活化分子百分数,加快了化学反应速率,但不改变反应的ΔH
13.合成乙烯的反应为 △H,起始压强相等,在恒容密闭容器中,平衡转化率与温度、投料比[]的关系如图所示。下列说法错误的是
A.该反应为吸热反应 B.投料比a>3
C.反应速率: D.平衡常数:
三、原理综合题(4大题)
14.利用二氧化碳氢化法合成二甲醚,可实现二氧化碳再利用。其中涉及的反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:生成物A的选择性
回答下列问题:
(1)写出与转化为和(反应Ⅳ)的热化学方程式: 。
(2)在恒温()恒容条件下,将一定量的、通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列不能够说明该反应体系已达化学平衡状态的是 (填标号)。
A.
B.反应Ⅰ中
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.混合气体的密度不变
E.的转化率不变
(3)在3.0 MPa下,研究人员在恒压密闭容器中充入4 mol 和1 mol 发生反应,的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示(不考虑其他因素影响):
①在220℃条件下,平衡时 ,计算反应在220℃下的平衡常数为 (结果保留三位有效数字)。
②温度高于280℃,平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
(4)某二甲醚/双氧水燃料电池的工作原理如图所示。电池工作时,A电极附近溶液的pH (填“减小”“增大”或“不变”);电极B的电极反应式为 。
15.硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)在气氛中,的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知x= ,y= 。
(2)已知下列热化学方程式:
则的 。
(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不変”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应,在达到平衡时,、,则 , (列出计算式)。
16.研究二氧化碳合成甲醇对实现“碳中和”具有重要意义,二氧化碳加氢制甲醇的过程一般含有以下三个反应:
Ⅰ.
Ⅱ. kJ·mol
Ⅲ. kJ·mol
(1) ;反应Ⅰ在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(2)一定温度下,向盛有催化剂的恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物,发生反应I。下列不能说明该反应一定处于平衡状态的是 (填字母)。
a.容器内气体的压强不再发生改变
b.的体积分数不再变化
c.1 mol H-H键断裂的同时1 mol C-H键断裂
d.反应的焓变不再变化
(3)向恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物,只发生反应Ⅰ和Ⅱ。在不同温度下达到平衡,体系中、CO的选择性和的平衡转化率与温度的关系如图所示。
(已知:的选择性)
①图中表示选择性变化的曲线是 (填“a”或“b”),其原因是 。
②当℃,平衡时的体积分数 (答案保留两位有效数字)。
(4)500℃时,已知,,则 。该温度下,往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol 发生反应Ⅲ。测得某时刻,CO的转化率为50%,则此时该反应的v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
17.科学家研究发现热裂解时主要发生如下反应:
反应i:
反应ii:
反应iii:
反应iv:
回答下列问题:
(1)反应
(2)在密闭刚性容器中投料,若只发生反应i、ii、iii,平衡总压强为pMPa,温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如下图甲所示。
①随温度升高,物质的量分数先增大后减小的原因是 。
②转化率 (填“>”“<”或“=”);715K时,反应i平衡常数 MPa(列计算式)。
图甲 图乙
(3)反应iv的相关信息如下表:
H-H键能 I-I键能 H-I键能 正反应活化能
①m= ,反应iv逆反应的活化能= 。
②研究反应iv发现:,,其中、为常数。在某温度下,向刚性密闭容器中充入一定量的HI(g),碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如上图乙所示。
0~40min,反应的平均速率 (用单位时间内物质的量分数的变化表示)。该温度下,反应iv的 (列计算式)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.根据图示,其他条件相同,升高温度,NO2的平衡转化率降低,平衡逆向移动,正反应是放热反应,故A正确;
