【文档说明】20222023学年高一化学 苏教版2019必修第二册 核心考点归纳与测试 考点2 化学反应的限度(核心考点测试) Word版含解析.docx,共(17)页,512.962 KB,由小赞的店铺上传
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考点2化学反应的限度【合格考达标练】1.(2022·全国·高一假期作业)对于可逆反应4NH3+5O24NO+6H2O(g),下列叙述正确的是()A.达到平衡状态,2v正(NH3)=3v逆(H2O)B.反应达到平衡时,反应物的转化率一定小于100%C.达到化学平衡时,若增加容器体
积,则正反应速率减小,逆反应速率增大D.单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态【答案】B【解析】A.反应速率之比等于方程式的系数之比,v正(NH3):v逆(H2O)=2:3,
即3v正(NH3)=2v逆(H2O)时说明化学反应的正、逆反应速率是相等的,达到了化学平衡状态,故A错误;B.可逆反应不能进行到底,即任何时候,反应物的转化率都小于100%,故B正确;C.若增加容器体积,相当于减小压强,各物质的浓度均减小,正、逆反应速率都减小,故C错误;D.
单位时间内生成xmolNO,同时消耗xmolNH3,只表示了正反应方向,不能说明化学反应的正、逆反应速率是相等的,故D错误;故答案为B。2.(2022春·吉林长春·高一汽车区第三中学校考阶段练习)下列反应不属于可逆反应的是A.二氧化硫的催化氧化B.氯气溶
于水C.工业合成氨D.水电解生成H2和O2与H2在O2中的燃烧反应【答案】D【解析】A.二氧化硫催化氧化时,发生反应2SO2+O2催化剂高温2SO3,A不合题意;B.氯气溶于水时,发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,B不合题意;C.合成氨时发生反
应N2+3H22NH3,C不合题意;D.水电解时发生反应2H2O2H2↑+O2↑,H2在O2点燃时发生反应2H2+O22H2O,D符合题意;故选D。3.(2022春·贵州黔西·高一校考阶段练习)下列说法中不正确的是()A.当一个可逆反应达到平衡状态时,就
是这个反应在该条件下所能达到的限度B.当一个可逆反应达到平衡状态时,这个反应的正反应速率和逆反应速率相等C.可以通过控制反应条件,使2molSO2与1molO2反应生成2molSO3D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变【答案】C【解析】A.当一个可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率
相等,这个反应在该条件下反应物的转化率最大,所以就是这个反应在该条件下所能达到的限度,故A正确;B.对于可逆反应,达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,反应物的转化率最大,故B正确;C.2SO2+O22S
O3是可逆反应,无论怎样控制条件,反应物的转化率不可能达到100%,即2molSO2与1molO2反应不会生成2molSO3,故C错误;D.化学反应的限度可通过改变条件,如温度、压强等来改变,D正确;故答案为C。4
.(2022春·甘肃酒泉·高一校考期中)密闭容器中发生反应X2+2Y2⇌2Z(X、Y、Z都为气体)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定的条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是A.Z为0.
