第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共14题)
1.向某恒容密闭容器中通入一定量的气体X,发生反应:①,②。下列说法错误的是
A.曲线a为Z的浓度变化曲线
B.反应进行2min时,
C.反应进行10min后,体系达到平衡状态
D.反应②的平衡常数K=16.2
2.可逆反应达到平衡后,下列叙述正确的是
A.加入固体碳,平衡向正反应方向移动
B.减小压强,平衡向正反应方向移动
C.加入水蒸气,平衡向逆反应方向移动
D.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
3.下列有关工业生产的叙述正确的是
A.镀层破损后,镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀
B.电解精炼铜时,同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量大
C.石油裂化、石油分馏、煤的干馏都属于化学变化
D.合成氨生产过程中将液化分离,可提高、的转化率,同时可以加快正反应速率
4.铁的配合物离子(用[L-Fe-H]+表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:
下列说法错误的是
A.该过程总反应为
B.H+浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C.该催化循环中元素的化合价未发生变化
D.该过程的总反应速率由IV→I步骤决定
5.下列说法不正确的是
A.增大压强,活化分子百分数不变,化学反应速率增大
B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.加入反应物,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.使用催化剂,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
6.工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在298 K时,ΔH=-92.4 kJ·mol-1,ΔS=-198.2 J·mol-1·K-1,特定条件下的速率可表示为v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3),其中k为反应速率常数,下列叙述正确的是
A.该反应在298 K时不能正向自发进行
B.升高温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动
C.反应体系的三种物质中,H2(g)的浓度对反应速率影响最大
D.反应达到一定转化率时将NH3从混合气中分离出去会降低反应速率
7.将的溶液和溶液等体积混合,取混合液分别完成下列实验:
实验编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变红色
② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
下列说法不正确的是
A.由实验①和②不能说明与没有发生反应
B.由实验③和④说明与发生反应
C.由实验①和③说明与发生的是可逆反应
D.由实验②和④说明与发生的是可逆反应
8.人体内的血红蛋白(Hb)可与O2结合,更易与CO结合使人体中毒,涉及原理如下:
①Hb(aq)+O2(g)HbO2(aq) ΔH1<0
②Hb(aq)+CO(g)HbCO(aq) ΔH2<0
③HbO2(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O2(g) ΔH3<0
下列说法错误的是
A.ΔH1<ΔH2
B.反应①、②在一定温度下均能自发进行
C.刚从平原到高原时,人体血液中c(HbO2)将降低,使人体因缺氧而不适
D.将CO中毒的人转至高压氧仓中治疗,反应③平衡逆向移动而缓解症状
9. ,当反应达到平衡时,改变一种反应条件,下列示意图正确的是
A B C D
表示随温度升高,平衡常数的变化 表示时刻加入催化剂,反应速率随时间的变化 表示恒压条件下,反应物的转化率随充入惰性气体体积的变化 表示CO的体积分数随充入量的变化
A.A B.B C.C D.D
10.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为和,再将它们转化为甲醇。有关反应方程式为:,相关物质的燃烧热数据如下:
物质
燃烧热 285.8 283.0 725.8
在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图不正确的是
A. B.
C. D.
11.下列有关反应速率的说法正确的是
A.增大反应物的量,化学反应速率一定加快
B.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,增大压强反应速率变大
C.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
D.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,改用98%的硫酸可以加快反应速率
12.某温度下,在恒容密闭容器内充入一定量和,发生反应,一段时间后达到平衡,下列说法错误的是
A.充入一定量HCl,反应速率不变
B.降低温度,若增大,则
C.其他条件不变,改为在恒压密闭容器中反应,平衡后转化率增大
D.调整反应物的投料比,当以充入反应物,平衡时体积分数最大
13.在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体,发生反应:,容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的平衡转化率与温度的关系如图乙所示:
下列说法正确的是
A.该反应的
B.图中A、C、D三点容器内气体密度由大到小的顺序是C>D>A
C.若容器Ⅰ体积为1L,则B点对应的平衡常数K近似为0.0089
D.若容器Ⅳ的体积为1L,反应在370℃下进行,则起始时反应向正反应方向移动
14.在某密闭容器中,可逆反应:符合图中(Ⅰ)所示关系,表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断下列说法不正确的是
A.
