第二章 化学反应的方向、限度与速率(含解析) 单元测试卷 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(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(含解析) 单元测试卷 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1
格式 docx
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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 2023-12-11 08:22:05

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第二章《化学反应的方向、限度与速率》单元测试卷
一、单选题
1.造纸工业常用SO2作漂白剂;食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用,但国家对使用范围和用量作了规定,例如SO2用于葡萄酒的最大使用量是0.25g/L。硫酸是重要的化工原料,工业上以硫黄或黄铁矿(主要成分FeS2,烧渣主要成分为Fe2O3)为主要原料生产硫酸的主要流程如下:

下列说法正确的是
A.硫黄具有强氧化性,可用于杀菌
B.葡萄酒中SO2的最大物质的量浓度是0.002mol·L-1
C.100g98%浓硫酸吸收SO3可得H2SO4·SO3的质量为178g
D.反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)具有自发性的原因是ΔH<0
2.氮及其化合物的转化过程如图所示,其中图为反应①过程中能量变化的曲线图。下列分析合理的是
A.图中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线
B.增加的浓度一定能提高反应①的化学反应速率
C.在反应②中,若有1.25mol电子发生转移,则参加反应的的体积为5.6L
D.反应①的热化学方程式为:
3.实验测得与发生加成反应的历程如图。下列说法正确的是
A.
B.降低温度有利于提高的平衡转化率
C.反应经过两步完成,第二步反应为决速反应
D.加入催化剂,均减小,反应速率加快
4.在一密闭容器中,进行如下反应:,能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
A.混合气体的密度保持不变 B.容器内的总压不随时间变化
C.V正(H2)=V逆(H2O) D.C(CO2)=C(CO)
5.在一定条件下,在体积恒定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) = - QkJ/mol(Q>0),下列说法正确的是
A.升高温度,逆反应速率减小
B.当混合气体的密度不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
C.达到平衡时反应放出的热量小于Q kJ
D.达到平衡时, v正(H2) =3v逆(N2)
6.用图所示实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A B C D
探究温度对2NO2 N2O4平衡的影响 除去CO2气体中混有的HCl 验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用 制取少量含NaClO的消毒液
A.A B.B C.C D.D
7.为探究锌与0.1 mol/L稀硫酸的反应速率[以υ(H2)表示],对反应物作出如下改变。下列判断正确的是
A.加入NH4HSO4固体,υ(H2)不变
B.加入少量水,υ(H2)减小
C.把0.1 mol/L稀硫酸改为0.2 mol/L盐酸,υ(H2)增大
D.把稀硫酸改为98%的浓硫酸,υ(H2)增大
8.一定温度下的恒容容器中,下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)+2B(g)C(g)+D(g)已达到化学平衡状态
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥混合气体的总质量 ⑦v(B):v(D)=2:1
A.①②③④⑤⑥⑦ B.①③④⑤
C.①②③④⑤⑦ D.①③④⑤⑦
9.把下列4种X的溶液,分别加入4个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中,并加水稀释到50mL,此时X与盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是( )
A.20mL0.3mol/L B.20mL2mol/L
C.10mL4mol/L D.10mL2mol/L
