专题2《化学反应速率与化学平衡》(含解析)单元检测题2023-2024学年上学期高二苏教版(2019)高中化学选择性必修1

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名称 专题2《化学反应速率与化学平衡》(含解析)单元检测题2023-2024学年上学期高二苏教版(2019)高中化学选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-01-18 19:18:26

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专题2《化学反应速率与化学平衡》
一、单选题(共15题)
1.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g) 3Z(g)△H<0,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的
A.升高温度,平衡常数减小
B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C.Q点时,Y的转化率最小
D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
2.科学家结合实验与计算机模拟结果,研究出了均相催化的思维模型。总反应:A +B→AB(K为催化剂)①A + K → AK Ea1,②AK + B → AB + K Ea2
下列说法错误的是
A.第①步为决速步骤
B.升高温度,该反应的速率加快
C.该反应的ΔH=-Ea kJ·mol-1
D.催化剂降低了活化能,加快了反应速率
3.丁烯裂化发生以下两个反应:主反应:3C4H8→4C3H6 ΔH1>0 副反应:C4H8→2C2H4 ΔH2>0
在0.1 MPa条件下,密闭容器中充入一定量C4H8,各气体平衡物质的量分数与温度的变化关系如图,下列说法不正确的是
A.结合图像,升温时两个反应均正向进行
B.为提高产率,可适当通入不参加反应的气体
C.500℃~600℃,温度对主反应影响弱于对副反应的影响
D.T0℃时副反应的Kp=0.016MPa
4.当前工业上生产乙醇的主要方法之一:在浓硫酸存在下,使乙烯与水发生加成反应制得的,通常叫做“乙烯水化法”,该反应机理及能量与反应历程的关系如图所示。下列说法正确的是
A.第③步反应物之间的碰撞均为有效碰撞
B.总反应速率由第②步反应决定
C.催化剂能同时降低正、逆反应的活化能和反应热
D.正反应的活化能小于逆反应的活化能
5.NO和混合后可发生反应:①、②,反应体系中含氮物质的物质的量浓度c随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.c为随t的变化曲线
B.时,
C.时刻,的消耗速率大于生成速率
D.时,反应①和②均达到化学平衡状态
6.如下所示的各图中,表示2A(g)+ B(g ) 2C(g)( H <0),这个可逆反应的正确图像为[注: φ(C)表示C的体积分数,p表示气体压强,c表示浓度]
A. B. C. D.
7.下列图示与对应叙述相符合的是
A.图I:反应达平衡后,升高温度时反应速率随时间的变化
B.图Ⅱ:反应达平衡后,缩小容器体积时各成分的物质的量变化
C.图Ⅲ:反应在温度一定的情况下,反应速率与压强的关系
D.图Ⅳ:反应 ,水蒸气含量与温度和时间的变化关系
8.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向Fe(NO3)2溶液中滴加少量浓硫酸,溶液由浅绿色变为黄色 浓硫酸具有强氧化性
B 在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成 酸性:H2SO3>HClO
C 检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+时,将溶液滴入酸性KMnO4溶液中,溶液紫红色褪去。 证明溶液中含有Fe2+
D 向两支盛有KI3的溶液的试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀 I溶液中存在平衡:I I2+I-
A.A B.B C.C D.D
9.O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如表所示。
pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0
20 301 231 169 58
30 158 108 48 15
50 31 26 15 7
已知:O3的起始浓度为0.0216mol·L—1。
下列说法正确的是
A.pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是H+
B.在30℃、pH=4.0条件下,O3的分解速率为1.67×10—6mol(L·s)—1
C.根据表中数据可知,O3的分解速率随温度升高而增大,随pH增大而减小
D.根据表中数据的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率的大小关系为40℃、pH=3.0>30℃、pH=7.0
10.以丙烯(C3H6)、、为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的化学方程式分别为
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应时间相同、反应物起始投料相同时,丙烯腈产率与反应温度的关系如图所示(图中虚线表示相同条件下丙烯腈平衡产率随温度的变化)。下列说法正确的是
A.其他条件不变,增大压强有利于提高丙烯腈平衡产率
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高丙烯腈产率
C.图中Y点丙烯腈产率高于X点的原因是温度升高导致反应Ⅰ建立的平衡向正反应方向移动
D.图中X点丙烯腈产率与Z点相等(T111.下列说法正确的是
A.H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正、逆反应速率不变,平衡不发生移动
B.1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下,2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1
