2024届高三化学一轮专题训练-化学平衡
一、单选题
1.(2023上·山东·高三校联考期中)一定温度下,在体积可变的反应器中充入足量,发生反应:,达到平衡1时测得气体压强为,浓度为。保持温度不变,将体积压缩至原来的一半,保持压缩后体积不变,达到平衡2时测得气体压强为,浓度为。下列推断正确的是
A., B.,
C., D.,
2.(2023上·云南楚雄·高三统考期中)甲醇既是重要的化工原料,又是电动公交车的清洁能源,利用水煤气在一定条件下合成甲醇,发生的反应为 ,下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数表达式为
B.保持其他条件不变,仅适当升高温度,该反应的平衡常数减小
C.保持其他条件不变,仅充入少量的CO,该反应的逆反应速率减小
D.在反应过程中,可能存在
3.(2023上·江苏连云港·高三统考期中)甲烷是结构最简单的碳氢化合物。广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑井气之中,工业可利用捕捉二氧化碳与氢气制取。甲烷是优质气体燃料,也是制造合成气和许多化工产品的重要原料,还可以用于消除。用消除的反应为 。下列说法正确的是
A.平衡时升高温度,减小,增大
B.反应平衡常数
C.反应中生成22.4L ,转移电子数目为
D.实际应用中,适当增加的量有利于消除,减轻空气污染程度
4.(2023上·浙江·高三校联考阶段练习)一定温度下,反应物转化为产物或的关系式如下。已知稳定性,反应Ⅱ的活化能小于反应Ⅲ的活化能,假设的相对能量为0。
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
Ⅳ:
下列说法正确的是
A.
B.相同条件下,单位体积内活化分子数:ⅡⅢ
C.在Ⅰ建立平衡后的密闭容器中再充入,新平衡时的转化率下降
D.相同条件下,平衡时正反应速率:
5.(2023上·山西朔州·高三怀仁市第一中学校校联考阶段练习)一定温度下,向容积固定为的密闭容器中充入和气体,发生反应,下列说法合理的是
A.若容器内气体密度不变,此反应达到平衡
B.若容器内的浓度不变,此反应未必达到平衡
C.若容器内的体积分数不变,此反应达到平衡
D.若容器内气体压强不变,此反应达到平衡
6.(2024上·广东广州·高三广州市第七中学校考阶段练习),该反应经常用于探究各种因素对平衡的影响。因此如何判断达到平衡状态十分重要。若在某恒压、绝热密闭容器内充入一定量,则下列判断达到平衡状态正确的项目有
①消耗的同时生成
②不变
③气体密度保持不变
④气体平均相对分子质量不变
⑤气体颜色深度不变
⑥气体系压强保持不变
⑦保持不变
A.4项 B.5项 C.6项 D.7项
7.(2023下·江苏盐城·高三统考期中)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示:
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A.进程Ⅰ是吸热反应 B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中,Z不是反应的催化剂
8.(2023上·浙江·高三校联考期中)一定温度下,向三个体积分别为、、()的密闭容器中分别加入足量活性炭和,发生反应:,在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.bc曲线上反应均达到平衡状态
B.容器内的压强:
C.a、c两点时气体的颜色相同
D.该温度下,a、b、c三点时反应的平衡常数:
9.(2023上·浙江湖州·高三吴兴高级中学校考阶段练习)在一个密闭容器中发生如下反应:,反应过程中基一时刻测得、、的浓度分别为、、,当反应达到平衡时,可出现的数据是
A.
B.,
C.
D.
