第3章《物质在水溶液中的行为》测试卷
一、单选题
1.分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示。下列叙述正确的是
A.催化剂的表面有极性键的断裂和非极性键的形成
B.催化剂能提高该反应的平衡转化率
C.催化剂、增大了该历程中的最大能垒(活化能)
D.催化剂表面发生的反应为
2.目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列说法错误的是
A.第②、③步反应均释放能量
B.该反应进程中有二个过渡态
C.酸催化剂能同时降低正、逆反应的活化能
D.总反应速率由第①步反应决定
3.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是
A.化学方程式:2NM
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,M的浓度是N的浓度的2倍
4.一定条件下,反应的速率方程为,k为速率常数(只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关),m、n是反应级数,可以是整数、分数。
实验测得速率与浓度关系如表所示:
实验 速率
① 0.10 0.10 v
② 0.20 0.10 2v
③ 0.20 0.40 4v
④ 0.40 a 12v
下列说法错误的是A.其他条件相同,升高温度,速率常数(k)增大
B.其他条件相同,加入催化剂,速率常数(k)增大
C.根据实验结果,
D.表格中,a=0.9
5.在下列反应CO+H2O CO2+H2中,加入C18O后,则18O存在于
A.只存在于CO和CO2中 B.存在于CO、H2O、CO2中
C.只存在于CO中 D.存在于CO、H2O、CO2、H2中
6.可逆反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)的关系如图,则下列说法正确的是
A. 放热反应 B. 吸热反应 C. 吸热反应 D. 放热反应
7.3.25 g锌与100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸反应,为了加快反应速率而不改变H2的产量,可采取的措施是
A.滴加几滴浓盐酸 B.滴加几滴浓硝酸
C.滴加几滴硫酸铜溶液 D.加入少量锌粒
8.乙烯气相直接水合反应制备乙醇:。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图【起始时,,容器体积为2L】。下列分析正确的是
A.乙烯气相直接水合反应的
B.图中压强的大小关系为
C.图中a点对应的平衡常数
D.达到平衡状态a、b所需要的时间:
9.在容积固定的2 L密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=a kJ·mol-1,若充入2 mol CO(g)和4 mol H2(g),在不同温度、不同时段下H2的转化率如下表:(已知a1≠a2)
15分钟 30分钟 45分钟 1小时
T1 45% 75% 85% 85%
T2 40% 60% a1 a2
下列说法中错误的是A.T1℃下,45分钟该反应达到平衡状态
B.根据数据判断:T1C.T2℃下,在前30分钟内用CO表示的化学反应速率为1.20 mol/(L·h)
D.该反应的△H>0
10.不能用勒夏特列原理来解释的选项是
A.氨水应密闭保存,放置在低温处
B.用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.对H2(g)+I2(g) 2HI(g)平衡体系加压,混合气体颜色加深
D.饱和硫酸铜溶液投入CuSO4晶体,析出CuSO4 5H2O
11.反应Ⅰ:H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1;反应Ⅱ:HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数为K2,则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值
A.K1=K2 B.K1=K2 C.K1=2K2 D.K1=
12.在体积为的恒容密闭容器中发生反应,图1表示时容器中、、物质的量随时间的变化关系,图2表示不同温度下平衡时的体积分数随起始的变化关系。则下列结论正确的是
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率
B.由图2可知反应,正反应吸热且
C.若在图1所示的平衡状态下再向体系中充入和,此时
D.时,向空容器中充入和,达到平衡时的体积分数小于0.5
