2.1 化学反应速率 同步练习 (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 2.1 化学反应速率 同步练习 (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 2023-12-11 12:26:20

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2.1 化学反应速率 同步练习
一、单选题
1.下列化学反应的速率,前者一定大于后者的是(  )
A.相同温度下,颗粒大小相同的锌粒分别与pH值相同的硫酸和盐酸反应
B.A+B C D+E F
C.相同温度下,与同浓度盐酸反应的锌粒和铁粉
D.G+H→W+Q(Q>0),其他条件相同时分别在200℃和100℃时反应
2.下列实验中,反应速率的加快是由催化剂引起的是(  )
A.在炭粉中加入氯酸钾,点燃时燃烧更为剧烈
B.过氧化氢中加入少量二氧化锰,即可迅速放出气体
C.固态氯化铁和固体氢氧化钠混合后,加入水能迅速产生沉淀
D.锌与稀硫酸反应中加入少量硫酸铜溶液,反应放出氢气的速率加快
3.①10℃时10 mL 0.1 mol·L-1的Na2S2O3溶液和50 mL0.05 mol·L-1的H2SO4溶液;
②10℃时10 mL 0.05 mol·L-1的Na2S2O3溶液和10 mL 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液;
③30℃时10 mL 0.05 mol·L-1的Na2S2O3溶液和10 mL 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液。
若同时将它们混合发生反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,则出现浑浊的先后顺序是(  )
A.①②③ B.②①③ C.③②① D.①③②
4.把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢气产生速率的因素是(  )
A.盐酸的浓度 B.铝条的表面积
C.溶液的温度 D.加少量Na2SO4
5.下列说法错误的是(  )
A.对于A(s)+B(g) C(g)+D(g)的反应,加入A,反应速率不变
B.2NO2 N2O4 (正反应放热),升高温度,逆反应速率增大,正反应速率臧小
C.一定温度下,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 在密闭容器中进行,恒容充入He,化学反应速率不变
D.100 mL2 mol/L稀盐酸与锌反应时,加入少量硫酸铜固体,生成氢气的速率加快
6.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.盐酸的浓度越大,腐蚀速率越快
B.碳素钢的腐蚀速率不随硫酸的浓度增大而增大,说明反应速率不与c(H+)成正比
C.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时,腐蚀速率最小
D.对比盐酸和硫酸两条曲线,可知Cl-也可能会影响碳素钢的腐蚀速率
7.已知反应在四种不同情况下的反应速率分别如下:
①v(A)=0.1 mol·L-1·min-1
②v(B)=0.15 mol·L-1·min-1

④v(D=0.1 mol·L-1·min-1
则该反应进行速率快慢顺序正确的是(  )
A.①>②>③>④ B.②>①=④>③
C.③>①>②>④ D.④>③>①>②
8.相同条件下,分别测得反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)的速率如下:
①v(A)=0.15mol L-1 s -1②v(B)=0.6mol L-1 s -1
③v(C)=0.5mol L-1 s -1④v(D)=1.2 mol L-1 min -1
其中反应最快的是(  )
A.① B.② C.③ D.④
9.设C+CO2 2CO(正反应为吸热反应),反应速率为v1;N2+3H2 2NH3(正反应为放热反应),反应速率为v2。对于前述反应,当温度升高时,v1和v2变化情况为(  )
A.同时增大 B.同时减小
C.v1增大,v2减小 D.v1减小,v2增大
10.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是(  )
A.化学方程式为:2M N
B.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
C.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
D.t3时,若升高温度,正逆反应速率不会变化
11.某温度时,在容积为3 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。由图中数据分析,下列结论错误的是(  )
A.该反应的化学方程式为2Z+Y3X
B.反应开始至2 min末,X的化学反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
C.该反应是由正、逆反应同时开始的,最终建立平衡
D.若增加或减少X的物质的量,化学反应速率一定会发生明显的变化
12.在一定条件下,向容积固定的密闭容器中加入1 mol/L N2和5 mol/L H2,发生反应:N2+3H2 2NH3,2 min时,测得剩余的N2为0.5 mol/L,则下列化学反应速率的表达式中正确的是(  )
