2.3 化学反应的速率 同步训练(含解析) 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 2.3 化学反应的速率 同步训练(含解析) 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 2023-12-24 23:20:13

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文档简介

2.3 化学反应的速率 同步训练
一、单选题
1.在2L密闭容器中进行如下反应:N2+3H2 2NH3,5min内氨的物质的量增加了0.1mol,则反应速率为( )
A.v(H2)=0.02 mol/(L·min) B.v(N2)=0.01 mol/(L·min)
C.v(NH3)=0.01 mol/(L·min) D.v(N2)=0.03 mol/(L·min)
2.一定量盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的(  )
①NaOH固体 ②KNO3溶液 ③水 ④CH3COONa固体
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
3.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是(  )
A.加热 B.改用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液 D.改用铁粉
4.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用vA、vB、vC表示,已知2vB=3vA、3vC=2vB,则此反应可表示为(  )
A.A+3B=2C B.2A+3B=2C C.3A+B=2C D.A+B=C
5.2007年2月,中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成,它运用了“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是(  ).
A.使用光催化剂不改变反应速率
B.使用光催化剂能增大NO的转化率
C.升高温度能加快反应速率
D.改变压强对反应速率无影响
6.一定条件下,在容积为2 L的恒容密闭容器中通入2 mol 发生反应,一定温度下,测得的转化率随时间的变化曲线如图所示,在60 min时反应达到平衡状态。
下列说法错误的是 (  )
A.a点处的逆反应速率小于b点处的正反应速率
B.0~10 min内,的平均反应速率
C.其他条件不变,若在恒压条件下发生反应,平衡时的转化率大于50%
D.60 min后,保持温度不变,向该容器中再通入0.5 mol 和1 mol ,则反应逆向进行
7.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)在不同情况下测得反应速率,其中反应最快的是(  )
A.v(A)= 0.5mol/(L min) B.v(B)= 1.2mol/(L min)
C.v(C)= 0.9mol/(L min) D.v(D)= 0.8mol/(L min)
8.溶液与溶液反应的化学方程式为,下列各组实验中最先出现浑浊的是(  )
实验编号 实验温度/℃ 溶液 溶液
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
① 25 5 0.1 10 0.1 5
② 25 5 0.2 5 0.2 10
③ 40 5 0.1 10 0.1 5
④ 40 5 0.2 5 0.2 10
A.① B.② C.③ D.④
9.中科院研究所首次实现了CO2催化加氢制取汽油。CO2转化过程示意图如下:
下列说法错误的是(  )
A.多功能催化剂可提高H2的转化率
B.汽油主要是C5~C11的烃类混合物
C.a的一氯代物有4种
D.图中a和b互为同系物
10.在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是(  )
A.vA=0.5mol/(L s) B.vB=0.3mol/(L s)
C.vC=0.8mol/(L s) D.vD=1mol/(L s)
11.在一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应2HI(g) H2(g)+I2(g),2s 时生成0.1mol H2,则表示该时段的化学反应速率正确的是(  )
A.v(HI)=0.8 mol Lˉ1 sˉ1 B.v(I2)=0.2 mol Lˉ1 sˉ1
C.v(HI)=0.1 mol Lˉ1 minˉ1 D.v(H2)=0.05 mol Lˉ1 sˉ1
12.在密闭容器中,反应2X(g)+Y2(g) 2XY(g) ΔH<0达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,下列分析正确的是(  )
A.图Ⅰ中,甲、乙的平衡常数分别为、,则
B.图Ⅱ中,平衡状态甲与乙的反应物转化率乙>甲
C.图Ⅱ中,t时刻可能是增大了压强
D.图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡,说明乙温度高于甲
13.在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g) zC(g),图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A):n(B)的变化关系。则下列结论正确的是(  )
