化学反应速率专项练习
一、单选题(共10题，每题5分，共50分)
1．已知可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92kJ·mol－1。下列关于此反应的说法中错误的是（ ）
A.压缩反应容器使气体体积减小，可使该反应的反应速率变大
B.该反应中反应物的总能量比生成物的总能量高
C.单位时间内生成1molN2，同时消耗3molH2，说明该反应达到平衡状态
D.将1molN2和3molH2混合进行反应，共放出的热量为92kJ
2．反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示该反应的反应速率最快的是 （ ）
A.v(A)=0.15 mol·L-1·min-1 B.v(B)=0.01 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.40 mol·L-1·min-1 D.v(D)=0.45 mol·L-1·min-1
3．在温度不变的条件下，恒定的容器中进行下列反应：N2O42NO2，若N2O4的浓度由0.1mol/L降到0.07mol/L要用10s，那么N2O4的浓度从0.07mol/L降到0.04mol/L时，所用时间（ ）
A.等于10s B.等于5s C.大于10s D.小于10s
4．反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol/L。下列反应速率的表示正确的是（ ）
A.用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B.B的浓度减小，用B表示的反应速率应该为负值
C.2 min末时的反应速率，用B表示是0.3 mol/(L·min)
D.用D表示的反应速率为0.1 mol/(L·min)
5．一定温度下,在2 L的密闭容器中发生如下反应:A(s)+2B(g) xC(g) ΔH<0,B、C的物质的量随时间变化的关系如图1所示,达到平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件,逆反应速率随时间变化的关系如图2所示。
下列有关说法正确的是（ ）
A.x=2,反应开始2 min内,v(B)=0.1 mol/(L·min)
B.t1时改变的条件是降温,平衡逆向移动
C.t2时改变的条件可能是增大c(C),平衡时B的物质的量分数增大
D.t3时可能是减小压强,平衡不移动;t4时可能是使用催化剂,c(B)不变
6．如图为800 ℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时的浓度变化,从图上分析,下列结论错误的是（ ）
A.发生的反应可表示为2A(g) 2B(g)+C(g)
B.前2 min A的分解速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.开始时,正逆反应同时进行
D.2 min时,A、B、C的浓度之比为2∶3∶1
7．在物理学的匀变速直线运动中常用图Ⅰ来分析速度、时间和位移的关系。时间t时，质点的位移相当于图中阴影所占的面积。在容积固定为2L的密闭容器中进行可逆反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)，以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的关系如图Ⅱ所示。已知v的单位为mol L﹣1 s﹣1，则图Ⅱ中阴影部分的面积可表示为（ ）
A.X的浓度的减少 B.Y的浓度的增加 C.Z的浓度的增加 D.X的物质的量的减少
8．一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。则该反应的化学方程式为（ ）
A.X(g)+2Y(g)Z(g) B.2X(g)+Y(g)Z(g)
C.X(g)+Y(g)2Z(g) D.X(g)+3Y(g)2Z(g)
9．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：
2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH>0 ；T1温度下的部分实验数据为：
t/s 0 500 1 000 1 500
c(N2O5)/mol/ L 5.00 3.52 2.50 2.50
下列说法不正确的是（ ）
A.500 s内N2O5分解速率为2.96×10－3 mol/(L·s)
B.T1温度下的平衡常数为K1＝125，1 000 s时N2O5转化率为50%
C.其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol/L，则T1D.T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1>K3，则T1>T3
10．在四个不同的容器中，在不同条件下进行反应：N2+3H22NH3 根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨气的速率最快的是（ ）
A.v (H2)=0.2mol·L-1·s-1 B.v (N2)=0.4mol·L-1·min-1
C.v (NH3)=0.3mol·L-1·s-1 D.v (H2)=0.6mol·L-1·min-1
二、综合题(共5题，每题10分，共50分)
