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阶段质量检测(二)　化学反应速率与化学平衡
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1.“冰,水为之,而寒于水”关于水凝结成冰的过程的描述正确的是 (　　)
A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS<0
2.下列有关碰撞理论的说法正确的是 (　　)
A.活化分子的每一次碰撞都能发生化学反应
B.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C.其他条件不变,增大压强,能增大活化分子百分数,从而增大有效碰撞次数
D.催化剂能增大反应的活化能,从而加快反应速率
3.已知某密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)　ΔH<0(Y物质易被液化)。下列有关说法中一定正确的是 (　　)
A.若W为有颜色的物质,达到平衡后,增大压强,体系颜色变浅
B.改变压强,该反应的平衡常数一定不变
C.平衡时,其他条件不变,升高温度,正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小
D.平衡时,其他条件不变,分离出Z,正反应速率增大
4.已知在一定条件下CO2可转化为高附加值的燃料CH4,反应原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。实验测得在四种不同条件下的反应速率分别为①v(CO2)=2 mol·L-1·min-1、②v(H2)=12 mol·L-1·min-1、③v(CH4)=0.2 mol·L-1·s-1、④v(H2O)=0.3 mol·L-1·s-1,则四种条件下的速率关系为 (　　)
A.②>①>④>③ B.④>③>②>①
C.③>④>②>① D.④=③>②>①
5.采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 (　　)
A.Na与水反应时,增加水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸
C.氯化铵固体与熟石灰共热制氨气时,增大压强
D.大理石与盐酸反应制取CO2时,将块状大理石改为粉末状大理石
6.下列说法不正确的是 (　　)
A.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH>0
B.放热及熵增加的反应,一定能自发进行
C.知道了某过程有自发性之后,则可确定过程是否一定会发生
D.已知反应FeO(s)+C(s)CO(g)+Fe(s)　ΔH>0,高温下为自发过程,低温下为非自发过程
7.根据化学反应速率或平衡理论,联系生产实际,下列说法错误的是 (　　)
A.供热公司为了节能减排,将煤块粉碎,让煤充分燃烧
B.啤酒瓶开启后,马上泛起大量泡沫,可用勒夏特列原理解释
C.使用高效催化剂是大大提高原料平衡转化率的有效方法
D.将一氧化碳中毒者放入高压氧舱,增大氧气浓度,利用平衡移动原理缓解病情
8.反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是 (　　)
A.保持容积不变,增加H2O(g)的物质的量
B.将容器的容积缩小一半
C.保持容积不变,充入Ar使压强增大
D.保持压强不变,充入Ar使容积增大
9.实验室配制碘水时,通常将I2溶解于KI溶液:I2(aq)+I-(aq)(aq)。关于该溶液下列说法正确的是 (　　)
A.滴入淀粉溶液,不变蓝
B.加水稀释,平衡逆向移动
C.加入AgNO3固体,平衡正向移动
D.增大c(KI),活化分子百分数增大,溶解加快
10.已知反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,温度不同(T2>T1)。下列图像正确的是 (　　)
11.已知植物光合作用发生的反应如下:6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH=+669.62 kJ·mol-1,该反应达到化学平衡后,下列说法正确的是 (　　)
A.取走一半C6H12O6,CO2转化率增大
B.适当升高温度,既提高了反应速率,又增大了CO2的转化率
C.加入催化剂,O2的体积分数增大
D.增大CO2的浓度,平衡右移,化学平衡常数增大
12.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为
反应Ⅰ:H2O2(aq)+I-(aq)H2O(l)+IO-(aq)　慢反应　ΔH1
反应Ⅱ:H2O2(aq)+IO-(aq)H2O(l)+O2(g)+I-(aq)　快反应　ΔH2
下列有关该反应的说法正确的是 (　　)
A.H2O2分解产生O2的速率由反应Ⅱ决定
B.I-和IO-在反应过程中充当催化剂