4mol·L-1B.Y2为0.5mol·L-1C.X2为0.2mol·L-1D.Z为0.3mol·L-1【答案】D【分析】该反应是可逆反应,不论从正反应开始,还是从逆反应开始,相关物质都不能完全转化。【解析】可利用极限法假设反应
完全进行计算。(1)若从正反应方向开始达到平衡时,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大。假定完全反应:22X2Y2Z0.10.30.20.10.20.200.10.4+起始转化浓度平衡浓度浓度(2)若从逆反应方向开始达到平衡时,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小。假定完全反应:22X2
Y2Z0.10.30.20.10.20.20.20.50+起始转化浓度平衡浓度浓度平衡时各物质的浓度范围:0<c(X2)<0.2mol·L-1;0.1<c(Y2)<0.5mol·L-1;0<c(Z)<0.4mol·L-1。A.Z为0.4mol·L-1,不在0<c(Z)<0.4mol·L
-1范围内,故A错误;B.Y2为0.5mol·L-1,不在0.1<c(Y2)<0.5mol·L-1范围内,故B错误;C.X2为0.2mol·L-1,不在0<c(Z)<0.4mol·L-1范围内,故C错误;D.Z为0.3mol·L-1,在0<c(Z)<
0.4mol·L-1范围内,故D正确。答案选D。【点睛】对于可逆反应的理解,不能进行到底,一种物质不能为0,利用极值法解题。5.(2022春·海南儋州·高一校考阶段练习)对于化学反应的限度的叙述,错误的是()A.任何可逆反应都有一定的限度B.化学反应达到限度时,
正、逆反应速率相等C.化学反应的限度与时间的长短无关D.化学反应的限度是不可改变的【答案】D【分析】要根据可逆反应建立化学平衡状态的过程和化学平衡状态的特征来思考。【解析】A.可逆反应不论反应到什么程度,都会含有所有反应物和所有生成物,即会达到一定的限度,故A正确;B.一个可逆反应达到反应限度,
即达到化学平衡状态时,正反应速率与逆反应速率相等,故B正确;C.可逆反应达到什么样的限度,与反应时间的长短无关,何时达到化学平衡状态,由反应本身及反应速率有关,故C正确;D.一个可逆反应达到化学平衡状态后,当条件(如温度、浓度)改变时,原来的化学平衡状态就会被破坏,并
在新的条件下建立新的化学平衡状态,故D错误;答案选D。【点睛】影响化学平衡的主要因素是内因,即物质反应本身,外界条件的影响是次要因素。6.(2022·全国·高一专题练习)下列反应属于可逆反应的是()A.Na溶于水的反应B.NH3溶于水的反应C.可充电电池的
反应,如H2O+Zn+Ag2OZn(OH)2+2AgD.电解水生成H2和O2,点燃H2和O2的混合物生成水【答案】B【分析】根据题中属于可逆反应可知,本题考查可逆反应的判断,运用可逆反应是指在同一条件下,既能向生成物方向进行,同时又能向反应物方向进行的反应分析。【解析】A.N
a溶于水会与水反应,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,不属于可逆反应,故A不选;B.氨气溶解于水,NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,属于可逆反应,故选B;C.可充电电池的反应中向两个方向反应的条件不同,为不可逆
反应,故C不选;D.水电解生成H2和O2,条件是通电电解,H2在O2中燃烧生成水的反应条件为点燃,两者反应条件不一样,不属于可逆反应,故D不选;答案选B。【点睛】可逆反应是指在同一条件下,既能向生成物方向进行,同时又能向反应物方向进行的反应,特别注意条件相同,同时向正逆两个方向进行。7.(20
22·高一课时练习)一定条件下N2+3H2=2NH3为放热反应,下列说法正确的是A.该反应是可逆反应B.反应达到平衡时,反应速率为零C.氢气可以完全转化为氨气D.反应物的总能量小于生成物的总能量【答案】A【解析】A.一定条件下N2+3H2⇋2NH3是可逆反
应,可逆反应用可逆符号,故A正确;B.化学反应达到平衡是动态平衡,正逆反应速率相等,但不为0,故B错误;C.N2+3H2⇋2NH3是可逆反应,可逆反应不能完全转化,故C错误;D.正反应为放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,故D错误;答案选A。8.(
2022春·陕西西安·高一交大附中分校校考期中)在373K时,密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,发生如下反应:NO2+SO2⇌NO+SO3,平衡时,下列叙述正确的()①NO和SO3的物质的量一定相等②NO2和SO2的物质的量一定相等
