2017_2018学年高中化学新人教版必修二 第二章 第三节 化学反应的速率和限度
一、单选题
1.(2018·河北模拟)在初始温度为500℃、容积恒定为10L的三个密闭容器中,如图充料发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-25kJ/mol。已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍;乙、丙中初始反应方向不同,平衡后对应各组分的体积分数相等。下列分析正确的是( )
A.刚开始反应时速率:甲>乙
B.平衡后反应放热:甲>乙
C.500℃下该反应平衡常数:K=3×102
D.若a≠0,则0.9<b<l
2.(2018高二上·广安期末)在一密闭容器中,当反应aA(g) bB(g)+cC(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,最终测得A的物质的量的浓度为原来的55%,则( )
A.平衡向正反应方向移动 B.a>b+c
C.物质B的质量分数增大 D.以上判断都错误
3.(2018高二上·雅安期末)某化学反应的反应物浓度在20 s内由3.0 mol/L变为1.0 mol/L,则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为( )
A.0.05 mol/(L·s) B.0.10 mol/(L·s)
C.0.15 mol/(L·s) D.2.0 mol/(L·s)
4.(2018高二上·攀枝花期末)一定温度下,向10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++ H2O2 = 2Fe2++ O2↑+ 2H+,② H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ =2Fe3++2H2O,
t / min 0 2 4 6
V(O2) / mL 0 9.9 17.2 22.4
反应过程中能量变化如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2) = 3.33×10-2 mol/( L·min)
B.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D.反应2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)的△H > 0
5.(2018高二上·中山期末)下列叙述正确的是( )
A.△H>0的化学反应一定不能自发进行
B.反应2NO2(g) N2O4(l)的熵(体系的混乱度)增大(即△S>0)
C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液
6.(2018高二上·惠州期末)用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加快的是( )
A.加热 B.不用稀硫酸,用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片,改用铁粉
7.(2018高二上·惠州期末)下列反应中符合下列图像的是( )
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-Q1kJ·mol-1(Q1>0)
B.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=+Q2kJ·mol-1(Q2>0)
C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-Q3kJ·mol-1(Q3>0)
D.H2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g) ΔH=+Q4kJ·mol-1(Q4>0)
8.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)在一定条件下,将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中,反应按下式进行:x(A2)(g)+y(B2)(g) 2C(g),2 s后测得反应速率如下:v(A2)=0.4 mol/(L·s),v(B2)=1.2 mol/(L·s),v(C)=0.8 mol/(L·s),则该x和y的值分别为( )
A.2和3 B.3和2 C.3和1 D.1和3
9.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小的排列顺序正确的是( )
甲:500℃,10 mol SO2和5 mol O2反应
乙:500℃,V2O5作催化剂,10 mol SO2和5 mol O2反应
丙:450℃,8 mol SO2和5 mol O2反应
丁:500℃,8 mol SO2和5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
10.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)反应SO2+O2 2SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1,则这段时间为( )
A.0.1 s B.2.5 s C.5 s D.10 s
二、填空题
11.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)
(1)在反应A(g)+3B(g)=2C(g)中,若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为 mol·L-1·min-1。
(2)在2 L的密闭容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应,3 s后测得N2为1.9 mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为 。
