6.2.化学反应的速率与限度专项训练-2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
一、单选题
1.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)=0.5 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1 D.v(D)=1.0 mol·L-1·s-1
2.在一定温度下的恒容容器中,发生反应:2A(g)+B(s) C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的相对分子质量不变
④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1
⑤单位时间内生成nmolD,同时生成2nmolA
⑥单位时间内生成nmolC,同时生成nmolD
A.①②⑤ B.②③⑤ C.②③⑥ D.①③⑥
3.N2+3H22NH3的正反应速率为v1,逆反应速率为v2。当温度升高时,变化情况为
A.同时增大 B.同时减小 C.v1增大,v2减小 D.v1减小,v2增大
4.对于反应2A(g)+3B(g)=3C(g)+2D(g), 下列表示反应速率最快的是
A.v(A)= 1.5 mol/(L·min) B.v(B)= 1.2 mol/(L·min)
C.v(C)= 0.5 mol/(L·s) D.v(D)= 0.4 mol/(L·s)
5.在不同条件下进行2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)的反应中,表示的反应速率最快的是
A.(A)=0.5mol·L-1·s-1 B.(C)=1.5mol·L-1·min-1
C.(B)=0.3mol·L-1·s-1 D.(D)=1mol·L-1·s-1
6.下列关于化学反应速率说法正确的是
A.增大压强一定能加快化学反应速率 B.增加反应物的用量一定能加快化学反应速率
C.浓度是决定化学反应速率的唯一因素 D.升高温度能加快化学反应速率
7.密闭容器中发生的某化学反应,各物质的分子数目随时间变化情况如图1所示,物质Y和Z的质量随时间变化情况如图2所示。下列说法正确的是
A.该反应前后分子总数保持不变
B.参加反应的X与Y的质量比为2:7
C.该反应的化学方程式可表示为2X+Y=Z
D.若Z的相对分子质量为17,则Y的相对分子质量为28
8.下列图像与对应实验完全吻合的是:
A.①往一定量的盐酸中滴加NaOH溶液至过量
B.②将一定量的不饱和KNO3溶液恒温蒸发水
C.③向一定量CuSO4溶液和稀硫酸的混合溶液中滴加NaOH溶液
D.④用两份等质量等溶质质量分数的过氧化氢溶液制取氧气(甲加少量MnO2)
9.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 向蛋白质溶液中加入少量饱和(NH4)2SO4溶液 出现白色沉淀 蛋白质发生了变性
B 将苯、液溴和铁粉混合后产生的气体直接通入AgNO3溶液中 产生淡黄色沉淀 苯和液溴发生了取代反应
C 相同条件下,将SO2和O2按体积比1:1混合并通过灼热的催化剂充分反应,产物依次通过BaCl2溶液和品红溶液 前者溶液中产生白色沉淀,后者溶液褪色 SO2和O2的反应有一定的限度
D 向2支均盛有2mL1.0mol/L的KOH溶液的试管中,分别加入2滴浓度均为0.1mol/L的AlCl3和FeCl3溶液 一支试管出现红褐色沉淀,另一支无明显现象 Ksp[Al(OH)3]> Ksp[Fe(OH)3]
A.A B.B C.C D.D
10.一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中,某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为2X=3Y+Z
B.t时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若t=4,则0~t X的化学反应速率为0.1mol/(L·min)
D.温度、体积不变,t时刻充入1mol He使压强增大,正、逆反应速率都增大
11.某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0~3min各物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为2A(g)+B(g) 2C(g)
B.v(A)=v(C)说明该反应已达到平衡状态
C.由图求得A的平衡时的转化率为60%
D.反应开始至2min时,A的平均反应速率为1 mol L 1 min 1
12.工业制硫酸中的一步重要反应是:,当该反应达到化学平衡时,下列叙述错误的是
A. SO2的质量保持不变 B.正、逆反应速率均为零
C. SO3的浓度不再发生变化 D.正反应速率和逆反应速率相等
13.下列有关合成氨工业的说法正确的是
A.从合成塔出来的混合气体中,NH3只占15%,所以合成氨工业的效率都很低
B.由于氨易液化,容易分离,N2、H2在实际生产中可循环利用,所以总体来说氨的产率较高
C.合成氨工业的反应温度控制在700K左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.合成氨工业采用铁做催化剂,是为了提高反应物的转化率
14.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,2.24 LNO和1.12 LO2混合后,可以得到NA个NO2分子
B.常温下,0.2 mol Cl2溶于等体积水中,转移电子数为0.2NA
C.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA
D.200 mL0.5 mol/L的Na2CO3溶液中阴离子数目大于0.1NA
15.可逆反应2NO2(红棕色) N2O4(无色)达到化学平衡时,有关说法正确的是
A.反应停止了 B.体系中不存在N2O4
C.红棕色消失 D.NO2浓度不再改变
16.在温度、初始容积相同的两个密闭容器中,按不同方式投入反应物(如图所示),发生反应:保持温度不变,测得平衡时的有关数据如下:
恒容容器甲 恒压容器乙
Y的物质的量
Z的体积分数
下列说法正确的是
A.平衡时容器乙的容积一定比反应前小
B.