A.v(N2)=1 mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=0.25 mol·L-1·min-1
D.v(N2)=0.5 mol·L-1·min-1
13.2A(g)+B(g) 3C(g)+4D(g)的反应,在不同条件下的反应的速率最快的是(  )
A.v(A)=0.7 mol/(L.min) B.v(B)=0.3mol/(L.min)
C.v(C)=0.9 mol/(L.min) D.v(D)=1.1mol/(L.min)
14.在一定条件下,将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中,反应按下式进行:x(A2)(g)+y(B2)(g) 2C(g),2 s后测得反应速率如下:v(A2)=0.4 mol/(L·s),v(B2)=1.2 mol/(L·s),v(C)=0.8 mol/(L·s),则该x和y的值分别为(  )
A.2和3 B.3和2 C.3和1 D.1和3
15.如图表示反应M(g)+P(g) nQ(g)的平衡体系中,Q的物质的量浓度c(Q)与温度T的关系(曲线上的点表示平衡状态)。下列有关该反应的描述错误的是(  )
A.通过分析题图,该反应的正反应为放热反应
B.A状态与C状态的化学反应速率比较为v(A)<v(C)
C.在T1、D状态时,v正<v逆
D.在T2、B状态时,改变体积始终有v正=v逆,则n=2
16.下列说法中正确的是(  )
A.化学反应不一定都有能量变化
B.增大反应物浓度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大
C.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大
D.一般使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应物的转化率
二、综合题
17.镁、铝是重要的金属,有诸多用途。回答下列问题:
(1)利用铝与氧化铁可以焊接钢轨,发生反应的化学方程式为   ,该反应属于   (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在100mL稀盐酸中加入足量镁条,反应生成H2的体积(标准状况)与反应时间的关系如1图所示:
①2~6min内用稀盐酸表示的平均反应速率为   (精确到0.0001)mol L1 min-1。
②从图可以看出,4min后反应速率逐渐减慢,原因是   。
(3)以Al、Mg为电极,可以组装如图2所示原电池装置:
①若电解质溶液为稀硫酸,则Mg上发生的电极反应式为   ,当有2.4gMg溶解时,Al电极上生成   (标准状况)L氢气。
②若电解质溶液为NaOH溶液,则外电路中的电子   (填“流出”或“流入”)Al电极。
18.I.在2L的恒容密闭容器中充入1mol CO和2molH2, 一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH (g),测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡,以H2表示的反应的平均反应速率v(H2)=    。外界条件不变时,随着反应的进行,该反应的化学反应速率逐渐减小的原因可能是   (填字母)。
A.温度减低 B.压强降低,
C.CO的浓度减小 D.CH3OH 的浓度增大
(2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是____
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗2mol H2的同时生成1mol CH3OH
(3)平衡时H2的转化率为   ,平衡时与起始时容器内的压强比为    ;
(4)已知断开1mol CO(g)和2mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol CH3OH(g)中的化学键共需要吸收   kJ的能量。
(5)Ⅱ.电能是现代社会应用最广泛的能源之一
关于图I所示装置的说法中,正确的是   。
a.负极反应是Zn-2e-=Zn2+
b.电子由Zn片通过导线流向Cu片
c.一段时间后,溶液酸性增强
d.溶液中的H+向Cu片移动
(6)图I所示原电池中,当Cu表面析出4.48L氢气(标准状况)时,导线中通过的电子的物质的量为   mol。
(7)图Ⅱ所示装置为电化学气级传感器,通过电压表示数可测量环境中NH3的含量。电极b是   。(填“正”或“负”)极:电极a上发生的电极反应为   。
19.汽车尾气中含有CO、NO等有害气体,某新型催化剂能促使NO、CO转化为2种无毒气体。T℃时,将0.8 mol NO和0.8 mol CO充入容积为2 L的密闭容器中,模拟尾气转化,容器中NO物质的量随时间变化如图。
(1)将NO、CO转化为2种无毒气体的化学方程式是   。
(2)反应开始至10 min,v(NO)=   mol/(L min)。
(3)下列说法正确的是   。
a.新型催化剂可以加快NO、CO的转化
b.该反应进行到10 min时达到化学平衡状态
c.平衡时CO的浓度是0.4 mol/ L
20.一定条件下铁可以和CO2发生反应Fe(s)+ CO2(g) FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。
(1)t1min时,正、逆反应速率的大小关系为v正    v逆(填“>”“<”或“=”).
