专题2 物质反应速率与化学平衡 单元检测题
一、单选题
1.在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:22SO3(g)。下列不能说明反应达到平衡状态的是( )
A.各物质的浓度不再变化 B.混合物的密度不再变化
C.SO2的体积分数不再变化 D.气体的压强不再变化
2.被称为人体冷冻学之父的罗伯特·埃廷格(Robert Ettinger)在1962年写出《不朽的前景》(The Prospect Of Immortality)一书。他在书中列举了大量事实,证明了冷冻复活的可能。比如,许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来,春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是()
A.温度越低,化学反应越慢 B.低温下分子无法运动
C.温度降低,化学反应停止 D.化学反应前后质量守恒
3.室温下,H2O2与氢碘酸(HI)反应: H2O2+2HI =I2+ 2H2O,已知 c(H2O2)=0.1 mol/L,c (HI)= 0.1 mol/L,20s后测得H2O2的浓度为0.08 mol/L,则用HI表示反应速率为( )
A.0.001 mol· L-1· s-1 B.0.002 mol· L-1· s-1
C.0.003 mol· L-1· s-1 D.0.04 mol· L-1· s-1
4.下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物),反应刚开始时,放出H2的速率最快的是( )
选项 金属(粉末状) 酸及其浓度 酸的体积/mL 反应起始温度/℃
A 0.1 mol Zn 6 mol·L-1硝酸 10 50
B 0.1 mol Fe 3 mol·L-1硫酸 20 30
C 0.1 mol Zn 3 mol·L-1硫酸 10 30
D 0.1 mol Zn 3 mol·L-1盐酸 40 30
A.A B.B C.C D.D
5.生活中常见的下列措施,其目的主要是减慢化学反应速率的是( )
A.将煤块粉碎后燃烧
B.食物贮藏在冰箱内
C.用洗衣粉洗衣服时,用温水浸泡
D.制作面食时,需要加入酵母
6.下图表示反应 在某段时间 里的反应速率与反应过程的关系图,则C的百分含量最高的一段是( )
A. B. C. D.
7.化学反应速率的大小主要决定于( )
A.反应物的浓度 B.反应的温度和压强
C.催化剂 D.反应物的性质
8.一定温度下,向10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++ H2O2 = 2Fe2++ O2↑+ 2H+,② H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ =2Fe3++2H2O,
t / min 0 2 4 6
V(O2) / mL 0 9.9 17.2 22.4
反应过程中能量变化如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2) = 3.33×10-2 mol/( L·min)
B.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D.反应2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)的△H > 0
9.在不同情况下测得的下列反应速率,其中反应速率最大的是( )
A.v (D)=0.5 mol/(L·s) B.v (C)=0.8 mol/(L·s)
C.v (B)=0.6 mol/(L·s) D.v (A)= 0.2 mol/(L·s)
10.一定温度下,可逆反应O2(g)+2NO(g) 2NO2(g)达到平衡状态的标志是( )
A.NO2的分解速率和O2的生成速率之比为2:1
B.单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
C.O2、NO的物质的量之比为1:2
D.混合气体的颜色不再发生改变
11.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下,其中反应速率最大的是( )
A.v(C)=0.8mol·(L·min)-1 B.v(B)=0.9mol·(L·min)-1
C.v(A)=0.3mol·(L·min)-1 D.v(D)=0.6mol·(L·min)-1
12.100 mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,以下操作对速率无影响的是( )
A.升温 B.加入5 mol·L-1的盐酸
C.加入适量蒸馏水 D.加入锌片
13.某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),在其他条件相同时,测得实验数据如下表:
压强/(×105 Pa) 温度/℃ NO达到所列转化率需要时间/s
50% 90% 98%
1.0 30 12 250 2830
90 25 510 5760
8.0 30 0.2 3.9 36
90 0.6 7.9 74
根据表中数据,下列说法正确的是( )
A.升高温度,反应速率加快
B.增大压强,反应速率变慢
C.在1.0×105 Pa、90℃条件下,当转化率为98%时反应已达平衡
D.若进入反应塔的混合气体为a mol,反应速率以v=Δn/Δt表示,则在8.0×105 Pa、30℃条件下,转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370 mol·sˉ1
14.把0.6mol气体X和0.4mol气体Y混合于2.0L的密闭容器中,发生如下反应:3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),测得5min末生成0.2molW,又知以Z表示的平均反应速率为0.01mol L-1 min-1,则n值是( )。
A.1 B.2 C.3 D.4
15.硫酸生产中,催化氧化生成的反应为放热反应。如图表示等物质的量的和在固定体积的密闭容器中反应达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率的变化情况,下列说法正确的是( )
A.a时刻改变的条件可能是增大压强
B.a时刻改变的条件可能是再次加入等物质的量的和
C.b时刻改变的条件可能是降低温度
D.b时刻改变的条件可能是分离出部分
16.反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45 mol,则此段时间内,该反应的速率 可表示为( )
