第二章第四节化学反应的调控同步练习(含解析)2022-2023学年上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 第二章第四节化学反应的调控同步练习(含解析)2022-2023学年上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-21 00:00:00

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第二章第四节化学反应的调控同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.某温度下,在容积为2 L的恒容密闭容器中,M、N、R三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.平衡时,R的转化率为75%
C.5min时,M的物质的量分数为50%
D.0 5min内, v(M)=0.4mol ·L-1·min-1
2.如图的曲线是表示其他条件一定时,2NO+O22NO2(正反应为放热反应)反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态且v(正)>v(逆)的点是
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
3.温度为T℃,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和,发生反应:,反应相同时间,测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.T℃时,该反应的化学平衡常数为
B.图中c点所示条件下,
C.向a点平衡体系中充入一定量的,达到平衡时,的转化率比原平衡大
D.容器内的压强:
4.我国科研人员研究发现合成氨的反应历程有多种,其中有一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*表示)。下列说法错误的是
A.生成是通过多步还原反应生成的
B.过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化不相同
C.增大的浓度,可以加快工业合成氨的反应速率,提高的平衡转化率
D.大量氨分子吸附在催化剂表面,将降低反应速率
5.某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g) △H=-QkJ·mol-1(Q>0)。12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.前12s内,A的平均反应速率为0.025mol·L-1·s-1
B.12s时,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b:c=1:2
D.12s内,A和B反应放出的热量为0.2QkJ
6.在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质 X Y Z
初始浓度/mol·L-1 0.1 0.2 0
平衡浓度/mol·L-1 0.05 0.05 0.1
下列说法错误的是
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
7.已知:无CO时反应、有CO时反应。某研究小组以AgZSM为催化剂,在容积为1L的容器中,相同时间下测得0.1molNO转化为的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A.反应的
B.X点可以通过更换高效催化剂提高NO的反应速率
C.Y点再通入CO、各0.01mol,此时
D.达平衡后,其他条件不变改变物料使,CO转化率下降
8.若在催化剂作用下和合成甲酸主要涉及以下反应:
I.
II.
在恒容密闭容器中,和各投发生反应,平衡时的转化率及和的选择性(产物的选择性:生成的或与转化的的比值)随温度变化如图所示。
下列说法正确的是
A.反应II:
B.曲线a表示平衡时的转化率
C.时,反应I的平衡常数
D.合成甲酸应选择在较高温度下甲酸选择性高的催化剂
9.在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(见图)。下列说法错误的是
A.a、b两处的混合气体成分含量相同,温度不同
B.c、d两处的混合气体成分含量不同,温度相同
C.热交换器的作用是预热待反应的气体,冷却反应后的气体
D.c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率
10.合成氨反应为人类解决粮食短缺问题作出了巨大贡献,其反应为N2+3H22NH3,下列说法不正确的是