A.若在图Ⅰ所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前υ(正)>υ(逆)
B.200℃时,反应从开始到刚好达平衡的平均速率υ(B)=0.02 mol·L﹣1·min﹣1
C.图Ⅱ所知反应xA(g)+yB(g) zC(g)的△H<0
D.200℃时,向容器中充入2 mol A和1 mol B,达到平衡时,A的体积分数大于0.5
14.T℃时,向 恒容密闭容器中充入 ,发生反应 。反应过程中 随时间变化的曲线如图所示,下列说法错误的是(  )
A.反应在 的平均速率
B.该温度下,反应的平衡常数值
C.保持其他条件不变,升高温度,若平衡时 ,则该反应的
D.反应达平衡后,再向容器中充入 ,该温度下再达到平衡时,
15.对于A2(g)+3B2(g)=2C(g)的反应来说,以下化学反应速率的表示中,反应 速率最快的是(  )
A.v(B2)=0.9mol/(L s) B.v(A2)=1.5mol/(L s)
C.v(C)=0.62mol/(L s) D.v(B2)=90.0mol/(L min)
16.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:,温度、下X的物质的量浓度c(x)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量
B.下,在时间内,
C.M点的正反应速率大于N点的逆反应速率
D.M点时再加入一定量的X,平衡后X的转化率增大
二、综合题
17.一定条件下,在10 L密闭容器中发生反应3A(g) + B(g) 2C(s)。开始时加入4 mol A、6 molB和2 molC,在 2 min末测得C的物质的量为4 mol。
请回答:
(1)用A的浓度变化表示反应的平均速率   ;
(2)在2 min末,B的物质的量浓度为   ;
(3)若改变下列一个条件,推测该反应的速率发生的变化(填“增大”、“减小”或“不变”)
①加入合适的催化剂,化学反应速率   ;
②充入1 mol
C,化学反应速率   ;
③将容器的体积变为5
L,化学反应速率   。
18.为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中含量及有效地开发利用,工业上可用来生产燃料甲醇。
在体积为2L的密闭容器中,充入、,一定条件下发生反应:。经测得和的物质的量随时间变化如图所示。
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:   
(2)在3min末,反应速率(正)   (逆)(选填>、<或=)。
(3)从反应开始到平衡,平均反应速率   。达到平衡时,的转化率为   。
(4)下列措施不能提高反应速率的是____。
A.升高温度 B.加入催化剂
C.增大压强 D.及时分离出
(5)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为:甲:;乙:;丙:,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为   。
(6)在一体积固定的密闭容器中投入一定量的和进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是____。
A.反应中与的物质的量之比为1∶1
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗,同时生成
D.混合气体的密度保持不变
19.把0.6mol X气体和0.4mol Y气体混合于2L容器中,发生反应:3X(g)+Y(g)= nZ(g)+2W(g),5min末已生成0.2mol W,若测知以Z浓度变化来表示的平均速率为0.03mol·L﹣1·min﹣1,计算:
(1)n的值为   ;
(2)前5min内用X表示的反应速率   ;
(3)5min末Y的浓度   。
20.一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的H2和I2,发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)ΔH<0。测得不同反应时间容器内H2的物质的量如表;
时间/min 0 10 20 30 40
n(H2)/mol 1 0.75 0.65 0.6 0.6
回答下列问题:
(1)0~20min内HI的平均反应速率为   。
(2)反应达到化学平衡状态时,I2的转化率为   ,容器内HI的体积分数为   。
(3)该条件下,能说明上述反应达到化学平衡状态的是____。(填标号)
A.混合气体颜色不再改变
B.容器内压强不再改变
C.H2、I2、HI三种气体体积分数不再改变
D.混合气体密度不再改变
(4)该反应在三种不同情况下的化学反应速率分别为:①v(H2)=0.02mol·L-1·s-1,②v(I2)=0.32mol·L-1·min-1,③v(HI)=0.84mol·L-1·min-1。则反应进行的速率由快到慢的顺序为   。
21.CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
(1)CO2的电子式是   。
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
Ⅰ.
