专题2《化学反应速率与化学平衡》测试题
一、单选题(共14题)
1.无水氯化铝是一种重要的催化剂,工业上由Al2O3制备无水氯化铝的反应为:2Al2O3(s)+6Cl2(g) 4AlCl3(g)+3O2(g) ΔH>0。下列分析正确的是
A.增大Al2O3用量,化学平衡向正反应方向移动
B.电解熔融的Al2O3和AlCl3均能得到单质铝
C.加入碳粉,平衡正向移动是因为碳与O2反应,降低了生成物的浓度且放出热量
D.其他条件不变时,升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
2.氮及其化合物的转化过程如下图所示。下列说法不正确的是
A.催化剂a表面发生了共价键的断裂和形成
B.催化剂a、b都能加快该反应的速率
C.氨的催化氧化反应中还原剂为NH3,还原产物为NO和H2O
D.取0.5 mol N2经过上述两个反应后生成NO,共转移电子的物质的量为8mol
3.下列说法正确的是
A.增大反应物浓度可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂不影响反应的活化能
4.在下列影响化学反应速率的外界因素中,肯定能使化学反应速率加快的方法是
①加入正催化剂
②增大反应物浓度
③将固体块状反应物磨成粉末
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
5.羰基硫(COS)是以煤、石油、天然气为原料生产的化工原料气中有机硫的主要形式。COS催化水解的反应为:COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H<0,在相同投料比、相同气流速度、相同时间内,测得不同温度及不同催化剂下COS水解反应的转化率如下图所示:
下列说法正确的是
A.N点为该反应达到平衡状态的点
B.正反应的平均反应速率:P>N>M
C.任何温度下,γ-Al2O3的催化效果都比TiO2好
D.150℃时,用γ-Al2O3做催化剂,达到平衡时CO2的体积分数最大
6.为探究某些硫的含氧酸盐的部分性质,进行如下实验,并记录实验现象。①测量0.01 mol·L 1 NaHSO3溶液的pH,pH约为5.②向0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液的紫红色褪去。③向0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液中滴加稀盐酸,产生无色有刺激性气味的气体,且出现淡黄色沉淀。④在Ag+催化条件下,向0.1 mol·L-1 K2S2O8无色溶液中滴加MnSO4溶液,溶液中出现紫红色。
“接触法制硫酸”的主要反应是2SO2+O22SO3在催化剂表面的反应历程如下:
下列说法正确的是
A.过程中既有V—O键的断裂,又有V—O键的形成
B.反应②的活化能比反应①大
C.该反应的催化剂是V2O4
D.使用催化剂只能加快正反应速率
7.已知2 A(g)+B(g) 2C(g) △H < 0,向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 mol A(g)和1 mol B(g);(乙)1 mol A(g)和0.5 mol B(g);(丙)2 mol C。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是
A.容器内压强p:p甲=p丙>2p乙
B.C的质量m:m甲=m丙>2m乙
C.c(A)与c(B)之比k:k甲=k丙>k乙
D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙>2Q乙
8.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列各项不再发生变化时,表明反应A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已经达到化学平衡状态的有
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度
④混合气体的总物质的量 ⑤3v正(B)=2v逆(C) ⑥v(C)与v(D)的比值
⑦单位时间内生成n mol D的同时生成3n mol的B ⑧ 混合气体的平均相对分子质量
A.①③④⑦ B.②③⑦⑧ C.③⑥⑦⑧ D.①③⑥⑧
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,44.8LHF含有2NA个极性键
B.14g乙烯和丁烯的混合气体所含原子总数为3NA
C.0.1mol/LKAl(SO4)2溶液中SO的数目为0.2NA
D.标准状况下,2.24LNO与1.12LO2混合后所含分子总数为0.1NA
10.一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量C3H8(g)和O2,发生反应2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g)△H<0,反应过程中C3H8的物质的量与时间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的正向反应能自发进行
B.逆反应速率:P点C.M点之后,容器内单位体积的分子总数不再改变
D.若只升高温度重复实验,M点可以移动到N点
11.一定温度下,在一容积不变的密闭容器中发生的可逆反应,不是达到反应限度的标志的是
①Y的消耗速率与Z的生成速率相等
②反应容器中压强不再变化
③X、Y、Z的浓度不再变化
④反应容器中气体平均摩尔质量不再变化
A.①③ B.②③ C.①② D.②④