A.氮气和氢气反应时吸收大量的热量
B.氮气和氢气在催化剂表面发生反应
C.合成氨达到平衡时,应从平衡混合物中及时分离出氨
D.合成氨达到平衡时,未反应的氮气、氢气可循环使用
11.以 CO2、H2为原料合成 CH3OH 涉及的反应如下:
反应Ⅰ: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·mol-1
反应Ⅱ: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ·mol-1
反应Ⅲ: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
在 5MPa 下,按照 n(CO2):n(H2)=1:3 投料,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及 CO2的转化率随温度的变化如图。下列说法正确的是
A.反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能
B.曲线 n 代表 CH3OH 在含碳产物中物质的量分数
C.该条件下温度越低,越有利于工业生产 CH3OH
D.图示 270℃时,平衡体系中CO2的体积分数为 20%
12.乙炔(C2H2)是重要的化工原料。工业上可用甲烷裂解法制取乙炔,发生反应:
反应I:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) △H1
反应II:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) △H2
甲烷裂解时,几种气体平衡时分压(Pa)的对数即lgp与温度(℃)之间的关系如图所示,(注:用平衡分压代替平衡浓度计算可得平衡常数Kp,分压=总压×物质的量分数)。下列说法不正确的是
A.1725℃时,向恒容密闭容器中充入CH4,达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为62.5%
B.1725℃时,若图中H2的lgp=5,则反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp=1×105Pa2
C.2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的△H1>0
D.为提高甲烷制乙炔的产率,除改变温度外,可充入适量乙烯,还可以使用对反应选择性更高的催化剂
13.在2L的密闭容器中,,将2molA气体和1molB气体在反应器中反应,测定A的转化率与温度的关系如实线图所示(图中虚线表示相同条件下A的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A.反应的
B.X点的化学平衡常数大于Y点的化学平衡常数
C.图中Y点v(正)>v(逆)
D.图中Z点,增加B的浓度不能提高A的转化率
14.催化加氢合成二甲醚是一种转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应I:
反应II:
在恒压、和的起始量一定的条件下,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。其中:
下列说法正确的是
A.提高转化为的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂
B.其他条件不变,升高温度,反应I中的平衡转化率增大
C.时,延长反应时间或减小压强,能使的选择性由A点到达B点
D.温度高于,反应I和反应II中的平衡转化率:前者下降幅度大于后者上升幅度
15.二氧化碳加氢可合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H。在某恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在不同条件下发生反应,实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的反应物总能量小于生成物的总能量
B.M点时,保持其他条件不变,仅充入少量稀有气体,反应速率加快
C.加入合适的催化剂,该反应的△H保持不变
D.T1K时,H2的平衡转化率:M二、实验题
16.无色碘化钾溶液露置在空气中容易变为黄色,某兴趣小组进行如下实验探究。
实验试剂:1mol·L-1 KI溶液、0.2mol·L-1 H2SO4溶液、蒸馏水
实验仪器:试管、试剂瓶、胶头滴管、温度计
I.针对冬夏季节不同,KI溶液变色快慢不同,小组成员进行以下实验:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
回答下列问题:
(1)该实验的目的是探究________ 对反应速率的影响。
(2)该实验除上述试剂和仪器外,还需要的仪器是_____,试剂是_____。
(3)分析上述实验记录结果,可得出的结论是:温度每升高10℃,反应速率增大为原来的______倍。
Ⅱ.为探究溶液的酸性强弱对KI溶液变色速率的影响,小组成员进行以下实验:
第①步:分别取1mL 1mol·L﹣1 KI溶液于两支试管中,并分别滴加两滴指示剂;
第②步:向其中一支试管中加入1mL蒸馏水和1mL 0.2mol·L-1 H2SO4溶液,同时在另一支试管中加入………………;
第③步:记录KI溶液变色的时间。
实验结论:溶液酸性越强,KI溶液变色越快。
回答下列问题:
(4)该探究实验中KI溶液变色反应的离子方程式为_________________ 。
(5)该实验操作中必须控制不变的是____________。
a.温度 b.试剂添加的顺序 c.试剂的用量(体积)
(6)用所给试剂将第②步补充完整。___________________________ 。
17.Ⅰ.已知和之间发生可逆反应:。
(1)如图是在一定温度下,某固定容积的密闭容器中充入一定量的气体后,反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是___________。
a.t1时,反应未达到平衡,浓度在减小
b.t2时,反应达到平衡,反应不再进行
c.,各物质浓度不再变化
d.,各物质的浓度相等
e.,浓度增大
f.反应过程中气体的颜色不变
Ⅱ.某研究性学习小组欲研究影响锌和稀硫酸反应速率的外界条件,下表是其实验设计的有关数据:
实验序号 锌的质量/g 锌的状态 /mol·L-1 /mL 反应前溶液的温度/℃ 添加剂
1 0.65 粒状 0.5 50 20 无
2 0.65 粉末 0.5 50 20 无
3 0.65 粒状 0.5 50 20 2滴溶液
4 0.65 粉末 0.8 50 20 无
5 0.65 粉末 0.8 50 35 2滴溶液
(2)在上述5组实验中,测定锌和稀硫酸反应速率大小,最简单的方法可通过定量测定锌完全消失所需的时间进行判断,其反应速率最快的实验是___________(填实验序号)。
(3)对于锌和稀硫酸的反应,实验1和2表明,___________对反应速率有影响。
(4)进行实验2时,该小组同学根据实验过程绘制的标准状况下的气体体积V与时间t的图象如图所示。
在OA、AB、BC三段中反应速率最快的是___________,2~4min内以硫酸的浓度变化表示的反应速率(假设溶液的体积不变)=___________。
三、原理综合题
18.I.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。
(1)在、250℃时,将和加入aL刚性容器中充分反应,测得体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450℃,测得体积分数为0.025,可判断合成氨反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)我国科学家研究了在铁掺杂纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,反应历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。需要吸收能量最大的能垒E=___________eV。
II.一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,ABC三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图1所示。已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数将减小。
(3)该反应的化学方程式为___________,此反应平衡常数表达式为K=___________。
(4)该反应的___________0(填“>”“<”或“=”)。
(5)该反应的反应速率v随时间t的变化关系如图2所示:
①根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是___________。
②在恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列能作为达到平衡状态的判断依据是(填标号)________。
a.体系压强不变
b.气体的平均摩尔质量保持不变
c.气体的密度保持不变
d.A的消耗速率等于B的生成速率
19.2021年1月,中国按照国际标准研制的拥有自主知识产权的大型客机C919完成了高寒试验试飞任务,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 。