Ⅱ.EC加氢生成乙二醇与甲醇
① 步骤Ⅱ的热化学方程式是   。
② 研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
反应温度/℃ EC转化率/ % 产率/ %
乙二醇 甲醇
160 23.8 23.2 12.9
180 62.1 60.9 31.5
200 99.9 94.7 62.3
220 99.9 92.4 46.1
由上表可知,温度越高,EC的转化率越高,原因是   。温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低,原因是   。
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如下图所示,电极a接电源的   极(填“正”或“负”),生成甲醇的电极反应式是   。
(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用,下列研究方向合理的是   (填序号)。
a.选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
b.利用电能、光能或热能活化CO2分子
c选择高效的催化剂
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】v(NH3)= =0.01mol/(L·min),同一化学反应,在同一时间段内,各物质的反应速率之比等于计量数之比,所以v(H2)= v(NH3)=0.015mol/(L·min),(N2)= v(NH3)=0.005mol/(L·min),故答案为:C。
【分析】根据v= 计算氨的平均反应速率,再根据同一化学反应,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于计量数之比计算判断。
2.【答案】D
【解析】【解答】①加入NaOH固体,与盐酸反应,酸减少生成氢气减少,故不符合;
②加KNO3溶液,铁与H+、NO3-反应不生成氢气,则生成氢气的总量减少,故不符合;
③加水,氢离子浓度减小,所以与铁反应的速率减慢,同时氢离子的物质的量不变,则不影响生成氢气的总量,故符合;
④加入CH3COONa固体,与盐酸反应生成醋酸,溶液中已电离出的氢离子浓度减小,但物质的量不变,则减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,故符合;
综上③④,符合题意;
故答案为:D。
【分析】减小反应物的浓度可以减慢反应的速率,并且不会改变反应物的物质的量,所以不会改变氢气的量;
加入醋酸钠,会结合盐酸生成醋酸,使得氢离子的浓度减小,所以反应的速率会减慢,但是氢离子的物质的量不变,所以生产的氢气总量不变。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.升高温度反应速率加快,故加热可以是H2生成速率加大,A不合题意;
B.锌与浓硫酸反应不生成H2,故改用98%浓硫酸不能加快氢气的生成速率,B符合题意;
C.滴加少量CuSO4溶液后Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,Cu覆盖在铁上面形成两个电极,将发生原电池反应,使H2的生成速率加快,C不合题意;
D.改用铁粉将增大铁与稀硫酸的接触面积,加快H2的生成速率,D不合题意;
故答案为:B。
【分析】增大浓度、升高温度、形成原电池、增大接触面积等均可加快反应速率。
4.【答案】B
【解析】【解答】在密闭容器里,A与B反应生成C,则A与B是反应物,C是生成物。在同一反应中用不同物质表示反应速率时,速率比等于方程式中相应物质的化学计量数的比。由于2vB=3vA、3vC=2vB,则n(A):n(B):n(C)=vA:vB:vC=2:3:2,故化学方程式为2A+3B=2C;
故答案为:B。
【分析】化学计量数之比等于化学反应速率之比,结合题干给出的数据转化为相关的比例式进行判断。
5.【答案】C
【解析】【解答】A. 使用光催化剂改变反应速率可以加快化学反应速率,A不符合题意;
B. 使用光催化剂对正、逆反应的速率的影响是相同的,不能增大NO的转化率,B不符合题意;
C. 升高温度能提高活化分子的百分数,故能加快反应速率,C符合题意;
D. 该反应中的所有组分均为气体,故改变压强对反应速率有影响,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、催化剂可以改变化学反应速率;