③体系中的总物质的量一定等于反应开始时总物质的量④SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等A.①和②B.②和③C.③和④D.①和③【答案】D【解析】①根据方程式可知平衡时NO和SO3的物质的量一定相等,①正确;②起始量未知,则平衡时NO2和SO2的物质的量不一定相等,②错误;③反应前后
气体的分子数不变,体系中的总物质的量一定等于反应开始时总物质的量,③正确;④平衡时SO2、NO2、NO、SO3的物质的量不一定相等,④错误;答案选D。【点睛】明确可逆反应的特点以及平衡状态的特征是解答的关键,注意平衡时各物质的浓度
不再发生变化,但其物质的量不一定相等,与起始量以及转化率有关系。9.(2022春·江西赣州·高一统考期中)一定温度下,将2molSO2和1molO2充入2L密闭容器中,在催化剂存在下进行下列反应:2SO2+O22SO3,下列说法中
正确的是A.达到反应限度时,生成2molSO3B.达到反应限度时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率C.达到反应限度时SO2、O2、SO3的分子数之比一定为2∶1∶2D.SO2和SO3物质的量之和一定为2mol【答案】D【解析】A.反应为可逆反应,2molSO2和1molO2反
应时,达到反应限度时,生成的SO3的物质的量小于2mol,A项错误;B.平衡时不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,则达到反应限度时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率的2倍,B项错误;C.分子数的关系与
起始量、转化率有关,则不能确定达到反应限度时SO2、O2、SO3的分子数之比,C项错误;D.起始加入2molSO2,化学反应中S原子守恒,则最终SO2和SO3物质的量之和一定为2mol,D项正确;答案选D。10.(2022春·云南楚雄·高一校考阶段练
习)在反应2SO2+18O22SO3中,反应一段时间后,体系中含有18O的物质有A.SO2B.SO2O2SO3C.O2SO3D.SO2SO3【答案】B【解析】2SO2+18O22SO3的反应为可逆反应,反应一段时间后,体系中所有
含氧物质均含有18O,答案为B【等级考提升练】11.(2022·高一课时练习)在密闭容中加入2.0molSO2和1.0molO2,一定条件下发生如下反应2SO2+O22SO3。反应达到平衡后,各物质的物质的量可能为n(SO2)/moln(O2)/moln
(SO3)/molA2.01.00B1.00.81.0C0.200.101.80D002.0A.AB.BC.CD.D【答案】C【分析】反应2SO2+O22SO3是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,生成物不能完全转化为反应物,根据反应的特点来回
答。【解析】反应2SO2+O22SO3是可逆反应,加入2.0molSO2和1.0molO2,最终各种物质都应该存在,不能全为反应物,也不能都为生成物,所以A、D错误;反应正向进行,所以正向进行SO2向生成SO3的方向进行,SO2与O2反应的物质的量关系为2:1,所以SO
2减小1mol,消耗氧气0.5mol,所以应该剩余氧气物质的量为0.5mol,不能是0.8mol,B错误,故合理选项是C。【点睛】本题考查学生化学平衡的建立知识,注意可逆反应的特点是解题的关键。12.(2022年江苏省镇江市
期末)一定温度下,2.5molA、2.5molB和足量W在容积为2L的密闭容器里发生如下反应:3A(g)+B(g)+W(s)xC+2D(g),5s后反应达到平衡,在此5s内C的平均生成速率为0.2mol·L-1·s-1,同时
生成1molD。下列叙述中不正确的是A.x=4B.达到平衡状态时,A的物质的量浓度为c(A)=0.5mol·L-1C.当混合气体的密度不再改变时,该反应已达到平衡状态D.当3v(A)正=3v(D)逆时,标志
着该反应达到平衡状态【答案】D【解析】经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1可知生成C为0.2mol·L-1·s-1×2L×5s=2mol,同时生成1molD,x∶2=2mol∶1mol,解
得x=4,则3A(g)+B(g)+W(s)4C+2D(g)起始量/mol2.52.500起始量/mol1.50.521平衡量/mol1221据此逐项分析如下:A项,由上述分析可知,x=4,正确;B项,平衡时生成1molD,则反应消耗1.
