第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题
一、选择题
1.在一定条件下恒容密闭容器中反应达到平衡后,能使Z的浓度增大的措施是
A.降温 B.使用催化剂 C.升温 D.减少X的浓度
2.一定温度下,有两个体积均为2L的恒容密闭容器Ⅰ和Ⅱ,向Ⅰ中充入1mol CO和2mol,向Ⅱ中充入2mol CO和4mol,均发生下列反应并建立平衡:。测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.L、M两点容器内正反应速率:
C.曲线①表示容器Ⅱ的变化过程
D.N点对应温度下该反应的平衡常数
3.研究化学反应中的能量变化具有重要意义。下列说法正确的是
A.已知: 500° C、30MPa 下,N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH= 92.4 kJ mol 1将0.5mol N2和1.5mo1 H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热小于46.2kJ
B.汽车尾气净化器中的反应为2NO(g) +2CO(g) =N2(g) +2CO2(g) ,该反应在一定条件 下能自发进行,说明该反应的 ΔH>0
C.已知反应2NO2(g) N2O4(g) ΔH <0,升高温度,υ逆增大,υ正减小,平衡逆向移动
D.C2H5OH(1) 的燃烧热的热化学方程式为2C2H5OH(1) +6O2(g) =4CO2(g) +6H2O(g) ΔH= 1367.0 kJ mol 1
4.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.氯水应密封保存,放置低温处
B.在溶液中加入铁粉防止其氧化变质
C.酯和热NaOH溶液混合,一段时间后酯层消失
D.实验室用排饱和食盐水法收集氯气
5.在容积不变的密闭容器中进行反应: ,其平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.上述反应为吸热反应 B.a点处
C.c点处 D.a、b、c三点中,只有b点处反应达到平衡状态
6.Ni活化C2H6反应历程如下图所示:
下列说法正确的是
A.决速步骤反应的活化能为
B.反应历程中存在非极性键和极性键的断裂与形成
C.上述活化反应属于吸热反应
D.三种中间体的稳定性:中间体中间体中间体3
7.在2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的数据是
A.v(A) =0.05mol/(L s) B.v(B)=0.03mol/(L s)
C.v(C) =3.6mol/(L min) D.v(D) =0.08mol/(L s)
8.下列实验操作或实验仪器使用错误的是
A.图甲可用于定量测定化学反应速率
B.图乙蒸发溶液制备无水
C.图丙所示滴定管液面读数为11.80mL
D.图丁装置可以电解精炼铝
9.已知某反应aX(g)+bY(g)2Z(g),按起始浓度c(X)=3.0mol/L,c(Y)=1.0mol/L投料进行反应,2s末测得c(X)=1.8mol/L,c(Y)=0.6mol/L,c(Z)=0.8mol/L,据此可推算出上述化学方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数之比是
A.3:1:2 B.3:2:1 C.2:1:3 D.9:3:4
10.密闭容器中发生如下反应:xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡后测得A的浓度为0.20 mol·L-1,恒温下减小压强使容器容积扩大为原来的2倍,再次平衡时,测得A的浓度为0.15 mol·L-1,下列说法不正确的是
A.B的转化率提高 B.C的体积分数降低 C.x+y >z D.平衡逆向移动
11.已知: Ag+ +NH3 [Ag(NH3)]+ K1=103.32
[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+ K2
Ag+、[Ag(NH3)]+、 [Ag(NH3)2]+ 的分布分数δ与lgc(NH3 )关系如下图所示,下列说法正确的是例如:分布分数δ(Ag+)=}
A.曲线c代表[Ag(NH3)2]+
B.K2=10-3.61
C.[Ag(NH3)2]+Ag++ 2NH3平衡常数K' =10-7.22
D.当c(NH3 )<0.01 mol/L时,c [Ag(NH3)2]+> c [Ag(NH3)]+>c(Ag+)
12.设NA为阿伏加德罗常数的数值。下列有关叙述正确的是
A.标准状况下,22.4 L CCl4中所含C-Cl键的数目为4NA
B.常温下,2.7 g铝放入足量浓硫酸中,转移的电子数为0.3NA
C.向密闭容器中充入1 mol N2O4,加热使之充分分解,生成NO2的分子数为2NA
D.16 g O2和14C2H4的混合物中所含中子数为8NA
13.下列关于焓判据和熵判据的说法中,不正确的是
A.放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B.由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据,将更适合于所有的过程
