第二章《化学反应的方向、限度与速率》(含解析)测试题2023---2024学年上学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修1

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名称 第二章《化学反应的方向、限度与速率》(含解析)测试题2023---2024学年上学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修1
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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 2024-01-19 16:51:11

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第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题
1.某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:,反应2 min后达到平衡,测得生成2 mol C,且反应前后压强之比为6∶5,则下列说法正确的是
A.根据题意计算可得
B.用A表示的反应速率是0.75 mol˙L-1˙min-1
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D.若起始时A、B的物质的量之比为3∶2,则2 min末A、B的转化率相等
2.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是
A.化学方程式为:2MN B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率等于逆反应速率 D.t1时,M的浓度是N的3倍
3.T°C时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见表。下列说法正确的是
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
A.反应在前50s内的平均速率为v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1
B.反应350s时,反应放出的Cl2的体积为4.48L
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2达到平衡前:
v正>v逆
D.平衡时,再充入1.0molPCl5(g),平衡正向移动,K增大
4.已知在密闭容器中发生反应:。下列说法错误的是
A.和充分反应,生成Z的物质的量小于
B.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度均不再发生变化
C.达到平衡时,升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡逆向移动
D.调整该反应起始时反应物的量,达到化学平衡状态时,放出的总热量可达
5.1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子();第二步Br- 进攻碳正离子完成1,2-加成或 1,4-加成。反应进程中的能量变化如图所示。已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是
A.1,2-加成产物比1,4-加成产物稳定
B.与0℃相比,40℃时 1,3-丁二烯的平衡转化率增大
C.从0℃升至40℃,1,4加成正反应速率增大,1,2加成正反应速率减小
D.从0℃升至40°C,1,2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
6.已如反应X(g)+Y(g)R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时,向一个2L的密闭容器中充入0.2molX和0.8molY,反应初始4s内v(X)=0.005mol/(L s)。下列说法正确的是
温度/℃ 700 800 830 1000 1200
平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4
A.4s时容器内c(Y)=0.78mol/L
B.830℃达平衡时,X的转化率为80%
C.反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D.830℃时,待反应达平衡后,再向容器中充入0.2molX和0.8molY,再次平衡后,n(R):n(Q)<1
7.反应mA(g)+nB(g)=eC(g)+fD(s) △H。若按反应物的化学计量数比投料,在一定条件下进行反应,该反应达到平衡时C的气体体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列叙述正确的是
A.该反应的△H >0
B.该化学方程式中m+n>e+f
C.加入催化剂可加快正反应速率,逆反应速率不变
D.往平衡后的恒压容器中再充入一定量C,达到新平衡时,C的浓度与原平衡时的相同
8.某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高选择性吸附。废气中的被吸附后,经处理能全部转化为。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
A.温度升高时不利于吸附