(1)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时,下列措施能提高NO转化率的是___________(填序号)。
A.选用更有效的催化剂
B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度
D.缩小容器的容积
(2)若将1molNO和2molCO通入2L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生上述反应,反应中生成的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。则NO从反应开始到平衡时的平均反应速率v(NO)=___________,4min末CO的浓度为___________mol/L。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.B
【详解】A.由图中信息可知,该反应的化学方程式为,A错误;
B.平衡时,R的转化率为,B正确;
C.5 min时,M、R、N的物质的量分别为4 mol、4 mol、2 mol,M的物质的量分数为40%,C错误;
D.0~5 min内,M的物质的量的变化量为2 mol,,D错误;
故选B。
2.C
【分析】此图为温度-转化率曲线,曲线上的点代表平衡状态,a点、b点均在线上,表示a点与b点均达到平衡状态。非曲线上的点代表非平衡状态,非平衡状态会向着平衡状态进行(即同温下曲线上点方向),据此分析。
【详解】A.a点为平衡状态的点,A错误;
B.b点为平衡状态的点,B错误;
C.c点在平衡曲线下方,应向平衡方向移动,NO的转化率将增大,说明反应没达到平衡,且反应向正反应方向进行,即v(正)>v(逆),C正确;
D.d点在平衡曲线上方,应向平衡方向移动,NO的转化率将减小,说明反应没达到平衡,且反应向逆反应方向进行,即v(正)<v(逆),D错误;
故答案选C。
3.D
【分析】由反应 可知容器体积越大,压强越小,反应往正方向移动,NO2的转化率提高,由图象可知,相同时间,a,b为已达到平衡点,c还未达到平衡,利用化学平衡常数和等效平衡进行分析。
【详解】A. a点时反应达到平衡,NO2转化率为40%,则
T℃时,该反应的化学平衡常数为,故A错误;
B. 图中c点还未达到平衡,反应往正方向进行,v(正)>v(逆),故B错误;
C. 向a点平衡体系中充入一定量的NO2,等效于加压,平衡逆移,转化率降低,C错误;
D.由A可知a点时容器内气体物质的量为1.2mol;b点时反应三段式为
则b点容器内气体物质的量为1.4mol,由于V1<V2,则Pa:Pb>6:7,故D正确;
故答案选:D。
4.C
【详解】A.由题图可知,生成的过程中氮元素化合价逐渐降低,是通过多步还原反应生成的,A正确;
B.过程Ⅰ是断裂氮氮三键中的一个键且形成一个键,而过程Ⅲ是断裂键中的一个键且形成一个键,所以能量变化不同,B正确;
C.增大的浓度可以加快工业合成氨的反应速率,但是的平衡转化率降低,C错误;
D.的及时脱附可留下继续反应的空间而增加催化剂的活性位,如果大量氨分子吸附在催化剂表面,将降低反应速率,D正确;
故选C。
5.C
【分析】由题图分析可知,前12s内A的浓度变化,, B的浓度变化,,依据题意,前12s内,同一反应中,不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比,,。
【详解】A.据分析,前12s内,A的平均反应速率为,A错误;
B.从题图可知,该反应体系在12s达到平衡,则12s时反应的正反应速率等于逆反应速率,即A的消耗速率与B的生成速率比值等于系数之比为3:1,B错误;
C.据分析,化学计量数之比b:c=1:2,C正确;
D.由上述分析可知,该反应的化学方程式为,3A与1B完全反应放热Q,12s内A反应的物质的量为,则1.2A反应放出热量,D错误;
故选C。
6.C
【分析】根据表格中的数据可知反应物为X和Y,Z为生成物,X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05mol L-1,0.15mol L-1,0.10mol L-1,变化的浓度之比等于参与反应的各物质对应的化学计量数之比,因此方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g),由三段法有:
,据此进行分析判断。
【详解】A.根据上述分析可知,反应达到平衡时X的转化率为×100%=50%,故A正确;
B.根据上述分析可知,即该反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1600,故B正确;
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,但平衡常数只与温度有关,增大压强平衡常数不变,故C错误;
