专题2 化学反应速率与化学平衡 单元检测(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1

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名称 专题2 化学反应速率与化学平衡 单元检测(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-28 12:58:17

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专题2 化学反应速率与化学平衡 单元检测
一、单选题
1.化学在生活中的应用随处可见,下列措施不是为了改变化学反应速率的是(  )
A.将食物存放在冰箱中 B.加工馒头时添加膨松剂
C.糕点包装袋内放置除氧剂 D.冶铁时将铁矿石粉碎
2.下列生产生活中需要增大化学反应速率的是(  )
A.铁锹生锈 B.牛奶变质
C.塑料老化 D.高炉炼铁
3.在一个5L的容器里,盛有8.0mol某气态反应物,5min后,测得这种气态反应物还剩余3.0mol,则这种反应物在此时间内的化学反应速率为()
A.0.1mol/(L min) B.0.2mol/(L min)
C.0.3mol/(L min) D.0.4mol/(L min)
4.下列条件的改变,一定能加快化学反应速率的是(  )
A.增大压强 B.升高温度
C.增大反应物的量 D.减小生成物的浓度
5.《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
6.对于反应A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)来说,下列反应速率中表示该反应进行得最快的是(  )
A.v(A2)=0.6 molL-1×s-1 B.v(B2)=2.7 mol×L-1min-1
C.v(AB3)=12 mol×L-1min-1 D.v(A2)=6 mol×L-1min-1
7.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡: NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)不能判断该分解反应已经达到化学平衡的是(  )
A.v(NH3)正= 2v(CO2)逆
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中氨气的体积分数不变
D.密闭容器中混合气体的密度不变
8.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:下列说法中正确的是(  )
A.30~40 min间该反应使用了催化剂
B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30 min时降低温度,40 min时升高温度
D.8 min前A的反应速率为0.08 mol L﹣1 min﹣1
9.汽车尾气中含有NO、CO等多种污染物,已成为城市空气的主要污染源。一定条件下,在密闭容器中发生反应2NO+2CO N2+2CO2。为了加快反应速率,下列措施不合理的是(  )
A.使用高效催化剂
B.升高温度
C.保持容积不变,再通入一定量的CO
D.将容器的容积扩大到原来的2倍
10.某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下反应:2X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) ΔH>0, 下列叙述正确的是(  )
A.加入少量 W,逆反应速率增大
B.升高温度,正反应和逆反应速率都增大
C.在容器中加入氦气,压强增大,反应速率增大
D.将容器的体积压缩,可增大活化分子的百分数,有效碰撞次数增大
11.在2A+B=3C+4D的反应中,下列表示该反应的化学反应速度最快的是(  )
A.v(A)=0.5 mol/(L s) B.v(B)=0.3 mol/(L s)
C.v(C)=0.8 mol/(L s) D.v(D)=1.0 mol/(L s)
12.一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g)═2Z(g)一定达到化学平衡状态的是(  )
①X,Y,Z的物质的量之比是1:2:2
②X,Y,Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n molZ,同时生成2n mol Y
⑤容器中平均相对分子质量不再发生变化
⑥v(X,正)=2v(Z,逆)
A.②③④ B.①②④ C.②③⑤ D.③④⑥
13.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志的是(  )
A.C的生成速率与C的分解速率相等
B.单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B
C.A,B,C的浓度不再变化
D.混合气体的总压强不再变化
14.把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率v与反应时间t可用如图坐标曲线来表示。下列推论错误的是(  )
A.O~a段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液
B.b~c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高
C.t>c时产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c(H+)降低
D.t=c时反应处于平衡状态
15.可逆反应有一定的限度.可逆反应中正反应和逆反应发生的条件相同,反应物、生成物共同存在.一定条件下,可逆反应2A B+3C,在四种状态中处于平衡状态的是(  )
正反应速率 逆反应速率
A vA=2 mol/(L min) vB=2 mol/(L min)
B vA=2 mol/(L min) vC=2 mol/(L min)
C vA=1 mol/(L min) vB=2 mol/(L min)
D vA=1 mol/(L min) vC=1.5 mol/(L min)
A.A B.B C.C D.D
16.下列说法中,可以说明反应P(g)+Q(g) R(g)+T(g)在恒温下已经达到平衡的是(  )
A.反应容器内的压强不随时间变化
B.反应容器内P、Q、R、T四者共存
C.P和T的生成速率相等
D.反应容器内混合物的总物质的量不随时间变化
二、综合题
17.根据相关知识填空;
(1)一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行反应:aN(g) bM(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
①此反应的化学方程式中a:b=   
②下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是   
A.反应中M与N的物质的量之比为1:1
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化
D.单位时间内每消耗a mol N,同时生成b mol M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
(2)将4mol SO2和2mol O2在2L的密闭容器中混合,在一定条件下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g).若经过2s后测得SO3的浓度为0.6mol/L,用氧气表示该反应2s内的平均速率v(O2)=   ;2s末O2浓度为   ;2s末SO2的转化率为   .