C.对于孤立体系,自发过程向着熵增的方向进行
D.反应能自发进行,则该反应的
14.下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热:
B.已知在一定条件下,2molSO2与1molO2充分反应后,释放出98kJ的热量,则其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98kJ·mol-1
C.已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ·mol-1,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
D.已知CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO4·5H2O(s),该反应为熵增加的反应
15.下列变化过程属于熵增的是
A.N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) B.NaOH(aq)+ HCl(aq) = NaCl(aq)+ H2O(l)
C.C(s) + CO2(g) =2CO(g) D.NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)
二、填空题
16.CO2的捕集和利用对“碳中和”的实现具有重要意义,回答下列问题:
(1)在钌配合物催化下CO2加氢合成甲酸发生反应I,同时还伴有反应II的发生。
I.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) △H1=-30.9kJ mol-1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
已知Arrhenius公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为反应速率常数,R和C为常数),反应I的有关数据如图1中的曲线d所示,则该反应的活化能Ea= kJ mol-1。改变外界条件,有关数据如图1中的曲线e所示,则实验可能改变的外界条件是 。
(2)一种新型钌配合物催化剂催化CO2加氢合成甲酸的反应机理如图2所示。生成中间体的反应为 。研究表明,极性溶剂有助于促进CO2插入M-H键中,使用极性溶剂后较大地提高了整个反应的合成效率,原因可能是 。
17.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(固)+CO(气) Fe(固)+CO2(气) ΔH>0
(1)则该反应中平衡常数表达式K=
(2)已知1100℃时K=0.263.温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,一氧化碳和二氧化碳体积比 。平衡常数K值 (均填增大,减小或不变)。
(3) 1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态 (选填是或否),此时化学反应速率v正 v逆(选填>,<,=)。
18.化学反应速率概念及表示方法
(1)概念:用来衡量 的物理量。
(2)表示方法:通常用单位时间内 的减少量或 的增加量(均取正值)来表示。
(3)定义式:v= 或v=
(4)常用单位: 或 。
19.某可逆反应从0~2分钟进行过程中, 在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示。则该反应的的反应物是 ,生成物是 ,2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化,说明在这个条件下,反应已达到了 状态。
20.在2L密闭容器中加入适量的氮气和氢气,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),10min后,在密闭容器中达到平衡,平衡时n(N2)=3mol,n(H2)=1mol,n(NH3)=4mol,求:
(1)N2的转化率和这段时间内NH3的化学反应速率分别是: 、 ;
(2)平衡时压强与开始时压强的比值 ;
(3)该温度下反应的平衡常数 。
21.有一化学反应aA十bB=C;根据影响化学速率的因素可得V0=k[A]a[B]b,其中[A]、[B]分别表示A、B的浓度,k是与温度有关的常数。为测定k、a、b的值,在198K时,将A、B溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据:
编号 A的初始浓度 (mol·L-1) B的初始浓度 (mol·L-1) 生成C的初始反应速率(mol·L-1·s-1)
1 1.0 1.0 0.012
2 2.0 1.0 0.024
3 4.0 1.0 0.049
4 1.0 2.0 0.048
5 1.0 4.0 0.19
(1)根据上表可求得:a= ,b= ,k= 。
(2)在该温度下,容积为1L的容器中加入A、B各2mol,求以B表示的初始反应速率 。
(3)如果把上述容器的体积减小为原来的一半时初始反应速率为原来的 倍。