A. B.
C. D.
二、综合题
17.能源和环境保护是世界各国关注的热点话题.请回答下列问题:
(1).目前“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题.甲烷自热重整是一种先进的制氢方法,其反应方程式为CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g).
阅读下图1,计算该反应的反应热△H= kJ mol﹣1.
(2).收集和利用CO2是环境保护的热点课题.
500℃时,在容积为1L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,发生如下反应:
CO2(g)+3H2 (g)=CH3OH (g)+H2O (g)△H<0,测得CO2和CH3OH的浓度与时间的关系如图2所示.
0~10min内v(H2)= ,A点含义是 .该反应平衡常数表达式K= .
(3)反应在500℃达到平衡后,改变反应温度为T,CH3OH的浓度以每分钟0.030mol/L逐渐增大,经5min又达到新平衡.T (填“>”、“<”或“=”)500℃,判断理由是 .
(4)温度为T时,反应达到平衡后,将反应容器的容积增大一倍.平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动,判断理由是 .
(5)电化学法处理SO2是目前研究的热点.利用双氧水吸收SO2可消除SO2污染,设计装置如图3所示.
石墨1为 (填“正极”或“负极”);正极的电极反应式为 .
(6)若11.2L(标准状况)SO2参与反应,则迁移H+的物质的量为 .
18.“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1= +180.5 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5 kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3=-221 kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为:K= [c(N2) ·c2(CO2)]/[c2(NO) ·c2(CO)],则此反应的热化学方程式为 。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g),某温度下恒容密闭容器中加入一定量N2O5,测得N2O5浓度随时间的变化如下表:
t/ min 0 1 2 3 4 5
c(N2O5)/①反应开始时体系压强为p0,第2 min时体系压强为p1,则p1∶p0= 。2~5 min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为 。
②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是 。(填字母)。
a.NO2和O2的浓度比保持不变
b.容器中压强不再变化
c.2v正(NO2)=v逆(N2O5)
d.气体的密度保持不变
(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g),该反应中正反应速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反应速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为 (用 k正、k逆表示)。
(4)如图是密闭反应器中按n(N2) ∶n(H2)=1∶3投料后,在200℃、400℃、600℃下,合成NH3反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线,已知该反应为放热反应。
①曲线a对应的温度是 。
②M点对应的H2的转化率是 。
(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫,可生成(NH4)2SO3。判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并说明判断依据: 。(已知:NH3·H2O的Kb=1.8×10-5;H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8。)
19.一定温度下,在2L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,请回答下列问题:
(1)反应开始到10s,用Z表示的平均反应速率为 mol/(L s);
(2)反应到10s时,Y的转化率为 ;
(3)该反应的化学方程式可表示为 .
20.根据问题填空:
(1)下列物质中,属于弱电解质的是(填序号,下同) ,属于非电解质的是 .
