第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡測(cè)評(píng)卷(A卷) (時(shí)間：90分鐘 滿分：100分)
第Ⅰ卷(，共45分)
一、(每小題3分，共45分)
1．(2011•天津高考)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，在一定條件下使反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)??SO3(g)＋NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是( )
A．反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)
C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量
D．Δt1＝Δt2時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段
解析：這是一個(gè)反應(yīng)前后體積不變的可逆反應(yīng)，由于容器恒容，因此壓強(qiáng)不影響反應(yīng)速率，所以在本題中只考慮溫度和濃度的影響。由圖可以看出隨著反應(yīng)的進(jìn)行正反應(yīng)速率逐漸增大，因?yàn)橹灰_始反應(yīng)，反應(yīng)物濃度就要降低，反應(yīng)速率應(yīng)該降低，但此時(shí)正反應(yīng)卻是升高的，這說(shuō)明此時(shí)溫度影響是主要的，由于容器是絕熱的，因此只能是放熱反應(yīng)，從而導(dǎo)致容器內(nèi)溫度升高反應(yīng)速率加快，所以選項(xiàng)C不正確；但當(dāng)?shù)竭_(dá)c點(diǎn)后正反應(yīng)反而降低，這么說(shuō)此時(shí)反應(yīng)物濃度的影響是主要的，因此反應(yīng)物濃度越越小了。但反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，所以選項(xiàng)A、B均不正確；正反應(yīng)速率越快，消耗的二氧化硫就越多，因此選項(xiàng)D是正確的。
答案：D
2．將4 ol A氣體和2 ol B氣體在2 L的密閉容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)2A(g)＋B(g)??2C(g)ΔH＜0.4 s后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)測(cè)得C的濃度為0.6ol/L，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．反應(yīng)過程中，當(dāng)A、B、C的物質(zhì)的量濃度之比為2∶1∶2時(shí)，反應(yīng)即達(dá)到平衡狀態(tài)
B．4 s內(nèi)用物質(zhì)B表示的反應(yīng)速率為0.075 ol/(L•s)
C．達(dá)平衡后若增大壓強(qiáng)，A的轉(zhuǎn)化率降低
D．達(dá)平衡后若升高溫度，C的濃度將增大
解析：v(C)＝0.15 ol/(L•s)，vCvB＝21，B正確。A項(xiàng)，達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)A、B、C的物質(zhì)的量不再變化，此時(shí)，A、B、C的物質(zhì)的量濃度之比不是化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比。C項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大。D項(xiàng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，C的濃度將變小。
答案：B
3．在相同條件下，做H2O2分解對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其中(1)加入nO2催化，(2)不加nO2催化。下圖是反應(yīng)放出O2的體積隨時(shí)間的變化關(guān)系示意圖，其中正確的是( )
A． B． C． D.
解析：使用催化劑縮短平衡所需時(shí)間，但不影響平衡的移動(dòng)。
答案：A
4．在25℃時(shí)，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：
物質(zhì)XYZ
初始濃度/ol/L0.10.20
平衡濃度/ol/L0.050.050.1
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為50%
B．反應(yīng)可表示為X＋3Y===2Z，其平衡常數(shù)為1 600
C．增大壓強(qiáng)使平衡向生成Z的方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大
D．改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)
解析：題中有一明顯的錯(cuò)誤，就是C選項(xiàng)中平衡常數(shù)增大，增大壓強(qiáng)不可能使K增大。其他選項(xiàng)均為平衡中的基礎(chǔ)計(jì)算和基礎(chǔ)知識(shí)，關(guān)鍵是根據(jù)表中數(shù)據(jù)(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2可推出X＋3Y??2Z.