B.正反应为放热反应
C.,Y轴表示B的转化率
D.,Y轴表示混合气体的平均相对分子质量
二、填空题(共8题)
15.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为 ;
(2)反应从开始至2分钟,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= ;
(3)2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时 (填增大、减小或无变化,下同);混合气体密度比起始时 。
(4)将a mol X与b mol Y的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=n (Z),则原混合气体中a:b= 。
(5)下列措施能加快反应速率的是 。
A.恒压时充入He B.恒容时充入He C.恒容时充入X D.及时分离出Z E.升高温度 F.选择高效的催化剂
16.某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图象是 (填序号,下同)
(2)升高温度对反应速率影响的图象是 。
(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图象是 。
(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图象是 。
17.甲、乙两位同学探究外界条件对化学反应速率的影响。
【实验原理】反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,反应过程中溶液出现乳白色浑浊和有刺激性气味的气体。
【实验用品】0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、蒸馏水。
试管、烧杯、量筒、胶头滴管等。
实验一:甲同学利用如图装置测定化学反应速率。
(1)为保证实验的准确性和可靠性,利用该装置进行实验前应先进行的操作是 。除如图所示的实验用品外,还需要的实验仪器是 。
(2)若在2min时收集到224mL(已折算成标准状况)气体,可计算出在2min内的反应速率v(H+)=0.02mol/(L·min),而该速率值比实际值偏小,其原因是 。
实验二:乙同学得到各组实验数据如下表。
实验编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水
浓度/ (mol/L) 体积/mL 浓度/ (mol/L) 体积/mL 体积/mL 温度/℃
Ⅰ 0.1 1.5 0.1 1.5 V 20
Ⅱ 0.1 2.5 0.1 1.5 8 a
Ⅲ 0.1 2.5 0.1 1.5 8 30
(3)实验Ⅰ、Ⅱ探究 对化学反应速率的影响。
①a= 。
②V= ,加入VmL水的目的是 。
(4)实验Ⅱ、Ⅲ探究温度对化学反应速率的影响。实验表明,实验Ⅲ的反应速率最快,支持这一结论的实验现象是 。
18.如图所示为800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化情况,根据图回答下列问题。
(1)写出该反应的方程式:
(2)前2 min A的分解速率为
(3)达到平衡后,若增大压强,平衡向 方向移动
(4)该反应的平衡常数K=
19.现欲用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答:
(1)实验过程如图所示,分析判断: 段化学反应速率最快, 收集的二氧化碳最多。
(2)为了降低上述化学反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是___________。
A.蒸馏水 B.NaCl固体 C.NaCl溶液 D.浓盐酸
(3)除了上述方法外,你认为还可以采取哪些措施来降低化学反应速率 。
20.已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如表所示:
化学反应 反应热 平衡常数(850℃)
①=
②=
③=
(1)则反应 ; (填数据)。
(2)850℃时,在密闭容器中进行反应①,开始时只加入、,反应10后测得各组分的浓度如表:
物质
浓度() 0.2 0.2 0.4 0.4
(ⅰ)该时间段内反应速率 。
(ⅱ)比较此时正逆反应速率的大小υ正 (填“>““<”或“=”) υ逆。