B.多孔材料“固定”,促进平衡正向移动
C.转化为的反应是
D.每获得时,转移电子的数目为
9.磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途,下图所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程。下列说法不正确的是
A.过程I中,被氧化的元素是Cu和P
B.过程II 中,反应物的比例不同可获得不同产物,除Ca3(PO4)2和H2O外,可能还有Ca(H2PO4)2、CaHPO4
C.过程Ⅲ的化学方程式为2Ca3(PO4)2 +6SiO2+10C =6CaSiO3+10CO↑+P4
D.不慎将白磷沾到皮肤上,可用 0.2 mol·L-1CuSO4溶液冲洗
10.影响化学反应速率的因素主要分两类,内因和外因,下列反应速率的变化是由内因引起的是
A.熔化的放出气体的速率很慢,加入少量二氧化锰后很快有气体产生
B.分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条,产生气体的速率有快有慢
C.锌粉与碘混合后,无明显现象,当加入几滴水时,立即有紫红色气体产生
D.氯气和氢气在常温下缓慢反应,在强光照射下发生爆炸
11.下列关于化学平衡常数的叙述正确的是
A.浓度商Q<K时,平衡逆向移动
B.化学平衡常数表示反应进行的程度,与温度无关
C.化学平衡发生移动,化学平衡平衡常数一定发生改变
D.温度一定,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数
12.下列叙述不正确的是
A.反应CaSO4(g) = CaO (g)+ SO3(g) △H>0 在高温下能自发进行
B.平衡正向移动,反应物的转化率一定增大
C.升高温度,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快
D.当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化学反应
13.某科研人员提出与在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法不正确的是
A.HAP能提高与的反应速率
B.在整个反应历程中,有极性键和非极性键的断裂
C.根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D.该反应可表示为:
二、填空题
14.氯气在298K、100kPa时,在1L水中可溶解0.09mol,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为 ;
(2)计算该反应的平衡常数 (列计算式);
(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,平衡将向 移动;
(4)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将 (填“增大”、“减小”或“不变”),平衡将向 移动。
15.完成下列问题
(1)一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图1所示。已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数将减小。
①此反应平衡常数表达式为K= 。
②该反应的△H 0(填“>”“<”或“=”)。
③该反应的反应速率v随时间t的变化关系如图2所示,根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是 。
在恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列能作为达到平衡状态的判断依据是 (填标号)。
a.体系压强不变
b.气体的平均摩尔质量保持不变
c.气体的密度保持不变
d.A的消耗速率等于B的生成速率
(2)习近平主席在《中央城镇化工作会议》发出号召:“让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁”。消除含氮、硫、氯等化合物对大气和水体的污染对建设美丽家乡,打造宜居环境具有重要意义。 NO2和CO是常见的环境污染气体,汽车尾气中C、NO2在一定条件下可以发生反应:4CO(g) + 2NO2(g)4CO2(g) + N2(g) ΔH=-1200kJ/mol,在一定温度下,向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①从反应开始到10 min的平衡状态,N2的平均反应速率为 。从11 min起,其他条件不变,压缩容器的容积为1 L,则n(NO2)的变化曲线可能为图中的 (填abcd字母)。
②对于该反应,温度不同(T2 > T1)、其他条件相同时,下列图像表示正确的是 (填序号)。
16.I、在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K = 。
(2)该反应为 反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________(多选扣分)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中 c(CO)不变
C.υ正(H2)=υ逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
II、 高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:
FeO(g) +CO(g) Fe(g) + CO2(g) △H > 0,其平衡常数,已知1100℃时,K=0.263。
(5)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO体积比值 (“增大”、“减小”或“不变”);平衡常数K值 (“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态 (选“是”或“否”),此时V正 V逆 (选“ >”或“=” 或“<”) 。
17.Ⅰ.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)3C(g)+xD(g),开始时A为4mol,B为6mol;5min末时测得C的物质的量为3mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)。计算
(1)5min末A的物质的量浓度为 mol/L。
(2)前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为 mol/(L·min)。
(3)化学方程式中x值为 。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为:①v(A)=5mol/(L·min);②v(B)=6mol/(L·min);③v(C)=4.5mol/(L·min);④v(D)=8mol/(L·min)。
其中反应速率最快的是 (填编号)。
II.将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸一段时间,回答下列问题:
(5)下列说法正确的是 (填字母代号)。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.两烧杯中溶液的酸性均减弱
(6)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲 乙(填“>”、“<”或“=”)。原因是 。
18.工业合成氨N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示,据图回答下列问题:
(1)该反应通常用活性铁作催化剂,加活性铁会使图中B点 (填“升高”或“降低”),理由是
(2)450 ℃时该反应的平衡常数 (填“<”、“>”或“=”)500 ℃时的平衡常数。
(3)一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高H2的转化率,可以采取的合理措施有 (填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.增加N2的浓度 d.增加H2的浓度 e.分离出NH3
19.如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是 (填序号)。
(1)步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
(2)步骤②中“加压”可以加快反应速率
(3)步骤②采用的压强是2×107Pa,因为在该压强下铁触媒的活性最大
(4)步骤③,选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件
(5)目前,步骤③一般选择控制反应温度为700℃左右
(6)步骤④⑤有利于提高原料的利用率,能节约生产成本
20.某温度时,在2L容器中A、B两种物质间的转化反应中,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:
(1)该反应的化学方程式为 ;
(2)反应开始至4min时,B的平均反应速率为 , A的转化率为 。
(3)4min时,反应是否达到平衡状态? (填“是”或“否”),8min时,v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
21.某化学兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素,根据反应设计并进行实验。实验数据如下:
试验编号 起始浓度(mol/L) HI起始浓度(mol/L) 温度℃ 3s内的平均反应速率
1 0.1000 0.1000 25 0.0076
2 0.1000 0.2000 25 v
3 0.1000 0.3000 25 0.0227
4 0.1000 c 35 0.0304
实验4是为了探究温度对化学反应速率影响的对比实验,若温度每升高10℃,速率变为原来的4倍,则表中c=
A.0.1000 B.0.2000 C.0.3000
22.为探究化学反应速率的影响因素,学生设计了锌与过量的c mol/L 100mL盐酸起反应的实验,得到了下面的结果:
序号 锌的质量/g 锌的形状 温度/℃ 完全溶解于酸的时间/s
① 2.0 薄片 15 200
② 2.0 薄片 25 100
③ 2.0 薄片 30 t1
④ 2.0 薄片 35 50
⑤ 2.0 颗粒 25 t2
⑥ 2.0 粉末 25 t3
(1)上述实验中①②③④是探究 对化学反应速率的影响; (填序号)是探究固体表面积对化学反应速率的影响。
(2)下列说法正确的是 。
a.t1=75s b. 100﹥t2﹥t3
c.单位时间内耗锌的质量⑤﹥⑥﹥②
d.以上都不正确
(3)②中气泡生成的速率与时间的关系大致如图。推测从0到t速率不减反增的原因可能是 。
(4)某同学为了探究化学腐蚀与电化学腐蚀的速率,设计实验与②进行对照。操作如下: 25℃时,另取一个烧杯,放入与实验②完全相同的锌片,先加入2mL某浓度的 溶液,再加入与②相同的盐酸。可以观察到 。
