2.3 化学反应的快慢和限度(含解析) 课时练习 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版(2019)必修第二册

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名称 2.3 化学反应的快慢和限度(含解析) 课时练习 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版(2019)必修第二册
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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 2024-01-18 19:38:31

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2.3 化学反应的快慢和限度 课时练习
一、单选题
1.已知反应:其反应机理如下:①快 ②慢 下列有关该反应的说法正确的是(  )
A.该反应的速率主要取决于①的快慢
B.是该反应的催化剂
C.正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ/mol
D.增大的浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
2.在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中,现采取下列措施:①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2,上述能够使反应速率增大的措施是(  )
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
3.已知过氧化氢分解生成氢气和氧气是放热反应。科研人员采用新型复合光催化剂,利用太阳光高效分解水的过程如下图所示,下列说法正确的是(  )
A.化学反应过程中催化剂并没有参加化学反应,但能大幅度提高反应速率
B.过程I的发生需要放出热量
C.过程Ⅲ中断裂旧键吸收的能量小于形成新键放出的能量
D.该过程涉及到极性键和非极性键的断裂和形成
4.一定条件下,1mol和发生反应时,生成CO、或HCHO的能量变化如图所示[反应物和生成物略去]。下列说法不正确的是(  )
A.有催化剂时,主要产物为HCHO
B.无催化剂时,升高温度更有利于提高甲醛的产率
C.该条件下比CO更稳定
D.加入该催化剂能提高图中各反应的速率,但不能改变反应的焓变
5.在一密闭容器中,反应达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原平衡时的60%,则(  )
A.平衡向逆反应方向移动了 B.物质A的转化率减小了
C.物质B的质量分数增大了 D.
6.在一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是(  )
A.该反应的化学方程式为:2B(g)+C(g)6A(g)+2D(g)
B.反应进行到6s时,v(B)=v(D)
C.物质A在0~6s内的平均反应速率为0.1mol L-1 s-1
D.反应进行到6s时,各物质的浓度不再改变,反应停止
7.反应在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45 mol/(L·min);②v(B)=0.6 mol/(L·s);③v(C)=0.4 mol/(L·s);④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1,该反应进行的快慢顺序为
A.④>③=②>① B.④<③=②<①
C.①>②>③>④ D.④>③>②>①
8.一定温度下,在一容积不变的密闭容器中发生的可逆反应2X(g) Y(g)+Z(g),达到反应限度的标志是(  )
①X的分解速率与X的生成速率相等 ②反应容器中压强不再变化
③X、Y、Z的浓度不再变化 ④单位时间内生成1molY的同时生成1molZ.
A.①③ B.②③ C.①② D.②④
9.100 mL 浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又基本不影响生成氢气的总量,可采用的方法是(  )
A.加入适量的6 mol·L-1的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液
C.加入适量蒸馏水 D.加入适量的氯化钠溶液
10.某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)的速率和平衡的影响图象如下,下列判断正确的是(  )
A.由图1可知,T1B.由图2可知,该反应m+nC.图3中,表示反应速率v正>v逆的是点3
D.图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
11.在化学反应A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g)中,各物质的平均反应速率间的关系式正确的是(  )
A.vA=vB B.vA=2vC C.3vB=vC D.vB=3vD
12.下列对于化学反应的研究结论正确的是(  )
A.已知常温常压下4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)是自发反应,则该反应是吸热反应