(ⅲ)反应达到平衡后,保持其他条件不变,只把容器的体积缩小一半,平衡 (填“逆向”“正向”或“不”)移动,该反应的平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)反应①依据温度对合成氨反应的影响,在如图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,甲醇物质的量变化的曲线示意图 。
21.一定条件下,向容积可变的密闭容器中通入 N2 和 H2,发生反应:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0 达到平衡后,试回答下列问题:
(1)该条件下,反应的平衡常数表达式K= ,若降低温度,K 值将 (填“增大”、“减小” 或“不变”)。 达到平衡后,若其它条件不变,把容器体积缩小一半,平衡将 (填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)移动,平衡常数 (填“增大”、“减小” 或“不变”)。
(2)下列能说明该反应已达到平衡状态的有( )
A.容器内压强不随时间变化而变化
B.混合气体总分子数不随时间变化而变化
C.混合气体的颜色不再改变
D.c(N2)与c(H2)的比值为1:3
E.容器中气体的密度不再改变
(3)既加快反应速率又使平衡右移的方法是( )
A.降低温度 B.加入正催化剂 C.减小容器体积 D.再通入和原来相等量的 N2 和 H2
(4)在A、B 两个容积相同的容器中各充入 1mol N2 和 3mol H2,A 容器保持恒温恒容达到平衡时氢气的物质的量为x,B 容器保持恒温恒压达到平衡时氢气的物质的量为y,则 x y(“>”“<”或“=”)。
(5)在容积为2.0 L且体积不变的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为,则该条件下N2的平衡转化率为 。
22.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.B
【详解】A.由题意可知,反应①不可逆,反应②为可逆反应,曲线a起点为0,且随着反应的进行一直增大,故曲线a为Z的浓度变化曲线,A项正确;
B.设反应进行到2min时,反应了xmol/L的X,生成2ymol/L的Z: ,
由图可知,反应进行2min时,,则0.5-x=x-y=2y,解得x=0.3,y=0.1,即=0.2mol/L,B项错误;
C.反应进行10min时,Y、Z的浓度保持不变,达到平衡状态,C项正确;
D.反应进行10min时,达到平衡,X全部反应生成Y为0.5mol/L,Y再转化为Z,Y剩下0.05mol/L,则有:
反应②的平衡常数K==16.2,D项正确;
故选B。
2.B
【详解】A.加入固体碳,反应物浓度不变,平衡不移动,故A错误;
B.减小压强,平衡向气体系数和增大的方向移动,平衡向正反应方向移动,故B正确;
C.加入水蒸气,水蒸气浓度增大,平衡向正反应方向移动,故C错误;
D.正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,正逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,故D错误;
选B。
3.A
【详解】A.镀层锡破损后,铁作负极,锡作正极,负极的铁受到腐蚀,故镀层破损后,镀锌铁板比镀锡的铁板更耐腐蚀,A正确;
B.电解精炼铜时,阳极材料是粗铜(主要成分是Cu,还含有少量Zn、Fe、Ag、Au等杂质),阴极材料是纯铜,故同一时间内,阳极溶解Cu的质量比阴极析出Cu的质量小,B错误;
C.石油裂化、煤的干馏都属于化学变化,石油分馏属于物理变化,C错误;
D.将生成物液化分离,平衡向正反应方向移动,可提高、的转化率,但由于生成物浓度减小,故正反应速率逐渐减小,直到反应到新的平衡,D错误;
故选A。
4.C
【详解】A.由反应机理可知,HCOOH电离出氢离子后,与催化剂结合,放出二氧化碳,然后又结合氢离子转化为氢气,所以化学方程式为,故A正确;
B.若氢离子浓度过低,则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低,反应速率减慢,若氢离子浓度过高,则会抑制甲酸的电离,使甲酸根离子浓度降低,反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢,所以氢离子浓度过高或过低,均导致反应速率减慢,故B正确;