B.增大氨气的浓度,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大,NH3与NO2的投料比越大,NO2的平衡转化率越大,即x2>x1,故B正确;
C.平衡常数只与温度有关,a点对应温度较低,K较大;b、c点对应温度相等,K也相等,故C正确;
D.a、b、c都是平衡点,正、逆反应速率相等,净反应速率等于0,即a、b、c的净反应速率相等,故D错误;
选D。
2.D
【分析】A、B、C三点容积逐渐增大,反应物浓度逐渐减小,则反应速率A点大于B点大于C点,tmin后C点转化率为50%,若A点未达到平衡,则此时A点的转化率应大于50%,现A点转化率为50%,则A点已达平衡。
【详解】A.A点为平衡状态,加入催化剂,不影响化学平衡的移动,不能改变NOCl的转化率,A错误;
B.平衡时A点的转化率为50%,NOCl的变化量为1mol,生成1molNO和0.5molCl2,则物质的量之和为2.5mol,B点转化率为80%,NOCl的变化量为1.6mol,生成1.6molNO和0.8molCl2,物质的量之和为2.8mol,则A、B两点的压强之比等于=,B错误;
C.B点NOCl的转化率为80%,且B点平衡时转化率一定不小于80%,体积增大压强减小,该反应的化学平衡正向移动,转化率增大,则容积为cL的容器NOCl的平衡转化率大于80%,C错误;
D.容积为aL的容器达到平衡时,NOCl的转化率为50%,此时NOCl物质的量为1mol,NO物质的量为1mol,Cl2物质的量为0.5mol,K=,再投入1molNOCl和1molNO,Qc==K,故平衡不移动,D正确;
故答案选D。
3.B
【分析】由已知信息,K0=c[H3Cit(aq)],常温下,K0为常数,因此原溶液中c[H3Cit(aq)]始终不变。,,; ,,
, ,,。因此,lgc(H2Cit-)、lgc(HCit2-)、lgc(Cit3-)与pH的变化关系直线的斜率分别为1、2、3,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,pH在一定范围内增大,H3Cit(aq)的浓度是不变的,A正确;
B.由分析可知,直线L的斜率最大,表示lgc(Cit3-)的变化情况,B错误;
C.由分析可知,M点存在,即,整理得,C正确;
D.由分析可知,从图像来看,pHc(H2Cit-)>c(Cit3-)大小关系,D正确;
故答案为:B。
4.C
【详解】A.增大压强,合成氨的化学反应速率加快,化学平衡正向移动,根据图示知道压强应该是p2
C.增加反应物的浓度,化学平衡向着正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,故C正确;
D.加入催化剂可以加快反应速率,缩短达到平衡的时间,但是不会引起平衡的移动,D错误;
故本题选C。
5.D
【详解】A.焓变=反应物总键能-生成物总键能,反应 ,故A正确;
B.时,密闭容器充入浓度均为1mol/L的、,反应至平衡,
,x=0.5,则体积分数 ,故B正确;
C.时,,反应达到平衡=,,故C正确;
D.正反应放热,升高温度平衡常数减小,若温度为时,,则,即平衡常数增大,则,故D错误;
选D。
6.D
【详解】A.根据图像可知,正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变,故Z和W都不是气体,故A正确;
B.结合图像可知,X是气体,Y可能不是气体,也可能是气体,若Y不是气体,产物只有X,反应过程中气体的摩尔质量始终不变,若Y是气体,由于生成的X和Y是按照比例生成的,气体平均摩尔质量不会改变;所以两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量一定相等,故B正确;
C.若该反应△H<0,则该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故C正确;
D.由于化学平衡常数只与温度有关,该温度下平衡常数的表达式K=c(X)是定值,则t1~t2时间段与t3时刻后的c(X)相等,故D错误;
答案选D。
7.B
【详解】A.压强为P1,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,反应达平衡时,生成CO的总物质的量1.6mol,生成乙烯的总物质的量为0.8mol,故A正确;
B.相同温度下,增大压强,反应Ⅰ、Ⅱ均逆向移动,乙烷转化率降低,所以P1< P2,故B错误;
C.温度升高,反应Ⅰ和反应Ⅱ受温度影响,平衡都会正向移动,由图可知,温度升高的过程中乙烷的转化率逐渐增大,但乙烯转化率却逐渐降低,说明温度升高的过程中,反应Ⅱ为主,且生成的CO抑制了反应I的进行,故C正确;
D.反应Ⅰ正向为吸热反应,温度升高更有利于C2H4的生成,低温下转化为的反应可能非自发进行,故D正确;
故选:B。
8.D
【详解】A.由图像可知,T1
B.由图像可知,T1