(2)0~4min内,CO2的转化率为   ,CO的平均反应速率,v(CO)=   。
(3)下列条件的改变能减慢上述反应的反应速率的是   (填序号,下同)。
①降低温度
②减少铁粉的质量 ③保持压强不变,充入He使容器的体积增大 ④保持体积不变,充入He使体系压强增大
(4)下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是   。
①v(CO2)=v(CO)
②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO
③容器中气体压强不随时间的变化而变化
④容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
21.恒温恒容下,将2mol气体A和2mol气体B通入体积为2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s),2min后反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,并测得C的浓度为1.2mol/L。
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为   。
(2)x=   。
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志是_________(填字母)。
A.压强不再变化
B.气体密度不再变化
C.气体平均相对分子质量不再变化
D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A. 相同温度下,颗粒大小相同的锌粒分别与pH值相同的硫酸和盐酸反应,接触面积相等,氢离子浓度相同,反应速率相等,故A不符合题意;
B. A+B C和D+E F的反应本质不同,无法比较反应速率的快慢,故B不符合题意;
C. 锌比铁活泼,但接触面积无法判断,因此反应速率也无法判断,故C不符合题意;
D. 温度越高,反应速率越快,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】温度升高,化学反应速率加快。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.在炭粉中加入氯酸钾,氯酸钾分解生成氧气,促进燃烧,点燃时燃烧更为剧烈,与催化剂无关,A不符合题意;
B.二氧化锰是双氧水分解的催化剂,加快了化学反应速率,B符合题意;
C.加入水,固态氯化铁和固体氢氧化钠溶于水形成溶液,反应物的接触面积增大,迅速产生沉淀,与催化剂无关,C不符合题意;
D.锌与稀硫酸反应中,加入少量硫酸铜溶液,Zn与Cu2+发生置换反应反应生成Cu,Zn、Cu在硫酸溶液中构成原电池,放出氢气的速率加快与催化剂无关,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.KClO3的作用是提供氧气;
B.MnO2可作为H2O2分解的催化剂;
C.形成溶液后,反应物的接触面积增大;
D.加入CuSO4后,可形成原电池;
3.【答案】C
【解析】【解答】温度越高,反应速率越快,③的反应速率最大;相同温度下,②混合液中Na2S2O3和H2SO4的浓度大于①,故反应速率②>①。
故答案为:C
【分析】本题是对反应速率影响因素的考查。化学反应速率受温度、浓度、催化剂、压强的影响。
4.【答案】D
【解析】【解答】解:A.改变盐酸的浓度,反应速率变化,故A不选;
B.改变接触面积,反应速率变化,故B不选;
C.改变温度,反应速率变化,故C不选;
D.加少量Na2SO4固体,对反应无影响,则Al与盐酸反应生成氢气的速率不变,故D选;
故选D.
【分析】过量稀盐酸,Al完全反应,不改变温度、接触面积、盐酸的浓度等,则不影响反应速率,以此来解答.