C.由反应机理可知,Ⅱ→Ⅲ过程碳元素化合价升高,因此铁元素化合价降低,Ⅳ→Ⅰ过程氢元素化合价降低,因此铁元素化合价升高,所以Fe在反应过程中化合价发生变化,故C错误;
D.由反应进程可知,反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大,反应速率最慢,对该过程的总反应起决定作用,故D正确;
故选C。
5.C
【详解】A.通过压缩体积,增大压强,活化分子数目不变,分子总数目不变,则活化分子百分数不变,但是因为单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞几率增加,导致化学反应速率增大,A正确;
B.升高温度,分子的能量增加,使某些分子变成活化分子,即活化分子数目增加,分子总数目不变,使得活化分子百分数增大,所以化学反应速率增大,B正确;
C.加入反应物,单位体积分子总数增加,活化分子百分数不变;单位体积内活化分子数目增加,导致单位体积内有效碰撞几率增加,所以化学反应速率增大;C错误;
D.使用催化剂,反应活化能降低,使大部分分子变成了活化分子,有效碰撞几率增加,所以化学反应速率增大,D正确;
故选C。
6.C
【详解】A.由题给数据可知,反应ΔH-TΔS=(—92.2kJ/mol)—298K×(—0.1982kJ/(K·mol) ≈—33.14kJ/mol<0,所以反应能自发进行,,故A错误;
B.该反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,但该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C.由速率公式可知,反应速率与氮气和氢气的浓度成正比关系,与氨气的浓度成反比关系,所以幂指数最大的氢气浓度对反应速率影响最大,故C正确;
D.由速率公式可知,反应速率与氨气的浓度成反比关系,所以反应达到一定转化率时将氨气从混合气中分离出去会增大反应速率,故D错误;
故选C。
7.D
【分析】由实验的实验现象可知,过量的碘化钾溶液与硫酸铁溶液混合时,铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘离子的反应为可逆反应,反应的方程式为2Fe3++2I—2Fe2++I2,反应后的溶液中含有钾离子、硫酸根离子、铁离子、亚铁离子、碘离子和单质碘。
【详解】A.由分析可知,铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘离子的反应为可逆反应,,反应后的溶液中含有铁离子和碘离子,所以由实验①和②不能说明铁离子与碘离子没有发生反应,故A正确;
B.由分析可知,铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘离子的反应为可逆反应,所以由实验③和④说明铁离子与碘离子发生反应,故B正确;
C.由分析可知,溶液混合时,碘化钾溶液过量,溶液中存在铁离子说明该反应为可逆反应,所以由实验①和③说明铁离子与碘离子发生的是可逆反应,故C正确;
D.由分析可知,溶液混合时,碘化钾溶液过量,溶液中存在碘离子不能说明该反应为可逆反应,所以由实验②和④不能说明铁离子与碘离子发生的是可逆反应,故D错误;
故选D。
8.A
【详解】A.根据盖斯定律,反应③可由反应②减反应①所得,ΔH3=ΔH2-ΔH1<0,则ΔH2<ΔH1,A项错误;
B.反应①与反应②均是熵减反应,由ΔH-TΔS<0反应可自发进行可知,反应①与反应②在较低温度能自发进行,B项正确;
C.从平原初到高原,氧气含量减少,反应③正向移动,则人体血液中c(HbO2)降低,C项正确;
D.CO中毒的人体血液中c(HbCO)增大,转到高压氧仓中,反应③平衡逆向移动,D项正确;
答案选A。
9.D
【详解】A.该反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,K增大,故A错误;
B.催化剂对速率的影响是瞬间改变正逆反应速率,对平衡无影响,因此速率不会逐渐增大,故B错误;
C.恒压条件下充入惰性气体,容器体积增大,等同于减压,平衡向气体分子数增大的正向移动,反应物的转化率增大,故C错误;
D.随着氯气的量的增大,总气体的物质的量增大,平衡逆向移动CO的物质的量减小,CO的体积分数减小,故D正确;
故选:D。
10.A
【分析】根据表中数据:①②③,根据盖斯定律,①×2+②-③得;