C.C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡
D.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g) 2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体
12.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,46gNO2和N2O4混合气体中所含的原子总数为3NA
B.反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2每生成1molFe2O3转移电子总数为44NA
C.12mol/L的浓硫酸50mL与足量的Cu加热反应,得到SO2为0.3NA
D.密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
13.在一恒容密闭容器中,反应:A(g)+B(g) C(g)达到平衡,若增大A的浓度,使平衡正向移动,并达到新的平衡,下列说法正确的是
A.B的转化率一定增大
B.A的转化率增大
C.C的体积分数一定大于原平衡C的体积分数
D.A的浓度一定比原平衡小
14.恒温、恒压下,1molA和2molB在一个容积可变的容器中发生反应A(g)+B(g) 2C(g)。一段时间后达到平衡,生成amolC.下列说法错误的是
A.无法计算该反应在该温度下的平衡常数
B.平衡时物质A、B的转化率之比为2:1
C.起始时和达到平衡时容器中的体积之比为1:1
D.平衡后,体系中物质B的物质的量不一定最多
15.将一定量的氨基甲酸铵置于2 L恒容真空密闭容器中,在一定温度下达到分解平衡:。不同温度下的平衡数据如下表:
温度/℃ 15 20 25 30
反应达到平衡所需时间/s 43 60 73 92
平衡时气体总浓度/() 2.4 3.4 4.8 6.8
下列说法正确的是
A.温度升高,该反应速率加快,平衡正向移动,
B.在15℃下,当体积分数不变时,该反应达到平衡状态
C.在25℃下,反应达到平衡后,将容器压缩至1 L,再次平衡时
D.在20℃和30℃分别反应,则不同温度下60 s内平均反应速率
二、填空题(共8题)
16.合理处理碳、氮氧化物,减少在大气中的排放,在生产、生活中有重要意义。回答下列问题:
(1)利用H2还原CO2是减少CO2排放的一种方法。H2在Cu-ZnO催化下可与CO2同时发生反应I、II,两反应的反应过程与能量的关系如图所示。
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
由图可知反应I是 反应(填“吸热”或“放热”),ΔH1 ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
(2)H2还可以将CO2还原为CH4(g)和H2O(l)。已知25℃、101 kPa时H2和CH4的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1和890.3 kJ·mol-1,则25℃、101 kPa时H2与CO2反应生成CH4(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。
(3)利用反应II生成的CO可将N2O转化为N2,反应的能量变化及反应历程如图所示,依次进行两步反应的化学方程式分别为①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢),②FeO++CO=CO2+Fe+(快)。
反应过程中的中间产物是 ,每转化22.4 L(标准状况)N2O转移电子的数目为 ,反应①和反应②的活化能Ea① Ea②(填“>”或“<”)。
17.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”)。
18.向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:
xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)
已知:平均反应速率v(C)=v(A);反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了mol,有a mol D生成。回答下列问题:
(1)反应2 min内,v(A)= 。
(2)化学方程式中,x= 、y= 、p= 、q= 。
(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为 。
(4)反应达平衡时的压强与起始时的压强比 。
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”),理由是 ;
19.NH3、N2H4在工业生产和国防建设中都有广泛应用。回答下列问题:
(1)纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,一种能参与大气循环。当反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。
该反应的△H (填“>”或“<”)0,N2H4发生分解反应的化学方程式为 。
(2)T℃时,向一体积为2L的恒容密闭容器中充入总物质的量为4mol的CO2和NH3,在一定条件下发生反应:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)。混合气体中氨气的体积分数随反应时间的变化如图所示。
①0~60s内,反应速率v(CO2)= mol L-1·s-1
②T℃时,该反应的化学平衡常数K= 。
20.在硫酸工业中,通过下列反应使氧化成: 。下表为不同温度和压强下的转化率(%):
450
550
(1)从理论上分析,为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫,可采用的条件是 。
(2)在实际生产中,选定400~500℃作为操作温度,其原因是 。
(3)在实际生产中,采用的压强为常压,其原因是 。
(4)在实际生产中,通入过量空气的目的是 。
(5)尾气中有必须回收是为了 。
21.在密闭容器中进行如下反应:,达平衡后,改变下列条件,用“正反应”“逆反应”或“不移动”分析判断平衡移动情况,用“增大”“减小”或“不变”分析判断物质的量变情况。
(1)增加C的含量,平衡 , .
