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1、填空题 恒温时,将2molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)?xC?(g)+D(s),10s时,测得A的物质的量为1.7mol,C的反应速率为0.0225mol?L-1?s-1;40s时反应恰好处于平衡状态,此时B的转化率为20%.
(1)x=______;
(2)从反应开始到40s达平衡状态,A的平均反应速率为______;
(3)平衡时容器中B的体积分数为______;
(4)该温度下此反应的平衡常数表达式为______数值是______;
(5)下列各项能表示该反应达到平衡状态是______
A.消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2:1 B.容器中A、B的物质的量?n(A):n(B)=2:1
C.气体的平均相对分子质量不再变化 D.压强不再变化 E.气体密度不再变化
(6)在相同温度下,若起始时c(A)=5mol?L-1,c(B)=6mol?L-1,反应进行一段时间后,测得A的浓度为3mol?L-1,则此时该反应是否达到平衡状态______(填“是”与“否”),此时v(正)______v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”).
参考答案:(1)出A的物质的量变化量△n(A)=2mol-1.7mol=0.3mol,△n(C)=0.0225mol?L-1?s-1×10s×2L=0.45mol,根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比,则0.3mol:0.45mol=2:x,解得x=3.
故答案为:3.
(2)40s时反应恰好处于平衡状态,此时B的转化率为20%,参加反应的B的物质的量为2mol×20%=0.4mol,由方程式可知,参加反应的A的物质的量为2×0.4mol=0.8mol,故v(A)=0.8mol2L40s=0.01mol?L-1?s-1.
故答案为:0.01mol?L-1?s-1.
(3)平衡时参加反应的B的物质的量为2mol×20%=0.4mol,则:
? ?2A(g)+B(g)?3C?(g)+D(s),
开始(mol):2? 2? 0? 0
变化(mol):0.8? 0.4? ?1.2? 0.4?
平衡(mol):1.2? 1.6? 1.2? 0.4
故平衡时B的体积分数为1.6mol1.2mol+1.6mol+1.2mol×100%=40%
故答案为:40%.
(4)可逆反应2A(g)+B(g)?3C?(g)+D(s)的平衡常数k=c3(C)c2(A)?c(B);
由(3)中计算可知,平衡时A、B、C、D的浓度分别为1.2mol2L=0.6mol/L,1.6mol2L=0.8mol/L,1.2mol2L=0.6mol/L,所以平衡常数k=c3(C)c2(A)?c(B)=0.630.62×0.8=0.75.
故答案为:c3(C)c2(A)?c(B);.
平衡常数指生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值;
计算出平衡时各组分的浓度,代入平衡常数表达式计算平衡常数.
(5)A.反应自始至终A与D都按物质的量之比2:1进行,不能说明反应到达平衡,故A错误;
B.平衡时A、B的物质的量关系,与反应条件有关,即与物质的转化率有关,平衡时容器中A、B的物质的量?n(A):n(B)可能是2:1,可能不是2:1,不能说明反应到达平衡,故B错误;
C.气体的总的物质的量不变,随反应进行气体的质量减小,气体的平均相对分子质量减小,气体的平均相对分子质量不再变化,说明反应到达平衡状态,故C正确;
D.反应前后气体的物质的量不变,压强自始至终不变化,故D错误;
E.容器的容积不变,随反应进行气体的质量减小,气体密度减小,气体密度不再变化,说明反应到达平衡,故E正确.
故选:CE.
(6)若起始时c(A)=5mol?L-1,c(B)=6mol?L-1,反应进行一段时间后,测得A的浓度为3mol?L-1,则:
? ?2A(g)+B(g)?3C?(g)+D(s),
开始(mol/L):5?6? 0? 0
变化(mol/L):5-3=2?1?3?1?
一段时间(mol/L):3?5? 3? 1
所以浓度商Qc=3332×5=0.6<0.75,反应未达平衡状态,向正反应进行,故v(正)>v(逆).
故答案为:否;大于.