【详解】A.根据分析,反应放热,升温,平衡逆向移动,K指减小,故A错误;
B.增大压强,平衡正向移动,一氧化碳转化率增大,故B正确;
C.增大CO的物质的量,温度不变,平衡常数不变,故C正确;
D.根据分析,反应放热,升温,平衡逆向移动CO转化率减小,故D正确;
答案选A。
11.B
【详解】A.增加固体或纯液体,则浓度不变,反应速率不变,故A错误;
B.增大压强,活化分子百分数不变,但是单位体积内活化分子数目增大,则反应速率变大,故B正确;
C.加入氯化钠溶液,溶液体积增大,氢离子浓度减小,则反应速率减小,故C错误;
D.铁与浓硫酸反应在铁表面形成一层致密的氧化物保护膜,防止浓硫酸继续和铁反应,所以浓硫酸不能加快反应速率,故D错误;
故选:B。
12.A
【详解】A.充入一定量HCl,HCl与发生反应生成,浓度减小,反应速率减慢,故A错误;
B.降低温度,若增大,说明平衡向放热方向移动,则正反应放热,,故B正确;
C.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,平衡后转化率增大,C正确;
D.以化学计量数比充入反应物时,平衡时产物的体积分数最大,故D正确;
选A。
13.C
【详解】A.由图乙可知,升高温度,的转化率升高,则向正反应方向进行,则正反应为吸热反应,则,故A错误;
B.容器内混合气体密度为,反应前后质量守恒,m不变,只需比较容器体积即可,从A→C→D,三点起始量一样,随着温度升高,由于反应为吸热反应,温度升高有助于反应正向进行,导致转化率增大,现要使三点的转化率一致,所以需要加压,相当于缩小容器体积,即,所以,即图中A、C、D三点处容器内密度大小关系是D>C>A,故B错误;
C.B点未给数据,A、B点温度相同,对应的平衡常数相等,所以根据A点进行计算:
∴,故C正确;
D.容器IV 时,,所以向逆反应方向移动,故D错误;
故选C。
14.A
【分析】温度越高,反应越先达到平衡,依据图(I),压强都为p2时,T1下先达到平衡,则T1>T2,而温度越高,C的体积分数越小,说明升高温度平衡逆向移动,该反应正反应为放热反应;压强越大,越先达到平衡,依据图(I),温度都为T1时,p2下先达到平衡,则p2>p1,而压强越大,C的体积分数越大,说明增大压强,平衡正向移动,该反应正反应为气体分子数减小的反应,1+1>x,即x<2。
【详解】A.由分析可知,x<2,A错误;
B.由分析可知,该反应正反应为放热反应,B正确;
C.由分析可知,温度相同时,压强增大,平衡正向移动,B的转化率增大,则图(II)中,,Y轴可表示B的转化率,C正确;
D.由分析可知,该反应为气体分子数减小的反应,依据质量守恒定律,气体质量一直不变,则温度相同时,压强增大,平衡正向移动,混合气体的平均相对分子质量增大,则图(II)中,,Y轴可表示混合气体的平均相对分子质量,D正确;
答案选A。
15. 3X+Y 2Z 0.05mol·L-1·min-1 增大 不变 5:3 CEF
【详解】(1)据图可知X、Y的物质的量减小为反应物,Z的物质的量增加为生成物,且最终X、Y、Z共存,所以为可逆反应,相同时间内Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=0.3mol:0.1mol:0.2mol,所以X、Y、Z的系数比为3:1:2,化学方程式为3X+Y 2Z;
(2)从开始至2分钟,Δn(Z)=0.2mol,容器体积为2L,所以v(Z)== 0.05mol·L-1·min-1;
(3)该反应为气体系数之和减小的反应,正向进行时气体的物质的量之和减小,但总质量不变,所以平均相对分子质量比起始时增大;气体总质量不变,容器恒容,即气体体积不变,所以混合气体的密度不变;
(4)当n(X)=n(Y)=n(Z)时,设此时Δn(Y)=x,则Δn(X)=3x,Δn(Z)=2x,则有a-3x=2x、b-x=2x,所以a=5x,b=3x,原混合气体中a:b=5:3;
(5)A.恒压充入He,则容器体积变大,各物质的浓度减小,反应速率减慢,A不符合题意;
B.恒容时充入He,容器体积不变,各物质的浓度不变,反应速率不变,B不符合题意;
C.恒容时充入X,反应物的浓度增大,反应速率加快,C符合题意;
D.及时分离出Z,Z的浓度减小,平衡正向移动,X、Y的浓度减小,所以反应速率减慢,D不符合题意;
E.升高温度活化分子百分数增大,反应速率加快,E符合题意;
F.选择高效的催化剂降低反应的活化能,反应速率加快,F符合题意;
综上所述答案为CEF。
16. C A D B
【详解】
