2.1 化学反应速率 同步训练(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1

文档属性

名称 2.1 化学反应速率 同步训练(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1
格式 docx
文件大小 351.4KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-20 21:22:37

图片预览

文档简介

2.1 化学反应速率 同步训练
一、单选题
1.某同学在试管中做铁钉与稀硫酸反应的实验,发现反应速率较慢,下列措施:①给试管加热 ②加入铁粉 ③加入冰块 ④加入少量醋酸钠晶体 ⑤将稀硫酸换为浓硫酸,能加快反应速率的是(  )
A.①② B.①②⑤ C.③④ D.①④⑤
2.C+CO2 2CO △H 1>0,反应速率v1 ,N2+3H2 2NH3 △H 2<0,反应速率v2 。若升高温度,v1和v2的变化是(  )
A.同时增大 B.同时减少
C.v1增大,v2减少 D.v1减少,v2增大
3.将20 mL 0.5 mol·L-1盐酸与一块状大理石反应,下列措施不能提高化学反应速率的是(  )
A.加入10 mL 3 mol·L-1盐酸 B.给反应混合物加热
C.将所用的大理石研磨成粉末 D.加入10 mL蒸馏水
4.对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),能增大正反应速率的措施是(  )
A.通入大量O2 B.增大容器容积
C.移去部分SO3 D.降低体系温度
5.对于反应:2A(g)+B(g)2C(g),保持其他条件不变,只改变下列一个反应条件,不能使生成C的反应速率加快的是
A.增大反应物的浓度 B.增大压强
C.升高温度 D.扩大容器体积
6.反应 经历两步:① ;② 。反应体系中 、 、 的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(  )
A.a为 随t的变化曲线
B. 时,
C. 时, 的消耗速率大于生成速率
D. 后,
7.已知 。下列说法错误的是(  )
A.将0.3molZ置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于0.3mol
B.达到化学平衡状态时,反应吸收的总热量可达akJ
C.升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率也增大
D.将0.3molZ置于容器中充分反应气体平均摩尔质量不再改变时,达到化学平衡状态
8.反应4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)开始进行时,CO的浓度为4 mol·L-1,N2的浓度为0,2 min后测得N2的浓度为0.6 mol·L-1,则此段时间内,下列反应速率表示正确的是(  )
A.v(CO)=1.2 mol·L-1·s-1 B.v(NO2)=0.3 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.6 mol·L-1·min-1 D.v(CO2)=1.2 mol·L-1·min-1
9.在下列过程中,需要加快化学反应速率的是(  )
A.炼钢 B.钢铁腐蚀 C.食物腐败 D.塑料老化
10.下列关于化学反应速率的说法正确的是(  )
①有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子数目,从而使反应速率增大。
②其他条件不变,温度越高,化学反应速率越快。
③6mol·L﹣1·s﹣1的反应速率一定比3.5mol·L﹣1·s﹣1的反应速率大。
④升高温度能增大反应物分子中活化分子的百分数。
⑤恒温时,增大压强,化学反应速率一定加快。
⑥增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使单位时间有效碰撞次数增多。
A.①②⑤ B.②④ C.②⑤ D.③ ⑥
11.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。下列说法错误的是(  )
A.盐酸的浓度越大,腐蚀速率越快
B.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时,腐蚀速率最小
C.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
D.对比盐酸和硫酸两条曲线,可知Cl-也会影响碳素钢的腐蚀速率
12.足量块状铁与 100 mL 0.01 mol/L 的稀硫酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而 不改变 H2的产量,可以使用如下方法中的(  )
①加 NaCl 溶液 ②加 NaOH 固体 ③加 CH3COONa 固体 ④升高温度 ⑤将块状铁改为铁粉 ⑥将稀硫酸改用 98%的浓硫酸
A.①②③ B.③④⑥ C.④⑤ D.④
13.已知A转化为C和D分步进行:①A(g) B(g)+2D(g)②B(g) C(g)+D(g),其反应过程能量如图所示,下列说法正确的是(  )
A.1molA(g)的能量低于1molB(g)的能量
B.B(g) C(g)+D(g) ΔH=Ea4-Ea3
C.断裂1molA(g)化学键吸收的热量小于形成1molC(g)和3molD(g)化学键所放出的热量
D.反应过程中,由于Ea314.在不同条件下,分别测得反应2SO2+O2 2SO3的化学反应速率,其中表示该反应进行得最快的是(  )
A.v(SO2)=4mol·L-1·min-1 B.v(O2)=3mol·L-1·min-1
C.v(SO3)=0.1mol·L-1·s-1 D.v(O2)=0.1mol·L-1·s-1
15.高温下,炽热的铁与水蒸气在一个体积可变的密闭容器中进行反应:3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(  )
A.增加H2的量
B.升高温度
C.压强不变,充入氮气使容器体积增大
D.增加铁的质量
16.已知分解反应2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)的速率方程式v = k·cm(N2O5),k是与温度有关的常数,实验测定340K时的有关数据及根据相关数据做出的图像如下:
依据图表中的有关信息,判断下列有关叙述中错误的是(  )
A.340K时,速率方程式中的m = 1
B.340K时,速率方程式中的k = 0.350 min-1
C.340K时,c(N2O5)= 0.100 mol·l-1时,v = 0.035 mol·l-1 ·min-1
D.340K时,压强增大一倍,逆反应速率不变,正反应速率是原来的2倍
二、综合题
17.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L min).求:
(1)此时A的浓度c(A)=   mol/L,反应开始前容器中的A,B的物质的量:n(A)=n(B)=   mol;
(2)B的平均反应速率v(B)=   mol/(L min);
(3)x的值为   .