10.(2023上·河南郑州·高三郑州市第四十七高级中学校联考期中)杭州亚运会主火炬燃料甲醇是利用焦炉气中的副产氢气和从工业尾气捕捉的二氧化碳合成,实现了二氧化碳资源化利用。二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为: 。一定温度下,将1和3加入反应容器中,反应达到平衡后,下列有关说法错误的是
A.恒温恒压时,向容器内加入一定量氖气,的物质的量浓度增大
B.恒温恒容时,向容器内加入一定量,物质的量浓度增大
C.时,的转化率最大
D.升高温度,生成的速率增大,的物质的量分数减小
11.(2023上·辽宁大连·高三校联考期中)下列图示与对应的叙述不相符的是
A B
表示达平衡的某反应,在时改变条件后反应速率随时间变化,改变的条件可能是增大压强 表示平衡在时迅速将体积缩小后的变化
C D
表示的反应的 可判断某可逆反应的正反应是放热反应
A.A B.B C.C D.D
12.(2023上·浙江温州·高三校联考期中)自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体,活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点。自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.反应物的键能总和大于生成物的键能总和
B.该历程中最大正反应的活化能
C.相同条件下转化为产物的速率:
D.可以通过选择合适的催化剂,提高产物中P1的含量
13.(2023上·浙江温州·高三校联考期中)在容积为的恒容容器内进行反应,经后,的浓度减少了。下列对反应速率的表示中正确的是
A.内,B的化学反应速率是
B.末,的化学反应速率是
C.温度升高,该反应活化分子百分比提高,化学反应速率变快
D.若,可证明该反应达到了化学平衡状态
14.(2023上·河南·高三校联考期中)化工原料异丁烯()可由异丁烷()直接催化脱氢制得,反应方程式为 ,一定条件下,温度、压强对异丁烷平衡转化率的影响如图所示(假设起始时异丁烯的物质的量为xmol且x>0),下列说法错误的是
A.压强:
B.反应速率:
C.平衡常数:
D.异丁烯()的质量分数: a>b>c
二、非选择题
15.(2023上·上海杨浦·高三复旦附中校考期中)已知: ,该反应一般通过如下步骤来实现:
①
②
(1)反应①的 。
(2)反应①为慢反应,下列示意图中能体现该反应能量变化的是___________。
A. B.
C. D.
(3)若和按一定投料比发生反应,一定时间内甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。490K之后,甲醇产率下降,请分析其变化产生的原因:
原因1: 、原因2: 。(任填2个原因)
16.(2023·陕西渭南·统考模拟预测)是一种重要的化工产品,被公认为“万能中间体”。
Ⅰ.甲醇脱氢法制是工业上的一种重要方法,具有工艺流程短、原料单一、反应条件温和等优点。其工艺过程涉及如下反应:
反应a:
反应b:
反应c:
(1) 。
(2)一定条件下,在容积为10L的恒容密闭容器中通入气体发生上述反应,在不同温度下连续反应4h.测得甲醇的总转化率和的选择性随温度变化如图所示。(已知:的选择性)
①553K时,体系中的物质的量为 ,4h内反应速率 。
②当温度高于553K时,的选择性迅速下降的原因不可能是 (填字母)。
A.升高温度使催化剂活性降低
B.升高温度使反应a逆向移动
C.反应a平衡常数减小
D.温度升高反应b速率加快
E.温度升高反应c速率加快
Ⅱ.在一定条件下可利用甲醇羰基化法制甲酸甲酯,其反应原理可表示为:。
(3)向体积为2L的密闭容器中充入和,测得容器内的压强p随时间t的变化关系如下图中ⅰ、ⅱ、ⅲ曲线所示:
①ⅱ和ⅰ相比,改变的反应条件是 。
②反应ⅱ在2min时达到平衡,平衡常数 。在体积和温度不变的条件下,在上述反应达到平衡ⅱ时,再往容器中加入和后, (填“>”、“<”或“=”)。
③反应ⅰ的温度 (填“>”、“<”或“=”)反应ⅲ的温度。
17.(2023上·天津西青·高三天津市第九十五中学益中学校校考阶段练习)回答下列问题
(1)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L溶液测定计算中和反应的反应热。
回答下列问题:
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品是 。