①亚硫酸溶液 ②次氯酸钠 ③氯化氢气体 ④蔗糖 ⑤硫酸钡
⑥氨气 ⑦冰醋酸 ⑧硫酸氢钠固体 ⑨氢氧化铁 ⑩NO2
(2)写出下列物质在水中的电离方程式:硫酸氢钠: ;次氯酸钠: ;
(3)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol L﹣1、0.1mol L﹣1,则c(OH﹣)甲:c(OH﹣)乙 10(填“大于”、“等于”或“小于”).
(4)现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.1mol L﹣1的NaOH溶液,乙为0.1mol/L的HCl溶液,丙为0.1mol/L的CH3COOH溶液,甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH﹣)的大小关系为 ;
(5)NO2与NO之间存在如下可逆反应:2NO2 2NO+O2.T℃时,在一恒容密闭容器中充入适量NO2,反应达到平衡状态的标志是
①混合气体的颜色不再改变的状态
②混合气体的密度不再改变的状态
③混合气体的压强不再改变的状态
④混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑤ 的比值不再改变的状态.
21.甲烷和二氧化碳在催化剂作用下可以转化为合成气(主要包含、和少量的混合气体)。
主反应为:Ⅰ
主要副反应有:Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
(1)写出甲烷和水蒸气反应生成CO和氢气的热化学方程式 。
(2)下列说法正确的是____。
A.其它条件一定,减小压强,有利于主反应平衡Ⅰ向逆方向进行,平衡常数减小
B.其它条件一定时,不断增大的值,不仅可以提高的转化率,和百分含量也会更高
C.使用催化剂不能提高主反应的平衡转化率
D.由主反应知,及时分离出产物,平衡正向进行,正反应速率提高
(3)在压强为,投料比为1∶1的条件下,图a是原料的平衡转化率随温度变化的变化曲线;图b是不同温度下,反应平衡时气体产物的体积分数随温度变化的变化曲线。
②当温度低于1250 K时,原料的平衡转化率小于,原因可能是 。
②图b中A和B分别代表产物 和 ,当温度高于1050 K,的含量随温度升高而下降的主要原因是 。
③温度为1200 K时,反应Ⅳ的平衡常数 (用分压计算,分压=总压×物体积分数,保留两位小数。)
(4)在、和压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示,则 (填“>”或“<”或“=”),判断的依据是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.各物质的浓度不再变化,反应达到平衡状态,故A不选;
B.反应前后气体总质量不变,气体体积不变,则反应前后混合气体密度是一个定量,当混合气体的密度不变时,反应不一定达到平衡状态,故B选;
C.随着反应进行,SO2的体积分数减小,当SO2体积分数不变时,反应达到平衡状态,故C不选;
D.恒温恒容条件下,气体压强与气体的物质的量成正比,反应前后气体总物质的量减小,增大压强减小,当气体的压强不变时,反应达到平衡状态,故D不选;
故答案为:B。
【分析】可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。
2.【答案】A
【解析】【解答】冬天温度低,化学反应速率慢。春天温度逐渐升高,反应速率逐渐加快,据此可知选项A符合题意。
故答案为:A
【分析】主要考虑温度对化学反应的影响。
3.【答案】B
【解析】【解答】c(H2O2)=0.1 mol/L,c (HI)= 0.1 mol/L,20s后测得H2O2的浓度为0.08 mol/L,则过氧化氢消耗的浓度为0.1 mol/L-0.08 mol/L=0.02 mol/L,根据方程式分析,碘化氢的消耗浓度为0.04 mol/L,则用碘化氢表示反应速率为
故答案为:B。
【分析】根据放映方程式物质的量的关系和放映速率的定义计算
4.【答案】C
【解析】【解答】硝酸为氧化性酸,与活泼金属反应,不生成H2;金属活动性Zn>Fe,因此在温度相同、c(H+)相同时,Zn的反应速率较快;由于C选项中c(H+)大于D选项中酸中c(H+),因此C的反应速率最快,C符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查,结合浓度、温度、反应物性质对反应速率的影响分析即可。注意金属与氧化性酸(如浓硫酸、硝酸)反应,不产生H2。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.将煤块粉碎后,煤与氧气的接触面积增大,反应速率增大,A不符合题意;