18.反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图所示:
(1)该反应为   (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是___(填字母)。
A.将铁片改为铁粉
B.改稀硫酸为98%的浓硫酸
C.升高温度
(3)若将上述反应设计成原电池,装置如图,B电极有气泡产生,则B为   (填“正”或“负”)极,其电极反应式为   。
19.某温度下CO2加氢制甲醇的的总反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),该反应为放热反应,在固定容积为2.0 L的密闭容器中充入0.8 mol的CO2和2.4 mol的H2,测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图。
请回答:
(1)对于该反应,反应物的化学键断裂要吸收的能量   (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的化学键形成要放出的能量。
(2)下列措施能加快反应速率的是____(填序号,下同)。
A.往容器中充入N2 B.往容器充入H2 C.及时分离出CH3OH
D.减小容器体积 E.选择高效的催化剂
(3)2 min内CH3OH的反应速率为   ,2 min末时v正   v逆(填“<”“>”或“=”)。
(4)恒温恒容条件下,能说明反应已达平衡状态的是____。
A.CO2(g)体积分数保持不变
B.容器中气体压强保持不变
C.容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为1∶1
D.混合气体的密度保持不变
E.H2的生成速率是H2O生成速率的3倍
(5)该反应平衡时CO2的转化率为   。
(6)甲醇是优质的清洁燃料,可制作碱性甲醇燃料电池,其工作原理如图所示,其总反应式为:2CH3OH+3O2+4OH =2+6H2O,则电极A的反应式为   。
20.研究化学反应及其规律是化学学习的重要内容。请填写下列空白:
(1)一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于   。已知在25℃、1.013×105Pa下,1mol CH4充分燃烧(C转化为CO2气体,H转化为液态水) 放出的热量为890kJ;使1 kg水的温度升高1℃需热量4.18kJ。则1m3 (标准状况) 甲烷在25℃、1.013×105Pa条件下充分燃烧(生成CO2气体和液态水),释放出的热能是   kJ;若用1m3 (标准状况) 甲烷在25℃、1.013×105Pa 条件下充分燃烧所释放的热能加热温度为25℃的水, 若热量损失为20%,可使约   kg水沸腾。
(2)现有甲、乙、丙、丁四种金属片,①把甲、乙用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中, 甲上有气泡产生;②把丙、丁用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,丁发生还原反应;③把甲、丙用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,电子流动方向为甲→导线→丙。则在①中, 金属片   填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”,下同)发生氧化反应;在②中,金属片   作负极;如果把乙、丁用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液, 则金属片   上有气泡产生;上述四种金属的活动性顺序是   。
(3)某反应的反应物浓度在10min内由10mol/L变成5mol/L,则以该反应物浓度的变化表示的平均反应速率为   mol/(L·min);升高温度时,化学反应速率将   (填“增大”、“减小”或“不变”);在一定条件下,当可逆反应的正反应速率   (填“大于”、“小于”或“等于”)逆反应速率时,该反应就达到了化学平衡状态。
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】A
【解析】【解答】①给试管加热,温度升高,化学反应速率加快;
②加入铁粉,固体的接触面积增大,化学反应速率加快;
③加入冰块导致温度降低,化学反应速率降低;
④加入少量醋酸钠晶体,发生反应H++CH3COO-=CH3COOH,氢离子浓度降低,化学反应速率减慢;
⑤将稀硫酸换为浓硫酸,铁在浓硫酸发生钝化,不会产生氢气。
故答案为:A。
【分析】 升高温度和加大反应物的浓度可以加快反应速率,此外对于固体反应物,增大反应物的接触面积也可以加快反应速率。