(1)对于一个化学平衡体系,加催化剂,可同等程度增大正、逆反应速率,但化学平衡不发生移动,则图象是C,答案为:C;
(2)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,升高温度,正、逆反应速率都加快,但由于平衡逆向移动,所以逆反应速率大于正反应速率,从而得出对反应速率影响的图象是A,答案为:A;
(3)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,增大反应容器体积,相当于减小压强,正、逆反应速率都减小,平衡向气体分子增大的方向,即逆反应方向移动,则逆反应速率比正反应速率大,所以对反应速率影响的图象是D,答案为:D;
(4)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,增大O2的浓度,平衡向正反应方向移动,则正、逆反应速率都比原平衡时大,且正反应速率大于逆反应速率,所以对反应速率影响的图象是B,答案为:B。
17.(1) 检查装置的气密性 计时器
(2)生成的二氧化硫溶解在反应后的溶液中,测得的体积小于实际生成的体积,故速率偏小
(3) Na2S2O3溶液浓度 20 9 控制硫酸的起始浓度相同
(4)实验III观察到出现浑浊的时间更短
【详解】(1)气体制备或性质探究实验,本实验是探究化学反应速率的影响因素,需保证气密性良好,否则会影响实验结果,反应速率的计算公v=,测反应速率是在一定时间段内,故还需要秒表,故答案为:检查装置的气密性;秒表(或计时器)。
(2)该反应是在水溶液中进行,SO2易溶于水,生成的SO2部分溶在水中,故答案为:生成的二氧化硫溶解在反应后的溶液中,测得的体积小于实际生成的体积,故速率偏小;
(3)该实验室是探究外界条件对Na2S2O3溶液和H2SO4溶液的反应速率的影响,从表格中可以看出Na2S2O3溶液用量增加,应该是改变Na2S2O3溶液的浓度,实验I、II硫酸用量不变,所以控制总体积不变,是保证硫酸浓度不变,另外还需要控制温度不变;故答案为:Na2S2O3溶液的浓度;20;9;控制硫酸的起始浓度相同;
(4)探究实验II、III改变的是温度条件,其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率增大,因为反应中有S沉淀生成,故可以测定溶液变浑浊的快慢,故答案为:实验III比实验II变浑浊所需时间更短。
18.(1)2A2B+C
(2)0.1 mol/(L·min)
(3)逆反应
(4)0.225
【分析】(1)
由图可知,反应物为A,生成物为B、C,该反应为可逆反应,反应中A、B、C的浓度变化量为(0.4—0.2) mol/L:(0.3—0.1)mol/L:(0.1—0)mol/L =2:2:1,由浓度的变化量之比等于化学计量数之比可知,反应的化学方程式为2A2B+C,故答案为:2A2B+C;
(2)
由图可知,前2 min A的分解速率为=0.1mol/(L·min),故答案为:0.1mol/(L·min);
(3)
由图可知,反应的化学方程式为2A2B+C,该反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,故答案为:逆反应;
(4)
由图可知,该反应的平衡常数K==0.225,故答案为:0.225。
19.(1) EF EF
(2)AC
(3)改用较大块的碳酸钙固体,或用不与盐酸反应的物质把碳酸钙部分覆盖
【详解】(1)反应速率越快,则斜率越大,所以EF段反应速率最快。根据纵坐标可知,EF段收集的气体也是最多的;
(2)要使反应速率降低,则可以通过降低盐酸的浓度、或降低温度,或使用较大块的碳酸钙固体等来实现,AC均是相当于稀释盐酸,反应速率降低,B不影响,D反应速率增大,选AC;
(3)改用较大块的碳酸钙固体,或用不与盐酸反应的物质把碳酸钙部分覆盖来降低化学反应速率。
20.(1) -90 0.5
(2) 0.12mol (L min) 1 > 正向 不变
(3)
【解析】(1)
将第二个方程式加上第一个方程式得到第三个方程式,则反应-90;则平衡常数相乘,K1 K2=K3,得到K3=0.5;故答案为:-90;0.5。
(2)
(ⅰ)该时间段内甲醇改变量为0.4 mol L 1,则氢气的改变量为1.2 mol L 1,氢气反应速率;故答案为:0.12mol (L min) 1。
(ⅱ)此时浓度商,此时正逆反应速率的大小υ正>υ逆。