C.ΔH1+ΔH2=-196 kJ·mol-1
D.反应Ⅰ活化能Ea1与反应Ⅱ活化能Ea2 数值上相差98 kJ·mol-1
13.根据相应的图像,下列相关说法正确的是 (　　)
甲 乙
aA(g)+bB(g)cC(g) L(s)+aG(g) bR(g)
丙 丁
aA+bBcC A+2B2C+3D
A.由图甲可知反应aA(g)+bB(g) cC(g):a+b>c且正反应为吸热反应
B.反应达到平衡时外界条件对平衡影响关系如图乙所示,则正反应为吸热反应,且a>b
C.物质的含量和压强关系如图丙所示,可知E点v逆D.反应速率和反应条件变化关系如图丁所示,则该反应的正反应为放热反应,且A、B、C、D均为气体
14.在2 L密闭容器中充入3 mol A气体和2 mol B气体,在一定条件下发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了1 mol C,经测定,D的浓度为0.5 mol·L-1,下列判断正确的是 (　　)
A.x=2
B.B的转化率为30%
C.平衡时A的浓度为1.5 mol·L-1
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的60%
15.(2024·重庆卷)醋酸甲酯制乙醇的反应为CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol氢气,在不同温度下,反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.该反应的ΔH>0
B.容器甲中平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1
C.容器乙中当前状态下反应速率v(正)D.容器丙中乙醇的体积分数为8%
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(10分)某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响,实验所用试剂:0.4 mol·L-1 H2O2溶液、蒸馏水、MnO2粉末、Fe2O3粉末。
实验序号 1 2 3 4 5
H2O2浓度/(mol·L-1) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
V(H2O2溶液)/mL 20 20 20 20 b
温度 室温 50 ℃水浴 室温 室温 室温
催化剂 无 无 0.5 g a 0.5 g MnO2 粉末 0.5 g a
收集112 mL O2 所需时间/s 几乎无 气体产生 296 45 100 >45
(1)实验1、2的目的是其他条件相同时,研究 对H2O2分解速率的影响。
(2)表中a所用试剂为　　　　　　。对比实验3、4可得出的结论是 　。
(3)实验3、5是其他条件相同时,探究浓度对该化学反应速率的影响。b处取用10 mL 0.4 mol·L-1 H2O2溶液,还应添加的试剂及用量为 　。
(4)控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用0.4 mol·L-1 H2O2溶液和3.0 mol·L-1 H2SO4溶液处理。
①请配平方程式:　　Cu+　　H2O2+　　H+　　Cu2++　　H2O
②某同学在不同温度下完成该实验,测得铜的平均溶解速率分别为
温度/℃ 20 30 40 50 60 70 80
铜的平均溶解速率/(×10-3 mol·L-1·min-1) 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
当温度高于40 ℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降,其主要原因是 　。
17.(15分)一定温度下,在密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+3D( )　ΔH<0,正反应速率表达式为v正=k·cm(A)cn(B)(k是正反应速率常数,只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示:
序号 c(A)/(mol·L-1) c(B)/(mol·L-1) v正/(mol·L-1·min-1)
Ⅰ 0.10 0.10 0.15
Ⅱ 0.20 0.20 2.40
Ⅲ 0.20 0.10 1.20
(1)n=　　　　。
(2)向容积为2 L的恒容密闭容器中仅充入0.6 mol A(g)和0.3 mol B(g),发生上述反应,测得n(C)随时间的变化如图所示。
①物质D的聚集状态为　　　　　　。
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为　　　　　　　　(用a、b、c表示)。
③T2时,此反应的平衡常数K=　　　　　　(不写单位)。
