第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题2023--2024学年上学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修1

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名称 第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题2023--2024学年上学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-29 13:36:29

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第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共12题)
1.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,0.5 mol 、、、HF含有电子均为
B.标准状况下,2.24 L 与水反应转移电子
C.42 g Fe完全溶于一定量的稀硝酸,则生成气体的分子数为
D.电解NaCl溶液在阴极产生11.2 L(标准状况下)气体时,有个电子通过溶液进入阳极
2.化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)的速率和平衡的影响图像如图,下列判断错误的是

A.由丁图可知,该反应m+n>p+q
B.乙图中,若m+n=p+q,则a曲线一定使用了催化剂
C.由丙图可知,T1D.甲图中,表示反应速率v正>v逆的是点3
3.催化加氢合成能实现碳的循环利用。一定压强下,与在密闭容器中发生的主要反应为:
Ⅰ:
Ⅱ:
反应相同时间,测得不同温度下转化率和选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。[]
下列说法不正确的是

A.该测定实验体系未达到化学平衡状态
B.相同条件下,压缩容器体积能提高转化率的实验值
C.相同温度下,选择性的实验值大于平衡值,说明反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ
D.260~280℃,转化率平衡值随温度升高而增大,说明随温度升高反应Ⅰ平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度
4.化学与社会、生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A.海水淡化可以解决淡水危机,用光催化分解代替电解水制氢气可实现节能环保
B.将煤气化,有利于提供更多的能量,而且有效地减少温室气体的产生
C.食品放入冰箱中,因为温度低,变质速率慢,所以食品能够保存较长时间
D.可以通过勒夏特列原理解释夏天打开啤酒盖,喷出大量泡沫的现象
5.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.合成反应,为提高的产率,理论上应采取相对较低的温度
B.实验室中常用排饱和食盐水的方式收集氯气
C.对于CO(g)+(g)(g)+NO(g)的平衡体系,增大压强可使颜色变深
D.红棕色的加压后颜色先变深再变浅
6.在密闭容器中充入1mol与3mol,发生反应:。达平衡时,测得平衡体系中各种物质的体积分数随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A.表示组分的曲线是Ⅲ B.曲线交点a对应的转化率大于交点b
C.曲线交点a、b对应反应平衡常数 D.若使用催化剂,则b点向上移动
7.NH3是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业,同时氨能作为小分子零碳资源,又是“十四五”规划布局的新型储能。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法,实施无害化处理。科研小组在相同条件下分别通过反应处理等量的NO:Ⅰ.,Ⅱ.。实验测得NO转化率与时间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.反应Ⅱ为熵减反应
B.2 mol NO(g)的能量高于1 molN2(g)和1 molO2(g)的能量之和
C.反应Ⅰ的热力学趋势小于反应Ⅱ的热力学趋势
D.M点反应Ⅰ的平均速率(NO)大于N点反应Ⅱ的平均速率(NO)
8.在恒温恒容条件下,向某容器中充入一定量的N2O5气体发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。温度T时,部分实验数据如表所示:
t/s 0 50 100 150
c(N2O5)/mol·L-1 4.00 2.5 2.00 2.00
下列有关说法错误的是
A.温度T时,该反应平衡常数K=64
B.150s后再充入一定量N2O5,再次达到平衡N2O5的转化率将增大
C.达平衡后升高温度,该容器内混合气体的密度不会改变
D.其他条件不变,若将恒容改为恒压,则平衡时N2O5的转化率增大
9.下列有关说法正确的是
A.CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0
