B.反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)的△H>0
C.若B、C点的平衡常数分别为KB、KC,则KB=KC
D.恒温恒压下向平衡体系中通入氦气,平衡向左移动
【答案】D
【解析】在D点时vE>v逆,A错;温度越高,SO3的百分含量越小,平衡左移,正反应是放热的,△H<0,B错;B、C点的温度不同,升温平衡左移,K减小,C错;恒温恒压下向平衡体系中通入氦气,使容积变大,相当于扩大容积平衡向左移动,D正确。
10.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应。
2x(g)+Y(g)
3z(g)△H<0,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断正确的是( )
A.升高温度,平衡常数增大
B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C.Q点时,Y的转化率最大
D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
【答案】C
【解析】A项,据题意知该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小;B项,W点和M点的温度不同,反应速率不同,图中表示X的含量相同;C项,Q点时,X的含量最低,说明此时达到平衡状态,反应的X、Y的转化率最大;D项,平衡时充入Z,依据反应方程式,结合等效压缩方法,达到新平衡时Z的体积分数不变。
1.利用辉钼矿冶炼组的原理为MOS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)
MO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)ΔH。
在压强为
的条件下,测得达到平衡时的有关气体体积分数的变化如图中实线所示:
下列判断正确的是()
A.通过图象曲线变化规律无法判断ΔH正负
B.a为CO变化曲线,b为水蒸气变化曲线
C.压强为0.5MPa时,虚线Ⅱ可能为H2的变化曲线
D.M点H2的转化率为75%
【答案】C
【解析】A项,由图像可知,随着温度的升高,氢气的体积分数不断减小,说明温度升高使化学平衡向正反应方向移动,因此,可以通过图象曲线变化规律判断该反应的ΔH>0,ΔH是正值,A不正确;B项,由a、b两曲线的变化规律可知,升高相同的温度,a曲线所代表的气体的体积分数增长的较大,因此,a为水蒸气(其化学计量数较大)变化曲线,b为CO变化曲线,B不正确;C项,由于正反应是气体分子数增大的反应,在相同温度下增大体系的压强,该反应的化学平衡向逆反应方向移动,H2的体积分数变大,因此,压强为0.5MP时,虚线Ⅱ可能为H2的变化曲线,C正确;D项,假设H2的起始量为4mol,到达平衡后其变化量为x,则根据化学方程式MOS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)
MO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知,CO的变化量为0.5x、H2O的变化量为x,则平衡时气体的总物质的量为4mol+0.5x,由图像中的信息可知,M点H2和
的体积分数相同,均为40%,则
,解之得x=2mol,H2的转化率为
,D不正确。
故选C。
2.研究反应2X(g)
Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(mol∙L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.比较实验②、④得出:
升高温度,化学反应速率加快
B.比较实验①、②得出:
增大反应物浓度,化学反应速率加快
C.若实验②、③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂
D.在0~10min之间,实验②的平均速率v(Y)=0.04mol∙L-1∙min-1
【答案】D
【解析】实验②、④两组实验,X的起始浓度相等,温度由第②组实验的800℃升高到820℃,反应速率明显加快,说明温度升高,化学反应速率加快,A正确。
从图像可以看出,实验①、②两组实验温度相同,随着反应物X的浓度增大,化学反应速率加快,B正确;实验②、③,X的起始浓度相等,温度相同,平衡状态也相同,但是实验③反应速率快,到达平衡的时间短,说明实验③使用了催化剂,C正确;从图像可以直接求得0~10min之间实验②的平均速率:
(1-0.8)/10=0.02mol∙L-1∙min-1,则根据化学方程式的计量数关系可知:
v(Y)=0.01mol∙L-1∙min-1,D错误。
3.某温度下,反应X(g)+3Y(g)
2Z(g) △H=-92.4kJ/mol,X的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率提高。
B.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)<K(B)。
C.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小
D.将1.0molX、3.0molY,置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJ。
【答案】A
【解析】该温度下,平衡常数不变,B错;升高温度,正、逆反应速率增大,C错。
该反应为可逆反应,放出的热量小于92.4kJ,D错。
4.T℃时,在某恒容密闭容器中发生反应A(g)+B(g)
C(s) ΔH<0,按照不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.T℃时,该反应的平衡常数为4
B.c点没有达到平衡,此时反应逆向进行
C.若c点为平衡点,则此时容器内的温度高于T℃
D.T℃时,虚线cd上的点均处于平衡状态
【答案】C
【解析】根据平衡常数的表达式,K=
=
,A项错误;c点没有达到平衡,如果达到平衡,应向d点移动,A、B的浓度降低,说明平衡向正反应方向移动,B项错误;如果c点达到平衡,此时的平衡常数小于T℃时的平衡常数,说明平衡向逆反应方向移动,即温度升高,C项正确;平衡常数只受温度的影响,与浓度、压强无关,因此曲线ab是平衡线,而虚线cd上除d点外均不处于平衡状态,D项错误。