C.
D.平衡时容器甲的压强一定比反应前大
17.N2H4(肼)可作制药的原料,也可作火箭的燃料。已知热化学方程式:
反应I:N2H4(g)N2(g)+2H2(g) △H1>0;
反应II:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H2<0;
反应III:N2H4(g)+H2(g)2NH3(g) △H。
下列推断不正确的是( )
A.N2H4断裂共价键需要吸收能量
B.反应I中1molN2H4(g)的能量小于1molN2(g)和2molH2(g)的总能量
C.反应II中正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.△H=△H1+△H2
18.利用所学化学知识积极探索资源的有效使用、节约使用和循环使用,以实现循环经济和可持续发展,从而实现废弃物的综合利用和环境保护。我们在实验室利用废旧电池的铜帽(主要成分为Cu、Zn)制备的部分实验步骤如图:
下列说法错误的是
A.“溶解Ⅰ”中,为加快溶解速率,可将铜帽粉碎
B.“滤液Ⅰ”中,溶质的主要成分为
C.“溶解Ⅱ”过程中,有大量的气体产生
D.“操作Ⅰ”需要用到酒精灯、玻璃棒、普通漏斗等仪器
19.下述实验能达到预期目的的是
编号 实验内容 实验目的
A 将Na2CO3和NaHCO3 的固体混合物加热灼烧 除去NaHCO3中的Na2CO3
B 常温时将CO通过装有SiO2 的硬质玻璃管 制取粗硅
C 向新制得的K2S溶液中滴加新制的氯水 比较氯与硫的得电子能力
D 分别向2支试管中加入相同体积不同浓度的H2O2溶液,再向其中1支加入少量MnO2 研究催化剂MnO2对H2O2分解速率的影响
A.A B.B C.C D.D
20.航天科学技术测得,三氧化二碳(C2O3)是金星大气层的成分之一。下列有关C2O3的说法正确的是
A.C2O3和CO2是同素异形体 B.C2O3和CO燃烧产物都是CO2
C.C2O3和CO都是酸性氧化物 D.C2O3和CO2都是碳酸的酸酐
21.工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。一定条件下,将0.5molCO和0.5molH2在体积为2L的密闭容器中发生上述反应,则下列示意图合理的是