11．以某菱锰矿(含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等)为原料通过以下方法可获得碳酸锰粗产品。(已知：Ksp(MnCO3)＝2.2×10－11，Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)
(1) 滤渣1中，含铁元素的物质主要是 (填化学式，下同)；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中 含量减少。
(2) 滤液2中，＋1价阳离子除了H＋外还有 (填离子符号)。
(3) 取“沉锰”前溶液a mL于锥形瓶中，加入少量AgNO3溶液(作催化剂)和过量的1.5%(NH4)2S2O8溶液，加热，Mn2＋被氧化为，反应一段时间后再煮沸5 min[除去过量的(NH4)2S2O8]，冷却至室温。选用适宜的指示剂，用b mol·L－1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V mL。
① Mn2＋与(NH4)2S2O8反应的还原产物为 (填化学式)。
② “沉锰”前溶液中c(Mn2＋)＝ mol·L－1。
(4) 其他条件不变，“沉锰”过程中锰元素回收率与NH4HCO3初始浓度(c0)、反应时间的关系如图所示。
①NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越 (填“高”或“低”)，简述原因 。
② 若溶液中c(Mn2＋)＝1.0 mol·L－1，加入等体积1.8 mol·L－1 NH4HCO3溶液进行反应，计算20～40 min内v(Mn2＋)＝ 。
12．请运用化学反应原理研究下列碘及其化合物的反应。
(1)碘化氢分解的反应是一个可逆反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。在容积为2 L的某密闭容器中加入0.1 mol HI,2 min后测得密闭体系中HI的物质的量为0.08 mol,则反应速率v(HI)= 、v(H2)= 。
(2)在某温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为49。该温度下,在容积为10.0 L的密闭容器中加入0.200 mol H2和0.200 mol I2,反应达到平衡后,I2(g)和HI(g)的浓度分别为c[I2(g)]= 、c[HI(g)]= ,H2(g)的转化率为 。
(3)已知焓变数据如下。
I2(g)2I(g) ΔH=151 kJ/mol ①
H2(g)2H(g) ΔH=436 kJ/mol ②
HI(g)H(g)+I(g) ΔH=299 kJ/mol ③
I2(s)I2(g) ΔH=62.44 kJ/mol ④
写出I2(g)和H2(g)化合生成HI(g)的热化学方程式: 。
I2(s)和H2(g)化合生成HI(g)的反应为 (填“放热反应”或“吸热反应”)。
(4)PbI2(黄色)难溶于水,在PbI2饱和溶液中滴加KI溶液可以观察到的现象为 。
13．已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH=Q,其平衡常数随温度变化如下表所示:
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为: 。该反应的Q 0(填“>”或“<”)。
(2)850 ℃时在体积为10 L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,则0~4 min时平均反应速率v(CO)= 。
(3)若在500 ℃时进行,且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020 mol/L,该条件下,CO的最大转化率为 。
(4)若在850 ℃时进行,设起始时CO和H2O(g)共为1 mol,其中水蒸气的体积分数为x,平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为 。
(5)某电化学装置可实现2CO22CO+O2的转化,使CO重复使用。已知该反应的阳极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑,则阴极反应式为 。
(6)有人提出可以设计反应2CO2C+O2(ΔH>0)来消除CO的污染。请判断上述反应能否自发进行: (填“可能”或“不可能”),理由是 。
14．向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:
xA(g)+yB(g) pC(g)+qD(g)
已知:平均反应速率vC=vA;反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了 mol,有a mol D生成。
回答下列问题:
(1)反应2 min内,vA= ,vB= ;
(2)化学方程式中,x= 、y= 、p= 、q= ;
(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为 ;
(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”);
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”),理由是 ;
②平衡时反应物的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”),理由是 。
15．硫酸是工业三大强酸之一,在化工生产中具有极为重要的作用。工业制备硫酸涉及的主要反应有:
Ⅰ.4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
Ⅱ.2SO2+O22SO3
Ⅲ.SO3+H2OH2SO4
(1)分析上述三个反应,下列判断正确的是 (填写字母序号)。
a.反应Ⅰ的氧化产物是SO2,还原产物是Fe2O3
b.反应Ⅱ的反应条件除“催化剂”外,还需要“高温、高压”
c.反应Ⅱ是可逆反应,分离SO3后,没有反应的SO2可循环利用
d.工业上,反应Ⅲ一般采用质量分数为98.3%的浓硫酸,而不是直接用水吸收
(2)一定温度下,将一定量的SO2和O2加入到容积为1 L的密闭容器中,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示:
0~10 min内的平均反应速率v(O2)= 。该温度下,反应Ⅱ的化学平衡常数K= (保留三位有效数字)。10~15 min曲线变化的原因可能是 (填写字母序号)。
a.升高温度 b.恒温下,容器容积减小
c.使用合适的催化剂 d.增加SO3的浓度
(3)实验室中制备二氧化碳采用块状碳酸钙与稀盐酸反应,一次实验中某同学误将稀硫酸当作稀盐酸加入反应装置中,此时该同学观察到反应速率 (选填“逐渐变快”、“逐渐变慢”或“基本不变”)。为了使用稀硫酸顺利安全地制备并收集二氧化碳,他可以选用的碳酸盐是 (填写字母序号)。
a.块状CaCO3 b.块状BaCO3
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c.块状MgCO3 d.粉末状Na2CO321世纪教育网(www.21cnjy.com)
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)化学反应速率专项练习
一、单选题(共10题，每题5分，共50分)
1．已知可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92kJ·mol－1。下列关于此反应的说法中错误的是（ ）
A.压缩反应容器使气体体积减小，可使该反应的反应速率变大
B.该反应中反应物的总能量比生成物的总能量高
C.单位时间内生成1molN2，同时消耗3molH2，说明该反应达到平衡状态
D.将1molN2和3molH2混合进行反应，共放出的热量为92kJ
2．反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示该反应的反应速率最快的是 （ ）
A.v(A)=0.15 mol·L-1·min-1 B.v(B)=0.01 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.40 mol·L-1·min-1 D.v(D)=0.45 mol·L-1·min-1
3．在温度不变的条件下，恒定的容器中进行下列反应：N2O42NO2，若N2O4的浓度由0.1mol/L降到0.07mol/L要用10s，那么N2O4的浓度从0.07mol/L降到0.04mol/L时，所用时间（ ）
A.等于10s B.等于5s C.大于10s D.小于10s
4．反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol/L。下列反应速率的表示正确的是（ ）
A.用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B.B的浓度减小，用B表示的反应速率应该为负值
C.2 min末时的反应速率，用B表示是0.3 mol/(L·min)
D.用D表示的反应速率为0.1 mol/(L·min)
5．一定温度下,在2 L的密闭容器中发生如下反应:A(s)+2B(g) xC(g) ΔH<0,B、C的物质的量随时间变化的关系如图1所示,达到平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件,逆反应速率随时间变化的关系如图2所示。
下列有关说法正确的是（ ）
A.x=2,反应开始2 min内,v(B)=0.1 mol/(L·min)
B.t1时改变的条件是降温,平衡逆向移动
C.t2时改变的条件可能是增大c(C),平衡时B的物质的量分数增大
D.t3时可能是减小压强,平衡不移动;t4时可能是使用催化剂,c(B)不变
6．如图为800 ℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时的浓度变化,从图上分析,下列结论错误的是（ ）
A.发生的反应可表示为2A(g) 2B(g)+C(g)
B.前2 min A的分解速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.开始时,正逆反应同时进行
D.2 min时,A、B、C的浓度之比为2∶3∶1
7．在物理学的匀变速直线运动中常用图Ⅰ来分析速度、时间和位移的关系。时间t时，质点的位移相当于图中阴影所占的面积。在容积固定为2L的密闭容器中进行可逆反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)，以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的关系如图Ⅱ所示。已知v的单位为mol L﹣1 s﹣1，则图Ⅱ中阴影部分的面积可表示为（ ）
A.X的浓度的减少 B.Y的浓度的增加 C.Z的浓度的增加 D.X的物质的量的减少
8．一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。则该反应的化学方程式为（ ）