B、催化剂不影响平衡移动;
C、升高温度加快化学反应速率;
D、恒容条件下,增大压强加快反应速率。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.a点到b点的过程中,反应正向进行,因此b点正反应速率大于a点逆反应速率速率,A不符合题意。
B.0~10min内,NO2的转化率为0.3,所以参与反应的n(NO2)=2mol×0.3=0.6mol,所以反应生成n(O2)=0.3mol,所以用O2表示的反应速率,B不符合题意。
C.该反应为气体分子数增大的反应,恒压条件下,容器体积增大,浓度减小,相当于减压操作,平衡正向移动,所以达到新的平衡状态时,NO2的转化率大于50%,C不符合题意。
D.当反应达到平衡状态时,NO2的转化率为0.5,此时参与反应的n(NO2)=2mol×0.5=1mol,则反应生成n(NO)=1mol、n(O2)=0.5mol,此时反应的平衡常数。保持温度不变再通入0.5molO2和1molNO2,此时,所以Q<K,反应正向进行,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、根据反应进行的方向判断正逆反应速率的相对大小。
B、根据公式计算反应速率。
C、该反应为气体分子数增大的反应,恒压条件下,容器体积增大,浓度减小,相当于减压操作,平衡正向移动。
D、根据Q与K的相对大小分析,若Q<K,则反应正向进行;若Q>K,则反应逆向进行;若Q=K,则反应达到平衡状态。
7.【答案】A
【解析】【解答】根据反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)在不同情况下测得反应速率,根据同一反应不同物质的速率之比等于其化学计量数之比,把B、C、D在不同情况下测得的反应速率换算成A的速率再进行比较。由B换算成A的速率为B的三分之一,即v(A)B= 1.2mol/(L min)÷3=0.4 mol/(L min);由C换算成A的速率为C的二分之一,即v(A)C= 0.9mol/(L min)÷2=0.45 mol/(L min);由D换算成A的速率为D的二分之一,即v(A)D= 0.8mol/(L min)÷2=0.4 mol/(L min);则v(A)> v(A)C>v(A)B=v(A)D;A的反应速率是最大的。
故答案为:A。
【分析】从化学反应速率和化学计量数之间的关系进行分析解答。
8.【答案】D
【解析】【解答】根据题意,温度越高浓度越高反应速率越快,越易产生沉淀,根据温度判断,③和④温度高,并且④Na2S2O3浓度高,因此斯速率最快。
故正确答案为D
【分析】根据温度和浓度大小即可判断。
9.【答案】A
【解析】【解答】A.多功能催化剂只能影响反应的速率,不能提高H2的转化率,故A符合题意。
B.a是异戊烷,有4种氢: ,所以a的一氯代物有4种,故B不符合题意。
C.汽油主要是C5~C11的烃类混合物,故C不符合题意。
D.图中a为异戊烷,b为正庚烷,a和b互为同系物,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.催化剂只能影响反应的速率,不能提高化学平衡移动;
B.根据汽油的组成分析;
C.根据异戊烷中氢的种类分析;
D.结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物。
10.【答案】B
【解析】【解答】反应速率之比等于化学计量数之比,则化学反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,
A. =0.25;
B. =0.3;
C. =0.267;
D. =0.25;
所以反应速率大小顺序是B>C>A=D,反应速率最快的是B,
故答案为:B。
【分析】反应速率之比等于化学计量数之比,则化学反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,以此来解答。
11.【答案】D
【解析】【解答】解:V=1L,△t=2s,△n(H2)=0.1mol,则v(H2)= =0.05mol L﹣1 s﹣1,
由 = 可得v(HI)=2×0.05mol L﹣1 s﹣1=0.1mol L﹣1 s﹣1,
由 =1可得v(I2)=0.05 mol Lˉ1 sˉ1 ,
故选D.
