时间t/h 总压强p /100 kPa 0 4.91 1 5.58 2 6.32 4 7.31 8 8.54 16 9.50 20 9.52 25 9.53 30 9.53 回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为________。
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为
________________________________________________________________________, 平衡时A的转化率为________,列式并计算反应的平衡常数
K________________________________________________________________________。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量
n(A),n总=________mol,n(A)=________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a=__________________。
反应时间t/h 0 0.10 4 8 0.026 16 0.006 5 c(A)/(mol·L-1)
a 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律,得出的结论是________,由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________mol·L。
答 案
1.选A H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的,I浓度越大,反应速率越快,A项正确。
2.选D 此反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大,所以D项正确。
3.选A A项正确,由图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,说明此反应是放热反应,所以升高温度,平衡将逆向移动,平衡常数减小。
4.选A 由表中数据可知,N2O的反应速率为一定值,与其浓度大小无关,半衰期与浓度呈正比关系,转化率与浓度大小无关,故A项正确,B、C、D项错误。
5.选C C项,因该反应在800 ℃时平衡常数为1,设反应中转化的X的物质的量为x,0.12 mol则有(0.20-x)×(0.30-x)=x·x,故x=0.12 mol,X的转化率为×100%=60%,
0.20 mol该项正确。
6.选C M点温度比W点温度高,所以M点的正反应速率大于W点的逆反应速率,而W点的逆反应速率大于N点的逆反应速率,则M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,C项
-
-1
6
正确。
7.选B 因为b、c两点的温度不同,反应速率不可能相等,B项错误。
8.解析:(1)①过氧化氢分解,Fe2(SO4)3作催化剂,能加快过氧化氢分解产生氧气的速率,反应的方程式为:2H2O2催化剂,2H2O+O2↑。②要能直接体现反应速率的大小,可以测定收集一定体积的气体所需的时间。
答案:(1)
②产生等体积气体所需的时间 ③如图
④
V(蒸物理量 实验序号 V[0.1 mol·L-1V(30%H2O2) /mL 馏水) /mL V(O2) /mL Fe2(SO4)3] /mL t/s 1 2 a a b 2b 2b c c t1 t2 b (本题属于开放性试题,合理答案均可)
(2)深 H2O2分解放热,B中温度较A中高,N2O4转化为NO2是吸热反应,升温有利于平衡向生成NO2的方向移动
9.解析:(1)由题意及图示知,在1.00 L的容器中,通入0.100 mol的N2O4,发生反应:N2O4(g)
2NO2(g),随温度升高混合气体的颜色变深,说明反应向生成NO2的方向移动,
即向正反应方向移动,所以正反应为吸热反应,即ΔH>0;由图示知60 s时该反应达到平Δc-1-1-1衡,消耗N2O4为0.100 mol·L-0.040 mol·L=0.060 mol·L,根据v=可知:v(N2O4)
Δt0.060 mol·L-1-1==0.001 0 mol·L·s;
60 s
求平衡常数可利用三段式: N2O4(g)
2NO2(g)
-1
7
起始量/(mol·L) 0.100 0 转化量/(mol·L) 0.060 0.120 平衡量/(mol·L) 0.040 0.120
-1
c2NO20.12 mol·LK1==-1
cN2O40.04 mol·L
2
-1-1
-1
=0.36 mol·L
-1
-1
答案:(1)大于 0.001 0 0.36 mol·L
(2)①大于 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高
②平衡时,c(NO2)=0.120 mol·L+0.002 0 mol·L·s×10 s×2=0.160 mol·L
-1
-1
-1
-1
c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1
0.160 mol·LK2=-1
0.020 mol·L
-1
2
≈1.3 mol·L
-1
(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动
10.解析:(1)反应Ⅰ为熵增、吸热反应,其能自发进行的条件是高温。(2)反应Ⅱ的
p4CO2
Kp可表示为4。(3)在相同条件下反应当Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),说明反
pCO
应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的小,又反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,所以C项符合题意。(4)通过监测反应体系中SO2和CO2的浓度的变化可以判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生。
p4CO2
答案:(1)高温 (2)4 (3)C (4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随
pCO
时间发生变化,则表明两个反应同时发生 (5)ABC
(6)如图所示
11.解析:(2)在温度一定、容积一定的条件下,气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。求解平衡常数时,可利用求得的平衡转化率并借助“三行式”进行,不能用压强代替浓度代入。(3)n(A)的求算也借助“三行式”进行。a=0.051,从表中数据不难得出:每隔4 h,A的浓度约减少一半,依此规律,12 h时,A的浓度为0.013 moL/L。
答案:(1)升高温度、降低压强 (2)(-1)×100% 94.1% A(g)
B(g) + C(g)
pp0
0.10 0 0
8
0.10×(1-94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.094 1 mol·LK=-10.005 9 mol·L
-1
2
=1.5 mol·L
-1
(3)①0.10× 0.10×(2-) ②0.051 达到平衡前每间隔4 h,c(A)减少约一半 0.013
pp0pp0
9