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专题 09 化学反应速率与化学平衡
(本卷共19小题,满分100分,考试用时75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5
第I卷 (选择题共70分)
一、选择题:本题共10个小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符
合题目要求的。
1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.工业上SO 和O 在常压下生成SO
2 2 3
B.加热蒸干AlCl 溶液不能得到无水AlCl
3 3
C.用浓氨水和氢氧化钠制取氨气
D.水中的c(H+)比0.1mol·L-1 NaOH溶液中的大
【答案】A
【解析】工业上SO 和O 在常压下生成SO ,正反应 是气体体积缩小的反应,
2 2 3
所以常压不利于三氧化硫的转化,不能用勒夏特列原理解释,故A符合;AlCl 溶液在加热时水解生成
3
Al(OH) ,生成的HCl易挥发,最终生成Al(OH) ,在加强热时,Al(OH) 不稳定,分解生成Al O,能用平衡移
3 3 3 2 3
动的原理解释,故B不符合;浓氨水中加入氢氧化钠固体,会放出大量的热,促使氨水的电离平衡正向移
动,能用勒夏特列原理解释,故C不符合;氢氧化钠对水的电离起抑制作用,所以水中的c(H+)比0.1mol/
LNaOH溶液中c(H+)大,能用勒夏特列原理解释,故D不符合;故选A。
2.下列有关NO与O 生成NO 的反应的说法正确的是
2 2
A.该反应在任意温度下都可自发进行
B.该反应达到平衡时,2v(O ) =v(NO)
2 正 逆
C.及时移出部分生成的NO 可加快NO的反应速率
2
D.当反应中消耗22.4 LNO时,转移的电子数约为
【答案】B
【解析】要使反应自发进行,△G=△H-T△S<0,而2NO(g)+O (g) 2NO (g)的正反应是气体体积减小的
2 2
放热反应,△H<0,△S<0,所以△G<0,反应进行的温度应该是低温条件,若高温条件下,△G>0,反应
不能自发进行,A错误;在任何条件下v(NO) :v(O ) =2:1,若2v(O ) =v(NO) ,则v(NO) =v(NO) ,反应
正 2 正 2 正 逆 正 逆
处于平衡状态,B正确;若及时移出部分生成的NO ,瞬间NO的速率不变,后来NO的反应速率减慢,C错
2
误;未指明22.4 LNO是否处于标准状况,因此不能确定其物质的量,也就不能计算反应过程中电子转移数目,D错误;故合理选项是B。
3.一定温度下,向2.0L恒容密闭容器中充入 ,发生反应 ,
反应过程中测得的有关数据见下表:
0 2 4 6 8
0 0.30 0.39 0.40 0.40
下列说法正确的是A.0~2s,用CO表示的平均反应速率为
B.若达平衡后缩小容器体积,重新达到平衡前,
C.其他条件不变,若改用更高效的催化剂,2~6s时测得的数据均会增大
D.其他条件不变,改为在恒容绝热密闭容器中进行该反应,化学平衡常数不变
【答案】B
【解析】0~2s,用CO表示的平均反应速率为 ,故A错误;该反应是
体积增大的反应,若达平衡后缩小容器体积,平衡逆向移动,因此重新达到平衡前, ,故B
正确;其他条件不变,若改用更高效的催化剂,反应速率加快,但由于6s时已经达到平衡,因此6s时测得的
数据不会增大,故C错误。平衡常数与温度有关,其他条件不变,改为在恒容绝热密闭容器中进行该反应,
温度发生改变,因此化学平衡常数改变,故D错误。综上所述,答案为B。
4.在一定条件下的1L密闭容器中,X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法不