2.【答案】A
【解析】【解答】无论是放热反应还是吸热反应,升高温度,化学反应速率加快;故应该是同时增大,A符合题意;
故答案为:A
【分析】结合温度对反应速率的影响分析;
3.【答案】D
【解析】【解答】 增大浓度、加热、增大固体的表面积都会增大反应速率,加水稀释会降低反应速率。
故答案为:D
【分析】根据温度、浓度和表面积对化学反应速率的影响进行判断即可。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.通入大量的O2,则c(O2)增大,正反应速率增大,A符合题意;
B.增大容器容积,则反应物的浓度减小,正反应速率减小,B不符合题意;
C.移去部分SO3,生成物浓度减小,反应物浓度不变,正反应速率不变,C不符合题意;
D.降低体系温度,正逆反应速率减小,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响分析。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.增大反应物的浓度,使得单位体积内的活化分子数增加,有效碰撞几率变大,使得生成C的反应速率加快,A不符合题意;
B.增大压强,单位体积内的活化分子数也会增加,生成C的反应速率加快,B不符合题意;
C.升高温度,使得活化分子百分数增加,速率加快,C不符合题意;
D.扩大容器体积,各组分的浓度减小,化学反应速率减小,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】增大化学反应速率的方法:升高温度,增大反应物的浓度,加入催化剂,增大接触面积,气体的反应压缩体积。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.X是唯一的反应物,随着反应的发生,其浓度不断减小,因此,由图可知, 为 随 的变化曲线,A不符合题意;
B.由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于 时刻,因此, 时 ,B不符合题意;
C.由图中信息可知, 时刻以后,Y的浓度仍在不断减小,说明 时刻反应两步仍在向正反应方向发生,而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率,即 时 的消耗速率大于生成速率,C不符合题意;
D.由图可知, 时刻反应①完成,X完全转化为Y,若无反应②发生,则 ,由于反应② 的发生, 时刻Y浓度的变化量为 ,变化量之比等于化学计量数之比,所以Z的浓度的变化量为 ,这种关系在 后仍成立, 因此,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A、a曲线表示物质的量浓度逐渐减小,应为反应物;
B、t1时,X、Y、Z三种物质的物质的量浓度相等;
C、t2时,Y的浓度逐渐减小;
D、根据图示物质的量浓度的变化进行计算;
7.【答案】D
【解析】【解答】A.0.3molZ若完全分解,则生成0.3mol气体,但可逆反应的反应物不会完全转化为产物,则将0.3molZ置于容器中充分反应,生成气体的物质的量一定小于0.3mol,故A不符合题意;
B.达到化学平衡状态时,当有3molZ完全分解,则反应吸收的总热量可达akJ,故B不符合题意;
C.升高温度,正反应速率和逆反应速率均增大,故C不符合题意;
D.由于该反应的反应物为固体,设任意时刻,反应生成amolX,2amolY,则混合气体的平均摩尔质量为 ,始终为一定值,无论反应是否达到平衡状态,气体平均摩尔质量均不变,所以平均摩尔质量不再改变时,不能判断反应是否达到化学平衡状态,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】A.可逆反应中,反应物的转化率小于百分之百;
B. 弄清该热化学方程式的含义,再做判断;
C.温度升高正逆反应速率同时增大,但是增大的程度不同;
D.该反应是一个固体分解产生气体的反应,气体平均摩尔质量始终不变。
8.【答案】D
【解析】【解答】2min后测得N2的浓度为0.6mol/L,则v(N2)= =0.3mol/(L min),由速率之比等于化学计量数之比可知,v(CO)=0.3mol/(L min)×4=1.2 mol/(L min),v(NO2)=0.3 mol/(L min)×2=0.6 mol/(L min),v(CO2)=0.3mol/(L min)×4=1.2 mol/(L min),
故答案为:D。
【分析】首先根据反应速率的定义计算氮气的反应速率,然后结合反应速率之比等于化学计量数之比计算其他物质表示的反应速率即可。
9.【答案】A
【解析】【解答】解:选项中只有A工业炼钢为有利于人类发展的反应,需要加快反应速率,而B、C、D均需要减慢反应速率,
故选A.
