专题2《化学反应速率与化学平衡》
一、单选题(共12题)
1.在体积可变的密闭容器中,充入一定量的H2S气体,发生热分解反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g),控制不同的温度和压强进行实验,H2S平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.压强大小:
B.m、n点对应的正反应速率:vm(正)< vn(逆)
C.控制压强为p2、温度为975℃,容器的初始体积为1L,若H2S初始浓度为1 mol·L-1,则达到平衡时H2的浓度为mol·L-1
D.温度为975℃时平衡常数K为0.09(精确到小数点后两位)
2.N2O和CO是环境污染性气体,在催化剂作用下可转化为无害气体,有关化学反应的能量变化过程如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的△H=+226kJ mol-1 B.该反应中有非极性键的生成
C.使用新型催化剂可以减小该反应的△H D.升高温度,可提高CO的平衡转化率
3.甲酸常被用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H2O。在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法错误的是
A.化学平衡常数K途径一=K途径二
B.
C.途径二H+参与反应,通过改变反应途径加快反应速率
D.途径二反应的快慢由生成计的速率决定
4.工业上利用和制的反应为,实验测得在两种不同压强下,的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示,查阅资料得:相同压强下,气体的分子数之比等于气体的体积之比,下列说法正确的是
A.反应的
B.图中曲线X所对应的压强大于曲线Y所对应的压强
C.,时,平衡常数
D.图中P点所示条件下,延长反应的时间能提高CO转化率
5.在相同的密闭容器中,用等量的催化剂分别进行催化分解水的实验:,水蒸气的浓度(mol/L)随时间t(min)的变化如表所示:
序号 温度 0min 10min 30min 40min 50min
① T1 0.050 0.0492 0.0482 0.0480 0.0480
② T1 0.050 0.0488 0.0480 0.0480 0.0480
③ T2 0.10 0.094 0.090 0.090 0.090
下列叙述错误的是
A.实验的温度:
B.实验①前20min的平均反应速率
C.实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
D.实验①②③的化学平衡常数的关系:K1=K26.在个容积均为的恒容密闭容器中发生反应:。改变容器Ⅰ的反应温度,平衡时与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
容器编号 温度 起始物质的量
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
A.该反应的
B.时,该反应的平衡常数为
C.容器Ⅰ与容器Ⅱ均在时达到平衡,总压强之比小于
D.若,达到平衡时,容器Ⅲ中的体积分数大于
7.向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量B的混合气体,在一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如图甲所示(t0~t1阶段的c(B)变化未画出),图乙为t2时刻改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,且四个阶段各改变一种不同的反应条件。下列说法中正确的是
A.若t1="15" s,t0~t1阶段B的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件是减小压强
C.该容器的容积为2 L,B的起始物质的量为0.02 mol
D.t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06 mol,容器与外界的热交换为a kJ,则该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) △H=-50a kJ·mol-1
8.设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.2molSO2与1molO2混合反应生成SO3,转移电子数为4×6.02×1023
B.16gO3和O2的混合气体,所含质子数为16NA
C.0.5molNO2溶于水形成1L溶液,可得到0.5mol L-1的硝酸溶液
D.标准状况下,各5.6L的NO和O2混合后,气体总质量为15.5g
9.在下列影响化学反应速率的外界因素中,肯定能使化学反应速率加快的方法是
①加入正催化剂
②增大反应物浓度
③将固体块状反应物磨成粉末
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
10.已知:CH4(g)+O2(g)=CH3OH(g) △H。 CH4、O2和H2O(g) (H2O的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇反应的部分历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注,TS代表过渡态)。下列说法错误的是
A.该反应的△H= -32.51 kJ/mol
