題目列表(包括答案和解析)
1.下列各變化中,在木炭燃燒時不可能發(fā)生的反應(yīng)是( )
[解析] CO2不能分解,因此,D項錯誤。
[答案] D
16.(14分)(2010年榆林或2010年威海質(zhì)檢)t ℃時,向某密閉容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三種氣體,保持溫度不變,使之發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時間的變化如下圖中甲圖所示[t0-t1階段c(B)未畫出],乙圖為t2時刻后改變?nèi)萜髦袟l件,反應(yīng)速率隨時間變化的情況,且四個階段都各改變一種不同的條件。已知t3-t4階段為使用催化劑;t5-t6階段容器內(nèi)B的物質(zhì)的量共增加0.01 mol,而此過程中容器與外界的熱交換總量為a kJ。
(1)t5-t6階段改變的條件為__________;
(2)該反應(yīng)建立第一次平衡時的化學平衡常數(shù)為__________;
(3)在t1-t6的平衡階段中,平衡常數(shù)的有關(guān)變化為________(填序號);
a.t3-t4增大、t5-t6增大
b.t3-t4增大、t5-t6減小
c.t3-t5階段不變、t5-t6增大
d.t3-t5階段不變、t5-t6減小
(4)如果t5-t6階段同時采取t3-t4階段的措施,此過程中容器與外界的熱交換總量將________(填“大于”、“小于”或“等于”)a kJ,理由是____________________________________。
[解析] (1)t2-t3階段:根據(jù)圖象可知,t2時刻向體系中加入了反應(yīng)物或者生成物;t3-t4階段:加入了催化劑;t4-t5階段和t5-t6階段:這兩個階段應(yīng)為改變溫度或壓強,當改變(升高或降低)溫度時,必然引起平衡的正向或逆向移動,而改變壓強時,如果方程式兩邊氣體物質(zhì)的化學計量數(shù)之和相等,平衡就不會移動,所以t4-t5階段為改變壓強,t5-t6階段為改變溫度,由于t5-t6階段正、逆反應(yīng)速率均比原來大,說明是升高溫度,而t4-t5階段正、逆反應(yīng)速率均比原來小,說明是減小壓強。
(2)向該密閉容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C后,其濃度分別為0.15 mol·L-1和0.05 mol·L-1,說明容器的體積為2 L,通過前面的分析,我們已經(jīng)知道該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變,甲圖中A(反應(yīng)物)、C(生成物)兩種物質(zhì)的濃度變化數(shù)值之比為=,所以B應(yīng)為生成物,且化學計量數(shù)為1,即反應(yīng)的方程式為3A(g)2C(g)+B(g),K==2.80。因為化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),所以t1-t5階段平衡常數(shù)不變,而t5-t6階段是升高溫度,平衡常數(shù)增大。(5)若在t5-t6階段同時使用催化劑,只能同等程度加快正逆反應(yīng)速率而不改變反應(yīng)熱,所以此過程中容器與外界的熱交換總量不變。
[答案] (1)升高溫度 (2)2.80 (3)c (4)等于 使用催化劑,可以同等程度加快正逆反應(yīng)的速率,但不改變反應(yīng)熱(或不改變平衡狀態(tài)等)
15.(17分)(2009年廣東高考)甲酸甲酯水解反應(yīng)方程式為:HCOOCH3(l)+H2O(l)HCOOH(l)+CH3OH(l) ΔH>0某小組通過實驗研究該反應(yīng)(反應(yīng)過程中體積變化忽略不計)。反應(yīng)體系中各組分的起始量如下表:
組分 |
HCOOCH3 |
H2O |
HCOOH |
CH3OH |
物質(zhì)的量/mol |
1.00 |
1.99 |
0.01 |
0.52 |
甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率在溫度T1下隨反應(yīng)時間(t)的變化見下圖:
(1)根據(jù)上述條件,計算不同時間范圍內(nèi)甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率,結(jié)果見下表:
反應(yīng)時間 |
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范圍/min |
0-5 |
10-15 |
20-25 |
30-35 |
40-45 |
50-55 |
75-80 |
平均反應(yīng)速率/ |
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(10-3 mol·min-1) |
1.9 |
7.4 |
7.8 |
4.4 |
1.6 |
0.8 |
0.0 |
請計算15-20 min范圍內(nèi)甲酸甲酯的減少量為______mol,甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為__________mol·min-1(不要求寫出計算過程)。
(2)依據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出該反應(yīng)速率在不同階段的變化規(guī)律及其原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為:
K=,則該反應(yīng)在溫度T1下的K值為______。
(4)其他條件不變,僅改變溫度為T2(T2大于T1),畫出溫度T2下甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。
[解析] (1)由圖中數(shù)據(jù)可以看出15-20 min內(nèi)甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率提高了4.5%,利用轉(zhuǎn)化率和速率的計算式計算。