B.食物贮藏在冰箱内,温度降低,反应速率减慢,B符合题意;
C.温水浸泡,温度升高,反应速率加快,C不符合题意;
D.酵母是一种单细胞真菌微生物,可以加快反应速率,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】反应速率的影响因素主要有:温度、反应物的接触面积、浓度、催化剂等,据此解答。
6.【答案】A
【解析】【解答】由图可知,开始时平衡正向移动,t1→t2达到平衡,且t2→t3平衡逆向移动时t3→t4达到平衡,t4→t5时平衡不移动,则C的百分含量最高的一段是t1→t2。
故答案为:A。
【分析】正反应速率大于逆反应速率速率时,平衡正向移动,导致C的百分含量增大,以此来解答。
7.【答案】D
【解析】【解答】化学反应速率的决定性因素是反应物的性质,如钠可与冷水发生剧烈反应,而铜与热水在高温下也不反应,浓度、温度、压强、催化剂等因素是次要因素,
故答案为:D。
【分析】考查的是反应速率的影响因素,最主要的是物质的性质,以及温度,压强,催化剂等
8.【答案】D
【解析】【解答】A. 0~6 min产生O2的物质的量为n(O2)=0.0224L÷22.4L/mol=0.001mol,则相同时间内消耗H2O2的物质的量为n(H2O2)=2n(O2)=0.002mol,所以在0~6 min的平均反应速率:v(H2O2) =0.002mol÷0.01L÷6min= 3.33×10-2 mol/( L·min),故A不符合题意;
B.由反应①、②可知Fe3+在反应中起催化作用,增大过氧化氢的分解速率,故B不符合题意;
C.由反应过程的能量变化示意图可知,反应①中反应物的总能量小于生成物的总能量,反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应①为吸热反应、反应②为放热反应,故C不符合题意;
D.据图可知,反应物H2O2(aq)的总能量大于生成物H2O(l)和O2(g)的总能量,则反应2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)为放热反应,△H<0,故D符合题意;故答案为:D。
【分析】根据反应历程和表中的数据分析反应速率和影响因素以及判断反应的热效应等即可。
9.【答案】B
【解析】【解答】反应速率与化学计算数的比值越大,反应速率越大,则
A. =0.25;
B. =0.4;
C. =0.2;
D. =0.2,
显然B的比值最大,其反应速率最快,
故答案为:B。
【分析】反应速率与化学计算数的比值越大,反应速率越大。
10.【答案】D
【解析】【解答】A.无论反应是否达到平衡, 的分解速率和 的生成速率之比都为 ,A不符合题意;
B.无论反应是否达到平衡,单位时间内生成nmolO2的同时都会生成2nmolNO,B不符合题意;
C.O2、NO的物质的量之比为1:2,只能表示某一时刻二者的物质的量之比,这个时间点不一定是平衡状态的时间点,无法判断反应是否达到平衡,C不符合题意;
D.混合气体的颜色不再发生改变,说明 的浓度不变,各物质浓度不变,则反应达到平衡状态,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】化学平衡标志判断:变化的量不再改变既达到化学平衡
11.【答案】A
【解析】【解答】A. = =0.4mol/(L·min);
B. = =0.3mol/(L·min);
C. = =0.3mol/(L·min);
D. = =0.3mol/(L·min);
故反应速率V(C)>V(A)=V(B)= V(D),所以合理选项是A。
【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快,注意单位要保持一致。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.升高温度,反应速率加快,故A不选;
B.加入5 mol·L-1的盐酸,盐酸的物质的量浓度增大,反应速率加快,故B不选;
C.加入适量蒸馏水,氢离子浓度降低,反应速率降低,故C不选;
D.锌为固体,加入锌片,反应速率几乎不变,故D选;
故答案为:D。
【分析】升高温度、增大盐酸的浓度会使反应速率加快,稀释溶液反应速率减慢,而加入固体的量不影响反应速率。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.压强相同条件下,温度升高,反应速率减慢,不符合题意;
B.温度相同条件下,增大压强,反应速率加快,不符合题意;
C.在1.0×105 Pa、90℃条件下,当转化率为98%时不能确定反应已达平衡,不符合题意;