C.T2时由D→B点需降低c平(NO),即平衡向右移动,所以D点对应体系中,v(正)>v(逆),C错误;
D.由于反应物C为固体,故容积不变时,反应后气体质量增大,混合气体的密度增大,当密度不再变化时,可以判断反应达到平衡状态,D正确。
故选D。
9.C
【详解】A.当可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,则有k正·c2(NO2)=k逆·c2(NO)·c(O2),所以可知化学平衡常数K==,A错误;
B.容器Ⅰ中反应达到平衡时O2的浓度c(O2)=0.2 mol/L根据物质反应转化关系可知:平衡时,c(NO)=0.4 mol·L-1,c(NO2)=0.2 mol·L-1,则在T1温度下,该反应的平衡常数K===0.8;容器Ⅱ中浓度商Qc=≈0.56<0.8,此时反应正向进行,使气体的总物质的量大于1 mol,而容器Ⅲ中反应向左进行,气体的总物质的量小于0.85 mol,气体物质的量越多,则体系的压强就越大,所以反应达到平衡时,容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20∶17,B错误;
C.对于容器Ⅰ中,NO2的起始浓度是c(NO2)=0.6 mol·L-1,平衡浓度c(NO2)=0.2 mol·L-1,所以NO2的平衡转化率为=;假设容器Ⅱ中NO2的转化率也为,反应正向进行,起始时c(NO2)=0.3 mol·L-1,c(NO)=0.5 mol·L-1,c(O2)=0.2 mol·L-1,则反应消耗NO2的浓度是0.2 mol/L,根据物质反应转化关系可知平衡时:c(NO2)=0.1 mol·L-1,c(NO)=0.7 mol·L-1,c(O2)=0.3 mol·L-1,则化学平衡常数K==>0.8,可知容器Ⅱ中反应达到平衡时NO2的转化率小于,即容器Ⅱ中起始平衡正向移动,达到平衡时,容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小,C正确;
D.因为该反应的正反应是吸热反应,升高温度,化学平衡向吸热的正反应方向移动,导致化学平衡常数增大,反应温度:T2>T1,所以T2时平衡常数增大,则k正∶k逆>0.8,D错误;
故合理选项是C。
10.C
【分析】由图知,b点开始压缩针管,浓度增大,气体颜色加深,透光率减小,从b点到d点过程中,压强增大,平衡正向移动;d点开始拉伸针管,浓度逐渐减小,气体颜色变浅,透光率增大,从d点到e点过程中,压强减小,平衡逆向移动,由于最后的透光率与最初的相同,点的操作为拉伸注射器到原始位置。
【详解】A.由图知,b点透光率大于d点,则,A错误;
B.点的操作为拉伸注射器到原始位置,B错误;
C.点与b点透光率相同,则两点处的、均对应相等,混合气体的平均相对分子质量与点相等,C正确;
D.该反应正向放热,温度越高,K越小,从b点到c点过程中,平衡正向移动,b点的温度小于c点的,故,D错误;
故选C。
11.B
【详解】A.恒温密闭容器中发生,K=c(CO2),温度不变,平衡常数不变,t1时刻缩小容器体积,c(CO2)迅速增大,重新达到平衡后,c(CO2)与原平衡c(CO2)相等,A正确;
B.H2的起始量一定时在恒温密闭容器中发生反应,随着氮气的物质的量逐渐增大,反应正向进行,H2的转化率逐渐增大,故H2的转化率:c>b>a ,B错误;
C.在一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释,醋酸的电离程度增大,导电能力增强,但超过b点以后,离子浓度减小,导电能力减弱,在a点用湿润的PH试纸测量PH时,相当于醋酸被稀释,酸性增强,PH偏小,C正确;
D.由于为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,由图知T2时的K值小于T1时的K值,故,D正确;
故选D。
12.C
【详解】A.如图能量变化可知,生成物的总能量低于反应物的总能量,该反应为放热反应,该反应,A项正确;
B.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应速率慢的基元反应决定,即反应①决定,B项正确;
C.该反应是放热反应,升高温度,反应逆向进行,的平衡转化率降低,C项错误;
D.为反应的催化剂,增大了活化分子百分数,加快反应速率,但不改变反应的,D项正确;
答案选C。
13.AB
【详解】A. 由图可知,升高温度,平衡转化率下降,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,A错误;
B. 由题干信息可知,投料比越大,H2投入越多,平衡正向移动,平衡转化率越大,故a<3,B错误;
C. 温度升高,化学反应速率加快,由于TM
故答案选AB。
14.(1)
(2)AD
(3) 0.16 mol 24.9 反应Ⅲ的,反应Ⅳ(或反应Ⅰ、Ⅱ)的,温度升高使转化为CO的平衡转化率上升,使转化为的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度
(4) 增大
【详解】(1)Ⅰ.
