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化學反應速率+化學平衡圖象
1．一定條件下，在一個體積可變的密閉容器中充入2 mol的氣體A和1 mol的氣體B發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)3C(g) ΔH＞0。t1時刻反應達到平衡，并測得C在容器中的體積分數(shù)為φ1。t2時刻改變某一條件(其他條件不變)，C在容器中的體積分數(shù)變化如圖所示，則t2時刻改變的條件是( )
A．加入1 mol氦氣 B．加入1 mol C
C．增大壓強 D．升高溫度
【答案】D
2.如圖表示可逆反應A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH＜0達平衡后，改變某一反應條件，反應速率隨時間變化的情況，根據(jù)曲線判斷下列說法中正確的是( )
A．t1時降低了溫度，平衡向正反應方向移動
B．t1時增大了壓強，平衡向正反應方向移動
C．t1時增大了A的濃度，同時減小了C的濃度，平衡向正反應方向移動
D．t1時可能使用了催化劑
【解析】根據(jù)圖像可知，t1時刻正反應速率突然增大，達到新平衡后正反應速率比第一次平衡時小，說明t1時刻逆反應速率減小，不可能是改變了溫度、壓強或使用了催化劑。
【答案】C
3．已知反應X(g)＋Y(g)nZ(g) ΔH＞0，將X和Y以一定比例混合通入密閉容器中進行反應，各物質(zhì)的濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法不正確的是( )
A．反應方程式中n＝1
B．10 min時，曲線發(fā)生變化的原因是升高溫度
C．10 min時，曲線發(fā)生變化的原因是增大壓強
D．0～5 min內(nèi)，用X表示的反應速率為v(X)＝0.08 molL－1min－1
。
【答案】B
4．下列圖示與對應敘述相符合的是( )
A．圖 Ⅰ：反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)達到平衡后，升高溫度時反應速率隨時間的變化
B．圖Ⅱ：反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡后，縮小容器容積時各成分的物質(zhì)的量隨時間的變化
C．圖Ⅲ：反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在恒溫條件下，反應速率與壓強的關(guān)系
D．圖Ⅳ：反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH>0，水蒸氣含量隨時間的變化
【答案】B
5．已知(CH3COOH)2(g)2CH3COOH(g)，經(jīng)實驗測得不同壓強下，體系的平均相對分子質(zhì)量(Mr＝)隨溫度(T)的變化曲線如圖所示，下列說法正確的是( )
A．該反應的ΔH<0
B．氣體的壓強：p(a)
0，A、D項錯誤；溫度越高，平衡常數(shù)越大，故b點的平衡常數(shù)最大，C項錯誤；圖中曲線為等壓線，p(b)＝p(c)，在同一溫度下，壓強增大，平衡逆向移動，即p(a)”“<”或“＝”)。
③圖中B點的壓強平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓物質(zhì)的量分數(shù))。
(3)利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當廢氣在塔內(nèi)停留時間均為90 s的情況下，測得不同條件下NO的脫氮率如圖Ⅰ、Ⅱ所示。
①由圖Ⅰ知，當廢氣中的NO含量增加時，宜選用________法提高脫氮效率。
②圖Ⅱ中，循環(huán)吸收液中加入Fe2＋、Mn2＋提高了脫氮的效率，其可能原因為________________________________________________________________________。
(4)研究表明：NaClO2/H2O2酸性復合吸收劑可同時有效脫硫、脫硝。圖Ⅲ所示為復合吸收劑組成一定時，溫度對脫硫脫硝的影響。
①寫出廢氣中的SO2與NaClO2反應的離子方程式：________________________________
________________________________________________________________________。
②溫度高于60 ℃后，NO去除率隨溫度升高而下降的原因為______________________________。
圖中A點時，氣體壓強為0.085 MPa，則＝，x＝0.45a，SO2的轉(zhuǎn)化率＝100%＝45%。②圖像分析可知，T2>T1，溫度越高，反應速率越大，而且C點是平衡狀態(tài)，A點反應未達到平衡狀態(tài)，vA(逆)比vA(正)小，因此vC(正)與vA(逆)的大小關(guān)系為vC(正)>vA(逆)。③由圖中B點，依據(jù)三段式法計算，設(shè)消耗O2的物質(zhì)的量為y
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3
起始量(mol) 2a a 0
變化量(mol) 2y y 2y
平衡量(mol) 2a－2y a－y 2y
B點氣體壓強為0.07 MPa，則＝，y＝0.9a，平衡時，n(SO2)＝0.2a mol，n(O2)＝0.1a mol，n(SO3)＝1.8a mol，p(SO2)＝0.07 MPa，p(O2)＝0.07 MPa，p(SO3)＝0.07 MPa，Kp＝＝＝24 300(MPa)－1。