(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g)
2C(g),在最初2 s内,消耗A的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1,则在2 s时,容器中有 mol A,此时C的物质的量浓度为 。
12.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)某温度下,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时,物质的量随时间变化的关系曲线如图所示:
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为 。
(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为 。
(3)化学反应速率受到很多因素的影响,例如:实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应,这是利用 原理加快了氢气生成的速率。
13.(+化学反应速率和化学计量数的关系b 9)反应3A(g)+B(g)═2C(g)在三种不同的条件下进行反应,在同一时间内,测得的反应速率用不同的物质表示为①vA=1mol/(L min)、②vC=0.5mol/(L min)、③vB=0.5mol/(L min),三种情况下该反应速率由大到小的关系是 .(用序号表示)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.刚开始反应时甲和乙中各组分的浓度相等,所以开始时反应速率相等,A不符合题意;
B.甲是一个绝热体系,随着反应的进行,放出热量,使得体系的温度升高,所以平衡逆向移动,但是乙是恒温体系,所以甲相当于在乙的基础上逆向移动了,故平衡后反应放热:甲<乙,B不符合题意;
C.设二氧化碳的转化量是xmol,根据方程式可知
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)
起始(mol) 1 3 0 0
转化(mol) x 3x x x
平衡(mol) 1-x 3-3x x x
则(1 x+3 3x+x+x)/4=0.55,解得:x=0.9,所以平衡常数K= ,C不符合题意;
D.乙、丙中初始反应方向不同,平衡后对应各组分的体积分数相等,此时二者建立的平衡是等效的,根据C的计算,平衡时甲醇的物质的量是0.9mol,所以0.9<b<l,D正确
答案选D。
【分析】本题综合考查外景条件对反应速率和平衡移动的影响,以及平衡常数的运用。
A,浓度对反应速率的影响;
B,温度升高,平衡向吸热方向移动,温度降低,平衡向放热方向移动;
C,用三段式解答;
D,恒温条件下的等效平衡;
2.【答案】B
【知识点】化学平衡中反应条件的控制;化学平衡移动原理;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】采用假设法分析,假设a=b+c,则保持温度不变,将容器体积增加一倍,平衡不移动,A 的物质的量的浓度为原来的50%,但当达到新的平衡时,A 的物质的量的浓度为原来的55%,说明减小压强平衡向逆反应方向移动,则说明a>b+c,
A、由以上分析可知,平衡应向逆反应方向移动,选项A不符合题意;
B、增大压强平衡向逆反应方向移动,则说明a>b+c,选项B符合题意;
C、平衡应向逆反应方向移动,物质B的质量分数减小,选项C不符合题意;
D、以上判断选项B正确,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据勒夏特列原理:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动,进行分析。
3.【答案】B
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】某反应物的浓度在20s内从3.0mol/L变成1.0mol/L, c=3.0mol/L-1.0mol/L=2.0mol/L,20s内A的化学反应速率v=2.0mol/L÷20s=0.10mol/(L s),故答案为:B。
【分析】根据化学反应速率的概念计算反应速率即可。
4.【答案】D
【知识点】热化学方程式;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A. 0~6 min产生O2的物质的量为n(O2)=0.0224L÷22.4L/mol=0.001mol,则相同时间内消耗H2O2的物质的量为n(H2O2)=2n(O2)=0.002mol,所以在0~6 min的平均反应速率:v(H2O2) =0.002mol÷0.01L÷6min= 3.33×10-2 mol/( L·min),故A不符合题意;
B.由反应①、②可知Fe3+在反应中起催化作用,增大过氧化氢的分解速率,故B不符合题意;
C.由反应过程的能量变化示意图可知,反应①中反应物的总能量小于生成物的总能量,反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应①为吸热反应、反应②为放热反应,故C不符合题意;
D.据图可知,反应物H2O2(aq)的总能量大于生成物H2O(l)和O2(g)的总能量,则反应2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)为放热反应,△H<0,故D符合题意;故答案为:D。
【分析】根据反应历程和表中的数据分析反应速率和影响因素以及判断反应的热效应等即可。
5.【答案】D
【知识点】焓变和熵变;化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】
A、化学反应能否自发进行的判断依据是:△G=△H-T△S,当△G>0,反应一定不自发;当△G<0,反应一定自发,所以焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据,A不符合题意;