5.【答案】B
【解析】【解答】A.对于A(s)+B(g) C(g)+D(g)的反应,A是固体,加入A,反应速率不变,故A不符合题意;
B.升高温度,正逆反应速率均增大,故B符合题意;
C.一定温度下,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 在密闭容器中进行,恒容充入He,反应物、生成物浓度不变,化学反应速率不变,故C不符合题意;
D.100 mL2 mol/L稀盐酸与锌反应时,加入少量硫酸铜固体,锌置换出铜,构成铜锌原电池,生成氢气的速率加快,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.A是固体,A的质量多少不影响化学反应速率;
B.升高温度,正逆反应速率均增大;
C.恒容充入He,导致反应体系分压不变;
D.加入硫酸铜,锌和铜离子反应生成铜,构成铜锌原电池。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.由图可知,盐酸的浓度越大,腐蚀速率越快,选项正确,A不符合题意;
B.碳素钢的腐蚀速率不随硫酸浓度增大而增大,是由于SO42-浓度引起的,选项错误,B符合题意;
C.由图可知,当钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时,腐蚀速率最小,选项正确,C不符合题意;
D.由于腐蚀速率随盐酸浓度的增大而增大,随硫酸浓度的增大,出现先增大后减小的现象,因此可说明Cl-、SO42-都会影响碳素钢的腐蚀速率,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查,结合图像中曲线的变化趋势进行分析即可。
7.【答案】C
【解析】【解答】在单位相同的条件下,将不同物质的反应速率除以其计量数,得到的数值越大说明该反应速率越大,①v(A)=0.1 mol·L-1·min-1,②v(B)=
mol·L-1·min-1,③,④v(D=
mol·L-1·min-1,反应速率:③>①>②>④,
故答案为:C。
【分析】同一反应用不同物质表示反应速率时,同一单位后,速率与相应化学计量系数之比越大,反应速率越快。
8.【答案】C
【解析】【解答】①v(A)=0.15mol L-1 s -1;
②v(B)=0.6mol L-1 s -1,换算成A的反应速率,v(A)= v(B)= ×0.6mol L-1 s -1= 0.2mol L-1 s -1;
③v(C)=0.5mol L-1 s -1,换算成A的反应速率,v(A)= v(C)= ×0.5mol L-1 s -1=0.25mol L -1 s -1;
④v(D)=1.2mol L-1 min -1=0.02mol L -1 s -1,换算成A的反应速率,v(A)= v(B)= ×0.02 mol L -1 s -1=0.01mol L-1 s -1;其中反应最快的是③;
故答案为:C。
【分析】反应速率之比等于物质的化学计量数之比,均转化为同一物质表示的速率进行比较,对于A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),都转化为用A表示的速率进行比较。
9.【答案】A
【解析】【解答】化学反应无论是吸热反应还是放热反应,温度升高,活化分子的百分含量增大,有效碰撞的次数增大,化学反应速率都增大,A项符合题意;
故答案为:A。
【分析】化学反应无论是吸热反应还是放热反应,温度升高,化学反应速率都增大,反之,减小,以此解答。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.由图可知,平衡时△n(N)=8mol-2mol=6mol,△n(M)=5mol-2mol=3mol,N为反应物,M为生成物,变化量之比为2:1,即化学计量数之比为2:1,反应为2N M,A不符合题意;
B.t1时,N、M的物质的量分别是6mol、3mol,因此N的浓度是M浓度的2倍,B符合题意;
C.t2之后M、N的物质的量还在变化,因此反应没有达到平衡状态,t2时正逆反应速率不相等,C不符合题意;