B.溶液中的离子反应的活化能很高
C.一定条件下2molPCl3和2molCl2发生反应PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) ΔH=-93kJ mol-1,达平衡时放热139.5kJ,则PCl3的转化率为75%
D.用pH分别为2和3的醋酸中和等量的NaOH,消耗醋酸的体积分别为V1和V2,则V1>10V2
13.在温度和时,分别将0.5 mol 和1.2 mol 充入体积为1 L的密闭容器中,发生反应:,测得有关数据如表:
时间/min 0 10 20 40 50
0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
0.50 0.30 0.18 a 0.15
下列说法正确的是(  )
A.温度:
B.时0~10 min内的平均反应速率为0.15
C.a=0.15,且该反应
D.时保持其他条件不变,再充入0.5 mol 和1.2 mol ,达新平衡时的浓度减小
14.短周期元素W,X,Y,Z的原子序数依次增加.m、n、p是由这些元素组成的二元化合物,W2、X2、Z2分别是元素W,X,Z的单质.已知:
I.一定条件下某密闭容器中可发生反应:aX2+bW2 cm,反应过程中物质的浓度变化如下:
X2 W2 m
起始浓度/mol L﹣1 0.4 0.4 0
平衡浓度/mol L﹣1 0.3 0.1 0.2
II.它们可发生如下反应:2m(g)+3Z(g)=6n(g)+X2(g);4n(g)+Y2(g) 2p(l)+2Z2(g).下列说法正确的是(  )
A.原子半径:W<X<Y
B.a:b:c=3:1:2
C.X的氧化物一定是无色气体
D.m、n、p三种物质均为共价化合物
15.在一个密闭容器中,盛有N2和H2,它们的起始浓度分别是1.8mol L﹣1和5.4mol L﹣1,在一定的条件下它们反应生成NH3,10min后测得N2的浓度是0.8mol L﹣1,则在这10min内NH3的平均反应速率是(  )
A.0.1mol L﹣1 min﹣1 B.0.3mol L﹣1 min﹣1
C.0.2mol L﹣1 min﹣1 D.0.6mol L﹣1 min﹣1
16.I–可以作为H2O2分解的催化剂,催化机理是:i.H2O2+ I– = H2O + IO–;ii.____。分解反应过程中能量变化如图所示,下列判断正确的是(  )
A.使用催化剂能降低反应活化能,改变反应历程
B.反应速率与I–的浓度无关
C.反应ii为H2O2+IO– ═ H2O+O2↑+I–,反应ⅰ和ⅱ均为放热过程
D.该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能
17.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.用排饱和食盐水法收集
B.对 平衡体系,增大压强可使颜色变深
C.硫酸工业生产中,通入过量空气以提高SO2的利用率
D.打开啤酒瓶时,瓶中立即泛起大量泡沫
18.反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在5L密闭容器中进行,半分钟后NO的物质的量增加了0.3 mol,则此反应的平均速率v为(  )
A.v(O2)=0.01 mol·L-1·s-1 B.v(NO)=0.08 mol·L-1·s-1
C.v(H2O)=0.003 mol·L-1·s-1 D.v(NH3)=0.001 mol·L-1·s-1
19.如图所示,是在其他条件一定时,反应2A+B 2C△H<0,A的最大转化率与温度关系曲线,下列叙述正确的是(  )
A.X或Y两点相应,V(正)>V(逆)
B.Z、N两点表示未达平衡状态,且都是V(正)>V(逆)
C.W点表示非平衡状态,V(正)>V(逆)
D.相应反应速率大小的点:W>Y>N
20.实验要快速制取H2,最好的方法是(  )
A.纯锌和稀H2SO4反应 B.纯锌和浓硫酸反应
C.粗锌和浓H2SO4反应 D.粗锌和稀硫酸反应
二、综合题
21.在一固定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g);△H=Q KJ/mol其化学平衡常数K和温度t的关系如下:
t℃ 700 800 850 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
请回答:
(1)上述反应中Q   0 (选填“>”或“<”)
(2)能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是   .
a.容器中压强不变 b.反应热△H不变c.v正(H2)=v逆(CO) d.CO2的质量分数不变
(3)温度为850℃时,可逆反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在固定容积的密闭容器中进行,容器内物质的浓度变化如表:
850℃时物质的浓度(mol/L)的变化
时间(min) CO H2O CO2 H2
0 0.200 0.300 0 0
2 0.138 0.238 0.062 0.062
3 c1 c2 c3 c3
4 c1 c2 c3 c3
5 0.116 0.216 0.084
6 0.096 0.266 0.104
①计算:3min时CO的浓度 c1=   mol/L,H2O (g)的转化率=   .