B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈
C.N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大
D.水的离子积常数KW随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应
10.对于反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g),下列有关说法正确的是
A.只要选择适宜的条件,SO2和O2就能全部转化为SO3
B.升高温度有利于提高SO2的平衡转化率
C.使用 V2O5作催化剂,降低了反应的活化能,增大了单位体积内活化分子的数目
D.提高的值可增大O2的转化率
11.700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的和,发生反应,反应过程中测定的部分数据见下表(表中):
反应时间/
0 1.20 0.60
0.80 X
Y 0.20
下列说法中正确的是
A.反应在内的平均速率为:
B.加压可以加快反应速率,可以增大反应物的转化率
C.700℃时该反应的平衡常数为1
D.保持条件不变,向平衡体系中再通入和,则
12.某同学设计了如下一系列实验用于探究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,该同学将表中所给的混合物分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,记录获得(已换算成标准状况)气体所需时间。忽略溶液体积和温度变化,下列说法错误的是
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
混合物 溶液/mL 50 50 50 50 50 50
固体/g 0 0.5 2.5 5 10 20
时间/min 30 25 23 22 23 35
A.第②组实验从反应开始至收集到气体,反应的平均速率
B.加入适量的硫酸铜,反应生成的铜与锌形成了原电池,从而加快了锌与稀硫酸的反应速率
C.加入硫酸铜较多,生成的铜覆盖在锌表面,有可能会减缓锌与稀硫酸的反应速率
D.实验中将硫酸铜固体改为硫酸钠固体,浓度增大,也能达到加快反应速率的效果
二、填空题(共9题)
13.碳和氮的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO (g)N2(g)+CO2(g) △H= QkJ/mol。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

(1)0~10min内,NO的平均反应速率V(NO)= ,T1℃,该反应的平衡常数K= ;
(2) 30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 .(填字母编号)。
a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
(3)若30 min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q 0(填“>”或“<")。
(4)在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
a.单位时间内生成2nmol NO (g)的同时消耗nmol CO2(g) b.反应体系的温度不再发生改变
c.混合气体的密度不再发生改变 d.反应体系的压强不再发生改变
14.甲醇()是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
工业上一般采用下列反应合成甲醇:
反应Ⅰ: 
(1)下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中数据判断, 0(填“>”、“=”或“<”)。
(2)某温度下,将2molCO和充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得,则CO的平衡转化率为 ,此时的温度为 ℃(从上表中选择)。
15.有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
(1)浓度:反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ;反之,反应速率 。
(2)压强:增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ;反之,反应速率 。
(3)温度:升高温度→活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ;反之,反应速率 。
(4)催化剂:使用催化剂→改变了反应的历程,反应的活化能 →活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的几率 →反应速率 。
16.亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液里反应的化学方程式是:Na2SO3+KIO3+H2SO4→Na2SO4+K2SO4+I2+H2O。
