中小学教育资源及组卷应用平台
选修4第二章第二节影响化学反应速率的因素同步练习
第I卷(选择题)
一、单选题
1.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.08 mol·L-1时,需要20s,那么c(HI)由0.08mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,所需反应的时间为( )
A.等于5 s B.等于10 s C.大于10 s D.小于10 s
2.某工厂用氧压酸浸法浸取闪锌矿中的锌元素,发生的主要反应是:。下列选项是设想的加快反应速率的措施,其中不合理的是( )
A.将原料中的稀硫酸更换为98%的浓硫酸 B.将闪锌矿粉碎
C.增大氧气的压强 D.适当升高温度
3.在恒温、恒容条件下,能使正反应速率增大的措施是( )
A.减小C或D的浓度 B.再加入一定量D
C.减小B的浓度 D.增大A或B的浓度
4.探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O反应速率的影响因素,有关实验数据如表所示:
实验编号 温度℃ 催化剂用量g 酸性KMn04溶液 H2C2O4溶液 KMn04溶液褪色平均时间(min)
体积(mL) 浓度(mol·L-1) 体积(mL) 浓度(mol·L-1)
1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7
2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a
3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7
4 25 0 4 0.01 8 0.2 b
下列说法不正确的是( )
A.a<12.7
B.b>6.7
C.用KMnO4表示该反应速率,(实验3)>(实验1)
D.可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢
5.二氧化碳加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。其原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),在反应进程中采取下列措施,可以降低反应速率的是( )
A.降温 B.加入催化剂 C.缩小反应器体积 D.体积不变,加入CO2
6.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
7.光催化剂能够将清洁、可再生的太阳能用于处理日益严峻的全球性环境问题。新型光催化剂BMO(Bi2MoO6)降解苯酚的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应过程中,BMO参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能
B.反应①和②中转移相同数目电子时,降解的苯酚的物质的量之比为1∶1
C.苯酚中既含有极性共价键,又含有非极性共价键
D.该过程的总反应为放热反应
8.下列实验过程可以达到实验目的的是( )
编号 实验目的 实验过程
A 配制的溶液 称取4.0g体于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至容量瓶中定容
B 探究维生素C的还原性 向盛有黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
C 向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置 溶液的紫色逐渐褪去,静置后溶液分层
D 探究浓度对反应速率的影响 向2支盛有不同浓度溶液的试管中同时加入溶液,观察实验现象
9.下列有关化学反应速率的说法正确的是 ( )
A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.催化剂能降低分子活化时所需能量,使单位体积内活化分子数目大大增加
10.已知X转化为Z和W分步进行:①,②,其反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.是反应①的活化能
B.的能量一定低于的能量
C.
D.反应②更容易发生,气体Y很难大量存在
11.中国科学技术大学黄伟新教授和美国橡树岭国家实验室的吴自力研究团队合作,研究在硼基催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的反应机理,部分反应历程(其中吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.丙烷氧化脱氢制丙烯的反应为放热反应
B.该反应的快慢取决于步骤
C.图中过渡态2比过渡态1稳定
D.催化剂在反应中参与化学反应,改变反应的活化能
12.下列有关反应速率说法正确的是 ( )
A.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快
B.为加快铁和水蒸气的反应速率,增加反应物铁的用量(不考虑表面积变化)
C.和均可加快分解,同等条件下二者对分解速率的改变相同