(2)保持反应容器体积和温度不变,通入,平衡 , .
(3)在一定温度下,缩小反应容器体积,平衡向 方向移动, ,的转化率 。
(4)保持反应容器体积不变,升高温度,平衡向 方向移动, .
(5)保持反应容器体积和温度不变,再通入,平衡向 方向移动,的转化率 , 。
22.如图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况,t是到达平衡状态的时间。试回答:
(1)该反应的化学反应方程式为 。
(2)若达到平衡状态的时间是2min,A物质的平均反应速率为 。
(3)假设该反应在体积固定的密闭容器中进行,下列能做为判断该反应达到化学平衡状态的标志的是_____。
A.每有3molA消耗,就会有3molC消耗 B.B的体积分数保持不变
C.气体的密度保持不变 D.B和C的浓度之比1∶3
(4)达到平衡时,A的体积分数是 。
23.500℃时,将H2和N2置于一容积为2 L的密闭容器中发生反应。反应过程中H2、N2和NH3物质的量变化如图所示,分析图像完成下列问题:

(1)0~10分钟,N2的平均反应速率为 mol·L-1·min-1,0~10分钟与10~20分钟两个时间段中,N2的反应速率之比为 。反应在第10 min可能改变的条件是 ,运用图像信息说明该条件不是升温的原因: 。
(2)计算500℃时,反应N2+3H22NH3的平衡常数K的数值为 。保持温度不变,反应进行至25 min时,抽去0.1 mol氨,此时平衡常数K将 (填“增大”“减小”或“不变”)。保持体积不变,达到新平衡后的正反应的化学反应速率比原平衡状态 (填“大”“小”或“不变”)。
(3)在上图中画出25~40 min时间段内N2的物质的量的变化图像 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】A.△H<0为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡常数K减小,故A正确;
B.温度越高,反应速率越快,M点温度高,则W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率,故B错误;
C.由图可知,Q点为平衡点,则Q点转化率最大,故C错误;
D.该反应为气体体积不变的反应,恒容恒温度下,平衡时充入Z,二者为等效平衡,达到新平衡时Z的体积分数与原平衡时相等,故D错误;
故选:A。
2.C
【详解】A.第①步的正反应活化能Ea1>第②步正反应活化能Ea2,所以反应速率①<②为,而总反应速率取决于慢的反应,故决速步骤为①,A正确;
B.温度升高,反应速率加快,B正确;
C.Ea是该反应正反应的活化能,不是反应的ΔH,反应的ΔH =E生-E反 kJ·mol-1,C错误;
D.催化剂能降低反应活化能,加快反应速率,D正确;
故选C。
3.A
【详解】A.结合图像可知,C2H4平衡物质的量分数随着温度的升高而增大,说明副反应正向进行,而C3H6的含量随温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,说明主反应在温度较高时平衡在逆向移动,A错误;
B.据题意为恒压0.1Mpa条件,若充入不参加反应的气体,会使容器体积增大,各气体分压减小,平衡向着气体分子数增大的方向移动,即正向移动,可提高产率,B正确;
C.由于主副反应均为吸热反应,理论上升温会使两个反应均正向移动,结合A判断,主反应在500℃以上时平衡逆向移动,副反应使C4H8的浓度降低对主反应的影响程度超过了温度对主反应的影响程度,故温度对主反应影响弱于副反应的影响,C正确;
D.据图可知,T0℃时,C4H8和C2H4的物质的量分数相等,且均为16%,故此时两种气体的分压均为0.016Mpa,=0.016Mpa,D正确;
答案选A。
4.D
【详解】A. 第③步反应物之间的碰撞如不能发生化学反应,就不是有效碰撞,故A错误;
B. 根据图示,第①步反应的活化能最大,反应速率最慢,决定总反应速率,总反应速率由第①步反应决定,故B错误;
C. 催化剂能同时降低正、逆反应的活化能,但不能改变反应的终态和始态,不能改变反应热,故C错误;