(1)其中氧化剂是 ,若反应中有5mol电子转移,则生成碘是 mol。
(2)该反应过程和机理较复杂,一般认为分为以下几步:
①IO+SO→IO+SO (慢)
②IO+ SO→IO-+SO (快)
③5I-+6H++ IO→3I2+3H2O(快)
④I2+ SO+ H2O→2I-+ SO+2H+(快)
根据上述条件推测,此反应的总的反应速率由 步反应决定。
(3)若预先加入淀粉溶液,由反应过程看必在 离子消耗完时,才会使淀粉变蓝的现象产生,原因是: 。
17.在一定温度下的2L的密闭容器中,加入3 mol A和1 mol B,发生如下反应:,5min达到平衡时,。
(1)0~5min内用B表示的平均反应速率为 ;达到平衡时,A的转化率为 。
(2)达到平衡时容器内气体压强与反应前容器内气体压强之比 。
(3)维持容器的温度不变,若缩小容器的体积,则平衡将向 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(4)达到平衡后,若保持温度不变,将C从容器中分离出一部分,则化学平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
18.在2L密闭容器内,80℃时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH<0,反应体系中,n(NO)随时间t的变化如下表
时间t(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)(mol) 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)如图表示NO2浓度变化曲线的是 。(填字母)。用O2的浓度变化表示从0~2s内该反应的平均速率v= 。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v(NO)逆=2v(O2)正 d.容器内密度保持不变
(3)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
e.等温等容时,充入氦气
(4)若将2molNO和1molO2充入两个密闭容器中,保持一定温度进行反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在恒压条件下达到平衡时生成amolNO2,在恒容条件下达到平衡时生成bmolNO2,则a与b的关系是:a b(填“>”、”<“或”=”)
(5)如果按物质的量之比为2﹕1充入NO和O2的混合气体,则达到平衡时NO与O2的转化率之比为 。
19.已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行,测得如表数据:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.60kJ/mol。
时间(min) 物质的量(mol) 0 10 20 30 40
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0 0.20 n2 1.00 1.00
根据表中数据回答:
(1)反应进行到20min时放出的热量为 kJ。
(2)0-10min内的平均反应速率v(N2)为 mol/(L·min)。
(3)此温度下该逆反应的化学平衡常数K(逆)= (保留两位小数)。
(4)反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化学平衡将 (填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”)。
20.氨是化肥工业和化工生产的主要原料,工业合成氨使用的氢气主要来自合成气(,混合气体)。回答下列问题:
(1)合成氨的热化学方程式为 ,升高温度,合成氨反应的平衡常数 (填“增大”“不变”或“减小”)。理论上,为了增大平衡时的转化率,可采取的措施是 (填字母)。
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物
(2)合成氨的原料可通过反应 来获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气中的百分含量的影响如图所示:
图中两条曲线表示压强的关系是: (填“>”“<”或“=”下同), 0。
(3)的另外一个反应为 ,一定条件下,反应达到平衡后,采取 措施可提高的转化率。
21.甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源,当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量,以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下:
反应I CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1
反应ⅡCH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH2
反应ⅢCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,其中K2、K3随温度变化如下表所示:
125℃ 225℃ 325℃
K2 05535 1858 9939.5
K3 1577 137.5 28.14
请回答:
(1)反应Ⅱ能够自发进行的条件 (填“低温”、“高温”或“任何温度”),ΔH1 ΔH3(填“>”、“<”或“=”)。
(2)相同条件下,甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢(反应Ⅱ)的先进之处在于 。
(3)在常压、Cat.1催化下,CH3OH和H2O混和气体(体积比1∶1.2,总物质的量2.2mol)进行反应,tl时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。
注:曲线a表示CH3OH的转化率,曲线b表示CO的选择性,曲线c表示CO2的选择性
①下列说法不正确的是 。
A.反应适宜温度为300℃
B.工业生产通常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整
C.已知Cat.2催化剂具有更高催化活性,可提高甲醇平衡转化率
D.添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率
② 260℃时H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t1时刻H2物质的量随时间的变化曲线。
(4)副产物CO2可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,生成甲酸的电极反应式是: 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】A.标况下1个CH4、NH3、H2O、HF都含有10个电子,0.5mol四种物质都含有5mol电子,A正确;
B.标况下2.24L氯气物质的量为0.1mol,Cl2+H2OHCl+HClO,该反应为可逆反应,0.1mol氯气不能完全反应,转移电子数小于0.1mol,B错误;
C.硝酸足量时,Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+2NO↑+2H2O,硝酸不足时,3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,42g铁为0.75mol,硝酸足量时生成NO1.5mol,硝酸不足时生成NO0.5mol,C错误;
D.电子不会通过溶液进入阳极,D错误;
故答案选A。
2.B
【详解】A.由丁图可知,温度一定时,压强增大D的百分含量增加,则平衡正向移动,正向气体分子数减小,则m+n>p+q,故A正确;
B.乙图中改变条件按B的百分含量不变,可知平衡未移动,可能是加入催化剂,若m+n=p+q,也可能是增大压强,故B错误;
C.丙图中,T2先到到平衡,根据先拐先平条件高,可知温度T1D.由图甲可知,在相同温度下,3点正向移动才能达到平衡状态,则此时反应速率v正>v逆,故D正确;
故选:B。
3.D
【详解】A.反应中不同温度下,实验值同平衡值不相等,故体系未达到化学平衡状态,A正确;
B.相同条件下,压缩容器体积使压强增大,反应Ⅰ平衡向右移动,能提高转化率的实验值,B正确;
C.相同温度下,选择性的实验值大于平衡值,说明相同时间内得到的量更多,反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ,C正确;
D.260~280℃,转化率平衡值随温度升高而增大而此时甲醇的选择性降低,说明随温度升高反应Ⅰ平衡逆向移动的程度小于反应Ⅱ平衡正向移动的程度,D错误;
故选D。
4.B
【详解】A. 海水淡化可以解决淡水危机,利用太阳能,用光催化分解代替电解水制氢气,避免了电能的大量损耗,使用氢气减少了化石燃料的使用,可实现节能环保,A正确;
B.根据盖斯定律,将煤气化不会提供更多的能量,B错误;
C.其它条件不变时,降低温度、化学反应速率减慢,故食品放入冰箱中,由于温度的降低使变质速率减慢,使食品能保存较长时间,C正确;
D.啤酒中存在平衡CO2(aq) CO2(g),打开啤酒盖,减小压强,平衡正向移动,喷出大量泡沫,能用勒夏特列原理解释,D正确;
答案选B。
5.C
【详解】A.合成氨反应为放热反应,为提高氨的产率,理论上应采取降低温度的措施,有利于平衡向正反应方向移动,故A不符合题意;
B.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,氯气和水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行,减小氯气溶解度,能用勒沙特列原理解释,故B不符合题意;
C.对CO(g)+(g)(g)+NO(g),平衡体系增加压强,体积缩小浓度增大,使颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,故C符合题意;
D.红棕色的存在2(g) N2O4(g) 加压后体积缩小浓度增大,平衡向右移动,颜色先变深再变浅,故D不符合题意;
故答案为C。
6.C
【详解】A.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,反应中、H2O以1:3的物质的量之比减少,则曲线IV表示组分变化,A错误;