D.在8.0×105 Pa、30℃条件下,转化率从50%增至90%时段 所用时间为3.7s,NO物质的量变化为0.1a×(90%-50%)=0.04a,则NO的反应速率为4a/370 mol·sˉ1,符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据题目提供的数据分析温度和压强对化学反应速率的影响,结合化学反应速率的定义计算一定条件下的反应速率即可。
14.【答案】A
【解析】【解答】 以Z表示的平均反应速率为0.01mol L-1 min-1 ,即可计算出Z的变化量为0.01x2x5mol=0.1mol, 3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),
起始(mol) 0.6 0.4
变化(mol) 0.1 0.2
根据n/2=0.1/0.2,即可得到n=1,故答案为:A
【分析】根据数据计算出Z变化的物质的量,结合变化量之比等于化学计量系数之比即可计算
15.【答案】D
【解析】【解答】A. a时刻的正逆反应速率均增大,逆反应速率大于正反应速率,即平衡逆向移动,条件应该是升高温度;反应方程式为,如果是增大压强,平衡向正向移动,正反应速率大于逆反应速率,故A不符合题意;
B. a时刻的正逆反应速率均增大,逆反应速率大于正反应速率,即平衡逆向移动,条件应该是升高温度;如果是再次加入等物质的量的反应物,正反应速率增大,逆反应速率不变,平衡向正向移动,故B不符合题意;
C. b时刻的正反应速率不变,逆反应速率减小,正反应速率大于逆反应速率,即平衡正向移动,若为降低温度,则正逆反应速率均减小,故C不符合题意,
D. 若分出,正反应速率不变,逆反应速率减小,正反应速率大于逆反应速率,即平衡正向移动,满足图中表示,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】a→b正逆反应速率都增大,且平衡逆向移动,b→c逆反应速率减小,平衡正向移动。
16.【答案】C
【解析】【解答】半分钟后水蒸气的物质的量增加了0.45 mol,容器体积为10L,所以水蒸气的物质的量浓度增加了0.045mol/L,用水蒸气来表示反应速率为0.045mol/L÷30s=0.0015mol/(L·s),同一反应中不同物质的反应速率之比等于计量数之比,所以用氨气表示反应速率为 ,用氧气来表示反应速率为 ,用NO来表示反应速率为 ,
故答案为:C。
【分析】根据公式计算用H2O表示的反应速率,结合反应速率之比等于化学计量数之比,计算用其他物质表示的反应速率。
17.【答案】(1)+161.1
(2)0.225 mol/(L.min);该条件下反应3min时c(CO2)=c(CH3OH);
(3)<;改变温度,甲醇的浓度增大,说明平衡正向移动,因为该反应的正反应是放热反应,则T<500℃
(4)逆;该反应的逆反应是气体分子数增大的反应,增大容器容积,相当于减小压强,平衡向气体分子数增大的方向移动
(5)负极;H2O2+2e﹣+2H+=2H2O
(6)1mol
【解析】【解答】解:Ⅰ(1)由能量图,得①CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣846.3kJ moL﹣1
②CO2(g)═CO(g)+ O2(g)△H=+282kJ moL﹣1
③ O2(g)+H2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8kJ moL﹣1
①﹣③×3+②得CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)△H=(﹣846.3+241.8×3+282)kJ moL﹣1=+161.1kJ moL﹣1;故答案为:+161.1kJ/mol;.(2)0~10min内v(CO2)= mol/(L.min)=0.075 mol/(L.min),再根据同一可逆反应中同一时间内各物质的反应速率等于其计量数之比得v(H2)=3v(CO2)=3×0.075 mol/(L.min)=0.225mol/(L.min);A点说明该条件下反应3min时两种物质的浓度相等,即c(CO2)=c(CH3OH);
化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物幂之积的比,即K= ,
故答案为:0.225mol/(L.min);该条件下反应3min时c(CO2)=c(CH3OH); ;(3)该反应的正反应是放热反应,改变反应温度为T,CH3OH的浓度以每分钟0.030mol/L逐渐增大,说明平衡正向移动,温度要低于500℃,
故答案为:<;改变温度,甲醇的浓度增大,说明平衡正向移动,因为该反应的正反应是放热反应,则T<500℃;(4)该反应前后气体体积减小,体积增大,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,即逆向移动,