10.当反应COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0达平衡状态时,下列措施可以有效提高COCl2转化率的是
①升温②增加CO浓度③减小压强④加催化剂⑤减小Cl2浓度⑥降温
A.①③⑤ B.②④⑤ C.①②③ D.③④⑥
11.一定温度下,在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g) △H< 0。下列说法不正确的是
容器编号 温度(K) 起始物质的量(mol) 平衡时CH3COOH的物质的量(mol) 平衡常数
n(CH3OH) n (CO) n (CH3COOH)
Ⅰ 530 0.05 0.05 0 0.025 K1
Ⅱ 530 0.03 0.03 0.006 K2
Ⅲ 510 0 0 0.05 K3
A.达平衡时,容器Ⅰ中平衡常数K1 =40
B.达平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的小
C.达平街时,容器Ⅰ中CH3OH转化率与容器Ⅲ中CH3COOH转化率之和小于1
D.K1>K2>K3
12.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应以回收S,物质循环转化过程如图所示。下列叙述正确的是
A.设计循环的目的是降低活化能,减慢总反应速率
B.循环转化过程中有置换反应发生
C.能循环利用的物质只有CuCl2
D.若1mol H2S发生图示转化的同时消耗0.4 molO2,则混合液中Fe3+浓度将减小
13.H2与ICl的反应分两步完成,其能量曲线如图所示。
反应①:H2(g)+2ICl(g)=HCl(g)+HI(g)+ICl(g)
反应②:HCl(g)+HI(g)+ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)
下列有关说法不正确的是
A.反应①的能垒比反应②的大,所以总反应的反应速率取决于第②步反应
B.反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量
C.H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) △H=-218kJ mol-1
D.温度升高,活化分子百分数增大,反应碰撞概率增大,反应速率加快
14.利用传感技术可以探究压强对化学平衡移动的影响。在室温、100kPa条件下,往针筒中充入一定体积的气体后密封并保持活塞位置不变。分别在、时刻迅速移动活塞并保持活塞在新的位置不变,测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是
A.B点处的转化率为3%
B.E点到H点的过程中,的物质的量一直减少
C.E、H两点对应的正反应速率大小:
D.B、E两点气体的平均相对分子质量大小:
15.已知某反应的生成物浓度在5min内由8mol/L变成了10mol/L,则以该生成物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率是
A.0.4mol/(L·min) B.0.8mol/(L·min) C.1.6mol/(L·min) D.2.0mol/(L·min)
二、填空题
16.脱硝技术主要用于脱除燃煤烟气中的NO。
I.配合物生物脱硝法
以Fe(II)EDTA2-为吸收剂结合微生物进行脱硝的原理如图所示:
已知:NO、NO会使微生物总量下降。
(1)若烟气中参与反应的n(NO):n(O2)=1:1,碳源为C6H12O6,写出过程中脱硝总反应的化学方程式 。
(2)该原理中将“化学吸收”与“生物还原”分开在不同容器中进行的原因是 。
Ⅱ.ClO2氧化脱硝法
电解NaClO3制备ClO2的装置如图所示。
(3)写出该电解过程中总反应的化学方程式 。
(4)ClO2氧化脱硝过程发生的反应是:5NO+3ClO2+4H2O=5HNO3+3HCl。已知:①ClO2与水能产生 OH, OH更易与NO反应;②ClO2受热易分解,反应为2ClO2=Cl2+2O2。当烟气流速、烟气中NO浓度及n(ClO2)/n(NO)一定时,温度对NO脱除效率的影响如图所示。温度升高,脱硝率变化不大的原因可能是 。
(5)烟气中混有的SO2能与ClO2反应。
①写出SO2与溶液中ClO2反应的离子方程式 。
②其他条件一定时,SO2浓度的增加对脱硝率影响不大,其原因可能是 。
17.在一定温度下,向5L密闭容器中加入2mol Fe(s)与1mol H2O(g),t1秒时,H2的物质的量为0.20mol,到第t2秒时恰好达到平衡,此时H2的物质的量为0.35mol.
(1)t1~t2这段时间内的化学反应速率v(H2)=
(2)保持温度不变,若继续加入2mol Fe(s),则平衡移动 (填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),继续通入1mol H2O(g)再次达到平衡后,H2物质的量为 mol.