B.在催化剂表面上更容易被吸附的是H2O
C.该历程中最大活化能为22.37 kJ/mol
D.该反应决速步骤的方程式为:*CH4+*OH+*H=*CH3OH+2*H
11.反应在一容积可调的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
A.保持体积不变,冲入氮气使体系压强增大
B.将容器的体积缩小一半
C.增加水蒸气的量
D.保持压强不变。冲入氮气使容器体积变大
12.恒温恒容下向2L密闭容器中加入SO3发生反应:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),反应过程中测定的部分数据如下表:下列说法正确的是( )
反应时间/min n(SO3)/mol n(O2)/mol
0 2.0 0
2 0.8
4 0.6
6 1.8 1.1
A.0~2 min平均速率v(SO2)=0.6 mol·L﹣1·min﹣1
B.4 min后,平衡移动的原因可能是减压
C.若升高温度后的平衡常数的值为1.0,则该正反应为吸热反应
D.若起始时容器中SO3的物质的量改为1.0 mol,则平衡时n(SO2)=0.6 mol
二、填空题(共9题)
13.(1)科学家在实验室中研究的利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成和的反应为 ,若将1.0 mol NO和2.0 mol CO通入2.0 L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生上述反应,反应中的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。从反应开始到平衡时,用NO的浓度变化表示的平均反应速率 ;4 min末CO的浓度为 。
(2)已知反应,生成的初始速率与NO、的初始浓度的关系为,为速率常数。在800℃时测得的相关数据如表所示。
实验数据 初始浓度/() 生成N的初始速率/()
1
2
3
下列说法错误的是 (填序号)。
A.,
B.800℃时,k的值为
C.若800℃时,初始浓度,则生成的初始速率为
D.当其他条件不变时,升高温度,速率常数将增大
14.在2L密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.006 0.006 0.006
(1)上述反应在第5s时NO的转化率是 。用O2表示从0~2s内该反应的平均速率V(O2)= 。
(2)下图中表示NO2的变化的曲线是 。
(3)能使该反应的反应速率增大的是 。
A.及时分离出NO2气体 B.适当升高温度 C.增大O2的浓度 D.选择高效催化剂
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=2v正(O2) D.容器内质量保持不变;
15.汽车使用乙醇汽油并不能减少的排放,某研究小组在实验室以耐高温试剂催化,测得转化为的转化率随温度变化情况如下图所示。
○无时直接分解为的产率
▲剩余的百分率
□条件下,还原为转化率
(1)在条件下,最佳温度应控制在 左右。
(2)若不使用,温度超过,发现的分解率降低,其可能的原因为 。
(3)用平衡移动原理解释为什么加入后转化为的转化率增大: 。
16.在一定温度下,10L密闭容器中加入5molSO2、4.5molO2,经10min后反应达平衡时有3molSO2发生了反应。试计算:
(1)O2的转化率为
(2)用SO2表示该反应的反应速率为
(3)平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为 (最简整数比)
(4)平衡时体系中SO3的百分含量(体积分数)为
(5)平衡常数K的值为
17.某密闭容器(未特殊说明均为恒体积)中,某气相化学反应2A(g) B(g)+D(g)在4种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至30分钟时间内,A的平均反应速率为 mol·(L/min)。
(2)设实验1的反应速率为v1,实验2的反应速率为v2,则v2 v1(填“>”“=”“<”),并推测实验2隐含的条件是 。
(3)设实验3在恒压条件中进行,其反应速率为v3,若向其中充入He(不参与反应),v3 (填“增大”“不变”“减小”),理由是 。
(4)比较实验4和实验1可知v4>v1,原因是① ,② 。
18.在某一容积为4L的密闭容器中,A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,完成下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)前2min用A的浓度变化表示的化学反应速率为 。
19.回答下列问题
(1)某温度时,在一个5L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为 。
②反应开始至2min,以气体乙表示的平均反应速率为 。
③上述反应,在第2min 时,X的转化率为 。
④能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。
A.v(Z)=2v(X) B.容器内压强保持不变 C.v逆(X)=3v正(Y) D.容器内密度保持不变
(2)一密闭容器中发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),△H<0,下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线的关系图,回答下列问题:
①t1, t3, t4 时刻,分别发生的变化是 , ,
②下列时间段中,氨的百分含量最高的是
A. B. C. D.
20.氨在国防、工农业等领域发挥着重要作用。某实验兴趣小组在实验室模拟工业制氨气,在400℃、2.8MPa时,将一定量N2和H2的混合气体充入一密闭容器中,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。
回答下列问题:
(1)该反应的反应物的键能总和 (填“大于”或“小于”)生成物的键能总和。
(2)为了提高NH3的产率,可采用 (填一种即可)的方法。
(3)下列说法正确的是 (填标号)。
A.升高温度,该反应的反应速率加快,平衡常数减小
B.加入合适的催化剂,N2的转化率保持不变
C.n(N2):n(H2):n(NH3)=1:3:2时,该反应达到平衡状态
(4)每断裂0.6molH-H键,同时形成 molN-H键,转移的电子数为 NA,消耗 molN2。
21.I(化学反应原理)
恒温恒容下,将2mol气体A和2mol气体B通入体积为2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min后反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,并测得C的浓度为1.2mol/L。
(1)从开始反应到平衡状态,生成C的平均反应速率为 。
(2)x= ,该反应的化学平衡表达式为 。
(3)A的转化率与B的转化率之比为 。
(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
A.压强不再变化 B.气体密度不再变化
C.气体平均相对分子质量不再变化 D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1
II (化学与生活)
保持营养平衡、科学使用食品添加剂并合理使用药物,有助于健康和提高人体自身免疫力.
①如图为某品牌鸡精标签的一部分,其中能水解生成氨基 酸的配料是 ,属于着色剂的是 ,属于防腐剂的是 。
②在一支盛有2mL2%淀粉溶液的试管中滴入2滴碘水.溶液呈蓝色,再滴入维生素C的水溶液,溶液颜色变化是 ,该实验说明维生素C具有 性(选填:“酸”、“氧化”或“还原”)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【分析】该反应为反应前后气体分子数增多的反应,在相同温度时,增大压强,平衡向逆向移动,平衡转化率减小,因此,据此作答。
【详解】A.据分析可知A正确;
B.n点和m点相比,对应的硫化氢的转化率相同,但温度更高、压强更大,因此反应速率更快,故m、n点对应的正反应速率:,B正确;
C. 控制压强和温度不变,则体积会发生改变,假设原本气体体积为1L,则初始物质的量为1mol L-11L=1mol,平衡转化率为40%,则平衡时mol;反应的三段式如下:
则平衡时,气体的总物质的量为1.2mol,则根据阿伏加德罗定律可知,平衡时气体的体积变为1.2L,mol/L,C正确;
D.反应的三段式如下:
则平衡时,气体的总物质的量为1.2mol,则根据阿伏加德罗定律可知,平衡时气体的体积变为1.2L,平衡常数K=0.03,D错误。
答案选D。
2.B
【详解】A.该反应反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,故A错误;
B.该反应方程式为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g),生成的氮气中有NN的非极性键的生成,故B正确;
C.使用新型催化剂不能改变该反应的△H,故C错误;
D.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,降低CO的平衡转化率,故D错误;
故选B。
3.B
【详解】A.化学平衡常数只与温度有关,与反应途径无关,因此两个途径下的化学平衡常数相同,故化学平衡常数K途径一=K途径二,A正确;
B.由图可知,总反应的反应物总能量大于生成物总能量,则总反应放热,催化剂不能改变反应热,但能降低反应的活化能,所以△H1=△H2<0、Ea1>Ea2,B错误;
C.由图可知,途径二H+参与反应,并且是催化剂,能改变历程、加快反应速率,C正确;
D.由图可知,途径二中第二阶段的活化能最大,则该阶段的反应速率最慢,决定着整个反应的快慢,D正确;
故合理选项是B。
4.C
【分析】取压强相同,不同温度时比较CO平衡转化率可以判断出反应的能量变化,取温度相同,压强不同时比较可以判断出X、Y曲线表示的压强大小关系,计算平衡常数时,通常利用三段式方法可轻易求解。