23.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示。
t ℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)某温度下,各物质平衡浓度符合:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 。
(4)830 ℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积。平衡 移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
(5)若1 200 ℃时,在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】对于反应,因为C为固体,根据容器的体积不变,反应前后气体的压强之比等于气体的物质的量之比。求出反应后的气体的总物质的量,再根据C的生成量,求出其余物质的物质的量,求出x,再求出其它量。
【详解】对于反应,因为C为固体,根据容器的体积不变,反应前后气体的压强之比等于气体的物质的量之比。反应前气体总物质的量为6 mol,反应前后压强之比为6:5,所以反应后气体的总物质的量为5 mol。
A.达到平衡时生成2 mol C,则消耗A的物质的量为1.5 mol,消耗B的物质的量为1 mol,生成D的物质的量为0.5x mol,则平衡时A的物质的量为4 mol-1.5 mol=2.5 mol,B的物质的量为2 mol-1 mol=1 mol,则2.5 mol+1 mol+0.5x mol=5 mol,x=3,A错误;
B.用A表示的反应速率为v(A)=mol˙L-1˙min-1,B错误;
C.因为x=3,正反应为气体体积减小的反应,所以增大该体系的压强,平衡向右移动,,温度不变,化学平衡常数不变,化学平衡常数与浓度、压强没有关系,C错误;
D.若起始时A、B的物质的量之比为3∶2,物质反应的物质的量的比是3∶2,则2 min末达到平衡时A、B的转化量之比仍为3:2,所以2 min末达到平衡时A、B的转化率相等,D正确;
故选D。
2.C
【详解】A.在时,N的物质的量为4,减少了4,M的物质的量为4,增加了2,反应在t3时刻达到化学平衡状态,因此该反应的化学方程式为,故A错误;
B.以后 ,M、N的物质的量还在变化,说明时反应没有达到平衡状态,故正反应速率不等于逆反应速率,故B错误;
C.时该反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等,故C正确;
D.时,N的物质的量为6,M的物质的量为3,则N的浓度是M的浓度的2倍,故D错误;
故答案选C。
3.C
【详解】A.由题中表格数据可知,50s时PCl3的物质的量为0.16mol,则平均速率为v(PCl3)==0.0016 mol·L-1·s-1,故A错误;
B.反应350s时,反应放出的Cl2的物质的量为0.2mol,题目所给条件不是标准状况,无法求算气体体积,故B错误;
C.由表格数据可知,平衡时PCl3的物质的量为0.2mol,氯气的物质的量为0.2mol,PCl5的物质的量为1mol-0.2mol=0.8mol,容器体积为2L,PCl3、Cl2、PCl5平衡浓度依次为0.1mol/L、0.1mol/L、0.4mol/L,平衡常数K===0.025,相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,此时PCl3、Cl2、PCl5浓度依次为0.1mol/L、0.1mol/L、0.5mol/L,Qc===0.02<K,反应正向进行,则v正>v逆,故C正确;
D.平衡时,再充入1.0molPCl5(g),平衡正向移动,但K只是温度的函数,温度不变,K不变,故D错误;
答案为C。
4.C
【详解】A.可逆反应转化率达不到百分之百,故和充分反应,生成Z的物质的量小于,A正确;
B.,X、Y、Z的浓度均不再发生变化时该可逆反应达到化学平衡状态,B正确;
C.达到平衡时,升高温度,正、逆反应速率均增大,但增大的倍数不一样,吸热反应(对该反应来说是逆反应)的反应速率增大得更多,所以平衡逆向移动,C错误。
D.,调整该反应起始时反应物的量,当有1molX参与反应生成3molZ时,放出的总热量可达,D正确;
故选C。
5.D
【详解】A.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。根据图象可看出:1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低,即1,4-加成产物的比1,2-加成产物稳定,A错误;
B.该加成反应不管生成1,4-加成产物还是1,2-加成产物,均为放热反应,则升高温度,不利用1,3-丁二烯的转化,即在40℃时其转化率会减小,B错误;
C.从0℃升至40℃,温度升高,正化学反应速率均增大,即1,4-加成和1,2-加成反应的正速率均会增大,C错误;
D.从0℃至40℃,对于1,2-加成反应来说,化学平衡向逆向移动,即1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度,D正确;
故合理选项是D。
6.B
【详解】A.反应初始4s内v(X)=0.005mol/(L s),则4s内X的浓度降低0.02mol/L,根据方程式可知,Y的浓度同时降低0.02mol/L ,4s时容器内c(Y)= ,故A错误;
B.830℃达平衡时,K=1,
,x=0.08, X的转化率为80%,故B正确;
C.随温度升高,平衡常数减小,所以升高温度,平衡逆向移动,故C错误;