(ⅲ)反应达到平衡后,保持其他条件不变,只把容器的体积缩小一半,平衡向体积减小的方向移动即平衡正向移动,该反应的平衡常数不变,平衡常数只与温度有关;故答案为:正向;不变。
(3)
从通入原料气开始,随温度不断升高,甲醇物质的量不断增大,当达到平衡后,温度升高,平衡逆向移动,甲醇的量又逐渐减小,其变化的曲线示意图;故答案为:。
21. c(NH3)2/c(N2)·c (H2)3 增大 向正反应方向 不变 BE C > 66.7%
【详解】分析:(1)化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;该反应的正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,但平衡常数只与温度有关;该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的反应,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;温度不变,平衡常数不变;(2)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量不变,注意该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应,增大压强平衡正向移动;(3)根据外界条件对化学反应速率的影响分析,增大浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂等可以加快反应速率,结合平衡移动原理分析解答;
详解:(1)化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,所以该反应的平衡常数K=;该反应的正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,则化学平衡常数增大;该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的反应,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,向正反应方向移动;温度不变,平衡常数不变,所以该反应平衡常数不变;(2)A.该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应,反应在容积可变的容器中进行则为恒压条件,则容器中气体压强始终不变,不能说明反应达到平衡状态,选项A错误;B.该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应,混合气体总分子数不随时间变化而变化则各物质的量恒定反应达到平衡状态,选项B正确;C.混合气体均为无色,反应过程气体颜色始终不变,不能说明反应达到平衡状态,选项C错误;D.N2、H2分子数之比1∶3的状态不一定满足正逆反应速率相等,选项D错误;E.密度是气体的质量和容器体积的比值,反应前后气体质量不变和容器体积变化,当体积不变时密度不变,说明反应已达到平衡状态,选项E正确。答案选BE;(3)A.降低温度平衡向正反应方向移动,但反应速率减慢,选项A不符合;B.使用催化剂,加快反应速率,但不影响平衡移动,选项B不符合;B.减小容器的体积相当于增大压强平衡向正反应方向移动,反应速率加快,选项C符合;D.再通入和原来相等量的 N2 和 H2,恒压条件下浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,选项D不符合;答案选C;(4)刚开始的时候,两个容器是相同的,所以压强相等,A恒容,随着反应的进行压强减小(因为气体的物质的量在减小),B恒压,压强一直不变,所以达到平衡时的压强B>A。因为增大压强,平衡向正反应方向移动,所以B中的平衡态更向右,氢气的物质的量更小,答案为x>y;(5)利用用三段式可知,设N2的平衡转化率为a,
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始量(mol) 0.6 1.6 0
转化率(mol) 0.6 a 1.8a 1.2a
平衡量(mol) 0.6-0.6a 1.6-1.8a 1.2a
所以有=,解得a=66.7%,N2的平衡转化率为66.7%。
22. 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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