答案：C
5．已知4NH3＋5O2??4NO＋6H2O(g)，若化學(xué)反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[單位：ol/(L•s)]表示，則正確關(guān)系是( )
A.45v(NH3)＝v(O2) B.56v(O2)＝v(H2O)
C.23v(NH3)＝v(H2O) D.45v(O2)＝v(NO)
解析：v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6。
答案：D
6．升高溫度時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，主要原因是( )
A．分子運(yùn)動(dòng)速率加快，使該反應(yīng)物分子的碰撞機(jī)會(huì)增多
B．反應(yīng)物分子的能量增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞次數(shù)增多
C．該化學(xué)反應(yīng)的過程是吸熱的
D．該化學(xué)反應(yīng)的過程是放熱的
解析：升高溫度，相當(dāng)于向反應(yīng)體系中補(bǔ)充能量，反應(yīng)物分子能量增加，使部分非活化分子變成活化分子，提高了活化分子百分?jǐn)?shù)，有效碰撞次數(shù)增多，加快了反應(yīng)速率，這是主要原因，故A錯(cuò)誤，B正確；溫度升高，反應(yīng)速率加快，與反應(yīng)的熱效應(yīng)無(wú)關(guān)，C、D錯(cuò)誤。
答案：B
7．某溫度下，反應(yīng)2N2O5??4NO2＋O2開始進(jìn)行時(shí)，c(N2O5)＝0.040 8 ol/L。經(jīng)1 in后，c(N2O5)＝0.030 ol/L。則該反應(yīng)的反應(yīng)速率為( )
A．v(N2O5)＝1.8×10－4 ol/(L•s)
B．v(N2O5)＝1.08×10－2 ol/(L•s)
C．v(NO2)＝1.8×104 ol/(L•s)
D．v(O2)＝1.8×104 ol/(L•s)
解析：v(N2O5)＝ΔcΔt＝0.040 8 ol/L－0.030 ol/L1 in＝1.08×10－2 ol/(L•in)＝1.8×10－4 ol/(L•s)，由速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可求用其他物質(zhì)表示的反應(yīng)速率。
答案：A
8．在恒溫時(shí)，一固定容積的容器內(nèi)充入1 ol NO2(g)，發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2(g)??N2O4(g)，達(dá)平衡時(shí)，再向容器內(nèi)通入1ol NO2(g)，重新達(dá)到平衡后，與第一次平衡時(shí)相比，容器內(nèi)的壓強(qiáng)( )
A．不變 B．增大不到原2倍
C．增大到原2倍 D．無(wú)法判斷
解析：化學(xué)平衡的移動(dòng)遵循勒夏特列原理。可以假設(shè)是兩個(gè)相同的反應(yīng)，如果把它壓入一個(gè)容器中，則平衡向體積減小的方向移動(dòng)，達(dá)到新平衡后壓強(qiáng)小于原的2倍。
答案：B
9．常溫常壓下，在帶有相同質(zhì)量的活塞且容積相等的甲、乙兩容器里，分別充有二氧化氮和空氣(如下圖)，現(xiàn)分別進(jìn)行兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：(N2O4??2NO2 ΔH＞0)
(a)將兩容器置于沸水中加熱；
(b)在活塞上都加2 kg的砝碼。
在以上兩種情況下，甲和乙兩容器的體積大小的比較，正確的是( )
A．(a)甲＞乙，(b)甲＞乙
B．(a)甲＞乙，(b)甲＝乙
C．(a)甲＜乙，(b)甲＞乙
D．(a)甲＞乙，(b)甲＜乙
解析：N2O4??2NO2 ΔH＞0正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，置于沸水中加熱時(shí)，平衡右移，使氣體的物質(zhì)的量增多，所以(a)甲＞乙；N2O4??2NO2 ΔH＞0也是氣體體積增大的反應(yīng)，加壓時(shí)平衡左移，使氣體的物質(zhì)的量減少，所以(b)甲＜乙(因?yàn)橐覛怏w體積的變化較小可忽略)。
答案：D
10．在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 ol/L、0.3 ol/L、0.2 ol/L，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是( )
A．Z為0.3 ol/L B．Y2為0.4 ol/L
C．X2為0.2 ol/L D．Z為0.4 ol/L
解析：本題考查可逆反應(yīng)的特點(diǎn)與根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行物質(zhì)換算的能力�？赡娣磻�(yīng)不可能進(jìn)行徹底，所以平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量不可能為零，B、C項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，它們?cè)黾拥奈镔|(zhì)的量由Z完全反應(yīng)才能生成，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，它增加的物質(zhì)的量應(yīng)由X完全反應(yīng)才能生成，故錯(cuò)誤。
答案：A
11．下列變化不能用勒夏特列原理解釋的是( )
A．工業(yè)生產(chǎn)硫酸的過程中使用過量的氧氣，以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率
B．H2、I2(g)混合氣體加壓后顏色變深
C．紅棕色的NO2加壓后顏色先變深再變淺
D．實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
解析：H2、I2(g)、HI混合氣體加壓后平衡不移動(dòng)，顏色變深是因?yàn)榈鈫钨|(zhì)的濃度隨壓強(qiáng)增大而加深；其他選項(xiàng)都涉及平衡的移動(dòng)，故都能用勒夏特列原理解釋。
答案：B