D.平衡常数受温度影响,则改变温度可以改变此反应的平衡常数,故D正确;
故选C。
7.C
【详解】A.由图可知,升高温度NO的转化率减小,则升高温度平衡逆向移动的,A正确;
B.催化剂具有选择性,X点可以通过更换高效催化剂提高NO反应速率,B正确;
C.Y点时NO的转化率为80%,体积为1L,,则
,Y点再通入CO、N2各0.01 mol,
平衡正向移动,则此时,C错误;
D.中增大CO的量,可促进NO的转化,而CO的转化率减小,则其他条件不变,使,CO转化率下降,D正确;
故选C。
8.C
【分析】由题干图示信息可知,根据反应I 可知,升高温度,平衡逆向移动,则HCOOH的选择性随温度的升高而减小,CO2的转化率随温度升高而减小,根据240℃时,曲线a、c对应的数值之和为100%,说明这两条曲线分别代表HCOOH和CO的选择性,曲线b代表CO2的转化率随温度的变化关系,说明CO的选择性随温度升高而增大,即升高温度反应II正向移动,故△H2>0,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,△H2>0,A错误;
B.由分析可知,曲线b表示平衡时CO2的转化率,B错误;
C.由图示信息可知,240℃时,CO2的转化率为40%,HCOOH的选择性为80%,CO的选择性为20%,三段式分析为:,,则反应I的平衡常数K===,C正确;
D.曲线a代表HCOOH的选择性,升高温度反应I平衡逆向移动,HCOOH的产率减小,且HCOOH的选择性也减小,则合成甲酸应选择在较低温度下甲酸选择性高的催化剂,D错误;
故答案为:C。
9.B
【分析】该装置中发生SO2在加热、催化剂的条件下和O2反应转化为SO3的反应,反应放热,热交换器的作用是预热待反应的气体;a处通入的是反应气体,即SO2、空气,在热交换器中进行加热,没有催化剂,没有发生反应,b处气体是SO2、空气,再进入装置中,发生反应到达c处,c处是SO3,没有反应完全的SO2、O2、N2等,SO2、O2在催化剂的作用下再一次发生反应,提高SO2的转化率,d处主要为SO3,N2等,由此分析。
【详解】A.根据装置图可知,从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气,经过热交换器后从b处出来的是热的气体,成分与a处相同,A项正确;
B.在c处出来的气体SO2、O2在催化剂表面发生反应产生的含有SO3及未反应的SO2、O2等气体,该反应是放热反应,当经过热交换器后被冷的气体降温,SO3被部分分离出来,而且混合气体再次被催化氧化,d处主要为SO3,N2等,故二者含有的气体的成分含量不相同,B项错误;
C.根据分析,该反应放热,热交换器的作用是预热待反应的冷的气体,经热交换器出来的SO3被吸收,同时冷却反应产生的气体,为SO3的吸收创造条件,C项正确;
D.c处气体经过热交换器后再次被催化氧化,目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3,从而可以提高SO2的转化率,D项正确;
答案选B。
10.A
【详解】A.氮气和氢气反应时放出大量的热量,A错误;
B.催化剂可加快反应速率,氮气和氢气在催化剂表面发生反应,B正确;
C.合成氨达到平衡时,应从平衡混合物中及时分离出氨,促使平衡正向移动,提高产率,C正确;
D.合成氨达到平衡时,为提高原料利用率,未反应的氮气、氢气可循环使用,D正确;
答案选A。
11.D
【详解】A.根据盖斯定律I-Ⅱ可得反应ⅢCO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=-49kJ·mol-1-41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1;ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,故反应Ⅲ中反应物的总键能小于生成物的总键能,A错误;
B.根据反应Ⅰ和Ⅲ可知,其反应的产物都有CH3OH生成,且ΔH1和ΔH3都小于零,也就是说,温度升高,它们的平衡都会逆向移动,从而使CH3OH的产量变少,则甲醇在含碳产物的物质的量分数减小,故符合这个规律的是曲线m,B错误;
C.由图可知,温度在150℃时有利于反应Ⅰ进行,CH3OH的含量高,有利于工业生产CH3OH,但并不是温度越低越好,因为反应需要一定温度才能发生,C错误;
D.根据题意设起始量n(CO2)=1mol,n(H2)=3mol,平衡时反应I生成CH3OH物质的量为 xmol,反应II中生成CO 的物质的量也为xmol,可得:
270℃时CO2的转化率为25%,则2x=1mol,解得x=0.125mol,则反应后总的物质的量1+3-6x+4x=(4-2x)=3.75mol,则平衡体系中CO2的体积分数为,D正确;