B.a点比b点温度高,且反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则交点a对应H2的转化率小于交点b,B错误;
C.a点比b点温度高,且反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则曲线交点a、b对应反应平衡常数,C正确;
D.使用催化剂不影响化学平衡,则使用催化剂,b点不会移动,D错误;
故选C。
7.D
【详解】A.根据方程式可知:反应Ⅱ的正反应是气体体积减小的放热反应,因此该反应为熵减反应,A正确;
B.反应Ⅰ的正反应为放热反应,说明生成物的能量之和小于反应物的能量之和,则2 mol NO(g)的能量高于1 mol N2(g)和1 mol O2(g)的能量之和,B正确;
C.由盖斯定律,Ⅱ-Ⅰ整理可得:,说明反应Ⅱ放出的热量更大,热力学趋势更大,C正确;
D.M、N点均为两个反应的平衡态,不同反应的反应速率一般不比较,D错误;
故选:D。
8.B
【详解】A.
K= ,故A正确;
B.恒容条件下,再充入一定量N2O5,相当于加压,再次达到平衡N2O5的转化率将降低,故B错误;
C.升高温度,混合气体的总质量、容器的体积都不变,因此气体的密度不变,故C正确;
D.该反应的正反应是气体分子数增大的反应,其他条件不变时,改为在恒压密闭容器中反应,相当于减压,平衡正向移动,平衡时N2O5的转化率增大,故D正确;
选B。
9.B
【详解】A.碳酸钙分解的反应,是熵增的反应,但反应不能在室温下自发进行,说明该反应的△H>0,错误;
B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈,是因为铁比铜活泼,形成原电池时,铁做负极,被腐蚀,正确;
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2 )加快,而平衡逆向移动,氢气的转化率降低,错误;
D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明升高温度,平衡正向移动,则水的电离是放吸热反应,错误;
答案选B。
10.C
【详解】A.可逆反应正逆反应速率相等时,反应达到最大限度,即化学平衡状态,所以反应物不能全部转化为生成物,即SO2和O2不能全部转化为SO3,故A错误;
B.该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,降低SO2的平衡转化率,故B错误;
C.使用 V2O5作催化剂,降低了反应的活化能,使更多的分子成为活化分子,即增大了单位体积内活化分子的数目,加快反应速率,故C正确;
D.提高的值,相当于增大氧气浓度,平衡正向移动,但O2的转化率下降,故D错误;
答案为C。
11.C
【详解】A. 反应在内的平均速率为:,A错误;
B. 加压可以加快反应速率,该反应气体分子总数不变,加压不影响反应物的转化率,B错误;
C. 由表知,时刻,CO消耗0.40mol,H2O消耗0.40mol,则此时,CO为0.80mol,H2O为0.20mol、CO2为0.40mol,H2为0.40mol,与时各成分含量相同,故已达平衡,平衡浓度CO为0.40mol/L、H2O为0.10mol、CO2为0.20mol/L、H2为0.20mol/L,700℃时该反应的平衡常数为, C正确;
D. 保持条件不变,向平衡体系中再通入和,则,QC>K,则平衡左移,,D错误;
答案选C。
12.D
【详解】A.收集到气体,标况下为,消耗的氢离子物质的量为,浓度为,根据速率公式计算:,A正确;
B.加入适量的硫酸铜,发生反应:,反应生成的铜与锌形成了原电池,从而加快了锌与稀硫酸的反应速率,B正确;
C.若加入硫酸铜较多,生成的铜覆盖在锌表面,减少了硫酸和锌的接触面,会减缓锌与稀硫酸的反应速率,C正确;
D.该反应是,与无关,浓度增大,不能改变反应速率,D错误;
故选D。
13. 0.032 mol·L-1·min-1 0.25 a、d < b、c
【详解】(1)0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=(1.00mol·L-1-0.68mol·L-1)/10min=0.032mol·L-1·min-1;C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),平衡浓度c(N2)=0.25mol·L-1;c(CO2)=0.25mol·L-1;c(NO)=0.5mol·L-1;反应的平衡常数K=c(N2)c(CO2)/c2(NO)=0.25×0.25/0.52=0.25;(2)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,图表数据分析可知一氧化氮,氮气,二氧化碳浓度都增大;a.通入一定量的NO,反应正向进行,达到平衡后一氧化氮、氮气、二氧化碳浓度增大,故a符合;b.加入一定量的活性炭是固体,对平衡无影响,故b不符合;c.加入合适的催化剂,只能改变化学反应速率,不能改变平衡,浓度不变,故c不符合;d.适当缩小容器的体积,反应前后是气体体积不变的反应,平衡不动,但个物质浓度增大,符合要求,故d符合;故选a d;(3)若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,故选<;(4)在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是a、无论反应是否达到平衡状态,单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g),故a错误;b、该反应是放热反应,所以反应体系的温度随着反应的移动而改变,当平衡时,反应体系的温度不变,故b正确;C、反应中有固体参加,反应前后气体的质量不等,所以当反应达到平衡时,混合气体的密度不再变化,故c正确;d、无论反应是否达到平衡状态,压强始终不变,故d错误.故选bc。