正确的是A.0~15min,消耗C的平均速率约为
B.X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为:
C.反应开始到25min,X的转化率为25%
D.25min时改变的一个条件可能是缩小容器体积
【答案】A
【解析】据图可知C为生成物,0~15min内生成C而不是消耗C,A错误;据图可知X、Y的物质的量减
少为反应物,C的物质的量增加为生成物,达到平衡时X、Y、C的物质的量变化之比为0.75mol:0.25mol:
0.5mol=3:1:2,化学方程式为Y(g)+3X(g) 2C(g),B正确;25min时反应已达到平衡,该时段内
Δn(X)=0.75mol,转化率为 ×100%=25%,C正确;25min时的瞬间各物质的物质的量不变,所以不是改
变投料,而之后C的物质的量增加,X、Y的物质的量减小,说明平衡正向移动,该反应为气体系数之和减小
的反应,缩小容器体积增大压强,平衡正向移动,D正确;故选A。
5.已知 。一定温度下,在体积恒定的密闭容器中,加入1mol
与1mol ,下列说法正确的是
A.充分反应后,放出热量为akJ
B.若增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.当X的物质的量分数不再改变,表明该反应已达平衡
D.当反应达到平衡状态时,X与W的物质的量浓度之比一定为1:2
【答案】C
【解析】该反应为可逆反应,不能完全转化,充分反应后,放出热量小于akJ,A错误;若增大Y的浓
度,压强增大,正反应速率增大,逆反应速率也增大,B错误;当X的物质的量分数不再改变时,说明X的
物质的量不再变化,表明该反应已达平衡,C正确;当反应达到平衡状态时,X与W的物质的量浓度之不一
定为1:2,与各物质的初始浓度和转化率有关,D错误;故答案为C。
6.氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等
重要的化工原料; 能被 溶液吸收生成配合物 ,减少环境污染。对于反应
,下列有关说法不正确的是A.上述反应的平衡常数表达式
B.适当提高 的浓度,可以加快反应速率,提高 的转化率
C. 断裂同时有 断裂,说明达该条件下的平衡状态
D.其它条件不变,加入高效的催化剂能提高单位体积内的活化分子百分数
【答案】B
【解析】根据平衡常数表达式, ,A正确;适当提高 的浓度,可以加快反应速
率,但因为提高了 的浓度,所以 的转化率降低,B错误; 断裂,说明有 发生反
应,反应正向进行, 断裂,有 发生反应,反应逆向进行,且符合两种物质的比值为,
2∶3,C正确;加入高效的催化剂,能够降低活化能,提高单位体积内的活化分子百分数,D正确;故答案为
B。
7.在 下,向 的恒容密闭容器里按 充入气体A,B,发生反应:
。 时达到平衡,测得部分数据如表所示:
物质及状态
平衡时的物质的量分数 40% 20%
平衡时的物质的量/ 4
下列说法正确的是A.
B.起始时,充入 的物质的量为
C. 时,该反应的化学平衡常数
D.平衡时, 的物质的量浓度为
【答案】B【解析】根据三段式: , , ,
。 ,A错误;根据上述计算, ,充入的 为2a,为6mol,B正确;根据以上三段式计
算: ,C错误;平衡时, 的物质的量为 ,浓度为 ,D错误;故选
B。
8.在一定温度下,在2个容积均为2L的恒容密闭容器中,加入一定量的反应物,发生反应:
∆H<0,相关数据见表。
起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
容器编号 温度/℃
NO(g) CO(g)
(g)
Ⅰ 0.4 0.4 0.2
Ⅱ 0.4 0.4 0.24
下列说法不正确的是A.