②采用稍过量的溶液的原因:
(2)某温度下,在一个5L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为: 。
②反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为 。
(3)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)
(乙)
当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)达到化学平衡状态是 ;能表明(乙)达到化学平衡状态是 。
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
(4)反应,在一容积可变的密闭容器中进行,试回答:
①增加Fe的量,其正反应速率的变化是 (填增大、不变、减小,以下相同),
②将容器的体积缩小一半,其正反应速率 ,
③保持体积不变,充入使体系压强增大,其反应速率 ,
④保持压强不变,充入使容器的体积增大,其反应速率 。
18.(2023上·辽宁沈阳·高三辽宁实验中学校考阶段练习)合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。请回答:
(1)合成氨时压强越大,原料的转化率越高,我国合成氨厂采用的压强为10Mpa-30Mpa,没有采用过大的压强的原因是 。
(2)当温度、压强一定时,在原料气(和的比例不变)中添加少量惰性气体, 利于提高平衡转化率(填“是”或“不”)。
(3)合成氨的原料气可以通过天然气和二氧化碳转化制备,已知、和CO的燃烧热(△H)分别为、、。则制备的热化学反应方程式为 ;合成氨前,原料气必须经过净化处理,以防止 和安全事故发生。
(4)若将2.0mol 和6.0mol 通入体积为1L的密闭容器中,分别在和温度下进行反应。曲线A表示温度下的变化,曲线B表示温度下的变化,温度下反应到a点恰好达到平衡。
①温度 (填“>”“<”或“=”下同)。温度下曲线B上的点为恰好平衡时的点,则m 12,n 2;
②温度下,若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%,则此时v(正) (填“>”“<”或“=”)v(逆)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,压缩后平衡常数为不变,即两次平衡的浓度和压强都不变,故答案为D。
2.B
【详解】A.平衡常数表达式为,A项错误;
B.该反应是放热反应,保持其他条件不变,仅适当升高温度,平衡逆向移动,该反应的平衡常数减小,B项正确;
C.保持其他条件不变,仅充入少量的CO,逆反应速率增大,C项错误;
D.在反应过程中,速率比等于计量数之比,如,D项错误;
故选B。
3.D
【详解】A.升高温度,正逆反应速率均增大,故A错误;
B.该反应水为气态,反应平衡常数,故B错误;
C.气体所处状况不确定,不能根据体积计算其物质的量,故C错误;
D.适当增加甲烷的量有利于平衡正向移动,从而提高的转化率,有利于的消除,故D正确;
故选D。
4.D
【详解】A.根据盖斯定律,反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ,则△H1-△H2=△H3,反应Ⅲ-反应IV=反应Ⅱ,则△H3-△H4=△H2,则△H1=△H2=△H3>△H4,故A错误;
B.反应II的活化能小于反应Ⅲ的活化能,则相同条件下,单位体积内活化分子数Ⅱ>Ⅲ,故B错误;
C.在Ⅰ建立平衡后的密闭容器中再充入M(g),相当于增大压强,平衡正向移动,新平衡时M的转化率增大,故C错误;
D.加入催化剂能增大反应速率,故平衡时正反应速率:,故D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.X的状态没有明确,若X为气体,反应物、生成物都是气体,反应容器的体积不变,故反应过程中,密度始终不变,此种情况不能用密度判断反应是否达到平衡状态,A项不符合题意;
B.各组分的物质的量浓度不变时,可说明平衡已建立,B项不符合题意;
C.平衡时,无论X为气体还是非气体,容器内Z的体积分数不变,能说明反应达到平衡状态,C项符合题意;
D.若X为非气体,反应前后气体的物质的量不变,压强保持不变,不能判断该反应是否达到平衡状态,D不符合题意;
故答案为:C。
6.B
【详解】①消耗的同时生成描述的都是正反应,不能说明达到平衡状态,错误;