【详解】A.由图可知,温度升高转化率减小,说明升温平衡逆向进行,正反应为放热反应,反应的,故A错误;
B.,反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,转化率增大,相同温度下Y压强时转化率大,则说明图中曲线X所对应的压强小于曲线Y所对应的压强,故B错误;
C.,时,达到平衡状态转化率0.8,结合三段式计算得到,,故C正确;
D.图中P点已达所示条件下的反应限度,延长反应的时间,不能提高转化率,故D错误;
故选:C。
5.A
【详解】A.该反应,实验温度越高,达到化学平衡时水蒸气转化率越大,②和③相比,③平衡转化率更高,所以,A错误;
B.实验①前20min的平均反应速率,B正确;
C.①②温度相同,起始浓度相同,化学平衡状态未改变,②反应速率快,先达到平衡,则实验②比实验①所用的催化剂催化效率高,C正确;
D.K只与温度有关,且该反应的正反应为吸热反应,,则实验①②③的化学平衡常数的关系:,D正确;
故选A。
6.A
【详解】A.根据图象,温度升高,平衡时NO2浓度降低,说明温度升高可使化学平衡逆向移动,因此正反应为放热反应,即△H < 0,A正确;
B.温度时,反应达到平衡时c(NO2) = 0.2mol/L,则平衡时c (SO2) = 0.5mol/L -0.1mol/L= 0.4mol/L,c (NO) = 0.6mol/L - 0.2mol/L= 0.4mol/L,平衡常数为:
,B错误;
C.根据理想气体状态方程pV = nRT分析,容器容积和反应温度一定, 体系总压强与体系中混合气体的总物质的量成正比,容器II相当于按0.75molSO2,1.5molNO和0.75molS起始,由于S是固体,不改变浓度商,设容器Ⅱ中反应达到平衡时消耗了ymolSO2,则平衡时两容器压强比为,C错误;
D.T2 < T1,则温度降低有助于化学反应正向进行,容器Ⅲ相当于以1molSO2,1. 2molNO和0.5molS起始,S不对化学反应的平衡产生影响,也就相当于对容器Ⅰ加压,若平衡不发生移动,则平衡时NO的体积分数为40%,而容器Ⅲ的化学反应正向进行程度比容器Ⅰ更大,则达到平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数小于40%,D错误;
故本题选A。
7.B
【详解】A.根反应中A的浓度变化为0.15mol/L—0.06mol/L=0.09mol/L,C的浓度变化为0.11mol/L—0.05mol/L=0.06mol/L,反应中A与C的计量数之比为0.09:0.06=3:2,t3~t4阶段与t4~t5阶段正逆反应速率都相等,而t3~t4阶段为使用催化剂,则t4~t5阶段应为减小压强,则该反应中气体的化学计量数之和前后相等,则有3AB+2C,若t1=15s,生成物B在t0~t1时间段的平均反应速率为:v(B)==0.002mol L-1 s-1,选项A错误;
B.t4~t5阶段正逆反应速率减小且相等,平衡不移动,如t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度,平衡移动发生移动,则正逆反应速率不相等,t4~t5阶段改变的条件为减小压强;t5~t6阶段正逆反应速都增大,平衡发生移动,应为升高温度,选项B正确;
C.根据方程式可知消耗0.09mol/L的A,则生成0.03mol/L的B,容器的体积为=2L,生成B的物质的量为0.03mol/L×2L=0.06mol,平衡时B的物质的量为0.05mol/L×2L=0.1mol,所以起始时B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol,选项C错误;
D.该反应不一定是放热反应,选项D错误;
答案选B。
8.D
【详解】A.2molSO2与1molO2混合,由于该反应为可逆反应,生成的SO3的物质的量小于2mol,硫元素的化合价从+4价升高到+6价,若反应进行到底,转移电子数为4×6.02×1023,由于反应不能进行到底,转移的电子数小于4×6.02×1023,故A不符合题意;
B.O3和O2都是由氧原子构成的,16gO3和O2的混合气体含有氧原子,氧原子的物质的量n===1mol,一个氧原子含有8个质子,所含质子数为8NA,故B不符合题意;
C.0.5molNO2与H2O反应生成HNO3和NO,化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,得到硝酸的物质的量为×0.5mol=0.33mol,形成1L溶液,硝酸溶液的浓度为≈0.33mol/L,可得到0.33mol L-1的硝酸溶液,故C不符合题意;