B、2NO2(g)→N2O4(l),反应前后分子数减少,混乱程度减小,所以熵是减小的,B不符合题意;
C.不同的催化剂的催化效果不一定相同,所以同等条件下二者对H2O2分解速率的改变不一定相同,C不符合题意;
D、氯化铵水解显示酸性,生成的氢离子可以和氢氧根离子发生反应,促进氢氧化镁的溶解,D符合题意;
故正确答案为D。
【分析】A、考查反应进行的方向判断,B、考查熵变的判断方法。C、考查双氧水的催化剂,及对速率影响。D、沉淀溶解平衡移动影响,及盐类水解应用。
6.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;浓硫酸的性质
【解析】【解答】A、升高温度,加快反应速率,故A不符合题意;
B、改为98%的浓硫酸,与铁发生钝化反应,阻碍反应的进行,故B符合题意;
C、铁把Cu置换出来,构成原电池,加快反应速率,故C不符合题意;
D、改为铁粉,增加与硫酸的接触面积,加快反应速率,故D不符合题意。
【分析】加热、形成原电池、增大接触面积可以加快反应速率,但常温下浓硫酸与铁发生钝化。
7.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】图像一、二,相同压强下温度升高,生成物浓度增大,平衡正向移动,故正反应反向为吸热反应,故A、C项错误;压强增大生成去浓度减小,故平衡逆向移动,故逆向为气体体积缩小的反应,则D项错误;B想满足;图像三压强增大平均相对分子量增大,B项平衡逆向移动,气体总质量不变,总物质的量减小,故平均相对分子量增大;温度升高B项平衡正向移动,平均相对分子量减小,满足图像三;图四温度不变压强增大V(逆)>V(正),平衡逆向移动,故B项满足,B项反应满足各图像,故B项正确。
【分析】根据温度和压强对化学平衡和反应速率的影响,结合化学反应的特点进行判断是否符合即可。
8.【答案】D
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】 x:y:2=v(A2) :v(B2) :v(C)=0.4:1.2:0.8=1:3:2,故x=1,y=3。
故答案为:D
【分析】根据同一化学反应中以不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比进行计算即可。
9.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】 温度高,浓度大,且使用催化剂,反应速率最快,乙组最快。其次是甲,最慢的是丙。
故答案为:C
【分析】根据外界条件温度、浓度和催化剂对化学反应速率的影响进行判断反应速率的快慢即可。
10.【答案】C
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】 v(O2)=0.04 mol·L-1·s-1,则v(SO3)=0.08 mol·L-1·s-1,由t=Δc(SO3)/v(SO3)代入数据计算得t=5 s。
故答案为:C
【分析】根据化学反应速率的定义计算需要的时间即可。
11.【答案】(1)0.6
(2)0.05 mol·L-1·s-1
(3)8.8;0.08 mol·L-1
【知识点】化学反应速率;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】 (1)根据化学方程式中的计量数关系, = ,v(B)=3v(A)=3×0.2 mol·L-1·min-1=0.6 mol·L-1·min-1。
(2)解法一:3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol-1.9 mol=0.1 mol,根据化学方程式N2+3H2 2NH3,可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量为0.3 mol,根据化学反应速率的计算公式,v(H2)= =0.05 mol·L-1·s-1。
解法二:先计算出以N2表示的化学反应速率v(N2)= = mol·L-1·s-1,再根据化学方程式的计量数关系,计算出以H2表示的化学反应速率v(H2)=3v(N2)=0.05 mol·L-1·s-1。
(3)
3A(g)+ B(g)
2C(g)
起始(mol/L) 1.0 0.5 0
转化(mol/L) 0.12 0.04 0.08
2s时浓度(mol/L) 0.88 0.46 0.08
则2s时,n(A)=0.88mol/L×10L=8.8mol。c(C)=0.08mol/L
【分析】根据化学反应速率的定义和化学反应速率与化学计量数之间的关系进行计算即可。
12.【答案】(1)3X+Y 3Z
(2)0.06 mol·L-1·min-1
(3)原电池
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】 (1)据图可知,X、Y是反应物,Z是生成物,三者的物质的量变化量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol,且该反应是可逆反应,故该反应的化学方程式是3X+Y 3Z。
(2)5 min内Z的反应速率是0.6 mol÷2 L÷5 min=0.06 mol·L-1·min-1。
(3)粗锌中含碳,与锌、稀硫酸构成原电池,加快电子的转移,从而加快了化学反应速率。
【分析】根据图中各物质的物质的量变化之比等于化学计量数之比书写化学方程式;根据化学反应速率的定义计算Z的反应速率;结合原电池可加快反应速率进行解答氢气生成速率加快的原因。
13.【答案】③>①>②
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】解:①vA=1mol/(L min),不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,②vC=0.5mol/(L min),则vA= vC=0.75mol/(L min),③vB=0.5mol/(L min),则vA=3vB=1.5mol/(L min),故反应速率:③>①>②,
故答案为:③>①>②.