D. 反应是放热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,故D正确;
故选D。
5.C
【分析】NO和混合后可发生反应:①、②,反应过程中NO浓度减小,NO2浓度先增大后减小,N2O4浓度一直增大,a、b、c分别代表NO、NO2、N2O4的浓度随t的变化曲线,以此解答。
【详解】A.根据题给反应,结合题图中各物质浓度变化情况可知,a、b、c分别代表NO、NO2、N2O4的浓度随t的变化曲线,A说法错误;
B.根据物料守恒可知,任意时刻c(NO) +c(NO2) +2c(N2O4)= C0,B说法错误;
C.由题图可知,t2时刻以后,NO2的浓度在减小,故此时NO2的消耗速率大于生成速率,C说法正确;
D.时N2O4的浓度不变,说明反应②达到化学平衡状态,反应①不是可逆反应,没有平衡状态,故D错误;
故选C。
6.A
【详解】A.温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短,反应逆向移动,C的质量分数降低,A项正确;
B.增大压强,反应速率加快,v(正)、v(逆)均增大,但是从图像中可以发现v(正)是减小的,B项错误;
C.加入催化剂,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短,但C的质量分数不发生变化,但是图像中显示C的浓度变大,说明平衡移动,C项错误;
D.该反应为放热反应,则降低温度,平衡向放热反应方向移动,即正向移动,A的转化率增大,则升高温度,A的转化率减小,D项错误;
故选A。
7.B
【详解】A.升高温度,平衡发生移动,正、逆速率变化不相等,图象中正、逆速率增大相同的倍数,图象与实际不相符,A错误;
B.缩小容器体积,压强增大,平衡向正反应方向移动,三氧化硫的物质的量增大、二氧化硫与氧气的物质的量减小,图象与实际相符合,B正确;
C.增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应反应移动,正反应速率增大更多,图象中逆反应速率增大更多,图象与实际不相符,C错误;
D.由图可知,温度T2先到达平衡,故温度T2>T1,升高温度平衡向正反应方向移动,水蒸气的含量增大,图象中温度越高,水蒸气的含量越低,图象与实际不相符,D错误;
故选B。
8.D
【详解】A.向硝酸亚铁溶液中滴加少量浓硫酸,酸性条件下,硝酸根离子也能将亚铁离子氧化为铁离子,则溶液由浅绿色变为黄色不能说明浓硫酸具有强氧化性,故A错误;
B.次氯酸钙溶液与通入二氧化硫气体发生氧化还原反应生成硫酸钙、氯化钙和水,不能发生复分解反应,无法比较次氯酸和亚硫酸的酸性强弱,故B错误;
C.因为Fe2+和Cl-均能使酸性KMnO4溶液紫红色褪去,所以不能证明溶液中含有Fe2+,故C错误;
D.向盛有KI3溶液的两支试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀,说明溶液中同时存在I2和I-,即溶液中存在平衡:I I2+I-,故D正确;
故选D。
9.B
【分析】由表格数据可知,温度一定时,臭氧的分解速率随溶液pH增大而增大,说明对臭氧分解起催化作用的是氢氧根离子,溶液pH一定时,臭氧的分解速率随反应温度升高而增大。
【详解】A.由分析可知,对臭氧分解起催化作用的是氢氧根离子,故A错误;
B.由表格数据可知,在30℃、pH=4.0条件下,臭氧的浓度减少一半所需的时间为108min,则分解速率为≈1.67×10—6mol(L·s)—1,故B正确;
C.由分析可知,温度一定时,臭氧的分解速率随溶液pH增大而增大,故C错误;
D.由分析可知,温度一定时,臭氧的分解速率随溶液pH增大而增大,臭氧的分解速率随反应温度升高而增大,则无法比较40℃、pH=3.0条件下和30℃、pH=7.0条件下的臭氧的分解速率大小,故D错误;
故选B。
10.B
【详解】A.反应Ⅰ中正反应体积增大,反应Ⅱ中反应前后体积不变,因此其他条件不变,增大压强不有利于提高丙烯腈平衡产率,A错误;
B.根据图像可知图中X点所示条件下反应没有达到平衡状态,又因为存在副反应,因此延长反应时间或使用更高效催化剂均能提高丙烯腈产率,B正确;