D.标准状况下,各5.6L的NO和O2混合后生成二氧化氮,遵循质量守恒定律,5.6L的NO的物质的量为=0.25mol,5.6L的O2的物质的量为=0.25mol,气体总质量为0.25mol×30g/mol+0.25mol×32g/mol=15.5g,故D符合题意;
答案选D。
9.D
【详解】①加入正催化剂,降低反应的活化能,增大活化分子百分数,能使化学反应速率加快;
②增大反应物浓度,增大单位体积内的活化分子数,能使化学反应速率加快;
③将固体块状反应物磨成粉末,增大了反应物的接触面积,能使化学反应速率加快;
①②③都能使化学反应速率加快,答案选D。
10.A
【详解】A.该图只显示部分历程,无法计算反应的焓变,故A错误;
B.反应开始时H2O(g)和O2(g)的相对能量都为0,与催化剂接触后,*H2O的相对能量更低,说明H2O在催化剂表面上更容易被吸附,故B正确;
C.由图可知,该历程中正反应最大的活化能的步骤是*CH4、*OH和生成*CH3OH和*H,则正反应最大活化能=-12.68kJ/mol-(-35.03)kJ/mol=22.37kJ/mol,故C正确;
D.由图可知,该历程中正反应最大的活化能的步骤是*CH4、*OH和生成*CH3OH和*H,则化学方程式为:*CH4+*OH+*H=*CH3OH+2*H,故D正确;
故选:A。
11.A
【详解】A.保持体积不变,冲入氮气使体系压强增大,但反应物浓度不变,反应速率不变,A符合;
B.将容器的体积缩小一半,浓度增大,反应速率加快,B不符合;
C.增加水蒸气的量,容器容积增大,生成物浓度减小,反应速率减小,C不符合;
D.保持压强不变,冲入氮气使容器体积变大,反应物浓度减小,反应速率减小,D不符合;
答案选A。
12.C
【详解】2 min时n(SO3)=0.8mol,则反应消耗SO3的物质的量为2.0mol-0.8mol=1.2mol,此时生成O2的物质的量为:n(O2)=n(SO3)=1.2mol×=0.6mol,而4min时O2的物质的量仍然为0.6mol,说明该反应在2min 时已经达到平衡状态,
A. 0~2 min平均速率,化学反应速率与化学计量数成正比,则v(SO2)=v(SO3)=0.3 mol·L﹣1·min﹣1,故A错误;
B. 将1.1mol氧气按照计量数关系转化成三氧化硫可知,改变条件下三氧化硫的物质的量为:1.8mol+1.1mol×=2.35mol>2mol,说明平衡移动的原因为加入了三氧化硫,而不是改变了压强,故B错误;
C. 根据表格数据可以列出三段式(单位:mol),
,则原条件下的平衡常数,说明升高温度后平衡向着正向移动,则正反应为吸热反应,故C正确;
D. 若起始时容器中SO3的物质的量改为1.0 mol,假如平衡不一定,则平衡时n(SO2)=1.2mol×=0.6 mol,由于三氧化硫的物质的量减小,相当于减小了压强,平衡向着正向移动,则重新达到平衡时二氧化硫的物质的量大于0.6mol,故D错误;
故选C。
13. 0.80 A
【详解】(1)根据图可知,从反应开始至平衡时,,则,根据化学方程式可知,;根据化学方程式可知,每产生,同时消耗,0~4 min内,,所以,由于反应开始时CO的浓度为,因此平衡时CO的浓度为。
(2)将3组实验数据代入中,可得,,,解得,,的值为,若800℃时,初始浓度,则生成的初始速率,A项错误,B,C项正确;其他条件不变时,由题中关系式可知,生成的初始速率与成正比,又因温度越高,反应速率越大,故升高温度增大,D项正确。
14.(1) 70% 0.0015mol/(L s)
(2)b
(3)BCD
(4)BC
【分析】(1)一氧化氮的转化率是已反应的一氧化氮与起始时一氧化氮的物质的量的比值;先计算一氧化氮的反应速率,再根据同一化学反应中同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氧气的反应速率;
(2)根据表格知,随着反应的进行,一氧化氮的物质的量减小,则平衡向正反应方向移动,二氧化氮的物质的量逐渐增大,根据一氧化氮和二氧化氮之间转化关系式计算平衡时二氧化氮的物质的量,从而确定曲线;
(3)根据外界条件对反应速率的影响分析解答;
(4)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再改变,由此衍生的一些物理量也不变。
【详解】(1)上述反应在第5s时消耗NO是0.020mol-0.006mol=0.014mol,则NO的转化率是0.014mol/0.020mol×100%=70%;根据表中数据可知0~2s时,v(NO)=,同一化学反应中同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(O2)=1/2v(NO)=0.0015mol/(L s);