【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,均转化为A表示的反应速率进行比较.
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一、单选题
1.(2018·河北模拟)在初始温度为500℃、容积恒定为10L的三个密闭容器中,如图充料发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-25kJ/mol。已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍;乙、丙中初始反应方向不同,平衡后对应各组分的体积分数相等。下列分析正确的是( )
A.刚开始反应时速率:甲>乙
B.平衡后反应放热:甲>乙
C.500℃下该反应平衡常数:K=3×102
D.若a≠0,则0.9<b<l
【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.刚开始反应时甲和乙中各组分的浓度相等,所以开始时反应速率相等,A不符合题意;
B.甲是一个绝热体系,随着反应的进行,放出热量,使得体系的温度升高,所以平衡逆向移动,但是乙是恒温体系,所以甲相当于在乙的基础上逆向移动了,故平衡后反应放热:甲<乙,B不符合题意;
C.设二氧化碳的转化量是xmol,根据方程式可知
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)
起始(mol) 1 3 0 0
转化(mol) x 3x x x
平衡(mol) 1-x 3-3x x x
则(1 x+3 3x+x+x)/4=0.55,解得:x=0.9,所以平衡常数K= ,C不符合题意;
D.乙、丙中初始反应方向不同,平衡后对应各组分的体积分数相等,此时二者建立的平衡是等效的,根据C的计算,平衡时甲醇的物质的量是0.9mol,所以0.9<b<l,D正确
答案选D。
【分析】本题综合考查外景条件对反应速率和平衡移动的影响,以及平衡常数的运用。
A,浓度对反应速率的影响;
B,温度升高,平衡向吸热方向移动,温度降低,平衡向放热方向移动;
C,用三段式解答;
D,恒温条件下的等效平衡;
2.(2018高二上·广安期末)在一密闭容器中,当反应aA(g) bB(g)+cC(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,最终测得A的物质的量的浓度为原来的55%,则( )
A.平衡向正反应方向移动 B.a>b+c
C.物质B的质量分数增大 D.以上判断都错误
【答案】B
【知识点】化学平衡中反应条件的控制;化学平衡移动原理;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】采用假设法分析,假设a=b+c,则保持温度不变,将容器体积增加一倍,平衡不移动,A 的物质的量的浓度为原来的50%,但当达到新的平衡时,A 的物质的量的浓度为原来的55%,说明减小压强平衡向逆反应方向移动,则说明a>b+c,
A、由以上分析可知,平衡应向逆反应方向移动,选项A不符合题意;
B、增大压强平衡向逆反应方向移动,则说明a>b+c,选项B符合题意;
C、平衡应向逆反应方向移动,物质B的质量分数减小,选项C不符合题意;
D、以上判断选项B正确,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据勒夏特列原理:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动,进行分析。
3.(2018高二上·雅安期末)某化学反应的反应物浓度在20 s内由3.0 mol/L变为1.0 mol/L,则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为( )
A.0.05 mol/(L·s) B.0.10 mol/(L·s)
C.0.15 mol/(L·s) D.2.0 mol/(L·s)
【答案】B
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】某反应物的浓度在20s内从3.0mol/L变成1.0mol/L, c=3.0mol/L-1.0mol/L=2.0mol/L,20s内A的化学反应速率v=2.0mol/L÷20s=0.10mol/(L s),故答案为:B。
【分析】根据化学反应速率的概念计算反应速率即可。
4.(2018高二上·攀枝花期末)一定温度下,向10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++ H2O2 = 2Fe2++ O2↑+ 2H+,② H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ =2Fe3++2H2O,
t / min 0 2 4 6
V(O2) / mL 0 9.9 17.2 22.4
反应过程中能量变化如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2) = 3.33×10-2 mol/( L·min)
B.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D.反应2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)的△H > 0
【答案】D
【知识点】热化学方程式;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A. 0~6 min产生O2的物质的量为n(O2)=0.0224L÷22.4L/mol=0.001mol,则相同时间内消耗H2O2的物质的量为n(H2O2)=2n(O2)=0.002mol,所以在0~6 min的平均反应速率:v(H2O2) =0.002mol÷0.01L÷6min= 3.33×10-2 mol/( L·min),故A不符合题意;
B.由反应①、②可知Fe3+在反应中起催化作用,增大过氧化氢的分解速率,故B不符合题意;