D.在稀硫酸和铁粉反应制氢气时,为减慢反应速率,可加入适量醋酸钠固体
13.在一定温度下,A、B能在溶液中发生反应A+B=C+D
a.将0.2mol·L-1A溶液和0.2mol·L-1B溶液各20mL混合
b.将0.5mol·L-1A溶液和0.5mol·L-1B溶液各50mL混合
c.将1mol·L-1A溶液和1mol·L-1B溶液各10mL混合,同时倒入30mL蒸馏水
d.将1mol·L-1A溶液20mL和1.2mol·L-1B溶液60mL混合
反应开始时,反应速率由大到小的顺序是( )
A.d>b>c>a B.b>d>a>c
C.d>c>b>a D.b>c>d>a
14.下列关于化学反应速率的说法,不正确的是( )
A.加入少量氯化铜固体,可加快锌片与稀盐酸反应制备氢气的速率
B.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C.化学反应速率可以用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示
D.可用单位时间内碳酸钙浓度的减少表示碳酸钙和稀盐酸反应的反应速率
15.下列说法正确的是( )
A.活化分子的每一次碰撞都能够发生化学反应
B.能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子
C.反应物用量增加后,有效碰撞次数增多,反应速率增大
D.催化剂能提高活化分子的活化能,从而加快反应速率
16.决定化学反应速率的主要因素是( )
A.温度和压强 B.反应物的浓度
C.参加反应的各物质的性质 D.催化剂的加入
17.亚氯酸盐(如NaClO2)可作漂白剂,在常温、不见光条件下可保存一年,在酸性下反应:,开始时,反应非常慢,一段时间后,反应速率变快。对于该反应速率变快的原因,下列猜测最合理的是( )
A.ClO-起催化作用 B.H+起催化作用
C.Cl-起催化作用 D.ClO2的逸出
18.催化还原是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如左图;研究发现在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如右图。下列说法不正确的是
A.催化还原为放热反应
B.过程Ⅰ中断裂极性键,需要吸收能量,体现了氧化性
C.过程III的化学方程式:
D.反应过程中,反应物为、、,、为中间产物
19.醋酸是有机合成的基础原料,化学科研人员用CO2和甲烷在催化剂作用下合成醋酸:CH4+CO2CH3COOH △H,反应历程如图所示(“—”表示单键或双键)。下列说法正确的是( )
A.使用催化剂,降低了反应的活化能,同时也改变了△H
B.①→②过程中加热能提高CO2的反应速率,但CO2的平衡转化率降低
C.该反应过程中有碳氢键的断裂和碳碳键的形成,碳氧键没有变化
D.增大CH4和CO2的浓度,活化分子的百分数增大
20.据文献报道,用氢气制备双氧水的一种工艺简单、能耗低的方法,其反应原理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.能降低反应过程中的活化能
B.、均为该反应的催化剂
C.反应过程中所发生的反应均为氧化还原反应
D.的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
第II卷(非选择题)
二、填空题
21.对于反应3X(g)+Y(g) 2Z(g)在其他条件不变时,改变其中一个条件,则生成Z的速率(填“增大”“减小”或“不变”)
(1)升高温度:_______;
(2)增大压强:_______;
(3)增大容器容积:_______;
(4)加入X:_______;
(5)加入Y:_______;
(6)压缩体积:_______。
22.氢气既是一种优质的能源,又是一种重要化工原料,高纯氢的制备是目前的研究热点。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一,甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H=+165.0kJ·mol-1,已知反应器中存在如下反应过程:
I.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) H1=+206.4kJ·mol-1
II.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H2
化学键 H-H O-H C-H C≡O
键能E/(kJ·mol-1) 436 465 a 1076
根据上述信息计算: H2=_______。
(2)某温度下,4molH2O和lmolCH4在体积为2L的刚性容器内同时发生I、II反应,达平衡时,体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol,则该温度下反应I的平衡常数K值为_______(用字母表示)。
(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率,可采取的措施有_______填标号)。
A.适当增大反应物投料比n(H2O)∶n(CH4)