B.Ⅰ中反应达到平衡时,CO的转化率为50%
C.达到平衡所需要的时间:Ⅱ<Ⅰ
D.对于Ⅰ,平衡后向容器中再充入0.4mol CO和0.2mol ,平衡正向移动
【答案】C
【解析】∆H<0,升高温度平衡逆向移动,平衡时CO 的物质的量变小,由表中数据可知T>T,故A正
2 1 2
确;由表中数据可知,I达到平衡时转化的CO为0.4mol-0.2mol=0.2mol,则平衡时,CO的转化率为
,故B正确;温度越高、反应速率越快,T>T,可知平衡所需要的时间:II>I,故C错
1 2误;I中: ,平衡常数 ,平衡后向容
器中再充入0.4mol CO和0.2mol ,此时 ,Q<K,所以平衡正向移动,故D正确;故
选C。
9.一定温度下,在V = 1L的恒容容器中,反应2NO(g) = 2N (g) + O(g)的部分实验数据如下:
2 2 2
反应时间
/ min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
c(NO) /
2
mol·L-1 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00
下列说法不正确的是
A.其它条件一定时,NO的分解速率与其浓度无关
2
B.0~100min内,以O 表示的平均反应速率为5×10-4mol∙L-1∙min-1
2
C.若某时刻NO的转化率为50%,则此时容器内压强为初始压强的1.25倍
2
D.若保持体积不变,NO初始浓度改为0.20mol/L,则反应30min时其转化率仍为30%
2
【答案】D
【解析】由表中数据可知,每10minc(N O)减少0.01mol/L,可知速率始终不变,则NO分解速率与其浓
2 2
度无关,A正确;0~100min内,以O 表示的平均反应速率为 ,B正确;
2
NO的转化率为50%,则转化的NO为 ,可知此时NO(g)为0.05mol、N(g)为
2 2 2 2
0.05mol、O(g)为0.025mol ,且温度和体积不变时压强之比等于物质的量之比,则此时容器内压强为初始压强
2
的 ,C正确;表中数据知,该反应不是可逆反应且反应速率始终不变,所
以其反应速率与开始反应物浓度无关,反应至30 min时, ,NO初始浓度改
2
为0.20mol/L,则反应30 min时其转化率为, ,D错误; 故选D。
10.某小组同学进行了如下实验:① 溶液和 溶液各1mL混合得到红色溶液a,均分溶液a置于b、c
两支试管中;
②向b中滴加3滴饱和 溶液,溶液颜色加深;
③再向上述b溶液中滴加3滴 溶液,溶液颜色变浅且出现浑浊;
④向c中逐渐滴加 溶液2mL,过程中溶液颜色先变深后变浅。
下列分析不正确的是
A.实验②中增大 浓度使平衡 正向移动
B.实验③中发生反应:
C.实验③和④中溶液颜色变浅的原因相同
D.实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响
【答案】C
【解析】根据反应Fe3++3SCN- ⇌Fe(SCN)
3
,增大Fe3+浓度,平衡正向移动,故A正确;上述b溶液中滴加
NaOH溶液,三价铁与氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀,反应为Fe3++3OH-═Fe(OH)↓,故B正确;实验③中
3
使平衡逆向移动,生成氢氧化铁沉淀,红色变浅,实验④使平衡正向移动,后继续加溶液相当于稀释,红色变
浅,原因不同,故C错误;实验②增大铁离子浓度平衡正向移动,实验③加入氢氧化钠与铁离子反应减小反
应物的浓度平衡逆向移动,实验④增大SCN-的浓度平衡正向移动,实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡
移动的影响,故D正确。故选C。
二、选择题:本题共5个小题,每小题6分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项或两项是
符合题目要求的。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个
且正确的得3分,选两个且都正确的得6分,但只要选错一个,该小题得0分。
11.如图所示与对应的叙述一定正确的是A.图1所示,反应:X(g)+2Y(g) 3Z(g),b的压强一定比a大
B.图2表示CO生成CO 的反应过程和能量关系
2
C.图3表示反应CO+2H 2⇌CH
3
OH(g),其中温度T
2
>T
1
,在其他条件不变的情况下,将处于E点的体系的
体积压缩到原来的 ,平衡正向移动,氢气浓度增大
D.图4所示,用水稀释pH相同的盐酸和醋酸,Ⅰ表示盐酸,Ⅱ表示醋酸,且溶液导电性:c>b>a
【答案】C
【解析】图1所示反应:X(g)+2Y(g) 3Z(g),反应前后气体体积不变,b曲线表示的可以是使用催化剂或
增大压强,使用催化剂时压强关系为a=b,故A错误;CO生成CO 的反应过程和能量关系是反应物先要吸收
2
能量达到活化能,成为活化分子然后再变成生成物放出热量,而图中只能表示反应物总能量和生成物总能量,
不能表示过程中的能量变化情况,故B错误;由图可知,T 时的反应速率大于T 时的,反应CO+2H═CH OH
1 2 2 3
达到平衡后体系的体积压缩到原来的,平衡正向移动,所有物质的浓度都会增大,故C正确;用水稀释pH相