A.X(g)+2Y(g)Z(g) B.2X(g)+Y(g)Z(g)
C.X(g)+Y(g)2Z(g) D.X(g)+3Y(g)2Z(g)
9．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：
2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH>0 ；T1温度下的部分实验数据为：
t/s 0 500 1 000 1 500
c(N2O5)/mol/ L 5.00 3.52 2.50 2.50
下列说法不正确的是（ ）
A.500 s内N2O5分解速率为2.96×10－3 mol/(L·s)
B.T1温度下的平衡常数为K1＝125，1 000 s时N2O5转化率为50%
C.其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol/L，则T1D.T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1>K3，则T1>T3
10．在四个不同的容器中，在不同条件下进行反应：N2+3H22NH3 根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨气的速率最快的是（ ）
A.v (H2)=0.2mol·L-1·s-1 B.v (N2)=0.4mol·L-1·min-1
C.v (NH3)=0.3mol·L-1·s-1 D.v (H2)=0.6mol·L-1·min-1
二、综合题(共5题，每题10分，共50分)
11．以某菱锰矿(含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等)为原料通过以下方法可获得碳酸锰粗产品。(已知：Ksp(MnCO3)＝2.2×10－11，Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)
(1) 滤渣1中，含铁元素的物质主要是 (填化学式，下同)；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中 含量减少。
(2) 滤液2中，＋1价阳离子除了H＋外还有 (填离子符号)。
(3) 取“沉锰”前溶液a mL于锥形瓶中，加入少量AgNO3溶液(作催化剂)和过量的1.5%(NH4)2S2O8溶液，加热，Mn2＋被氧化为，反应一段时间后再煮沸5 min[除去过量的(NH4)2S2O8]，冷却至室温。选用适宜的指示剂，用b mol·L－1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V mL。
① Mn2＋与(NH4)2S2O8反应的还原产物为 (填化学式)。
② “沉锰”前溶液中c(Mn2＋)＝ mol·L－1。
(4) 其他条件不变，“沉锰”过程中锰元素回收率与NH4HCO3初始浓度(c0)、反应时间的关系如图所示。
①NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越 (填“高”或“低”)，简述原因 。
② 若溶液中c(Mn2＋)＝1.0 mol·L－1，加入等体积1.8 mol·L－1 NH4HCO3溶液进行反应，计算20～40 min内v(Mn2＋)＝ 。
12．请运用化学反应原理研究下列碘及其化合物的反应。
(1)碘化氢分解的反应是一个可逆反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。在容积为2 L的某密闭容器中加入0.1 mol HI,2 min后测得密闭体系中HI的物质的量为0.08 mol,则反应速率v(HI)= 、v(H2)= 。
(2)在某温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为49。该温度下,在容积为10.0 L的密闭容器中加入0.200 mol H2和0.200 mol I2,反应达到平衡后,I2(g)和HI(g)的浓度分别为c[I2(g)]= 、c[HI(g)]= ,H2(g)的转化率为 。
(3)已知焓变数据如下。
I2(g)2I(g) ΔH=151 kJ/mol ①
H2(g)2H(g) ΔH=436 kJ/mol ②
HI(g)H(g)+I(g) ΔH=299 kJ/mol ③
I2(s)I2(g) ΔH=62.44 kJ/mol ④
写出I2(g)和H2(g)化合生成HI(g)的热化学方程式: 。
I2(s)和H2(g)化合生成HI(g)的反应为 (填“放热反应”或“吸热反应”)。
(4)PbI2(黄色)难溶于水,在PbI2饱和溶液中滴加KI溶液可以观察到的现象为 。
13．已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH=Q,其平衡常数随温度变化如下表所示:
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为: 。该反应的Q 0(填“>”或“<”)。
(2)850 ℃时在体积为10 L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,则0~4 min时平均反应速率v(CO)= 。
(3)若在500 ℃时进行,且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020 mol/L,该条件下,CO的最大转化率为 。