②不变,说明平衡不再移动,反应达到平衡,正确;
③容器内气体的质量不变,体积不变,故气体密度一直不变,不能说明达到平衡,错误;
④混合气体的平均摩尔质量为M= m/n,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,正确;
⑤四氧化二氮为无色,二氧化氮为红棕色,故容器内颜色不变,说明反应达到平衡,正确;
⑥反应为非等体反应,随反应进行容器内压强不断减小,故当容器内的压强不再改变时,说明反应达到平衡,正确;
⑦在某恒压、绝热密闭容器内进行反应,反应伴随能量变化,导致温度变化,K只受温度影响,其不变能说明达到平衡,正确;
答案选B。
7.D
【详解】A.进程Ⅰ反应物的能量大于产物能量,故进程Ⅰ是放热反应,故A错误;
B.应Ⅱ和反应Ⅰ的始态和终态相同,生成P的量一样多,则平衡时P的产率:Ⅱ=Ⅰ,故B错误;
C.反应活化能越低,反应则越快,反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能,则生成P的速率:Ⅲ<Ⅱ,故C错误;
D.反应前反应物为S+Z,反应后生成物为P Z,而不是P+Z,则Z不是该反应的催化剂,没起到催化作用,故D正确;
故选:D。
8.B
【详解】A.该反应是气体系数增大的反应,随着体积增大,压强会变小,平衡朝正反应移动,二氧化氮的平衡转化率会变大,所以bc曲线上反应均未达到平衡状态,A项错误;
B.a点二氧化氮平衡转化率为40%,则此时二氧化氮反应了0.8mol,剩余1.2mol,氮气生成了0.4mol,二氧化碳生成了0.8mol,容器中气体总物质的量为1.2+0.4+0.8=2.4mol;b点二氧化氮平衡转化率为80%,则此时二氧化氮反应了1.6mol,剩余0.4mol,氮气生成了0.8mol,二氧化碳生成了1.6mol,容器中气体总物质的量为0.4+0.8+1.6=2.8mol;a、c两点容器内的气体物质的量比为6:7,但a点体积小,根据公式V=nRT可知,a、c两点容器内的压强比大于6:7,B项正确;
C.a、c两点二氧化氮的转化率相同,但c点体积大,浓度小,颜色应更浅,a、c两点时气体的颜色不相同,C项错误;
D.温度不变,平衡常数不变,,D项错误;
故选B。
9.D
【分析】反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.2mol/L、0.1mol/L和0.2mol/L,若极限转化,则SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.4mol/L、0.2mol/L和0mol/L或0mol/L、0mol/L和0.4mol/L,以此分析;
【详解】A.根据分析可知0<c(SO2)<0.4mol/L ,A错误;
B.SO3的浓度减小,SO2的浓度增大,B错误;
C.根据分析可知0<c(O2)<0.2mol/L,C错误;
D.根据硫元素守恒,应有c(SO2)+c(SO3)=0.4mol/L,D正确;
故答案为:D。
10.A
【详解】A.恒温恒压时,向容器内加入一定量氖气,容器体积变大,所有反应物质浓度均减小,的物质的量浓度减小,A错误;
B.恒温恒容时,向容器内加入一定量,平衡正向移动,物质的量浓度增大,B正确;
C.时,反应达到平衡,到达限度,的转化率最大,C正确;
D.反应放热,升高温度,生成的速率增大,平衡逆向移动,的物质的量分数减小,D正确;
故选A。
11.B
【详解】A.由图可知,反应达到化学平衡时,改变条件,正、逆反应速率均增大,但仍然相等,对于前后气体计量数相等的反应,增大压强,正、逆反应速率均等幅增加,平衡不移动,故A正确;
B.该反应为气体体积减小的反应,将容器体积缩小后,气体压强增大,平衡向正反应方向移动,四氧化二氮的浓度增大,由图可知,达到平衡时,四氧化二氮的浓度突然增大,后又逐渐减小,说明平衡向逆反应方向移动,改变的条件是增大四氧化二氮的浓度,不是将容器体积缩小,故B错误;
C.由图可知:A生成B的反应为① ,B生成C的反应为① ,则A生成C的反应为 ,故C正确;
D.由图可知,反应达到平衡后,升高温度,逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,故D正确;
故选B。
12.D
【详解】A.从图中可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应物的键能总和小于生成物的键能总和,选项A不正确;