B.提高压强
C.分离出CO2
(4)H2用于工业合成氨:N2+3H22NH3.将n(N2)∶n(H2)=1∶3的混合气体,匀速通过装有催化剂的反应器反应,反应器温度变化与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系如图,反应器温度升高NH3的体积分数φ(NH3)先增大后减小的原因是_______。
(5)某温度下,n(N2)∶n(H2)=1∶3的混合气体在刚性容器内发生反应,起始气体总压为2×l07Pa,平衡时总压为开始的90%,则H2的转化率为_______。
23.(1)科学家在实验室中研究的利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成和的反应为 ,若将1.0 mol NO和2.0 mol CO通入2.0 L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生上述反应,反应中的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。从反应开始到平衡时,用NO的浓度变化表示的平均反应速率______;4 min末CO的浓度为______。
(2)已知反应,生成的初始速率与NO、的初始浓度的关系为,为速率常数。在800℃时测得的相关数据如表所示。
实验数据 初始浓度/() 生成N的初始速率/()
1
2
3
下列说法错误的是______(填序号)。
A.,
B.800℃时,k的值为
C.若800℃时,初始浓度,则生成的初始速率为
D.当其他条件不变时,升高温度,速率常数将增大
24.气体A.B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g),反应进行到10s末,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol,则:
(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为_______;
(2)反应前A的物质的量浓度是_______;10s末,生成物D的浓度为_______;
(3)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。原因是______________________。实验室中现有Na2SO4、MgSO4、FeSO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是_________________。
(4)目前工业制氢气的一个重要过程如图,则该反应的热化学方程式为:_____________________________________
过程Ⅱ是加入催化剂后的反应过程,则过程Ⅰ和Ⅱ的反应热_______(填“相等”或“不相等”)。
25.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为___________________________;
(2)反应从开始至2分钟,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=_______;
(3)2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时_______(填增大、减小或无变化,下同);混合气体密度比起始时___________。
(4)将a mol X与b mol Y的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=n (Z),则原混合气体中a:b=_______。
(5)下列措施能加快反应速率的是___________。
A.恒压时充入He B.恒容时充入He C.恒容时充入X D.及时分离出Z E.升高温度 F.选择高效的催化剂
参考答案
1.C
解析:
c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.08 mol·L-1时,需要20s,则该时间段的平均速率为,如果c(HI)由0.08mol·L-1降到0.07mol·L-1时平均反应速率仍为0.001mol·L-1·s-1,则所需时间为10s,但实际上浓度变小,反应速率变慢,所以所需时间要大于10s,故C正确;
故选C。
2.A
解析:
A.该方法中稀硫酸只显酸性,氧气作氧化剂,浓硫酸有强氧化性,如果把稀硫酸更换为浓硫酸会导致反应原理发生变化,且浓硫酸作氧化剂会产生二氧化硫,不符合绿色化学思想,A项不合理;
B.把闪锌矿粉碎可增大反应物的接触面积,加快反应速率,B项合理;
C.增大压强可增大氧气的浓度,加快反应速率,C项合理;
D.适当升温可加快反应速率,D项合理;
故选A。
3.D
解析:
A.D为固体,改变其用量,D的浓度不变,化学反应速率不变,故A错误;
B.D为固体,改变其用量,D的浓度不变,化学反应速率不变,故B错误;
C.减小B的浓度,化学反应速率会减慢,故C错误;
D.增大A或B的浓度,会使正反应速率增大,故D正确。
答案选D。
4.C
解析:
A.由表中数据可知,实验2的温度比实验1的高,其余条件均相同,故反应2的反应速率比实验1的快,故褪色时间更短,a<12.7,A正确;