Ⅱ.
根据盖斯定律Ⅰ×2+Ⅱ得与转化为和的热化学方程式 ;
(2)A.反应进行到某个时刻,物质的量之比恰好为2:1,不能说明反应达平衡状态,故A错误;
B.根据反应可知,当时,表明反应方向相反,且速率比符合计量数之比,说明反应达平衡状态,故B正确;
C.根据,反应前后物质均为气体,反应过程中气体总质量不变,反应前后气体物质的量不断变化,则混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达平衡状态,故C正确;
D.根据,反应前后物质均为气体,反应过程中气体总质量不变,恒容条件下气体总体积不变,则混合气体密度始终保持不变,混合气体密度始终不变不能说明反应达平衡状态,故D错误;
E.随反应不断进行,二氧化碳转化率逐渐增大,达到反应限度,转化率不变,说明反应达平衡状态,故E正确;
答案选AD;
(3)①在220℃条件下,平衡转化率为40%,CO的选择性为5%、二甲醚的选择性为80%,则有0.38 mol 参与反应Ⅰ,0.02 mol 参与反应Ⅲ,反应生成0.16 mol,所以平衡时,;达到平衡时的物质的量为,反应在220℃下的平衡常数为;
②反应Ⅲ的,反应Ⅳ的,温度升高使转化为CO的平衡转化率上升,使转化为的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度,所以温度高于280℃,平衡转化率随温度升高而上升;
(4)电池工作时,A电极上过氧化氢得到电子发生还原反应生成水,为正极,反应为,该电极消耗氢离子,电极附近溶液的pH增大;B电极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,反应式为;
15.(1) 4 1
(2)(a+c-2b)
(3) 3.0 2.25 增大
(4) (pSO2-pSO3)
【详解】(1)设起始时FeSO4 7H2O的物质的量为1mol,m(FeSO4 7H2O)=278g,生成FeSO4 xH2O的失重率为19.4%,生成FeSO4 yH2O的失重率为38.8%,即278×19.4%=126-18x,278×38.8%=126-18y,解得x≈4,y≈1,故答案为:4;1。
(2)①FeSO4 7H2O(s)═FeSO4(s)+7H2O(g)ΔH1=akJ mol-1,②FeSO4 xH2O(s)═FeSO4(s)+xH2O(g)ΔH2=bkJ mol-1,③FeSO4 yH2O(s)═FeSO4(s)+yH2O(g)ΔH3=ckJ mol-1,根据盖斯定律:①+③-2×②计算反应:FeSO4 7H2O(s)+FeSO4 yH2O(s)=2(FeSO4 xH2O)(s)的ΔH=(a+c-2b)kJ/mol,故答案为:(a+c-2b)。
(3)反应为2FeSO4(s)Fe2O3(g)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ),由图可知,平衡时p(SO3)随着温度升高而增大,说明升高温度时平衡正向移动,该反应为吸热反应,则平衡常数Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大,并且刚性容器中存在n(SO2)=n(SO3),根据恒温恒容条件下气体的物质的量之比等于压强之比、660K时p(SO3)=1.5kPa可知p(SO2)=p(SO3)=1.5kPa,平衡总压p总= p(SO2)+p(SO3) =3.0kPa,该反应的分压平衡常数Kp(Ⅰ)═p(SO2) p(SO3)=1.5kPa×1.5kPa=2.25(kPa)2,故答案为:3.0;2.25;增大。
(4)设平衡体系中n(SO2)=xmol,n(SO3)=ymol,n(O2)=zmol,根据S原子守恒可知参加反应的FeSO4的物质的量为(x+y)mol,反应中Fe2+失电子生成Fe2O3,-2价氧原子失电子生成O2,SO得电子生成SO2,根据电子守恒可得x+y+4z=2x,即y+4z=x,所以体系中n(SO3)+4n(O2)=n(SO2),根据恒温恒容条件下气体的压强之比等于其物质的量之比可知pSO2=pSO3+4pO2,则pO2=(pSO2-pSO3),929K时p总=pSO2+pSO3+pO2=84.6kPa、pSO3=35.7kPa,则pSO2=46.26kPa,pO2=2.64kPa,Kp(Ⅱ)==kPa,故答案为:(pSO2-pSO3);。
16.(1) -49.4kJ·mol 低温
(2)d