5.一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应如下:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1,研究发现,反应过程中会有副反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2,温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。
下列说法中,不正确的是( )
A.ΔH1<0,ΔH2>0
B.增大压强有利于加快合成反应的速率
C.生产过程中,温度越高越有利于提高CH3OH的产率
D.合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=
【答案】C
【解析】根据图示升高温度CH3OH的产率降低,反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)向逆反应方向移动,ΔH1<0,升高温度CO的产率增大,反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)向正反应方向移动,ΔH2>0,A项正确;反应有气体参与,增大压强有利于加快合成反应的速率,B项正确;由图像可见,温度越高CH3OH的产率越低,C项错误;根据化学平衡常数的概念,合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=
,D项正确。
6.工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。
在一定条件下a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g),测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。
已知容器a的体积为10L,温度为Ta,下列说法不正确的是( )
A.容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025mol·L-1·min-1
B.a、b两容器的温度可能相同
C.在达到平衡前,容器a的压强逐渐增大
D.该反应在Ta温度下的平衡常数为27
【答案】B
【解析】观察两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线a和b可知,当CO的物质的量保持不变时便达到平衡状态,a容器用了4min,b容器用了6.5min,两个容器中反应快慢不同,因此温度肯定不同。
用三段式分析a容器中各物质的相关量:
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
起始量(mol)1.11.100
转化量(mol)1113
平衡量(mol)0.10.113
A项,容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为
=
=0.025mol·L-1·
min-1,正确;B项,根据以上分析a、b两容器的温度不可能相同,错误;C项,因为该反应条件为恒温恒容,反应后气体的物质的量增大,所以在达到平衡前,容器a的压强逐渐增大,正确;D项,该反应在Ta温度下的平衡常数为
mol2·L-2=27mol2·L-2,正确。
7.(NH4)2SO3氧化是氨法脱硫的重要过程。
某小组在其他条件不变时,分别研究了一段时间内温度和(NH4)2SO3初始浓度对空气氧化(NH4)2SO3速率的影响,结果如图。
下列说法不正确的是( )
A.60℃之前,氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关
B.60℃之后,氧化速率降低可能与O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解有关
C.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,与SO32-水解程度增大有关
D.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,可能与O2的溶解速率有关
【答案】C
【解析】A项,温度越高,氧化速率越快,60℃之前,氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关,故A正确;B项,反应物浓度降低,反应速率降低,温度升高后O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解,均使反应物浓度降低,故B正确;C项,SO32-水解不影响溶液中+4价硫的总浓度,故C错误;D项,当亚硫酸铵的浓度增大到一定程度后,亚硫酸根离子被氧化的速率大于氧气的溶解速率,因氧气的溶解速率较小导致亚硫酸根离子的氧化速率变化不大。
故D正确;故选C。
8.一定温度下,将1molA(g)和1molB(g)充入2L密闭容器中发生反应:
A(g)+B(g)
xC(g)+D(s)△H<0,在t1时达平衡。
在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。
下列有关说法正确的是()
A.t2时刻改变的条件是使用催化剂
B.t3时刻v(逆)可能小于t2时刻v(逆)
C.t3时刻改变的条件一定是增大反应物的浓度
D.t1~t2、t2~t3平衡常数均为0.25
【答案】B
【解析】A项,催化剂只能加快反应速率,对平衡无影响,不能影响C的物质的量浓度,由图可知,t2时刻C的浓度增大,但平衡不移动,因此改变的条件不是催化剂,故A错误;B项,由图象可知,t3时刻后C的物质的量浓度增大,说明平衡正向移动,t3时刻v(逆)可能小于t2时刻v(逆),故B正确;C项,由图象可知,t3时刻后C的物质的量浓度增大,说明平衡正向移动,改变的条件可能是增大反应物的浓度、降低温度等,故C错误;D项,根据图可知,在t2时刻,平衡不移动,但C的浓度变大,说明在在t2时刻改变的条件是缩小容器的体积,且该反应前后气体体积不变,所以可知x=2,反应方程式为:
A(g)+B(g)
2C(g)+D(s),t1~t3间温度相同,平衡常数相同,由图可知平衡时C的浓度为0.5mol/L,则:
A(g)+B(g)
2C(g)+D(s)
起始浓度(mol/L)0.50.50