13.在一定空气流速下,热解得到三种价态锰的氧化物。相同时间内锰元素所占比例()随热解温度变化的曲线如图所示。坐标系中主要发生如下反应:
反应I:
反应II:
反应III:
下列说法错误的是
A.反应I在低温下不能自发进行,说明
B.曲线a表示中锰元素所占比例随温度的变化温度/C
C.,主要发生反应III
D.下,适当增大空气的流速可以提高的产率
14.臭氧分解的反应历程包括以下反应:
反应①:(快)
反应②:(慢)
大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基能够催化分解,加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是
A.活化能:反应①<反应②
B.只参与反应①,改变分解的反应历程
C.分解为的速率主要由反应①决定
D.参与反应提高了分解为的平衡转化率
15.在 3 个初始温度均为 T ℃的容器中发生反应:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH < 0。下列说法不正确的是( )
容器编号 容器类型 初始体积 反应物起始物质的量(mol) 平衡时 n(SO3)/ mol
SO2 O2 SO3
I 恒温恒容 1.0 L 2 1 0 1.6
II 绝热恒容 1.0 L 2 1 0 a
III 恒温恒压 0.5 L 1 0.5 0 b
A.a < 1.6
B.b < 0.8
C.平衡时,以 SO2 表示的正反应速率:v(I) < v(II)
D.若起始时向容器 I 中充入 0.4 mol SO2(g)、0.3 mol O2(g)和 1.6 mol SO3(g),反应正向进行
二、填空题
16.氧化剂在反应时不产生污染物,被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以分解为例,探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 温度(℃) 反应物 催化剂
① 20 253%溶液 无
② 20 255%溶液 无
③ 20 255%溶液 0.1g
④ 20 255%溶液 1~2滴1溶液
⑤ 30 255%溶液 0.1g
(1)实验①和②的目的是___________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示,通常条件下过氧化氢稳定,不易分解。为了达到实验目的,可采取的改进方法是___________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化如甲图所示。分析该图能得出的结论是___________,___________;
(3)同学乙设计了乙图所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析,以生成20气体为准,其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___________。
(4)向某体积固定的密闭容器中加入0.6A、0.2C和一定量(未知)的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答:
①写出反应的化学方程式:___________;
②若,则内反应速率___________,A的转化率为___________;
③B的起始的物质的量是___________;平衡时体系内的压强为初始状态的___________倍。
17.硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化: 。回答下列问题:
(1)当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa,550℃时的______,判断的依据是______。影响的因素有______。
(2)将组成(物质的量分数)为、和的气体通入反应器,在温度、压强条件下进行反应。平衡时,若转化率为,则压强为______,平衡常数______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)研究表明,催化氧化的反应速率方程为:,式中:为反应速率常数,随温度升高而增大;为平衡转化率,为某时刻转化率,为常数。在时,将一系列温度下的、值代入上述速率方程,得到曲线,如图所示。
曲线上最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。时,逐渐提高;后,逐渐下降。原因是______。
18.氮氧化物在含能材料、医药等方面有着广泛应用。请回答:
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中可发生下列反应:
①该反应自发进行的条件是________。
②下表为反应在温度下的部分实验数据:
0 500 1000
在500s时,________填“”、“”或“”。若在温度下进行实验,1000s时测得反应体系中浓度为,则________填“”、“”或“”。
(2)在与之间存在反应:。将放入1L恒容密闭容器中,测得其平衡转化率随温度变化如图所示。
①337.5K时,反应平衡常数________。
②已知:
则反应的________。
(3)某学习小组设想利用A装置电解制备绿色硝化剂,装置如下、d为惰性电极:
已知:无水硝酸可在液态中发生微弱电离。写出生成的电极反应式________。
三、计算题
19.Ⅰ、把气体和气体混合放入密闭容器中,在一定条件下发生反应:,经达到平衡,此时生成为,测定的平均反应速率为,计算:
(1)B的转化率___________,
(2)恒温达平衡时容器内的压强与开始时压强比___________。
Ⅱ、将等物质的量的、混合于的密闭容器中,发生如下反应:,经后,测得的浓度为的平均反应速率为。求:
(3)此时的浓度___________,
(4)B的平均反应速率:___________,
(5)x的值为___________。
20.氯铂酸钡固体加热时部分分解为、Pt和,376.8℃时平衡常数,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭),在376.8℃,碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5kPa,则___________kPa,反应的平衡常数K=___________(保留两位有效数字)。
21.在容器体积可变的密闭容器中,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在一定条件下达到平衡。完成下列填空:
(1)若该反应经过2秒钟后达到平衡,NH3的浓度增加了0.6mol/L,在此期间,正反应速率v(H2)=的值为_______。
A.0.6mol/(L·s) B.0.45mol/(L·s) C.0.3mol/(L·s) D.0.2mol/(L·s)
(2)在其他条件不变的情况下,缩小容器体积以增大反应体系的压强,v正_______(选填“增大”、“减小”,下同),v逆_______,平衡向_______方向移动(选填“正反应”、“逆反应”)。
(3)在其他条件不变的情况下,降低温度平衡向正反应方向移动,则正反应为_______反应(选填“吸热”、“放热”)。
(4)如图为反应速率(v)与时间(t)关系的示意图,由图判断,在t1时刻曲线发生变化的原因是_______(填写编号)。
a. 增大N2的浓度 b. 扩大容器体积
c. 加入催化剂 d. 升高温度
改变条件后,平衡混合物中NH3的百分含量_______(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(5)若达到平衡时,n(N2):n(H2):n(NH3)=2:2:1,保持温度不变,以2:2:1的物质的量之比再充入N2、H2、NH3,则_______。
A.平衡向正反应方向移动 B.平衡不移动
C.平衡时,NH3的体积分数增大 D.平衡时,NH3的体积分数可能减小
四、实验题
22.实验小组探究溶液与溶液的反应及其速率,实验过程和现象如表。已知:
i、具有强氧化性,能完全电离,易被还原为;
ii、淀粉检测的灵敏度很高,遇低浓度的即可快速变蓝:
iii、可与发生反应:。
编号 1-1 1-2
实验操作
现象 无明显现象 溶液立即变蓝
(1)实验1-1的目的是___________。
(2)与反应的离子方程式为___________。
为了研究与反应的速率,小组同学分别向两支试管中依次加入下列试剂,并记录变色时间,如表。
编号 溶液 溶液 蒸馏水 的淀粉溶液/滴 溶液 变色时间/s
2-1 2 0 2.8 2 0.2 立即
2-2 2 0.8 0.2 2 0 30
(3)实验2-1不能用于测定与KI反应的速率,原因除变色时间过短外还有___________。
(4)加入溶液后溶液变蓝的时间明显增长,甲同学对此提出两种猜想。
猜想1:先与反应,使降低;
猜想2:先与反应,___________。
①甲同学提出猜想1的依据:由信息iii推测,的还原性___________(填“强于”或“弱于”)的。
②乙同学根据现有数据证明猜想1不成立,理由是___________。
③补全猜想2:___________。
(5)查阅文献表明猜想2成立。根据实验2-2的数据,计算内的平均反应速率___________(写出计算式)。