B.该历程中最大正反应的活化能E正=205.11 kJ mol-1-18.92 kJ mol-1=+186.19 kJ mol-1,选项B不正确;
C.两种产物中P2的能量更低,更稳定,相同条件下Z转化为产物的活化能E(P1)<E(P2),则Z转化为产物的速率:v(P1)>v(P2),选项C不正确;
D.可以通过选择合适的催化剂,有选择性的转化为P1,提高产物中P1的含量,选项D正确;
答案选D。
13.C
【分析】用不同物质表示的反应速率,速率之比等于方程式的系数之比,不用固体和人纯液体表示反应速率,v(A)= ÷2min=0.4(mol/L-1·min-1)。
【详解】A.B是固体,不用固体表示反应速率,A错误;
B.化学反应速率表示的是一段时间内的平均反应速率,2min内的反应速率用A表示为,B错误;
C.温度升高,该反应活化分子百分比提高,化学反应速率变快,C正确;
D.正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,表示正逆反应速率相等,D错误;
答案选C。
14.A
【分析】由图可知,压强不变时,升高温度,异丁烷的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应;该反应是气体体积增大的反应,温度不变时,增大压强,平衡向正反应方向移动,异丁烷的平衡转化率增大,则压强p1小于p2。
【详解】A.由分析可知,压强p1小于p2,故A错误;
B.升高温度,化学反应速率加快,由图可知,b点反应温度高于a点,则反应速率快于a点,故B正确;
C.由分析可知,该反应为放热反应,升高温度,说明平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,平衡常数是温度函数,温度不变,平衡常数不变,由图可知,反应温度的关系为a<b=c,则平衡常数的关系为,故C正确;
D.由分析可知,该反应为气体体积增大的放热反应,升高温度、降低压强,平衡均向正反应方向移动,由图可知,反应温度的关系为a<b=c,压强的的关系为a=b<c,则异丁烯的质量分数关系为 a>b>c,故D正确;
故选A。
15.(1)+41.0kJ/mol
(2)A
(3) 该正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动 升高温度催化剂活性降低
【详解】(1)总反应 可以由反应①与反应②相加得到,根据盖斯定律ΔH=ΔH1+ΔH2,则ΔH1=ΔH-ΔH2=-49.0kJ/mol-(-90.0kJ/mol)=+41.0kJ/mol;
(2)总反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,排除BC,反应①为慢反应,活化能大,排除D,图A符合;
(3)反应 为放热反应,达到平衡时温度升高平衡逆向移动,甲醇的转化率下降;根据图示分析,温度在490K时反应达到平衡状态,490K之后,由于该正反应为放热反应,升高温度,平衡应逆向移动,甲醇产率降低,或者490K之后,升高温度,催化剂活性降低,反应速率减小,一定时间内甲醇的转化率下降。
16.(1)+135.4
(2) 0.3 1.25×10-3 BC
(3) ⅱ使用催化剂 2 < >
【详解】(1)利用盖斯定律求:△H1=2△H2-△H3,代入数据得△H1=+135.4kJ·mol-1,故答案为:+135.4;
(2)①根据图中甲醇的总转化率为20.0%,可得反应的甲醇的物质的量为0.20mol,带入HCOOCH3的选择性(50.0%)公式,可得的HCOOCH3物质的量为0.05mol,根据H元素守恒可得H2的物质的量为0.3mol;根据速率公式v(HCOOCH3)==1.25×10-3mol·L-1·h-1,故答案为:0.3;1.25×10-3;
②A.当温度高于535K时,HCOOCH3的选择性迅速下降,可能是催化剂活性降低,产生的甲酸甲酯减少,A项正确;
B.升高温度反应I正向移动,B项错误;
C.升高温度反应I正向移动,平衡常数增大,C项错误;
D.反应Ⅱ的速率加快,单位时间内产生的CO增多,甲酸甲酯的选择性自然降低,D项正确;
E.反应III的速率加快,产生的CO增多,甲酸甲酯的选择性自然降低,E项正确;
故答案为:BC;
(3)①ⅱ和ⅰ相比,平衡未发生移动,到达平衡的时间提前了,即反应速率加快,所以是使用了催化剂,加快速率不影响平衡移动,故答案为ⅱ使用催化剂;
②化学平衡常数只与温度有关,可以由平衡I的数据计算K(II),平衡I体系中各组分的平衡浓度均为0.5mol/L。在相同温度下,反应Ⅱ在2min时达到平衡,平衡常数K(Ⅱ) = K(I)= =2 L·mol-1。