(2)表格中平均反應(yīng)速率的數(shù)據(jù)顯示反應(yīng)速率先增大后減小,因該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)排除溫度升高的影響,則只能是反應(yīng)體系中的某物質(zhì)對該反應(yīng)起到催化劑作用,而起始反應(yīng)物中HCOOH的量很小,只能是其具有催化作用造成的。
(3)同一混合體系中各物質(zhì)的濃度之比與物質(zhì)的量之比相等,故可將平衡時刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量代入平衡常數(shù)計算公式求算。
(4)注意該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),T2>T1,溫度升高,既能加快反應(yīng)速率,又能縮短達到平衡的時間,提高轉(zhuǎn)化率。
[答案] (1)0.045 9.0×10-3
(2)該反應(yīng)中甲酸具有催化作用。①反應(yīng)初期:雖然甲酸甲酯量較大,但甲酸量很小,催化效果不明顯,反應(yīng)速率較慢;②反應(yīng)中期:甲酸量逐漸增多,催化效果顯著,反應(yīng)速率明顯增大;③反應(yīng)后期:甲酸量增加到一定程度后,濃度對反應(yīng)速率的影響成主導因素,特別是逆反應(yīng)速率的增大,使正反應(yīng)速率逐漸減小,直至達到平衡狀態(tài) (3)0.14
(4)
14.(15分)在體積為1 L的密閉容器中,進行如下化學反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),反應(yīng)焓變?yōu)棣,其化學平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表:
T/℃ |
700 |
800 |
850 |
1 000 |
1 200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的ΔH______0。(填“>”或“<”)
(2)能判斷該反應(yīng)是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是______。
A.容器中壓強不變 B.混合氣體中c(CO)不變
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(3)若上述反應(yīng)以CO和水蒸氣為起始反應(yīng)物,在T ℃時CO和H2O(g)的濃度變化如圖所示,則0-4 min的平均反應(yīng)速率v(CO2)=______mol/(L·min),T=______℃。
[解析] (1)由表格中溫度與化學平衡常數(shù)的關(guān)系可知,溫度越高,化學平衡常數(shù)(K)越大,即升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0。(2)反應(yīng)前后混合氣體的總物質(zhì)的量不變,所以壓強在反應(yīng)過程中始終不變。
(3)v(CO2)==0.03 mol/(L·min)。4 min時,c(H2O)=0.18 mol/L,c(CO)=0.08 mol/L,c(H2)=0.12 mol/L,c(CO2)=0.12 mol/L,計算化學平衡常數(shù)K=1,查表可知 K=1對應(yīng)的溫度為850 ℃。
[答案] (1)> (2)BC (3)0.03 850
13.(6分)在密閉容器中進行如下反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g),反應(yīng)經(jīng)5 min達到平衡,測得此時A的濃度減小了a mol·L-1,而C的濃度增加了a mol·L-1,又知平均反應(yīng)速率:v(C)=2v(B)。
(1)寫出上述化學方程式中各物質(zhì)的計量數(shù):
m=______,n=______,p=______。
(2)壓強一定時,C的百分含量(C%)與溫度、時間(T表示溫度,t表示時間)的關(guān)系如圖所示。由此可知,該反應(yīng)為 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
[解析] (1)根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比,則m∶n∶p=3∶1∶2,故m=3,n=1,p=2。
(2)由圖象可知T1>T2,升溫C%減小,平衡逆移,說明正向放熱。
[答案] (1)3 1 2 (2)放熱
12.(2010年張家港質(zhì)檢)T ℃時,A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過程中A、B、C濃度變化如圖(Ⅰ)所示,若保持其他條件不變,溫度分別為T1和T2時,B的體積分數(shù)與時間的關(guān)系如圖(Ⅱ)所示,則下列結(jié)論正確的是( )
A.該反應(yīng)的熱化學方程式為2A(g)+7B(g)4C(g) ΔH<0
B.在(t1+10)min 時,保持其他條件不變,增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動
C.T ℃時,在相同容器中,若由0.3 mol·L-1A、0.1 mol·L-1B和0.4 mol·L-1C反應(yīng),達到平衡后,C的濃度仍為0.4 mol·L-1
D.其他條件不變,升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,且A的轉(zhuǎn)化率增大
