10.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1.一定條件下,利用一定量的R(g)制備M(g),反應(yīng)為①R(g)M(g),過程中發(fā)生②M(g)N(g)和③M(g)P(g)兩個(gè)副反應(yīng),反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法正確的是(C)A.反應(yīng)②比反應(yīng)①更快達(dá)到平衡B.當(dāng)n(R)+n(M)+n(N)+n(P)的值不變,所有反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)C.溫度越高,平衡時(shí)產(chǎn)物中M的純度越低D.一定溫度下,增大R的濃度,平衡時(shí)n(2.在一定溫度和壓強(qiáng)下,發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng):Ⅰ.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)Kx1Ⅱ.C2H6(g)+H2(g)2CH4(g)Kx2其中Kx2?Kx1,且Kx是以平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替平衡濃度計(jì)算的平衡常數(shù)。則下列說法正確的是(C)A.僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ時(shí),若C2H6(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為25.00%,則Kx1=0.67B.同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ時(shí),與僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ時(shí),乙烯的平衡產(chǎn)率減小C.工業(yè)上常常選擇通入適量熱空氣,這種做法有利于提供反應(yīng)所需的熱量D.達(dá)到平衡時(shí),加入高效催化劑有利于增大Kx13.200℃條件下,CH3Cl與Cl2反應(yīng)制CH2Cl2,同時(shí)有副產(chǎn)物CHCl3、CCl4產(chǎn)生。一氯甲烷的轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物分布分?jǐn)?shù)[如二氯甲烷的分布分?jǐn)?shù):δ(CH2Cl2)=n(CH2A.隨著原料配比的增加,CH2Cl2的分布分?jǐn)?shù)逐漸減小B.工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)控制原料配比在0~0.5左右C.CH3Cl的轉(zhuǎn)化率隨原料配比增大而升高D.在原料配比n(Cl2)n(CH3Cl)=0.5時(shí),CH3Cl制CH2Cl2的相對(duì)壓力平衡常數(shù)Kpr=12.8[Kp4.CO2可制備乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),實(shí)現(xiàn)碳中和,按投料比n(H2)n(CO2)=3,在0.1MPa恒壓容器中達(dá)到平衡后A.該反應(yīng)的ΔH>0B.b為n(C2H4)隨溫度的變化曲線C.提高投料比,可增大CO2的轉(zhuǎn)化率D.維持壓強(qiáng)不變,向平衡體系中充入Ar,可增大C2H4的產(chǎn)率5.在T1℃和T2℃(T1<T2)時(shí),向恒容容器中投入等物質(zhì)的量的兩種反應(yīng)物,發(fā)生以下反應(yīng):HNCO(g)+NH3(g)CO(NH2)2(g)ΔH<0,平衡時(shí)lgp(NH3)與lgp[CO(NH2)2]的關(guān)系如圖所示。已知:p為氣體的分壓(單位為kPa),v正=k正·p(HNCO)·p(NH3),v逆=k逆·p[CO(NH2)2]。下列說法正確的是(B)A.直線a對(duì)應(yīng)的溫度是T2B.T1℃時(shí),lgk正-lgk逆=3C.若點(diǎn)A時(shí)繼續(xù)投入等物質(zhì)的量的兩種反應(yīng)物,再次達(dá)到平衡時(shí)(溫度不變),CO(NH2)2的體積分?jǐn)?shù)減小D.升高溫度時(shí),k正增大m倍,k逆增大n倍,則m>n6.在473K、3.0×103kPa的高壓HCl氛圍下,Ph—C≡C—CH3發(fā)生下列反應(yīng),該炔烴及反應(yīng)產(chǎn)物的占比[μ(產(chǎn)物Ⅰ)=n(產(chǎn)物Ⅰ)n(Ph—C≡C—A.活化能:反應(yīng)Ⅰ>反應(yīng)ⅡB.t1時(shí)刻,Ph—C≡C—CH3的轉(zhuǎn)化率為80%C.反應(yīng)Ⅰ的Kp=34×10D.反應(yīng)Ⅰ比反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ先達(dá)到平衡7.甲醇-水催化重整可獲得H2。