②反应在4min~5min之间,平衡向逆反应方向移动,可能的原因是   表中5min~6min之间数值发生变化,可能的原因是   
a.增加水蒸气 b.增加氢气浓度 c.使用催化剂.
22.某温度时,在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示.
由图中数据分析,可知:
(1)反应开始至2min时,X的物质的量的浓度为   
(2)反应开始至2min,Z的平均反应速率为   
(3)该反应的化学方程式为   .
23.氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡.
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g)△H=a kJ mol﹣1.
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如表:
T/K 303 313 323
n(NH3)/(l0﹣2 mol) 4.8 5.9 6.0
此反应的a   0,△S   0.(填“>”“<”或“=”)
(2)一定温度和压强下,在2L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4kJ mol﹣1.在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示.
①0~10min内,以NH3表不的平均反应速率为   .
②在10~20min内,NH3浓度变化的原因可能是   .
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③在反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是   ,达到第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2   K1(填“>”“<”或“=”)
24.在一恒定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=   ,该反应为   反应(填吸热或放热). 若增大压强,则平衡常数   (填序号).
A.一定不变 B.一定减小 C.一定增大 D.增大、减小、不变皆有可能
(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是   .
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v逆(H2)=v正(H2O) D.c(CO)=c(CO2)
25.二甲醚(CH3OCH3)是一种应用前景广阔的清洁燃料,以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应:
编号 热化学方程式
① CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H1=﹣99kJ mol﹣1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=﹣24kJ mol﹣1
③ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H3=﹣41kJ mol﹣1
回答下列问题:
(1)该工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)△H
该反应△H=   ,化学平衡常数的表达式K=   
(2)普通工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行,无反应③发生.该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是   .
(3)以 =2通入1L的反应器中,一定条件下发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H,
其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示:
则该反应的△H   0(填“>”或“<”或“=”),在P3和316℃反应达到平衡时,H2的转化率等于   ,图中压强的大小关系为   ,理由是   .
(4)以二甲醚(CH3OCH3)为原料设计电池,一个电极通入空气,另一个电极通入二甲醚蒸气,KOH溶液为电解质,则该电池的负极反应式为   .
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、反应速率主要取决于慢反应,则该反应的速率主要取决于②的快慢,故A错误;
B、是中间产物,不是催化剂,故B错误;
C、该反应为放热反应, 断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,则正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ/mol,故C正确;
D、增大 的浓度,活化分子数增加,反应速率加快,但活化分子百分数不变,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、慢反应决定总反应的速率;
B、 是中间产物;
C、活化能越小,反应越容易发生;
D、增大 的浓度,活化分子百分数不变。
2.【答案】C
3.【答案】C
【解析】【解答】A、催化剂参与化学反应,改变反应历程,降低反应的活化能,提高反应速率,故A错误;
B、过程Ⅰ断裂化学键,吸收热量,故B错误;
C、过氧化氢分解生成氢气和氧气是放热反应,则断裂旧键吸收的能量小于形成新键放出的能量,故C正确;
