专题2《化学反应速率与化学平衡》专题测试
一、单选题
1.一定条件下反应2AB(g) A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是( )
A.单位时间内生成nmolA2,同时生成2nmolAB
B.容器内,3种气体AB、A2、B2共存
C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率
D.容器中的总压强不随时间变化而变化
2.在密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,一定条件下发生如下反应。反应达到平衡后,各物质的物质的量可能为( )
A.A B.B C.C D.D
3.《本草纲目》中对酿酒有如下记载:“……近时惟以糯米或粳米或柔或秫或大麦蒸熟,和曲酿瓮中七日,以瓶蒸取……”。下列有关酿酒的说法错误的是( )
A.酿酒过程中发生了淀粉水解和葡萄糖分解
B.酿酒时温度越高产量越高
C.酿酒过程中需用到蒸馏操作
D.葡萄酒密封储存时间越长,质量越好的原因之一是储存过程中生成了有香味的酯
4.下列说法中错误的是( )
A.需要加热才能发生的反应不一定是吸收热量的反应
B.科学家经常在金属与非金属的交界线处寻找良好的半导体材料
C.催化剂是影响化学反应速率和化学平衡的一个重要因素
D.物质燃烧可看做“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来
5.如图为反应N2+3H2 2NH3的速率v(N2)变化的图像,则横坐标不可能是( )
A.反应时间 B.温度 C.压强 D.N2的浓度
6.在C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应中,可使反应速率增大的措施是( )
①增大压强 ②增加炭的量 ③通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2 ⑥升温
A.①③④ B.①③⑥ C.②④⑥ D.③⑤⑥
7.可以证明可逆反应N2+3H2 2NH3已达到平衡状态的是( )
A.一个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
B.其他条件不变时,N2浓度不再改变
C.恒温恒容时,密度保持不变
D.反应混合物中N2和H2的物质的量之比为1:3
8.改变外界条件可以影响化学反应速率,针对H2(g)+I2(g) 2HI(g),其中能使活化分子百分数增加的是( )
①增加反应物浓度 ②增大气体的压强 ③升高体系的温度 ④使用催化剂
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
9.现欲用纯净的CaCO3与稀盐酸反应制取CO2,生成CO2的体积与时间的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.OE段化学反应速率最快
B.FG段收集的二氧化碳最多
C.由图像可推断出该反应为吸热反应
D.向溶液中加入氯化钠溶液,可以降低该反应的化学反应速率
10.在一个密闭容器中盛有N2和H2,它们的起始浓度分别是1.8mol/L和5.4mol/L,在一定的条件下它们反应生成NH3,10min后测得N2的浓度是0.8mol/L,则在这10min内NH3的平均反应速率是( )
A.0.1 mol/(L min) B.0.2 mol/(L min)
C.0.3 mol/(L min) D.0.6 mol/(L min)
11.在一定容积密闭容器中加入2mol A和3mol B,在一定温度下发生反应:A(g)+B(g) C(g)+D(g),下列可作判断反应是否达到平衡的依据的是( )
A.气体的密度是否变化
B.容器内的压强是否变化
C.容器中A的浓度是否变化
D.容器中C、D的物质的量之比是否变化
12.某温度下,在2L恒容密闭容器中投入4mol发生如下反应 有关数据如下:
时间段/min 的平均生成速率/
0-1 0.4
0-2 0.3
0-3 0.2
下列说法错误的是( )
A.30秒时,的浓度大于
B.0-1min内,的反应速率为
C.2min30秒时物质的量小于2.8mol
D.当的体积百分数不变时,不能说明此反应达到了平衡状态
13.一定温度下,对可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)的下列叙述中,不能说明反应已达到平衡的是( )
A.C生成的速率与C分解的速率相等
B.单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC
C.容器内的压强不再变化
D.混合气体的物质的量不再变化
14.对于反应2HI(g) H2(g) + I2(g,紫色),下列叙述能够说明反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的总质量不再变化
B.温度和容积一定时,容器内压强不再变化
C.1mol H—H键断裂的同时有2molH—I键断裂
D.各物质的物质的量浓度之比为2:1:1
15.恒温恒容的清况下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡状态的标志是( )
A.容器内气体的密度不随时间而变化
B.容器内的总压强不随时间而变化
C.单位时间内生成2nmolAB的同时生成nmolB2
D.A2、B2、AB的反应速率比为1:1:2的状态
16.在一定条件下,将3molA和一定量的B投入容积为2L的恒容密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(s)+2D(g)。2min末测得容器中B、C、D的物质的量均为0.8mol。下列叙述错误的是( )
A.x=2
B.0~2min,C的平均反应速率为0.2mol/(L·min)
C.反应开始加入B的物质的量为1.2mol
D.2min时,A的物质的量浓度为0.9mol/L
二、综合题
17.近日,雾霾又上了度娘热搜榜.其主要成分包括灰尘、SO2、NOx、有机碳氢化合物等粒子.烟气脱硝是治理雾霾的方法之一.