(2)根据表格知,随着反应的进行,一氧化氮的物质的量减小,则平衡向正反应方向移动,二氧化氮的物质的量逐渐增大,当反应达到平衡状态时,参加反应的n(NO)=(0.020-0.006)mol=0.014mol,根据二氧化氮和一氧化氮的关系式知,平衡状态时生成n(NO2)等于参加反应的n(NO),所以为0.014mol,c(NO2)=0.014mol÷2L=0.007mol/L,所以表示NO2的变化的曲线是b;
(3)A.及时分离出NO2气体,反应速率降低,A错误;
B.适当升高温度,反应速率增大,B正确;
C.增大O2的浓度,反应速率增大,C正确;
D.选择高效的催化剂,增大反应速率,D正确;
答案选BCD;
(4)A.v(NO2)=2v(O2)时,该反应不一定达到平衡状态,A错误;
B.该反应是一个气体气体体积改变的可逆反应,当达到平衡状态时,各物质的浓度不变,则容器内压强保持不变,B正确;
C.v逆(NO):v正(O2)=2:1时,该反应达到平衡状态,C正确;
D.根据质量守恒定律知,混合物质量始终不变,所以不能据此判断是否达到平衡状态,D错误;
答案选BC。
【点睛】本题考查化学反应速率、影响化学平衡的因素与平衡状态的判断等,难度中等,注意平衡状态判断选择判断的物理量,应随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
15.(1)(范围内都可以)
(2)该反应放热,升高温度,反应向逆反应方向进行
(3)加入的会与的分解产物发生反应,促进分解平衡向生成的方向移动,导致的转化率增大
【详解】(1)由图可知,在条件下,温度为870K左右时,NO还原为N2的转化率接近100%,故本题正确答案为:870K。
(2)升高温度,NO的分解率降低,说明反应向逆反应方向进行,该反应是放热反应,故本题正确答案为:该反应放热,升高温度,反应向逆反应方向进行。
(3)加入CO会与NO的分解产物O2发生反应,促进NO分解平衡向生成N2的方向移动,导致NO转化率升高,故本题正确答案为:加入的会与的分解产物发生反应,促进分解平衡向生成的方向移动,导致的转化率增大。
16. 33.3% 0.03mol/(L·min) 16:19 37.5% 7.5
【详解】(1)根据三段式列式:2SO2 + O2 2SO3
起始浓度(mol/L) 0.5 0.45 0
转化浓度(mol/L) 0.3 0.15 0.3
平衡浓度(mol/L) 0.2 0.3 0.3
O2的转化率为(0.15/0.45)×100%=33.3%
(2)用SO2表示该反应的反应速率为0.3/10= 0.03mol/(L·min);
(3)平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为0.8:0.95=16:19;
(4)平衡时体系中SO3的百分含量(体积分数)为[3/(2+3+3)] ×100%=37.5%
(5)平衡常数K的值为(0.3)2/[(0.2)2×0.3]=7.5
17.(1)0.0115
(2) > 加了催化剂
(3) 减小 反应物A的浓度减小
(4) 温度升高时,分子运动速率增大,碰撞频率增大 普通分子吸收能量变为活化分子,活化分子百分数增大
【详解】(1)在实验1中,反应在10至30min时间内平均速率为v(A)==0.0115mol/(L min);
(2)实验1和实验2达到平衡时A的浓度不再改变且相等,说明实验2与实验1其他条件完全相同,实验1与实验2中A的初始浓度应相等,实验2较其他实验达到平衡时间最短,速率快,故v2>v1,是使用了合适的催化剂;
(3)恒压容器中通入不参与反应的He,使容器体积增大,反应物A浓度减小,速率减小。
(4)实验4和实验1比较,实验4的温度升高了,速率加快原因为①温度升高时,分子运动速率增大,碰撞频率增大,②普通分子吸收能量变为活化分子,活化分子百分数增大。
18.(1)2A+B2C
(2)0.25mol L-1 min-1
【详解】(1)化学反应中,反应物的物质的量减少,生成物的物质的量增加,因此反应中A、B为反应物,C为生成物,D反应前后物质的量不变,为催化剂;物质的量变化之比等于各物质的化学计量数之比,因此A、B、C的化学计量数之比为(5-3):(2-1):(4-2)=2:1:2,且达到平衡状态时各物质的物质量均不为0,属于可逆反应,该反应的化学方程式为:2A+B2C;
故答案为:2A+B2C;
(2)前2minA的物质的量变化为(5-3)=2mol,容器体积为4L,用A的浓度变化表示的化学反应速率为v(A)===0.25mol L-1 min-1;