D、该过程涉及H-O极性键和O-O非极性键的断裂,和H-H、O-O非极性键的形成,不涉及极性键的形成,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、催化剂参与化学反应;
B、断裂化学键吸收热量;
C、放热反应断裂旧键吸收的能量小于形成新键放出的能量;
D、该过程涉及H-O键的断裂和O-O键、H-H键的形成。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、加入催化剂,能降低反应的活化能,由图可知,生成甲醛的活化能小,则有催化剂时,主要产物为HCHO,故A不符合题意;
B、由图可知,涉及的反应均为放热反应,但生成甲醛的反应放热最少,升温反应的平衡向吸热方向移动,则无催化剂时,升高温度更有利于提高甲醛的产率,故B不符合题意;
C、由图可知,CO2的能量低于CO,则 该条件下比CO更稳定 ,故C不符合题意;
D、该催化剂增大了甲醇生成CO的活化能,该反应的反应速率降低,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、催化剂能降低反应的活化能;
B、升温该反应的平衡逆向移动;
C、物质的能量越低越稳定;
D、结合图示分析。
5.【答案】C
【解析】【解答】A、由分析可知,平衡向正反应方向移动了,故A错误;
B、由分析可知,平衡正向移动,A的转化率增大,故B错误;
C、反应正向移动,B的物质的量分数增大,故C正确;
D、由分析可知,减小压强,平衡逆向移动,则a故答案为:C。
【分析】保持温度不变,将容器体积增加一倍,若a=b,B的浓度应当均为原来的一半,当达到新的平衡时,B的浓度是原平衡时的60%,说明减小压强,平衡正向移动。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.BC为反应物,AD为生成物,该反应的化学方程式为3B(g)+4C(g)=6A(g)+2D(g),A不符合题意;
B.反应进行到6s时,达平衡,2v(B)=3v(D),B不符合题意;
C.物质A在0-6s内物质的量变化量是1.2mol,v(A)=1.2mol/2L/6s=0.1mol/L/s,C符合题意;
D.反应是动态平衡并未停止,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.反应速率之比等于化学计量数之比;
B.达平衡的判断;
C.平均反应速率的计算;
D.可逆反应达动态平衡时并未停止。
7.【答案】A
【解析】【解答】①v(A)=0.45 mol/(L·min)=0.0075 mol/(L·s),
②v(B)=0.6 mol/(L·s),则v(A)=v(B)=0.2 mol/(L·s);
③v(C)=0.4 mol/(L·s),则v(A)=v(C)=0.2 mol/(L·s);
④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1,则v(A)=v(D)=0.225 mol/(L·s);
可见上述四种转化为A物质表示物质的化学反应速率,速率大小关系为:④>③=②>①,
故答案为:A。
【分析】同一化学反应中,统一单位时,速率与计量系数的比值越大,反应速率越快。
8.【答案】A
【解析】【解答】解:①X的正逆反应速率相等,所以达到平衡状态,故正确.②该反应是反应气体体积不变的反应,所以无论反应是否达到平衡状态,体系的压强始终不变,故错误.③反应达到平衡时,各物质的百分含量不变,所以各物质的浓度也不变,故正确.④无论该反应是否达到平衡状态,单位时间内生成1molY的同时生成1molZ,故错误.所以①③正确.故选A.
【分析】达到反应限度即达到反应平衡状态,在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变,该反应就达到平衡状态,据此判断即可.
9.【答案】B
【解析】【解答】A、加入适量的6mol·L-1的盐酸,增大氢离子的浓度,也增大了氢离子的物质的量,A不符合题意;
B、因Zn过量,加入数滴氯化铜溶液,置换出Cu,构成原电池,加快反应速率,且没有改变氢离子的物质的量,B符合题意;
C、加入适量蒸馏水,氢离子的浓度减小,不改变氢离子的物质的量,化学反应速率减小,C不符合题意;
D、加入适量的氯化钠溶液,溶液体积变大,氢离子的浓度减小,不改变氢离子的物质的量,化学反应速率减小,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】锌片过量,则产生H2的量由酸中H+的量决定;欲加快反应速率,可通过增大c(H+)、形成原电池、升高温度等措施;在不影响产生H2总量的基础上,则不能增加溶液中H+的量,据此结合选项进行分析。
10.【答案】C
【解析】【解答】A. 由图1可知,T2时达到平衡所需时间短,所以T1B. 由图2可知,加压平衡右移,说明该反应m+n>p,故B不符合题意;
C. 图3中,温度一定,点3达到平衡的过程中B减少,V正>V逆,故C符合题意;
D. 图4中,若m+n=p,加压平衡不移动,则a曲线可能为加压,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、根据反应速率确定反应温度大小,结合勒夏特列原理分析反应吸放热;
B、根据压强对平衡移动的影响分析;
C、根据图示可知点3时B的转化率小于该温度下的平衡转化率,据此分析;
D、对于反应前后气体量相等的反应,加压平衡不移动,据此解答。
11.【答案】D
【解析】【解答】解:根据化学反应速率之比等化学计量数之比可知:v(A):v(B):v(C):v(D)=1:3:2:1,
A.3vA=vB,故A错误;
B.2vA=vC,故B错误;
C.2vB=3vC,故C错误;
D.vB=3vD,故D正确,
故选D.