(3)该反应在t3时刻改变了某种条件使逆反应速率增大,改变的条件可能是 (任填一个即可)
(4)该反应的平衡常数表达式
18.①CH4-CO2催化重整反应为CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为 mol2·L-2。
②甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应之一为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,该反应的化学平衡常数K表达式为 。
如图,能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。
三、实验题
19.草酸亚铁晶体( FeC2O4·2H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某实验小组对其进行了一系列探究。
I.采用如下装置(可重复选用)进行实验探究纯净草酸亚铁晶体受热分解的产物。

(1)装置D的名称为 ,作用是 。
(2)按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为a→ →d→e→b→c→尾气处理装置(填仪器接口的小字母编号)。
(3)能证明分解产物中存在CO的现象是 。
II.将54.0g草酸亚铁晶体在氮气的氛围中加热分解,得到分解产物的热重曲线(样品质量随温度的变化情况)如图所示:

(4)B点时,固体只含有一种铁的氧化物,则所得固体的化学式为 。
Ⅲ.文献表明:相同条件下,草酸根(C2O)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论进行以下实验。
资料:ⅰ.草酸(H2C2O4)为二元弱酸。
ⅱ.三水三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为翠绿色晶体,光照易分解。其水溶液中存在:[Fe(C2O4)3] 3 Fe3++ 3C2O K=6.3×10 21
通过Fe3+和C2O在溶液中的反应比较Fe2+和C2O的还原性强弱
操作 现象
在避光处,向10mL0.5mol L-1FeCl3溶液中缓慢加入0.5mol L-1K2C2O4溶液至过量,搅拌,充分反应后,冰水浴冷却,过滤 得到翠绿色溶液和翠绿色晶体
(5)取实验中的少量晶体洗净,配成溶液,滴加KSCN溶液,不变红。继续加入硫酸,溶液变红。加硫酸后溶液变红的原因是 。
(6)经检验,翠绿色晶体为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。请设计实验,确认实验中没有发生氧化还原反应的操作和现象是 。
20.I.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
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)该反应的离子方程式为 。
(2)该实验的目的是 。
(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要的试剂是 ,实验现象为 。
II.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇。某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。测定的部分实验数据如下:
t/s 0 500 s 1 000 s
c(H2)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.48
c(CO)/(mol·L-1) 2.50
(4)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是 mol/L,
(5)1 000 s时H2的转化率是 。
21.某学习小组通过分析溶液光照度的大小,研究影响化学反应速率的因素,装置如图。(光照度是一个与光照强度相关的物理量,光照度越大物体表面被照明程度越高)

实验 10mL 2mL 光照度与时间图像
1 25℃ 0.1mol/L 25℃ 0.1mol
2 25℃ 0.1mol/L 25℃ 0.6mol/L
3 0℃ 0.1mol/L 25℃ 0.1mol/L
甲同学通过以下实验步骤对与的反应进行探究:
①组装好实验装置,配制实验序号1、2、3中的实验药品。
②向烧杯内迅速倒入序号1的中所有试剂,观察烧杯内的实验现象并记录光照度与时间的图像。
③重复以上步骤,完成序号2、3的实验。
(1)①配制上述浓度的实验药品时,不需要用到的实验仪器是 。
A. B. C. D.
②与反应的化学方程式为 。
③对比实验1,2的图像可以得出结论: 。
④请你在答题卡的对应位置画出实验3的图像。
(2)乙同学采用相同的实验装置研究高锰酸钾(硫酸酸化)与草酸的反应。