C.根据图像可知图中X点、Y点所示条件下反应均没有达到平衡状态,Z点反应达到平衡状态,升高温度平衡逆向进行,因此图中Y点丙烯腈产率高于X点的原因不是因为温度升高导致反应I建立的平衡向正反应方向移动,C错误;
D.由于温度会影响催化剂的活性,因此Z点的正反应速率不一定大于X点的正反应速率,D错误;
答案选B。
11.C
【详解】A.压强越大,有气体参与的可逆反应中正逆反应速率均增大,缩小反应容器体积相等于增大压强,正逆反应速率都增大;该反应为反应后气体总量不发生变化的反应,增大压强,平衡不发生移动,故A错误;
B.在相同温度和压强下,2molNH3分解为N2和H2,也可以转化为1molN2和3molH2,所以二者为等效平衡;设生成氨气的反应热为+Q,氨气分解生成氮气和氢气的反应热为-Q,即有3mol氢气消耗放出热量为Q,消耗n(H2)=3mol×10%=0.3mol,放出的热量为Q1=0.1Q,消耗2mol氨气生成氮气和氢气时吸收热量Q,则消耗n(NH3)=2mol×10%=0.2mol,吸收热量Q2=0.1Q,所以Q1= Q2,故B错误;
C.碳为反应物,反应向右进行,质量不断减小,当碳的质量不再改变可以说明反应已达平衡,故C正确;
D.若A、C同时是气体时,即反应为2A(g)+B(g) 2C(g),反应前后气体的总量发生变化,气体的压强也在发生变化,当气体的总量不再改变时,气体的压强也不再发生变化,可以说明反应达到平衡状态,故D错误;
故选C。
12.A
【详解】
A.NO2和 N2O4 最简式为 NO2,故 n(NO2)==1 mol,即原子总数为 3NA,故 A正确;
B.由反应可知生成2molFe2O3时转移电子数为44mol,生成1molFe2O3时转移电子数为22mol,即数目为22NA,故B错误;
C.浓硫酸和铜在加热条件下发生反应,而稀硫酸和铜不反应,所以浓硫酸变成稀硫酸后就不再反应,则得到SO2小于 0.3NA,故C错误;
D.和反应生成SO3为可逆反应,反应不能进行到底,因此 2 mol 和 1 mol 催化反应后分子总数大于 2NA,故D错误;
故答案选A。
13.A
【详解】A.两种反应物,增大一种物质A的量,会提高另一种物质B的转化率,故A正确;
B.两种反应物,增大一种反应物的量,会提高另一种物质转化率,本身转化率减小,若增大A的浓度,A的转化率减小,故B错误;
C.增大A的浓度,达到平衡状态,C的含量可能增大,若加入A的浓度较大也可能减小,故C错误;
D.在一恒容密闭容器中,增大A的浓度,平衡改变但不能抵消,只是减弱作用,重新达到平衡A的浓度比原平衡大,A的浓度一定比原平衡大,故D错误;
故选:A。
14.A
【详解】A.反应A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时K=,其中A、B、C种物质的平衡物质的量均可通过起始时A和B及平衡时C的物质的量计算得到,则可计算反应的平衡常数,故A错误;
B.起始量1molA和2molB,反应中A和B的变化量相等,根据转化率=可知物质A、B的转化率之比等于2:1,故B正确;
C.反应在恒压条件下进行,反应前后温度不变,且混合气体的总物质的量不变,则起始时和达到平衡时容器中的体积之比为1:1,故C正确;
D.平衡后,体系中物质B的物质的量=起始量﹣变化量,当变化量超过mol时,平衡容器内C的物质的量最大,说明平衡后,体系中物质B的物质的量不一定最多,故D正确;
故选:A。
15.C
【详解】A.温度越高,平衡时气体总浓度增大,说明升温有利于平衡正向进行,所以正反应,A错误;
B.该反应的反应物是固体,和每时每刻都是按照2∶1生成,故任何时刻的体积分数均不变,B错误;
C.25℃下,反应达到平衡后,将容器压缩至1 L,利用平衡常数不变可以计算出,C正确;
D.当30℃反应至60s时,平衡时气体总浓度,故,D错误。
答案选C。
16. 放热 < 4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-252.9 kJ/mol FeO+ 2NA 或1.204×1024 >
【详解】(1)由图可知,反应I的反应物总能量高于生成物总能量,因此反应I为放热反应;ΔH1=生成总能量-反应物总能量,因此ΔH10;反应II的反应物总能量小于生成物总能量,则ΔH20;故ΔH1ΔH2;