A. B. C. D.
22.为了减少NO、CO对空气污染,保护环境,在汽车尾气的排气管部位装有催化转化器,发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g) +N2(g)(正反应是放热反应)下列有关说法正确的是
A.降低温度可以加快反应速率
B.NO和CO的总能量低于CO2和N2的总能量
C.若lmolNO与2molCO反应达平衡时,CO的物质的量不可能为0.4mol
D.当NO、CO、CO2、N2的浓度相等时,说明该反应达到平衡
23.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H2O②加NaOH固体③加CH3COONa固体
④加Na2CO3固体⑤加入NaNO3固体⑥加NaCl溶液
⑦滴入几滴硫酸铜溶液⑧升高温度⑨将块状铁改为铁粉
⑩将稀硫酸改用98%的浓硫酸
A.⑧⑨⑩ B.⑦⑧⑨ C.③⑦⑩ D.⑦⑧⑩
24.下列四个数据都表示反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的正反应速率,其中反应速率相同的是
①v(SO2)=0.3mol L-1 min-1②v(SO3)=0.9mol L-1 min-1③v(O2)=0.15mol L-1 min-1④v(O2)=2.25mol L-1 min-1
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
25.一定条件下,物质的量均为 0.3mol 的 X(g)与Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-akJ mol -1,下列说法正确的是
A.达到平衡后,向平衡体系中充入稀有气体,正反应速率不发生变化
B.反应一段时间后,X 与Y 的物质的量之比仍为 1:1
C.达到平衡时,反应放出 0.1akJ 的热量
D.X 的体积分数保持不变,说明反应已达到平衡
二、填空题
26.实验探究——化学反应速率的测定
(1)实验步骤:
①安装仪器,检查气密性,在锥形瓶中加入5 g大理石,加入20 mL 1 mol·L-1的盐酸。每隔10s观测玻璃注射器中气体的体积,记录数据。
②以mL·s-1为单位,计算每10s时间间隔内的反应速率。
时间/s 10 20 30 40 50 60
气体体积/mL 4 14 25 38 47 55
反应速率/(mL·s-1)
③在坐标中画出CO2体积[V(CO2)]-反应时间(t)曲线图。
(2)不同组实验结果产生差异的原因
①大理石的大小不同;②注射器内外针筒间的摩擦力不同;③计时器不同可能产生误差。
27.CH4—CO2催化重整是减少温室气体排放的重要途径。回答下列问题:
(1)已知:
C(s)+2H2(g) = CH4(g) ΔH= —75kJ·mol—1
C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH = —394kJ·mol—1
C(s)+O2(g)= CO(g) ΔH= —111 kJ·mol—1
则催化重整反应CH4(g)+CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g)的ΔH = kJ·mol—1;从温度和压强的角度考虑,有利于提高CH4平衡转化率的条件是 。
(2)催化重整时催化剂的活性随积碳的增多而减弱,有关积碳反应和消碳反应的数据如表:
积碳反应/消碳反应 催化剂 活化能/kJ·mol—1
CH4(g)= C(s)+2H2(g) ΔH =+75 kJ·mol—1 X 33
Y 43
CO2(g)+C(s) = 2CO(g) ΔH =+172 kJ·mol—1 X 91
Y 72
①由表中数据分析:从有利于催化重整的角度考虑,应选用的催化剂为 (填“X”或“Y”);催化剂可以改变同一化学反应的 (填“活化能”或“反应热”,下同),但不能改变其
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则p(CO2)数值最大的是 (填“a”“b”或“c”)。
28.(1)化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。如图是某同学利用稀硫酸和硫代硫酸钠(Na2S2O3)的反应来测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。
Ⅰ.测定化学反应速率:已知:S2O+2H+ = H2O+S↓+SO2↑
