题目内容
丙酮可作为合成聚异戊二烯橡胶,环氧树脂等物质的重要原料,丙酮在某溶剂里在催化剂作用下发生反应:2CH3COCH3(aq)
CH3COCH2COH(CH3)2(aq).回答下列问题:

(1)取相同浓度的CH3COCH3,分别在40℃和60℃下,测得其转化率α随时间变化的关系曲线(α-t)如图1所示.下列说法正确的是
A.上述反应的正反应为放热反应
B.b代表40℃下CH3COCH3的α-1曲线
C.升高温度可缩短该反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.增大压强可缩短该反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
E.从0到80min,CH3COCH2COH(CH3)2的
=1
(2)当丙酮的起始浓度为0.10mol?L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率为60%,列式计算20℃时上述反应的平衡常数K= .
(3)若该反应在40℃和60℃时的平衡常数分别为K1和K2,则K1 K2(填“>”、“<”或“=”,下同).该反应的△S 0,在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行.
(4)一定温度下,随着丙酮的起始浓度增大,其平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)
(5)某温度时,根据CH3COCH3的浓度随时间的变化曲线,请在同一图2中绘出CH3COCH2COH(CH3)2浓度随时间的变化曲线.
| 催化剂 |
(1)取相同浓度的CH3COCH3,分别在40℃和60℃下,测得其转化率α随时间变化的关系曲线(α-t)如图1所示.下列说法正确的是
A.上述反应的正反应为放热反应
B.b代表40℃下CH3COCH3的α-1曲线
C.升高温度可缩短该反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.增大压强可缩短该反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
E.从0到80min,CH3COCH2COH(CH3)2的
| △n(40℃) |
| △n(60℃) |
(2)当丙酮的起始浓度为0.10mol?L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率为60%,列式计算20℃时上述反应的平衡常数K=
(3)若该反应在40℃和60℃时的平衡常数分别为K1和K2,则K1
(4)一定温度下,随着丙酮的起始浓度增大,其平衡转化率
(5)某温度时,根据CH3COCH3的浓度随时间的变化曲线,请在同一图2中绘出CH3COCH2COH(CH3)2浓度随时间的变化曲线.
考点:转化率随温度、压强的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算
专题:
分析:(1)分析图象题时注意曲线的变化,温度越高,化学反应速率越大,达到平衡时的时间就越少,曲线的斜率就越大;根据图象可以看出温度越高CH3COCH3转化的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,CH3COCH3的转化率反而降低,分析图象,当反应进行到80min时a、b曲线对应的转化率相同,这说明此时生成的CH3COCH2COH(CH3)2一样多;
(2)利用化学平衡三段式计算出平衡时各物质的浓度,根据平衡常数的定义进行计算;
(3)该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小;
2分子的CH3COCH3(aq)生成1分子的CH3COCH2COH(CH3)2(aq),故△S<0;
△G=△H-T△S;△H<0,△S<0,要使△G<0,故在低温时有利于该反应自发进行;
(4)温度不变,则平衡常数不变,利用平衡常数分析起始浓度与转化率的关系;
(5)由CH3COCH3的浓度随时间的变化曲线,找出不同时间CH3COCH3的浓度,再计算CH3COCH2COH(CH3)2浓度,描点连线即得CH3COCH2COH(CH3)2浓度随时间的变化曲线.
(2)利用化学平衡三段式计算出平衡时各物质的浓度,根据平衡常数的定义进行计算;
(3)该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小;
2分子的CH3COCH3(aq)生成1分子的CH3COCH2COH(CH3)2(aq),故△S<0;
△G=△H-T△S;△H<0,△S<0,要使△G<0,故在低温时有利于该反应自发进行;
(4)温度不变,则平衡常数不变,利用平衡常数分析起始浓度与转化率的关系;
(5)由CH3COCH3的浓度随时间的变化曲线,找出不同时间CH3COCH3的浓度,再计算CH3COCH2COH(CH3)2浓度,描点连线即得CH3COCH2COH(CH3)2浓度随时间的变化曲线.
解答:
解:(1)2CH3COCH3(aq)
CH3COCH2COH(CH3)2(aq).