同的盐酸和醋酸,因醋酸为弱酸,稀释时能促进弱电解质的电离,所以醋酸比盐酸中氢离子浓度减小的慢,所
以Ⅰ表示盐酸,Ⅱ表示醋酸,但氢离子浓度变小,溶液导电性减弱,所以溶液导电性b>c,故D错误;故答案
选C。
12.已知:CH(g)+2HS(g) CS(g)+4H(g)。向恒容密闭容器中充入0.lmolCH 和0.2molHS,下图所
4 2 2 2 4 2
示:
下列说法正确的是
A.该反应的△H<O
B.X 点CH 的转化率为30%
4
C.X点与Y点容器内压强比为55:51
D.维持Z点温度,向容器中再充入CH、HS、CS、H 各0.1mol 时v(正)<v(逆)
4 2 2 2【答案】D
【解析】由图象可知,随温度的升高,反应物在减小,生成物在增大,所以该反应为吸热反应,即
△H>O,(或者由图象不能确定反应的热效应),A错误;设X点时CS 为xmol,则CH 为(0.1-x)mol,HS为
2 4 2
(0.2-2x)mol,H 为4xmol,即得(0.1-x)= 4x,x=0.02 mol,则CH 的转化率为20%,B错误;在同温同容时,压
2 4
强之比等于物质的量之比,X点容器内的总物质的量为n =(0.1-x)mol+(0.2-2x)mol+ xmol+4xmol=0.34 mol,同
(X)
理可得Y点CS 为1/30mol,则n =(0.1-1/30)mol+(0.2-2×1/30)mol+1/30mol+4×1/30mol=11/30 mol,则X点与Y
2 (Y)
点容器内压强比= n :n = 51:55,C错误;同理可求得Z点CS 为0.05mol,则CH 为0.05mol,HS为
(X) (Y) 2 4 2
0.1mol,H 为0.2mol,设容器的体积为1L,此时的浓度商Q=0.16,当向容器中再充入CH、HS、CS、H 各
2 1 4 2 2 2
0.1mol 时,各物质的量分别为CH0.15mol,HS 0.2mol,CS 0.15mol,H 0.3mol,此时的Q=0.2025 > Q =
4 2 2 2 1
0.16,所以反应向左进行,即V(正)<v(逆),D正确; 故选D。
13.在恒压、NO和O 的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO 的
2 2
转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A.反应2NO(g)+O (g)===2NO (g)的ΔH>0
2 2
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O 的浓度不能提高NO转化率
2
D.380℃下,c (O )=5.0×10−4 mol·L−1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
起始 2
【答案】BD
【解析】随温度升高NO的转化率先升高后降低,说明温度较低时反应较慢,一段时间内并未达到平衡,
分析温度较高时,已达到平衡时的NO转化率可知,温度越高NO转化率越低,说明温度升高平衡向逆方向移
动,根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应,∆H<0,故A错误;根据上述分析,X点时,反应还未到达平
衡状态,反应正向进行,所以延长反应时间能提高NO的转化率,故B正确;Y点,反应已经达到平衡状态,
此时增加O 的浓度,使得正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,可以提高NO的转化率,故C
2
错误;设NO起始浓度为amol/L,NO的转化率为50%,则平衡时NO、O 和NO 的浓度分别为0.5amol/L、
2 2(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L,根据平衡常数表达式K= >
=2000,故D正确;故选BD。
14.恒压下,将CO 和H 以体积比1∶4混合进行反应CO(g)+4H(g) CH(g)+2HO(g)(假定过程中无
2 2 2 2 4 2
其他反应发生),用Ru/TiO 催化反应相同时间,测得CO 转化率随温度变化情况如图所示。下列说法正确的是
2 2
( )
A.反应CO(g)+4H(g)=CH (g)+2HO(g)的ΔH>0
2 2 4 2
B.图中450 ℃时,延长反应时间无法提高CO 的转化率
2
C.350 ℃时,c(H) =0.4 mol·L-1,CO 平衡转化率为80%,则平衡常数K<2 500
2 起始 2
D.当温度从400 ℃升高至500 ℃,反应处于平衡状态时,v(400℃) >v(500℃)
逆 逆
【答案】BC
【解析】如图所示为用Ru/TiO 催化反应相同时间,测得CO 转化率随温度变化情况,约350℃之前,反
2 2
应还未达到平衡态,CO 转化率随温度升高而增大,约350℃之后,反应达到化学平衡态,CO 转化率随温度
2 2
升高而减小,由此可知该反应为放热反应。由分析可知该反应为放热反应,则ΔH<0,故A错误;图中450 ℃
时,反应已达平衡态,则延长反应时间无法提高CO 的转化率,故B正确; 350 ℃时,设起始时容器的容积
2
为V,c(H) =0.4 mol·L-1,则n(H ) =0.4 Vmol,CO 平衡转化率为80%,可列三段式为:
2 起始 2 起始 2