① 除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是 。
② 若在2 min时收集到224 mL(标准状况下)气体,可计算出该2 min内H+的反应速率,而该测定值比实际值偏小,其原因是 。
③ 利用该化学反应,试简述一种测定反应速率的其他方法: 。
Ⅱ.探究化学反应速率的影响因素:已知 I2+2S2O32- = S4O62- +2I-
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表。
(已知Na2S2O3溶液足量)
实验序号 体积V/mL 时间/s
Na2S2O3溶液 淀粉溶液 碘水 水
① 10.0 2.0 4.0 0.0 t1
② 8.0 2.0 4.0 2.0 t2
③ 6.0 2.0 4.0 V t3
④ 表中V = mL,t1、t2、t3的大小关系是 。
( 2 ) 恒温条件下,在体积固定的密闭容器中,发生反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol L﹣1、0.3mol L﹣1、0.08mol L﹣1。
请回答下列问题:
① c1+c2+c3的取值范围为
② c1:c2的值为
③下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是
A.混合气体密度不再变化 B.v正(X)=2 v逆(Z)
C.容器内压强不再发生变化 D.混合气体的平均相对分子质量
E. X的物质的量和Y的物质的量之比
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.v(A)=0.5 ,A错误;
B.v(B)=0.3时v(A)=0.6;,B正确;
C.v(C)=0.8时v(A)=,C错误;
D.v(D)=1.0 时v(A)=0.5 ,D错误;
故选B。
2.B
【详解】①化学方程式两边气体计量数相等,所以混合气体的压强一直不变,故①错误;
②容积不变,但气体的质量变化,则密度变化,因此混合气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故②正确;
③混合气体的物质的量不变,但质量变化,即相对分子质量是变化的,平均摩尔质量在数值上与相对分子质量相等,所以混合气体的平均摩尔质量不变,说明气体的质量不变,反应达到平衡状态,故③正确;
④当体系达平衡状态时,容器内A、C、D三种气体的浓度之比可能为2:1:1,也可能不等,与各物质的初始浓度及转化率有关,故④错误;
⑤单位时间内生成n molD,等效于消耗2n mol A,同时生成2n mol A,正逆反应速率相等,故⑤正确;
⑥单位时间内生成n molC,同时生成n mol D,都体现正反应方向,不能说明反应达到平衡状态,⑥错误;
答案选B。
【点睛】当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,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。
3.A
【详解】升高温度时,体系内参加反应的各物质的活化分子数将增大,同时活化分子之间的有效碰撞频率将增加,因此正逆化学反应速率都将增大,故答案为A。
4.D
【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。要注意转化为同一单位进行比较。
【详解】A.= =0.75mol/(L·min)=0.0125mol/(L·s);
B.==0.6 mol/(L·min)=0.01 mol/(L·s);
C.=≈0.17 mol/(L·s);
D.== 0.2 mol/(L·s);
根据计算分析,反应速率最快的为D,答案选D。
5.C
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,转化为同种物质的反应速率比较快慢,以此来解答。
【详解】A.(A)=0.5mol·L-1·s-1,转化为(B)==0.5mol·L-1·s-1=0.25mol·L-1·s-1;
B.(C)=1.5mol·L-1·min-1= mol·L-1·s-1=0.025 mol·L-1·s-1,转化为(B)== 0.025 mol·L-1·s-1=0.00833mol·L-1·s-1;
C.(B)=0.3mol·L-1·s-1 ;
D.(D)=1mol·L-1·s-1,转化为(B)== 1mol·L-1·s-1=0.25mol·L-1·s-1;