其主要反應(yīng)為反應(yīng)ⅠCH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.4kJ·mol-1反應(yīng)ⅡCO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1在1.0×105Pa、n始(H2O)∶n始(CH3OH)=1.2時(shí),若僅考慮上述反應(yīng),平衡時(shí)CO的選擇性、CH3OH的轉(zhuǎn)化率和H2的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。CO的選擇性=n生成下列說法正確的是(B)A.一定溫度下,增大n(H2B.平衡時(shí)CH3OH的轉(zhuǎn)化率一定大于H2O的轉(zhuǎn)化率C.圖中曲線①表示平衡時(shí)H2產(chǎn)率隨溫度的變化D.一定溫度下,降低體系壓強(qiáng),反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)增大8.某密閉容器中發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):①X(g)+Y(g)M(g)+Q(g)K1;②X(g)+Y(g)N(g)+Q(g)K2。反應(yīng)①的正反應(yīng)速率v1(正)=k1·c(X)·c(Y),反應(yīng)②的正反應(yīng)速率v2(正)=k2·c(X)·c(Y),其中k1、k2為速率常數(shù)。某溫度下,體系中生成物濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(D)A.反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②B.10s時(shí),正反應(yīng)速率v1(正)<v2(逆)C.0~6s內(nèi),X的平均反應(yīng)速率v(X)=0.5mol·L-1·s-1D.該溫度時(shí),K1K10.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1.C反應(yīng)②的活化能比反應(yīng)①大,故反應(yīng)①比反應(yīng)②更快達(dá)到平衡,故A錯(cuò)誤;根據(jù)物料守恒,n(R)+n(M)+n(N)+n(P)始終為定值,故B錯(cuò)誤;R(g)M(g)是放熱反應(yīng),②M(g)N(g)和③M(g)P(g)是吸熱反應(yīng),故溫度越高,越有利于副反應(yīng)發(fā)生,平衡時(shí)產(chǎn)物中M的純度越低,故C正確;一定溫度下,增大R的濃度,反應(yīng)①平衡正向移動(dòng),M的濃度增大,使反應(yīng)②、③正向移動(dòng),P的能量更低,M的濃度增大更有利于反應(yīng)③,故平衡時(shí)n(N)n(P)減小2.C僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ時(shí),若C2H6(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為25.00%,假設(shè)C2H6(g)的起始量為1mol,則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n[C2H6(g)]=0.75mol、n[C2H4(g)]=0.25mol、n[H2(g)]=0.25mol,則Kx1=(0.251.25)20.751.25≈0.067,A錯(cuò)誤;Kx2?Kx1,反應(yīng)Ⅱ正向進(jìn)行的程度遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅰ,且反應(yīng)Ⅱ消耗H2使反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng),同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ時(shí),與僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ時(shí),C2H6(g)的轉(zhuǎn)化量增大,乙烯的平衡產(chǎn)率增大,B錯(cuò)誤;工業(yè)上常常選擇通入適量的熱空氣,相當(dāng)于加熱,有利于提供反應(yīng)所需的熱量,C正確;3.B由圖像可知隨著原料配比的增加,CH2Cl2的分布分?jǐn)?shù)逐漸減小,A正確;由圖像可知原料配比n(Cl2)n(CH3Cl)在0~0.5左右,雖然副產(chǎn)物只有三氯甲烷,但一氯甲烷的轉(zhuǎn)化率低,則原料配比一般在1左右,B錯(cuò)誤;由圖像可知CH3Cl的轉(zhuǎn)化率隨原料配比n(Cl22mol×0.4=0.8mol轉(zhuǎn)化,生成2mol×0.4×0.8=0.64mol二氯甲烷和2mol×0.4×0.2=0.16mol三氯甲烷:CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl起始/mol 2 1 0 0轉(zhuǎn)化/mol 0.64 0.64 0.64 0.64平衡/mol 2×(1-0.4)