22.工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如表所示:
化学反应 焓变 平衡常数 温度/℃
500 700 800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H1 K1 2.5 0.34 0.15
②H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) △H2 K2 1.0 1.70 2.52
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3 K3
(1)反应②是 (填写“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3= (用K1、K2表示)。据此可判断反应③的△H3 0(填写“>”、“<”或“=”),在 (填“较高””或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)500℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)浓度都为0.2mol L-1。判断此时v正 v逆(填写“>”、“<”或“=”),说明理由 。
(4)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在不同条件下随时间的变化曲线。开始时升温,t1时建立平衡,t2时降压,t3时增加CO浓度,t4时又达到平衡。请在图中画出t2至t4的曲线 。
23.研究化学反应的速率和限度对于日常生活和工农业生产都具有重要的意义。
(1)一定温度下,在2 L的恒容容器中充入N2与H2各1 mol,H2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。回答下列问题:
①反应0~2 min,以NH3表示的平均反应速率为 。
②能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
a.混合气体的密度保持不变 b.容器内的气体压强保持不变
c. d. N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2
e.气体的平均相对分子质量保持不变 f. NH3的体积分数保持不变
③我国科研人员研究发现合成氨的反应历程有多种,其中有一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*表示)。下列说法错误的是 。
a. N2生成NH3是通过多步还原反应生成的
b.过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化相同
c.适当提高N2分压,可以加快反应速率,提高转化率
d.大量氨分子吸附在催化剂表面,将降低反应速率
(2)一种“碘钟实验”是将浓度均为0.01 mol/L的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。某小组同学在室温下对该实验原理进行探究。资料:该实验的总反应为。反应分两步进行,第i步:,第ii步: ……
①第ii步的离子方程式是 。对于总反应,的作用相当于 。
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验I、实验Ⅱ(溶液浓度均为0.01 mol/L)。
实验序号 溶液 溶液 溶液 KI溶液(含淀粉) H2O 变蓝时间
实验I 5 mL 4 mL 8 mL 3 mL 0 30 min
实验Ⅱ 5 mL 2 mL x mL y mL z mL 40 min
实验Ⅱ中,x、y、z所对应的数值分别是 。对比实验I、实验Ⅱ,可得出的实验结论是 。
③为探究其他因素对该“碘钟实验”的影响,进行实验Ⅲ(溶液浓度均为0.01 mol/L)。
实验序号 溶液 溶液 溶液 KI溶液(含淀粉) H2O
实验Ⅲ 4 mL 4 mL 9 mL 3 mL 0
实验过程中,溶液始终无明显颜色变化。试结合该“碘钟实验”总反应方程式及第i、ii步反应速率的相对快慢关系,解释实验Ⅲ未产生颜色变化的原因 。
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.该反应是吸热反应,降低温度向放热反应的方向进行,平衡逆向移动,A项错误;
B.使用催化剂,反应速率增大,平衡不移动,B项错误;
C.升高温度向吸热反应方向进行,平衡正向移动,C项错误;
D.减少X是浓度,平衡逆向移动,D项错误;
答案选C。
2.C
解析:A. CO的平衡转化率随温度的升高而减小,故正反应为放热反应,A项错误,
B.M点容器内反应物浓度比L点容器内反应物浓度大,且M点对应的反应温度更高,反应速率更快,即,B项错误;
C.相同温度下,增大压强,CO的平衡转化率增大,故曲线①表示容器Ⅱ的转化过程,C项正确;
D.N点对应温度下反应的平衡常数与M点相同,,D项错误;
故选:C。
3.A
解析:A.已知: 500° C、30MPa 下,N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH= 92.4 kJ mol 1,将0.5mol N2和1.5mo1 H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),由于该反应是可逆反应,放入的氮气和氢气没有反应完,因此放热小于46.2kJ,故A正确;