(4)若在850 ℃时进行,设起始时CO和H2O(g)共为1 mol,其中水蒸气的体积分数为x,平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为 。
(5)某电化学装置可实现2CO22CO+O2的转化,使CO重复使用。已知该反应的阳极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑,则阴极反应式为 。
(6)有人提出可以设计反应2CO2C+O2(ΔH>0)来消除CO的污染。请判断上述反应能否自发进行: (填“可能”或“不可能”),理由是 。
14．向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:
xA(g)+yB(g) pC(g)+qD(g)
已知:平均反应速率vC=vA;反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了 mol,有a mol D生成。
回答下列问题:
(1)反应2 min内,vA= ,vB= ;
(2)化学方程式中,x= 、y= 、p= 、q= ;
(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为 ;
(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”);
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”),理由是 ;
②平衡时反应物的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”),理由是 。
15．硫酸是工业三大强酸之一,在化工生产中具有极为重要的作用。工业制备硫酸涉及的主要反应有:
Ⅰ.4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
Ⅱ.2SO2+O22SO3
Ⅲ.SO3+H2OH2SO4
(1)分析上述三个反应,下列判断正确的是 (填写字母序号)。
a.反应Ⅰ的氧化产物是SO2,还原产物是Fe2O3
b.反应Ⅱ的反应条件除“催化剂”外,还需要“高温、高压”
c.反应Ⅱ是可逆反应,分离SO3后,没有反应的SO2可循环利用
d.工业上,反应Ⅲ一般采用质量分数为98.3%的浓硫酸,而不是直接用水吸收
(2)一定温度下,将一定量的SO2和O2加入到容积为1 L的密闭容器中,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示:
0~10 min内的平均反应速率v(O2)= 。该温度下,反应Ⅱ的化学平衡常数K= (保留三位有效数字)。10~15 min曲线变化的原因可能是 (填写字母序号)。
a.升高温度 b.恒温下,容器容积减小
c.使用合适的催化剂 d.增加SO3的浓度
(3)实验室中制备二氧化碳采用块状碳酸钙与稀盐酸反应,一次实验中某同学误将稀硫酸当作稀盐酸加入反应装置中,此时该同学观察到反应速率 (选填“逐渐变快”、“逐渐变慢”或“基本不变”)。为了使用稀硫酸顺利安全地制备并收集二氧化碳,他可以选用的碳酸盐是 (填写字母序号)。
a.块状CaCO3 b.块状BaCO3
c.块状MgCO3 d.粉末状Na2CO3
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参考答案
1.D
【解析】本题考查化学反应与能量，化学反应速率及化学平衡移动原理。A.压缩反应容器使气体体积减小，容器内压强增大，可使该反应的反应速率变大，正确；B.该反应△H<0，是放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高，正确；C.单位时间内生成1molN2，同时消耗3molH2，正反应速率和逆反应速率相等，说明该反应达到平衡状态，正确；D.反应有一定限度，1mol氮气完全反应放热92kJ，将1molN2和3molH2混合进行反应，1mol氮气不能完全反应，放出的热量小于92kJ，错误，故选D。
2.D
【解析】如果都用物质B表示该反应的反应速率,且单位统一为mol·L-1·min-1,则根据反应速率之比等于化学计量数之比可知A~D项分别是0.45 mol·L-1·min-1、0.60 mol·L-1·min-1、0.60 mol·L-1·min-1、0.675 mol·L-1·min-1,即D项表示的该反应的反应速率最快。
3.C
4.D
【解析】A物质是固体，不能表示化学反应速率，A项错误；化学反应速率只有正值，没有负值，B项错误；化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率，C项错误；由于反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，故用D表示的反应速率是0.1 mol/(L·min)，D项正确。
5.D
【解析】由图1知B、C两种气体物质在相同时间内物质的量变化值相同,故x=2,反应为A(s)+2B(g) 2C(g),反应开始2 min内,v(B)=(0.3 mol-0.1 mol)/2 L÷2 min=0.05 mol/(L·min),A错;t1时刻v逆减小,改变的条件可能是降温或减压,因t1~t2过程中v逆又增大,说明平衡正向移动,该反应的ΔH<0且气体分子数目保持不变,故改变的条件是降温,B错;t2时如果增大c(C),重新达到的平衡状态与原平衡状态相同,B的物质的量分数保持不变,C错;当x=2,t3时减小压强,平衡不移动,t4时使用催化剂,c(B)不变,D对。
6.C
