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1、选择题 现向一固定容积密闭容器中充入2mol?N2和3mol?H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.N2、H2、NH3的浓度相等
B.容器内N2、H2、NH ">
时间:2017-09-23 22:46:03
1、选择题 现向一固定容积密闭容器中充入2mol?N2和3mol?H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.N2、H2、NH3的浓度相等
B.容器内N2、H2、NH3混合气体的密度不再变化
C.单位时间内,生成n?mol?N2,同时生成2n?mol?NH3
D.反应停止,正、逆反应速率都等于零
参考答案:A.当N2、H2、NH3的浓度相等时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物初始浓度和转化率有关,故A错误;
B.该容器中混合气体的总质量不变,容器的体积不变,所以密度始终不变,则密度不能作为判断平衡状态的依据,故B错误;
C.单位时间内,生成n?mol?N2,同时生成2n?mol?NH3,同时有2nmol氮气参加反应,所以氮气的正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故C正确;
D.反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等但反应不停止且反应速率不为0,故D错误;
故选C.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 在溶液中,反应A+2B600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060717/z0mmidv1otu.gif\">C分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060717/fafhcudm14h.gif\">、
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060717/shdscpetdxe.gif\">。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060717/colqtdpuqfw.gif\">
请回答下列问题
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:
②__________________________; ③_______________________________;
(2)实验②平衡时B的转化率为_________;实验③平衡时C的浓度为____________;
(3)该反应的600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060717/pdsgerjlgur.gif\">_________0,判断其理由是__________________;
(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率:实验②:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"FILTER: \" border=\"0\" align=\"middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060717/gddwnm1d4xn.gif\">=____________;实验③:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"FILTER: \" border=\"0\" align=\"middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060717/ix2o1zk5pkx.gif\">=_________。
参考答案:
(1)②加催化剂,达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变;③温度升高,达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小
(2)40%(或0.4);0.06mol/L;
(3)>;升高温度向正方向移动,故该反应是吸热反应
(4)0.014mol(L·min)-1;0.008mol(L·min)-1
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 已知A(g)+B(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/dftwiyydkxc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
| 温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| 平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
参考答案:(1)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/xbejwlzmltv.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> <
(2)0.022; 0.09; 80%;80%(3)c(4)2.5
本题解析:(1)可逆反应A(g)+B(g)?C(g)+D(g)的平衡常数表达式k=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/xbejwlzmltv.png\" style=\"vertical-align:middle;\">由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0,
(2)反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol?L-1?s-1,则6s内△c(A)=0.003mol?L-1?s-1×6s=0.018mol/L,A的起始浓度为0.2mol/5L=0.04mol/L,故6s时时c(A)=0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L,
故6s内△n(A)=0.018mol/L×5L=0.09mol,由方程式可知n(C)=△n(A)=0.09mol,
设平衡时A的浓度变化量为x,则:
A(g)+B(g)?C(g)+D(g)
开始(mol/L):0.04 0.16 0 0
变化(mol/L):x x x x
平衡(mol/L):0.04-x 0.16-x x x
故x2/(0.04-x)( 0.16-x)=1,解得x=0.032