12．在一密閉容器中有如下反應(yīng)：aX(g)＋bY(g)??nW(g)，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)此反應(yīng)在不同條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了如下曲線圖：
其中，w(W)表示W(wǎng)在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)，t表示反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)其他條件不變時(shí)，下列分析正確的是( )
A．圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且p2＞p1，a＋b＜n
B．圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且p1＞p2，n＜a＋b
C．圖Ⅱ可能是在同溫同壓下催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，且1使用的催化劑效果好
D．圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響，且T1＞T2，ΔH＜0
解析：若圖Ⅱ?yàn)閴簭?qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，則反應(yīng)應(yīng)為等體積反應(yīng)；圖Ⅲ若為溫度對(duì)反應(yīng)的影響，且T1＞T2，升高溫度平衡左移，n(W)應(yīng)減小。
答案：AC
13．在密閉容器中，一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng)NO(g)＋CO(g) ??12N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2 /ol，達(dá)到平衡后，為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施是( )
A．加催化劑同時(shí)升高溫度 B．加催化劑同時(shí)增大壓強(qiáng)
C．升高溫度同時(shí)充入N2 D．降低溫度同時(shí)增大壓強(qiáng)
解析：本題考查的是外界條件的改變對(duì)反應(yīng)速率以及平衡移動(dòng)的影響。降低溫度會(huì)減慢反應(yīng)速率；上述反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)或降低溫度均可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高NO的轉(zhuǎn)化率，所以選B。
答案：B
14．某溫度下，C和H2O(g)在密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：
①C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)
②CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c(H2)＝1.9ol/L，c(CO)＝0.1 ol/L，則CO2的濃度為( )
A．0.1 ol/L B．0.9 ol/L
C．1.8 ol/L D．1.8 ol/L
解析：設(shè)反應(yīng)①中生成的H2濃度為x，反應(yīng)②中生成的H2濃度為y，則
C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)
x x x x
CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
y y y y
根據(jù)題意，有x＋y＝1.9 ol/LH2的平衡濃度x－y＝0.1 ol/LCO的平衡濃度
解得y＝0.9 ol/L。則CO2的濃度0.9 ol/L。
答案：B
15．已知一定溫度下，2X(g)＋Y(g)??Z(g) ΔH＝－a /ol(a＞0)，現(xiàn)有甲、乙兩容積相等且固定不變的密閉容器，在保持該溫度下，向密閉容器中通入2 ol X和1 ol Y，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，放出熱量b ，向密閉容器乙中通入1 ol X和0.5 ol Y，達(dá)到平衡時(shí)，放出熱量c ，且b＞2c，則a、b、的值或關(guān)系正確的是( )
A．＝4 B．a(chǎn)＝b
C．a(chǎn)＜b2 D．≤2
解析：
由于b＞2c，則表明加壓向正方向移動(dòng)，即正方向?yàn)闅怏w體積縮小的反應(yīng)，則＜3，為正整數(shù)。則D中≤2正確。
答案：D
第Ⅱ卷(非選擇題，共55分)
二、非選擇題
16．(6分)如下圖所示，在容器A中裝有20℃的水50 L，容器B中裝有1 ol/L的鹽酸50 L，試管C、D相連通，且其中裝有紅棕色NO2和無(wú)色N2O4的混合氣體，并處于下列平衡：2NO2??N2O4 ΔH＝－57 /ol，
當(dāng)向A中加入50 gNH4NO3晶體使之溶解；向B中加入2 g苛性鈉時(shí)：
(1)C中的氣體顏色__________；D中的氣體顏色__________(填“變淺”或“變深”)。
(2)若25℃時(shí)，起始時(shí)僅有NO2氣體，2NO2??N2O4達(dá)到平衡時(shí)，c(NO2)＝0.012 5 ol/L，c(N2O4)＝0.032 1 ol/L，則NO2的起始濃度為__________，NO2的轉(zhuǎn)化率為__________。
解析：在A中加入NH4NO3晶體時(shí)，溫度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C中氣體顏色變淺；在B中加入苛性鈉時(shí)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，D中氣體顏色變深。
答案：(1)變淺 變深
(2)0.076 7 ol/L 83.7%
17．(12分)(2011•全國(guó)高考)反應(yīng)aA(g)＋bB(g)????催化劑 cC(g)(ΔH＜0)在等容條件下進(jìn)行。改變其他反應(yīng)條件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示：
Ⅰ �、颉 、�
回答問題：
(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式中，a：b：c為__________；