14.(1)<
(2) 80% 250
【详解】(1)由表中数据判断,温度升高,平衡常数减小,说明平衡逆向移动,逆向是吸热反应,则正向是放热反应即△H<0;故答案为:<。
(2)某温度下,将2molCO和充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得,则CO的平衡转化率为,CO物质的量为0.4mol,消耗CO物质的量为1.6mol,则生成甲醇物质的量为1.6mol,消耗氢气物质的量为3.2mol,平衡时氢气物质的量为2.8mol,平衡常数。此时的温度为250℃;故答案为:80%;250。
15.(1) 增多 增加 增大 减小
(2) 增多 增加 增大 减小
(3) 增大 增加 增大 减小
(4) 降低 增大 增加 加快
【详解】(1)浓度:反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大;反之,反应速率减小。
(2)压强:增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大;反之,反应速率减小。
(3)温度:升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大;反之,反应速率减小。
(4)催化剂:使用催化剂→改变了反应的历程,反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率加快。
16. KIO3 0.5 ① SO SO与碘单质反应,且反应较快
【详解】(1)氧化剂在反应中得到电子,化合价降低,被还原,故其中氧化剂是KIO3,反应中KIO3中I的化合价由+5价变为0价,故若反应中有5mol电子转移,则生成碘是0.5mol,故答案为:KIO3;0.5;
(2)一个化学反应的总的反应速率是由慢反应速率决定的,根据上述条件推测,此反应的总的反应速率由①步反应决定,故答案为:①;
(3)由反应机理可知,该反应①是IO和SO反应,且为慢反应,而反应④是I2和SO反应,为快反应,由此说明I2和SO反应比IO和SO反应更快,故若预先加入淀粉溶液,由反应过程看必在SO离子消耗完时,才会使淀粉变蓝的现象产生,故答案为:SO; SO与碘单质反应,且反应较快。
17.(1) 60%
(2)7:10
(3)正向移动
(4)不变
【分析】根据三段式分析可知:,则有:即,解得x=0.6mol,据此分析解题。
(1)
0~5min内用B表示的平均反应速率为,达到平衡时,A的转化率为,故答案为:;60%;
(2)
根据阿伏加德罗定律及推论可知,同温同压下气体的压强之比等于其物质的量之比,故达到平衡时容器内气体压强与反应前容器内气体压强之比为[(3-3x)+(1-x)+2x]:(3+1)=(4-2x):4=(4-2×0.6):4=7:10,故答案为:7:10;
(3)
分析反应为一个正反应为气体体积缩小的反应,故维持容器的温度不变,若缩小容器的体积,则平衡将向正向移动,故答案为:正向移动;
(4)
化学平衡常数仅仅是温度的函数,温度不变平衡常数不变,故达到平衡后,若保持温度不变,将C从容器中分离出一部分,则化学平衡常数不变,故答案为:不变。
18.(1) b 1.5×10-3 mol·L-1·s-1
(2)bc
(3)c
(4)>
(5)1:1
【解析】(1)
根据表格知,随着反应的进行,一氧化氮的物质的量减小,则平衡向正反应方向移动,二氧化氮的物质的量逐渐增大,当反应达到平衡状态时,参加反应的n(NO)=(0.020-0.007)mol=0.013mol,根据二氧化氮和一氧化氮的关系式知,平衡状态时生成n(NO2)等于参加反应的n(NO),所以为0.013mol,c(NO2)=0.013mol÷2L=0.0065mol/L,故选b;0~2s时,v(NO)==0.003mol/(L·s),同一化学反应中同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(O2)=v(NO)=0.0015 mol/(L·s),故答案为:b;0.0015 mol/(L·s);
(2)
a.v(NO2)=2v(O2)不确定反应方向,该反应不一定达到平衡状态,故a错误;
b.该反应是一个反应气体气体体积改变的可逆反应,当达到平衡状态时,各物质的浓度不变,则容器内压强保持不变,故b正确;
c.v(NO)逆=2v(O2)正说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故c正确;
d.根据质量守恒定律知,混合物质量始终不变,容器的体积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故d错误;
故答案为bc;