(1)氨气是常见的烟气脱硝剂之一,其脱硝原理是与NO(g)反应生成空气中存在的两种无毒物质.
①写出该反应的化学反应方程式: .
②已知:4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H1=﹣907.28kJ mol﹣1;
4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H2=﹣1269.02kJ mol﹣1.105℃时,则上述脱硝反应的△H= ,该反应 (填“能”“否”或“不能确定”)自发进行,
③上述脱硝反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 .每生成1mol还原产物,则反应中转移电子数为 mol.
(2)臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),不同温度下,在两个恒容容器中发生上述反应,相关信息如表及如图所示,回答下列问题:
容器 甲 乙
容积/L 1 1
温度/K T1 T2
起始充入量 1molO32mol NO2 1molO3 2mol NO2
①0~10min内甲容器中反应的平均速率:v(O3)=mol L﹣1 min﹣1.
②T1 T2(填“>”“<”或“=”),T1时,该反应的平衡常数为 .
③下列措施能提高容器乙中NO2转化率的是 (填序号).
A.向容器中充入He,增大容器的压强 B.升高容器的温度
C.向容器中再充人一定量的NO2D.向容器中再充入1mol O3和2mo NO2
④T1时,若起始时向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2mollN2O5和2molO2,则脱硝反应达到平衡前,
v(正) v(逆) (填“>”“<”“=”).
18.
(1)Ⅰ.下列各项分别与哪个影响化学反应速率的因素关系最为密切?
同浓度不同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块,产生气泡有快有慢: 。
(2)MnO2加入双氧水中放出气泡更快: 。
(3)Ⅱ.在一定温度下,4 L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图:
比较t2时刻,正逆反应速率大小v正 v逆。(填“>”“=”或“<”)
(4)若t2=2 min,计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为 。
(5)t3时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为 。
(6)如果升高温度,则v逆 (填“增大”“减小”或“不变”)。
19.“低碳循环”引起各国的高度重视,已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气,合成气有广泛应用.试回答下列问题:
(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)△H>0.
已知在1100°C时,该反应的化学平衡常数K=0.263.
①温度升高,平衡移动后达到新平衡,此时平衡常数值 (填“增大”“减小”“不变”);
②1100°C时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol L﹣1,c(CO)=0.1mol L﹣1,则在这种情况下,该反应这一时刻向 进行(填“左”或“右”).
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),△H=﹣49.0KJmol﹣1,某温度下,向体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示.
①反应开始至平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= mol (L min)﹣1,CO2的转化率为 .
该温度下上述反应的平衡常数K= .
②反应达到平衡后,下列能使 {#mathmL#}{#/mathmL#} 的值增大的措施是 填符号
a.升高温度 b.再充入H2 c.再充入CO2 d.将H2O(g)从体系中分离 e.充入He(g)
③新型高效的甲醇CH3OH燃料电池采用Pt为电极材料,两个电极上分别通入CH3OH和O2,KOH溶液为电解质,是写出上述电池负极的电极反应式 .若电池工作一段时间后,消耗标准状况下的氧气11.2L,则该过程转移电子 mol.
20.在2L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数.在0~3min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
物质 X Y Z Q
时间
起始/mol 0.7 1
2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3min末/mol 0.8
已知2min内v(Q)=0.075mol L﹣1 min﹣1,v(Z)∕v(Y)=
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)= ,n(Q)= .
(2)方程式中m= ,n= ,p= ,q= .
(3)用Z表示2min内的反应速率 .