【分析】先根据H2的数据,带入v= 计算v(H2),然后根据速率之比等于化学计量数之比计算v(HI);
12.【答案】D
【解析】【解答】A.由图I可知,t时外界条件改变,正逆反应速率均增大,且v正>v逆,说明平衡正向移动,说明改变条件为加压,温度不变,则K不变,即K1=K2,A不符合题意;
B.由图Ⅱ可知,t时,正逆反应速率均增大,且v正=v逆,则平衡不移动,说明改变条件为加入催化剂,反应物转化率不变,B不符合题意;
C.由图Ⅱ可知,t时,正逆反应速率均增大,且v正=v逆,则平衡不移动,说明改变条件为加入催化剂,C不符合题意;
D.由图Ⅲ可知,乙先达到平衡,说明乙反应速率快,则乙温度高于甲,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.平衡常数只与温度有关。
B.正逆反应速率相等,说明平衡不移动。
C.根据影响反应速率和化学平衡的因素进行分析。
D.根据“先拐先平数值大”进行分析。
13.【答案】B
【解析】【解答】A.恒温恒容条件下,通入氦气,各物质的浓度不变,平衡不移动,故υ(正)=υ(逆),故A 不符合题意;
B.由图Ⅰ可以知道, 时 达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为0.4mol-0.2mol=0.2mol,故υ(B)=0.02 ,故B符合题意;
C.由图Ⅱ可以知道,n(A):n(B)一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,即△H 0,故C不符合题意;
D.由图Ⅰ可以知道, 时平衡时,A、B、C的物质的量变化量分别为 、 、 ,物质的量之比等于化学计量数之比,故x:y:z=0.4mol:0.2mol:0.2mol=2:1:1,反应的化学方程式为2A(g)+B(g) C(g),平衡时A 的体积分数为 , 时,向容器中充入2molA和1molB达到平衡等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动,故达到平衡时A的体积分数小于0.5,故D不符合题意;
本题答案为B。
【分析】A.恒容下充入氦气,各组分的浓度不变,平衡不移动;
B.根据反应速率的定义进行计算B的反应速率;
C.升高温度C的体积分数增加,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应;
D.首先确定化学方程式,然后结合等效平衡进行判断。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,0~50s 内Cl2的浓度变化量为0.06mol/L, ,A不符合题意;
B.由图可知,250s时达到平衡,平衡时c(Cl2)=0.10mol/L,则:
该温度下平衡常数 ,B不符合题意;
C.平衡时c(PCl3)=0.10mol/L,保持其他条件不变,升高温度,平衡时c′(PCl3)=0.11mol/L,浓度增大,平衡向正反应移动,该反应正反应为吸热反应,△H>0,C不符合题意;
D.反应达平衡后,再向容器中充入 1mol PCl5,相当于增大压强,平衡向逆反应方向进行,与原平衡相比PCl5转化率降低,达到平衡时0.1mol/L<c(Cl2)<0.2mol/L,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、根据计算氯气的反应速率;
B、首先计算平衡时各反应物的浓度,然后根据化学平衡常数的表达式进行计算;
C、根据勒夏特列原理和平衡常数的表达式判断此反应是否为吸热反应;
D、根据勒夏特列原理进行定性分析即可。
15.【答案】B
【解析】【解答】解:对于反应A2+3B2 2C,都转化为B2表示的速率进行比较:
A.v(B2)=0.9mol/(L s);
B.v(B2)=3v(A2)=3×1.5mol/(L s)=4.5mol/(L s);
C.v(B2)= v(C)= ×0.62mol/(L s)=0.93mol/(L s);
D.v(B2)=90.0mol/(L min)=1.5mol/(L s);
故B选项中表示的反应速率最快,
故选B.
【分析】根据速率之比等于其化学计量数之比,把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率,然后比较大小,注意单位要一致.
