4.可逆反应:mA(g)nB(g)+pC(s) ΔH=Q,温度和压强的变化对正、逆反应速率
的影响分别符合图中的两个图像,以下叙述正确的是( )
A.m>n,Q >0 C.m>n,Q <0
B.m>n+p,Q >0 D.m 解析:选C。由图像可知,温度升高,v正、v逆都增大,且v逆>v正,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,即Q<0;压强增大,v正、v逆都增大,且v正>v逆,平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积减小的反应,即m>n,C正确。 5.(2018·浙江11月选考)已知2SO2(g)+O2(g) 1 2SO3(g) ΔH=-197.8 kJ·mol - 。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1,且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%) 随温度和压强的变化如下表: 温度/K 673 723 773 下列说法不正确的是( ) A.一定压强下,降低温度,SO2平衡转化率增大 B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等 C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2转化率已相当高 解析:选B。A项,由于该反应是放热反应,所以一定压强下,降低温度,平衡向放热反应方向移动,SO2 的转化率增大,故A正确;B项,在不同温度、压强下,由于化学反应速率不一定相同,所以转化相同物质的量的SO2 所需要的时间不一定相等,故B不正确;C项,使用催化剂的目的是加快化学反应速率,缩短反应达到平衡所需的时间,故C正确;D项,分析2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3 (g)可知,加压可以提高SO2 的转化率,但因为常压下 压强/(10Pa) 1.01 99.2 97.5 93.5 5.07 99.6 98.9 96.9 10.1 99.7 99.2 97.8 25.3 99.8 99.5 98.6 50.7 99.9 99.6 99.0 5SO2 的转化率已相当高,所以工业生产中通常不采取加压措施,故D正确。 6.(2020·黄冈高三质检)T ℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和 T2,Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。下列分析正确的是( ) 13 A.容器中发生的反应可表示为3X(g)+Y(g)B.0~3 min内,v(X)=0.2 mol·L·min C.若改变条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件可能是增大压强 D.其他条件不变时,升高温度,v(正)、v(逆)都增大,且重新达到平衡前v(正)>v(逆) 解析:选D。A项,由图中X、Y、Z的物质的量变化可知反应为3X(g)+Y(g) 2Z(g), -1 -1 4Z(g) 0.6 mol2 L-1-1 错误;B项,0~3 min内,v(X)==0.1 mol·L·min,错误;C项,图3与图 3 min1相比,限度没有变,只是缩短了到达平衡的时间,若增大压强,平衡向正反应方向移动,错误;D项,由图2可知T2>T1,升高温度,Y的体积百分含量减小,平衡向正反应方向移动, v(正)>v(逆),正确。 二、不定项选择题 7.在一定温度和压强下,密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)ΔH<0,当反应达到平衡状态,下列叙述正确的是( ) A.升高温度,K减小 B.减小压强,n(CO2)增加 C.更换高效催化剂,α(CO)增大 D.充入一定量的氮气,n(H2)不变 解析:选AD。A.此反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数只受温度的影响,即升高温度,K减小,故A说法正确;B.反应前后气体系数之和相等,因此减小压强,平衡不移动,即n(CO2)不变,故B说法错误;C.催化剂对化学平衡移动无影响,因此CO的转化率不变,故C说法错误;D.恒压下,充入N2,容器的体积增大,组分浓度降低,但化学反应前后气体体积不变,因此化学平衡不移动,n(H2)不变,故D说法正确。 8.已知反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=Q kJ·mol,在三个不同容积的容器 -1 催化剂 CO2(g)+H2(g) 中分别充入1 mol CO与2 mol H2,恒温恒容,测得平衡时CO的转化率如下表。 序号 ① ② 温度/℃ 200 200 容器体积 CO转化率 50% 70% 平衡压强/Pa V1 V2 p1 p2 14 ③ 350 V3 50% p3 下列说法正确的是( ) A.反应速率:③>①>② B.平衡时体系压强:p1∶p2=5∶4 C.若容器体积V1>V3,则Q<0 D.若实验②中CO和H2用量均加倍,则CO转化率<70% 解析:选C。①和②的温度相同,而转化率②>①,则②可看作在①的基础上加压,即 V1>V2,因此反应速率:②>①,A错误;①与②比较,达到平衡时,平衡混合物的物质的量 之比为5∶4,但V1与V2不等,因此平衡时体系压强:p1∶p2≠5∶4,B错误;若容器体积 V1>V3且温度相同,则①与③比较,CO的转化率③>①,而现在CO的转化率相同,则升温③ 的平衡逆向移动,而升温平衡向吸热反应方向移动,即逆反应是吸热反应,C正确;若实验②中CO和H2用量均加倍,则可看作在②的基础上加压,CO转化率增大,D错误。 9.在三个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)度的关系如图所示: C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。CO2的平衡转化率与温 下列说法正确的是( ) A.该反应的ΔH>0 B.氢碳比:①>② C.在氢碳比为2.0时,Q点v(正)<v(逆) D.若起始时,CO2、H2浓度分别为0.5 mol·L和1.0 mol·L,则可得P点对应温度的平衡常数的值为512 解析:选BD。A项,由图像可知,随温度的升高,CO2平衡转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,错误;B项,相同温度时,①中CO2的平衡转化率高,说明氢碳比高(提高H2的比例,平衡正向移动,CO2的转化率高),正确;C项,相同温度下,氢碳比为2.0时,平衡点是P点,Q点到P点,CO2平衡转化率增大,平衡正向移动,v(正)>v(逆),错误;D项, 2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) -1 -1 15 c(始)/ mol·L -1 0.5 1.0 0 0 c(变)/ mol·L -1 0.25 0.75 0.125 0.5 c(平)/ mol·L -1 0.25 0.25 0.125 0.5 c(C2H4)·c4(H2O)0.125×0.54K=2==512,正确。 c(CO2)·c6(H2)0.252×0.256 三、非选择题 1 10.高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g) 3已知该反应在不同温度下的平衡常数如下: 温度/℃ 平衡常数 请回答下列问题: (1)该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH______0(填“>”“<”或“=”)。 (2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=______________,CO的平衡转化率=________。 (3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是_________________________。 A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2 D.升高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂 解析:(1)根据表中平衡常数与温度的关系,温度越高,平衡常数越小,说明该反应是放热反应,ΔH<0;Fe2O3、Fe都是固体,不出现在平衡常数表达式中,则K= (2)设平衡后转化的CO的浓度为x mol·L, 1 Fe2O3(s)+CO(g) 3 -1 -1 2 Fe(s)+CO2(g)。 3 1 000 4.0 1 150 3.7 1 300 3.5 c(CO2) 。 c(CO) 2 Fe(s)+CO2(g) 3 起始/mol·L 0.1 0.1 转化/mol·L x x 平衡/mol·L 0.1-x 0.1+x -1-1 16