(3)在恒温、恒容容器中进行反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-252.9 kJ·mol-1。下列不能说明反应达到平衡状态的是　　　　(填字母)。
A.混合气体的平均密度不再变化
B.混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.4v正(H2)=v逆(CH4)
D.容器内的气体压强不再变化
18.(15分)已知在一恒容密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.0 kJ·mol-1。SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
根据图示回答下列问题:
(1)压强:p1　　　(填“>”“=”或“<”)p2。
(2)升高温度,平衡向　　　(填“左”或“右”)移动。
(3)200 ℃时,将一定量的SO2和O2充入体积为2 L的密闭容器中,经10 min后测得容器中各物质的物质的量如下表所示:
气体 SO2 O2 SO3
物质的量/mol 1.6 1.8 0.4
①10 min内该反应的反应速率v(O2)=　　　　　　　　,该反应达到化学平衡状态的标志是　　　　。
a.SO2和O2的体积比保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.体系的压强保持不变
d.SO2和SO3物质的量之和保持不变
②当反应放出98.0 kJ热量时,测得该反应达到平衡状态,该温度下SO2的转化率为　　　　　　。
(4)400 ℃时,将等量的SO2和O2分别在两个容积相等的容器中反应,并达到平衡。在这过程中,甲容器保持容积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的百分含量为p%,则乙容器中SO2的百分含量　　　　　　。
a.等于p%　　　　　　 b.大于p%
c.小于p% d.无法判断
19.(15分)(2024·山东卷)水煤气是H2的主要来源,研究CaO对C H2O体系制H2的影响,涉及主要反应如下:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) (Ⅰ)　ΔH1>0
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(Ⅱ) ΔH2<0
CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)(Ⅲ)　ΔH3<0
回答下列问题:
(1)C(s)+CaO(s)+2H2O(g)CaCO3(s)+2H2(g)的焓变ΔH=　　　　　　　　　　　(用代数式表示)。
(2)压力p下,C H2O CaO体系达平衡后,图示温度范围内C(s)已完全反应,CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO、CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示,则a线对应物种为　　　　　　(填化学式)。当温度高于T1时,随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是 　。
(3)压力p下、温度为T0时,图示三种气体的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=　　　　;此时气体总物质的量为4.0 mol,则CaCO3(s)的物质的量为　　　　 mol;若向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,分压p(CO2)将　 　　(填“增大”“减小”或“不变”),p(CO)将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
阶段质量检测(二)
1.选D　水凝结成冰的过程为放热的气体分子数减小的过程,焓变小于零,熵变小于零。
2.选B　活化分子的碰撞不一定都能发生化学反应,只有活化分子碰撞时取向合适时才能发生化学反应,故A错误;有效碰撞是能发生化学反应的碰撞,所以能发生有效碰撞的分子一定是活化分子,故B正确;其他条件不变,增大压强,能增大单位体积内的活化分子数,从而增大有效碰撞次数,不能增大活化分子百分数,故C错误; 催化剂能降低反应的活化能,从而加快反应速率,故D错误。
3.选C　A项,增大压强,各物质浓度变大,体系颜色应变深,错误;B项,Y物质易被液化,加压有可能导致Y变为液态,平衡常数的表达式变了,平衡常数也就可能改变,错误;C项,升温,平衡逆向移动,正确;D项,分离出Z,正、逆反应速率都减小,错误。
4.选C　①v(CO2)=2 mol·L-1·min-1、②v(CO2)=v(H2)=3 mol·L-1·min-1、③v(CO2)=v(CH4)=0.2 mol·L-1·s-1=12 mol·L-1·min-1、④v(CO2)=v(H2O)=0.15 mol·L-1·s-1=9 mol·L-1·min-1,故速率关系为③>④>②>①。