18.由环境保护部、国家质检总局发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》,自2020年7月1日起实施,也就是大家熟知的国Ⅵ汽车排放标准。在我国汽车产能过剩的背景下,可以起到淘汰落后产能、引领产业升级的作用,同时能够满足重点地区为加快改善环境空气质量而提高汽车排放标准的要求。回答以下问题:
(1)已知在20℃时:
① 正、逆反应的活化能分别为m kJ/mol、n kJ/mol;
② 正、逆反应的活化能分别为p kJ/mol、q kJ/mol。
用NH3处理汽车尾气中的NO的反应为:,该反应的△H=   。
(2)模拟汽车的“催化转化器”,将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入1 L的密闭容器中,在不同温度和压强下发生反应,测得CO的平衡转化率α随温度T变化曲线如图所示。图像中C点逆反应速率   B点正反应速率(填“>”“=”或“<”,下同);反应的平衡常数:A点   D点。实验测得:,,k正、k逆分别是正、逆反应速率常数。则T1℃时C点处对应的v正:v逆=   。
(3)汽车排气管装有三元催化装置,在催化剂表面发生吸附、解吸消除CO、NO等大气污染物。反应机理如下(Pt是催化剂,右上角带“*”表示吸附状态):
Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ.
Ⅳ. Ⅴ. Ⅵ.
经测定汽车尾气中生成物及反应物浓度随温度变化关系如图1和图2所示:
①图1中,温度为330℃时反应V的活化能   反应VI的活化能(填“<”、“>”或“=”),反应VI的焓变△H   0(“<”或“>”)。
②图2中,温度从Ta升至Tb的过程中,反应物浓度急剧减小的主要原因是   。
19.工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)Ⅰ.脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8 kJ/mol
N2(g) + 2O2(g)= 2NO2(g) △H= +133 kJ/mol
H2O(g) =H2O(l) △H= -44 kJ/mol
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为   。
(2)Ⅱ.脱碳:
向2L恒容密闭容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应 CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l)。下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是__________。
A.混合气体的平均式量保持不变
B.CO2和H2的体积分数保持不变
C.CO2和H2的转化率相等
D.混合气体的密度保持不变
E.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂
(3)在T1℃时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,发生反应CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与n(H2)/n(CO)的关系如图所示。
①当起始n(H2)/n(CO)=2,经过5min达到平衡,CO的转化率为0.4,则0~5min内平均反应速率V(H2)=   。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达新平衡时H2的转化率将   (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当起始n(H2)/n(CO)=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的   点(选填“D”、“E”或“F”)
(4)Ⅲ.脱硫:
如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-。物质A的化学式为   ,阴极的电极反应式是   。
20.某可逆反应在体积为2升的密闭容器中进行反应(A,B,C均为气体),在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示.则:
(1)该反应的化学方程为   
(2)反应开始至2分钟,A的平均反应速率为   
(3)反应开始至2分钟,A的转化率为   .