【分析】为提高生产效益或促进人类发展的反应,需要加快反应速率,而材料的腐蚀、老化、食物腐烂等需要减慢反应速率,以此来解答.
10.【答案】B
【解析】【解答】①.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),活化分子的数目和百分数都不变,但可增加单位体积内活化分子数目,有效碰撞的次数增多,从而使反应速率增大,故①不符合题意;
②.其他条件不变,升高温度,可使更多的普通分子转化为活化分子,有效碰撞的次数增多,化学反应速率增大,故②符合题意;
③.用同种物质表示同一个化学反应的反应速率时适用,对于不同的化学反应或用不同物质表示反应速率时,6mol·L﹣1·s﹣1的反应速率不一定比3.5mol·L﹣1·s﹣1的反应速率大,故③不符合题意;
④.升高温度,可使更多的普通分子变成活化分子,能增大反应物分子中活化分子的百分数,故④符合题意;
⑤.恒温时,对于有气体参加的可逆反应,若在容器体积不变的情况下充入惰性气体,压强增大,但各物质的浓度不变,化学反应速率也不变,故⑤不符合题意;
⑥.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的数目,但不能增大活化分子的百分数,故⑥不符合题意,正确的是②④,
故答案为:B。
【分析】①增大压强单位体积内活化分子数目增加,反应速率加快;
②④ 其他条件不变,升高温度可增大反应物分子中活化分子的百分数,加快反应速率;
③ 同一反应用不同的物质表示速率不同;
⑤ 压强对化学反应速率的影响可考虑为浓度的影响;
⑥ 增大反应物浓度不能增大活化分子的百分数,据此分析。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.由酸的浓度对腐蚀速率的影响图可知,盐酸的浓度越大,腐蚀速率越快,A不符合题意;
B.由图可知,曲线的最低点腐蚀速率最小,则钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时,腐蚀速率最小,B不符合题意;
C.浓硫酸有强氧化性,能使金属表面形成致密的氧化膜保护层,则硫酸浓度较大时不能说明速率与氢离子的关系,C符合题意;
D.碳素钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异,可知Cl-有利于碳素钢的腐蚀,SO42-不利于碳素钢的腐蚀,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据图像曲线变化趋势分析;
B.当二者浓度相等时,腐蚀速率最小;
C.浓硫酸具有强氧化性,常温下能使铁钝化;
D.对比盐酸和硫酸对碳素钢的腐蚀速率分析;
12.【答案】C
【解析】【解答】①加入NaCl溶液,对溶液起到稀释作用,溶液中c(H+)减小,反应速率减小,①不符合题意;
②加入NaOH固体,OH-能与H+反应,使得溶液中n(H+)减小,反应生成H2的量减小,②不符合题意;
③加入CH3COONa固体,CH3COO-能与H+反应产生CH3COOH,CH3COOH是一种弱酸,溶液中c(H+)减小,反应速率减小,但反应生成n(H2)不变,③符合题意;
④升高温度,反应速率加快,且不影响溶液中n(H+),反应生成n(H2)不变,④符合题意;
⑤将块状铁改为铁粉,则接触面积增大,反应速率加快,对反应生成n(H2)无影响,⑤符合题意;
⑥将稀硫酸改为98%的浓硫酸,由于浓硫酸具有氧化性,与Fe反应不生成H2,⑥不符合题意;
综上,能加快反应速率但不影响生成H2的有④⑤,C符合题意;
故答案为:C
【分析】足量的块状铁与100mL、0.1mol·L-1的稀硫酸反应,产生H2的量由H2SO4的量决定。因此要提高反应速率而不影响H2的产量,则改变的条件不能与使溶液中n(H+)减小。
13.【答案】D
【解析】【解答】A. 不能比较1molA(g)的能量和1molB(g)的能量大小,A不符合题意;
B. 从图中反应前后能量变化可知,反应物总能量低于生成物总能量,B(g) C(g)+D(g)为吸热反应,ΔH>0,故ΔH=Ea3-Ea4,B不符合题意;
C. 从图中可知,A转化为C和D为吸热反应,断裂1molA(g)化学键吸收的热量应大于形成1molC(g)和3molD(g)化学键所放出的热量,C不符合题意;
D. 从反应过程的图像中可知, Ea3故答案为:D。