【分析】根据化学反应速率之比等化学计量数之比进行判断.
12.【答案】C
【解析】 【解答】A. 已知常温常压下4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)是自发反应,由于 s>0,所以依据自由能方程,该反应的 H<0,是放热反应,A不符合题意;
B. 因为溶液中离子自由移动,相互接触便可发生反应,几乎不需外界提供能量,所以溶液中的离子反应的活化能很低,B不符合题意;
C. 一定条件下,2molPCl3和2molCl2发生反应PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) ΔH=-93kJ mol-1,达平衡时放热139.5kJ,由于 ,所以参加反应的PCl3为1.5mol,则PCl3的转化率为 =75%,C符合题意;
D. 相同温度时,醋酸浓度越大,电离度越小,所以pH分别为2和3的醋酸,前者的浓度比后者浓度的10倍还要大,即c1>10c2,中和等量的NaOH,消耗醋酸的体积分别为V1和V2,则V2>10V1,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、自由能变△G的的判断方法 △G=△H-T△S,△G<0,反应正向自发进行。
B、溶液中各离子充分接触,发生化学反应的活化能较低;
C、根据平衡时放出的热量,计算出消耗PCl3的物质的量,再计算转化率;
D、pH为2与3的醋酸,说明电离出来的H+的浓度为10-2mol/L和10-3mol/L,醋酸中含有大量未电离的醋酸分子,且浓度越高,电离程度越小,c1>10c2,V2>10V1。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.由表格数据可知,T1时甲烷在0~10min内浓度减少0.15mol/L,T2时甲烷在0~10min内浓度减少0.2mol/L,说明T2时反应速率快,温度高,所以T1B.T1时0~10min内甲烷的平均反应速率为:,则二氧化氮在0~10min内平均反应速率为:,B不符合题意;
C.T2时反应速率快,达到平衡用的时间短,因此40min时反应已经达到平衡,a=0.15,由表格数据可知,温度越高,平衡时甲烷的物质的量越多,说明温度升高,平衡逆向移动,此反应为放热反应,,C符合题意;
D.体积不变,物质的量变为原来的2倍,若平衡不移动,则平衡浓度为原平衡的2倍;但压强增大平衡逆向移动,则达平衡时氮气的浓度增大,大于原平衡浓度但小于原平衡浓度的2倍,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据影响反应速率的因素分析;
B.依据计算;
C.依据影响反应速率和化学平衡的因素分析;
D.依据化学平衡移动原理分析.
14.【答案】D
【解析】【解答】解:A.W、X、Y、Z的原子序数依次增加,如X、Y位于相同周期,则原子半径X>Y,故A错误;
B.对于反应aX2+bW2 cm,反应物、生成物的浓度变化量之比等于化学计量数之比,a:b:c=1:3:2,故B错误;
C.如X为N,对应的氧化物中NO为无色气体,故C错误;
D.由m、n、p的状态可知m、n、p三种物质均为共价化合物,如为离子化合物,常温下为固体,故D正确.
故选D.
【分析】对于反应aX2+bW2 cm,反应物、生成物的浓度变化量之比等于化学计量数之比,对于2m(g)+3Z(g)=6n(g)+X2(g);4n(g)+Y2(g) 2p(l)+2Z2(g),由m、n、p的状态可知m、n、p三种物质均为共价化合物,如为离子化合物,常温下为固体,以此解答该题.
15.【答案】C
【解析】【解答】解:v(N2)= =0.1mol L﹣1 min﹣1,同一反应,不同物质反应速率速率之比等于计量数之比,所以v(NH3)=2 v(N2)=2×0.1mol L﹣1 min﹣1=0.2 mol L﹣1 min﹣1
故选:C
【分析】先求出氮气的平均反应速率,再根据同一反应,不同物质反应速率速率之比等于计量数之比,求出氨气的平均反应速率.