故答案为:逆;该反应的逆反应是气体分子数增大的反应,增大容器容积,相当于减小压强,平衡向气体分子数增大的方向移动;(5)该原电池中,通入二氧化硫的电极上失电子发生氧化反应,则通入二氧化硫的电极是负极、通入双氧水的电极是正极,正极上双氧水得电子生成水,电极反应式为H2O2+2e﹣+2H+=2H2O,
故答案为:负极;H2O2+2e﹣+2H+=2H2O;(6)n(SO2)= =0.5mol,该反应的负极反应式为SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+,正极电极反应式为H2O2+2e﹣+2H+=2H2O,有0.5mol二氧化硫参加反应,有2mol氢离子在正极上发生反应,则迁移H+的物质的量为反应的二氧化硫的2倍,为1mol,
故答案为:1mol.
【分析】I.由能量图,得①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣846.3kJ moL﹣1
②CO2(g)═CO(g)+ O2(g)△H=+282kJ moL﹣1
③ O2(g)+H2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8kJ moL﹣1
①﹣③×3+②得CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),焓变进行相应的计算;(2)先计算二氧化碳的平均反应速率,再根据同一可逆反应中同一时间内各物质的反应速率等于其计量数之比计算氢气平均反应速率;A点说明该条件下该时间点两种物质的浓度相等;
化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物幂之积的比;(3)升高温度平衡向吸热方向移动,降低温度,平衡向放热方向移动;(4)体积增大,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动;(5)该原电池中,通入二氧化硫的电极上失电子发生氧化反应,则通入二氧化硫的电极是负极、通入双氧水的电极是正极,正极上双氧水得电子生成水;(6)n(SO2)= =0.5mol,根据转移电子和转移氢离子之间的关系式计算.
18.【答案】(1)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ·mol-1
(2)7∶4(或1.75∶1);0.22 mol·L-1·min-1;b
(3)k正/k逆
(4)200℃;75%
(5)显碱性,因为Kb(NH3·H2O)>Ka2(H2SO3),所以SO32-水解程度大(或其他合理解释)
【解析】【解答】(1)若某反应的平衡常数表达式为:K=[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c2(CO)],该反应为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5 kJ/mol③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221 kJ/mol由盖斯定律计算②×2 ③ ①得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1,故答案为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1;
(2) ①
2N2O5(g)= 4NO2(g)+ O2(g)
起始(mol/L) 1.00 0 0
转化(mol/L) 0.5 1 0.25
平衡(mol/L) 0.5 1 0.25
反应前后气体的压强之比等于其物质的量之比,所以p:p0=(0.5+1+0.25)mol:1.00mol=7:4(或1.75),2~5min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为v(NO2)= =0.22mol·L-1·min-1②a.NO2和O2的浓度比始终保持不变,不能确定反应是否达到化学平衡状态,故a错误;
B.该反应是气体体积增大的反应,容器中的压强不断的发生变化,当容器中压强不再变化,反应已达到化学平衡状态,故b正确;
C.υ正(NO2)=2υ逆(N2O5)才表明达到化学平衡状态,故c错误;
D.在恒容的条件下,该反应 气体的密度始终保持不变,不能确定反应是否达到化学平衡状态,故d错误。答案为:①7∶4(或1.75∶1) 、 0.22 mol·L-1·min-1②b
(3)平衡时正逆反应速率相等,由正反应速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反应速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),联立可得Kp= k正/k逆,答案为; k正/k逆