①实验前请你预测该反应中光照度与时间图像趋势为图3中 (填“a”或“b”或“c”)。

②改进实验后,乙同学发现实验记录的图像与自己预测不相问,乙同学对该实验现象提出猜想:反应中生成的对反应有催化作用。为验证该猜想,乙同学设计了实验6,请你在实验6基础上,补充实验操作,需要补充的实验操作为 。
实验 2mL 10mL 光照度与时间图像
4 25℃ 0.1mol/L 25℃ 2mol/L
5 25℃ 0.1mol/L 25℃ 4mol/L
6 25℃ 0.1mol/L 25℃ 2mol/L
③化学反应过快或过慢都会影响我们的生产生活,请你写出一种生活中减慢化学反应速率的方法 。
试卷第4页,共12页
参考答案:
1.D
【详解】A.硫黄可用于杀菌主要原因在于硫磺对细菌表面的有机膜有很强的破坏作用,A错误;
B.SO2用于葡萄酒的最大使用量是0.25g/L,从而求出浓度为,B错误;
C.100g98%浓硫酸吸收SO3涉及的化学方程式有,100g98%浓硫酸中含硫酸98g,含水2g,与硫酸反应得到的H2SO4·SO3质量为,由水反应得到的H2SO4·SO3质量为,故100g98%浓硫酸吸收SO3可得H2SO4·SO3的质量为178g+19.78g=197.78g,C错误;
D.反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)具有自发性的原因是ΔH<0,D正确。
故选D。
2.D
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,图2中d曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线,故A错误;
B.增加的浓度不一定能提高反应①的化学反应速率,需要保持温度一定,故B错误;
C.在反应②中,氮元素化合价由-3升高为+2,若有1.25mol电子发生转移,则参加反应的NH3的物质的量是0.25mol,非标准状况下的体积不一定是5.6L,故C错误;
D.根据图2,反应①的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,故D正确;
选D。
3.B
【详解】A.由图象可知,分别为第一步、第二步的正反应活化能,不能计算的大小,A错误;
B.根据图象可以得出该反应为放热反应,降低温度有利于平衡正向移动,有利于提高乙烯的平衡转化率,B正确;
C.根据图象可以得出第一步的正反应活化能大,反应速率较慢,为决速反应,C错误;
D.加入催化剂,不能改变大小,D错误;
故选B。
4.C
【详解】A. 在一密闭容器中,反应物生成物都是气体,所以混合气体的密度保持不变不能作为判断达到化学平衡状态的依据,故A 错误;
B. 因为反应前后化学计量数相等,所以容器内的总压不随时间变化时,不能作为判断达到化学平衡状态的依据,故B 错误;
C. 根据反应可知,当V正(H2)=V逆(H2O)说明反应达到化学平衡状态,故C正确;
D. 根据反应可知,当c(CO2)=c(CO)不能说明反应达到化学平衡状态,故D正确;
故答案:C。
5.D
【详解】A.升高温度,正、逆反应速率均增大,A项错误;
B.反应前后气体总质量不变,该反应在体积恒定的密闭容器中进行,则混合气体的密度始终不变,故混合气体的密度不再发生变化,不能说明反应达到平衡状态,B项错误;
C.反应放出的热量与反应物的多少有关,由于反应物初始的物质的量未知,故不能判断平衡时反应放出的热量,C项错误;
D.达到平衡时,正逆反应速率相等,则达平衡时,v正(H2) =3v逆(N2),D项正确;
答案选D。
6.A
【详解】A.NO2为红棕色气体,根据冷水和热水中气体的颜色变化可以探究温度对2NO2 N2O4平衡的影响,A正确;
B.二氧化碳也会和碳酸钠溶液反应,B错误;
C.两支试管除了催化剂为变量之外还有温度,变量不唯一,无法探究FeCl3对H2O2分解反应有催化作用,C错误;
D.右侧装置中上端为阳极,氯离子放电生成氯气,下端为阴极,水电离出的氢离子放电生成氢气,同时产生氢氧根,由于氯气在上端生成,所以无法与产生的氢氧根接触,不能制取NaClO,D错误;
综上所述答案为A。
7.B
【详解】A.加入NH4HSO4固体导致溶液中c(H+)增大,则υ(H2)增大,故A错误;
B.加水导致溶液中c(H+)减小,则υ(H2)减小,故B正确;
C.0.1 mol/L稀硫酸改为0.2 mol/L盐酸,c(H+)不变,则υ(H2)不变,故C错误;
D.98%的浓硫酸与锌反应不生成H2,故D错误。
综上所述,答案为B。
8.B
【解析】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。
【详解】①反应A(g)+2B(g)C(g)+D(g)前后的系数之和不相等,同温同容下,压强与物质的量成正比,即与系数成正比,故压强是变量,可以用于判定平衡,①符合题意;