21.有下列几个反应:①向NaAlO2溶液中滴加盐酸;②向盐酸和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液;③向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液;
(1)符合反应①的图象是 ,符合反应②的图象是 ,符合反应③的图象是 ;
(2)写出③步骤中的二个离子方程式 、 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.单位时间内生成n mol A2等效于单位时间内生成n molB2 同时消耗n mol B2,正逆反应速率相等,故A符合题意;
B.容器内,AB、A2、B2三种气体共存,只要反应发生一直共存,故B不符合题意;
C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率,之比不等于计量数之比,故C不符合题意;
D.容器的体积不变,混合气体的总物质的量不变,则容器内压强始终不变,无法说明达平衡状态,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】本题主要考查化学平衡判据:根据化学平衡状态的特征进行解答。当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(且不为0),达到一种动态的平衡;各物质的溶度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生改变;对于反应前后气体分子数不同的反应,如果气体的压强不变,则其达到了平衡状态;由此即可得出答案。
2.【答案】C
【解析】【解答】2SO2+O2 2SO3为可逆反应,达到平衡后每一种物质的物质的量均不为0,
A. 达到平衡后SO3的物质的量不能为0,故A不符合题意;
B. 达到平衡后,O2的物质的量不能为0,故B不符合题意;
C. 当生成1.8mol SO3时,消耗1.8mol SO2、0.9mol O2,剩余0.2mol SO2、0.1mol O2,每种物质的物质的量均不为0,故C符合题意;
D. 达到平衡后,SO2和O2的物质的量不能为0,故D不符合题意;
答案选C。
【分析】根据2SO2+O2 2SO3为可逆反应,反应达到平衡状态时是一种动态平衡,各组分的物质的量均不为0解答。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.酿酒过程包含淀粉水解成葡萄糖和葡萄糖发酵分解生成酒精和二氧化碳两步反应,A不符合题意;
B.“曲”是指酿酒过程中起催化作用的酒化酶,酿酒时温度过高,能够使酒化酶变性,酒精的产量反而降低,B符合题意;
C.“以甑蒸取”过程涉及了蒸馏操作,C不符合题意;
D. 葡萄酒密封储存时间越长,质量越好的原因之一是储存过程中乙醇被氧化生成了乙酸、乙酸和乙醇发生酯化反应生成了有香味的酯,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、多糖水解为葡萄糖,葡萄糖分解为酒精和二氧化碳;
B、温度过高可以使蛋白质变性;
C、蒸取即蒸馏;
D、乙醇氧化为乙酸,乙酸和乙醇发生酯化反应。
4.【答案】C
【解析】【解答】解:A.所有的燃烧均需要加热,但不是吸热反应,故A正确;
B.金属与非金属的交界处的元素既有金属性也有非金属性,则可以找到良好的半导体材料,故B正确;
C.催化剂只能影响化学反应的速率,不能改变一个化学反应的限度,故C错误;
D.物质燃烧是放热反应,可看成“储存”在物质内部的能量转化为热能、光能等形式释放出来,故D正确;
故选C.
【分析】A.反应放热与吸热取决于反应物的总能量与生成物的总能量的大小;
B.金属与非金属的交界处的元素既有金属性也有非金属性;
C.催化剂只能影响化学反应速率;
D.化学反应的过程,可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等能量释放出来的过程,或者是热能等能量转化为物质内部的能量而被“贮存”起来的过程.