5molA,所以平衡时A的浓度为c(A)=1mol2L=0.5mol·L-1,正确;C项,ρ=mV,该反应中有固体参与,整个过程中气体的质量会改变,故当质量不变,密度不变,可以说明反应已达到平衡状态,正确;D项,当3v(A)正=2v(D)逆时,正逆反应速率不等,应为2v(A)正
=3v(D)逆,标志着该反应达到平衡状态,错误。13.将4molA气体和2molB气体置于1L的密闭容器中,混合后发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g),若经2s后测得C的浓度为1.2mol/L,下列说法正确的是()A
.用物质A表示2s末的反应速率为0.6mol/(L·s)B.反应后的压强是开始时候的0.9倍C.2s时物质A的转化率为70%D.C的产率为30%【答案】BD【分析】根据三段式分析:()()()()()()2Ag+Bg2Cgmol
/Lmol/L4201.20.61.2mol/L2.81.41.2始变平【详解】A.2s内C的平均反应速率=1.2mol/L2s=0.6mol/(L·s),同一可逆反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,则v(A)=v(C)
=0.6mol/(L.s),化学反应速率是平均速率,不是瞬时速率,故A错误;B.相同条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,反应后气体的总物质的量等于2.8mol+1.4mol+1.2mol=5.4mol,反应前气体的物质的量为4mol+2m
ol=6mol,反应后的压强是开始时候的0.9倍,故B正确;C.2s后n(C)=1.2mol/L×1L=1.2mol,参加反应的n(A)=n(C)=1.2mol,则A的转化率=1.2mol4mol×100%=30
%,故C错误;D.假设4molA气体和2molB气体完全生成C的物质的量为4mol,2s时物质C的物质的量为1.2mol,2s时物质C的产率为30%,故D正确;故选BD。14.(2022年江苏省宿迁市期末)某温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)
+bB(g)ΔcC(g)+2D(s),12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是A.12s时,A的转化率为25%B.化学计量系数之比b∶c=1∶2C.0~2s,D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1D.图中两曲线相交时,A的消耗速率等于A的生成速率【答
案】B【解析】A项,12s时,A的浓度变化为0.8mol·L-1-0.2mol·L-1=0.6mol·L-1,则A的转化率为0.6mol·L-10.8mol·L-1×100%=75%,错误;B项,0~12
s,B的浓度变化0.5mol·L-1-0.3mol·L-1=0.2mol·L-1,12s时生成C的浓度为0.8mol2L=0.4mol·L-1,B与C的化学计量数之比等于其浓度之比,则b∶c=0.2mol·L-1∶0.4mol·L-1=1∶2,正确;C项,D为固体,不能用浓
度的变化来表示其反应速率,错误;D项,图中两曲线相交时,A、B的浓度继续变化,说明此时反应继续正向进行,A的消耗速率大于A的生成速率,错误。15.(2022年辽宁省大连市期末)利用CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可消除NO
2的污染。在1L的密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50molCH4(g)和1.20molNO2(g)进行上述反应,测得n(CH4)随时间变化的实验数据如表。组别温度n/mol0min10min20
min40min50min①T1n(CH4)0.500.350.250.100.10②T2n(CH4)0.500.300.18x0.15下列说法错误的是A.由实验数据可知:T1>T2B.实验①中,0~20min内,v(CH4)=0.0125mol·L-
1·min-1C.实验②中,0~10min内,NO2的转化率为33.3%D.40min时,实验②中反应已达平衡状态,且x=0.15【答案】A【解析】A项,温度为T2时,相同时间段Δn(CH4)变化较大,
说明温度T2>T1,错误;B项,实验①中,0~20min内,Δn(CH4)=0.5mol-0.25mol=0.25mol,则v(CH4)=0.25mol1L20min=0.0125mol·L-1·min-1,正确;C项,实验②中,0~
10min内,Δn(CH4)=0.5mol-0.3mol=0.2mol,根据CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知,n(NO2)=2Δn(CH4)=0.4mol,NO2的转化率为0.4mol1.2mol×100%≈33
.3%,正确;D项,根据A项可知温度T2>T1,则T2温度下(实验②)优先达到平衡状态,结合表中数据可知,实验①中40min和50min时甲烷的物质的量不再变化,说明达到平衡状态,则实验②中在40min时也一定达到了平衡状态,40min和50min时甲烷的的