B.由表中数据可知,实验4为使用催化剂,其余数据均与实验3相同,故实验4的反应速率比实验3慢,故褪色时间更长,b>6.7,B正确;
C.由表中数据可知,反应1中KnMnO4的浓度是实验3的10倍,但所用时间仅是实验3的2倍不到,故用KMnO4表示该反应速率,(实验3)<(实验1),C错误;
D.反应生成的气体只有二氧化碳,相同条件下可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢,D正确;
故答案为:C。
5.A
解析:
A.降温,反应速率降低,故A符合题意;
B.加入催化剂,降低反应所需活化能,反应速率加快,故B不符合题意;
C.缩小反应器体积,浓度增大,反应速率加快,故C不符合题意;
D.体积不变,加入CO2,CO2浓度增大,反应速率加快,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
6.C
解析:
A.增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,但活化分子的百分数没有发生变化,故A错误;
B.在有气体参加的化学反应中,通过缩小反应容器的体积来增大压强,可使气体反应物的浓度增大,但活化分子的百分数没有发生变化,故B错误;
C.升高温度,反应物分子中活化分子的数目和百分数都增大,有效碰撞的次数增大,化学反应速率增大,故C正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,故D错误;
故选C。
7.B
解析:
A。反应过程中,BMO参与反应,改变反应路径,作为催化剂可以降低反应的活化能,故A正确;
B.根据转移电子守恒判断消耗苯酚的物质的量之比,过氧根离子生成氧离子得到3个电子、BMO+得1个电子,根据转移电子守恒知,①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1,故B错误;
C.苯酚中既含有C-H极性共价键,又含有C-C非极性共价键,故C正确;
D.根据图知,反应物是C6H6O和氧气、生成物是二氧化碳和水,为苯酚的氧化反应,故为放热反应,故D正确;
故选B。
8.B
解析:
A.氢氧化钠溶于水放热,因此溶解后需要冷却到室温下再转移至容量瓶中,A错误;
B.氯化铁具有氧化性,能被维生素C还原为氯化亚铁,从而使溶液颜色发生变化,所以向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,通过观察颜色变化可以探究维生素C的还原性,B正确;
C.向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置,溶液褪色但不会分层,C错误;
D.反应的方程式为,这说明反应过程中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对反应速率的影响,D错误;
故选B。
9.D
解析:
A.浓硫酸具有强氧化性,常温下,与铁发生钝化反应,不生成氢气,选项A错误;
B.盐酸跟锌片反应的实质为氢离子与锌的反应,加入氯化钠溶液,溶液体积增大,浓度减小,反应速率减小,选项B错误;
C.升高温度,活化分子的百分数增加,反应速率增大,选项C错误;
D.催化剂能降低分子活化时所需能量,使单位体积内活化分子数目大大增加,反应速率加快,选项D正确。
答案选D。
10.D
解析:
A.从图中可以看出,Ea1是活化分子所具有的平均能量与反应物分子平均能量的差值,所以Ea1是反应①的活化能,A项错误;
B.从图中可以看出,的能量低于和的能量之和,但不能确定的能量一定低于的能量,B项错误;
C.由图中信息可以得出,Y(g)+2W(g)Z(g)+3W(g) △H=+(Ea3-Ea4)kJ mol-1,C项错误;
D.从图中可以看出,反应②的活化能比反应①小,所以反应②更容易发生,反应①生成的Y(g)很容易发生转化,所以气体Y很难大量累积,D项正确;
答案选D。
11.A
解析:
A.由图可知,丙烷氧化制丙烯和过氧化氢的反应为吸热反应,后续的过氧化氢分解也为吸热反应,故A错误;
B.化学反应的决速步骤由慢反应决定,而活化能越大,反应的速率越慢,由图可知,能垒最大的是到过渡态1的能量,能垒为1.73eV,故反应快慢取决于步骤,故B正确;
C.由图可知过渡态1的能量大于过渡态2的能量,能量越高越不稳定,故过渡态2更稳定,故C正确;
D.催化剂本身通过参与化学反应降低反应的活化能加快反应速率,故D正确;
选A。
12.D
解析:
A. 酶是蛋白质,在合适的温度下活性最高,在酶催化淀粉水解反应中,并不是温度越高淀粉水解速率越快,温度太高,反而使蛋白质变性,失去活性,故A错误;
B. 铁是固体,增加反应物铁的用量,不能加快铁和水蒸气的反应速率,(不考虑表面积变化),故B错误;
C. 不同的催化剂催化效率不相同,和均可加快分解,同等条件下二者对分解速率的改变不相同,故C错误;
D. 在稀硫酸和铁粉反应制氢气时,可加入适量醋酸钠固体,醋酸根离子降低氢离子的浓度,减慢反应速率,故D正确;
故选D。
13.A
解析:
A.将0.2 mol·L-1 A溶液和0.2 mol·L-1 B溶液各20 mL混合,混合后A的浓度为,混合后B的浓度为;