5.选D　水为纯液体,浓度视为常数,所以Na与水反应时增大水的用量不影响反应速率,故A错误;浓硫酸和Fe发生钝化现象反应停止,且不生成氢气,生成二氧化硫,故B错误;对于有气体参与的反应,增大压强才能加快反应速率,氯化铵与熟石灰都是固体,则增大压强,反应速率不变,故C错误;将块状大理石改为粉末状大理石,增大了反应物的接触面积,反应速率加快,故D正确。
6.选C　根据反应方程式,该反应为熵增,根据ΔG=ΔH-TΔS进行分析,该反应不能自发进行,ΔG>0,因此可以说明该反应的ΔH>0,故A说法正确;放热反应,推出ΔH<0,熵增,推出ΔS>0,根据复合判据,任何温度下,该反应都能自发进行,故B说法正确;过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的概率,故C说法错误;该反应是熵增,推出ΔS>0,该反应ΔH>0,根据复合判据,高温下能够自发进行,低温下为非自发过程,故D说法正确。
7.选C　将煤块粉碎,增大煤与空气的接触面积,让煤充分燃烧,并且可以节能减排,故A正确;密封的啤酒瓶内压强很大,所以二氧化碳能以碳酸的形式存在于瓶中,存在H2CO3(l) H2O(l)+CO2(g),而开瓶就是一个减压的过程,平衡向右移动,生成二氧化碳,马上泛起大量泡沫,可用勒夏特列原理解释,故B正确;使用高效催化剂大大加快化学反应速率,不能提高原料平衡转化率,故C错误;一氧化碳中毒者体内存在平衡:HbO2+CO HbCO+O2,放入高压氧舱,增大氧气的浓度,平衡逆向移动,减少血红蛋白与 CO的结合,缓解病情,能利用平衡移动原理解释,故D正确。
8.选C　容积不变,增加水蒸气的物质的量,反应物浓度增大,化学反应速率加快,故A不符合题意;将容器的容积缩小一半,反应物的浓度增大,化学反应速率加快,故B不符合题意;保持容积不变,充入不参与反应的氩气,反应体系中各物质的浓度不变,化学反应速率不变,故C符合题意;保持压强不变,充入不参与反应的氩气,容器的容积变大,反应物的浓度减小,化学反应速率减小,故D不符合题意。
9.选B　该反应为可逆反应,溶液中有碘单质存在,滴入淀粉溶液,变蓝,A错误;平衡时,K=,加水稀释,各离子浓度均为原来的n倍(0K,平衡逆向移动,B正确;加少量AgNO3固体,银离子与碘离子生成碘化银沉淀,平衡逆向移动,C错误;增加KI浓度,增加活化分子数,活化分子百分数不变,D错误。
10.选B　正反应放热,温度升高,平衡逆移,H2的平衡体积分数增大,由于T2>T1,由图可知,相同压强下T2的H2体积分数小于T1,与理论相反;正反应气体分子数减小,加压,平衡正移,H2的平衡体积分数减小,图中为增大,A错误;由于T2>T1,正反应放热,温度升高,反应速率加快,先达到平衡,且平衡逆移,N2的转化率减小,与图相符,B正确;由于T2>T1,正反应放热,温度升高,平衡逆移,但正、逆反应速率瞬时均增大,图像中间应有一段间隔,C错误;正反应放热,温度升高,平衡逆移,所以升温化学平衡常数减小,与图中相反,D错误。
11.选B　C6H12O6为固体,取走一半浓度无影响,平衡不移动,所以CO2转化率不变, A错误;该反应为吸热反应,升温平衡正移,CO2的转化率增大,同时升温会加快反应速率, B正确;加入催化剂,只能加快反应速率,对平衡无影响,O2的体积分数不变,C错误;增大CO2的浓度,平衡右移,但化学平衡常数不变,D错误。
12.选C　H2O2分解产生O2的速率由慢反应决定即由反应Ⅰ决定,故A错误;I-是在反应过程中充当催化剂,IO-仅在反应中是中间产物,故B错误;分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,根据盖斯定律得到ΔH1+ΔH2=-196 kJ·mol-1,故C正确;反应Ⅰ是慢反应,只能说活化能Ea1比反应Ⅱ活化能Ea2数值大,但大多少不能算出,故D错误。
13.选C　甲图中斜率代表反应速率,则T1>T2,p2>p1,说明升高温度C的百分含量减小,平衡逆向移动,该反应为放热反应,增大压强,C的百分含量增大,平衡正向移动,a+b>c,故A错误;由图像可知,相同压强下温度大,G的体积分数小,正反应为吸热反应,但p1和p2的大小关系不确定,则不能确定a、b关系,故B错误;曲线l上的点都是平衡点,E点反应未达到平衡,且A的百分含量要下降,平衡正向移动,可知E点v逆14.选A　由三段式分析:
　　　　　　3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g)
起始量/mol 　 3　　 2　　 0　　 0
转化量/mol 1.5　 0.5　　1　　0.5×2
平衡量/mol 1.5　 1.5　　1　　 0.5×2
根据转化量之比等于化学计量数比可知,x=2,据此分析解题。由分析可知,x=2,A正确;B的转化率为×100%=25%,B错误;平衡时A的浓度为=0.75 mol·L-1,C错误;由分析并结合阿伏加德罗定律可知,达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的=100%,即反应前后体系压强不变,D错误。