C.由反应过程的能量变化示意图可知,反应①中反应物的总能量小于生成物的总能量,反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应①为吸热反应、反应②为放热反应,故C不符合题意;
D.据图可知,反应物H2O2(aq)的总能量大于生成物H2O(l)和O2(g)的总能量,则反应2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)为放热反应,△H<0,故D符合题意;故答案为:D。
【分析】根据反应历程和表中的数据分析反应速率和影响因素以及判断反应的热效应等即可。
5.(2018高二上·中山期末)下列叙述正确的是( )
A.△H>0的化学反应一定不能自发进行
B.反应2NO2(g) N2O4(l)的熵(体系的混乱度)增大(即△S>0)
C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液
【答案】D
【知识点】焓变和熵变;化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】
A、化学反应能否自发进行的判断依据是:△G=△H-T△S,当△G>0,反应一定不自发;当△G<0,反应一定自发,所以焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据,A不符合题意;
B、2NO2(g)→N2O4(l),反应前后分子数减少,混乱程度减小,所以熵是减小的,B不符合题意;
C.不同的催化剂的催化效果不一定相同,所以同等条件下二者对H2O2分解速率的改变不一定相同,C不符合题意;
D、氯化铵水解显示酸性,生成的氢离子可以和氢氧根离子发生反应,促进氢氧化镁的溶解,D符合题意;
故正确答案为D。
【分析】A、考查反应进行的方向判断,B、考查熵变的判断方法。C、考查双氧水的催化剂,及对速率影响。D、沉淀溶解平衡移动影响,及盐类水解应用。
6.(2018高二上·惠州期末)用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加快的是( )
A.加热 B.不用稀硫酸,用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片,改用铁粉
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;浓硫酸的性质
【解析】【解答】A、升高温度,加快反应速率,故A不符合题意;
B、改为98%的浓硫酸,与铁发生钝化反应,阻碍反应的进行,故B符合题意;
C、铁把Cu置换出来,构成原电池,加快反应速率,故C不符合题意;
D、改为铁粉,增加与硫酸的接触面积,加快反应速率,故D不符合题意。
【分析】加热、形成原电池、增大接触面积可以加快反应速率,但常温下浓硫酸与铁发生钝化。
7.(2018高二上·惠州期末)下列反应中符合下列图像的是( )
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-Q1kJ·mol-1(Q1>0)
B.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=+Q2kJ·mol-1(Q2>0)
C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-Q3kJ·mol-1(Q3>0)
D.H2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g) ΔH=+Q4kJ·mol-1(Q4>0)
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】图像一、二,相同压强下温度升高,生成物浓度增大,平衡正向移动,故正反应反向为吸热反应,故A、C项错误;压强增大生成去浓度减小,故平衡逆向移动,故逆向为气体体积缩小的反应,则D项错误;B想满足;图像三压强增大平均相对分子量增大,B项平衡逆向移动,气体总质量不变,总物质的量减小,故平均相对分子量增大;温度升高B项平衡正向移动,平均相对分子量减小,满足图像三;图四温度不变压强增大V(逆)>V(正),平衡逆向移动,故B项满足,B项反应满足各图像,故B项正确。
【分析】根据温度和压强对化学平衡和反应速率的影响,结合化学反应的特点进行判断是否符合即可。
8.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)在一定条件下,将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中,反应按下式进行:x(A2)(g)+y(B2)(g) 2C(g),2 s后测得反应速率如下:v(A2)=0.4 mol/(L·s),v(B2)=1.2 mol/(L·s),v(C)=0.8 mol/(L·s),则该x和y的值分别为( )
A.2和3 B.3和2 C.3和1 D.1和3
【答案】D
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】 x:y:2=v(A2) :v(B2) :v(C)=0.4:1.2:0.8=1:3:2,故x=1,y=3。
故答案为:D
【分析】根据同一化学反应中以不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比进行计算即可。
9.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小的排列顺序正确的是( )
甲:500℃,10 mol SO2和5 mol O2反应
乙:500℃,V2O5作催化剂,10 mol SO2和5 mol O2反应
丙:450℃,8 mol SO2和5 mol O2反应
丁:500℃,8 mol SO2和5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】 温度高,浓度大,且使用催化剂,反应速率最快,乙组最快。其次是甲,最慢的是丙。
故答案为:C
【分析】根据外界条件温度、浓度和催化剂对化学反应速率的影响进行判断反应速率的快慢即可。