=1.2 1-0.64-

0.32=0.04 0.64 0.64+0.32

=0.96CH3Cl+2Cl2CHCl3+2HCl起始/mol 2 1 0 0轉(zhuǎn)化/mol 0.16 0.32 0.16 0.32平衡/mol 2×(1-0.4)

=1.2 1-0.32-

0.64=0.04 0.16 0.32+0.64

=0.96故生成二氯甲烷的反應(yīng)中,各物質(zhì)相對(duì)分壓依次為1.2p總3p0、0.04p總4.C由題意可知CO2和H2的變化趨勢(shì)相同,故曲線a代表CO2,乙烯和水的變化趨勢(shì)相同且二者的物質(zhì)的量之比為1∶4,故曲線b代表H2O,曲線c代表乙烯。平衡時(shí)反應(yīng)物H2的物質(zhì)的量隨溫度升高而增大,說明升高溫度,平衡逆向移動(dòng),正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),該反應(yīng)的ΔH<0,A錯(cuò)誤;曲線a代表CO2,曲線b代表H2O,曲線c代表乙烯,B錯(cuò)誤;提高投料比,相當(dāng)于增大H2的投料,可增大另外一種反應(yīng)物CO2的轉(zhuǎn)化率,C正確;維持壓強(qiáng)不變,向平衡體系中充入Ar,容器體積增大,平衡逆向移動(dòng),C2H4的產(chǎn)率降低,D錯(cuò)誤。5.B該反應(yīng)為放熱反應(yīng)(ΔH<0),降低溫度,平衡正向移動(dòng),lgp[CO(NH2)2]增大,因?yàn)門1<T2,因此直線a對(duì)應(yīng)的溫度是T1,A錯(cuò)誤;lgk正-lgk逆=lgk正k逆,平衡時(shí)v正=v逆,即k正·p(HNCO)·p(NH3)=k逆·p[CO(NH2)2],將橫坐標(biāo)為1、縱坐標(biāo)為5代入式中,得到k正k逆=p[CO(NH2)2]p(HNCO)·p(NH3)=10510×10=103,因此lgk正-lgk逆=lgk正k逆=lg103=3,B正確;若點(diǎn)A6.B反應(yīng)所需的活化能越小,反應(yīng)速率越快,相同時(shí)間內(nèi)所占比例越大,根據(jù)圖知,短時(shí)間內(nèi),反應(yīng)Ⅰ的占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ,說明反應(yīng)Ⅰ的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ,則所需活化能反應(yīng)Ⅰ<反應(yīng)Ⅱ,A錯(cuò)誤。根據(jù)反應(yīng)方程式可知,Ph—C≡C—CH3在體系中的存在形式有Ph—C≡C—CH3、產(chǎn)物Ⅰ、產(chǎn)物Ⅱ,根據(jù)μ(產(chǎn)物)=n(產(chǎn)物Ⅰ)+n(產(chǎn)物Ⅱ)n(Ph—C≡C—CH3)+n(產(chǎn)物Ⅰ)+n(產(chǎn)物Ⅱ)及反應(yīng)后產(chǎn)物圖像可知,生成的產(chǎn)物Ⅰ、產(chǎn)物Ⅱ共80%,則t1時(shí)刻,Ph—C≡C—CH3的轉(zhuǎn)化率為80%,B正確。反應(yīng)在高壓HCl氛圍下進(jìn)行,HCl壓強(qiáng)近似等于總壓,設(shè)反應(yīng)前反應(yīng)物是1mol,根據(jù)圖像,生成產(chǎn)物Ⅱ7.B根據(jù)已知反應(yīng)ⅠCH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.4kJ·mol-1,反應(yīng)ⅡCO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1,且反應(yīng)①的熱效應(yīng)更大,溫度升高的時(shí)候?qū)Ψ磻?yīng)①影響更大一些,根據(jù)選擇性的含義,升溫時(shí)CO的選擇性增大,同時(shí)CO2的選擇性減小,所以圖中③代表CO的選擇性,①代表CH3OH的轉(zhuǎn)化率,②代表H2的產(chǎn)率。增大n(H2O)n(CH3OH),可認(rèn)為n(CH3OH)不變,n(H2O)增大,反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ平衡逆向移動(dòng),CO的選擇性降低,A錯(cuò)誤;由于n始(H2O)∶n始(CH3OH)=1.2,H2O過量,故平衡時(shí)CH3OH的轉(zhuǎn)化率一定大于H2O的轉(zhuǎn)化率,B正確;②代表H2的產(chǎn)率,C錯(cuò)誤8.D由圖可知,初始生成M的速率大于N,則反應(yīng)①的活化能小于反應(yīng)②,A