答案选D。
12.B
【详解】A.1725℃由图可知,达到平衡时,CH4、C2H2、C2H4的平衡分压的对数分别为2、2、1,故其CH4、C2H2、C2H4的平衡分压分别为100 Pa、100 Pa、10 Pa,在同温同体积条件下,不同气体的压强之比等于其物质的量之比,故CH4、C2H2、C2H4的物质的量之比为10:10:1,由C原子守恒可知,CH4生成C2H2的平衡转化率为62.5%,A正确;
B.1725℃时,若图中H2的lgp=5,则反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp=1×1013,B错误;
C.根据图可知,C2H2的平衡分压随温度升高而增大,所以反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)为吸热反应,故其△H1>0,C正确;
D.为提高甲烷制乙炔的产率,除改变温度外,还可采取的措施有:充入适量乙烯使2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡向逆反应方向移动,或使用对甲烷转化为乙炔的选择性更高的催化剂等,D正确;
答案选B。
13.B
【分析】如图所示,实线为测得的A的转化率与温度的关系如实线图所示,在250℃左右,A的转化率达到最大,则温度小于250℃时,温度越高,反应速率越大,测得的A的转化率也越高,温度大于250℃时,温度越高,测得的A的降低,是因为该反应逆向移动,由此可知该反应为放热反应。
【详解】A.由分析可知,在250℃左右,A的转化率达到最大,温度大于250℃时,温度越高,测得的A的降低,是因为该反应逆向移动,由此可知该反应为放热反应,即ΔH<0,A错误;
B.该反应是放热反应,升高温度,平衡常数减小,X点的温度小于Y的温度,故X点的化学平衡常数大于Y点的化学平衡常数,B正确;
C.如图所示,Y点实线和虚线重合,即测定的A的转化率就是平衡转化率,则Y点v(正)=v(逆),C错误;
D.Z点增加B的浓度,平衡正向移动,A的转化率提高,D错误;
故选B。
14.A
【详解】A.由图可知,随着温度升高,CH3OCH3的选择性降低,要提高CH3OCH3的转化率,可以选择在低温下的催化剂,提高反应I的选择性,故A正确;
B.反应I是放热反应,其他条件不变,升高温度,反应I中CO2的平衡转化率减小,故B错误;
C.时,反应I是气体体积缩小的反应,减小压强,能使反应I的平衡向逆方向移动,CH3OCH3的平衡含量减小,则选择性减小,故C错误;
D.温度高于,CO2的平衡转化率随温度升高增大,而由图可知,CH3OCH3的选择性下降,CH3OCH3的产率降低,可推断出反应II中CO2平衡转化增大的幅度要大于反应I中CO2平衡转化减小幅度,故D错误;
故选A。
15.C
【分析】温度升高甲醇物质的量减少,说明反应放热,升温平衡逆向移动,据此分析解题。
【详解】A.反应放热,该反应的反应物总能量高于生成物的总能量,A错误;
B.恒容密闭容器,M点时,保持其他条件不变,仅充入少量稀有气体,反应物浓度不变,反应速率不变,B错误;
C.加入合适的催化剂,该反应的△H保持不变,因为催化剂不会影响焓变值,C正确;
D.T1K时,甲醇的物质的量M >N,则M消耗的氢气大于N,H2的平衡转化率:M>N,D错误;
答案选C。
16. 温度 秒表 淀粉溶液 2 4I﹣+4H++O2=2I2+2H2O abc 2mL 0.2mol·L-1 H2SO4溶液
【分析】I.该实验探究其他条件相同时,温度对反应速率的影响,由表格数据可知,温度每升高10℃,反应速率增大为原来的2倍;
Ⅱ.该实验探究温度不变时, 溶液的酸性强弱对KI溶液变色速率的影响,由实验设计可知,溶液酸性越强,KI溶液变色越快。
【详解】(1)由题意可知,该实验探究其他条件相同时,温度对反应速率的影响,故答案为:温度;
(2)碘化钾溶液被空气中氧气氧化生成单质碘,单质碘遇淀粉溶液变蓝色,由题给实验试剂和实验仪器可知,实验时,还缺少测定显色时间所用的仪器秒表和显色反应快慢的试剂淀粉溶液,故答案为:秒表;淀粉溶液;
(3) 由题意可知,碘化钾溶液变色的反应为酸性条件下,碘离子与氧气反应生成单质碘和水,反应的离子方程式为4I﹣+4H++O2=2I2+2H2O,故答案为:4I﹣+4H++O2=2I2+2H2O;
(4) 该实验探究温度不变时, 溶液的酸性强弱对KI溶液变色速率的影响,由变量唯一化可知,实验操作中必须控制温度、试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序保持不变,故答案为:abc;
(5) 由变量唯一化可知,实验时应保证其他条件不变,在溶液总体积不变的条件下,通过加入蒸馏水改变0.2mol·L-1 H2SO4溶液溶液中的氢离子浓度,则实验时,应向其中一支试管中加入1mL蒸馏水和1mL 0.2mol·L-1 H2SO4溶液,同时在另一支试管中加入2mL 0.2mol·L-1 H2SO4溶液,故答案为:2mL 0.2mol·L-1 H2SO4溶液。
