- 化学反应速率与化学平衡图象的综合应用
- 共143题
一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)+CO(g)⇌MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H>0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
正确答案
解析
解:该反应是一个反应前后气体体积增大的吸热反应,
A.若x是MgSO4的质量,y是CO的转化率,硫酸镁是固体,其质量不影响平衡移动,所以增大硫酸镁的质量,CO的转化率不变,故A错误;
B.若x是CO的物质的量,y是CO2与CO的物质的量之比,增大CO的物质的量,平衡向正反应方向移动,但加入的CO量大于CO转化的量,所以增大CO的物质的量,CO2与CO的物质的量之比应该减小,故B错误;
C.若x是二氧化硫的浓度,y是平衡常数,平衡常数只与温度有关,与物质浓度无关,增大二氧化硫浓度,温度不变,平衡常数不变,故C错误;
D.若x是温度,y是容器内混合气体的密度,升高温度,平衡向吸热反应方向正反应方向移动,气体的质量增大,容器体积不变,则容器内气体密度增大,所以符合图象,故D正确;
故选D.
乙酸乙酯能在多种条件下发生水解反应:CH3COOC2H5+H2O⇌CH3COOH+C2H5OH.已知该反应的速率随c(H+)的增大而加快.如图为CH3COOC2H5的水解速率随时间的变化图.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.刚刚反应开始的时候,乙酸乙酯水解产生醋酸,量少,电离出的氢离子不断增加,反应速率不断加快,故A正确;
B.B点时乙酸乙酯不断水解,浓度逐渐降低,则A、B两点表示的c(CH3COOC2H5)不能,故B错误;
C.图中to时表示乙酸乙酯水解速率最大,但没有达到平衡状态,故C错误;
D.乙酸乙酯作为反应物不断减少,而生成物增加,则tB时CH3COOC2H5的转化率高于tA时CH3COOC2H5的转化率,故D错误.
故选A.
在5L密闭容器中加入2mol Fe(s)与1mol H2O(g),t1秒时,H2的物质的量为0.20mol,到第t2秒时恰好达到平衡,此时H2的物质的量为0.35mol.
(1)t1~t2这段时间内的化学反应速率v(H2)=______.
(2)若继续加入2mol Fe(s),则平衡移动______(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),继续通入1mol H2O(g)再次达到平衡后,H2物质的量为______mol.
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图.t1时改变了某种条件,改变的条件是______.
(4)该反应的平衡常数表达式______.
正确答案
mol•L-1•s-1
不
0.7
升高温度
K=
解析
解:铁与水蒸气反应的方程式为:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,
(1)t1~t2这段时间内氢气的浓度变化为:0.35mol-0.20mol=0.15mol,这段时间内的化学反应速率v(H2)==
mol•L-1•s-1,
故答案为:mol•L-1•s-1;
(2)在固体有剩余的情况下,增加或减少固体的质量,对反应速率以及限度均无影响;再加入1molH2O(g) 再次达到平衡够,H2的物质的量为原来的2倍,即:H2物质的量为0.7mol,
故答案为:不;0.7;
(3)t1时反应未达到平衡,改变条件后逆反应速率突然增大,且继续增大,改变的条件可以为:升高温度,
故答案为:升高温度;
(4)反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2的平衡常数表达式为:K=
,
故答案为:K=.
如图表示反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0的正反应速率随时间的变化情况,试根据此曲线判断下列说法可能正确的是( )
正确答案
解析
解:A、t1时减小了SO2的浓度,增加了SO3的浓度,平衡向逆反应移动,新平衡时反应物浓度比可以原来还大,平衡时正反应速率可以比原平衡速率大,故A正确.
B、t1降低了温度,平衡向正反应移动,重新平衡时的速率小于原平衡速率,故B错误;
C、t1时减小了压强,平衡向逆反应方向移动,重新平衡时的速率小于原平衡速率,故C错误;
D、t1时增加了SO2和O2的浓度,正反应速率应大于原平衡速率,平衡向正反应方向移动,故D错误;
故选A.
已知2A2(g)+B2(g)⇌2C3(g);△H=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A2和1mol B2,在500℃时充分反应达平衡后C3的浓度为w mol/L,放出热量b kJ.
(1)比较a______b(填“>、=、<”)
(2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将______(填“增大”“减小”或“不变”).若将反应容器的体积压缩,平衡向______方向移动(填“正反应”或”逆反应”),该反应的平衡常数将______.(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)若在原来的容器中,只加入2mol C3,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量ckJ,C3的浓度也是w mol/L,则c 等于______(用a、b表示).
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是______
A.2v逆(A2)=v正(B2)
B.v正(C3)=2v正(B2)
C.A2与C3浓度相等
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.容器内压强保持不变
F.容器内密度保持不变
(5)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是______;
A.及时分离出C3气体
B.适当升高温度
C.增大B2的浓度
D.选择高效的催化剂
(6)若将上述容器改为恒压容器(反应前条件相同),起始时加入2molA2和1molB2,500℃时充分反应达平衡后,放出热量dkJ,则d______b(填“>、=、<”)
(7)如图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,根据图判断,在t1和t4时刻改变的外界条件分别是______和______.