(2)25℃、101 kPa时H2和CH4的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1和890.3 kJ·mol-1,则分别表示H2和CH4的燃烧热的热化学方程式为①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1,②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=-890.3 kJ·mol-1,根据氧化还原反应化合价升降守恒可知,H2与CO2反应生成CH4(g)和H2O(l)的化学方程式为4H2+CO2=CH4+2H2O,根据盖斯定律可知,该反应热化学方程式可由①×4-②得4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ΔH=[(-285.8)×4-(-890.3)] kJ/mol=-252.9 kJ/mol;
(3)由图可知,FeO+作反应①的生成物,同时是反应②的反应物,因此FeO+为中间产物;该反应的总反应为CO+N2O=N2+CO2,反应过程中,C元素化合价由+2升高至+4,N元素化合价由+1降低至0,标准状况下22.4L N2O的物质的量为1mol,由反应化学方程式及变价可知,每消耗1mol N2O转移2mol电子,其数目为2NA或1.204×1024;反应①为慢反应,反应②为快反应,相同条件下,反应活化能越低,反应速率越快,因此Ea①>Ea②。
17. 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。
18.(1) mol/(L·min)
(2) 2 3 1 6
(3)×100%
(4)
(5) 增大 体积减小,反应物的浓度增大,因而使反应速率增大
【详解】(1)反应2 min内,v(A)==mol/(L·min)。
(2)反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了mol,有a mol D生成,又因为平均反应速率,所以生成C为mol,根据变化量之比是相应的化学计量数之比,因此,即方程式为2 A(g)+3B(g)C(g)+6D(g)。
(3)反应平衡时,D为2a mol,则根据方程式可知消耗B是amol,所以B的转化率为×100%。
(4)平衡时消耗A和B分别是mol和amol,剩余A和B分别是mol、(b-a)mol,C和D分别是mol和2amol,所以反应达平衡时的压强与起始时的压强比=。
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,容器容积减小,则反应物浓度增大,反应速率增大。
19.(1) > 3N2H44NH3+N2
(2) 6.2×10-3 9.6
【详解】(1)纳米钻的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体为NH3,另外一种能参与大气循环,该气体为N2,该反应属于可逆反应,反应方程式为3N2H44NH3+N2;随温度升高,平衡发生移动,NH3、N2的体积分数变化是一致,且NH3的体积分数大于N2的体积分数,可知随温度升高,体积分数降低的为N2H4,即随温度升高,平衡时正向移动,而升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,即入H>0;
(2)①反应开始时,氨气的体积分数为50%,则n起始(CO2)=n起始(NH3)= 4mol ×50%=2mol,60s时处于平衡状态,设转化的CO2物质的量为x mol,则:, ,x=0.75,0-60s的反应速率为: ;
②该温度下,平衡常数 。
20. 低温、高压 在该温度下催化剂的活性最强,选择此温度可提高反应速率,缩短反应达到平衡所需要的时间 在常压、400~500℃时,的转化率已经很高,若再加压,对设备等的要求高,加大了成本,不经济 增大氧气的浓度,使平衡向生成的方向移动,同时提高的转化率 减少对环境的污染
【详解】(1)根据题干信息,该反应放热且反应前后气体体积减小,因此增大压强和降低温度可以使得反应正向进行,即为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫,可采用的条件是低温、高压;