物质的量不再变化,实验x=0.15,正确。16.(2022秋·广西桂林·高一桂林十八中校考期中)密闭容器中发生的某化学反应,各物质的分子数目随时间变化情况如图1所示,物质Y和Z的质量随时间变化情况如图2所示。下列说法正确的是A.该
反应前后分子总数保持不变B.参加反应的X与Y的质量比为2:7C.该反应的化学方程式可表示为2X+Y=ZD.若Z的相对分子质量为17,则Y的相对分子质量为28【答案】D【分析】由图1可知反应方程式为:3X+Y=2Z,由图2可知最终完全反应生成m(Z)=17g,初始m(X)=3g;【解析】A.由分
析知反应前后分子个数减小,A错误;B.由图2和分析知参加反应的X与Y的质量分别是3g、14g,比为3:14,B错误;C.由分析知反应方程式为:3X+Y=2Z,C错误;D.根据m(Y)n(Y)=M(Y),m(Z)n(Z)=M(Z),由方程式可知n(Y)1=n(Z)2,2m(Y
)m(Z)=M(Y)M(Z),所以若Z的相对分子质量为17,则Y的相对分子质量为28,D正确;故选D。17.(2022春·河北石家庄·高一校考阶段练习)工业上可以用CO2来生产甲醇燃料。在体积为2L的密闭容器中,充入lmolCO2和3m
olH2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。下列描述正确的是A.达到平衡时,H2的转化率为75%B.3min时,CH3OH和CO2的浓度相等,达到了化学平衡状态C.反应进行到10min时,CO2
的正逆反应速率相等,反应停止D.反应开始到10min,用CO2表示的反应速率为0.0375mol·L-1·min-1【答案】AD【解析】A.由题中图示可知,平衡时生成甲醇为0.75mol,根据CO2(g)+3H2(g
)CH3OH(g)+H2O(g),则消耗的氢气为0.75mol×3=2.25mol,H2的转化率为2.25mol3mol×100%=75%,故A正确;B.由题中图示可知,3min后CH3OH和CO2的浓度仍在变化,没有达到平衡状态,故B错误;
C.CO2的正逆反应速率相等,反应达到化学平衡,但反应没有停止、仍在进行,故C错误;D.由题中图示可知,反应开始到10min,消耗CO2的物质的量为n(CO2)=1mol-0.25mol=0.75mol,反应开始到10min,CO2减少了0.75m
ol,则用CO2表示的反应速率为v(CO2)=0.75mol2L10min=0.0375mol·L-1·min-1,故D正确;答案为AD。18.(2022春·四川资阳·高一校考期末)298K时,将一定物质的量浓度的
Na3AsO3、I2和NaOH三种溶液混合,发生反应:AsO33−(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)⇌AsO34−(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO34−)与反应时间(t)的关系如图所示。(1)tm
时,v(正)_____v(逆)(填“>”“<”或“=”)。(2)从0到tn时,v(OH-)=_____。(3)下列可判断反应达到平衡的是_____(填标号)。a.溶液的pH不再变化b.v(I-)=2v(AsO33−)c.3433c()cAs
OAsO()−−不再变化【答案】(1)>(2)n2ytmol•L-1•min-1(3)ac【解析】(1)tm时刻,产物AsO34−的物质的量浓度仍在增加,因此反应正向进行,v(正)>v(逆)。(2)从0到tn,AsO34−物质的量浓度变化为y,根据方程式中的系数关系,OH-物质的量浓度变化
量为2y,因v(OH-)=n2ytmol•L-1•min-1。(3)a.该反应正向进行时消耗OH-,溶液pH降低,当pH不再变化时,反应达到平衡;b.对同一个化学反应,用不同物质表示反应速率,速率之比等于化学计量数之比,v(I-)=2v(AsO33−)在任何时候都成立,且没有指明
正逆反应速率,因此无法判断平衡;c.当3433c()cAsOAsO()−−不再变化,即两者物质的量浓度均不再变化,即可判断平衡。因此,选ac。19.(2022春·黑龙江哈尔滨·高一校考期末)在一个容积2L的恒容的密闭容器里进行如下反应N
2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应开始时n(N2)=1.6mol,n(H2)=4.4mol,2min末n(H2)=2.0mol。(1)前2min内用NH3表示该反应的反应速率_______;(2)到2min末N2的转化率为_______;(3)下列条件能加快该反应的反应速率的有_____
__;A.保持体积不变,再向容器中充N2B.保持体积不变,再向容器中充HeC.保持压强不变,再向容器中充HeD.选择合适的催化剂(4)一段时间后,下列条件下能说明该反应已达到平衡状态的是:_______
。A.2v正(H2)=3v逆(NH3)B.N2的体积分数不再改变C.c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2D.混合气体的密度不再变化【答案】(1)0.4mol·L-1·min-1(2)50%(3)AD(4)AB【解析】(1)化学反应中,参与物质的物质的量与系数成正比