②混合气体的密度,根据质量守恒定律,反应前后气体的总质量m不变,容器体积恒定,V不变,故ρ是定值,不能用于判定平衡,②不符合题意;
③B的物质的量浓度是变量,可以用于判定平衡,③符合题意;
④物质的量与系数成正比,该反应前后的系数之和不相等,即总物质的量是变量,可以用于判定平衡,④符合题意;
⑤混合气体的平均相对分子质量,根据质量守恒定律,反应前后气体的总质量m不变,根据④的分析,气体的总物质的量是变量,故M是变量,可以用于判定平衡,⑤符合题意;
⑥根据质量守恒定律,反应前后气体的总质量m不变,不能用于判定平衡,⑥不符合题意;
⑦反应速率之比等于化学计量数之比,故v(B):v(D)=2:1,与平衡无关,⑦不符合题意;
综上所述,①③④⑤符合题意,故选B。
9.A
【分析】4种X的溶液中,盐酸的物质的量都为0.02mol,溶液的体积都为50mL,所以溶液中c(H+)相同,都为0.4mol/L,则混合溶液中c(X)越大,反应速率越快。因为溶液的体积相同,所以n(X)越大,c(X)越大,反应速率越快。
【详解】A.20mL0.3mol/L的X溶液中,n(X)=0.006mol;
B.20mL2mol/L的X溶液中,n(X)=0.004mol;
C.10mL4mol/L的X溶液中,n(X)=0.004mol;
D.10mL2mol/L的X溶液中,n(X)=0.002mol;
比较以上数据,A中n(X)最大;故选A。
10.A
【详解】①该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,COCl2转化率增大;
②增加CO浓度,平衡逆向移动,COCl2转化率减小;
③该反应正向气体分子数增加,减小压强,平衡正向移动,COCl2转化率增大;
④加催化剂只加快反应速率,对平衡无影响,不改变COCl2转化率;
⑤减小Cl2浓度,平衡正向移动,COCl2转化率增大;
⑥降温,平衡逆向移动,COCl2转化率减小;
故能提高COCl2转化率的为①③⑤;
故选:A。
11.D
【详解】A.达平衡时,列出三段式:
则容器Ⅰ中平衡常数K1 ==40,A正确;
B.容器Ⅲ与容器Ⅰ刚好为互为逆反应过程,但容器Ⅰ温度高于容器Ⅲ,温度越高,化学反应速率越大,所以达到化学平衡时容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的小,B正确;
C.容器Ⅲ与容器Ⅰ互为逆反应过程,若两容器温度相同,则容器Ⅰ中CH3OH 转化率和容器Ⅲ中CH3COOH 转化率之和为1,容器Ⅲ温度低于容器Ⅰ,正反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,CH3COOH转化率减小,所以达平衡时,容器Ⅰ中CH3OH 转化率与容器Ⅲ中CH3COOH 转化率之和小于1,C正确;
D.容器Ⅰ和Ⅱ的温度相同则平衡常数相等,由ΔH<0可知该反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,平衡常数减小,则K1 = K2<K3,D错误;
故选D。
12.D
【分析】由图可知:该循环转化过程发生反应、、,总反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O,反应中Cu2+、Fe3+是催化剂,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,反应中Cu2+、Fe3+是催化剂,催化剂能降低反应的活化能,提高总反应速率,故A正确;
B.由分析可知,循环转化过程中没有置换反应发生,故B错误;
C.反应中消耗FeCl3和CuCl2,又生成等量的FeCl3和CuCl2,则在转化过程中能循环利用的物质是FeCl3和CuCl2,故C错误;
D.由分析可知,总反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O,若有1mol H2S发生图示转化,则失电子数为2mol,若同时消耗O2为0.4mol,则得电子数为1.6mol,则混合溶液中的Fe3+浓度因消耗而减小,故D错误;
故选D。
13.A
【详解】A.能垒越大,反应速率越慢,反应①的能垒比反应②的大,则总反应的反应速率主要由反应①决定,故A错误;
B.由图象可知,反应①、②均为放热反应,其反应物总能量均高于生成物总能量,故B正确;
C.反应①和②总的能量变化为218 kJ,根据盖斯定律,①+②得H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) △H=-218kJ·mol-1,故C正确;
D.温度升高,活化分子百分数增大,从而使反应碰撞概率增大,反应速率加快,故D正确;
故选A。
14.B
【详解】A.A→B属于同温同压,列三段式:,100-x=97,解得x=3,则B点NO2的转化率==6%,A错误;
B.时刻迅速移动活塞并保持活塞在新的位置不变,由图可知E到F压强迅速大幅增大,则为缩小体积,即E到F为加压过程,F到G为加压后,平衡正向移动,故E到H过程增大压强,平衡正向移动,的物质的量一直减少,B项正确;