【解析】A项,根据图象可知,A是反应物,B、C是生成物,在2 min内A、B、C的浓度变化量分别是0.2 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1。在相同时间内,各物质的浓度变化量之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比,所以反应方程式为2A(g) 2B(g)+C(g);B项,在前2 min,A的分解速率v(A)=(0.4 mol·L-1-0.2 mol·L-1)÷ 2 min=0.1 mol·L-1·min-1;C项,开始时,C的浓度为0 mol·L-1,逆反应无法进行;D项,2 min时,A、B、C的浓度(mol·L-1)之比为0.2∶0.3∶0.1=2∶3∶1。
7.C
【解析】此题若能联想到物理学中物体移动时位移与时间的关系图像即可顺利作答。阴影部分相当于位移，它是纵、横坐标变量的乘积，由图可知面积对应的单位是mol L﹣1，表示的是物质的量浓度，本题表示的是Y的浓度的减少，而反应中Y的浓度的减少量等于Z的浓度的增加量。
8.C
【解析】由图可知,X、Y的物质的量不断减少,为反应物,Z的物质的量逐渐增大,为生成物。从反应开始至平衡,各物质转化的量:X为0.79 mol,Y为0.79 mol,Z为1.58 mol,则方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2,化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)。
9.C
【解析】本题考查化学反应速率的计算、化学平衡常数及化学平衡移动。A选项，500 s内N2O5分解速率为=2.96×10－3 mol/(L·s)，正确；
2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)
起始浓度(mol/L) 5.00 0 0
转化浓度(mol/L) 2.50 5.00 1.25
平衡浓度(mol/L) 2.50 5.00 1.25
T1温度下的平衡常数为K1＝=125，1 000 s时N2O5转化率为50%，B正确；C选项，其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol/L，大于T1的浓度，说明平衡逆向移动，则T1>T2，错误；D选项，正反应是吸热反应，升温平衡正向移动，平衡常数增大，T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1>K3，则T1>T3，正确。故选C。
10.C
【解析】本题考查化学反应速率大小比较，意在考查考生对化学反应速率的理解。
将四个反应速率都转化成氨气的反应速率，A.v (H2)=0.2 mol·· 所以v(NH3)= 8mol··mi, B.v (N2)=0.4 mol··mi所以v(NH3)= 0.8 mol··mi；C.v (NH3)=0.3 mol··，所以v(NH3)=18 mol··mi；D. v (H2)=0.6 mol··mi，所以v(NH3)=0.4 mol··mi；所以C反应速率最大。
11.(1) Fe(OH)3 Al(OH)3、SiO2 (2) Na＋、
(3) ① [或“H2SO4”“Na2SO4”“(NH4)2SO4”] ②
(4) ①高 ② c(NH4HCO3)越大，c()越大，使平衡MnCO3(s) (aq)＋Mn2＋(aq)向左移，析出的MnCO3越多 ②7.5×10－3mol·L－1·min－1
【解析】本题考查化学工艺流程，涉及难溶电解质的溶解平衡，浓度对化学平衡的影响，反应速率的计算等。由流程图可知：菱锰矿酸浸后，只有SiO2不溶，加MnO2把Fe2+氧化为Fe3+，用NaOH调pH使Fe3+和Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3；过滤后加NH4HCO3得到产品MnCO2和滤液2。(1)因MnO2把Fe2+氧化为Fe3+，所以加NaOH调节溶液的pH所得滤渣1中含铁元素的物质主要是Fe(OH)3；如果pH过大，则Al(OH)3和SiO2都能溶于NaOH溶液，导致滤渣1中Al(OH)3、SiO2的含量减少；(2)根据流程中所加试剂可知，滤液2中，＋1价阳离子除了H＋外还有Na＋、；(3)①Mn2＋与(NH4)2S2O8的反应中，Mn2＋被氧化为，则(NH4)2S2O8被还原为[或“H2SO4” “Na2SO4” “(NH4)2SO4”]；②滴定过程中各离子间的关系为Mn2＋~~5 Fe2+，n(Mn2＋) =n(Fe2+) =bV10-3mol，则c(Mn2＋)＝=mol·L－1；(4)①由图可知NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越高，原因是：c(NH4HCO3)越大，c()越大，使平衡MnCO3(s) (aq)＋Mn2＋(aq)左移，析出的MnCO3越多；②若溶液中c(Mn2＋)＝1.0 mol·L－1，加入等体积1.8 mol·L－1 NH4HCO3溶液后，NH4HCO3的浓度为0.9 mol·L－1，按曲线d计算，则起始c(Mn2＋)＝0.5 mol·L－1，20min时回收0.5 mol·L－120%=0.1 mol·L－1，40min时回收0.5 mol·L－150%=0.25 mol·L－1，则20～40 min内v(Mn2＋)＝=7.5×10－3mol·L－1·min－1。
12.(1)0.005 mol/(L·min)
0.002 5 mol/(L·min)
(2)0.005 mol/L 0.031 mol/L 75%