显然C中速率最快,故答案为:C。
6.D
【详解】A.压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应,即改变压强,反应速率不一定改变,A错误;
B.若反应物有固体,增加固体的量,不改变化学反应速率,B错误;
C.物质本身的性质是决定化学反应速率的主要因素,反应物浓度是其外界影响因素,C错误;
D.升高温度,活化分子数增多,化学反应速率加快,D正确;
答案选D。
7.D
【分析】由图1可知反应方程式为:3X+Y=2Z,由图2可知最终完全反应生成m(Z)=17g,初始m(X)=3g;
【详解】A.由分析知反应前后分子个数减小 ,A错误;
B.由图2和分析知参加反应的X与Y的质量分别是3g、14g,比为3:14,B错误;
C.由分析知反应方程式为:3X+Y=2Z,C错误;
D.根据,,由方程式可知,,所以若Z的相对分子质量为17,则Y的相对分子质量为28,D正确;
故选D。
8.C
【详解】试题分析:A、①图在氢氧化钠溶液为0时的pH表示盐酸溶液的pH,应小于7,错误;B、不饱和的KNO3溶液开始时的溶质的质量分数不为0,所以曲线的起点不能在原点,错误;C、向一定量CuSO4溶液和稀硫酸的混合溶液中滴加NaOH溶液,氢氧化钠溶液先与硫酸反应,无沉淀生成,之后再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,至沉淀完全时沉淀质量不再变化,正确;D、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,反应速率快,所用时间短,但产生的氧气一样多,错误,答案选C。
考点:考查对图像的分析判断能力
9.C
【详解】A.(NH4)2SO4为轻金属的盐,它使蛋白质发生盐析而不是变性,A不正确;
B.液溴易挥发,挥发出的溴单质与AgNO3溶液反应也能生成AgBr沉淀,所以产生淡黄色沉淀并不能说明苯和液溴发生了取代反应,B不正确;
C.产物通过BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明反应生成了SO3;品红溶液褪色,说明SO2有剩余,从而说明SO2和O2没有完全反应,SO2和O2的反应有一定的限度,C正确;
D.由于KOH过量,Al3+与OH-反应先生成Al(OH)3沉淀,然后继续与KOH反应,生成KAlO2,并没有发生Al(OH)3与Fe3+生成Fe(OH)3和Al3+的反应,也就不能说明Ksp[Al(OH)3]与Ksp[Fe(OH)3]的相对大小,D不正确;
故选C。
10.C
【详解】A.参加反应的各物质的物质的量之比等于化学计量数之比,所以X、Y、Z的化学计量数之比为0.8:1.2:0.4=2:3:1,由题图可知该反应是一个可逆反应,反应的化学方程式为2X3Y+Z,A错误;
B.化学平衡是一种动态平衡,即正、逆反应都在进行,且正反应速率等于逆反应速率,B错误;
C.若t=4,则0 t X的化学反应速率为,C正确;
D.温度、体积不变,t时刻充入1mol He使压强增大,但是各物质的物质的量浓度不变,则正、逆反应速率不变,化学平衡不移动,D错误;
答案为C。
11.A
【详解】A.根据图中信息A、B为反应物,C为生成物,改变量分别为2mol、1mol、2mol,根据改变量之比等于计量系数之比,则该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g),故A正确;
B.υ(A)= υ(C),没有正反应和逆反应,因此不能说明该反应已达到平衡状态,故B错误;
C.由图求得A的平衡时的转化率为,故C错误;
D.反应开始至2min时,A的平均反应速率为mol L 1 min 1,故D错误。
综上所述,答案为A。
12.B
【详解】A.随着化学反应的不断进行,反应为的质量不断减少,当反应达平衡时,SO2的质量会保持不变,A正确;
B.可逆反应为动态平衡,正逆反应速率相等但不为零,B错误;
C.随着化学反应的不断进行,生成物的浓度不断增加,当反应达平衡时,SO3的浓度不会再发生变化,C正确;
D.可逆反应为动态平衡,正逆反应速率相等,D正确;
故答案选B。
13.B
【详解】A.合成氨反应在适宜的生产条件下达到平衡时,虽然原料的转化率不高,但将生成的NH3分离出去后,再将未反应的N2、H2循环利用,可提高氨的产率,故A错误;
B.由于氨易液化,容易分离,N2、H2在实际生产中可循环利用,所以总体来说氨的产率较高,故B正确;