(3) a 反应Ⅰ是放热反应,温度升高,反应逆向移动,甲醇的选择性降低 4.1%
(4) 2.5 <
【详解】(1)由盖斯定律可知,反应Ⅱ+反应Ⅲ可得反应Ⅰ,则;反应Ⅰ为放热的熵减反应,则在低温下可自发进行。
(2)a.反应是气体分子数改变的的化学反应,物质的量与压强成正比,则混合气体的压强不随时间的变化而变化,达到平衡状态,a符合题意;
b.的体积分数随着反应的进行而变化,其不再变化,说明平衡不再移动,处于平衡状态,b不符合题意;
c.反应中1 mol H-H键断裂的同时1 mol C-H键断裂,则说明消耗氢气的速率与消耗甲醇的速率等于其系数比,此时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,c不符合题意;
d.反应的焓变与平衡与否无关,其不再变化不能说明达到平衡状态,d符合题意;
故选d;
(3)①反应Ⅰ为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,甲醇选择性下降;Ⅱ为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,一氧化碳选择性升高;故图中表示选择性变化的曲线是a,其原因是反应Ⅰ是放热反应,温度升高,反应逆向移动,甲醇的选择性降低。
②假设投料二氧化碳、氢气分别为1mol、3mol;当℃,二氧化碳转化率微30%、甲醇、一氧化碳选择性均为50%,则反应二氧化碳0.3mol,生成甲醇、一氧化碳均为0.15mol;Ⅰ为气体分子数增加2的反应,Ⅱ为气体分子数不变的反应,则此时平衡时总的物质的量为1mol+3mol-2×0.15mol=3.7mol,故平衡时的体积分数;
(4)由盖斯定律可知,反应Ⅰ-反应Ⅱ可得反应Ⅲ,500℃时,已知,,则;该温度下,往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol 发生反应Ⅲ,测得某时刻,CO的转化率为50%,则此时反应一氧化碳0.5mol、消耗氢气1mol、生成甲醇0.5mol,则此时,则反应逆向进行,该反应的v(正)
(2) 反应为吸热反应,温度升高,反应平衡向正向移动,乙烯浓度增大,使得反应ii平衡正向移动;反应ii为放热反应,温度升高,反应ii平衡向逆向移动;低于,乙烯浓度对反应ii的影响占主导,高于,温度对反应ii的影响占主导。因此,丙烯的物质的量分数先增大后减小 或
(3) 299 162.1 (或、)
【详解】(1)应用盖斯定律可知,由(3i+ii)可得3CH3I(g)C3H6(g)+3HI(g),则=+66.3KJ/mol;
(2)①由题中信息可知,随温度升高,C3H6物质的量分数先增大是因为反应i为吸热反应,温度升高,反应i平衡向正向移动,乙烯浓度增大,使得反应ii平衡正向移动,后减小的原因是反应ii为放热反应,温度升高,反应ii平衡向逆向移动,温度低于800K,乙烯浓度对反应ii的影响占主导,温度高于800K,温度对反应ii的影响占主导。因此,丙烯的物质的量分数先增大后减小;②由于B处的温度高于A处的温度,反应i是吸热反应,温度越高,反应物的转化率就越高,所以;由题图可知,715K,平衡时n(C3H6)=n(C4H8)=2n(C2H4),设平衡时n(C2H4)=x,则n(C3H6)=n(C4H8)=2x, n(CH3I)=y,则由反应i守恒可知n(HI)=1-y,由C守恒1=y+2x+6x+8x为①,C2H4的物质的量分数为4%,得4%=②,由①②联立得x=,y=,平衡时n(总)=1+5x=,CH3I的平衡分压为,HI的平衡分压为,则;
(3)根据=反应物的总键能-生成物的总键能=2m—(436+151)kJ/mol=+11 kJ/mol,解得m=299 kJ/mol;反应iv逆反应的活化能=Ea—= 173.1 kJ/mol—11 kJ/mol=162.1 kJ/mol;
②由题图可知,40min时,HI的物质的量分数是85%,说明HI转化过去的物质的量分数为15%,则v(HI)=; v(正) =ka·x(H2)·x(I2),v(逆)=kb·x2(HI),题图中可知,100min后其物质的量分数不再改变,即为平衡,平衡时v(正)= v(逆),该温度下,反应iv的,100min后HI的物质的量的分数为78.4%,H2和I2的物质的量分数为,则;
答案第1页,共2页
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