(3)I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-11 kJ/mol 吸热反应
(4)有黄色沉淀产生
【解析】(1)v(HI)=÷2 min=0.005 mol/(L·min),而同一个化学反应中,不同物质的反应速率与其系数成正比,故v(H2)=0.002 5 mol/(L·min)。
(2)设平衡时c[HI(g)]=x,则c[H2(g)]=c[I2(g)]=0.02 mol/L-x/2,故有关系:
K==49,解得x=0.031 mol/L。所以平衡时,c[HI(g)]=0.031 mol/L,c[I2(g)]=c[H2(g)]=0.005 mol/L。则H2(g)转化率=×100%=75%。
(3)①+②-③×2得:I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-11 kJ/mol,设该反应为⑤,则⑤+④得:I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=51.44 kJ/mol>0,故该反应为吸热反应。
(4)溶液中存在PbI2(s)Pb2++2I-,加入KI,则I-浓度增大,平衡左移,生成PbI2沉淀。
13.(1)K= <
(2)0.03 mol/(L·min)
(3)75%
(4)y=x
(5)2CO2+4e-+2H2O2CO+4OH-
(6)不可能 ΔH>0吸热且ΔS<0(或依据吉布斯自由能判断)
【解析】本题考查化学反应速率和化学平衡,意在考查考生解决化学问题的能力。(1)可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=。由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,平衡向逆反应方向移动,因升高温度平衡向吸热方向移动,故正反应为放热反应。(2)由图象可知:CO在4 min内浓度减小了0.20 mol/L-0.08 mol/L=0.12 mol/L,则v(CO)==0.03 mol/(L·min)。
(3)500 ℃时平衡常数为9,设CO最多能转化x mol/L,则
则有:=9,解得x=0.015,则CO的最大转化率为×100%=75%。(4)850 ℃时平衡常数为1,有
则有:=1,解得y=x。(5)由于阴极发生还原反应,CO2被还原生成CO,则阴极反应为:2CO2+4e-+2H2O2CO+4OH-。(6)由于反应2CO2C+O2的ΔH>0、ΔS<0,则ΔG=ΔH-TΔS>0,反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下都不能自发进行。
14.(1) mol/(L·min) mol/(L·min)
(2)2 3 1 6
(3)×100%
(4)<
(5)①增大 体积减小,反应物的浓度增大 ,因而使反应速率增大
②减小 体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数少的方向(即逆反应方向)移动,因而使反应物转化率减小
【解析】(1)根据化学反应速率定义:
v(A)=Δc(A)/Δt=a/(2×2)=a mol/(L·min),
v(B)=Δc(B)/Δt=a/(2×2)=a mol/(L·min)。
(2)可以求出v(C)=a mol/(L·min),v(D)=a mol/(L·min),根据速率之比等于反应方程式中计量数之比,x∶y∶p∶q=∶∶∶,则x=2;y=3;p=1;q=6。
(3)
B的转化率=×100%。
(4)其他条件不变,升高温度,平衡时D的量减少,说明升高温度平衡向左移动,即正反应为放热反应。
(5)其他条件不变缩小体积,浓度增大,所以反应速率增大;该反应是气体体积增大的反应,缩小体积,平衡将向体积缩小的方向移动,即向左移动,所以反应物的转化率减小。
15.(1)cd
(2)0.000 65 mol·(L·min)-1 0.781 L/mol
b
(3)逐渐变慢 c
【解析】(1)反应Ⅰ中SO2和Fe2O3都既是氧化产物,又是还原产物,a错;反应Ⅱ不需要“高压”条件,b错;因为反应Ⅱ是可逆反应,SO2 不可能完全转化为SO3,故分离SO3后,SO2可循环利用,c正确;SO3与水反应放出大量热,使水汽化,影响SO3与水的反应速率,故工业上一般采用质量分数为98.3%的浓硫酸吸收SO3。(2)v(SO2)=(0.200-0.187) mol÷1 L÷10 min= 0.001 3 mol·(L·min)-1,故v(O2) = 0.001 3 mol·(L·min)-1÷2 = 0.000 65 mol·(L·min)-1。15 min达到平衡时,各物质的浓度为:c(SO2)=0.160 mol/L、c(O2)=0.080 mol/L、c(SO3)=0.040 mol/L,故平衡常数K=(0.040 mol/L)2/[(0.160 mol/L)2×0.080 mol/L]≈0.781 L/mol 。反应Ⅱ是一个放热反应,升高温度,平衡向生成SO2的方向移动,a错;容器容积缩小,相当于压强增大,平衡向生成SO3的方向移动,b正确;使用合适的催化剂,反应速率显著提高,但平衡状态不会改变,c错;增加SO3的浓度,平衡向生成SO2的方向移动,且图象中SO3的物质的量会出现突变,d错。(3)块状CaCO3 和块状BaCO3分别与稀硫酸反应生成的硫酸钙、硫酸钡附着在块状固体表面,阻止了酸与块状碳酸盐的接触,使反应终止,故a、b错;MgSO4易溶解于水,c正确;粉末状Na2CO3反应剧烈,既不安全,也不利于收集二氧化碳,d错。