(4) ①合成氨反应放热,温度越低氨气的百分含量越高,所以,曲线a对应的温度是200℃②
N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)
起始(mol) 1 3 0
转化(mol) x 3x 2x
平衡(mol) 1-x 3-3x 2x
据题意M点时: =60% x= ,则氢气的转化率为 答案为:①200℃②
(5)铵根离子水解使溶液显酸性,亚硫酸根离子水解使溶液显碱性,铵根离子水解得到氨水,亚硫酸根离子水解得到亚硫酸氢根离子,亚硫酸根离子是H2SO3的第二步电离,由于K(NH3·H2O)>Ka1,说明氨水比亚硫酸氢根离子的电离能力强,根据越弱越水解,铵根离子的水解程度小于亚硫酸根离子的水解程度,故溶液显碱性;答案为:显碱性,因为Kb(NH3·H2O)>Ka2(H2SO3),所以SO32-水解程度大
【分析】(1)根据化学平衡常数的定义书写目标方程式,利用盖斯定律构造出目标方程式,然后计算反应热、书写热化学方程式即可。
19.【答案】(1)0.079
(2)79%
(3)X+Y 2Z
【解析】【解答】解:(1)反应开始到10s,用Z表示的反应速率为:v= = =0.079mol/(L s),故答案为:0.079;(2)反应开始到10s时,Y的转化率为 =79%,故答案为:79%;(3)由图象可以看出X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比,则有Y:X:Z=(1.20mol﹣0.41mol):(1.0mol﹣0.21mol):1.58mol=1:1:2,则反应的化学方程式为X+Y 2Z,故答案为:X+Y 2Z.
【分析】(1)根据v= 计算化学反应速率;(2)根据平衡图象计算物质的量浓度及转化率;(3)根据化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比书写化学方程式.
20.【答案】(1)⑦⑨;④⑥⑩
(2)NaHSO4═Na++H++SO42﹣;NaClO═ClO﹣+Na+
(3)小于
(4)丙>甲=乙
(5)①③④⑤
【解析】【解答】解:(1)①亚硫酸溶液为混合物,既不是电解质也不是非电解质;②次氯酸钠是盐,属于强电解质;③氯化氢气体溶于水能导电,属于强电解质;④蔗糖不能导电,属于非电解质;⑤硫酸钡是盐,熔融状态下能导电,属于强电解质;⑥氨气不能导电,属于非电解质;⑦冰醋酸不能导电,溶于水能导电,在水溶液中部分电离,属于弱电解质;⑧硫酸氢钠固体是盐,属于强电解质;⑨氢氧化铁是碱,属于弱电解质;⑩NO2不能导电,属于非电解质,故答案为:⑦⑨;④⑥⑩;(2)NaHSO4是强电解质,NaHSO4在水中电离出钠离子和硫酸根离子和氢离子,NaHSO4═Na++H++SO42﹣,次氯酸钠为强电解质,完全电离,电离方程式用等号,电离方程式为:NaClO=Na++ClO﹣,故答案为:NaHSO4═Na++H++SO42﹣;NaClO═ClO﹣+Na+;(3)一水合氨是弱电解质,在溶液里存在电离平衡,氨水的浓度越大,一水合氨的电离程度越小,浓度越小,一水合氨的电离程度越大,
甲瓶氨水的浓度是乙瓶氨水的浓度的10倍,由弱电解质的浓度越小,电离程度越大,故甲瓶氨水的电离度比乙瓶氨水的电离度小,所以甲、乙两瓶氨水中[OH﹣]之比小于10,故答案为:小于;(4)酸或碱抑制水电离,含有弱根离子的盐促进水电离,乙酸是弱电解质,氢氧化钠、氯化氢是强电解质,所以相同物质的量浓度的乙酸和盐酸和氢氧化钠,盐酸中水电离出的氢氧根离子浓度小于醋酸,相同物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠对水电离抑制程度相等,盐酸中水电离出的氢氧根离子浓度等于氢氧化钠溶液中水的电离,所以水电离出氢氧根离子浓度大小顺序是:丙>甲=乙,故答案为:丙>甲=乙;(5)①混合气体的颜色不再改变时,各物质的浓度不变,说明该反应达到平衡状态,所以可以据此判断平衡状态,故正确;②该反应的反应前后气体质量不变、容器体积不变,所以无论该反应是否达到平衡状态,反应体系的密度始终不变,所以不能据此判断平衡状态,故错误;③该反应的反应前后是气体体积增大的可逆反应,当反应达到平衡状态时,各物质浓度不变,所以混合气体的压强不再改变,所以可以据此判断平衡状态,故正确; ④该反应的反应前后是气体体积增大的可逆反应,当反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,所以其平均相对分子质量不变,则可以据此判断平衡状态,故正确;⑤该反应的反应前后有热量变化,当该反应达到平衡状态时,反应体系温度不再发生变化,所以 不再变化,则可以据此判断平衡状态,故正确.