12.一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中,反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡。下列说法错误的是
容器 温度/K 起始浓度/mol·L-1 平衡浓度mol·L-1
H2 CO CH3OH CH3OH
① 400 0.20 0.10 0 0.08
② 400 0.40 0.20 0 X
③ 500 0 0 0.10 0.025
A.该反应的正反应是放热反应 B.平衡时的反应速率:③>①
C.X=0.16 D.400K时该反应平衡常数的值为2500
13.已知反应能量历程如图所示。下列说法正确的是
A.的能量一定高于的能量
B.拆开和所需能量低于拆开所需能量
C.该反应不需要加热就能发生
D.恒温恒容条件下,当容器内压强不再改变时可判定反应已达平衡
14.用活性炭还原NO2可防止空气污染,其反应原理为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在密闭容器中1 mol NO2和足量C发生上述反应,反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示;维持温度不变,反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。
下列说法错误的是
A.图1中的A、B、C三个点中只有C点的v正=v逆
B.图2中E点的v逆小于F点的v正
C.图2中平衡常数K(E)=K(G),则NO2的平衡浓度c(E)=c(G)
D.在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2,与原平衡相比,NO2的平衡转化率减小
二、非选择题(共10题)
15.一定温度下,在2L的密闭容器中,M、N两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)反应的化学方程式为___________。
(2)反应达到最大限度的时间是___________min,该时间内的平均反应速率v(N)=___________,v(M)=___________。
(3)反应达到平衡状态时,放出80kJ的热量,当容器中充入1molN时,反应放出的热量为___________(填序号)
A.等于10kJ B.小于10kJ C.大于10kJ D.等于20kJ
(4)判断该反应达到平衡状态的依据是___________(填序号)
A.该条件下,正、逆反应速率都为零
B.该条件下,混合气体的密度不再发生变化
C.该条件下,混合气体的压强不再发生变化
D.条件下,单位时间内消耗2molN的同时,消耗1molM
(5)能加快反应速率的措施是___________(填序号)
A.升高温度B.容器容积不变,充入惰性气体Ar
C.容器压强不变,充入惰性气体ArD.使用催化剂
16.在2L的某恒容密闭容器中发生反应: H.已知反应中化学键数据如下表:
化学键 H-H C-O C=O H-O C-H
436 351 745 463 413
回答下列问题:
(1) H_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)某温度下,向该容器中充入、,发生上述反应,末,反应达到平衡,此时测得的物质的量分数为。
①内,平均速率_______。
②每生成,转移的电子数为_______。
③反应前后的总压强之比为_______。
④下列说法正确的是_______(填标号)。
A.反应进行到一定程度时,的物质的量浓度可能为
B.无论反应进行到何种程度,碳、氢、氧元素的物质的量之比一定为
C.加入合适的催化剂,反应速率发生改变的同时,的值也发生改变
17.高炉炼铁产生的高炉气中含有CO、H2、CO2等气体,利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇,是减少污染、节约能源的一种新举措,反应原理为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH。在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。
(1)在如图A、B、C三点中,选填下表物理量对应最大的点。
反应速率v: 平衡常数K: 平衡转化率α:
_______ _______ _______
(2)在300 ℃时,向C点平衡体系中再充入0.25 mol CO、0.5 mol H2和0.25 mol的CH3OH,该反应_______(填“向正反应进行”“向逆反应进行”或“不移动”)。
(3)一定温度下,CO的转化率与起始投料比的变化关系如图所示,测得D点氢气的转化率为40%,则x=_______。
18.部分短周期元素的原子半径及常见化合价如下表:
元素代号 Z M Q R T X
原子半径/nm 0.077 0.130 0.111 0.099 0.073 0.102
常见化合价 +4,-4 +2 +4,-4 -1,+7 -2 +6,-2
根据要求回答问题(如需填化学用语的,请用各元素的元素符号表示)
(1)X元素在元素周期表的位置是______________。
(2)R的气态氢化物比X的气态氢化物_______(填稳定或不稳定)。
(3)写出M的单质与ZT2反应的化学方程式____________________________。
(4)Q的最高价氧化物在现代通信的重要用途是______________。
(5)已知XO2在500℃,1大气压下被氧气氧化,每生成1 mol气态XO3,放出98.3 kJ热量,该反应的热化学方程式是____________________________。