(3)
a.及时分离除NO2气体平衡向右移动,但反应速率减小,故a错误;
b.适当升高温度,反应速率增大但平衡向逆反应方向移动,故b错误;
c.增大O2的浓度反应速率增大,且该反应向正反应方向移动,故c正确;
d.选择高效催化剂能增大反应速率,但平衡不移动,故d错误;
e.等温等容时,充入氦气,总压增大,分压不变,平衡不变,故e错误;
故答案为:c;
(4)
若将2molNO和1molO2充入两个密闭容器中,保持一定温度进行反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在恒压条件下达到平衡时生成amolNO2,在恒容条件下达到平衡时生成bmolNO2,在恒压条件下反应进行过程中压强增大,和恒容条件下比较,相当正向于在恒容条件下达到平衡后加压平衡正向进行,则a与b的关系是:a>b,故答案为:>;
(5)
按物质的量之比为2:1充入NO和O2的混合气体,2NO(g)+O2(g)2NO2(g),反应之比等于2:1,反应物起始量和消耗量之比相同为2:1,转化率=×100%,则达到平衡时NO与O2的转化率相同,即达到平衡时NO与O2的转化率之比1:1,故答案为:1:1。
19.(1)27.78
(2)0.005
(3)6.75
(4)正向移动
【详解】(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.60kJ mol-1,每消耗1mol氮气,放出92.6kJ能量,反应进行到20min时,氮气消耗的物质的量为1.5mol-1.2mol=0.3mol,则反应进行到20min时放出的热量为92.6kJ/mol×0.3mol=27.78kJ,故答案为:27.78;
(2)0~10min内,根据速率之比等于化学计量数之比,N2的平均反应速度率×0.015mol/(L min)=0.005mol/(L min),故答案为:0.005;
(3)根据30、40min的时间段氨气的物质的量不变,说明达到了平衡状态,由三段式,,此温度下该逆反应的化学平衡常数K(逆)=,故答案为:6.75;
(4)应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,此时,说明化学平衡将向正反应方向移动,故答案为:正向移动。
20. 减小 ad < > 降低温度(或提高水蒸气的浓度、减小生成物的浓度)
【详解】(1)合成氨反应为放热反应,升温,平衡逆向移动,平衡常数减小。合成氨反应为气体体积减小的反应,加压平衡正向移动,有利于提高氢气转化率;催化剂只能改变反应速率,不能改变化学平衡:升温平衡逆向移动,氢气转化率降低;降低生成物浓度,可使反应物转化率提高
故答案为:减小;ad;
(2)为气体体积增大的反应,压强增大,平衡逆向移动,平衡混合气中的百分含量增大,故;由图象信息可知,温度越高,的百分含量越小,即升高温度,平衡正向移动,故
故答案为:<;>;
(3)为放热反应,降低温度、提高水蒸气的浓度或减小生成物的浓度均可提高的转化率。
故答案为: 降低温度(或提高水蒸气的浓度、减小生成物的浓度)。
21. 高温 > 甲醇转化率高;产物中氢气含量高,一氧化碳含量低 ABC CO2+2H++2e-==HCOOH
【详解】(1)当温度增大时,反应Ⅱ的化学平衡常数K2也增大,说明温度升高有利于反应Ⅱ正向进行,则反应Ⅱ为吸热反应;反应Ⅱ为气体分子数增多的反应,随着反应进行,体系混乱度增大,则反应Ⅱ的熵增,所以反应Ⅱ自发进行的条件是高温,反应Ⅱ可由反应Ⅰ减去反应Ⅲ得到,根据盖斯定律,△H2=△H1-△H3,由于△H2>0,所以△H1>△H3。 (2)比较反应Ⅱ与反应Ⅰ,反应Ⅰ和反应Ⅱ消耗相同的甲醇时,反应Ⅰ产生的氢气更多,同时产生更少的一氧化碳,因此反应Ⅱ的先进之处在于甲醇转化率高,产物中氢气含量高,一氧化碳含量低。 (3). ①A.反应温度在260℃和300℃之间时,甲醇的转化率几乎不发生变化,二氧化碳的选择性降低,一氧化碳的选择性提高,所以反应适合的温度不是300℃,故错误;B.负压相对于大气压降低,相当于大气压对体系加压,有利于反应向压强降低的方向进行,即有利于反应逆向进行,会导致氢气的产率降低,故错误; C.催化剂不能改变化学平衡状态,对于某温度下的平衡转化率,催化剂不能改变该温度下的反应的平衡状态,只能缩短达到平衡的的时间,故错误;D.260℃之前,随着温度升高,甲醇的转化率增大,260之后,随着温度升高,甲醇的转化率几乎不变,说明260℃之前催化剂起着一定的性能,260℃之后催化性能降低,对于260℃之前的过程,添加氧化钙的复合催化剂可提高氢气产率,故正确。故选ABC;②温度升高,化学反应速率加快,达到化学平衡的时间缩短,反应为放热反应,温度升高,不利于化学平衡正向移动,所以平衡时氢气的产量降低,图象应为:
(4)二氧化碳可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,碳的化合价降低,二氧化碳发生还原反应,所以电极反应为: CO2+2H++2e-==HCOOH。
【点睛】根据反应Ⅱ的平衡常数与温度变化的关系判断反应Ⅱ的焓变,反应Ⅱ为气体分子数增多的反应,随着反应进行,体系混乱度增大,根据盖斯定律计算分析即可。注意催化剂只能改变反应速率不能改变化学平衡状态。
答案第1页,共2页
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