A.温度越高,反应速率就越快,到达平衡的时间就越短,由图象可看出曲线b首先到达平衡,所以曲线b表示的是60℃时的α-t曲线;升高温度,转化率减小,平衡逆向移动,故该反应的正反应为放热反应,故A正确;
B.温度越高,反应速率就越快,到达平衡的时间就越短,由图象可看出曲线b首先到达平衡,所以曲线b表示的是60℃时的α-t曲线,故B错误;
C.根据图象温度越高CH3COCH3转化的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,故C错误;
D.无气体参加的反应,增大压强对平衡不产生影响,故D错误;
E.80min时,生成的CH3COCH2COH(CH3)2一样多,故从0到80min,CH3COCH2COH(CH3)2的;
=1,故E正确;
故选AE;
(2)当丙酮的起始浓度为0.10mol?L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率为60%;
2CH3COCH3(aq)
CH3COCH2COH(CH3)2(aq)
开始(mol/L):0.1 0
变化(mol/L):0.06 0.03
平衡(mol/L):0.04 0.03
平衡常数k=
=
=18.75,
故答案为:18.75;
(3)若该反应在40℃和60℃时的平衡常数分别为K1和K2,该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,故则K1>K2;2分子的CH3COCH3(aq)生成1分子的CH3COCH2COH(CH3)2(aq),故△S<0;△G=△H-T△S;△H<0,△S<0,要使△G<0,故在低温时有利于该反应自发进行;
故答案为:>;<;较低;
(4)由三段法计算可知,K=
,温度不变,则K不变,则增大丙酮的起始浓度,为保证K不变,则转化率a应增大;
故答案为:增大;
(5)由CH3COCH3的浓度随时间的变化曲线,找出不同时间CH3COCH3的浓度,再计算CH3COCH2COH(CH3)2浓度,描点连线即得CH3COCH2COH(CH3)2浓度随时间的变化曲线;
如0min时,CH3COCH3的浓度0.1mol/L,CH3COCH2COH(CH3)2浓度为0;0.5min时,CH3COCH3的浓度0.08mol/L,CH3COCH2COH(CH3)2浓度为0.01mol/L;CH3COCH2COH(CH3)2浓度随时间的变化曲线为
,故答案为:
.
| 催化剂 |
A.温度越高,反应速率就越快,到达平衡的时间就越短,由图象可看出曲线b首先到达平衡,所以曲线b表示的是60℃时的α-t曲线;升高温度,转化率减小,平衡逆向移动,故该反应的正反应为放热反应,故A正确;
B.温度越高,反应速率就越快,到达平衡的时间就越短,由图象可看出曲线b首先到达平衡,所以曲线b表示的是60℃时的α-t曲线,故B错误;
C.根据图象温度越高CH3COCH3转化的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,故C错误;
D.无气体参加的反应,增大压强对平衡不产生影响,故D错误;
E.80min时,生成的CH3COCH2COH(CH3)2一样多,故从0到80min,CH3COCH2COH(CH3)2的;
| △n(40℃) |
| △n(60℃) |
故选AE;
(2)当丙酮的起始浓度为0.10mol?L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率为60%;
2CH3COCH3(aq)
| 催化剂 |
开始(mol/L):0.1 0
变化(mol/L):0.06 0.03
平衡(mol/L):0.04 0.03
平衡常数k=
| c(CH3COCH2COH(CH3)2) |
| c2(CH3COCH3) |
| 0.03 |
| 0.04×0.04 |
故答案为:18.75;
(3)若该反应在40℃和60℃时的平衡常数分别为K1和K2,该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,故则K1>K2;2分子的CH3COCH3(aq)生成1分子的CH3COCH2COH(CH3)2(aq),故△S<0;△G=△H-T△S;△H<0,△S<0,要使△G<0,故在低温时有利于该反应自发进行;
故答案为:>;<;较低;
(4)由三段法计算可知,K=
| c0(1-a) |
| (2c0a)2 |
故答案为:增大;
(5)由CH3COCH3的浓度随时间的变化曲线,找出不同时间CH3COCH3的浓度,再计算CH3COCH2COH(CH3)2浓度,描点连线即得CH3COCH2COH(CH3)2浓度随时间的变化曲线;
如0min时,CH3COCH3的浓度0.1mol/L,CH3COCH2COH(CH3)2浓度为0;0.5min时,CH3COCH3的浓度0.08mol/L,CH3COCH2COH(CH3)2浓度为0.01mol/L;CH3COCH2COH(CH3)2浓度随时间的变化曲线为
点评:本题考查转化率随温度变化的图象题,难度较大.做题时注意观察曲线的变化趋势,以及温度对化学反应速率的影响,本题的关键是根据图象正确判断反应是吸热还是放热.
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