。由题中数据分析,知2min末n(H2)=2.0mol,则氢气的变化量为(4.4-2)mol=2.4mol,氨气的物质的量变化为1.6mol,所以前2min内用NH3表示该反应的反应速率v(NH3)=3Δc(NH)1.6mol/2L==Δt2min0.4mol·L-1·min-1;故答
案是0.4mol·L-1·min-1(2)到2min末N2反应的物质的量为0.8mol,则2min末N2的转化率为0.8mol/1.6mol×100%=50%,故答案是50%;(3)A.保持体积不变,再向容器中充N2,氮气浓度增大,反应速率增大,A项符
合;B.保持体积不变,再向容器中充He,反应气体的浓度不变,反应速率不变,B项不符合;C.保持压强不变,再向容器中充He,体系压强变大,体积增大,反应气体的浓度下降,反应速率减小,C项不符合题意;D.选择合适的催化剂
,可加快反应速率,D项符合题意;故答案选AD;(4)A.正逆反应速率相等,达到化学平衡,对于不同物质来说,正逆反应速率跟系数成正比,所以2v正(H2)=3v逆(NH3)可以判断化学平衡状态,A项符合;B.N2的体积分数不再改变,说明浓度不再改变,化
学反应达到平衡状态,B项符合;C.反应物质浓度的比值不能判断化学平衡状态,C项不符合题意;D.混合气体的密度等于气体总质量/容器体积。根据质量守恒定律,气体总质量不变,并且气体容器不变,所以密度不变,D项不符合题意;故答案选AB。【新情境创新练】20.(2022年江苏省苏州市期末)目前
工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇(CH3OH)。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)十H2O(g),该反应的能量变化如图所示:(1)该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。(2)恒
容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是______。a.升高温度b.充入氮气C.加入合适的催化剂d.降低压强(3)在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2的物质的量随时间变化如表所示。t/min0251015n(CO2)/mol10.7
50.50.250.25从反应开始到5min末,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=___________________;反应达到平衡状态,此时H2的转化率为_________。(4)在相同温度、容积不变的条件下
,不能说明该反应已达平衡状态的是__________。a.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化b.体系压强不变c.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1d.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1【答案】(1)放热(2)ac(3)0.
15mol·L-1·min-175%(4)c【解析】(1)根据能量图示可知,该反应的反应物总能量高于生成物的总能量,故该反应为放热反应;(2)温度、压强、催化剂、浓度均可影响物质的反应速率,故升高温度,加入合适的催化剂,均可加快反应速率;恒容容器中,充入氮
气,物质的分压及浓度不变,故反应速率不变;降低压强会减小反应速率,ac两选项符合题意;(3)根据三段式可知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)十H2O(g)起始量/mol·L-10.51.5转
化量/mol·L-10.250.755s量/mol·L-10.250.75从反应开始到5min末,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=0.75mol·L-15min=0.15mol·L-1·min-1,反应平衡时,CO2消耗的浓度为
:0.5mol·L-1-0.125mol·L-1=0.375mol·L-1,则H2消耗的浓度为0.375mol·L-1×3=1.125mol·L-1,H2的转化率为:1.125mol·L-11.5mol·L-1×100%=75%;(4)反应达到平衡状态的标志是正反应速率等于逆反应速率。a项
,当各物质的浓度均不再变化可以说明反应达到平衡状态,不符合题意;b项,该反应反应前后气体总物质的量不相等,在反应过程中体系的压强发生变化,当体系压强不变时,可以说明反应达到平衡状态,不符合题意;c项,平衡时各组分物质的量之比,与反应物转化率和起始
量有关,而且该比值不能说明各组分的浓度保持不变,符合题意;d项,H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1,说明氢气的消耗速率等于其生成速率,反应达到平衡,不符合题意。