21.温度为T时,某容积为5L的密闭容器内,A、B两种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为   。
(2),用B表示的平均反应速率   。
(3)下列措施能增大反应速率的是____(填字母)。
A.升高温度 B.减小A的浓度
C.缩小容器体积 D.恒温恒容条件下充入氦气
(4)下列叙述能说明该反应已达化学平衡状态的是____(填字母)。
A.容器中气体总质量不再变化
B.单位时间内A的消耗速率等于B的消耗速率
C.A的物质的量浓度不再变化
D.容器中气体总物质的量不再变化
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.食物存放在冰箱中,可降低温度,减缓食物氧化速率,与减小反应速率有关,故A不符合;
B.加工馒头时添加膨松剂,可使馒头疏松柔软,与改变反应速率无关,故B符合;
C.包装袋内放置除氧剂,可防止糕点被氧化,减缓食物氧化速率,与减小反应速率有关,故C不符合;
D.将铁矿石粉碎,可增大接触面积,可加快反应速率,与增大反应速率有关,故D不符合;
故答案为:B。
【分析】影响化学反应速率的因素主要有温度、反应物的接触面积、浓度等。
2.【答案】D
【解析】【解答】钢铁生锈、牛奶变质和塑料老化等均需要降低反应速率,A、B、C均不符合题意;高炉炼铁需要加快反应速率,D、符合题意,
故答案选D。
【分析】根据生活常识,对生活有利的可以加快反应速率,有害的适当的减少反应速率。
3.【答案】B
【解析】【解答】8.0mol某气态反应物,5min后,测得这种气态反应物还剩余3.0mol,则物质的量减少8.0mol-3.0mol=5.0mol,这种反应物在此时间内的化学反应速率为 =0.2mol/(L min),
故答案为:B。
【分析】在一段时间内,某物质的平均反应速率等于该物质的物质的量浓度的变化值和时间的比值。
4.【答案】B
【解析】【解答】解:A、增大压强对有气体参加的反应,反应速率加快,若没有气体参加,压强对反应速率不影响,故A错误;
B、升高温度,增加单位体积内的活化分子数,有效碰撞增加,反应速率加快,故B正确;
C、增加反应物的物质的量,反应物的浓度不一定变化,如固体、纯液体,反应速率不一定加快,故C错误;
D、对于正反应是吸热反应的可逆反应,降低温度,平衡向逆反应移动,生成物的浓度降低,反应速率减慢,故D错误;
故选B.
【分析】A、增大压强对有气体参加的反应,反应速率加快;
B、升高温度,活增大活化分子数,反应速率加快;
C、增加反应物的物质的量,反应物的浓度不一定变化;
D、对于正反应是吸热反应的可逆反应,降低温度,平衡向逆反应移动,生成物的浓度降低.
5.【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。
6.【答案】A
【解析】【解答】反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快,则:A.v(A2)=0.6molL-1×s-1=36mol×L-1min-1,则 =36;
B. =0.9;
C. =6;
D. =6;显然A中比值最大,反应速率最快,
故答案为A。
【分析】考查反应速率快慢的比较,利用反应速率与化学计量数的比值可快速解答,也可转化为同种物质的反应速率来比较。由于不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故化学反应速率与其化学计量数的比值越大,反应速率越快,注意单位要相同。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.正逆反应速率之比等于化学计量数之比,能说明反应达到平衡状态,A项不选;
B.该反应为左右气体系数和不等的可逆反应,当密闭容器中总压强不变时,可以表示化学反应已达到平衡的状态,B项不选;
C.反应物不是气体,只有生成物氨气和一氧化碳是气体,且是按比例生成的,又在密闭容器中,因此他们的体积分数在任何时候都是不变的,所以氨气的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态,C项选;
D.在恒容密闭容器中,若平衡发生移动,混合气体的密度发生改变,当混合物气体的密度不变时,反应达到平衡状态,D项不选;
故答案为:C。
【分析】判定可逆反应是否达到化学平衡状态,一般有以下两种方法:
1、v正=v逆,即正逆反应速率相等;
2.变量不变,包括某组分的含量、气体的颜色、密度、平均相对分子质量、体系的总压强等。
8.【答案】D
【解析】【解答】解:A.根据左图知,30~40 min间改变条件,正逆反应速率都减小且相等,平衡不移动,但反应物、生成物物质的量浓度都减小,且C的物质的量浓度减少量是A、B的二倍,所以应该是增大体积、减小压强,平衡不移动,说明反应前后气体体积计量数之和不变,所以x=1,所以30~40 min间改变的体积是减小压强,故A错误;
B.根据A知,x=1,40﹣54min时,正逆反应速率都增大,改变的条件是升高温度,升高温度平衡向吸热反应方向移动,平衡逆向移动,所以正反应是放热反应,故B错误;
C.根据A、B知,30min、40min时改变的条件分别是减小压强、升高温度,故C错误;
D.8min前A的平均反应速率= = =0.08mol L﹣1 min﹣1,故D正确;
故选D.
