第一节《化学反应速率》填空题专题训练
1.(6分) 在一定温度下,将4mol SO2与2molO2放入4L的密闭容器中,在一定条件下反应,10分钟时达到平衡: 2SO2 + O2 2SO3 测得平衡时混合物总物质的量为5mol,求:
(1)10分钟时O2的反应速率为 mol/(L•min)(2)平衡时SO2的转化率
(3) 平衡常数K为多少
【答案】(1)0.025;(2)50%;(3)K=4mol/L
【解析】
试题分析:(1)在反应开始时c(SO2)=1mol/L, c(O2)=0.5mol/L假设反应过程中O2的物质的量变化为xmol,则SO2、SO3的物质的量变化为2xmol根据题意可得(4-2x)+(2-x)+2x=5,解得x=1mol.所以10分钟时O2的反应速率为(1mol÷4L)÷10min=0.025 mol/(L•min); (2)平衡时SO2的转化率(2×1mol)÷4mol×100%=50%;在平衡时各种物质的浓度分别是:c(SO2)= 0.5mol/L, c(O2)= 0.25mol/L, c(SO3)= 0.5mol/L, 所以平衡常数
考点:考查化学反应速率、化学平衡常数、物质的转化率的计算的知识。
2.(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4 kJ/mol,该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的 ,此时H2的转化率为 (计算出结果);欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是 (填选项字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中再充入一定量H2
C.改变反应的催化剂 D.液化生成物分离出氨
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(1) 4NH3(g)+3O2(g) H=+1530 kJ/mol
又知:H2O(1)=H2O(g) H=+44.0 kJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) H = kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K= ,控制其他条件不变,增大压强,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)① 减小 ②30% AD (2) +1266 c3(O2) c4(NH3)/ c2(N2) c6(H2O) 不变
【解析】
试题分析:(1)①催化剂能降低正逆反应的活化能,在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是减小。②根据三行式计算;设发生反应的氮气的物质的量为x
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量(mol)0.3 0.5 0
转化物质的量(mol)x 3x 2x
平衡物质的量(mol)0.3—x 0.5—3x 2x
根据题意及阿伏加德罗定律知,(0.8—2x)/0.8 =7/8,解得x=0.05mol,H2的转化率为0.15/0.5×100%=30%;欲提高该容器中H2的转化率,A.向容器中按原比例再充入原料气,相当于增大压强,合成氨的反应平衡正向移动,氢气的转化率增大,正确; B.向容器中再充入一定量H2,氢气的转化率降低,错误;C.改变反应的催化剂,平衡不移动,氢气的转化率不变,错误;D.液化生成物分离出氨,平衡正向移动,氢气的转化率增大,正确,选AD。 (2)已知:①2N2(g)+6H2O(1) 4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530 kJ/mol②H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol,根据盖斯定律:①—②×6得
2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) △H =+1266kJ/mol;根据该反应的化学方程式及化学平衡常数的定义知,该反应的化学平衡常数表达式为K=c3(O2) c4(NH3)/ c2(N2) c6(H2O);影响化学平衡常数的外界条件为温度,控制其他条件不变,增大压强,K值不变。
考点:考查外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响,平衡计算。
3.(8分)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1) 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO (g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 250 ℃ 300 ℃ 350 ℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中数据判断,ΔH1______0(填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的