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
反应一:Ni(粗,s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g)? ΔH < 0
反应二:Ni(CO)4(g)
Ni(纯,s)+4CO(g)? ΔH > 0
下列说法错误的是
A.对于反应一,适当增大压强,有利于Ni(CO)4的生成
B.提纯过程中,CO气体可循环使用
C.升高温度,反应一的反应速率减小,反应二的速率增大
D.对反应二,在180—200℃,温度越高,Ni(CO)4(g)的转化率越高
参考答案:C
本题解析:A、增大压强,反应一平衡向右移动,正确;B、反应一CO作反应物。反应二生成了CO,所以CO气体可循环使用,正确;C、升高温度,所有化学反应的速率都增大,错误;D、反应二为吸热反应,温度升高,平衡向右移动,正确。
本题难度:一般
3、选择题 在
℃时反应2A(g)
B(g);△H达到平衡时混合气体平均分子量(数值上等于混合气体的总质量除以总物质的量)为
,
℃时该反应平衡混合气体的平均分子量为
,当平衡从
℃升温至
℃时,下列说法正确的是
A.若
,平衡向右移动,
B.若
,平衡向左移动,
C.若
,平衡向左移动,
D.若
,平衡向右移动,
参考答案:C
本题解析:若
,说明升温平衡向左移动,
;若
,说明升温平衡向右移动,
。
本题难度:一般
4、填空题 氮氧化物是空气的主要污染物,消除氮氧化物污染有多种方法。用催化技术可将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:2NO+2CO
2CO2+N2,为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下测得不同时间的NO和CO浓度如下表:
时间(s)
| 0
| 2
| 4
|
c(NO) ( mol·L-1)
| 1.00×10-3
| 2.50×10-4
| 1.00×10-4
|
c(CO) ( mol·L-1)
| 3.60×10-3
| c’
| 2.70×10-3
|
回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)前4s内的平均反应速率v(NO)=?。c’=?。
(2)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时,上述反应中二氧化碳浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

①该反应的ΔH?0(填“>”、“<”或“=”)。
②若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡图中画出c(CO2) 在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(3)在恒容的密闭容器中,上述反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是

A.? B.? C.? D.
参考答案:(1)2.25×10-4 mol/(L·s)? 2.85×10-3 mol/L?(各2分,共4分)
(2)① < (2分)
②
(3分,①曲线画错不得分:注意起始点、变化趋势、拐点;②曲线正确但不标条件扣1分)?(3)? C (3分)
本题解析:(1)根据表中数据可知,前4s内NO的浓度变化量=1.00×10-3mol/L-1.00×10-4mol/L=9.00×10-4mol/L,所以NO的平均反应速率v(NO)=
=2.25×10-4 mol/(L·s)。前2s内NO浓度减少了1.00×10-3mol/L-2.50×10-4mol/L=7.50×10-4mol/L。根据方程式可知,消耗CO的浓度=7.50×10-4mol/L,所以此时CO的浓度=3.60×10-3 mol/L-7.50×10-4mol/L=2.85×10-3 mol/L。
(2)①根据图像可知,在固体催化剂的表面积不变的情况下,温度为T1的曲线首先达到平衡状态。温度高反应速率快,到达平衡的时间少。因此温度是T1>T2。但温度高平衡时CO2的浓度降低,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应,即△H<0。
②当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率,但催化剂不能改变平衡状态。所以若催化剂的表面积S1>S2,则在温度为T2时,达到平衡的时间增加,但平衡状态不变,因此图像为
。
(3)A、正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,A不正确;B、正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO的转化率降低,B不正确;C、平衡常数只与温度有关,增大NO的浓度,平衡向正反应方向移动,但平衡常数不变,C正确;D、增大生物物氮气的浓度,平衡向逆反应方向移动,NO的转化率降低,D不正确,答案选C。
本题难度:一般
5、选择题 升高温度,下列数据不一定增大的是( )
A.化学反应速率v
B.弱电解质的电离平衡常数Ka
C.化学平衡常数K
D.水的离子积常数KW
参考答案:C
本题解析:升高温度,反应速率一定是增大;电离是吸热的,则升高温度,促进电离,电离常数和水的离子积常数都增大;由于可逆反应中正反应不一定是放热反应或吸热反应,所以升高温度平衡常数不一定增大,答案选C。
点评:该题是基础性试题的考查,难度不大,学生只需要记住外界条件对常数的影响即可,有利于培养学生灵活应变能力。
本题难度:一般