【分析】A.根据左图知,30~40 min间改变条件,正逆反应速率都减小且相等,平衡不移动,但反应物、生成物物质的量浓度都减小,且C的物质的量浓度减少量是A、B的二倍,所以应该是减小压强,且x=1;
B.根据A知,x=1,40﹣54min时,正逆反应速率都增大,改变的条件是升高温度,升高温度平衡向吸热反应方向移动;
C.根据A、B知,30min、40min时改变的条件分别是减小压强、升高温度;
D.8min前A的平均反应速率= .
9.【答案】D
【解析】【解答】A.使用高效催化剂可以降低反应活化能,加快反应速率,A不符合题意;
B.升高温度可以提高活化分子百分数,加快反应速率,B不符合题意;
C.保持容积不变,再通入一定量的CO,反应物浓度增大,反应速率加快,C不符合题意;
D.将容器的容积扩大到原来的2倍,各物质的浓度减小,反应速率减慢,D符合题意;
故答案为D。
【分析】对于 密闭容器中发生反应2NO+2CO N2+2CO2。为了加快反应速率, 加快反应速率的方法一般是使用催化剂或者是适当的提高温度或者增加反应物的浓度或者增加压强,结合选项进行判断
10.【答案】B
【解析】【解答】A.W为固体,物质的量不影响反应速率,A不符合题意;
B.升温,速率加快,B符合题意;
C.定容中加入氦气,物质的量浓度不变,不影响速率,C不符合题意;
D.压缩体积,增大单位体积内的活化分子数,但不能增大活化分子百分数,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. W是固体,不影响反应速率;
B.升高温度正逆反应速率都增大;
C.在容器中加入氦气,反应物和气体生成物浓度都不变;
D.若将容器体积压缩,相当于增大压强,单位体积内活化分子个数增大。
11.【答案】B
【解析】【解答】解:不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的速率越快,
A. =0.25 mol/(L s);
B. =0.3mol/(L s);
C. =0.267 mol/(L s);
D. =0.25 mol/(L s),
故反应速率v(B)>v(C)>v(A)=v(D),
故选B.
【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的速率越快,注意单位要一致.
12.【答案】C
【解析】【解答】解:①当体系达平衡状态时,X、Y、Z的物质的量之比可能是1:2:2,也可能不是,故错误;
②X、Y、Z的浓度不再发生变化,说明正逆反应速率相等,故正确;
③容器中的压强不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
④单位时间内生成n molZ,消耗n mol Y,同时生成2n mol Y,正逆反应速率不等,故错误;
⑤容器中平均相对分子质量不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
⑥v(X,正)=2v(Z,逆),速率之比不等于计量数之比,故错误;故选C.
【分析】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态.
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A、C的生成速率与C的分解速率相等,说明正逆反应速率相等反应达平衡状态,故A不选;
B、单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B,都体现的是逆反应方向,故B选;
C、A、B、C的浓度不再变化,说明各物质的量不变,反应达平衡状态,故C不选;
D、混合气体的总压强不再变化,说明各物质的量不变,反应达平衡状态,故D不选;
故选B.
【分析】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态.