23.某学习小组对Cu与HNO3的反应进行了研究。
(1)铜与稀硝酸反应的化学方程式是_______。
(2)利用下图装置完成Cu与HNO3制取氮氧化物的反应。实验可观察到装置B中液面上方为无色气体,C中液面上为红棕色气体。
①盛稀硝酸的仪器名称_______。
②为排尽整套装置内的空气,先打开弹簧夹,通入_______(填化学式),一段时间后关闭弹簧夹。
③C中液面上为红棕色气体,其原因是_______(用化学方程式表示)。
(3)下图是学习小组在做铜与硝酸反应的实验时的操作和现象。图中溶液A遇铜片立即产生气泡,而相同条件下稀硝酸(溶液B)遇铜片短时间内无明显变化,一段时间后才有少量气泡产生。分析溶液A的成分后,学习小组探究溶液A与铜片能够立即发生反应的原因。
①假设1:_______(填化学式)对该反应有催化作用。
实验验证:向溶液B中加入少量硝酸铜固体,溶液呈浅蓝色,放入铜片,没有明显变化。
结论:假设1不成立。
②假设2:NO2对该反应有催化作用。
方案1:向放有铜片的溶液B中通入少量NO2,铜片表面立即产生气泡,反应持续进行。有同学认为应补充对比实验:另取一份放有铜片的溶液B,向其中加入数滴5mol·L—1硝酸,无明显变化。补充该实验的目的是_______。
方案2:向A中鼓入N2数分钟得溶液C.相同条件下,铜片与A、C溶液的反应速率分别为、,当_______。(填“>”、“=”、“<”)时,实验能够证明假设2成立。
③经检验,A溶液中还含有少量亚硝酸HNO2。
设计实验证明HNO2也对该反应有催化作用。操作和预期现象是:向含有铜片的B溶液中_______。
最后结论:NO2和HNO2对铜与硝酸的反应都有催化作用。
24.碘化钾是白色半透明的六角形结晶或白色颗粒状粉末,在空气中久置能被氧化为碘单质。某学校化学课外小组利用该反应原理探究外界条件对化学反应速率的影响。回答下列问题:
(1)写出酸性溶液在空气中被氧化成碘单质的离子方程式:_______。
实验I:探究温度对化学反应速率的影响
在四支试管中各加入浓度均为的溶液,再滴加同浓度的稀硫酸,同时均滴加2滴指示剂,用不同温度的水浴进行加热。实验现象记录如下表:
试管组号 ① ② ③ ④
温度/℃ 30 40 50 60
显色时间 240
(2)实验中用到的计量仪器除量筒外,还需要_______(写仪器名称)。
(3)滴加的指示剂名称是_______。
(4)该实验结束后,小组成员得出结论:温度每升高,反应速率增大为原来的2倍。
①某同学将的溶液(含指示剂)置于的水浴中加热,时溶液开始显色,则c_______(填“>”、“=”或“<”)0.5。
②上表中_______。
实验Ⅱ:探究硫酸浓度对化学反应速率的影响。常温下,取三支试管,先向其中各加入相同浓度的溶液(含指示剂),再分别加入的硫酸和一定量蒸馏水,其显色时间如下表所示:
组别 硫酸 蒸馏水 显色时间
i 3 0 120
ii 2 140
iii 1 200
(5)_______,实验中加入蒸馏水的目的是_______。
(6)通过实验I、Ⅱ,本小组得出的实验结论为_______。
参考答案:
1.D
【详解】A.催化剂的表面有非极性键的断裂和极性键的形成,选项A错误;
B.催化剂不能提高该反应的平衡转化率,选项B错误;
C.催化剂、减少了该历程中的最大能垒(活化能),选项C错误;
D.根据图中信息可知,催化剂表面发生的反应为,实现了氨的催化氧化,选项D正确;
答案选D。
2.B
【详解】A. 根据反应历程,结合图可知,第②③步均为反应物总能量高于生成物的总能量,为放热反应,选项A正确;
B. 根据过渡态理论,反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡态,由图可知,该反应进程中有三个过渡态,选项B错误;
C. 酸催化剂能同时降低正、逆反应的活化能,选项C正确;
D. 活化能越大,反应速率越慢,决定这总反应的反应速率,由图可知,第①步反应的活化能最大,总反应速率由第①步反应决定,选项D正确;
答案选B。
3.A
【详解】A.在时,N的物质的量为4,减少了4,M的物质的量为4,增加了2,反应在t3时刻达到化学平衡状态,因此,该反应的化学方程式为,A正确;
B.以后 ,M、N的物质的量还在变化,没有达到平衡状态,故正反应速率不等于逆反应速率,B错误;
C.时刻前后的一定时间内,反应混合物反应物和生成物的物质的量保持不变,因此 该反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等,C错误;
D.时,N的物质的量为6,M的物质的量为3,则N的浓度是M的浓度的2倍,D错误;
故选A。
4.C
【详解】A.其他条件相同,升高温度,化学反应速率加快,则速率常数(k)增大,A正确;