B.汽车尾气净化器中的反应为2NO(g) +2CO(g) =N2(g) +2CO2(g) ,该反应是ΔS<0的反应,该反应在一定条件下能自发进行,则ΔH TΔS<0,说明该反应的 ΔH<0,故B错误;
C.已知反应2NO2(g) N2O4(g) ΔH <0,升高温度,υ逆增大,υ正增大,平衡逆向移动,故C错误;
D.C2H5OH(1)的燃烧热是生成液态水而不是气态水,故D错误。
综上所述,答案为A。
4.B
解析:A.氯水中存在氯气与水反应的平衡,温度升高,氯气挥发,平衡逆向移动,氯水应放置低温处,能用勒夏特列原理解释,故A不选;
B.氯化亚铁易氧化为三氯化铁,加铁粉,三氯化铁能与铁反应生成氯化亚铁,加入铁粉可以防止氯化亚铁氧化变质,不能用勒夏特列原理解释,故B选;
C.酯的水解反应为可逆反应,酯和热NaOH溶液混合,NaOH中和酯水解生成的酸,酯的水解平衡正向移动,一段时间后酯层消失,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.氯气和水反应为Cl2+H2O HCl+HClO,饱和食盐水中氯离子浓度大,氯气和水反应的平衡逆向移动,氯气溶解度减小,能用勒夏特列原理解释,故D不选;
故选B。
5.C
解析:A.从图象可以看出,随着温度的升高,K正减小,故正反应为放热反应,A错误;
B.a点处于平衡状态,其速率之比等于化学计量数之比,故v(M)正=2v(N)逆,B错误;
C.化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比,c点处,v(M)正:v(N)正=2:1,C正确;
D. a、b、c三点都处于曲线上,故都达到平衡状态,D错误;
故选C。
6.D
解析:A.由题干图示信息可知,过渡态1、过渡态2、过渡态3的活化能依次为(-28.89)-(-56.21)=27.32kJ/mol,(49.50)-(-154.82)=204.32kJ/mol,(-6.57)-(-45.88)=39.31kJ/mol,活化能越大反应速率越慢,活化能最大的一步为决速步骤,则决速步骤反应的活化能为204.32kJ/mol,A错误;
B.由题干图示信息可知,反应历程中存在非极性键C-C键和C-H极性键的断裂,只有C-H、C-Ni、Ni-H极性键的形成,未有非极性键的形成,B错误;
C.由题干图示信息可知,上述活化反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,故属于放热反应,C错误;
D.由题干图示信息可知,能量高低顺序为:中间体3中间体中间体2,能量越高越不稳定,故三种中间体的稳定性:中间体中间体中间体3,D正确;
故答案为:D。
7.B
解析:都转化为B物质表示的速率进行比较,对于2A (g)+B (g) 3C(g) +4D(g),
A.v(A) =0.05mol/(L s), 速率之比等于化学计量数之比故v(B)= v(A)=0.025mol/(L s);
B. v(B)=0.03mol/(L s)
C.v(C) =3.6mol/(L min) =0.06mol/(L s),速率之比等于化学计量数之比,故v(B)= v(C)=0.02mol/(L s)
D. v(D) =0.08mol/(L s) ,速率之比等于化学计量数之比,故v(B)= v(D)=0.02mol/(L s);
故以上化学反应速率最快的是选项B。
8.D
解析:A.可以通过测定单位时间生成氢气的体积来定量测定化学反应速率,选项A正确;
B.蒸发使用蒸发皿,选项B正确;
C.由图可知,读数为11.80mL,选项C正确;
D.阴极溶液中氢离子放电生成氢气,不能得到铝,选项D错误;
故选D。
9.A
解析:根据题意,0-2s内各物质浓度变化量:c(X)=1.2mol/L,c(Y)=0.4mol/L,c(Z)=0.8mol/L,而X、Y、Z三者浓度变化量之比等于化学计量数之比,则X、Y、Z三种物质的化学计量数之比是3:1:2,故选A。
10.A
解析:若平衡不移动,恒温下减小压强使容器容积扩大为原来的2倍的瞬间,A的浓度应是0.10mol/L,由再次平衡时A的浓度为0.15 mol/L可知,减小压强,平衡向逆反应方向移动,该反应是气体体积减小的反应,反应物和生成物的化学计量数大小关系为x+y >z,B的转化率减小、C的体积分数降低,故选A。
11.C
解析:A.随NH3的浓度增大,Ag+含量减小、[Ag(NH3)]+的含量先增大后减小、[Ag(NH3)2]+的含量增大,所以曲线c代表[Ag(NH3)]+、曲线b代表[Ag(NH3)2]+、曲线a代表Ag+,故A错误;
B.根据图示,Ag+、[Ag(NH3)2]+含量相等时,c(NH3 )=10-3.61,Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+ K=,所以K2=,故B错误;
C.根据图示,Ag+、[Ag(NH3)2]+含量相等时,c(NH3 )=10-3.61,[Ag(NH3)2]+Ag++ 2NH3平衡常数K' =,故C正确;