[解析] 由圖(Ⅰ)知達到平衡時,A減少了0.2 mol/L,B減少了0.6 mol·L-1,C增加了0.4 mol/L,故反應(yīng)方程式為:A(g)+3B(g)2C(g);由方程式知增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動;由圖(Ⅱ)知T1>T2,當溫度高(T1)時,平衡狀態(tài)B%大,故該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,升高溫度時,平衡向逆反應(yīng)方向移動,A的轉(zhuǎn)化率減;對照圖(Ⅰ)可知C項中各物質(zhì)的濃度即平衡濃度,即此狀態(tài)時反應(yīng)已經(jīng)處于平衡狀態(tài)。
[答案] C
11.等容積的四個密閉容器中,進行同樣的可逆反應(yīng):
2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g),起始時四個容器中A、B的物質(zhì)的量分別如下表所示(mol),在相同條件下建立平衡,A或B的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系為(多選)( )
|
甲 |
乙 |
丙 |
丁 |
A |
2 |
1 |
2 |
1 |
B |
1 |
1 |
2 |
2 |
A.A的轉(zhuǎn)化率為:甲<丙<乙<丁
B.A的轉(zhuǎn)化率為:甲<乙<丙<丁
C.B的轉(zhuǎn)化率為:甲>乙>丙>丁
D.B的轉(zhuǎn)化率為:甲>丙>乙>丁
[解析] 丙相當于乙縮小體積,增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動。丙中A、B轉(zhuǎn)化率均小于乙;丙相當于在甲中再加入1 mol B,平衡右移,丙中A轉(zhuǎn)化率大于甲中A轉(zhuǎn)化率;丁相當于乙中再加入1 mol B,平衡右移,丁中A轉(zhuǎn)化率大于乙中A轉(zhuǎn)化率。故A的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系為甲<丙<乙<丁,同理可得B的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。
[答案] AD
10.一定條件下,體積為10 L的密閉容器中,1 mol X和1 mol Y進行反應(yīng):2X(g)+Y(g)Z(g),經(jīng)60 s達到平衡,生成0.3 mol Z。下列說法正確的是( )
A.以X濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.001 mol/(L·s)
B.將容器體積變?yōu)?0 L,Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼?/p>
C.若增大壓強,則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小
D.若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,則該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
[解析] 2X(g)+Y(g)Z(g)
起始物質(zhì) 1 1 0
的量(mol)
轉(zhuǎn)移的物 0.6 0.3 0.3
質(zhì)的量(mol)
平衡物質(zhì) 0.4 0.7 0.3
的量(mol)
v(X)==0.001 mol·L-1·s-1,A項正確;將容積變?yōu)?0 L,平衡朝逆反應(yīng)方向移動,Z的平衡濃度小于原來的,B項不正確;若增大壓強,平衡朝正反應(yīng)方向移動,物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率增大,C項錯誤;若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,平衡朝逆反應(yīng)方向移動,則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),D項錯誤。
[答案] A
9.(2009年寧夏高考)在一定溫度下,反應(yīng)H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0 mol的HX(g)通入體積為1.0 L的密閉容器中,在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于( )
A.5% B.17%
C.25% D.33%
[解析] 由題中反應(yīng)和數(shù)據(jù)可知:HX(g)H2(g)+X2(g)的平衡常數(shù)K=0.1。設(shè)在該溫度下HX(g)的分解反應(yīng)達平衡后其減小的濃度為x mol/L,則平衡時HX、H2、X2的濃度分別為(1.0-x)mol/L,0.5x mol/L,0.5x mol/L,代入K的表達式有:(0.5 x)1/2·(0.5x)1/2/(1.0-x)=0.1,解得x=0.167,故可知HX的轉(zhuǎn)化率為×100%=16.7%。
[答案] B
8.在某恒容的密閉容器中,可逆反應(yīng)A(g)+B(g)xC(g)有如下圖所示的關(guān)系曲線,下列說法正確的是( )
A.溫度:T1>T2 B.壓強:p1>p2
C.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) D.x的值是2
[解析] 比較曲線Ⅰ和Ⅱ,壓強均為p2,T1時可逆反應(yīng)先達到平衡,故T1>T2;溫度由T1降至T2時C%增大,說明降溫使平衡向正反應(yīng)方向移動,因此該反應(yīng)的正向反應(yīng)為放熱反應(yīng)。比較曲線Ⅱ和Ⅲ,溫度均為T1,壓強為p2時反應(yīng)先達到平衡,說明p2>p1。壓強從p2減至p1,C%減小,說明減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動,因此正反應(yīng)為體積減小反應(yīng),x=1。
[答案] A
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