D. t3时,若升高温度,正逆反应速率均增大,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】识别图像时首先要识别图像的横纵坐标代表的含义,然后再确定图像的起点、终点、变化趋势、变化量等相关量。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.由图象可以看出,反应中Z、Y的物质的量减少,应为反应物,X的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到3min时, n(Y)=0.2mol, n(Z)=0.4mol, n(X)=0.6mol,则 n(Y): n(Z): n(X)=1:2:3,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的方程式为:2Z+Y3X,A不符合题意;
B.反应开始至2 min末, n(X)=0.8mol-0.4mol=0.4mol,容器体积为3L,所以X的化学反应速率为=mol/(L·min)=4mol/(L·s),B符合题意;
C.X、Y、Z起始量不为0,该反应是由正、逆反应同时开始的,最终建立平衡,C不符合题意;
D.若增加或减少X的物质的量,生成物的浓度发生变化,逆反应速率会发生改变,从而也会正反应速率,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.合图像中X,Y,Z物质的量变化量与系数成正比,但是同时要注意该反应为可逆反应
B.结合图像,算出X的浓度变化量,算出X的速率
C.与图可知,一开始X,Y,Z都存在,说明正逆反应同时建立的
D.X浓度发生变化,化学反应速率也会改变
12.【答案】B
【解析】【解答】A.,A不符合题意;
B.,B符合题意;
C.,C不符合题意;
D.,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】根据速率公式进行计算,结合反应速率之比等于化学计量系数之比分析。
13.【答案】A
【解析】【解答】解:在单位统一条件下,将不同物质转化为统一物质时,化学反应速率数值越大该化学反应速率越快,将不同物质都转化为D物质的化学反应速率,
A.v(D)=2v(A)=2×0.7mol/(L.min)=1.4mol/(L.min);
B.v(D)=4v(B)=4×0.3 mol/(L.min)=1.2 mol/(L.min);
C.v(D)= v(C)= ×0.9 mol/(L.min)=1.2mol/(L.min);
D.v(D)=1.1 mol/(L.min),
通过以上分析知,反应速率大小顺序是A>B=C>D,则反应速率最大的为A,
故选A.
【分析】在单位统一条件下,将不同物质转化为统一物质时,化学反应速率数值越大该化学反应速率越快,据此分析解答.
14.【答案】D
【解析】【解答】 x:y:2=v(A2) :v(B2) :v(C)=0.4:1.2:0.8=1:3:2,故x=1,y=3。
故答案为:D
【分析】根据同一化学反应中以不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比进行计算即可。
15.【答案】C
【解析】【解答】A.图象分析可知随温度升高,Q的浓度减小,说明平衡逆向进行,依据平衡移动原理分析,逆向是吸热反应,所以正反应是放热反应,A不符合题意;
B.化学反应速率影响因素分析,温度越高反应速率越大,A状态与C状态的化学反应速率比较为v(A)<v(C),B不符合题意;
C.图象分析D状态不是平衡状态,达到平衡需要增大Q的浓度,平衡正向进行,v正>v逆,C符合题意;
D.在T2、B状态时,改变体积,压强变化,平衡不动说明反应前后气体体积不变,n=2,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.由图可知,温度升高,生成物的浓度减小,结合温度对平衡移动的影响分析;
B.温度越高,反应速率越快;
C.在T1、D状态时,平衡向正反应方向进行,据此判断正逆反应速率的大小;
D.在T2、B状态时,体积改变,压强改变,结合压强对平衡移动的影响分析;
16.【答案】C
【解析】【解答】解:A.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,旧键断裂吸收热量,形成新键放出热量,则化学反应一定伴有能量变化,故A正确;
B.浓度增大使得反应物分子中活化分子数目增大,但是活化分子百分数不变,故B错误;
C.升高温度活化分子数目增多,活化分子的百分数增多,故C正确;
D.催化剂同等程度改变正逆反应速率,平衡不移动,故D错误.
故选C.
【分析】化学反应一定伴随着能量变化,化学反应的热效应与反应的始态和终态有关,而与反应过程无关,压强、浓度只影响单位体积活化分子的数目,温度、催化剂影响活化分子的百分数,以此解答该题.