根据阿伏加德罗定律有 ,平衡时的体积为V(平衡)= ,则平衡时 ,故C正确;温度升高,正逆反应速率
均加快,则v(400℃) <v(500℃) ,故D错误;综上所述,答案为BC。
逆 逆
15.外界其他条件相同,不同pH条件下,用浓度传感器测得反应 中产物D的浓度随时间变
化的关系如图。则下列有关说法正确的是
A. 时,升高温度,反应速率增大
B.保持外界条件不变,反应一段时间后,pH越小,D的浓度越大
C.为了实验取样,可采用调节pH的方法迅速停止反应
D.减小外界压强,反应速率一定减小
【答案】AC
【分析】由图象可知,pH增大,c(D)减小,且斜率减小,说明pH越大,反应速率越小,以此解答该题。
【解析】pH = 8.8时,升高温度,反应速率一定增大,A正确;保持外界条件不变,反应一段时间后,pH
=
7.5和pH = 8.2时,有可能D的浓度相同,B错误;当pH = 8.8时,c(D)基本不变,反应速率接近于0,说明反
应停止,C正确;没有气体参加的反应,减小压强对反应速率几乎没有影响,D错误;故选AC。
第II卷 (非选择题共30分)
三、非选择题:本题共2个小题,共30分。
16.(15分)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 的热点研究领域。回答下列问题:
2
(1)CO 催化加氢生成乙烯和水的反应中,产物的物质的量之比n(C H)∶n(H O)=__________。当反应达到平
2 2 4 2
衡时,若增大压强,则n(C H)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
2 4(2)理论计算表明,原料初始组成n(CO)∶n(H )=1∶3,在体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的
2 2
物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中,表示C H、CO 变化的曲线分别是______、______。CO 催化加氢合成C H 反应的ΔH______0(填
2 4 2 2 2 4
“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440K,0.39),计算该温度时反应的平衡常数K =_________(MPa)−3(列出计算式。以分压
p
表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应,生成C H、C H、C H 等低碳烃。一定温度和压强
3 6 3 8 4 8
条件下,为了提高反应速率和乙烯选择性,应当___________________。
【答案】(1)1∶4 变大 (2)d c 小于
(3) 或 等 (4)选择合适催化剂等
【解析】根据质量守恒定律配平化学方程式,可以确定产物的物质的量之比。根据可逆反应的特点分析增
大压强对化学平衡的影响。根据物质的量之比等于化学计量数之比,从图中找到关键数据确定代表各组分的曲
线,并计算出平衡常数。根据催化剂对化反应速率的影响和对主反应的选择性,工业上通常要选择合适的催化
剂以提高化学反应速率、减少副反应的发生。
(1)CO 2 催化加氢生成乙烯和水,该反应的化学方程式可表示为2CO 2 +6H 2 ⇌ CH 2 = CH 2 +4H 2 O,因此,该
反应中产物的物质的量之比n(C H):n(H O)=1:4。由于该反应是气体分子数减少的反应,当反应达到平衡状
2 4 2
态时,若增大压强,则化学平衡向正反应方向移动,n(C H)变大。
2 4
(2) 由题中信息可知,两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比;由图中曲线的起点坐标可知,c和a
所表示的物质的物质的量分数之比为1:3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1:4,则结合化学计量数之
比可以判断,表示乙烯变化的曲线是d,表示二氧化碳变化曲线的是c。由图中曲线的变化趋势可知,升高温
度,乙烯的物质的量分数减小,则化学平衡向逆反应方向移动,则该反应为放热反应,∆H小于0。(3) 原料初始组成n(CO)∶n(H )=1∶3,在体系压强为0.1Mpa建立平衡。由A点坐标可知,该温度下,氢气
2 2
和水的物质的量分数均为0.39,则乙烯的物质的量分数为水的四分之一,即 ,二氧化碳的物质的量分数
为氢气的三分之一,即 ,因此,该温度下反应的平衡常数 (MPa)-3=
(MPa)-3。
(4)工业上通常通过选择合适的催化剂,以加快化学反应速率,同时还可以提高目标产品的选择性,减少
副反应的发生。因此,一定温度和压强下,为了提高反应速率和乙烯的选择性,应当选择合适的催化剂。
17.(15分)探究CHOH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CHOH的产率。以CO、H 为原料
3 3 2 2
合成CHOH涉及的主要反应如下:
3
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1) _________ 。
(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO 和3 mol H 发生上述反应,达到平衡时,