16.【答案】A
【解析】【解答】A、使用催化剂,改变了反应历程,降低了反应所需的活化能,A符合题意。
B、I-参与了反应,因此c(I-)会改变反应速率,B不符合题意。
C、反应ⅱ为2IO-=2I-+O2↑。反应ⅰ中反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应;反应ⅱ中反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,C不符合题意。
D、该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】H2O2分解生成H2O和O2,该反应的化学方程式为:2H2O2=2H2O+O2↑。当加入I-作为反应的催化剂时,I-参与反应,改变反应历程,降低了反应所需的活化能。第ⅱ步反应的化学方程式为:2IO-=2I-+O2↑。据此结合选项进行分析。
17.【答案】B
【解析】【解答】A.氯气溶于水的反应是一个可逆反应:Cl2+H2O ClO-+2H++Cl-,饱和食盐水中含有大量的氯离子,导致氯气的溶解平衡向逆向移动,氯气的溶解度减小,可用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B.该反应前后气体体积不变,增大压强平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,故B符合题意;
C.通入过量空气,氧气浓度增大,平衡向着正向移动,提高了SO2的利用率,能够用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;
D.溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】勒夏特列原理即平衡移动原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,平衡移动原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用平衡移动原理解释。
18.【答案】C
【解析】【解答】v(NO)= =0.002 mol·L-1·s-1,B项错;则v(H2O)=v(NO)× =0.002 mol·L-1·s-1× =0.003 mol·L-1·s-1,C项正确;v(NH3)=v(NO)=
0.002 mol·L-1·s-1,D项错;v(O2)=v(NO)× =0.002 mol·L-1·s-1× =
0.002 5 mol·L-1·s-1,A项错。
故答案为:C
【分析】根据速率公式进行计算即可。
19.【答案】B
【解析】【解答】解:根据图片知,曲线表示不同温度下A的物质达到平衡时曲线,在该曲线上的X、Y点都是平衡状态,Z、W、N点都是非平衡状态,平衡状态时V(正)=V(逆),
A.X或Y两点都是平衡点,所以V(正)=V(逆),故A错误;
B.Z、N两点表示未达平衡状态,要使反应达到平衡状态,反应应该向正反应方向元素,所以这两点都是V(正)>V(逆),故B正确;
C.W点表示非平衡状态,要使该反应达到平衡状态,则应该减小A的转化率,平衡向逆反应方向移动,所以V(正)<V(逆),故C错误;
D.对于有气体参加或生成的可逆反应,压强越大反应速率越大,W、Y、N三点的压强大小顺序是N>Y>W,所以相应反应速率大小的点:W<Y<N,故D错误;
故选B.
【分析】根据图片知,曲线表示不同温度下A的物质达到平衡时曲线,在该曲线上的X、Y点都是平衡状态,Z、W点都是非平衡状态,平衡状态时V(正)=V(逆),对于有气体参加或生成的可逆反应,压强越大反应速率越大,据此分析解答.
20.【答案】D
【解析】【解答】解:纯锌与粗锌相比较,粗锌可形成原电池反应,反应速率较大,浓硫酸与锌反应生成二氧化硫气体,不生成氢气,则只有D正确.
故选D.
【分析】欲快速制得H2,可升高温度、增大固体的表面积、形成原电池反应,也可适当增大浓度,但不能用浓硫酸.