17.【答案】(1);放热
(2);反应物的浓度减少,反应速率减慢
(3);2.24L;流出
【解析】【解答】(1)铝热反应可以焊接钢轨,放出大量的热,铝与氧化铁用于焊接钢轨的化学方程式: ,该反应是放热反应;
(2)①2~6min内氢气的体积变化是26mL,生成氢气的物质的量为 ,则稀盐酸变化的物质的量浓度为: mol,用稀盐酸表示的平均反应速率为: ;
②随着反应的进行,反应物的浓度减少会使反应速率减慢,故图中4min后反应速率逐渐减慢的原因是:反应物的浓度减少,反应速率减慢;
(3)①在酸性溶液镁失去电子生成镁离子,电极反应式为: ,2.4g 的物质的量为0.1mol,转移电子的物质的量为0.2mol,所以生成氢气的物质的量为0.1mol,所以标况下的体积为2.24L;
②在碱性条件下铝与氢氧化钠发生自发的氧化还原反应,所以铝是负极失去电子,所以若电解质溶液为NaOH溶液,则外电路中的电子流出的是Al电极。
【分析】(1)利用铝的活动性强于铁可将氧化铁中的铁置换出来,该反应是放热反应
(2)①根据物质的量浓度变化量和时间的比值计算②反应的进行,氢离子的浓度减小,故速率降低
(3)①酸做电解质,活泼的做负极,镁做负极,铝做正极
②碱溶液做电解质,与碱溶液反应的铝做负极,镁做正极
18.【答案】(1)0.25mol/(L min);C
(2)C
(3)75%;1:2
(4)2052.8
(5)abd
(6)0.4
(7)正;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
【解析】【解答】(1) 3min开始达平衡状态,CO物质的量变化0.75mol,v(CO)=0.125mol L-1 min-1,反应速率之比等于系数比,v(H2)=2v(CH3OH)=0.125mol/(L min)×2=0.25mol/(L min),随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小, 可能是CO浓度减小造成的;
(2) A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等,不一定达平衡,A不符合题意;
B.质量不变,体积不变,密度一直不变,不一定达平衡,B不符合题意;
C.反应前后气体物质的量发生改变,混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化,反应达平衡,C符合题意;
D.相同时间内消耗2molH2,同时生成1molCH3OH,都只表示正反应速率,不一定达到平衡,D不符合题意;
(3) 列三段式得平衡时H2的转化率1.5/2x100%= 75% ,压强之比等于物质的量之比,平衡时与起始时容器内的压强比(0.25+0.5+0.75):(1+2)=1:2;
(4) 反应物总能量大于生成物总能量,是放热反应,△H=-128.8kJ/mol,断开1mol CO(g)和2mol H2(g)中的化学键共需吸收的能量1924kJ,设断开1mol CH3OH(g)中的化学键共需要吸收xkJ的能量,△H=-128.8kJ/mol=1924kJ/mol-xkJ/mol,得:x=2052.8;
(5)a.负极反应是Zn-2e-=Zn2+,a符合题意;
b.电子由Zn片通过导线流向Cu片,b符合题意;
c.一段时间后,H+在正极生成H2,溶液pH增大,c不符合题意;
d.溶液中的H+向Cu片移动,阳离子向正极移动,d符合题意;
(6) 铜作正极,电极反应式:2H++2e-=H2↑,当Cu表面析出4.48L氢气(标准状况)时,物质的量是0.2mol,导线中通过的电子的物质的量是0.4mol;
(7) NH3失去电子发生氧化反应,电极a是负极,电极反应 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O ,电极b是正极;
【分析】(1) 反应速率之比等于系数比,反应速率的计算;
(2) A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等,不一定达平衡;
B.密度一直不变,不一定达平衡;
C.反应前后气体物质的量发生改变,总物质的量不变化,反应达平衡;
D.只表示正反应速率,不一定达到平衡;
(3) 转化率的计算 ,压强之比等于物质的量之比;
(4) 反应物总能量大于生成物总能量,是放热反应;