C.E、H两点,H点压强更大,速率更快,C错误;
D.B到C为减压过程,C到D为减压后,平衡逆向移动,总物质的量增大,平均摩尔质量减少,,D正确;
故选B。
15.A
【详解】平均反应速率;答案选A。
16.(1)4NO+4O2+C6H12O6=2N2+6CO2+6H2O
(2)防止NO与O2反应生成的NO、NO与微生物接触,导致脱硝率下降
(3)4NaClO3+2H2SO44ClO2+O2↑+Na2SO4+2H2O
(4)温度升高,ClO2生成 OH的速率加快, OH浓度增大,脱硝率增大;温度升高,ClO2的分解为Cl2和O2的速率增大,脱硝率减小;两者对脱硝率影响的程度相当
(5) 5SO2+2ClO2+6H2O=5SO+2Cl-+12H+ ClO2氧化NO的速率远大于ClO2氧化SO2
【详解】(1)由图可知一氧化氮、氧气和碳源都为反应,氮气为产物,则脱硝总反应的化学方程式为4NO+4O2+C6H12O6=2N2+6CO2+6H2O;
(2)“化学吸收”中NO与O2生成NO、NO,由题给信息可知,NO、NO会使微生物总量下降,故答案为:防止NO与O2反应生成的NO、NO与微生物接触,导致脱硝率下降;
(3)由图可知,电解后氯酸根离子最终生成了二氧化氯,同时有氧气生成,电解质为硫酸存在的酸性环境,故电解过程中总反应的化学方程式4NaClO3+2H2SO44ClO2+O2↑+Na2SO4+2H2O;
(4)脱硝过程中反应物有二氧化氯,而二氧化氯不稳定,受热易分解,另外通过题中信息可知ClO2与水能产生 OH, OH更易与NO反应,从而实现脱硝,故答案为:温度升高,ClO2生成 OH的速率加快, OH浓度增大,脱硝率增大;温度升高,ClO2的分解为Cl2和O2的速率增大,脱硝率减小;两者对脱硝率影响的程度相当
(5)①SO2与ClO2发生氧化还原反应,SO2被氧化为硫酸根,ClO2被还原为氯离子,离子方程式为:5SO2+2ClO2+6H2O=5SO+2Cl-+12H+;
②应该从反应速率的角度分析问题,题中信息是二氧化硫的浓度对脱硝的速率影响不大,原因应该是该脱硝原理涉及的反应已经较快,故答案为:ClO2氧化NO的速率远大于ClO2氧化SO2。
17. 0.03/(t2-t1)mol L﹣1 s﹣1 不 0.7 升高温度
【分析】铁与水蒸气反应的方程式为3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4 (s)+4H2 (g),该反应前后气体分子数不发生变化,故在一定的范围内改变压强不会使平衡发生移动。该反应的平衡常数表达式为:K。
【详解】(1)t1 ~t2 这段时间内氢气的浓度变化为:0.35mol-0.20mol=0.15mol,这段时间内的化学反应速率v(H2)=0.15/[5×(t2- t1)]= 0.03/(t2-t1)mol L﹣1s﹣1;综上所述,本题答案是:0.03/(t2-t1)mol L﹣1 s﹣1。
(2)在固体有剩余的情况下,增加或减少固体的质量,对反应速率以及限度均无影响;再加入1molH2O(g) 再次达到平衡时,平衡常数不变,故H2 的物质的量为原来的2倍,即:H2 物质的量为0.35×2=0.7mol;综上所述,本题答案是:不;0.7。
(3)t1 时反应未达到平衡,改变条件后逆反应速率突然增大,且继续增大,改变的条件为升高温度;综上所述,本题答案是:升高温度。
(4)铁与水蒸气反应的方程式为:3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),平衡常数表达式为:K;综上所述,本题答案是: K。
18. a 反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,故曲线a符合要求
【详解】①根据题目信息列出“三段式”
平衡常数K===;
②化学平衡常数指可逆反应达到平衡时,各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数;反应①正反应为放热反应,平衡常数数值随温度升高而减小,能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为:a;理由是:反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,故曲线a符合要求。
19.(1) (球形)干燥管 检验分解产物是否有水
(2)g→f→b→c→h→i(或i→h)
(3)装置C硬质试管中固体由黑变红,第二个连接的澄清石灰水装置出现白色浑浊
(4)Fe3O4
(5)溶液中存在平衡:[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O,加入硫酸后,H+与C2O结合可使平衡正向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红