C.合成氨反应正向放热,低温才有利于平衡向正反应方向移动,合成氨工业中选择700K左右的温度,主要是从反应速率和催化剂活性两方面考虑,故C错误;
D.使用催化剂不能使平衡发生移动,不影响转化率,故D错误。
综上所述,答案为B。
14.D
【详解】A.在标准状况下,2.24 LNO和1.12 LO2混合后恰好反应产生2.24 LNO2,其物质的量是0.1 mol,其中NO2有一部分会发生可逆反应转化为N2O4,最终达到平衡时容器中NO2的物质的量小于0.1 mol,故得到NO2分子数小于0.1NA个,A错误;
B.Cl2溶于水反应产生HCl和HClO,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,则0.2 mol Cl2溶于等体积水中,转移电子数小于0.2NA,B错误;
C.SO2和O2生成SO3的反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,故密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2NA,C错误;
D.200 mL0.5 mol/L的Na2CO3溶液中含有溶质的物质的量n(Na2CO3)=0.5 mol/L×0.2 L=0.1 mol,其中含有的物质的量是0.1 mol。该盐是强碱弱酸盐,在溶液中会有一部分发生水解反应产生和OH-,又有一部分进一步水解产生H2CO3、OH-,故溶液中含有的阴离子数目大于0.1NA,D正确;
故合理选项是D。
15.D
【详解】A.化学平衡状态为动态平衡,达到平衡状态时正逆反应速率相等,反应不会停止,选项A错误;
B.可逆反应中,反应物不可能完全转化成生成物,所以体系中一定存在N2O4,选项B错误;
C.该反应为可逆反应,NO2不可能完全转化成N2O4,所以红棕色不会消失,选项C错误;
D.达到平衡状态时,各组分的浓度不再变化,则NO2的浓度不再变化,选项D正确;
答案选D。
16.A
【详解】A.容器乙内反应向正反应方向进行,气体总的物质的量减少,恒温恒压下,体积之比等于物质的量之比,所以平衡时容器乙的容积一定比反应前小,故A正确;
B.容器甲内反应所达到的平衡状态可以等效为开始投入3molX,1molY在相同条件下达到的平衡状态,容器乙开始投入虽然也是3molX,1molY,但是保持恒压,反应前后气体分子数减小,则容器乙中反应正向进行的程度较甲中大,则,故B错误;
C.同B项分析,容器乙所到达的平衡状态可以等效为容器甲增加压强,平衡向体积减小方向移动,即向正反应方向移动,所以,故C错误;
D.容器甲内反应根据有关数据无法判断反应向哪个方向进行、还是处于平衡状态,因此无法判断平衡时容器内的压强与反应前压强大小关系,故D错误。
故选A。
17.C
【详解】A.在化学反应中,断开化学键,需要吸收能量,则N2H4断裂共价键需要吸收能量,A不符合题意;
B.根据反应Ⅰ,1molN2H4(g)分解生成1molN2(g)和2molH2(g),反应吸热,说明1molN2H4(g)的总能量小于1molN2(g)和2molH2(g)的总能量,B不符合题意;
C.反应Ⅱ是放热反应,根据△H=正反应活化能-逆反应活化能<0,可知正反应活化能小于逆反应活化能,C符合题意;
D.反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ,根据盖斯定律,有△H=△H1+△H2,D不符合题意。
答案选C。
18.C
【分析】电池铜帽(主要成分为Cu、Zn )加入稀硫酸溶解,Cu不溶于H2SO4,锌溶于H2SO4,过滤除去滤液ZnSO4,分离出固体Cu,Cu与H2O2、H2SO4反应生成CuSO4溶液,再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤获得CuSO4 5H2O。
【详解】A.“溶解Ⅰ”中,将铜帽粉碎,增大了固体接触面积,可加快反应速率,A正确;
B.Cu不溶于H2SO4,Zn溶于H2SO4生成可溶于水的ZnSO4,则“滤液Ⅰ”中溶质的主要成分为ZnSO4,B正确;
C.“溶解Ⅱ”过程中发生反应为Cu+ H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,没有气体生成,C错误;
D.“操作Ⅰ”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等,需要用到酒精灯、玻璃棒、普通漏斗等仪器,D正确;
答案选C。
19.C
【详解】A.加热时NaHCO3分解成Na2CO3,A错误;