(2)根据表格信息可知,400~500℃时,催化剂的活性最强,选择此温度可提高反应速率,缩短反应达到平衡所需要的时间;
(3)在常压、400~500℃时,的转化率已经很高,若再加压,对设备等的要求高,加大了成本,不经济,因此在实际生产中,常采用常压即可;
(4)实际生产中,通入过量的空气可以增大氧气的浓度,使平衡向生成的方向移动,同时提高的转化率;
(5)SO2有毒且能够形成酸雨,直接排放至空气中会污染环境,因此尾气中的SO2必须回收,以减少对环境的污染。
21.(1) 不移动 不变
(2) 不移动 不变
(3) 逆反应 增大 减小
(4) 正反应 增大
(5) 正反应 减小 增大
【详解】(1)增加固体C的量,不影响反应速率,平衡不移动,c(H2O)不变,故答案为:不移动;不变;
(2)保持反应容器体积和温度不变,通入He,He不参与反应进程,不影响反应物和生成物的浓度,平衡不移动,不变,故答案为:不移动;不变;
(3)在一定温度下,缩小反应容器体积,相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动,增大,H2O(g)的转化率减小,故答案为:逆反应;增大;减小;
(4)保持反应容器体积不变,升高温度,平衡向吸热的方向移动,即向正反应方向移动,增大,故答案为:正反应;增大;
(5)保持反应容器体积和温度不变,再通入,浓度增大,平衡向正反应方向移动,从影响效果来看,相当于增大压强,H2O(g)的转化率减小,增大,故答案为:正反应;减小;增大。
【点睛】根据勒夏特列原理:①升高温度时,反应向着吸热方向移动;降低温度时,反应向着放热方向移动;②增大压强时,反应向着系数变小的方向移动;减小压强时,反应向着系数变大的方向移动;③增大浓度,反应向着削弱该物质浓度的方向移动。
22.(1)
(2)
(3)AB
(4)42.9%
【详解】(1)由图象可知,A为反应物,B、C均为生成物;物质的量的变化之比等于物质量浓度的变化量之比,则,故答案为:;
(2)达到平衡状态时,,则由,故答案为:;
(3)假设该反应在体积固定的密闭容器中进行、且该反应为气体体积减小的反应则:
A.每有3molA消耗,就会有3molC消耗,方向相反、大小相等,则处于平衡状态,故A正确;
B.在条件一定的可逆反应中,化学反应正逆反应速率相等,反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。B的体积分数保持不变,则处于平衡状态,故B正确;
C.该反应的反应物、生成物均为气体,且反应容器的体积不变,则其他密度一直不变,则不能用于判断该反应是否处于平衡状态,故C错误;
D.在条件一定的可逆反应中,化学反应正逆反应速率相等,反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。则B和C的浓度之比1∶3不一定处于平衡状态,故D错误;
答案选AB。
(4)平衡时各物质的量浓度分别为,则总的物质的量浓度,所以由阿伏伽德罗定律推论可得A的体积分数,故答案为:。
23.(1) 0.0025 1:2 加入催化剂 三种气体物质的速率增加倍数相同
(2) 426.7 不变 小
(3)
【详解】(1)由图像和速率的计算公式可求知0~10 min,;10~20 min,,所以0~10 min与10~20 min的v(N2)之比为1:2;根据计算10~20 min的v(N2),v(H2),v(NH3)知,三者均增大为原来的2倍,故在10 min时应该是加入了催化剂,而不是升温。
(2)500°C时,根据平衡常数K的计算公式即可求得平衡常数K的数值,,K只受温度影响,所以减少NH3的量K值不变,但NH3减少后,由于体积不变,浓度减小,故反应速率减小。
(3) 反应进行至25 min时,抽去0.1 mol氨,平衡正向移动,氮气物质的量逐渐减少,40min时反应达到平衡,氨气生成约0.05mol,则氮气消耗越0.025mol,故在上图中画出25~40 min时间段内N2的物质的量的变化图像为 。
答案第1页,共2页
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