【分析】A.从图中可知1molA(g)的能量低于1molB(g)和2molD(g)的总能量
B.根据焓变=生成物的能量-反应物的能量即可计算
C.根据焓变-生成物的能量-反应物的能量=反应物的键能-生成物的键能,而生成物的能量高于反应物的能量,因此反应物的键能高于生成物的键能
D.活化能越高,速率越慢
14.【答案】D
【解析】【解答】同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,所以比较反应速率快慢时,应该根据速率之比是相应的化学计量数之比先换算成用同一种物质表示,然后才能直接比较速率数值,所以如果都要氧气表示反应速率,则分别是[mol/(L·min)]0.033、0.05、3、6,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据化学反应速率和化学计量数成正比,各物质的反应速率和计量数的比值,比值越大,反应速率越大,注意必须单位一致。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.由于容器的体积可变,增加H2的量,容器的体积增大,逆反应速率加快,正反应速率减慢,A不符合题意;
B.升高温度,化学反应速率加快,B不符合题意;
C.压强不变,充入氮气使容器体积增大,气体物质的浓度减小,化学反应速率减慢,C不符合题意;
D.Fe呈固态,增加铁的质量,对化学反应速率几乎无影响,D符合题意;
故答案为:D
【分析】化学平衡的移动是指可逆反应达到平衡后,由于反应条件(浓度、温度、压强、催化剂等)的改变,导致平衡条件改变,在新的条件下达到新的平衡。
A、增加H2,H2浓度增大,反应向逆反应方向进行,逆反应速率加快;
B、升高温度,正逆反应速率均增大;
C、压强不变,充入氮气,各气体的浓度减小,化学反应速率减小;
D、增加固体的质量不能改变可逆反应的速率,固体的体积可以忽略;
16.【答案】D
【解析】【解答】依据图表中的信息可知,在340K,反应开始时,v = k·0.16m=0.056;第2min, v = k·0.08m=0.028,所以 ,所以m=1,k= ,当c(N2O5)= 0.100 mol·l-1时,代入公式得v = 0.035 mol·l-1 ·min-1。若压强增大一倍,反应混合物中各组分的浓度均增大,所以正反应速率和逆反应速率都要增大。综上所述,只有D符合题意。
故答案为:D.
【分析】A、根据图表信息,以及速率方程式v = k·cm(N2O5),选取0、1min对应的数据,列式解答;
C、公式化简得;v = 0.350min-1·c(N2O5),代入数据即可解答;
D、根据方程式的计量数确定反应进行时体积数的变化情况,再根据勒夏特列原理,确定平衡的移动方向以及速率的变化情况;根据题意,增大压强,体积减小,各组分浓度变大,速率变大;平衡向逆反应移动;
17.【答案】(1)0.75;3
(2)0.05
(3)2
【解析】【解答】解:(1)5min后,n(D)=0.5mol/L×2L═1mol,
根据3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),生成1molD要消耗1.5molA和0.5molB,
设初始时A、B的物质的量均为n,则(n﹣1.5):(n﹣0.5)═3:5,即n=3.
c(A)═ ═0.75mol/L.故答案为:0.75;3; (2)v(B)═ ═0.05mol/(L min),故答案为:0.05;(3)n(C)═0.1mol/(L min)×5min×2L═1mol,
n(D)=0.5mol/L×2L═1mol,
根据3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),n(C):n(D)═1:1,
因为生成C和D的物质的量之比等化学计量数之比,所以n═2,故答案为:2.
【分析】(1)根据化学方程和物质的量浓度的计算式思考;(2)根据评价反应速率公式计算;(3)根据化学方程式计算.
18.【答案】(1)放热
(2)A;C
(3)正;2H++2e-=H2↑
【解析】【解答】(1)由图:反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应;
(2)A. 将铁片改为铁粉,增大反应物接触面积,化学反应速率加快,故A正确; B.