B.CO与SiO2需在高温下反应,常温不反应,B错误;
C.Cl2通入K2S溶液中,若产生浑浊,说明生成了S单质,则Cl2的氧化性大于S的氧化性,可推出氯得电子能力大于S的得电子能力,若无浑浊,则氯得电子能力小于S的得电子能力,C正确;
D.在研究一个变量对反应速率的影响时,必须保持其他变量相同。因此必须保持H2O2溶液的体积和浓度均相同,再向其中1支加入少量MnO2,才可以研究催化剂的速率的影响,D错误;
答案选C。
20.B
【详解】试题分析:同素异形体是研究同种元素形成的单质问题,故A项错误;C2 O3 和CO组成元素相同,且碳均未达到最高价,故可以燃烧生成CO2 ,故B项正确;CO不能和酸或碱反应生成盐,故属于不成盐氧化物,不是酸性氧化物,故C项错误;酸和相应酸酐应保持价态相同,故CO2 都是碳酸的酸酐,C2 O3 不是碳酸的酸酐,故D项错误。
考点:物质分类、基本概念考查。
21.A
【详解】A.反应过程中甲醇的体积分数逐渐增大,假设反应的CO的物质的量为a,CO的体积分数=×100%=,始终不变,故A正确;
B.随着反应的进行,CO的物质的量逐渐减少,甲醇的物质的量逐渐增大,达到平衡后,二者的物质的量不一定相等,故B错误;
C.随着反应的进行,氢气的浓度减小,甲醇的浓度增大,但氢气的起始浓度为0.25mol/L,故C错误;
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,达到平衡时甲醇的逆反应速率等于氢气正反应速率的一半,故D错误;
故选A。
22.C
【详解】A.降低温度,反应速率降低,A项错误;
B.正反应放热,说明反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量,B项错误;
C.由反应方程式可知,CO若在平衡时的物质的量为0.4mol,则反应中应消耗CO和NO各1.6mol,而NO只有1mol,故若lmolNO与2molCO反应达平衡时,CO的物质的量不可能为0.4mol,C项正确;
D.NO、CO、CO2、N2的浓度相等并不能说明反应达到平衡,D项错误;
答案选C。
23.B
【详解】①加水,稀释了硫酸的浓度,故反应速率变慢,故错误;②加氢氧化钠,与硫酸反应,减少了硫酸的浓度,故反应速率变慢、氢气量减少,故错误;③加醋酸钠固体与硫酸反应生成弱酸醋酸,故反应速率减慢,故错误;④加Na2CO3固体,与硫酸反应,减少了硫酸的浓度,故反应速率变慢、氢气量减少,故错误;⑤加入NaNO3固体,与硫酸相遇具有强氧化性,与铁反应不再生成氢气,而是生成氮的氧化物,故错误;⑥加氯化钠溶液,相当于稀释硫酸浓度,故反应速率变慢,故错误;⑦滴加硫酸铜溶液,铁把铜置换出来,形成原电池,故反应速率加快,由于铁是足量的,故产生氢气的量不变,故正确;⑧升高温度,反应速率加快;⑨改用浓度大的硫酸,反应速率加快;⑩将稀硫酸改用98%的浓硫酸,遇铁钝化,不产生氢气,故错误。所以,正确选项为B。故选B。
24.B
【详解】同一反应中,不同物质表示的反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比。用表示的反应速率是时,则同一反应中用表示的反应速率是,①与③代表相同反应速率,B正确;
答案选B。
25.A
【详解】A.容积固定的密闭容器,充入稀有气体,X、Y、Z的浓度均不变,则正逆反应速率不变,故A正确;
B.反应起始时X与Y的物质的量相等,但X与Y按物质的量1:3进行反应,则反应一段时间后,X 与Y 的物质的量之比应大于 1:1,故B错误;
C.由方程式的化学计量数可知,X是过量的,又物质的量与热量成正比,若0.3molY全部参与反应,反应放出 0.1akJ 的热量,而该反应为可逆反应,不能进行到底,故达到平衡时,反应放出的热量小于0.1akJ,故C错误;
D.设任意时刻,X的转化量为x mol,可列出三段式:,则X的体积分数为,则X的体积分数为一定值,始终保持不变,则X的体积分数保持不变不能说明反应已达到平衡,故D错误;
故选A。
26. 0.4 1.0 1.1 1.3 0.9 0.8
【详解】每10s内,气体的反应速率=,据此可以计算60s时间内,每10s的反应速率(以mL/s为单位)为0.4、1.0、1.1、1.3、0.9、0.8;根据图表描点,可以得到V(CO2)-t的曲线图
27. +247 升高温度和降低压强 Y 活化能 反应热 c
【分析】催化剂可以改变同一化学反应的活化能,但不能改变其反应热。
【详解】(1)已知:
①C(s)+2H2(g) = CH4(g) ΔH= -75kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH =-394kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)= CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
利用盖斯定律可知,2×③-①-②可得CH4(g)+CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g),其ΔH =+247kJ·mol-1;该反应是熵增的反应,而且是吸热反应,所以从温度和压强的角度考虑,有利于提高CH4平衡转化率的条件是升高温度和降低压强;
(2)①由表中数据分析:从有利于催化重整的角度考虑,积碳反应中X和Y的活化能相差不大,消碳反应中Y的活化能比X的低得多,所以应选用的催化剂为Y;催化剂可以改变同一化学反应的活化能,但不能改变其反应热;
②根据某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)可知,沉积碳的生成速率v与p(CO2)成反比。根据在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势图,可判断同一条件下c的速率最小,所以c的p(CO2)数值最大。
28. 秒表 SO2会部分溶于水 测定一段时间内生成硫沉淀的质量(或实时测定溶液中氢离子浓度等) 4 t1 <t2 <t3 0.28mol L﹣1<C1+C2+C3<0.56mol L﹣1 1:3 C D
【分析】测定化学反应速率需要测定时间;根据浓度对化学反应速率的影响进行分析;根据可逆反应的特点进行分析;根据变量不变判断化学平衡状态。
【详解】Ⅰ. ①测量反应速率时相应测量时间,因此除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是秒表;
②由于SO2会部分溶于水,所以实际得到的气体体积偏小,则测定值比实际值偏小;
③由于反应中还有单质S沉淀产生,所以利用该化学反应,还可以通过测定一段时间内生成硫沉淀的质量来测定反应速率;
④根据表中数据可知三次实验中溶液的总体积是16mL,所以表中V=16mL-6mL-2mL-4mL=4mL。反应物浓度越大,反应速率越快,则根据硫代硫酸钠的浓度可知t1、t2、t3的大小不关系是t1 <t2 <t3;
(2)若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol L﹣1、0.3mol L﹣1、0.08mol L﹣1,反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)为正方向气体体积缩小的方向,若向逆反应方向完全转化,则c1+c2+c3的取值可达最大,若向正反应方向完全转化,则取值可达最小,则:
X(g)+3Y(g) 2Z(g) 总体积
平衡时: 0.1 0.3 0.08
若逆向转化 0.14 0.42 0 0.14+0.42+0=0.56
若正向转化 0 0 0.28 0.28
由于可逆反应中反应物不能完全转化为生成物,故0.28mol/L<c1+c2+c3<0.56mol/L;
②平衡时X、Y的浓度之比为1:3,X、Y按1:3反应,故X、Y起始浓度之比为1:3;
③A、反应在固定的密闭容器中进行,反应物都是气体,故混合气体密度一直不变,无法据此判断是否达到平衡状态,选项A不符合题意;
B、.v正(X)=2 v逆(Z)不能表示正反应速率与逆反应速率相等,选项B不符合题意;
C、该反应正方向为气体分子数减小的反应,在反应过程中气体的压强减小,当压强不变时,说明正反应速率与逆反应速率相等,达到平衡状态,选项C符合题意;
D、该反应正方向为气体分子数减小的反应,在反应过程中,气体的质量不变,气体的总物质的量减小,由=可知,当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明正反应速率等于逆反应速率,达到平衡状态,选项D符合题意;
E、平衡时X、Y的浓度之比为1:3,X、Y按1:3反应,X、Y的物质的量之比始终为1:3,无法据此判断该反应是否达到平衡状态,选项E不符合题意。
答案选CD。
【点睛】判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态,首先要判断所给出的物理量是否为变量,变量不变达平衡。若所给的物理量在反应过程中始终不变,则不能根据该物理量不变判断反应达到平衡