B.其他条件相同,加入催化剂,化学反应速率加快,则速率常数(k)增大,B正确;
C.根据①②组实验数据可得,n=1;根据①③组实验数据可得,m=0.5,即该速率方程为:C错误;
D.根据①④组实验数据可得:,,D正确;
故选C。
5.B
【详解】由于反应CO+H2O CO2+H2为可逆反应,正反应、逆反应同时进行,则含有O元素的物质中均含有18O,故选B。
6.D
【详解】温度升高反应速率加快,T2先达到平衡,可知T1< T2,由图可知升高温度,C的质量分数减小,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,故选D。
7.A
【详解】A.3.25 g Zn的物质的量n(Zn)=,100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸中溶质的物质的量n(H2SO4)=1 mol/L×0.1 L=0.1 mol,根据方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知:二者反应的物质的量的比是1:1,故硫酸过量,反应放出H2要以不足量的Zn为标准计算。滴加几滴浓盐酸,增加了溶液中c(H+),反应速率加快,A符合题意;
B.硝酸具有强氧化性,与Zn反应不能产生氢气,B不符合题意;
C.Zn与CuSO4发生置换反应产生Cu和ZnSO4,Zn、Cu及硫酸构成原电池,使反应速率加快;但由于Zn消耗,导致反应产生H2的量减少,C不符合题意;
D.加入少量的Zn,由于Zn是固体,浓度不变,因此反应速率不变,但由于不足量的Zn的量增加,以Zn为标准反应产生的H2的量增多,D不符合题意;
故合理选项是A。
8.C
【详解】A.压强不变时,升高温度乙烯转化率降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则△H<0,A错误;
B.温度相同时,增大压强平衡正向移动,乙烯转化率增大,根据图知压强p1<p2<p3,B错误;
C.a点乙烯转化率为20%,则消耗的n(C2H4)=1 mol×20%=0.2 mol,对于可逆反应可列三段式:,有化学平衡常数,C正确;
D.温度越高、压强越大反应速率越快,反应达到平衡时间越短,压强:p2<p3,温度:a点<b点,则达到平衡时间:a>b,D错误;
故答案选C。
9.B
【分析】根据平衡的定义,当物质的浓度保持不变时达到的状态即为平衡状态进行判断平衡点,根据转换率可表示单位时间内转换的快慢可以判断反应速率。根据速率公式进行计算速率。
【详解】A.T1℃下,45分钟到1小时氢气的转化率不变,故可判断达到平衡,故A正确;B.根据a1≠a2判断T2时达到平衡的时间在45分钟后,T2比T1的反应慢,故温度低,B不正确;
C.T2℃下,在前30分钟内氢气的转化率为60%,则转换了的氢气的物质的量为:4 mol ×60%=2.4mol,则转换的一氧化碳根据方程式计算得:1.2mol,根据速率公式得:,故C正确;
D.根据温度T2到T1的转化率降低,说明平衡相对向逆移,而温度降低,故逆反应为放热,正反应时吸热反应,故D正确;
故选答案B。
【点睛】注意反应是吸热还是放热,根据温度对平衡的影响进行判断,升高温度平衡向吸热方向移动。
10.C
【详解】A.氨水存在平衡:NH3+H2O NH3 H2O,反应放热,放置在低温处,抑制反应逆向进行,A不选;
B.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,属于可逆反应,用排饱和食盐水的方法收集氯气抑制平衡正向移动,B不选;
C.对H2(g)+I2(g) 2HI(g)平衡体系加压,平衡不移动,混合气体颜色加深是因为体积缩小,颜色加深,C选;
D.饱和硫酸铜溶液中存在溶解平衡,投入CuSO4晶体,析出CuSO4 5H2O,D不选。
答案为C。
11.D
【详解】反应Ⅰ:H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数 ,反应Ⅱ:HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数,对比两者表达式可得出,即K1=,故选D。
12.D
【分析】图甲可知,时平衡时,A的物质的量变化量为,B的物质的量变化量为0.4 mol -0.2 mol =,C的物质的量变化量为0.2mol,各物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比,所以反应方程式为:2A(g)+B(g)C(g)。可计算平衡常数K==25。
【详解】A.由图甲可知,时5min达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为,故 ,选项A错误;