故选①③④⑤.
【分析】(1)在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物为电解质,在水溶液和熔融状态下都不能达到的化合物为非电解质;(2)硫酸氢钠是强电解质,硫酸氢根在水溶液中能拆,次氯酸钠为强电解质,完全电离,电离方程式用等号;(3)弱电解质溶液中,弱电解质的浓度越大,其电离程度越小,浓度越小,其电离程度越大;(4)酸或碱抑制水电离,含有弱根离子的盐促进水电离;(5)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的物理量不变,据此分析解答.
21.【答案】(1)
(2)C
(3)温度低于1250 K时副反应中主要发生,也消耗;;;当温度高于1050 K,升高温度,更有利于反应Ⅳ逆向进行,的含量下降;
(4)<;反应Ⅰ和Ⅲ都是气体分子数增大的反应,气体条件不变时,增大压强由利于平衡逆向进行,的的转化率减小。所以
【解析】【解答】(1)Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
由盖斯定律 (Ⅰ+Ⅲ-Ⅱ-Ⅳ)÷2可得 。
(2)A.其它条件一定,减小压强,有利于主反应平衡Ⅰ向逆方向进行,平衡常数只受温度影响,A不正确;
B.其它条件一定时,不断增大的值,不仅可以提高的转化率,和百分含量也会降低,B不正确;
C.使用催化剂不能提高主反应的平衡转化率,只会加快反应速度,C正确;
D.由主反应知,及时分离出产物,平衡正向进行,正反应速率逆反应速率均降低,D不正确;
故答案为:C。
(3)①当温度低于1250 K时,原料的平衡转化率小于,原因可能是温度低于1250 K时副反应中主要发生,也消耗。
②图b中A和B分别代表产物CO和,当温度高于1050 K,的含量随温度升高而下降的主要原因是:当温度高于1050 K,升高温度,更有利于反应Ⅳ逆向进行,的含量下降。
③温度为1200 K时,反应Ⅳ的平衡常数。
(4)反应Ⅰ和Ⅲ都是气体分子数增大的反应,气体条件不变时,增大压强由利于平衡逆向进行,的的转化率减小。所以。
【分析】(1)先写出甲烷和 水蒸气反应生成CO和氢气的化学方程式,在利用盖斯定律求出H;
(2)A.平衡常数只受温度的影响;
B. 的值 增大,但是 和百分含量 会降低;
C.催化剂只会改变化学反应速率,不会影响化学平衡的移动;
D.物质的量浓度减小,化学反应速率降低;
(3)分析题目可知CO2不仅参加主反应,还要发生副反应;
② 分析图可知A、B的体积分数不断增大,所以A、B分别代表CO和H2;温度升高 ,的含量下降,主要是由于水蒸气被反应了;
③直接利用图b中数据进行计算;
(4)其他条件相同时,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动。