5.【答案】A
【解析】【解答】由图像可知,氮气的反应速率逐渐增大,升高温度、增大压强、增大N2的浓度都可以增大反应速率,而氮气的反应速率与反应时间无关。
故答案为:A
【分析】本题考查了影响反应速率变化的因素
6.【答案】B
【解析】【解答】①增大压强可以增大气体的浓度,化学反应速率加快; ②增加炭的量不能改变其浓度,化学反应速率不变;③通入CO2可以增大其浓度,化学反应速率加快;④恒压下充入N2,因容器的体积增大而使气体的浓度减小,化学反应速率变慢;⑤恒容下充入N2不影响反应物的浓度,化学反应速率不变;⑥升温,化学反应速率加快。综上所述,在C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应中,可使反应速率增大的措施是B。
故答案为:B
【分析】温度\压强(引起浓度增大)\浓度增大,速率变快
7.【答案】B
【解析】【解答】A、一个N≡N断裂的同时,有3个H-H断裂,均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B、其他条件不变时,N2浓度不再改变说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B符合题意;
C、混合气体的密度ρ=m/V,质量在反应前后是守恒的,体积不变,密度始终不变,所以密度不变的状态不一定是平衡状态,C不符合题意;
D、平衡时各组分浓度决定于开始加入的多少和反应情况,与平衡状态无关,反应混合物中N2和H2的物质的量之比为1:3,不能说明各物质的浓度不变,不一定平衡,D不符合题意;
【分析】A、断开与断开H-H都是反应向正方向移动;
B、随着反应进行,各物质的浓度在不断变化,可以根据N2的浓度不变作为平衡状态的标志;
C、在密闭的容器中,气体总的质量保持不变,恒容的条件下,气体的总体积不变,密度不变;
D、反应开始时各物质的浓度与物质的量均不清楚,不能根据浓度之比等于计量数之比作为平衡的标志;
8.【答案】D
【解析】【解答】解:①增大反应物浓度,增大了单位体积的活化分子数,没有改变活化分子百分数,故①错误;②增大压强,相当于增大了浓度,活化分子数目增大,没有改变活化分子百分数,故②错误;③升高温度,升高了分子能量,增大了活化分子百分数,故③正确;④加入催化剂,降低了反应能量,增加了活化分子百分数,故④正确;故选D.
【分析】升高温度或加入催化剂可提高反应物中的活化分子百分数,增大浓度、增大压强时单位体积内活化分子数目增大,活化分子百分数不变,据此进行判断.
9.【答案】D
【解析】【解答】A.曲线斜率大小决定反应速率大小,斜率越大,反应速率越快,由图可知EF段的曲线斜率最大,所以EF段化学反应速率最快,故A不符合题意;
B.由图可知EF段之间纵坐标差值最大,反应EF段收集的二氧化碳气体最多,故B不符合题意;
C.随反应进行,氢离子浓度降低,反应速率应该降低,但EF段化学反应速率比OE大,说明反应为放热反应,故C不符合题意;
D.向溶液中加入氯化钠溶液,导致氢离子的浓度减小,速率降低,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、曲线斜率表示化学反应速率
B、纵坐标表示二氧化碳的体积变化,由图可知EF段最多
C、由OE段到EF段可知,随着反应的进行,速率逐渐增大,可推为放热反应。
D、相当于稀释,浓度减小反应速率降低
10.【答案】B
【解析】【解答】解:v(N2)= =0.1mol L﹣1 min﹣1,同一反应,不同物质反应速率速率之比等于计量数之比,所以v(NH3)=2 v(N2)=2×0.1mol L﹣1 min﹣1=0.2 mol L﹣1 min﹣1
故选:B.
【分析】先求出氮气的平均反应速率,再根据同一反应,不同物质反应速率速率之比等于计量数之比,求出氨气的平均反应速率.
11.【答案】C
【解析】【解答】解:A.根据质量守恒定律及物质状态知,反应前后气体总质量不变、容器体积不变,所以气体密度始终不变,不能据此平衡平衡状态,故A不选;
B.反应前后气体计量数之和不变,所以无论是否达到平衡状态,气体压强始终不变,不能据此判断平衡状态,故B不选;
C.随着反应减小,A的浓度逐渐减小,当A的浓度不变时,其正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,所以可以据此判断平衡状态,故C选;
D.C、D的计量数相等且都是生成物,开始时容器中都不存在C、D物质,所以容器中C、D的物质的量之比始终都是1:1,不能据此判断平衡状态,故D不选;
故选C.
【分析】当正逆反应速率相等时可逆反应达到平衡状态,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变,据此分析解答.