15.选D　温度越高,反应速率越快,容器甲、容器乙、容器丙中反应物组成相同,由题图可知T3>T2>T1,n甲(CH3COOCH3)>n丙(CH3COOCH3)>n乙(CH3COOCH3),则容器甲内反应正向进行,未达到平衡状态,容器丙内反应达到平衡状态,不能确定容器乙内反应是否达到平衡状态。T2→T3升高温度,反应逆向进行,则正反应为放热反应,ΔH<0,A项错误;容器甲中平均反应速率v(H2)=2v(CH3COOCH3)=2×= mol·L-1·min-1,B项错误;不能确定容器乙内反应是否达到平衡状态,则容器乙中当前状态下反应速率v(正)≥v(逆),C项错误;容器丙中反应一定达到平衡状态,列三段式:
CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
0.1　 　0.98　　　　　　0　　　　 0
0.08 0.16 0.08 0.08
0.02 0.82 0.08 0.08
故容器丙中乙醇的体积分数为×100%=8%,D项正确。
16.解析:(1)由控制变量法可知,实验1、2的目的是其他条件相同时,反应温度不同,说明研究温度对H2O2分解速率的影响;(2)实验3、4是Fe2O3粉末相比MnO2粉末具有更高的催化效率,对比实验3、4可得出的结论是其他条件相同时,不同催化剂对H2O2分解速率影响不同;(3)为了保持溶液体积相同,此处还应添加的试剂及用量为10 mL蒸馏水;(4)①Cu从0价升高为+2,H2O2是氧化剂,O元素从-1价降为-2价,则根据得失电子守恒及电荷守恒可得Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O;②温度高于40 ℃后,随着温度的升高,H2O2的分解速率加快,使溶液中H2O2的浓度降低得更快,对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶解速率的影响,所以铜的溶解速率逐渐减小。
答案:(1)温度　(2)Fe2O3粉末　其他条件相同时,不同催化剂对H2O2分解速率影响不同　(3)10 mL蒸馏水　(4)①Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O　②温度高于40 ℃时,有较多H2O2分解,反应物浓度降低,使铜的平均溶解速率降低
17.解析:(1)由v正=k·cm(A)·cn(B)分别代入三组数据,Ⅱ.v正=k·(0.20)m·(0.20)n=2.40 mol·L-1·min-1②,Ⅲ.v正=k·(0.20)m·(0.10)n=1.20 mol·L-1·min-1③,由可得:2n=2,解得:n=1;
(2)①由图可知,压强均为p2的两条线,“先拐先平衡”,对应速率大温度高,故T1>T2,再根据温度均为T1 的两条线判断,依据“先拐先平衡”,p2>p1,增大压强,C的物质的量减小,说明平衡逆向移动,逆向是气体体积减小方向,故D为气体;②由①可知,a点还未达到平衡,va(正)>va(逆),在达到平衡之前逆反应速率增大,到b点达到平衡状态,vb(正)=vb(逆),则va(逆)vb(正)=vb(逆),则a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为c>b>a;
③容器的容积为2 L,T2时,此反应达到平衡时,C的物质的量为0.2 mol,其浓度为0.1 mol·L-1,充入0.6 mol A(g)和0.3 mol B(g),A、B起始浓度分别为0.3 mol·L-1、0.15 mol·L-1,列出三段式:
　　　　　　　　　3A(g)+B(g) 2C(g)+3D(g)
起始量/(mol·L-1)　0.3　　0.15　 　0　　　　0
转化量/(mol·L-1) 0.15 　 0.05　 0.1　　 0.15
平衡量/(mol·L-1) 0.15　　 0.1　 0.1　　0.15
则化学平衡常数K===0.1;
(3)由题干反应方程式可知,反应过程中容器内气体的质量不变,容器体积不变即容器内混合气体的密度始终保持不变,故混合气体的平均密度不再变化不能说明该反应达到化学平衡,A符合题意;反应过程中容器内气体的质量不变,反应前后气体的物质的量发生改变,即混合气体的平均摩尔质量一直在改变,故混合气体的平均摩尔质量不再变化能说明反应达到化学平衡,B不合题意;根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,v正(H2)=4v正(CH4),故当4v正(H2)=v逆(CH4)时,v正(CH4)≠v逆(CH4),即不能说明反应达到化学平衡,C符合题意;反应前后气体的物质的量发生改变,反应过程中容器体积不变,则容器内的气体压强一直在改变,故容器内的气体压强不再变化能说明反应达到化学平衡,D不合题意。
答案:(1)1　(2)①气体　②c>b>a　③0.1　(3)AC