14.【答案】D
【解析】【解答】A、因铝的表面有一层致密的氧化铝能与硫酸反应得到盐和水,无氢气放出,发生的反应为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O,A不符合题意;
B、在反应过程中,浓度减小,反应速率减小,但反应放热,溶液温度升高,反应速率加快,且后者为主要因素,B不符合题意;
C、随着反应的进行,溶液中的氢离子浓度逐渐降低,所以反应速率逐渐减小,C不符合题意;
D、反应不是可逆反应,随反应进行反应放热对速率的影响比浓度减少的影响大,当t=c时温度影响最大,t>c时温度影响不是主要因素,浓度减少是主要因素,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】D、t=c时,反应继续放出氢气,故反应仍在往正反应方向进行,并没有达到平衡状态。
15.【答案】D
【解析】【解答】化学反应到达平衡时,同一物质的正逆反应速率相等.
A、A物质的正反应速率υA=2mol/(l min),逆反应速率υB=2mol/(l min),则逆反应速率υA=4mol/(l min),A的正逆反应速率不相等,所以该反应未达到平衡状态,故A错误;
B、同一反应中,各物质的反应速率之比等于计量数之比,A物质的正反应速率是2mol/(L.min),C的逆反应速率为2mol/(L.min),A的逆反应速率为mol/(L.min),所以A的正逆反应速率不等,故B错误;
C、同一反应中,各物质的反应速率之比等于计量数之比,A物质的正反应速率是1 mol/(L.min),B的逆反应速率为2mol/(L.min),A的逆反应速率为4mol/(L.min),所以A的正逆反应速率不等,故C错误;
D、同一反应中,各物质的反应速率之比等于计量数之比,A物质的正反应速率是1 mol/(L.min),C的逆反应速率为1.5mol/(L.min),A的逆反应速率为1mol/(L.min),所以A的正逆反应速率相等,故D正确.
故选D.
【分析】化学反应到达平衡时,同一物质的正逆反应速率相等,据此分析判断.
16.【答案】C
【解析】【解答】A. 反应前后体积不变,压强始终不变,因此反应容器内的压强不随时间变化不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B. 由于是可逆反应,反应容器内P、Q、R、T四者共存不能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C. P和T的生成速率相等说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C符合题意;
D. 反应前后体积不变,混合气体的物质的量始终不变,因此反应容器内混合物的总物质的量不随时间变化不能说明反应达到平衡状态,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.该反应是一个反应前后气体体积不变的反应;
B.无论是否达到平衡状态反应物和生成物都会共存;
C.正逆反应速率相等表示可逆反应达到平衡状态;
D.反应前后的气体物质的量不变。
17.【答案】(1)2:1;CE
(2)0.15mol/(L.s);1.4mol/L;30%
【解析】【解答】解:(1)①反应达到平衡状态时,△n(M)=(5﹣2)mol=3mol,△n(N)=(8﹣2)mol=6mol,同一可逆反应中同一段时间内各物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比,所以a:b=6mol:amol=2:1,
故答案为:2:1;②A.反应中M与N的物质的量之比为1:1时,该反应不一定达到平衡状态,与反应初始物质的量及转化率有关,故错误;
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化,遵循质量守恒定律定律,反应前后气体总质量始终不变,所以不能判断是否达到平衡,故错误;
C.混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化,该反应正逆反应速率相对,反应达到平衡状态,故正确;
D.单位时间内每消耗a mol N,同时生成b mol M,无论是否达到平衡状态都存在这种变化,所以不能判断平衡状态,故错误;
E.反应前后气体体积减小,所以反应前后气体压强降低,当混合气体的压强不随时间的变化而变化,该反应达到平衡状态,故正确;
故选CE;(2)v(SO3)= mol/(L.s)=0.3mol/(L.s),再根据同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氧气反应速率=0.15mol/(L.s);参加反应的n(SO3)=0.6mol/L×2s=1.2mol,则参加反应的n(SO2)=n(SO3)=1.2mol,则2s末O2浓度= mol/L=1.4mol/L,二氧化硫的转化率= ×100%= ×100%=30%,
故答案为:0.15 mol/(L.s); 1.4mol/L; 30%.