B.在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,A、B的起始物质的量之比:,即a=2。由图乙可知,:一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为吸热反应,即,选项B错误;
C.恒温恒容条件下,再向体系中充入0.2 mol B和0.2 mol C,由于B和C的化学计量数相等,所以Qc=K,平衡不移动,故,选项C错误;
D.由图Ⅰ可知,时平衡时,A、B、C的物质的量变化量分别为、、,物质的量之比等于化学计量数之比,故x:y::::1:1,平衡时A 的体积分数为,时,向容器中充入2 mol A 和1 mol B达到平衡等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动,故达到平衡时,A 的体积分数小于,选项D正确。
答案选D。
13.D
【详解】A.由反应I可知该反应ΔS>0,根据吉布斯自由能公式ΔG=ΔH-TΔS,故该I在低温下不能自发进行,则,A正确;
B.温度越高,反应越快,根据反应个反应,可以发现二氧化锰是反应III的产物,故温度升高时,相同时间内,二氧化锰会越来越多,即b代表二氧化锰,a代表,B正确;
C.由图可知时,二氧化锰一直增大,故此时发生的主要反应为反应III,C正确;
D.由图可知450℃时二氧化锰的含量较大,此时适当增大空气的流速可以提高的产率,但是温度较低时,二氧化锰含量较低,增大空气的流速不利于提高的产率,D错误;
故选D。
14.A
【详解】A.活化能越大,反应速率越慢,由反应②速率慢,则②活化能大,活化能:反应②>反应①,故A正确;
B.氯自由基(Cl )能够催化O3分解,加速臭氧层的破坏,催化剂可降低最大的活化能来增大速率,则Cl 主要参与反应②,故B错误;
C.化学反应由反应速率慢的一步反应决定,则O3分解为O2的速率主要由反应②决定,故C错误;
D.Cl 是催化剂,只改变反应历程,不影响平衡,则O3分解为O2的平衡转化率不变,故D错误;
故选:A。
15.B
【详解】A.该反应为放热反应,绝热恒容与恒温恒容相比,相当于升高温度,则平衡向逆反应方向移动,三氧化硫的物质的量减小,则a <1.6,故A正确;
B.该反应为气体体积减小的反应,恒温恒压与恒温恒容相比,相当于增大压强,则平衡向正反应方向移动,三氧化硫的物质的量增大,则b>0.8,故B错误;
C.该反应为放热反应,绝热恒容与恒温恒容相比,相当于升高温度,则化学反应速率增大,则平衡时,以SO2表示的正反应速率:v(I) < v(II),故C正确;
D.若起始时向容器I中充入0.4 mol SO2(g)、0.3 molO2(g)和1.6 molSO3(g),等效为起始时向容器 I 中充入SO2(g)为(0.4 +1.6)mol=2.0mol 、O2(g) 为(0.3+0.8) mol=1.1mol,与I相比,相当于增大氧气的浓度,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,故D正确;
故选B。
16. 探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或升高相同温度) 升高温度,反应速率加快 对过氧化氢分解的催化效果更好 产生20气体所需的时间 0.006 60% 0.08 1
【详解】(1)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;同学甲在进行实验时并没有观察到明显现象。资料显示,通常条件下过氧化氢稳定,不易分解。为了便于比较,需要加快反应速率,可以向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中,升高相同温度),故答案为:探究浓度对反应速率的影响;向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中,升高相同温度);
(2)由图可知,③、⑤中⑤的反应速率大,说明升高温度,反应速率加快;③、④中④的反应速率小,说明MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好,故答案为:升高温度,反应速率加快;MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好;
(3)反应是通过反应速率分析的,根据,所以实验中需要测量的数据是时间(或收集一定体积的气体所需要的时间),故答案为:产生20mL气体所需的时间;