18.解析:(1)该反应的正反应是气体体积减小的反应,在相同温度时,增大压强平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,B点的转化率大于A点,所以p1>p2;(2)由图可知,压强一定时,升高温度,SO2转化率减小,说明升高温度,化学平衡向左移动;(3)①v(SO3)===0.02 mol·L-1·min-1,v(O2)=v(SO3)=0.01 mol·L-1·min-1;a.SO2、O2起始物质的量分别为n(SO2)=1.6 mol+0.4 mol=2.0 mol,n(O2)=1.8 mol+0.2 mol=2.0 mol。因温度和容器体积不变,开始加入的SO2和O2的物质的量相等,而Δn(SO2)与Δn(O2)不相等,故SO2和O2的体积比不变能说明反应达到平衡状态,a正确;容器体积不变,混合气体质量不变,故反应前后气体密度不变,b错误;因反应后气体的总物质的量减小,若压强不变,能说明反应达到平衡状态,c正确;根据硫原子质量守恒,反应前后n(SO2)+n(SO3)不变,d错误。②反应放出98 kJ热量时,消耗的SO2的物质的量为×2 mol=1 mol,则SO2的转化率α(SO2)=×100%=50%;(4)先假定甲、乙的体积都不变,达到平衡后再保持乙的压强不变。由于此反应的正反应是气体体积减小的反应,因此,待等体积达平衡后,欲保持乙的压强不变,就需要缩小体积。缩小体积使乙的压强增大,化学平衡正向移动。所以,若甲容器中SO2的百分含量为p%,则乙的SO2的百分含量将小于甲,即乙的SO2的百分含量小于p%,故答案为c。
答案:(1)>　(2)左　(3)①0.01 mol·L-1·min-1　ac　
②50%　(4)c
19.解析:(1)设目标反应为Ⅳ,根据盖斯定律知,Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ,所以ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)图示温度范围内C(s)已完全反应,则反应Ⅰ已经进行完全,反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应,从开始到T1,温度不断升高,反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动,依据反应Ⅱ,H2的量减小,摩尔分数减小,CO的量升高,摩尔分数升高,且二者摩尔分数变化斜率相同,所以a曲线代表H2的摩尔分数的变化,则曲线c代表CO2的摩尔分数随温度的变化,开始到T1,CO2的摩尔分数升高,说明在这段温度范围内,反应Ⅲ占主导,当温度高于T1,CaCO3(s)已完全分解,只发生反应Ⅱ,所以CO2的摩尔分数减小。
(3)压力p下、温度为T0时,H2、CO、CO2的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则H2O(g)的摩尔分数为1-0.5-0.15-0.05=0.3,则反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp= ==。由气体总物质的量为4.0 mol,可求出此时各气体的物质的量,n(H2)=4.0 mol×0.50=2.0 mol,n(CO)=4.0 mol×0.15=0.6 mol,n(CO2)=4.0 mol×0.05=0.2 mol,n(H2O)=4.0 mol×0.3=1.2 mol,设各反应反应的物质的量如下,
　　C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
　　 x x x x
　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
y y y y
　　CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s)
z z z
则,解得x=1.3(mol)
y=0.7(mol)
z=0.5(mol)
故此时CaCO3(s)的物质的量为0.5 mol。若向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,反应CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s)的Kp=,温度不变,Kp不变,则分压p(CO2)不变,反应Ⅱ的Kp=,因温度不变,Kp不变,则不会出现p(CO2)不变,p(H2)变小而p(CO)和p(H2O)增大的情况,即p(CO)也不变。
答案:(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2)H2　当温度高于T1,CaCO3(s)已完全分解,只发生反应Ⅱ,温度升高,反应Ⅱ逆向移动,所以CO2的摩尔分数减小　
(3)　0.5　不变　不变
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