(3)①由圖Ⅰ知，當廢氣中的NO含量增加時，脫氮率較高的是好氧硝化法，故宜選用好氧硝化法提高脫氮效率；②圖Ⅱ中，F(xiàn)e2＋、Mn2＋對該反應有催化作用，循環(huán)吸收液中加入Fe2＋、Mn2＋提高了脫氮的效率。(4)①廢氣中的SO2與NaClO2反應生成硫酸鈉和鹽酸，其離子方程式為2H2O＋ClO＋2SO2===Cl－＋2SO＋4H＋。②溫度高于60 ℃后，溫度升高，H2O2分解速率加快，NO去除率隨溫度升高而下降。
【答案】(1)SO2(g)＋2H2(g)===S(s)＋2H2O(g)ΔH＝(a－2b＋2c)kJmol－1
(2)①45% ②> ③24 300(MPa)－1
(3)①好氧硝化 ②Fe2＋、Mn2＋對該反應有催化作用
(4)①2H2O＋ClO＋2SO2===Cl－＋2SO＋4H＋
②溫度升高，H2O2分解速率加快
【答案】(1)> (2)＝ (3)K1K2 > (4)使用催化劑 將容器的容積迅速壓縮至2 L (5)10－7
14．以天然氣為原料合成甲醇。有關(guān)熱化學方程式如下：
①2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g) ΔH1＝－70.8 kJmol－1
②CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH2
③2CH4(g)＋O2(g) 2CH3OH(g)ΔH3＝－251.0 kJmol－1
(1)反應②的ΔH2＝________kJmol－1。
(2)在體積可變的密閉容器中投入1 mol CO和2 mol H2，在不同條件下發(fā)生反應：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。實驗測得平衡時CH3OH的物質(zhì)的量隨溫度、壓強變化如圖1所示。
①M點時，H2的轉(zhuǎn)化率為____________；壓強：p1______(填“>”“<”或“＝”)p2。
②反應速率：N點v正(CO)__________(填“>”“<”或“＝”)M點v逆(CO)。
③若壓強為p1、在1 L恒容密閉容器中進行上述反應(起始投料不變)，在不同溫度下上述反應的平衡常數(shù)的對數(shù)(lg K)如圖2所示。則溫度為506 K時，平衡常數(shù)K＝____(保留三位小數(shù))，B、C、D、E四點中能正確表示該反應的lg K與T的關(guān)系的點為________。
④在2 L恒容密閉容器中充入a(a>0)mol H2、2 mol CO和7.4 mol CH3OH(g)，在506 K下進行上述反應。為了使該反應逆向進行，a的范圍為____________。
(3)某甲醇—空氣燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液。當KOH全部轉(zhuǎn)化成KHCO3時停止放電，寫出負極的電極反應式：____________________________________ __________。
③506 K時， CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)
起始(molL－1) 1 2 0
轉(zhuǎn)化(molL－1) 0.25 0.50 0.25
平衡(molL－1) 0.75 1.50 0.25
K＝＝≈0.148。K越大，lg K越大，該反應的正反應是放熱反應，升高溫度，平衡常數(shù)K減小，所以，B、E點符合題意。④溫度不變，平衡常數(shù)不變，K＝0.148。為了使反應逆向進行，必須使Qc>K，即>0.148，解得：a<10，又因為H2的物質(zhì)的量必須大于0，所以a的范圍為0 ②< ③0.148 BE
④0”“<”或“＝”)，你分析的理由是__________________________________________________。
②二甲醚催化重整制氫的反應過程，主要包括以下幾個反應(以下數(shù)據(jù)為25 ℃、1.01105 Pa測定)：
Ⅰ：CH3OCH3(g)＋H2O(l) 2CH3OH(l) ΔH>0
Ⅱ：CH3OH(l)＋H2O(l) CO2(g)＋3H2(g) ΔH>0
Ⅲ：CO(g)＋H2O(l) CO2(g)＋H2(g) ΔH<0
Ⅳ：CH3OH(l) CO(g)＋2H2(g) ΔH>0
工業(yè)生產(chǎn)中測得不同溫度下各組分體積分數(shù)及二甲醚轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如下圖所示：
你認為反應控制的最佳溫度應為________。
A．300～350 ℃ B．350～400 ℃
C．400～450 ℃ D．450～500 ℃
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始(mol) n 3n 0
轉(zhuǎn)化(mol) x 3x 2x
平衡(mol) n－x 3n－3x 2x
由圖可得＝60%，x＝n，
所以，M點對應H2轉(zhuǎn)化率為100%＝100%＝100%＝75%。
(2)①設(shè)起始CH3OH為2 molL－1，轉(zhuǎn)化量為2x molL－1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)
起始(molL－1) 2 0 0
轉(zhuǎn)化(molL－1) 2x x x
某時刻(molL－1) 2－2x x x
x＝4－4x，x＝0.8
Q＝＝4>1＝K，反應向逆反應方向進行，v正K(N) ③75%
【答案】(1)< < 300～600 K范圍內(nèi)，隨著溫度升高，反應①對應的平衡體系向逆反應方向移動的程度比反應②的小 (2)①6∶25 ②NO分解反應是放熱反應，775 K時，反應達平衡，升高溫度平衡向左移動(或溫度高于775 K時，催化劑活性降低) 850～900 K(在此范圍內(nèi)的數(shù)值均正確) 2NO＋2CO催化劑N2＋2CO2
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