D.根据图示,c(NH3 )<0.01 mol/L时,可能有c [Ag(NH3)2]+< c [Ag(NH3)]+选C。
12.D
解析:A.标准状况下四氯化碳是液态以现有的数据不能得到化学键的数目,A错误;
B.常温下铝在浓硫酸中会发生钝化,B错误;
C.四氧化二氮转化为二氧化氮的反应是可逆的,以现有的数据不能得到二氧化氮的分子数目,C错误;
D.O2和14C2H4的摩尔质量相同所以物质的量之和为,且每个分子中的中子数均为16,所含中子数为8NA,D正确;
故选D。
13.D
解析:A.依据 G= H-T S<0,放热的自发反应, H<0, S可以大于0也可以小于0,则可能是熵减小的过程,但对于吸热的自发反应,因为 H>0,所以一定存在 S>0,即一定为熵增加的过程,A正确;
B.不管一个反应的焓判据和熵判据是大于0还是小于0,判断反应的自发性时,都可利用焓判据和熵判据组成的复合判据 G= H-T S进行判断,B正确;
C.热力学第二定律指出:一切孤立体系都朝着熵增的方向进行,熵增反应是反应自发进行的一个有利因素,C正确;
D.反应的 S<0,能自发进行,则该反应的 H<0,D不正确;
故选D。
14.C
解析:A.该反应为可逆反应,根据题中信息,无法判断消耗氮气或氢气物质的量,或者生成氨气物质的量,无法写出热化学方程式,故A错误;
B.二氧化硫与氧气反应属于可逆反应,无法判断消耗二氧化硫或氧气物质的量,无法写出热化学方程式,故B错误;
C.硫酸为强酸,氢氧化钠为强碱,因此稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,故C正确;
D.根据方程式可知,H2O(l)→H2O(s),该反应为熵减的反应,故D错误;
答案为C。
15.C
解析:A.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中,正反应方向气体体积减小,混乱度减小,熵减小,故A不符合题意;
B.反应NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)中,正反应方向离子浓度减小,混乱度减小,熵减小,故B不符合题意;
C.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)中,正反应方向气体的体积增大,混乱度增大,熵增大,故C符合题意;
D.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)中,正反应方向气体体积减小,混乱度减小,熵减小,故D不符合题意;
答案选C。
二、填空题
16.(1) 1120 使用更高效的催化剂(或增大催化剂的比表面积)
(2)CO2+ = CO2插入M-H键中所需的活化能最大,使用极性溶剂后活化能降低
解析:(1)由可知,活化能为直线斜率的相反数。将曲线上两点的坐标分别代入中,可得。同理,可得曲线对应的,活化能减小,故改变的条件可能是使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积。故答案为:1120;使用更高效的催化剂(或增大催化剂的比表面积)。
(2)由题图2知,该反应的中间体为 ,则生成中间体的反应为,是决速步,插入键中所需的活化能最大,使用极性溶剂后活化能降低,从而较大地提高了整个反应的合成效率。故答案为:CO2+ =;CO2插入M-H键中所需的活化能最大,使用极性溶剂后活化能降低。
17.(1)
(2)减小 增大
(3)否 >
解析:(1)平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比,固体和液体不写入平衡常数表达式,则该反应中平衡常数表达式K=,故答案为:;
(2)该反应是吸热反应,温度升高,平衡正向移动,CO的浓度减小,CO2的浓度增大,因此高炉内CO和CO2的体积比值减小,平衡常数K值增大,故答案为:减小;增大;
(3)1100℃,,反应没有达到化学平衡状态,Qc < K,此时反应正向进行,化学反应速率:v正>v逆,故答案为:否;>。
18.(1)化学反应过程进行快慢程度
(2)反应物浓度 生成物浓度
(3)
(4)mol/(L·s) mol/(L·min)
解析:略
19.A、B C 化学平衡
解析:根据图像,随着反应的进行,A、B的物质的量减小,C的物质的量在增加,说明反应物是A和B,生成物是C;2分钟后,A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化,说明在此条件下,反应达到了化学平衡状态。
20.(1) 40% 0.2mol/(L·min)
(2)2:3
(3)或21.3
【分析】由题给数据可建立如下三段式:
解析:(1)由三段式数据可知,氮气的转化率为×100%=40%,氨气的反应速率为=0.2mol/(L·min),故答案为:40%;0.2mol/(L·min);
(2)由气体的压强之比等于化学计量数之比和三段式数据可得:=,平衡时压强与开始时压强的比值为2:3,故答案为:2:3;
(3)由三段式数据可知,反应的化学平衡常数K==≈21.3,故答案为:或21.3。
21.2 0.012 L ·mol-1·s-1 0.192 mol·L-1·s-1 8
【分析】根据表格数据,控制变量,改变一个物质的浓度,发现初始速率和浓度的关系,从而确定a、b的值,把初始速率和A、B浓度代入计算式V0=k[A]a[B]b,即可求得k;
