
1.(2024·辽宁卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A.3 h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
答案:A
解析:由图可知,3小时后异山梨醇浓度继续增大,15 h后异山梨醇浓度才不再变化,所以3 h时,反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,A错误;图像显示该温度下,15 h后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:①>②,B正确;由图可知,在0~3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1,所以平均速率v(异山梨醇)=3 h(0.042 mol·kg-1)=0.014 mol·kg-1·h-1,故C正确;催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,D正确。
2.(2024·安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO4(2-)的影响因素,测得不同条件下SeO4(2-)浓度随时间变化关系如下图。
下列说法正确的是( )
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO4(2-))=2.0 mol·L-1·h-1
B.实验③中,反应的离子方程式为:2Fe+SeO4(2-)+8H+===2Fe3++Se+4H2O
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始pH越小,SeO4(2-)的去除效果越好
答案:C
解析:实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO4(2-))=2 h((5.0×10-3-1.0×10-3) mol·L-1)=2.0×10-3 mol·L-1·h-1,A不正确;实验③中水样初始pH=8,溶液显弱碱性,发生反应的离子方程式中不能出现H+,B不正确;综合分析实验①和②可知,在相同时间内,实验①中SeO4(2-)浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;综合分析实验②和③可知,在相同时间内,实验②中SeO4(2-)浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始pH,SeO4(2-)的去除效果更好,但是当初始pH太小时,H+浓度太大,纳米铁与H+反应速率加快,会导致与SeO4(2-)反应的纳米铁减少,因此,当初始pH越小时,SeO4(2-)的去除效果不一定越好,D不正确。
3.(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
①CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.2 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。
下列说法正确的是( )
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
答案:C
解析:L4处与L5处的温度不同,故L4处与L5处反应①的平衡常数K不相等,A错误;由题图可知,L1~L3温度在升高,该装置为绝热装置,反应①为吸热反应,所以反应②为放热反应,ΔH2<0,B错误;从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗CO,而CO体积分数没有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O)增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故n总减小而n(H2O)增大,即H2O的体积分数会增大,故L6处H2O的体积分数大于L5处,C正确;L1处CO的体积分数大于CH3OH,说明生成的CO的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率,D错误。