正确答案
解:(1)热化学方程式表达的意义为:当2mol A2和1mol B2完全反应时,放出热量为akJ,而加入2mol A2和1mol B2达到平衡时,没有完全反应,即释放的热量小于完全反应释放的热量,即b<a,
故答案为:>;
(2)正反应方向放热,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,K减小;
若将反应容器的体积压缩,增大了压强,平衡向体积缩小的正反应方向移动;由于温度不变,则化学平衡常数不变,
故答案为:减小;正反应;不变;
(3)根据反应2A2(g)+B2(g)⇌2C3(g)可知,恒温恒容条件下加入2mol A2和1mol B2与加入2molC3互为等效平衡,由于两个反应是从相反方向进行的,则一定满足:b+c=a,即:c=a-b,
故答案为:a-b;
(4)A.2v逆(A2)=v正(B2),表示的是正逆反应速率,但是不满足方程式中的计量数关系,说明没有达到平衡状态,故A错误;
B.v正(C3)=2v正(B2),表示的都是正反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,故B错误;
C.A2与C3浓度相等,无法证明正逆反应速率相等,无法判断是否达到平衡状态,故C错误;
D.混合气体的平均相对分子质量不变:该反应是气体体积减小的反应,随着反应的进行,气体物质的量减小,平均相对分子量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明各组分浓度不再变化,达到平衡状态,故D正确;
E.容器内压强保持不变:该反应是气体体积不会的反应,当压强不变,说明反应体系中各组分的浓度不再变化,正反应速率相等,达到平衡状态,故E正确;
F.容器内密度保持不变:该反应前后都是气体,气体的质量不变,由于容器的容积不变,根据ρ=可知,气体的密度始终不变,无法根据密度判断平衡状态,故F错误;
故选DE;
(5)A.及时分离出C3气体,反应物浓度减小,反应向着正向移动,但是反应速率减小,故A错误;
B.适当升高温度,该反应为放热反应,平衡向着逆向移动,故B错误;
C.增大B2的浓度,反应物浓度增大,反应速率增大,平衡向着正向移动,故C正确;
D.选择高效的催化剂,反应速率增大,但是化学平衡不一定,故D错误;
故选C;
(6)反应2A2(g)+B2(g)⇌2C3(g)为体积缩小的反应,恒温恒容条件下得到平衡时气体的体积减小,则得到平衡时容器中压强比反应前压强小;而恒温恒压条件下的压强大于恒温恒容,则恒温恒压条件下达到平衡时反应物转化率比恒温恒容条件下得到平衡时的大,则达恒温恒压条件下得到平衡时放热的热量多,即:d>b,
故答案为:>;
(7)由N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,可知,该反应为放热反应,且为气体体积减小的反应,则由图可知,t1正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应为升高温度;
t4时正逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应为降低压强,
故答案为:升高温度;降低压强.
解析
解:(1)热化学方程式表达的意义为:当2mol A2和1mol B2完全反应时,放出热量为akJ,而加入2mol A2和1mol B2达到平衡时,没有完全反应,即释放的热量小于完全反应释放的热量,即b<a,
故答案为:>;
(2)正反应方向放热,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,K减小;
若将反应容器的体积压缩,增大了压强,平衡向体积缩小的正反应方向移动;由于温度不变,则化学平衡常数不变,
故答案为:减小;正反应;不变;
(3)根据反应2A2(g)+B2(g)⇌2C3(g)可知,恒温恒容条件下加入2mol A2和1mol B2与加入2molC3互为等效平衡,由于两个反应是从相反方向进行的,则一定满足:b+c=a,即:c=a-b,
故答案为:a-b;
(4)A.2v逆(A2)=v正(B2),表示的是正逆反应速率,但是不满足方程式中的计量数关系,说明没有达到平衡状态,故A错误;
B.v正(C3)=2v正(B2),表示的都是正反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,故B错误;
C.A2与C3浓度相等,无法证明正逆反应速率相等,无法判断是否达到平衡状态,故C错误;
D.混合气体的平均相对分子质量不变:该反应是气体体积减小的反应,随着反应的进行,气体物质的量减小,平均相对分子量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明各组分浓度不再变化,达到平衡状态,故D正确;
E.容器内压强保持不变:该反应是气体体积不会的反应,当压强不变,说明反应体系中各组分的浓度不再变化,正反应速率相等,达到平衡状态,故E正确;
F.容器内密度保持不变:该反应前后都是气体,气体的质量不变,由于容器的容积不变,根据ρ=可知,气体的密度始终不变,无法根据密度判断平衡状态,故F错误;
故选DE;
(5)A.及时分离出C3气体,反应物浓度减小,反应向着正向移动,但是反应速率减小,故A错误;
B.适当升高温度,该反应为放热反应,平衡向着逆向移动,故B错误;
C.增大B2的浓度,反应物浓度增大,反应速率增大,平衡向着正向移动,故C正确;
D.选择高效的催化剂,反应速率增大,但是化学平衡不一定,故D错误;
故选C;
(6)反应2A2(g)+B2(g)⇌2C3(g)为体积缩小的反应,恒温恒容条件下得到平衡时气体的体积减小,则得到平衡时容器中压强比反应前压强小;而恒温恒压条件下的压强大于恒温恒容,则恒温恒压条件下达到平衡时反应物转化率比恒温恒容条件下得到平衡时的大,则达恒温恒压条件下得到平衡时放热的热量多,即:d>b,
故答案为:>;
(7)由N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,可知,该反应为放热反应,且为气体体积减小的反应,则由图可知,t1正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应为升高温度;
t4时正逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应为降低压强,
故答案为:升高温度;降低压强.
扫码查看完整答案与解析