10.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)反应SO2+O2 2SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1,则这段时间为( )
A.0.1 s B.2.5 s C.5 s D.10 s
【答案】C
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】 v(O2)=0.04 mol·L-1·s-1,则v(SO3)=0.08 mol·L-1·s-1,由t=Δc(SO3)/v(SO3)代入数据计算得t=5 s。
故答案为:C
【分析】根据化学反应速率的定义计算需要的时间即可。
二、填空题
11.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)
(1)在反应A(g)+3B(g)=2C(g)中,若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为 mol·L-1·min-1。
(2)在2 L的密闭容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应,3 s后测得N2为1.9 mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为 。
(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g)
2C(g),在最初2 s内,消耗A的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1,则在2 s时,容器中有 mol A,此时C的物质的量浓度为 。
【答案】(1)0.6
(2)0.05 mol·L-1·s-1
(3)8.8;0.08 mol·L-1
【知识点】化学反应速率;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】 (1)根据化学方程式中的计量数关系, = ,v(B)=3v(A)=3×0.2 mol·L-1·min-1=0.6 mol·L-1·min-1。
(2)解法一:3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol-1.9 mol=0.1 mol,根据化学方程式N2+3H2 2NH3,可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量为0.3 mol,根据化学反应速率的计算公式,v(H2)= =0.05 mol·L-1·s-1。
解法二:先计算出以N2表示的化学反应速率v(N2)= = mol·L-1·s-1,再根据化学方程式的计量数关系,计算出以H2表示的化学反应速率v(H2)=3v(N2)=0.05 mol·L-1·s-1。
(3)
3A(g)+ B(g)
2C(g)
起始(mol/L) 1.0 0.5 0
转化(mol/L) 0.12 0.04 0.08
2s时浓度(mol/L) 0.88 0.46 0.08
则2s时,n(A)=0.88mol/L×10L=8.8mol。c(C)=0.08mol/L
【分析】根据化学反应速率的定义和化学反应速率与化学计量数之间的关系进行计算即可。
12.(2017-2018学年新人教版必修二高中化学第二章化学反应与能量2.3.1化学反应的速率)某温度下,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时,物质的量随时间变化的关系曲线如图所示:
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为 。
(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为 。
(3)化学反应速率受到很多因素的影响,例如:实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应,这是利用 原理加快了氢气生成的速率。
【答案】(1)3X+Y 3Z
(2)0.06 mol·L-1·min-1
(3)原电池
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】 (1)据图可知,X、Y是反应物,Z是生成物,三者的物质的量变化量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol,且该反应是可逆反应,故该反应的化学方程式是3X+Y 3Z。
(2)5 min内Z的反应速率是0.6 mol÷2 L÷5 min=0.06 mol·L-1·min-1。
(3)粗锌中含碳,与锌、稀硫酸构成原电池,加快电子的转移,从而加快了化学反应速率。
【分析】根据图中各物质的物质的量变化之比等于化学计量数之比书写化学方程式;根据化学反应速率的定义计算Z的反应速率;结合原电池可加快反应速率进行解答氢气生成速率加快的原因。
13.(+化学反应速率和化学计量数的关系b 9)反应3A(g)+B(g)═2C(g)在三种不同的条件下进行反应,在同一时间内,测得的反应速率用不同的物质表示为①vA=1mol/(L min)、②vC=0.5mol/(L min)、③vB=0.5mol/(L min),三种情况下该反应速率由大到小的关系是 .(用序号表示)
【答案】③>①>②
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】解:①vA=1mol/(L min),不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,②vC=0.5mol/(L min),则vA= vC=0.75mol/(L min),③vB=0.5mol/(L min),则vA=3vB=1.5mol/(L min),故反应速率:③>①>②,
故答案为:③>①>②.
【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,均转化为A表示的反应速率进行比较.
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