(2)A的平均反應(yīng)速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)從大到小排列次序?yàn)開_________；
(3)B的平衡轉(zhuǎn)化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是______，其值是______；
(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動(dòng)的方向是__________ ____，采取的措施是________________________；
(5)比較第Ⅱ階段反應(yīng)溫度(T2)和第Ⅲ階段反應(yīng)溫度(T3)的高低：T2______T3(填“＞”、“＝”、“＜”)，判斷的理由是________ __________________________
(6)達(dá)到第三次平衡后，將容器的體積擴(kuò)大一倍，假定10 in后達(dá)到新的平衡，請(qǐng)?jiān)谙聢D中用曲線表示Ⅳ階段體系中各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)(曲線上必須標(biāo)出A、B、C)。
解析：(1)任意的選Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ進(jìn)行計(jì)算求比例可得1∶3∶2；
(2)vⅠ(A)＝Δc(A)/Δt＝2－1ol/L20 in＝
0．05 ol•(L•in)－1；
vⅡ(A)＝Δc(A)/Δt＝1－0.62ol/L15 in≈
0．0253 ol•(L•in)－1
vⅢ(A)＝Δc(A)/Δt＝0.62－0.50ol/L10 in＝
0．012 ol•(L•in)－1所以易知反應(yīng)速率的大�。�
(3)由圖上數(shù)據(jù)可知，αⅢ(B)最小，經(jīng)計(jì)算得αⅢ(B)＝1.86－1.501.86× 100%≈19.35%；
(4)由圖易知平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因?yàn)榉磻?yīng)物的濃度在降低，生成物的濃度在增加，采取的措施是將生成物移走，降低了生成物的濃度；
(5)T2＞T3，題干已給出正反應(yīng)是放熱的氣體反應(yīng)且為恒容容器，不可能縮小容積增大壓強(qiáng)，又由于生成物的濃度在增大，所以使平衡向正方向移動(dòng)的措施只能是降低溫度；
(6)容積加倍平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，具體作圖見答案
答案：(1)1∶3∶2
(2)vⅠ(A)＞vⅡ(A)＞vⅢ(A)
(3)αⅢ(B) 19.35%
(4)向正反應(yīng)方向移動(dòng) 從反應(yīng)體系中移出產(chǎn)物C
(5)＞ 此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
(6)
(注：只要曲線能表示出平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
及各物質(zhì)濃度的相對(duì)變化比例即可)
18．(12分)現(xiàn)有反應(yīng)A(g)＋nB(g)??pC(g)，達(dá)到平衡后，當(dāng)升高溫度時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率變大；當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí)，混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小，則
(1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)是__________熱反應(yīng)，且＋n__________p (填“＞”、“＜”或“＝”)。
(2)減壓時(shí)，A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，正反應(yīng)速率__________。
(3)若加入B(體積不變)，則A的轉(zhuǎn)化率__________，B的轉(zhuǎn)化率__________。
(4)若升高溫度，則平衡時(shí)，B、C的濃度之比cBcC將________。
(5)若加入催化劑，平衡時(shí)氣體混合物的總物質(zhì)的量________。
(6)若B是有色物質(zhì)，A、C均為無(wú)色物質(zhì)，則加入C(體積不變)時(shí)混合物的顏色__________，而維持容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，充入氖氣時(shí)，混合物的顏色__________(填“變淺”、“變深”、或“不變”)。
解析：升高溫度，B的轉(zhuǎn)化率變大，說(shuō)明此反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；減小壓強(qiáng)，混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小，說(shuō)明減小壓強(qiáng)時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則＋n＞p；催化劑對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響；若B為有色物質(zhì)，體積不變時(shí)加入C，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，生成更多的B而使混合物的顏色加深。如維持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入氖氣可使容器體積增大，雖然平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，B的物質(zhì)的量增加，但B的濃度比原平衡時(shí)小，因而混合物的顏色變淺。
答案：(1)放�。尽�(2)增大 減小 (3)增大 減小 (4)減小 (5)不變 (6)變深 變淺
19．(6分)兩種氣態(tài)單質(zhì)X和Y能直接化合生成Z(可逆反應(yīng))，如將X和Y按一定比例混合并壓入密閉容器中，在不同溫度下經(jīng)過一段時(shí)間后，反應(yīng)混合物中X的含量變化如下圖所示，回答下列問題：