故答案为:0.25mol L-1 min-1。
19.(1) 3X(g)+Y(g) 2Z(g) 30% BC
(2) 升温 催化剂 减小压强 A
【详解】(1)根据改变量之比等于计量系数之比,因此该反应的化学方程式为3X(g)+Y(g) 2Z(g);反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为;上述反应,在第2min时,X的转化率为;
A.没有说明正逆方向,无法判断此时反应是否平衡,A项错误;
B.该反应为气体分子数改变的反应,反应从开始到平衡之间压强不断减小,故容器内压强保持不变时可以说明反应到达了平衡,B项正确;
C.v逆(X)=3v正(Y) 说明反应此时v逆=v正,可以说明反应到达了平衡 ,C项正确;
D.反应在恒容容器中进行,所有物质均为气体,气体总质量始终恒定,故容器内密度始终恒定,容器内密度保持不变时不能说明反应到达了平衡,D项错误;
答案选BC;
(2)根据图示,t1时刻,正逆反应速率都增大,反应逆向移动,所以改变的条件是升高温度;t3时刻,正逆反应速率都增大,反应不移动,所以改变的条件是加入高效催化剂;t4时刻,正逆反应速率都快慢,反应逆向移动,所以改变的条件是减小压强;t1~t2平衡逆向移动,t1~t2平衡逆向移动,t3~t4平衡没移动,t4~t5平衡逆向移动,所以氨的百分含量最高的是t0~t1,选A。
20.(1)小于
(2)降低温度或增大压强
(3)AB
(4) 1.2 1.2 0.2
【详解】(1)该反应的ΔH(2)为了提高NH3的产率,使平衡正向移动可采用降温 (或加压 或增大反点物N2、H2浓度);
(3)A.升高温度该反应的反应速率加快、该反应正应为放热,升高温度平衡逆向,平衡常数减小,A正确;
B.加入合适的催化剂平衡不移动,N2的转化率保持不变,B正确;
C.n(N2):n(H2):n(NH3)=1:3:2时是某一时刻的量,不能说明变量不再改变,故不能说明应达到平衡状态,C错误;
故选AB。
(4)根据N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),可知3H2~2NH3~N2,N2~3H-H~6N-H~6e-,由于0.6molH-H,可求得1.2molN-H、1.2mole-、0.2molN2;
21. 0.6mol/(L·min) 3 K= 2:1 BC 鸡肉粉 姜黄 山梨酸 由蓝色变无色 还原
【详解】I、(1)从开始反应到平衡状态,生成C的平均反应速率为1.2mol/L÷2min=0.6mol/(L·min)。(2)消耗B的物质的量是2mol-1.2mol=0.8mol,生成C是2.4mol,根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知x=3,D是固体,所以该反应的化学平衡表达式为K=。(3)消耗A是1.6mol,则A的转化率与B的转化率之比为。(4)A.反应前后体积不变,则压强不再变化不能说明反应达到平衡状态,A错误;B. 密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中容积始终是不变的,但气体的质量是变化的,所以气体密度不再变化能说明反应达到平衡状态,B正确;C. 混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,物质的量不变,但质量是变化的,所以气体平均相对分子质量不再变化能说明反应达到平衡状态,C正确;D. 根据方程式可知A的消耗速率与B的消耗速率之比始终为2:1,所以不能据此说明反应达到平衡状态,D错误,答案选BC。
II、①蛋白质水解生成氨基酸,因此其中能水解生成氨基酸的配料是鸡肉粉,属于着色剂的是姜黄,属于防腐剂的是山梨酸。②维生素C具有还原性,能被碘水氧化,单质碘被还原,所以溶液颜色变化是由蓝色变无色。
点睛:化学平衡状态的判断是解答的难点,掌握平衡状态的含义、判断依据是解答的关键。注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据:①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态,对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了,即说明可逆反应达到了平衡状态。因此判断化学反应是否达到平衡状态,关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。
答案第1页,共2页
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