B.将0.5 mol·L-1 A溶液和0.5 mol·L-1 B溶液各50 mL混合,混合后A的浓度为,混合后B的浓度为;
C.将1 mol·L-1 A溶液和1 mol·L-1 B溶液各10 mL混合,同时倒入30 mL蒸馏水,混合后A的浓度为,混合后B的浓度为;
D.将1 mol·L-1 A溶液20 mL和1.2 mol·L-1 B溶液60 mL混合,混合后A的浓度为,混合后B的浓度为;
浓度越大反应速率越快,混合后浓度最大的是d,其次是b,最小的是a。所以反应开始时,反应速率由大到小的顺序为v(d)>v(b)>v(c)>v(a)。故选A。
14.D
解析:
A.加入少量氯化铜可与锌反应生成铜,形成铜锌原电池,可加快锌片与稀盐酸反应制备氢气的速率,选项A正确;
B.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质,选项B正确;
C.化学反应速率可以用单位时间内反应或生成的某物质的浓度变化来表示,选项C正确;
D.为固体,浓度不变化,不用其来表示反应速率的大小,选项D错误。
答案选D。
15.B
解析:
A.发生有效碰撞才反应,所以活化分子的碰撞不一定反应,还与取向有关,故A错误;
B.分子发生有效碰撞时发生化学反应,此时的分子为活化分子,故B正确;
C.反应物为纯固体或液体,用量增加,反应速率不变,反应物用量增加不一定反应速率加快,故C错误;
D.加入催化剂可降低活化能,提高活化分子的百分数,反应速率增大,故D错误;
故选B。
16.C
解析:
影响化学反应速率的因素中,反应物的结构与性质是决定性的因素,即最主要因素,而温度、浓度、压强、催化剂等为次要因素。故选:C。
17.C
解析:
A.反应开始时溶液中就有ClO-,但是反应却非常慢,说明ClO-不起催化作用,A错误;
B.反应开始时溶液中就有H+,但反应非常慢,说明H+不起催化作用,B错误;
C.随着反应的进行,反应产生Cl-,使溶液中Cl-浓度逐渐增大,反应速率加快,故可说明可能是Cl-对化学反应起催化作用,C正确;
D.逸出ClO2会导致物质浓度减小,不会出现反应速率突然加快的现象,D错误;
故合理选项是C。
18.D
解析:
A.反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,故NH3催化还原NO为放热反应,故A正确;
B.根据示意图可知过程Ⅰ中断裂极性键,需要吸收能量,铁离子转化为亚铁离子,碳元素化合价降低,体现了氧化性,故B正确;
C.过程Ⅲ中氧气氧化亚铁离子,反应的化学方程式:,故C正确;
D.根据示意图可判断反应物是、、,生成物是水和氮气,在反应前后没有发生变化,故作催化剂,为中间产物,故D错误;
故选D。
19.B
解析:
A.使用催化剂,降低了反应的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量,因此不能改变反应的△H,A错误;
B.根据图示可知:反应物的总能量比生成物的总能量高,故该反应的正反应为放热反应。①→②过程中加热能够提高反应物的能量,增加分子之间的有效碰撞,因而能提高CO2的反应速率;但由于该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,因而导致CO2的平衡转化率降低,B正确;
C.该反应过程中既有碳氢键的断裂和碳碳键、氢氧键的形成,同时也存在碳氧键的断裂与形成,C错误;
D.增大CH4和CO2的浓度,单位体积内分子总数增加,单位体积内活化分子数增加,但活化分子的百分数不变,D错误;
故合理选项是B。
20.A
【分析】
本题以制备双氧水的反应机理为载体,通过对本质、反应中间体、活化能、化学键的判断等知识的考查,进而考查考生的获取和应用信息能力、分析推理能力等,诊断考生的“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“化学学科核心素养水平”。
解析:
A.从图中信息可知为该制备双氧水反应的催化剂,故能降低该反应的活化能,A正确;
B.结合催化剂的特征以及图中信息可知不是该反应的催化剂,而是中间体,B错误;
C.从图中信息可知的过程中化合价没有发生变化,该反应不属于氧化还原反应,C错误;
D.结合图中信息可知过程中只有、、生成,没有形成非极性键,D错误;
故选A。
21.
(1)增大
(2)增大
(3))减小
(4)增大
(5)增大
(6)增大
解析:
(1)升高温度,活化分子数增大,会加快反应速率;
(2)对于反应物有气体的反应,增大压强,各物质浓度增大,会加快反应速率;
(3)增大容器的容积,相当于减小其中各物质的浓度,所以减慢反应速率;
(4)加入X,增大反应物浓度,加快反应速率;
(5)加入Y,增大反应物浓度,加快反应速率;
(6)压缩体积,会增大所有物质的浓度,加快反应速率。
22.-41.4kJ·mol-1 AC 温度低于T0时未达平衡,温度升高、反应速率加快,NH3的体积分数增大;高于T0时反应达平衡,由于该反应是放热反应,温度升高平衡常数减小,NH3的体积分数减小 20%
解析:
由题意可知反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H=+165.0kJ·mol-1,设该反应为反应Ⅲ,反应Ⅰ为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) H1=+206.4kJ·mol-1,根据盖斯定律可知反应Ⅱ=反应Ⅲ-反应Ⅰ,即 H2= H- H1=+165.0kJ·mol-1-206.4kJ·mol-1=-41.4kJ·mol-1,故答案为:-41.4kJ·mol-1。