③在体积和温度不变的条件下,在上述反应达到平衡Ⅱ时,再往容器中加入1mol CO和2mol HCOOCH3后v(正) ﹤v(逆),原因是:由浓度商Qc=1.5/(0.51)=3﹥2=K 可知,反应向逆方向进行,故v(正) ﹤v(逆)。
④反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)相比,T1﹥T3,判断的理由是:此反应为放热反应,降温可以使平衡向正反应方向移动,容器内气体的压强减小(或反应Ⅰ达平衡时所需的时间比反应Ⅲ达平衡时所需的时间短,反应速率快,故T1温度更高)。
17.(1) 玻璃搅拌器 确保盐酸被完全中和
(2)
(3) ①②③④⑤⑥ ①②③⑤
(4) 不变 增大 不变 减小
【详解】(1)①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品:玻璃搅拌器;
②采用稍过量的溶液的原因:确保盐酸被完全中和;
(2)①X、Y为反应物,达到化学平衡时,反应物未消耗完,说明为可逆反应,Z为生成物,2min时间内X、Y、Z物质的量变化分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol,则化学方程式:;
②2min内,Z的平均反应速率:;
(3)①甲、乙两反应在反应过程中混合气体质量不断变化,恒容条件下,混合气体的密度不变,能证明达平衡状态;
②甲、乙两反应在反应过程中生成物百分含量逐渐增大,当反应容器中生成物的百分含量不变,能证明达平衡状态;
③甲、乙两反应中当反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比,说明正、逆反应速率相同,能证明达平衡状态;
④对于甲反应,反应过程中气体分子数不断变化,压强不断变化,当混合气体的压强不变,能证明达平衡状态;对于乙反应,反应过程中气体分子数不变,压强始终不变,不能证明达平衡状态;
⑤甲、乙两反应在反应过程中混合气体质量不断变化,甲反应气体物质的量变化,乙反应气体物质的量不变,根据可知,当混合气体的平均相对分子质量不变,能证明达平衡状态;
⑥甲反应气体物质的量变化,乙反应气体物质的量不变,当混合气体的总物质的量不变,甲反应达到平衡,乙反应无法判断;
(4)①增加Fe的量,各反应物浓度不变,其正反应速率不变;
②将容器的体积缩小一半,反应物气体浓度增大,其正反应速率增大;
③保持体积不变,充入使体系压强增大,但反应物浓度不变,其反应速率不变;
④保持压强不变,充入使容器的体积增大,反应物浓度减小,其反应速率减小;
18.(1)压强越大,对材料的强度和设备的制造要求就越亮;需要的动力也越大,增加生产投资和能耗,降低综合经济效益
(2)不
(3) 催化剂中毒
(4) > < < >
【详解】(1)压强越大速率越快且平衡正向移动,但是因压强越大,对材料的强度和设备的制造要求就越高;需要的动力也越大,增加生产投资和能耗,降低综合经济效益,故实际没有采用过大的压强;
(2)当温度、压强一定时,在原料气(和的比例不变)中添加少量惰性气体,反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,不利于提高平衡转化率;
(3)甲烷和二氧化碳生成氢气的方程式为,又、和的燃烧热()分别为、、,则根据盖斯定律可得H=-2×()-2×()=+247.3kJ/mol;为防止催化剂中毒,原料气必须经过净化处理;
(4)①曲线A表示T2温度下n(H2)的变化,反应到4min时,,该条件下对应氨气的速率为:,曲线B表示T1温度下n(NH3)的变化,4min时,曲线B对应的反应速率快,可知T1>T2,因曲线B对应的温度高,速率快,所以到达平衡的时间比曲线A短,即m<12,但因反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,导致曲线B平衡时氨气的物质的量比曲线A平衡时氨气的物质的量少,即n<2,故答案为:>;<;<;
②根据题给数据,T2温度下,合成氨反应N2+3H2 2NH3,根据题中数据列三段式:
由以上计算可知平衡时气体总量为6mol,平衡时气体的压强是起始时的,若某时刻,容器内气体的压强为起始时的80%,反应应向气体体积减小的方向建立平衡即向正向进行,则v(正)>v(逆)。
答案第1页,共2页
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