将稀硫酸改为浓硫酸,浓硫酸和铁发生钝化现象而阻止进一步反应,所以化学反应速率减慢,故B不正确;C. 升高温度,化学反应速率加快,故C正确;
故答案为:AC;
(3)Cu、Fe和稀硫酸构成原电池,易失电子的金属Fe作负极,负极上电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;另一种金属Cu作正极;Cu电极上氢离子得电子生成氢气,所以看到的现象是有无色气体生成,电极反应式为2H++2e-═H2↑,电子由负极Fe流向正极Cu。
【分析】原电池中,还原剂在负极失去电子发生氧化反应,电子从负极流出,电子沿着导线流向正极,正极上氧化剂得到电子发生还原反应,内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极,燃料电池中,通入燃料的一极为负极,通入助燃物的一极为正极,据此分析回答;
19.【答案】(1)小于
(2)B;D;E
(3)0.1 mol/(L·min);>
(4)A;B;E
(5)75%
(6)CH3OH-6e +8OH =+6H2O
【解析】【解答】 (1)反应物断键吸收的能量小于生成物形成键放出的能量时反应为放热。答案为小于;
(2)A.容器中充入N2不改变反应体系各物质的浓度反应速率不变,A项不符合题意;
B.充入H2,反应物浓度增大速率加快,B项符合题意;
C.分离出CH3OH降低产物的浓度,反应速率减慢,C项不符合题意;
D.减小容器体积,反应体系各物质浓度增大反应速率加快,D项符合题意;
E.催化剂能加快反应速率,E项符合题意;
故选BDE。
(3)从图看CH3OH物质的量由0增加到0.4mol即△n=4mol,v=△nV△t=4mol2min×2.0L=1mol/(L min)。2min末反应正向进行即v正>v逆。答案为1mol/(L min);>;
(4)A.随着反应进行CO2减少,其体积分数减小,平衡时CO2体积分数不变可判断平衡,A项符合题意;
B.随着反应进行,体系中气体减少,恒容下压强降低,平衡时压强不变可判断平衡,B项符合题意;
C.反应中CH3OH和水物质的量1:1 产生,两者浓度之比为1:1,无法判断平衡,C项不符合题意;
D.气体质量守恒,恒容所以反应中密度一直不发变化,密度不变无法判断平衡,D项不符合题意;
E.v正=v逆反应平衡,生成H2为逆向反应而生成H2O为正向且两者速率之比符合系数之比,该特征可判断平衡,E项符合题意;
故选ABE。
(5)反应达平衡,CO2由0.8mol降低至0.2mol,变化量为0.6mol,转化率=变化量起始量×100%=0.6mol0.8mol×100%=75%。答案为75%;
(6)a极CH3OH变为CO2发生氧化反应为原电池的负极,而b极O2变为H2O发生还原反应为正极。答案为负;
(7)A极CH3OH变为CO2发生氧化反应,则电极A的反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+。答案为:A极CH3OH变为CO2发生氧化反应。
【分析】(1)根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量;
(2)依据影响反应速率的因素分析;
(3)利用v=Δc/Δt计算;依据图像分析;
(4)依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断;
(5)反应达平衡,CO2由0.8mol降低至0.2mol,变化量为0.6mol,。答案为75%;
(6)原电池失电子发生氧化反应。
20.【答案】(1)反应物总能量与生成物总能量的相对大小;3.97 ×104;101
(2)乙;丙;丁;乙>甲>丙>丁
(3)0.5;增大;等于
【解析】【解答】(1)一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,若为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,若为吸热反应,应物总能量低于生成物总能量;标准状况下,1m3甲烷的物质的量 ,由1molCH4充分燃烧放出的热量为890kJ,则1m3甲烷在25℃,一个标压下充分燃烧,可以放出的热能是44.64×890kJ=39729.6≈3.97 ×104kJ,设水的质量为x,则由Q=cm△T可知,4.2×x×(100-25)=39729.6kJ×(1-20%),解得x=101kg,故答案为:反应物总能量与生成物总能量的相对大小;3.97 ×104;101;
(2)把甲、乙用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,甲上有气泡产生,所以甲是正极,乙是负极,该极上发生氧化反应;把丙、丁用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,丁发生还原反应,所以丁是正极,丙是负极;根据①可知金属活泼性顺序为乙>甲,根据②可知金属活泼性顺序为丙>丁,根据③可知金属活泼性顺序为甲>丙,所以金属活泼性顺序是在原电池中,乙>甲>丙>丁,如果把乙、丁用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液,则丁为正极,该电极上有气泡产生;根据①可知金属活泼性顺序为乙>甲,根据②可知金属活泼性顺序为丙>丁,根据③可知金属活泼性顺序为甲>丙,所以金属活泼性顺序是在原电池中,乙>甲>丙>丁,故答案为:乙;丙;丁;乙>甲>丙>丁;
(3) ,升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大,达到化学平衡时,正逆反应速率相等,故答案为:0.5;增大;等于。
【分析】(1)用 反应物总能量与生成物总能量的相对大小来判断反应热;用 来计算1m3甲烷燃烧放出的热量,再利用能量守恒来列等式Q=cm△T计算水的质量;
(2)较活泼的金属作为原电池的负极;
(3)求算反应速率 ,升温活化分子百分数增大,反应速率增大,当正逆反应速率相等时,反应达到平衡状态。
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。