12.【答案】C
13.【答案】B
【解析】【解答】A.C生成的速率与C分解的速率相等,说明正逆反应速率相等达到平衡状态,故A不选;
B.单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol C,都体现正反应方向,未体现正与逆的关系,故B选;
C.方程式两端化学计量数不相等,则容器内的压强将随平衡的移动而变化,压强不再变化,说明反应达到平衡状态,故C不选;
D.方程式两端化学计量数不相等,则容器内气体的物质的量将随平衡的移动而变化,混合气体的物质的量不再变化,说明正逆反应速率相等,达平衡状态,故D不选;
故答案为:B。
【分析】判断是否达到平衡,最直接的方法就是看正反应速率和逆反应速率是否相等,对于气体前后系数相等的反应,压强和物质的量不能判断是否平衡
14.【答案】C
【解析】【解答】A.混合气体的总质量不变,根据质量守恒定律,质量是始终不变的,故A不符合题意
B.温度和压强一定时,反应前后,化学计量系数不变,故压强始终不变,压强不是影响平衡的因素,故B 不符合题意
C.断裂1molH-H键,同时会生成2molH-I键,与断裂2molH-I键速率相等,故C 符合题意
D.只要按照比率进行投放,比率是不变的,不能说明化学平衡
故答案为:C
【分析】考查的化学平衡状态的判定,对于这个反应,可以从容器中的颜色进行判定,也可从化学反应速率进行判定
15.【答案】C
【解析】【解答】A.气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,密度始终不变,容器内气体的密度不随时间而变化,不能作为判断平衡标志,故A不符合题意;
B.该反应是等体积反应,压强始终不变,容器内的总压强不随时间而变化,不能作为判断平衡标志,故B不符合题意;
C.单位时间内生成2nmolAB,反应正向进行,同时生成nmolB2,反应逆向进行,两者生成量之比等于计量系数比,能作为判断平衡标志,故C符合题意;
D.A2、B2、AB的反应速率比为1:1:2的状态,没有说正反应速率,还是逆反应速率,不能作为判断平衡标志,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】对于前后系数之和相等的反应,判断平衡主要看速率以及浓度是否改变来判断平衡
16.【答案】B
【解析】【解答】A.x/2=1,x=2,A不符合题意;
B.C是固体,不表示速率,B符合题意;
C.b 等于 0.8mol + 0.4mol = 1.2mol,C不符合题意;
D.c(A) =1.8mol/2L = 0.9 mol/L,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.反应系数的计算;
B.固体不表示速率;
C.物质的量的计算;
D.物质的量浓度的计算。
17.【答案】(1)4NH3+6NO=5N2+6H2O;﹣1811.63kJ mol﹣1;能;3:2;4
(2)<;0.5L mol﹣1;D;<
【解析】【解答】解:(1)①脱硝原理是与NO(g)反应生成空气中存在的两种无毒物质为氮气和水,反应的化学方程式:4NH3+6NO=5N2+6H2O,
故答案为:4NH3+6NO=5N2+6H2O;②Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H1=﹣907.28kJ mol﹣1;
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H2=﹣1269.02kJ mol﹣1.
结合盖斯定律计算,(Ⅱ×5﹣Ⅰ×3)× 得到上述脱硝反应的热化学方程式:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)△H=﹣1811.63kJ mol﹣1,
反应△H<0,△S>0,则△H﹣T△S<0,反应一定能自发进行,
故答案为:﹣1811.63kJ mol﹣1;能;③4NH3+6NO=5N2+6H2O反应中反应中氧化剂NO,还原剂为NH3物质的量之比6:4=3:2,每生成3mol还原产物电子转移12e﹣,每生成1mol还原产物,则反应中转移电子数为4mol,
故答案为:3:2;4;(2)①由图,0~10min内甲容器中N2O5的浓度变化量为0.2mol L﹣1,2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)十O2(g),则消耗O3浓度0.2mol/L,反应速率v(O3)= =0.02mol/(L min),
故答案为:0.02;②由图象可知,乙先达到平衡,平衡后N2O5(g)浓度比甲小,根据先拐先平数值大,则乙的温度较高,T1<T2,平衡逆向移动,即正反应是放热反应,△H<0,
2NO2(g)+ O3(g) N2O5(g)+ O2(g)
起始(mol/L) 2 1 0 0
转化(mol/L) 1 0.5 0.5 0.5
平衡(mol/L) 1 0.5 0.5 0.5
平衡常数K= =0.5L mol﹣1,
故答案为:<;0.5L mol﹣1;③2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),△H<0,
A.恒容容器中,向容器中充入He,增大容器的总压强,分压不变,平衡不变,NO2转化率不变,故A错误;
B.反应为放热反应,升高容器的温度,平衡逆向进行,NO2转化率减小,故B错误;
C.向容器中再充人一定量的NO2,平衡正向进行,但NO2转化率减小,故C错误;
D.向容器中再充入1mol O3和2mo NO2,相当于增大压强,平衡正向进行,NO2转化率增大,故D正确;
故答案为:D;④若起始时向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2molN2O5和2mol O2,计算浓度商Qc= 相当于加入五氧化二氮反应逆向进行,则脱硝反应达到平衡前,v(正)<v(逆),
故答案为:<.