21.【答案】(1)>
(2)cd
(3)0.08;40%;b;a
【解析】【解答】解:(1)由表中数据可知,温度越高化学平衡常数越大,升高温度平衡向正反应移动,正反应是吸热反应,故答案为:>;(2)(a) 容器中压强不变,一直不变,故不选;
(b) 反应热△H不变,一直不变,故不选;
(c) V正(H2)=V逆(CO),正逆反应速度相等,故选;
(d) CO2的质量分数不变,说明各物质的质量不变,正逆反应速度相等,故选;
故选:cd;(3)①
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)
起始(mol/L) 0.2 0.3 0 0
转化(mol/L) c3 c3 c3 c3 c3
平衡(mol/L) 0.2﹣c3 0.3﹣c3 c3 c3
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K= = =1.0
解得 c3=0.12mol/L,所以c1=0.08mol/L,H2O(g)的转化率= ×100%=40%,
故答案为:0.08mol/L、40%;②反应在4min~5min,平衡向逆方向移动,根据平衡移动原理,结合选项判断;
由表中数据可知,5min~6minCO的浓度降低,CO2浓度增大,浓度变化都是0.02mol/L,说明平衡向正反应移动,再结合水的浓度变化进行判断.②反应在4min~5min,平衡向逆方向移动,增大水蒸气的浓度,平衡向正反应移动,降低温度平衡向正反应移动,使用催化剂平衡不移动,增大氢气的浓度,平衡向逆反应移动,故4min~5min改变条件为增大氢气的浓度,
由表中数据可知,5min~6minCO的浓度降低,CO2浓度增大,浓度变化都是0.02mol/L,说明平衡向正反应移动,而水的浓度增大0.05mol/L,应是增大水蒸气的浓度,故答案为:b,a.
【分析】(1)由表中数据可知,温度越高化学平衡常数越大,升高温度平衡向正反应移动,正反应是吸热反应;(2)根据平衡状态的实质和标志去判断解题;(3)①依据容器中浓度变化结合化学平衡的三段式列式计算,结合平衡常数不随温度变化,根据转化率公式进行计算;(4)反应在4min~5min,平衡向逆方向移动,根据平衡移动原理,结合选项判断;
由表中数据可知,5min~6minCO的浓度降低,CO2浓度增大,浓度变化都是0.02mol/L,说明平衡向正反应移动,再结合水的浓度变化进行判断.
22.【答案】(1)0.35mol/L
(2)0.05mol/(L min)
(3)3X+Y 2Z
【解析】【解答】解:(1)反应开始至2min时,X的物质的量的浓度为 =0.35mol/L,故答案为:0.35mol/L;(2)在2min时间内,用Z表示反应的平均速率v(Z)= = =0.05mol/(L min);
故答案为:0.05mol/(L min);(3)由图象可以看出,反应中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,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.3mol:0.1mol:0.2mol=3:1:2,则反应的化学方程式为:3X+Y 2Z,故答案为:3X+Y 2Z.
【分析】(1)根据c= 计算X的物质的量浓度;(2)根据v= 计算反应速率v(Z);速率之比等于化学计量数之比求算v(Y);(3)根据物质的量的变化判断反应物和生成物,根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式.
23.【答案】(1)>;>
(2)0.005mol L﹣1 min﹣1;AB;移走0.1molNH3;=
【解析】【解答】解:(1)由表中数据可知,升高温度,NH3生成量增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应应为吸热反应,a>0,由方程式可知反应生成气体的物质的量增多,则△S>0,
故答案为:>;>;(2)①根据反应速率v(NH3)= = =0.005mol/(L.min),
故答案为:0.005mol/(L.min);②由图象可知各组分物质的量变化增加,且10min时变化是连续的,20min达平衡时,△n(N2)=0.025mol×4=0.1mol,
△n(H2)=0.025mol×12=0.3mol,△n(NH3)=0.025mol×8=0.2mol,物质的量变化之比等于化学计量数之比,三种气体物质的速率增加倍数相同,说明10min可能改变的条件是使用催化剂,缩小体积相当于增大压强,应该反应物的速率增加倍数大,降低温度,应该反应速率减小,增加NH3物质的量,逆反应速率增加的倍数大,故使用催化剂、缩小体积符合,故选AB,
故答案为:AB;③第25分钟,NH3的物质的量突然减少,而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3;由图象可以看出,当反应进行到时35﹣40min,各物质的量不变,说明反应达到第二次平衡状态,平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,所以抽去0.1mol氨,
故答案为:移走 0.1 molNH3;=.