(6)工业上用Z的单质与水蒸汽反应制水煤气,则该反应的平衡常数表达式K=_____。
19.A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期,它们的原子序数依次增大,其中B、C、D为同一周期,A与E,B与G,D与H分别为同一主族,C、D、F三种元素的原子序数之和为28,F的质子数比D多5个,D的最外层电子数是F的2倍,C和D的最外层电子数之和为11。请回答下列问题:
(1)以上八种元素中非金属所形成的最简单气态氢化物稳定性最弱的是_________(填化学式),E、F、H 所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为_________(用离子符号表示)
(2)一定条件下,A的单质气体与C的单质气体充分反应生成W气体,W的结构式_____。由A、D两元素可以组成X、Y两种化合物,X在一定条件下可以分解成Y,X的电子式为_____。固体化合物E2D2与化合物E2H的水溶液按物质的量比1:1反应生成单质H的离子方程式为________________。
(3)G是非金厲元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出G的最高价氧化物与B的单貭在高温下发生置换反应的化学反应方程式____________________。
(4)10L的密闭容器中,通入2mol的HD2气体和1molD2的气体单质,一定条件下反应后生成HD3气体,当反应达到平衡时,单质D的浓度为0.01mol·L-1,同时放出约177KJ的热量,则平衡时HD2的转化率为____________;该反应的热化学方程式____________。
20.恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
(1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a的值:_____。
(2)反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量:_。
(3)原混合气体中,a∶b=_____。
(4)达到平衡时,N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=____。
21.甲醇是重要的化工基础原料和清洁液体燃料,工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如表所示:
化学反应 平衡常数 温度/
500 800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) K3
(1)在恒容密闭容器中发生反应②,达到平衡后升高温度,下列说法正确的是_______。
a.平衡正向移动 b.混合气体的平均相对分子质量增大 c.CO2的转化率增大
(2)K1、K2、K3的关系是:K3=_______。
(3)500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.2、0.1、0.01、0.2,则此时v正_____v逆(填“>”“=”或“<”)。
(4)某温度下在恒容密闭容器中发生反应①,若开始加入2mol/LH2和1mol/LCO,达到平衡时,H2的平衡转化率为80%,则此温度下,该反应的化学平衡常数为_______。
(5)相同温度下,在甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器中,投入H2和CO2,发生反应②,起始浓度如表所示。其中甲经2min达平衡,平衡时c(H2O)=0.05mol/L,甲中CO2的转化率为_______,乙中CO2的转化率_______(填“大于”、“等于”或“小于”)甲。
起始浓度 甲 乙
c(H2)/mol/L 0.10 0.20
c(CO2)/mol/L 0.10 0.20
22.H2O2是一种绿色试剂,在化学工业中用于生产过氧乙酸、亚氯酸钠等的原料,医药工业用作杀菌剂、消毒剂。某化学小组为探究H2O2的性质做了实验:
(1)图表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据。用10mL H2O2制取150mL O2所需的时间(s)几乎不反应
浓度/时间/s/反应条件 30% H2O2 15% H2O2 10% H2O2 5% H2O2
不加热 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应
加热 360 480 540 720
MnO2、加热 10 25 60 120
H2O2分解的化学方程式为:_______研究小组在设计方案时,考虑了_______、_______、_______因素对过氧化氢分解速率的影响。
(2)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,研究小组的同学设计了如图所示的实验。请回答相关问题:
①可通过观察_______,比较得出结论。
②有同学提出将0.1 mol·L-1FeCl3溶液改为0.05 mol·L-1Fe2(SO4)3更为合理,其理由是_______。
(3)已知FeCl3溶液中主要含有H2O、Fe3+和 Cl-三种微粒,甲同学又做了两种猜想。
猜想 1:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的 Fe3+。
猜想 2:真正催化分解H2O2的是_______。
完成表格验证猜想:
所需试剂 操作及现象 结论
_______ _______ Cl-对H2O2分解无催化作用
23.对H2O2的分解速率影响因素进行研究。
(1) A组为研究催化剂FeCl3的量对O2生成速率的影响,设计了如下三组实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后进行反应。
A B C
10%H2O2/mL 20.0 V1 V2
2 mol/LFeCl3/mL 0 5.0 10.0
H2O/mL V3 V4 0
按要求回答下列问题:
①a装置的名称为___________,为实现实验目的,则V4=___________。
②若读数时发现,量气装置左端液面低于右端液面,则测得的气体体积___________(填“偏大”、 “偏小”或“无影响”)。
(2) B组在相同的温度下,利用下图甲装置对H2O2在不同条件下的分解速率进行了探究,得到乙曲线:
则B小组探究的是___________对 H2O2分解速率的影响,根据本实验结果,对室温下保存H2O2溶液提出合理建议___________。
(3)C小组利用如下装置探究100℃,H2O2在不同离子催化作用下反应24h的分解率,
实验编号 离子 加入量/(mg/L) 分解率/%
① 无 — 2
② Al3+ 1.0 2
③ Fe3+ 1.0 15
④ Cu2+ 0.1 86
⑤ Cr3+ 0.1 96
则该小组实验时记录的数据应该是___________。实际生产中,储运浓度较高的H2O2时,应使用___________罐车。
24.学习小组对FeCl3催化H2O2分解实验进行探究:
I.实验:
① ② ③
操作
现象 a.溶液迅速变红棕色,并有较多气泡产生 b.2min时,反应变缓,溶液颜色明显变浅 无明显现象 a.溶液变棕色,开始5s后产生较少的气泡 b. 2min时试管内反应速度快
(1)对比实验①和③中的现象a证明_______。
(2)H2O2中滴加FeCl3溶液颜色均变深,有同学提出观点是H2O2的分解是热放反应,促进了Fe3+水解,支持该观点的操作方法是_______。
(3)上述实验证明了FeCl3的催化作用,催化机理可表示为:2Fe3++H2O2=2Fe2++O2+2H+和______。
II.为了验证反应中Fe3+和Fe2+之间转化关系的存在,需要进一步实验:
再另取两只试管分别为:a、b
(4)a中盛有10% H2O2溶液,滴加3滴FeCl3溶液反应开始后,立即滴入K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀说明有_______出现。
(5)b中盛有蒸馏水,向其滴加3滴FeCl3溶液后,再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,结果观察到试管内溶液变成为绿色,(Fe3+遇K3[Fe(CN)6]溶液呈绿色)设置该实验的目的_______。
(6)再向实验I中的①试管滴加KSCN溶液,溶液变红色,2min后溶液红色褪去:再次滴期KSCN溶液,溶液又变红色。关于溶液红色褪去的原因有同学认为是SCN-被未分解的H2O2氧化了,并预测产物中应该有SO,分析产物中产生SO的合理性_______。实验证实了该同学的预测是正确的。
III.关于Fe3+与SCN-的反应:
(7)有同学推测Fe3+与SCN-也可发生氧化还原反应,该同学的推测依据是_______。
(8)基于上述推测,该同学设计如图装置,连接后发现电流计指针几乎不偏转,再向左侧盛有FeCl3的烧杯中滴入K3[Fe(CN)6],指针发生明显偏转,对此你的推断是:_______。
参考答案
1.C 2.D 3.C 4.D 5.B 6.A 7.B 8.B 9.B 10.D 11.D 12.C 13.B 14.C
15.2NM 6min 0.5mol/(L·min) 0.25mol/(L·min) B CD AD
16.
(1)<
(2) 0.06 0.9 3:2 B
17.C AB A 向正反应进行 3
18.第三周期第VIA族 稳定 2Mg+CO22MgO+C 光导纤维 SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)△H=-98.3kJ mol-1
19.(1)SiH4;S2-Na+>Al3+
(2): ;Na2O2+2H2O+S2-=S↓+2Na++4OH-
(3)SiO2+2CSi+2CO↑
(4)90%;2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g); △H=-196.7kJ·mol-1
20.16 8mol 2∶3 1∶2
21.ac K1 K2 = 25 等于
22.2H2O2=2H2O+O2 浓度 温度 催化剂 产生气泡的快慢 防止阴离子对反应影响 Cl- 双氧水,NaCl浓溶液 滴加几滴NaCl浓溶液,反应无明显变化
23.分液漏斗 5.0mL 偏小 在相同温度下,溶液pH不同时对H2O2分解速率的影响 在pH约为3-5的酸性条件下保存H2O2溶液 相同时间(24h)内,H2O2溶液的质量 铝
24.H2O2浓度增大,反应速率加快 把温度计插入液面下,看温度计示数是否升高,(或用手触摸试管底部,感觉温度是否发热) 2Fe2+ + 2H+ + H2O2=2Fe3+ + 2H2O Fe2+ 证明Fe3+的存在不会干扰对Fe2+的鉴别 SCN-中S元素的化合价为-2价,具有还原性,可以被H2O2氧化升高到+6价,生成SO 2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+ K3[Fe(CN)6]氧化了KSCN,K3[Fe(CN)6]加入FeCl3溶液中,增强FeCl3的氧化性