【分析】(1)①氨气是常见的烟气脱硝剂之一,其脱硝原理是与NO(g)反应生成空气中存在的两种无毒物质为氮气和水;②4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H1=﹣907.28kJ mol﹣1;
4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H2=﹣1269.02kJ mol﹣1.105℃时,结合热化学方程式和盖斯定律计算上述脱硝反应的△H,反应自发进行的判断依据△H﹣T△S<0;③反应中氧化剂NO,还原剂为NH3的物质的量之比结合化学方程式电离关系计算,每生成3mol还原产物电子转移12e﹣;(2)①图象分析可知,N2O5(g)生成浓度0.2mol/L,则消耗O3浓度0.2mol/L,根据v= 计算v(O3);②由图象分析,先拐先平数值大,则乙的温度较高,T1<T2,温度越高N2O5(g)浓度越小,说明反应逆向移动,正反应是放热反应;③A.恒容容器中,向容器中充入He,增大容器的总压强,分压不变,平衡不变;
B.反应为放热反应,升高容器的温度,平衡逆向进行;
C.两种反应物增加一种会提高另一种物质转化率,本身转化率减小;
D.向容器中再充入1mol O3和2mo NO2,相当于增大压强,平衡正向进行;④若起始时向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2molN2O5和2mol O2,计算浓度商Qc和平衡常数比较判断反应进行的方向.
18.【答案】(1)反应物本身性质
(2)催化剂
(3)>
(4)0.25 mol·L-1·min-1
(5)75%
(6)增大
【解析】【解答】I.(1) 镁比锌活泼,应是反应物本身的性质决定;
(2) MnO2作催化剂,加速H2O2的分解;
II.(3)t2时刻没有达到化学平衡,此时反应物还在不断减小生成物还在不断增加,即v正v逆;
(4)根据反应速率的表达式:v(M)= ;
(5)反应物是N,转化率为;
(6)升高温度,正逆反应速率都增大。
【分析】(1)根据题意即可判断影响速率快慢
(2)催化剂影响速率
(3)根据数据未达到平衡
(4)根据数据计算出速率
(5)根据数据即可计算
(6)温度升高,速率增大
19.【答案】(1)增大;右
(2)0.225;75%;{#mathmL#}{#/mathmL#};bd;CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O;2
【解析】【解答】解:(1)①反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,则高炉内CO2和CO体积比值增大,平衡常数K值增大,
故答案为:增大;
②1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol L﹣1,c(CO)=0.1mol L﹣1,在这种情况下,浓度商Qc= {#mathmL#}{#/mathmL#} = {#mathmL#}{#/mathmL#} =0.25<0.263,所以此时反应未达到化学平衡,反应向着正向进行,正反应速率大于逆反应速率;
故答案为:右; (2)①根据图示可知,10min达到平衡状态,甲醇浓度为0.75mol/L,由反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)可知,消耗氢气的浓度为:0.75mol/L×3=2.25mol/L,氢气平均反应速率为: {#mathmL#}{#/mathmL#} =0.225mol/(L min),
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)
c(初) 1 3 0 0
c(变) 0.75 2.25 0.75 0.75
c(平) 0.25 0.75 0.75 0.75
所以CO2的转化率为 {#mathmL#}{#/mathmL#} =75%,K= {#mathmL#}{#/mathmL#} = {#mathmL#}{#/mathmL#} ,
故答案为:0.225;75%; {#mathmL#}{#/mathmL#} ;
②n(CH3OH)/n(CO2)增大,反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)向着正向移动,
a.升高温度,该反应放热,升高温度,平衡向着逆向移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小,故错误;
b.再充入H2,平衡向着正向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故正确;
c.再充入CO2,平衡向着正向移动,但是二氧化碳浓度增加的大于甲醇增大浓度,n(CH3OH)/n(CO2)减小,故错误;
d.将H2O(g)从体系中分离,平衡向着正向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故正确;
e.充入He(g),各组分浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故错误;
故答案为:bd;
③燃料电池负极上是燃料失电子的氧化反应,发生反应的电极反应式为:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O,氧气的物质的量为:0.5mol,而1mol氧气转移4mol电子,所以转移电子的物质的量为2mol,故答案为:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O;2.