【分析】(1)由表中数据可知,升高温度,NH3生成量增大,说明平衡向正反应方向移动,结合反应方程式中各物质的聚集状态解答;(2)①反应速率v= 计算;②根据图象知,平衡向正反应方向移动,10min时是连续的,三种气体物质的速率增加倍数相同,说明为增大压强、使用催化剂;③25分钟,NH3的物质的量突然减少,而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3;平衡常数只受温度的影响,据此判断;
24.【答案】(1);放热;A
(2)B;C
【解析】【解答】解:(1)因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)反应的平衡常数为:K= ;
化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度,平衡向吸热的方向移动,由表可知:升高温度,化学平衡常数减小,说明化学平衡逆向移动,则正反应为放热反应;化学平衡常数只与温度有关,与压强大小无关,所以增大压强后平衡常数不变,
故答案为: ;放热;A;(2)A.反应是一个反应前后体积不变的反应,压强的改变不会要引起平衡移动,不能根据压强判断平衡状态,故A错误;
B.混合气体中c(CO)不变,表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故B正确;
C、化学平衡状态的标志是v正=v逆,所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反应达到平衡状态,故C正确;
D、c(CO2)=c(CO)时,不能表明正逆反应速率相等,不一定达到了平衡状态,故D错误;
故答案为:BC.
【分析】(1)根据化学平衡常数的概念来书写,平衡常数= ;根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响来回答,平衡常数随温度升高增大,说明平衡正向进行,据此判断反应物;化学平衡常数只受温度的影响,改变压强后平衡常数不变;(2)化学平衡状态的标志:正逆反应速率相等,各组分含量保持不变,据此进行判断.
25.【答案】(1)﹣245.6kJ/mol;K12.K2.K3
(2)反应③消耗了反应②中的产物H2O,使反应②的化学平衡向正反应方向移动
(3)<;50%;P1>P2>P3;增大压强平衡正向移动CO转化率增大
(4)CH3OCH3﹣12e﹣+16OH ﹣=2CO32﹣+11H2O
【解析】【解答】解:(1)2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)△H=﹣90.0kJ.mol﹣1①
2CH3OH(g) CH3OCH(g)+H2O (g)△H=﹣24.5kJ.mol﹣1②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.1kJ.mol﹣1③
由盖斯定律可知,通过①×2+②+③可得所求反应方程式,则△H=﹣90.0kJ/mol×2﹣24.5kJ/mol﹣41.1kJ/mol=﹣245.6kJ/mol,所以热反应方程式为:3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=﹣245.6kJ/mol,化学平衡常数K=K12.K2.K3;
故答案为:﹣245.6kJ/mol;K12.K2.K3;(2)反应③消耗了反应②中的产物H2O,使反应②的化学平衡向正反应方向移动,从而提高CH3OCH3的产率,
故答案为:反应③消耗了反应②中的产物H2O,使反应②的化学平衡向正反应方向移动;(3)升高温度CO转化率降低,说明平衡逆向移动,则正反应是放热反应,△H<0;H2和CO的物质的量之比等于系数比,则两者的转化率相等,则氢气转化率为50%;相同温度下,增大压强平衡正向移动,则CO转化率增大,根据CO转化率知,P1>P2>P3,
故答案为:<;50%;P1>P2>P3;增大压强平衡正向移动CO转化率增大;(4)二甲醚、空气、KOH溶液为原料总电池反应方程式为:CH3OCH3+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+5H2O,正极电极反应式为:3O2+6H2O+2e﹣=12e﹣,负极反应式为CH3OCH3﹣12e﹣+16OH ﹣=2CO32﹣+11H2O,
故答案为:CH3OCH3﹣12e﹣+16OH ﹣=2CO32﹣+11H2O.
【分析】(1)由盖斯定律可知,通过①×2+②+③得3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g),△H进行相应的改变;化学平衡常数K=K12.K2.K3;(2)新工艺中反应③消耗反应②中的产物H2O,减小生成物的浓度,有利于平衡向正反应方向移动;(3)升高温度CO转化率降低,说明平衡逆向移动;H2和CO的物质的量之比等于系数比,则两者的转化率相等;相同温度下,增大压强平衡正向移动,则CO转化率增大;(4)该燃料电池中,负极上二甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子.