【分析】(1)①反应达到平衡状态时,△n(M)=(5﹣2)mol=3mol,△n(N)=(8﹣2)mol=6mol,同一可逆反应中同一段时间内各物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比;②当可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的物理量不变;(2)v(SO3)= mol/(L.s)=0.3mol/(L.s),再根据同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氧气反应速率;参加反应的n(SO3)=0.6mol/L×2s=1.2mol,则参加反应的n(SO2)=n(SO3)=1.2mol,二氧化硫的转化率= ×100%.
18.【答案】(1)(5n+p-5m-q)kJ/mol
(2)<;>;40.5
(3)>;<;升高温度,催化剂活性增强,反应速率逐渐加快,所以反应物浓度急剧减小
【解析】【解答】(1)根据反应热△H=正反应的活化能-逆反应的活化能,则①N2(g) +O2(g)=2NO(g) △H1=(m-n)kJ/mol;②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1) △H2=(p-q) kJ/mol,根据盖斯定律将②-①×5,整理可得4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1),其△H =△H2-5△H1=(p-q)-5×(m-n)kJ/mol=(5n+p-5m-q)kJ/mol;
(2)B点、C点纵坐标相同,说明生成物浓度相同,B为平衡点,则B点正反应速率等于逆反应速率;C点反应正向进行,由于B点温度高于C点,则B点逆反应速率大于C点逆反应速率,即C点逆反应速率<B点正反应速率;
相同压强下,随着温度升高,CO的平衡转化率a降低,说明升高温度,化学平衡逆向移动,导致化学平衡常数K值减小,则反应的平衡常数:A点>D点;
A点为平衡点,则v正=v逆,则k正c2 (NO).c2(CO) =k逆c(N2)·c2(CO2),,在反应开始时c(NO)=c(CO)=4 mol/L,根据A点CO的平衡转化率为50%,根据反应中物质转化关系可知平衡时c(NO)=c(CO)=2 mol/L,c(N2)=1 mol/L,c(CO2)=2 mol/L,;C点时CO的转化率是25%,则△c(NO)= △c(CO)=4 mol/L×25%=1 mol/L,故平衡时c(NO)=c(CO)=3 mol/L,c(N2)=0.5 mol/L,c(CO2)=1 mol/L,;
(3)①根据图1可知:温度为330℃时生成物N2O的浓度大于N2的浓度,说明主要发生反应Ⅵ,说明反应速率:Ⅵ>Ⅴ;结合活化能越小,反应速率越快,说明反应Ⅵ的活化能比反应Ⅴ的活化能低,因此反应Ⅴ的活化能>反应Ⅵ的活化能;
反应Ⅵ.,形成化学键会释放热量,所以反应VI的焓变△H<0。
②温度从Ta升至Tb的过程中,反应未达到平衡状态,升高温度,催化剂活性增强,反应速率加快,所以反应物浓度急剧减小。
【分析】(1)根据反应热△H=正反应的活化能-逆反应的活化能;根据盖斯定律计算;
(2)依据外界条件判断反应速率;平衡常数只与温度有关;利用计算;
(3)①根据活化能越小,反应速率越快;形成化学键会释放热量。
②依据温度对反应速率和平衡的影响分析。
19.【答案】(1)4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) △H= -1100.2kJ/mol
(2)D;E
(3)0.08mol/(L.min);减小;F
(4)H2SO4;NO+6H++5e-=NH4++H2O
【解析】【解答】Ⅰ.(1)已知:燃烧热为285.8kJ·mol-1,
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+133kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ·mol-1
①×4-②-③×4得到催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1100.2kJ·mol-1;
(2)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l),
A、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,按照1:3反应,生成物全呈液态,混合气体的平均式量始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,按照1:3反应,所以过程中CO2和H2的体积分数始终保持不变,故B错误;
C、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,按照1:3反应,CO2和H2的转化率始终相等,不能确定反应是否达到平衡状态,故C错误;