16.【答案】B
【解析】【解答】A.根据图象可知W点消耗的X的物质的量大于M点消耗X的物质的量,因此根据热化学方程式可知W点放出的热量多,故A不符合题意;
B.T2下,在0~t1时间内X的浓度减少了(a-b)mol/L,则根据方程式可知Y的浓度增加了,反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,所以Y表示的反应速率为,故B符合题意;
C.根据图象可知,温度为T1时反应首先达到平衡状态。温度高反应速率快,到达平衡的时间少,则温度是T1>T2。M点温度高于N点温度,且N点反应没有达到平衡状态,此时反应向正反应方向进行,即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率,因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,故C不符合题意;
D.由于反应前后均是一种物质,因此M点时再加入一定量的X,则相当于是增大压强,正反应是体积减小的可逆反应,因此平衡向正反应方向移动,所以X的转化率升高,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.反应放热多少与参加反应的反应物的物质的量成正比;
C.温度越高反应速率越快;
D.M点时达到平衡状态,再加入一定量X,相当增大压强,平衡正向移动。
17.【答案】(1)0.15 mol·(L·min)-1
(2)0.5 mol·L-1
(3)增大;不变;增大
【解析】【解答】(1)用A的浓度变化表示反应的平均速率为 =0.15 mol·(L·min)-1;答案为:0.15 mol·(L·min)-1;
(2)在2 min末,B的物质的量浓度为 =0.5 mol·L-1;答案为:0.5 mol·L-1;
(3)①加入合适的催化剂,可降低反应的活化能,使活化分子的百分数增多,化学反应速率增大;
②因为C呈固态,充入1 mol C,对反应物和生成物的浓度都不产生影响,所以化学反应速率不变;
③将容器的体积变为5 L,则反应物的浓度增大,化学反应速率增大。答案为:0.5 mol·L-1;增大;不变;增大。
【分析】一定条件下,在10 L密闭容器中发生反应3A(g) + B(g) 2C(s)。开始时加入4 mol A、6 molB和2 molC,在 2 min末测得C的物质的量为4 mol。依此可建立如下三段式:
18.【答案】(1)
(2)>
(3)0.0375 mol L 1 min 1;75%
(4)D
(5)乙>甲>丙
(6)B
【解析】【解答】(1)根据方程式得出 该反应的化学平衡常数表达式 。
(2) 在3min末 还未达到平衡,此时反应仍朝正反应方向进行,得出 (正 )〉 (逆) 。
(3)列三段式求
起始浓度(mol/L) 0.5 1.5 0 0
变化浓度(mol/L) 0.375 1.125 0.375 0.375
平衡浓度(mol/L) 0.125 0.375 0.375 0.375
V(CO2)=0.375/10=0.0375 mol L 1 min 1
H2转化率=1.125/1.5=75%
(4)升高温度、使用催化剂、增大压强均可以加快反应速率,分离出CH3OH即减小浓度,速率减慢,答案:D
(5)把甲、乙丙容器中的速率都转换成V(CO2).甲:V(CO2)=0.1 mol L 1 s 1,乙:V(CO2)=0.12mol L 1 s 1,丙:V(CO2)=0.08 mol L 1 s 1, 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 乙>甲>丙 。
(6)A.当反应达到平衡时各组分的物质的量浓度不变,但不一定成比例就达到平衡,A错误;
B.该反应是气体分子数见效的反应,当压强不变时反应平衡,B正确;
C. 单位时间内每消耗方向正向进行,同时生成,反应正向进行,都朝同一个方向,C错误;
D.根据密度公式 ρ=m/V ,反应前后都是气体,气体质量不变, 体积固定的密闭容器 V不变,则密度ρ不变,D错误;
答案:B
【分析】本题考查化学反应速率、化学平衡和平衡移动的相关知识,整体难度不大,简单。
1.比较化学反应速率大小的常用方法:先换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值的大小。
2.判断化学平衡状态的两种方法
(1)动态标志:v正=v逆≠0 ①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质:必须标明是”异向”的反应速率关系。如aA+bB≒cC+dD,V正(A)/V逆(B)=a/b时,反应达到平衡状态。
(2)静态标志:“变量”不变 在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各物质的质量、物质的量或浓度、百分含量、压强、密度或颜色等),如果不再发生变化,即达到平衡状态。 可简单总结为“正逆相等,变量不变”。
19.【答案】(1)3
(2)0.03mol·L-1·min-1
(3)0.15mol·L-1
【解析】【解答】(1)Z浓度变化来表示的平均速率为 0.03mol L﹣1 min﹣1,则Z的物质的量变化为:0.03mol L﹣1 min﹣1×2L×5min=0.3mol,根据物质的量之比等于计量数之比可知,n:2=0.3mol:0.2mol,解得n=3;(2)Z与X的化学计量数都是3,则前5min内用X表示的反应速率与Z表示的反应速率相等,都是0.03mol·L-1·min-1;(3)5min内Z的物质的量变化为:0.03mol L﹣1 min﹣1×2L×5min=0.3mol,根据反应3X(g)+Y(g)═3Z(g)+2W(g)可知5min末总共消耗Y的物质的量为:0.3mol×1/3 =0.1mol,则5min末剩余Y的物质的量为:0.4mol﹣0.1mol=0.3mol,所以5min末Y的物质的量浓度为:0.3mol/2L=0.15mol·L-1.