所以平衡时A的转化率为0.032/0.04×100%=80%
体积不变,充入1mol氩气,反应混合物各组分的浓度不变,变化不移动,A的转化率不变为80%,
(3)a.该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变,不能说明到达平衡,故a错误, b.混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变,故气体的密度不随时间改变,不能说明到达平衡,故b错误,c.可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不发生变化,故c(A)不随时间改变,说明到达平衡,故c正确,d.单位时间里生成C和D的物质的量相等,都表示正反应速率,反应始终按1:1生成C、D的物质的量,不能说明到达平衡,故d错误,故答案为:c;
(4)同一反应在相同温度下,正、逆反应方向的平衡常数互为倒数,故1200℃时反应C(g)+D(g)?A(g)+B(g)的平衡常数的值为1/0.4=2.5,
考点:化学平衡计算、平衡常数计算、化学反应速率、平衡状态判断
本题难度:困难
4、填空题 二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH 0,ΔS 0(选填“>”、“<”或“=”),在低温下,该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有 。
a.开发高效光催化剂
b.将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2发生催化转化
c.二氧化碳及水资源的供应
参考答案:(1)> > 不能 (2)ab
本题解析:该反应是分解反应,且CO燃烧时放热,所以该反应为吸热反应,即ΔH>0,因气体的物质的量增多,所以ΔS>0。ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行,所以在低温下,该反应不能自发进行。
本题难度:一般
5、填空题 (16分)选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO转化为无毒气体。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ?H1=\"a\" kJ?mol-1
②2NO(g)+2CO(g) ?N2(g)+ 2CO2(g) ?H2=\"b\" kJ?mol-1
则反应N2(g)+ O2(g)= 2NO(g)的?H= kJ?mol-1(用a、b表示)。
(2)在一定温度下,向1L密闭容器中充入0.5 mol NO、2 mol CO,发生上述反应②,20S反应达平衡,此时CO的物质的量为1.6 mol。请回答下列问题:
①前20S内平均反应速率v(NO)为 。
②在该温度下反应的平衡常数K= 。
③关于上述反应,下列叙述不正确的是 (填编号)。
A.达到平衡时,移走部分CO2,平衡将向右移动,正反应速率加快
B.缩小容器的体积,平衡将向右移动
C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂
D.若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入0.4molCO和0.8mol N2,则此时v正>v逆
④已知上述实验中,c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ。若其它条件不变,将0.5 mol NO、2 mol CO投入2 L容器进行反应,请在答题卡图中绘出c(CO)与反应时间t1变化曲线Ⅱ。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/2ibb0ylni3e.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(3)测试某汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线如下图600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/mpegbwcadfk.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
请回答:前0—10 s 阶段,CO、NO百分含量没明显变化的原因是 。
参考答案:(16分)
(1)a-b (2分)
(2)①0.02mol·L-1·S-1 ②1.25 ③AD(各3分,共9分)
④600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/u1b5gzzxvog.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
(起点,1分;终点的时间比t长,1分;c(CO) 比0.8略高些,1分,共3分)
(3)尚未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度) (2分)
本题解析:(1)根据盖斯定律,反应N2(g)+ O2(g)= 2NO(g)的?H=?H1—?H2=(a-b)kJ?mol-1。
(2)①根据三段式进行计算,2NO(g)+2CO(g) ?N2(g)+ 2CO2(g)
初始浓度(mol?L?1) 0.5 2 0 0
转化浓度(mol?L?1) 0.4 0.4 0.2 0.4
平衡浓度(mol?L?1) 0.1 1.6 0.2 0.4
则前20S内平均反应速率v(NO)=0.4mol/L÷20S=0.02mol·L-1·S-1。
②该温度下反应的平衡常数K=0.2×0.42÷(0.12×1.62)=1.25。
③A、达到平衡时,移走部分CO2,生成物浓度减小,平衡将向右移动,反应物浓度逐渐减小,正反应速率减小,故A错误;B、缩小容器的体积,气体的压强增大,平衡将向右移动,故B正确;C、因为催化剂能同等倍数的增大正反应速率和逆反应速率,所以应选用乙催化剂,故C正确;D、若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入0.4molCO和0.8mol N2,则浓度商Q=1×0.42÷(0.12×1.62)=\"4\" >K,所以反应向左进行,即v正 < v逆,故D错误。
④将0.5 mol NO、2 mol CO投入2 L容器进行反应,则起始时CO的浓度为1mol?L?1,因为起始浓度变为原反应的1/2,所以反应速率减小,则达到化学平衡的时间变长,因为容积为2L,为原反应的2倍,所以压强减小,平衡向左移动,则c(CO) > 0.8,可画出图像。
(3)催化剂的催化作用需要在一定温度下才能充分体现出来,所以前0—10 s 阶段,CO、NO百分含量没明显变化的原因是:尚未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度)。
考点:本题考查盖斯定律的应用、化学反应速率、化学平衡移动及计算、图像的分析及绘制。
本题难度:困难