2 2
容器中CHOH(g)为ɑ mol,CO为b mol,此时HO(g)的浓度为__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表
3 2
示,下同),反应Ⅲ的平衡常数为___________。
的
(3)不同压强下,按照n(CO):n(H )=1:3投料,实验测定CO 平衡转化率和CHOH的平衡产率随温度
2 2 2 3
的变化关系如下图所示。已知:CO 的平衡转化率=
2
CHOH的平衡产率=
3
其中纵坐标表示CO 平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”);压强p、p、p 由大到小的顺序
2 1 2 3
为___________;图乙中T 温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是___________。
1
(4)为同时提高CO 的平衡转化率和CHOH的平衡产率,应选择的反应条件为_________(填标号)。
2 3
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
【答案】 (1) +40.9 (2) (3)乙 p、p、p T 时以反应Ⅲ为
1 2 3 1
主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强改变对平衡没有影响 (4)A
【解析】根据盖斯定律计算反应热;利用三个反应,进行浓度和化学平衡常数的计算;结合图形根据勒夏
特列原理考虑平衡移动的方向,确定温度和压强变化时,CO 的平衡转化率和CHOH的平衡产率之间的关系
2 3
得到相应的答案。
(1).根据反应I+II=III,则△H=△H+△H=-49.5kJ∙mol-1+(-90.4 kJ∙mol-1)=+40.9 kJ∙mol-1;
3 1 2
(2).假设反应II中,CO反应了xmol,则II生成的CHOH为xmol,I生成的CHOH为(a-x)mol,III生成
3 3
CO为(b+x)mol,根据反应I: ,反应II:
,反应III: ,所以平衡时水的物质的量为(a-x)mol+(b+x)mol =(a+b)mol,浓度为: ;平衡时CO 的物质的量为1mol-(a-
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x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol,H 的物质的量为3mol-3(a-x)mol-2x-(b+x)mol=(3-3a-b)mol,CO的物质的量为
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bmol,水的物质的量为(a+b)mol,则反应III的平衡常数为: ;
(3).反应I和II为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则CHOH的平衡产率减少,所以图甲表示CHOH
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的平衡产率,图乙中,开始升高温度,由于反应I和II为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO 的平衡转
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化率降低,反应III为吸热反应,升高温度反应III向正反应方向移动,升高一定温度后以反应III为主,CO 的
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平衡转化率又升高,所以图乙表示CO 的平衡转化率;压强增大,反应I和II是气体体积减小的反应,反应I
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和II平衡正向移动,反应III气体体积不变化,平衡不移动,故压强增大CHOH的平衡产率增大,根据图所以
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压强关系为:p>p>p;温度升高,反应I和II平衡逆向移动,反应III向正反应方向移动,所以T 温度时,三
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条曲线交与一点的原因为:T 时以反应III为主,反应III前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响;
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(4).根据图示可知,温度越低,CO 的平衡转化率越大,CHOH的平衡产率越大,压强越大,CO 的平衡
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转化率越大,CHOH的平衡产率越大,所以选择低温和高压,答案选A。
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