【分析】根据反应速率与化学计量数间的关系分析解答;根据速率表达式进行相关计算。
20.【答案】(1)0.0175mol L-1 min-1
(2)40%;40%
(3)A;C
(4)①>③>②
【解析】【解答】(1)0~20min内H2的平均反应速率为 ,HI的平均反应速率为 ,故答案为:0.0175mol L-1 min-1;
(2)30min后,H2的物质的量不再变化,说明反应达到平衡,列三段式:
则I2的转化率为 ,容器内HI的体积分数为 ,故答案为:40%;40%;
(3)A.混合气体颜色不再改变,说明紫色的碘蒸气的浓度不再变化,说明达到平衡状态,故A正确;
B.该容器为恒容,反应前后气体的物质的量不变,容器内气体的压强始终保持不变,不能说明达到平衡状态,故B不正确;
C.H2、I2、HI三种气体体积分数不再改变,说明各组分的浓度不再改变,能说明达到平衡状态,故C正确;
D.混合气体总质量不变,容器体积不变,则密度保持不变,不能说明达到平衡状态,故D不正确;
答案为:AC;
(4)先换速率单位一致,再分别除以系数,比较数值大小即可。①v(H2)=0.02mol·L-1·s-1=1.2mol·L-1·min-1,① ,② ,③ ,则反应进行的速率由快到慢的顺序:①>③>②,故答案为:①>③>②。
【分析】(2)由表格可知,30、40min的氢气物质的量相同,说明30min后反应达到平衡,由此列三段式,求出I2的变化量,得到转化率;再利用平衡时HI和各组分的物质的量,求出体积分数;
(4)先换速率单位一致,再分别除以系数,比较数值大小即可。
21.【答案】(1)
(2);温度越高,反应速率越快;反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇,乙二醇的产率降低
(3)负;CO2 + 6H+ + 6e =CH3OH + H2O
(4)abc
【解析】【解答】(1)CO2为共价化合物,碳氧之间形成2条共价键,CO2的电子式是 ;正确答案: 。
(2)①根据盖斯定律可知:反应Ⅱ-反应Ⅰ,可得步骤Ⅱ的热化学方程式是 ;正确答案: 。
②由上表可知,温度越高,反应速率越快;EC的转化率越高;当温度升高到220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇,乙二醇的产率降低;正确答案:温度越高,反应速率越快;反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇,乙二醇的产率降低。
(3)CO2中碳+4价,甲醇中碳为-2价,电解CO2可制取甲醇,发生还原反应,所以电极a接电源的负极,生成甲醇的电极反应式是CO2 + 6H+ + 6e = CH3OH + H2O; 正确答案:负;CO2 + 6H+ + 6e = CH3OH + H2O。
(4)a.CO2较稳定、能量低,为实现CO2的化学利用,选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物,有利于反应的发生,a符合题意;
b.利用电能、光能或热能活化CO2分子,增加二氧化碳活化分子百分数,加快反应速率,b符合题意;
c.选择高效的催化剂,加快反应速率,提高效率,c符合题意;
故答案为:abc
【分析】(1)根据CO2的结构确定其电子式;
(2)①根据盖斯定律确定反应热;
②由表格数据结合温度对反应速率的影响分析;
当温度升高至220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇,导致乙二醇的产率降低;
(3)CO2在电极a上转化为甲醇,由碳元素的化合价变化确定电极a所发生的反应;
(4)a、选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物,有利于反应的发生;
b、增加二氧化碳活化分子百分数,可加快反应速率;
c、选择高效催化剂,有利于提高反应效率;