D、反应物是气体,生成物是液体,混合气体的密度保持不变,说明反应达到平衡状态,故D正确;
E、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂,说明正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故E正确;
故答案为:DE;
(3)①H2和CO总共为3mol,且起始n(H2)/n(CO)=2,可知H2为2mol、CO为1mol,5min达到平衡时CO的转化率为0.4,则:
  CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)
起始(mol) 1 2 0
转化(mol) 0.4 0.8 0.4
平衡(mol) 0.6 1.2 0.4
容器的容积为2L,则v(H2)=0.8mol/(2L×5min)=0.08mol/(L·min),
该温度下平衡常数K= ,此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,此时浓度商Qc= ,反应向逆向反应进行,达新平衡时H2的转化率将减小;
②混合比例等于化学计量数之比时,平衡时生成物的含量最大,故当n(H2)/n(CO)=3.5时,达到平衡状态后,CH3 OH的体积分数小于C点,
故答案为:F。
(4)电解装罝可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-,则电解方程式为5SO2+2NO+8H2O (NH4)2SO4+4H2SO4,由电解方程式可知,物质A为硫酸,其化学式为H2SO4;电解时,阳极上二氧化硫失电子生成硫酸根离子,则阳极的电极反应式是SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+,阴极电极反应为:NO+6H++5e-=NH4++H2O。
【分析】(1)根据盖斯定律计算目标方程式的焓变,然后书写热化学方程式;
(2)根据可逆反应达到平衡状态时,各组分的百分含量不变、正逆反应速率相等判断是否达到平衡状态及可;
(3)①根据一氧化碳的转化率计算氢气的物质的量变化,然后计算反应速率;根据浓度熵与平衡常数的相对大小关系判断反应进行的方向;
②增大反应物的浓度,该物质的转化率减小;
(4)根据化学方程式判断物质A的化学式;电解池的阴极发生还原反应,据此书写电极方程式。
20.【答案】(1)2A+B 2C
(2)0.5mol L﹣1 min﹣1
(3)40%
【解析】【解答】解:(1)由图象可以看出,反应中A、B的物质的量减小,C的物质的量增多,则A、B为反应物,C为生成物,由于在同一容器中,浓度之比等于物质的量之比,故有△n(A):△n(B):△n(C)=2mol:1mol:2mol=2:1:2,则反应的化学方程式为:2A+B 2C,故答案为:2A+B 2C;(2)反应开始至2分钟时,用C表示反应速率为v= = =0.5mol/(L min);(3)平衡时A的转化率为 ×100%=40%,故答案为:2A+B 2C;0.5mol/(L min);40%.
【分析】(1)根据物质的量的变化判断反应物和生成物,根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式;(2)根据v= 计算反应速率;、(3)根据A的变化量与A的起始量之比求得转化率.
21.【答案】(1)(或)
(2)0.04
(3)A;C
(4)C;D
【解析】【解答】(1)B物质的量减少,是反应物,A物质的量增大,是生成物,,△n(B)=4mol,△n(A)=2mol,根据化学反应的物质的量之比等于化学计量数之比,故==,则该反应的化学方程式为(或);
(2)根据上面分析可知,△n(B)=4mol,则v(B)===0.04mol·L-1·min-1;
(3)A.升高温度,会增大单位体积内活化分子数,能增大反应速率,选项A正确;
B.减小A的浓度,使反应速率减慢,选项B不正确;
C.缩小容器体积,增大了单位体积内气体的分子个数,加快化学反应速率,选项C正确;
D.充入氦气,对反应速率无影响,选项D不正确;
故答案为:AC;
(4)化学平衡的重要特征之一:达到平衡状态时各组分的量(物质的量、质量分数、浓度等)保持不变。
A.A、B均为气体,容器内总质量一直不变,总质量不变,容器中气体总质量不再变化时反应不一定达平衡,选项A不正确;
B.单位时间内A的消耗速率等于B的消耗速率,v(A)逆=v(B)正,v(B)逆v(B)正,反应没有达平衡,选项B不正确;
C.A的物质的量浓度不再变化,化学反应达平衡状态, 选项C正确;
D.容器中气体总物质的量不再变化,化学反应达平衡状态,选项D正确;
故答案为:CD。
【分析】(1)根据化学反应的物质的量之比等于化学计量数之比;
(2)利用υ=Δc/Δt计算;
(3)依据影响反应速率的因素分析;
(4)依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断。