(6)取少量实验中的翠绿色溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不出现蓝色沉淀
【分析】草酸亚铁晶体在装置A中受热分解,生成的气体通过D装置中的无水硫酸铜检验是否有水生成,通过B装置中的澄清石灰水检验二氧化碳的生成,通过E装置,碱石灰干燥气体后通入装置C中,CO和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,再通过装置B检验生成的二氧化碳气体,最后进行尾气处理。
【详解】(1)由图可知,装置D的名称为(球形)干燥管;由分析可知,装置D的作用为检验分解产物是否有水;
(2)通过分析可知,装置连接顺序为A→D→B→E→C→B→尾气处理装置,则按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为a→g→f→b→c→h→i→d→e→b→c→尾气处理装置或a→g→f→b→c→i→h→d→e→b→c→尾气处理装置;
(3)若气体中含有CO,碱石灰干燥气体后通入装置C中,CO和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,再通过装置B检验生成的二氧化碳气体,则能证明分解产物中存在CO的现象是装置C硬质试管中固体由黑变红,第二个连接的澄清石灰水装置出现白色浑浊;
(4)B点时,固体只含有一种铁的氧化物,草酸亚铁晶体受热分解后,Fe元素的物质的量不变,则n(Fe)=,生成的铁的氧化物中Fe元素的质量为,则氧化物中O元素的物质的量为n(O)=,n(Fe):n(O)=3:4,则该氧化物为Fe3O4;
(5)溶液中存在平衡:[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O,加入硫酸后,H+与C2O结合可使平衡正向移动,溶液中c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红;
(6)确认实验中没有发生氧化还原反应,则溶液中不含Fe2+,取少量实验中的翠绿色溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不出现蓝色沉淀,说明溶液中不含Fe2+,实验中没有发生氧化还原反应。
20.(1)4I-+O2 + 4H+ = 2I2+ 2H2O
(2)探究温度对化学反应速度的影响
(3) 淀粉 溶液变蓝
(4)1.26×10-3mol/(L·s)
(5)50.4%
【详解】(1)KI溶液在酸性条件下能与氧气反应,碘离子被氧气氧化成碘单质,同时会有水的生成,故答案为:4I-+O2 + 4H+ = 2I2+ 2H2O;
(2)由表中数据可知只有温度不同,实验目的为探究温度对反应速率的影响,故答案为:探究温度对化学反应速度的影响;
(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要的试剂是淀粉溶液,现象为无色溶液变蓝色,可以检验产物中有碘单质的生成,故答案为:淀粉;溶液变蓝;
(4)1000s内用H2表示的化学反应速率为:,由速率之比等于化学计量数之比可知1 000 s内用CO表示的化学反应速率为: ,答案为:1.26×10-3mol/(L·s);
(5)1000s时氢气转化:,结合反应可知,转化的CO为:,CO的转化率为:,故答案为:50.4%;
21.(1) B Na2S2O3+H2SO4=S↓+SO2↑+H2O+Na2SO4 在其他条件不变的情况下,反应物浓度增大,化学反应速率加快
(2) c 向溶液中加入MnSO4固体 降低反应的温度、减小反应物的浓度等
【分析】某学习小组通过分析溶液光照度的大小,研究影响化学反应速率的因素,与发生反应:Na2S2O3+H2SO4=S↓+SO2↑+H2O+Na2SO4,生成S单质沉淀会使光照度减小,通过光照度的大小可以判断反应速率的快慢。
【详解】(1)①配置一定物质的量浓度的溶液需要的仪器有:托盘天平(或量筒)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶,不需要用到试管,故选B;
②与发生歧化反应生成S、SO2、Na2SO4和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4=S↓+SO2↑+H2O+Na2SO4;
③实验2中H2SO4的浓度大于实验1,由图像可知实验2中反应速率较快,则可以得出结论:在其他条件不变的情况下,反应物浓度增大,化学反应速率加快;
④实验2中温度较低,反应速率较慢,画出实验3的图像为: 。
(2)①高锰酸钾(硫酸酸化)与草酸过程中溶液颜色变浅,光照度减小,该反应中光照度与时间图像趋势为图3中c;
②反应中生成的对反应有催化作用,则在实验6基础上,向溶液中加入MnSO4固体;
③减慢化学反应速率的方法有降低反应的温度、减小反应物的浓度等