(1)上述X與Y化合生成Z的反應(yīng)是__________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)；
(2)溫度低于T℃時(shí)，反應(yīng)混合物中X的含量__________，原因是______________________________；溫度高于T℃時(shí)，反應(yīng)混合物中X的含量__________，原因是_____________________________。
解析：T℃時(shí)的狀態(tài)恰好為平衡狀態(tài)。
答案：(1)放熱 (2)較高且逐漸減少 溫度低，反應(yīng)慢，生成物少 逐漸升高 升溫，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
20．(10分)科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時(shí)間3 h)：
T/K303313323353
NH3生成量/10－6 ol4.85.96.02.0
相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
N2(g)＋3H2O(l)===2NH3(g)＋32O2(g)
ΔH＝＋765.2 /ol
回答下列問題：
(1)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議：__________。
(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)。設(shè)在容積為2.0 L的密閉容器中充入0.60 ol N2(g)和1.60 ol H2(g)，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中的總的物質(zhì)的量之比)為47。計(jì)算(寫出計(jì)算過程)：
①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率；
②該條件下反應(yīng)2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的平衡常數(shù)。
解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理在合成氨中的應(yīng)用及化學(xué)平衡的簡(jiǎn)單計(jì)算。(1)根據(jù)催化劑能降低反應(yīng)的活化能這一原理即可畫出相應(yīng)能量變化曲線。
(2)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可分析出具體措施。
(3)①設(shè)反應(yīng)過程中消耗x ol N2(g)。
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
起始物質(zhì)的量/ol 0.60 1.60 0
平衡時(shí)物質(zhì)的量/ol 0.60－x 1.60－3x 2x
平衡時(shí)反應(yīng)體系總物質(zhì)的量＝[(0.60－x)＋(1.60－3x)＋2x]ol＝(2.20－2x) ol。
NH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)＝2x÷(2.20－2x)＝47。
x＝0.40
N2的平衡轉(zhuǎn)化率＝0.40 ol0.60 ol×100%＝66.7%。
②設(shè)反應(yīng)2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的平衡常數(shù)為K。
平衡時(shí)：c(NH3)＝2×0.40 ol÷2.0 L＝0.40 ol/L
c(N2)＝(0.60－0.40) ol÷2.0 L＝0.10 ol/L
c(H2)＝(1.60－3×0.40) ol÷2.0 L＝0.20 ol/L
K＝cN2•[cH2]3[cNH3]2
＝[(0.10 ol/L)×(0.20 ol/L)3]÷(0.40 ol/L)2
＝5.0×10－3 ol2•L－2
答案：(1)升高溫度或增大N2的濃度
(2)①66.7%；②0.005
21．(9分)高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：
FeO(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))
其平衡常數(shù)可表達(dá)為K＝cCO2cCO。已知1 100℃時(shí)K＝0.263。
(1)溫度升高，化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值________，平衡常數(shù)K＝__________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)1 100℃時(shí)，測(cè)得高爐中c(CO2)＝0.025 ol/L，c(CO)＝0.1 ol/L，在這種情況下，該反應(yīng)__________(填“已經(jīng)”或“沒有”)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率是v正__________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆，其原因是________________________ __________________。
解析：第(1)問，溫度升高，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，高爐內(nèi)cCO2cCO比值增大，結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式，自然可以得到K值增大；第(2)問，溫度不變，平衡常數(shù)自然不變，此時(shí)cCO2cCO＝0.0250.1＝0.25＜0.263，說(shuō)明未達(dá)到平衡，若要達(dá)到平衡，應(yīng)增加CO2的濃度，減小CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v正＞v逆。
答案：(1)增大 增大 (2)沒有 大于 cCO2cCO＝0.25＜0.263
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