(4)①由图可知,A、B的物质的量减小,C的物质的量增加,且t1时物质的量不变,说明该反应为可逆反应,A、C的物质的量的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2,反应过程中混合气体的平均相对分子质量不变,则反应为3A B+2C,故答案为:3A B+2C;
②若t1=10时,则内以C物质浓度变化表示的反应速率;t1时,A的转化率为,故答案为:0.006;60%;
③由A和C的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2,可以推出B的变化量为0.03mol/L,容器的体积为4L,所以B起始的物质的量是(0.05-0.03)×4mol=0.08mol;根据阿伏加德罗定律可知,在同温同体积条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,也等于其分子数之比。由于反应前后气体的分子数保持不变,所以平衡时体系内的压强保持不变,为初始状态的1倍,故答案为:0.08mol;1。
17. 0.975 该反应气体分子数减少,增大压强,提高 ,所以 温度、压强和反应物的起始浓度(组成) 升高温度,增大使逐渐提高,但降低使逐渐下降。时,增大对的提高大于引起的降低;后,增大对的提高小于引起的降低。
【详解】(1)由题给反应式知,该反应为气体分子数减少的反应,其他条件一定时,增大压强,平衡转化率增大,故,结合题图(b)知5.0 MPa、550℃时对应的平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有:温度、压强、反应物的起始浓度等。
(2)设通入的、和共100 mol,利用三段式法进行计算:
平衡时气体的总物质的量为,则,,,因,,代入计算得。
(3)升高温度,反应速率常数增大,反应速率,提高但降低使反应速率逐渐下降。时,增大对的提高大于引起的降低后,增大对的提高小于引起的降低。
18. 高温
【分析】(1)根据进行判断;根据该反应的正反应是吸热反应进行判断;
(2)根据化学平衡常数计算公式进行计算;根据盖斯定律计算反应热;
(3)根据构成原电池的条件和原电池工作原理及电解池工作原理进行解答。
【详解】(1)①反应;可知,、,如能自发进行,应满足,所以应在高温下进行,故答案为:高温;
②根据表中数据知,内反应物的浓度依次减小,说明反应正向移动,则;由温度1000s时,,该反应的正反应是吸热反应,降低温度平衡逆向移动,导致减小,所以,故答案为:;;
(2)①337.5K时, 的平衡转化率为,则平衡时、生成,可知,,,故答案为:;
②; ,将反应得,故答案为:;
(3)A能自发进行的氧化还原反应,可以构成原电池,通入二氧化硫的电极为负极、通入氧气的电极为正极,则c为阳极、d为阴极,阳极上放电生成,电极反应式为,故答案为:。
19.(1)20%
(2)1:1
(3)0.75
(4)0.05
(5)2
【解析】(1)
经5min达到平衡,此时生成C为2mol,测定的平均反应速率为,平衡时D的量为,则有:
B的转化率为:;
(2)
恒温达平衡时,容器内压强之比等于物质的量之比,则容器内的压强与开始时压强比为;
(3)
经后,测得的浓度为的平均反应速率为,设开始时、的物质的量均为,则有:
C的平均反应速率为的速率为:,据速率之比等于系数之比可知,可得,可知此时的浓度;
(4)
B的平均反应速率:v(B)==;
(5)
据上述分析,反应速率之比等于计量数之比,可知
20. 24.8
【详解】由题意可知376.8℃时璃烧瓶中发生两个反应:、。的平衡常数,则平衡时p2(Cl2)=,平衡时p(Cl2)=100Pa=0.1kPa,设到达平衡时I2(g)的分压减小pkPa,则,376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为,则0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,则平衡时2p kPa=2×12.4kPa=24.8kPa;则平衡时,I2(g)的分压为(20.0-p)kPa=7.6kPa=7.6×103Pa=7.6kPa,24.8kPa=24.8×103Pa=24.8 kPa,p(Cl2)=0.1kPa,因此反应的平衡常数K=≈0.0012=。
21.(1)B
(2) 增大 增大 正反应
(3)放热
(4) c 不变
(5)B
【详解】(1)NH3的浓度增加了0.6mol/L,则氢气减少 0.6mol/L=0.9 mol/L,氢气反应速率 答案:B。
(2)该反应为气体体积减小的反应,缩小容器体积以增大反应体系的压强,v正增大,v逆增大,平衡向正反应方向移动,答案:增大;增大;正反应。