(2)由平衡时n(CO2)=dmol可知,反应Ⅱ生成n(H2)=dmol,消耗的n(CO)=dmol,消耗n(H2O)=dmol,则反应Ⅰ生成的n(CO)=(b+d)mol,消耗n(CH4)=(b+d)mol,消耗n(H2O)=(b+d)mol,生成n(H2)=(3b+3d)mol,故平衡时体系中n(CH4)=(1-b-d)mol,n(H2O)=(4-b-2d)mol,n(CO)=(b+d)mol,n(H2)=(3b+4d)mol,则反应I的平衡常数K值=,故答案为:。
(3)A.适当增大反应物投料比n(H2O)∶n(CH4),使平衡右移,增大CH4转化为H2的平衡转化率,A项正确;
B.甲烷水蒸气重整反应是气体分子数增大的反应,提高压强,平衡逆向移动,CH4转化为H2的平衡转化率降低,B项错误;
C.分离出CO2,使平衡右移,增大CH4转化为H2的平衡转化率,C项正确;
答案选AC。
(4) 温度低于T0时未达平衡,温度升高、反应速率加快,NH3的体积分数增大;高于T0时反应达平衡,由于该反应是放热反应,温度升高平衡常数减小,NH3的体积分数减小。
(5)设初始加入N2为1mol,H2为3mol,温度、体积一定时气体的物质的量之比等于压强之比,则平衡时气体的物质的量减少4 mol × 10% =0.4 mol,根据反应方程式N2+3H22NH3,利用差量法进行计算,当气体的物质的量减少0.4 mol时,消耗H2的量为0.6mol,则H2的转化率为0.6mol÷3mol×100%=20%,故答案为:20%。
23. 0.80 A
解析:
(1)根据图可知,从反应开始至平衡时,,则,根据化学方程式可知,;根据化学方程式可知,每产生,同时消耗,0~4 min内,,所以,由于反应开始时CO的浓度为,因此平衡时CO的浓度为。
(2)将3组实验数据代入中,可得,,,解得,,的值为,若800℃时,初始浓度,则生成的初始速率,A项错误,B,C项正确;其他条件不变时,由题中关系式可知,生成的初始速率与成正比,又因温度越高,反应速率越大,故升高温度增大,D项正确。
24.0.04mol/(Ls) 1.5mol/L 0.4mol/L 形成原电池加快反应速率 FeSO4 相等
解析:
(1)根据化学反应速率的数学表达式,v(C)==0.04mol/(L·s),故答案为:0.04mol/(L·s);
(2)达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol,则消耗A的物质的量为0.8×1.5=1.2mol,则反应前A的物质的量为(1.2mol+1.8mol)=3mol,A的浓度为=1.5mol/L;根据反应方程式,生成C的物质的量等于生成D的物质的量,即n(D)=n(C)=0.8mol,所以10s末D的物质的量浓度为=0.4mol·L-1,故答案为:1.5mol/L,0.4mol·L-1;
(3)CuSO4与Zn反应生成的Cu附着在Zn表面形成铜锌原电池加快了化学反应速率;FeSO4与Zn反应生成Fe附着在Zn表面形成银锌原电池加快了反应速率;故答案为:形成原电池加快反应速率,FeSO4;
(4)根据图像可得焓变为:E2-E1kJ·mol-1,所以热化学方程式为:;催化剂只能改变反应的活化能,而不能改变反应的焓变,故过程Ⅰ和Ⅱ的反应热相等,故答案:,相等。
25.3X+Y 2Z 0.05mol·L-1·min-1 增大 不变 5:3 CEF
解析:
(1)据图可知X、Y的物质的量减小为反应物,Z的物质的量增加为生成物,且最终X、Y、Z共存,所以为可逆反应,相同时间内Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=0.3mol:0.1mol:0.2mol,所以X、Y、Z的系数比为3:1:2,化学方程式为3X+Y 2Z;
(2)从开始至2分钟,Δn(Z)=0.2mol,容器体积为2L,所以v(Z)== 0.05mol·L-1·min-1;
(3)该反应为气体系数之和减小的反应,正向进行时气体的物质的量之和减小,但总质量不变,所以平均相对分子质量比起始时增大;气体总质量不变,容器恒容,即气体体积不变,所以混合气体的密度不变;
(4)当n(X)=n(Y)=n(Z)时,设此时Δn(Y)=x,则Δn(X)=3x,Δn(Z)=2x,则有a-3x=2x、b-x=2x,所以a=5x,b=3x,原混合气体中a:b=5:3;
(5)A.恒压充入He,则容器体积变大,各物质的浓度减小,反应速率减慢,A不符合题意;
B.恒容时充入He,容器体积不变,各物质的浓度不变,反应速率不变,B不符合题意;
C.恒容时充入X,反应物的浓度增大,反应速率加快,C符合题意;
D.及时分离出Z,Z的浓度减小,平衡正向移动,X、Y的浓度减小,所以反应速率减慢,D不符合题意;
E.升高温度活化分子百分数增大,反应速率加快,E符合题意;
F.选择高效的催化剂降低反应的活化能,反应速率加快,F符合题意;
综上所述答案为CEF。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)