解析:(1)由表中数据可知,当B的浓度不变,A的浓度增加一倍,则初始速率也增加一倍,因此a=1,当A的浓度保持不变,B的浓度增加一倍,而初始速率变为原来的两倍,当A的浓度不变,B的浓度增加两倍,初始速率变为原来的四倍,因此b=2,选择某次实验数据例如第一次实验数据,代入公式V0=k[A]a[B]b=k[A] [B]2,可求得k=0.012 L ·mol-1·s-1;
(2)在该温度下,容积为1L的容器中加入A、B各2mol,则[A] =[B]=2 mol·L-1,生成C的初始反应速率V0= k[A] [B]2=0.012×2×22=0.096 mol·L-1·s-1, 由方程式A十2B=C,求得B表示的初始反应速率为2×0.096 mol·L-1·s-1=0.192 mol·L-1·s-1
(3)如果把上述容器的体积减小为原来的一半,则A和B浓度均变为原来的2倍,时初始反应速率为原来的2×22=8倍。
22.(1)吸热反应
(2)K3 =K1K2 < 较低
(3)< 大于平衡常数,说明此时该反应向逆向进行,则v正(4)
解析:(1)反应②随着温度升高,平衡常数变大,说明升温平衡正向移动,则正反应为吸热反应;
(2)反应③=反应①+反应②,故K3 =K1K2。反应③的平衡常数随着温度升高而减小,故为放热反应。该反应为放热的,熵减的反应,该反应在低温下能自发进行;
(3)500℃时,反应③的平衡常数为2.5,测得在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)浓度都为0.2mol L-1,则大于平衡常数,说明此时该反应向逆向进行,则v正(4)反应②是气体体积不变的吸热反应,降压,逆反应速率减小,平衡不变,增加一氧化碳浓度,此时此刻逆反应速率增大,随着反应进行,速率减小。故图为。
23.(1) bef bc
(2) 催化剂 8、3、2 其他条件相同,增大浓度可以加快该化学反应速率 混合溶液中小于,第ⅰ步反应速率小于第ⅱ步反应,所以未出现蓝色现象
解析:(1)①由题干图示可知,反应0~2 min,=,根据反应速率之比等于其化学计量系数之比,故以NH3表示的平均反应速率为=,故答案为:;
②a.反应前后气体的质量不变、气体的体积不变,即混合气体的密度一直保持不变,则混合气体的密度保持不变,不能说明反应达到平衡,a不合题意;
b. 反应前后气体的系数发生改变,即反应过程中容器的气体压强一直在改变,则容器内的气体压强保持不变,说明反应达到平衡,b符合题意;
c.根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,,则当时反应的正逆反应速率不相等,反应未达到化学平衡,c不合题意;
d.化学平衡的特征之一为各组分的浓度、百分含量保持不变,而不是相等或成比例,即 N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2不能说明反应达到化学平衡,d不合题意;
e. 反应前后气体的系数发生改变,而气体的质量保持不变,则反应过程中气体的平均相对分子质量一直在变,即气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应达到化学平衡,e符合题意;
f. 化学平衡的特征之一为各组分的浓度、百分含量保持不变,则NH3的体积分数保持不变说明反应达到化学平衡,f符合题意;
故答案为:bef;
③
a. 由题干反应历程图示信息可知,N2生成NH3的过程,N元素化合价是逐渐降低的,即通过多步还原反应生成NH3,a正确;
b. 过程1是断裂氮氮三键中的一个键,而过程3与过程1断键不同,所以所需能量不同,过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化不相同,b错误;
c. 适当提高N2分压,可以加快N2(g)→*N2反应速率,但N2在此步骤的转化率降低,c错误;
d. 氨气分子的脱附可留下继续反应的空间,而增加催化剂的活性位,如果大量氨分子吸附在催化剂表面,就将降低反应速率,d正确;
故答案为:bc;
(2)①该“碘钟实验”的总反应:①H2O2+2+2H+═+2H2O,反应分两步进行:反应A:②H2O2+2I-+2H+═I2+2H2O,反应B:①-②得到反应的离子方程式:I2+2=2I-+,对于总反应,I-的作用相当于催化剂,故答案为:I2+2=2I-+;催化剂;
②为了方便研究在反应中要采取控制变量方法进行研究,即只改变一个反应条件,其它条件相同,依据表格数据可知,实验Ⅱ跟实验Ⅰ比硫酸体积减少,所以其它条件都相同,而且混合后总体积也要相同,故实验Ⅱ中,x、y、z所对应的数值分别是:8、3、2,对比实验Ⅰ、实验Ⅱ,可得出的实验结论是:其它条件不变,溶液酸性越强,氢离子浓度越大,增大氢离子浓度可以加快反应速率,故答案为:8、3、2;其它条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率;
③对比实验Ⅱ、实验Ⅲ,可知溶液总体积相同,该变量是过氧化氢、Na2S2O3溶液,过氧化氢减少,Na2S2O3增大,混合溶液中小于,第ⅰ步反应速率小于第ⅱ步反应,所以未出现蓝色现象,故答案为:混合溶液中小于,第ⅰ步反应速率小于第ⅱ步反应,所以未出现蓝色现象