17. ace 5 固体反应物的表面积 AB
【详解】Ⅰ.(1)a.时,反应未达到平衡,正反应速率大于逆反应速率,所以浓度在减小,故a正确;
b.时,正、逆反应速率相等,所以反应达到平衡状态,反应仍然进行,故b错误;
c.,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,所以各物质浓度不再变化,但各物质的浓度不一定相等,故c正确,
d.由c分析可得d错误;故d错误;
e.,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,则浓度增大,故e正确;
f.反应过程中气体的颜色变浅,达到平衡后颜色不再改变故f错误。
故答案为:ace
Ⅱ.(2)第5组实验中温度最高,硫酸浓度最大,滴加了硫酸铜溶液,利用了原电池原理,因此反应速率最快,锌完全消失所需的时间最短。故答案为:5
(3)实验1和2除固体反应物的表面积不同外,其他因素相同,是分析固体反应物的表面积对反应速率的影响。故答案为:固体反应物的表面积
(4)从图中可看出2~4min内产生的氢气最多,故AB段反应速率最快;2~4min内,产生氢气179.2mL-44.8mL=134.4mL,物质的量为,根据化学方程式可知,参加反应的硫酸物质的量为mol,。故答案为:AB;。
【点睛】本题考查化学反应速率和化学平衡的知识,主要考查学生分析图象和图表的能力,从图象和图标中得信息,从而解决问题,题目难度适中。
18.(1)放热
(2)1.54
(3)
(4)<
(5) 升高温度 ab
【分析】根据影响化学平衡的影响因素分析解答;吸收能量最大的能垒,即相对能量的差最大,结合图象分析计算;根据图象,A、B为反应物,C为生成物,结合各物质的物质的量变化量之比等于化学方程式计量数之比,结合化学平衡的特征分析判断。
【详解】(1)升高温度,NH3的体积分数降低,说明升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)根据图示,吸收能量最大的能垒,即相对能量的差最大的为(-1.02 eV)-(-2.56 eV)=1.54 eV;故答案为:1.54;
(3)根据一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化图,A、B的物质的量随时间变化减小,说明A、B是反应物,C的物质的量随时间变化从0逐渐增大,说明C是生成物,3min达到平衡时,A物质的量的变化量=1mol-0.7mol=0.3mol,B物质的量的变化量=1mol-0.4mol=0.6mol,C物质的量的变化量=0.6mol,n(A)∶n(B)∶n(C)=0.3 mol∶0.6 mol∶0.6 mol =1∶2∶2,反应的化学方程式为:A+2B 2C,反应的平衡常数表达式K=,故答案为:A+2B 2C;;
(4)达平衡后,降低温度,A的体积分数将减小,说明降低温度,化学平衡正向移动,所以该反应为放热反应,△H<0,故答案为:<;
(5)①根据图象可知:t3时逆反应速率、正逆反应速率都突然增大,且逆反应速率>正反应速率,说明平衡逆向移动,若增大压强,平衡正向移动,由于该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,所以t3时是升高了温度,故答案为:升高温度;
②a.A+2B 2C为气体物质的量减小的反应,气体的压强为变量,当体系压强不变,表明达到了化学平衡状态,故a选;
b.A+2B 2C为气体物质的量减小的反应,气体的质量不变,气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量保持不变,表明达到了化学平衡状态,故b选;
c.容器的体积不变,气体的质量不变,则气体的密度始终不变,当气体的密度保持不变,不能说明达到了化学平衡状态,故c不选;
d.A+2B 2C中A的消耗速率等于B的生成速率,说明正反应速率>逆反应速率,不是平衡状态,故d不选;
故答案为:ab。
19.(1)CD
(2) 0.8
【分析】(1)
A.使用催化剂不能改变平衡状态,不影响反应物的转化率,故A不符合题意;
B.该反应放热,升高反应体系的温度,平衡逆向移动,的转化率降低,故B不符合题意;
C.降低反应体系的温度,平衡正向移动,的转化率提高,故C符合题意;
D.该反应中正反应是气体总物质的量减小的反应,缩小容器的容积,相当于加压,平衡正向移动,的转化率提高,故D符合题意;
答案选CD。
(2)
从反应开始到平衡时的平均反应速率;末的浓度为。
答案第1页,共2页
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