(3)其他条件不变,降低温度平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,答案:放热。
(4)由图像可知,改变条件,反应速率加快,平衡不移动, a. 增大N2的浓度 ,平衡向正反应方向移动 b. 扩大容器体积,减小压强,平衡向逆反应方向移动,c. 加入催化剂 平衡不移动,反应速率加快,d. 升高温度平衡向逆反应方向移动,则符合题意的是c。加催化剂,平衡混合物中NH3的百分含量不变,答案:c;不变。
(5)若达到平衡时,n(N2):n(H2):n(NH3)=2:2:1,在容器体积可变的密闭容器中,保持温度不变,以2:2:1的物质的量之比再充入N2、H2、NH3,则N2、H2、NH3的浓度均不变,则Q=K,平衡不移动,NH3的体积分数不变,选B,答案:B。
22.(1)做对照,排出氧化的干扰
(2)
(3)无时,生成少量后淀粉即变蓝,无法确定与反应的浓度变化
(4) 强于 实验2-2与完全反应后的溶液中,仍高于2-1中起始,溶液应立即变蓝 生成的与迅速反应,待消耗完,继续生成时,淀粉才变蓝
(5)
【详解】(1)空气中的氧气也可能将I-氧化为I2,所以实验1-1的目的是做对照,排出氧化的干扰。
(2)与反应生成和I2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
(3)无时,生成少量后淀粉即变蓝,无法确定与反应的浓度变化,则实验2-1不能用于测定与KI反应的速率。
(4)①已知可与发生反应:,该反应中I2为氧化剂,是还原剂,I-是还原产物,根据氧化还原反应的规律可知,的还原性强于KI;
②实验2-2与完全反应后的溶液中,仍高于2-1中起始,溶液应立即变蓝,乙同学根据现有数据证明猜想1不成立;
③已知I2可与发生反应:,则加入溶液后溶液变蓝的时间明显增长的原因可能是:先与反应,生成的与迅速反应,待消耗完,继续生成时,淀粉才变蓝。
(5)先与反应,与迅速反应,由方程式和可知n()=n()=,则。
23.(1)(稀)=
(2) 分液漏斗或滴液漏斗 N2、CO2、稀有气体等 (浓)=
(3) 或 排除通NO2带来的硝酸浓度增大的影响 > 加入少量的固体NaNO2,B中铜片上立即生成气泡,反应持续进行
【详解】(1)稀硝酸是氧化剂,铜是还原剂,铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,配平后方程式为(稀)=,故答案为:(稀)=。
(2)装置A中稀硝酸和铜反应生成NO,装置B除去NO中的硝酸,装置C中NO和浓硝酸反应生成了NO2,装置D除去尾气,避免污染空气。
①根据装置图,可得盛稀硝酸的仪器名称为分液漏斗或滴液漏斗,故答案为:分液漏斗或滴液漏斗。
②为了排除装置内的空气,需要通入不与产生气体反应的气体,可通入N2、CO2、稀有气体等,故答案为:N2、CO2、稀有气体等。
③根据装置B中为无色气体,可知通入C中的气体为NO,装置C中液面上为红棕色气体,可知NO和浓硝酸反应生成了NO2,所以方程式为(浓)=,故答案为:(浓)=。
(3)①由验证性实验加少量硝酸铜固体可得,该假设是探究或对该反应有催化作用,故答案为:或。
②因为NO2会和水反应产生硝酸,致使硝酸浓度增大,避免浓度对反应的影响,故需增加对照实验;向A中鼓入N2数分钟,使得溶液中NO2的浓度下降,得溶液C,当>。时,实验能够证明假设2成立。故答案为:排除通NO2带来的硝酸浓度增大的影响;>。
③欲设计实验证明HNO2也对该反应有催化作用,只需证明往含有铜片的B溶液中加入少量的固体NaNO2比没加的速率快就行。故答案为:加入少量的固体NaNO2,B中铜片上立即生成气泡,反应持续进行。
【点睛】该道题是探究类的实验题,做这类题时,需把握好上下文,遇到不会的,看前面和后面的信息,综合分析,特别是猜想,可以参考其他的猜想,也可以根据后面的实验过程总结猜想。
24. 秒表(或计时器)、温度计 淀粉溶液 > 60 2 保持溶液总体积不变 其他条件不变时,升高温度或者增大反应物的浓度,反应速率均增大
【详解】(1)酸性溶液在空气中被氧化成碘单质,氧气被还原为H2O,反应的离子方程式:;
(2)为了记录时间和测定准确的温度,实验中用到的计量仪器除量筒外,还需要秒表(或计时器)、温度计;
(3)反应产生碘单质,淀粉遇碘变蓝,可用来指示反应,则滴加的指示剂名称是淀粉溶液;
(4) ①已知温度每升高,反应速率增大为原来的2倍,则40℃的时间为30℃的一半,则t1应为120s,而的溶液反应,80s就显色,则c>0.5;
②50℃的时间为30℃的,上表中240s×=60s;
(5)控制溶液的总体积相同,则实验i和实验iii的溶液体积相同,2,实验中加入蒸馏水的目的是保持溶液总体积不变;
(6)通过实验I、Ⅱ,本小组得出的实验结论为:其他条件不变时,升高温度或者增大反应物的浓度,反应速率均增大。