【分析】(1)①升高温度平衡向吸热方向移动,根据平衡移动的方向判断平衡常数K值变化;
②计算浓度商,与平衡常数比较,可判断反应是否达到平衡状态;(2)①根据CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化的图示,先根据甲醇的浓度变化计算出消耗的氢气的浓度,再计算出氢气的平均反应速率;根据三行式求各组分的物质的量浓度,然后根据表达式计算;
②要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动;
③燃料电池负极上市燃料失电子的氧化反应,据此书写发生反应的电极反应式;氧气的物质的量为:0.5mol,而1mol氧气转移4mol电子,由此分析解答.
20.【答案】(1)2.3 mol;3 mol
(2)1;4;3;3
(3)0.05 mol L﹣1 min﹣1
【解析】【解答】2min内v(Q)=0.075mol L﹣1 min﹣1,则△n(Q)=0.075mol L﹣1 min﹣1×2min×2L=0.3mol。
根据表中数据可知,2min内△n(X)=0.1mol,△n(Z)=0.2mol。又因为v(Z)∶v(Y)=1∶2,所以△n(Y)=2△n(Z)=0.4mol。反应方程式中物质的量变化与其化学计量数成正比,则m∶n∶p∶q=0.1∶0.4∶0.2∶0.3=1∶4∶2∶3,所以m=1、n=4、p=2、q=3,反应方程式为:X(g)+4Y(g) 2Z(g)+3Q(g);(1)根据上述分析,结合表格,可列出三段式:
X(g)+ 4Y(g) 2Z(g)+3Q(g)
起始/mol 0.7 1
△n /mol 0.1 0.4 0.2 0.3
2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
所以,起始时n(Y)=2.3mol;n(Q) =3mol
故答案为:2.3mol;3mol;(2)根据以上分析可知,m=1、n=4、p=2、q=3,故答案为:1;4;2;3;(3)v(Z)= =0.05mol L﹣1 min﹣1,
故答案为:0.05mol L﹣1 min﹣1.
【分析】在可逆反应中,各物质的反应速率的比等于其计量数的比。
21.【答案】(1)D;B;C
(2)Al3++ 4OH-= AlO2-+ 2H2O;Al3++ 3AlO2-+ 6H2O = 4Al(OH)3↓
【解析】【解答】(1)①向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量,偏铝酸钠先与盐酸反应生成氢氧化铝沉淀NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓,然后氢氧化铝再与盐酸发生酸碱中和生成氯化铝,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,沉淀完全溶解,产生最大量沉淀消耗盐酸的量和沉淀完全溶解消耗盐酸的量之比是1:3,
故答案为:D。②向含有盐酸的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先是和盐酸发生中和反应,HCl+NaOH=NaCl+H2O,然后氢氧化钠和氯化铝反应产生沉淀,AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl,最后,沉淀完全消失Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,B图象符合过程量的情况,
故答案为:B;③向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始没有沉淀,Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O,然后,偏铝酸钠和氯化铝生成沉淀Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3 ↓,C图象符合过程量的情况,
故答案为:C;(2)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始没有沉淀,离子方程式为:Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O,然后,偏铝酸钠和氯化铝生成沉淀离子方程式为:Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3 ↓。
【分析】(1)①向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量,偏铝酸钠先与盐酸反应生成氢氧化铝沉淀,然后氢氧化铝再与盐酸发生酸碱中和生成氯化铝,沉淀完全溶解;②向含有盐酸的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先是和盐酸发生中和反应,然后氢氧化钠和氯化铝反应产生沉淀,最后,沉淀完全消失;③向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始没有沉淀,然后,偏铝酸钠和氯化铝生成沉淀