转化浓度(mol/L)0.250.250.5
平衡浓度(mol/L)0.250.250.5
所以平衡常数K=
=4,故D错误。
9.MTP是一类重要的药物中间体,可以由TOME经环化后合成。
其反应式为:
为了提高TOME的转化率,反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。
TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。
设TOME的初始浓度为amol/L,反应过程中的液体体积变化忽略不计。
下列说法错误的是
A.X、Y两点的MTP的物质的量浓度相等
B.X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)>v(Z)
C.若Z点处于化学平衡,则210℃时反应的平衡常数K=
mol/L
D.190℃时,0~150min之间的MTP的平均反应速率为
mol/(L·min)
【答案】C
【解析】A项,由图知X、Y两点反应物的转化率相等,则MTP的物质的量浓度相等,A正确;B项,由图知,X点曲线斜率大于Z点,则X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)>v(Z),因为Z点转化率已达98%,反应物浓度极小,则反应速率下降,B正确;C项,由题知,反应过程中甲醇不断从体系中移走,若Z点处于化学平衡,则210℃时甲醇的浓度不等于0.98amol/L,则反应的平衡常数K不等于
mol/L,C错误;D项,190℃时,0~150min之间的MTP的浓度减少了0.67mol/L,则其平均反应速率为
mol/(L·min),D正确;故选C。
10.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-164.7kJ/mol
反应Ⅱ:
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ/mol
反应Ⅲ:
2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)ΔH=-247.1kJ/mol
向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是()
A.反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=
B.图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化
C.提高CO2转化为CH4的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂
D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的ΔH=-205.9kJ/mol
【答案】C
【解析】A项,化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,反应Ⅰ的平衡常数为K=
,故A错误;B项,反应物CO2的量逐渐减小,故图中曲线A表示CO2的物质的量变化曲线,由反应Ⅱ和Ⅲ可知,温度升高反应Ⅱ正向移动,反应Ⅲ逆向移动,CO的物质的量增大,故曲线C为CO的物质的量变化曲线,则曲线B为CH4的物质的量变化曲线,故B错误;C项,反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,降低温度有利于反应Ⅰ正向移动,反应Ⅱ逆向移动,即可提高CO2转化为CH4的转化率,所以需要研发在低温区高效的催化剂,故C正确;D项,-(反应Ⅱ+反应Ⅲ)得到目标反应,则CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的ΔH=-[41.2kJ/mol+(-247.1kJ/mol)]=205.9kJ/mol,故D错误;故选C。
11.焦炭常用于冶炼工业。
已知反应①:
2C(s)+O2(g)=2CO(g);反应②:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。
下列说法错误的是()
A.反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS>0,ΔH<0
B.983K是反应趋势变化的转折点
C.L1对应反应①
D.当温度低于983K时,过量焦炭的氧化产物以CO2为主
【答案】C
【解析】A项,生成物气体化学计量数系数之和小于反应物气体化学计量系数之和,所以ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,因为ΔG<0,则-TΔS>0,所以ΔH<0,A正确;B项,ΔG负的成都越小,说明它能够反应的趋势更大,983K时两反应的ΔG相等,所以983K是反应趋势变化的转折点,B正确;C项,反应①的ΔS>0,则-ΔS<0,ΔG和T成反比,所以斜率小于0,L2对应反应①,C错误;D项,当温度低于983K时,L1的ΔG小,所以以反应②为主,产物以CO2为主,D正确;、故选C。
12.已知:
2N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+3O2(g) ΔH=QkJ·mol-1(Q>0),下图为该反应在不同初始浓度的N2和不同催化剂Ⅰ、Ⅱ作用下(其他条件相同),体积为2L的密闭容器中n(NH3)随反应时间的变化曲线,下列说法正确的是( )
A.0~6h内,催化剂Ⅰ的催化效果比催化剂Ⅱ的好
B.a点时,催化剂Ⅰ、Ⅱ作用下N2的转化率相等
C.0~5h内,在催化剂Ⅰ的作用下,O2的反应速率为0.12mol·L-1·h-1
D.0~12h内,催化剂Ⅱ作用下反应吸收的热量比催化剂Ⅰ的多
【答案】D
【解析】在催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的条件下,N2的初始浓度不同,催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的催化效果没法比较,A错误;N2的初始浓度不同,a点时生成NH3的物质的量相等,因此N2的转化率不相等,B错误;由图像可知0~5h内,在催化剂Ⅰ的作用下,生成NH3的物质的量为0.8mol,根据方程式可知生成O2的物质的量为0.6mol,所以O2的反应速率为
=0.06mol·L-1·h-1,C错误;0~12h内,在催化剂Ⅱ