(5)a.负极电极反应式的书写;
b.电子由负极通过导线流向正极;
c.H+减小,pH增大;
d.阳离子向正极移动;
(6) 转移电子物质的量的计算;
(7) 负极失去电子发生氧化反应。
19.【答案】(1)2CO+2NO N2+2CO2
(2)0.02
(3)ab
【解析】【解答】(1)NO、CO反应产生N2、CO2,然后根据原子守恒、电子守恒,可得反应方程式为:2CO+2NO N2+2CO2(2) v(NO)= =0.02 mol/(L min);(3) a.催化剂可以加快反应速率,所以使用新型催化剂可以加快NO、CO的转化,a正确;
b.根据图示可知:该反应进行到10 min时,NO的物质的量不再发生变化,说明反应达到化学平衡状态,b正确;
c.平衡时CO的物质的量是0.4mol,由于容器的容积为2L,所以CO浓度是0.2mol/ L,c不正确;
故答案为:ab。
【分析】(1)NO、CO反应产生N2、CO2,然后根据原子守恒、电子守恒,书写反应方程式;(2)根据反应速率的定义式计算;(3)根据可逆反应达到平衡时,任何物质的浓度不变、物质的含量不变分析判断。
20.【答案】(1)>
(2)71.4%;0.125mol/(L·min)
(3)①③
(4)②④
【解析】【解答】(1)根据图象可知,在 后,CO浓度增大、 浓度减小,说明 时反应未达到平衡,反应正向进行,因此 ,故答案为:>;(2)根据图象可知,反应开始时 的浓度是0.7mol/L,4min时 浓度是0.2mol/L,所以0~4min内, 的转化率为 ;0~4min内CO的平均反应速率 ,故答案为:71.4%;0.125mol/(L·min);(3)①降低温度,化学反应速率降低,①正确;②由于固体的浓度始终不变,所以减少铁粉的质量对反应速率没有影响,②不正确;③保持压强不变,充入He使容器的体积增大,反应体系中各气体的浓度降低化学反应速率降低,③正确;
④保持体积不变,充入He使体系压强增大,由于体系中各气体的浓度不变,所以化学反应速率不变,④不正确;
故答案为:①③;(4)①未指明正、逆反应速率,因此不能判断是否为平衡状态,①不正确;②单位时间内生成 的同时必然会消耗 ,又生成 ,则CO的物质的量不变,反应达到平衡状态,②正确;③该反应是反应前后气体体积不变的反应,即体系的压强始终不变,因此不能据此判断反应是否为平衡状态,③不正确;④若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化,因该反应不是纯气体反应,说明气体的质量不再发生变化,则反应达到平衡状态,④正确;
故答案为:②④。
【分析】(1)反应往正方向进行则 ,反应往逆方向进行则 ;(2) , ,以此计算;(3)根据影响化学反应速率的因素进行判断;(4)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。
21.【答案】(1)0.6mol·(L·min)-1
(2)3
(3)B;C
【解析】【解答】(1)依题意,C的初始浓度为0,平衡浓度为1.2mol/L,所以生成C的平均反应速率= =0.6mol/(L·min)。
(2)参加反应的B气体浓度△c(B)= =0.4mol/L,生成的C气体浓度△c(C)=1.2mol/L,则有△c(B):△c(C)=1:x,即0.4mol/L:1.2mol/L=1:x,解得x=3。
(3)A. 反应2A(g)+B(g) 3C(g)+2D(s)中气体分子数不变,在温度和容积不变时,气体压强与气体分子数成正比,所以该反应过程中压强一直没有变化,所以压强不再变化不能作为该反应达到平衡状态的标志,A项错误;
B.由于该反应中存在气体与固体相互转化,当容积不变时,由密度ρ= 公式知,在反应过程中气体的密度一直在变化,当达到平衡时密度才不变,所以气体密度不再变化可作为该反应达到平衡状态的标志,B项正确;
C. 由于该反应中存在气体与固体相互转化,故气体的质量一直在变化,且气体物质的量不变,根据平均摩尔质量(数值与相对分子质量相等)M= 可知,在反应过程中气体平均相对分子质量一直在变化,只有达到平衡时才不变化,所以平均相对分子质量不再变化可作为该反应达到平衡状态的标志,C项正确;
故答案为:BC。
【分析】(1)根据反应速率的定义进行计算C的反应速率;
(2)根据反应速率之比等于化学计量数之比计算x的值;
(3)根据化学平衡时正逆反应速率相等、各组分的百分含量不变进行判断是否达到平衡状态即可。