D.R、Q都是生成物,物质的量比始终等于系数比,n(R):n(Q)=1,故D错误;
选B。
7.D
【详解】A.当压强不变时,温度越高平衡时C的气体体积分数越低,故△H<0,A错误;
B.当温度不变时,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向进行。由图象可知,当温度不变时,压强越大平衡时C的气体体积分数越大,又因为D是固体,故该化学方程式中m+n>e,B错误;
C.加入催化剂正逆反应速率都增加,并且增加的倍数相同,C错误;
D.恒压条件下开始按反应物的化学计量数比投料,在一定条件下进行反应,平衡后往恒压容器中再充入一定量C,再次达到新平衡时,这两次平衡等效,故C的浓度与原平衡时的相同,D正确;
答案选D。
8.D
【分析】废气经过MOFs材料之后,NO2转化成N2O4被吸附,进而与氧气和水反应生成硝酸,从该过程中我们知道,NO2转化为N2O4的程度,决定了整个废气处理的效率。
【详解】A.从可以看出,这个是一个放热反应,升高温度之后,平衡逆向移动,导致生成的N2O4减少,不利于NO2的吸附,A正确;
B.多孔材料“固定”,从而促进平衡正向移动,B正确;
C.N2O4和氧气、水反应生成硝酸,其方程式为,C正确;
D.在方程式中,转移的电子数为4e-,则每获得,转移的电子数为0.4mol,即个数为,D错误;
故选D。
9.A
【详解】A.在反应Ⅰ中,CuSO4与P4反应生成Cu3P、H3PO4,Cu元素由+2价降低到Cu3P中+1价,被还原,P元素一部分降低到Cu3P中-3价,被还原,一部分被氧化到H3PO4中+5价,A错误;
B.H3PO4为三元酸,与Ca(OH)2发生酸碱中和时,随着H3PO4被中和的程度可生成Ca(H2PO4)2、CaHPO4、Ca3(PO4)2,B正确;
C.根据图示,反应Ⅲ中反应物为Ca3(PO4)2、SiO2、C,生成物为CaSiO3、CO、P4,根据得失电子守恒和元素守恒配平得方程式为:2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C= 6CaSiO3+10CO↑+P4,C正确;
D.根据图示反应Ⅰ知,CuSO4可与P4发生反应,所以可以用稀的CuSO4溶液冲洗皮肤上的白磷,D正确;
故答案选A。
10.B
【分析】内因是反应物本身的性质,外因包括浓度、温度、压强、催化剂、光照等,据此分析;
【详解】A.加入少量二氧化锰后很快有气体产生,二氧化锰作催化剂,属于外因,故A不符合题意;
B.分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条,产生气体速率有快有慢,是因为锌片、镁条的金属性不同造成的,属于内因,故B符合题意;
C.加入几滴水时,立即有紫红色气体产生,水作催化剂,属于外因,故C不符合题意;
D.在强光照射下发生爆炸,光照是外因,故D不符合题意;
答案为B。
11.D
【详解】A.浓度商Q<K时,化学平衡正向移动,A错误;
B.化学平衡常数表示反应进行的程度,仅与温度有关,而与其它条件无关,B错误;
C.化学平衡发生移动时,若温度不变,则化学平衡平衡常数就不变,若温度变化,则化学平衡常数就发生改变,C错误;
D.温度一定时,对于确定的化学反应,其化学平衡常数不变,对于给定的化学反应,由于正反应、逆反应的反应物与生成物相反,则正、逆反应的平衡常数互为倒数,D正确;
故合理选项是D。
12.B
【详解】A.△H-T△S<0的反应可自发进行,则△H>0,△S>0,该反应在高温下能自发进行,故A正确;
B.平衡正向移动,某反应物的转化率不一定增大,如果是增大某一种反应物浓度,该反应平衡正向移动但该物质转化率减小,故B错误;
C.升温使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大,分子运动速度加快,有效碰撞次数增多,故C正确;
D.物质发生化学反应,必须分子间发生有效碰撞,普通分子间的不能发生有效碰撞,即分子间发生化学反应的条件:碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向,故D正确;
故选:B。
13.C
【详解】A.由题图可知,HAP是催化剂,能提高与的反应速率,A项正确;
B.在整个反应历程中,有极性键(如C-H键)和非极性键(如O-O键)的断裂,B项正确;
C.根据图知,CO2分子中的氧原子一部分来自O2,另一部分来自于甲醛,C项错误;
D.该反应中反应物是甲醛和氧气,生成物是二氧化碳和水,HAP为催化剂,该反应可表示为为,D项正确;
答案选C。
14. Cl2+H2OH++Cl-+HClO 0.00045 正反应方向 增大 正反应方向
【详解】(1)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,故答案为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO;
(2) 在1L水中可溶解0.09mol氯气,则氯气浓度约为0.09mol/L,列出三段式:
K===0.00045,故答案为:0.00045;
(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,会和H+反应,使平衡将向正向移动,故答案为:正反应方向;
(4)增大氯气的压强,上述平衡正向移动,氯气在水中的溶解度将增大,故答案为:增大;正反应方向。
15.(1) K= < 升高温度 ab
(2) 0.0075mol/(L·min) d 乙
【详解】(1)根据图1可知,该反应的反应物是A和B,生成物是C,变化的物质的量之比等于方程式的系数比,所以该反应的化学方程式为:A(g)+2B(g)2C(g)。
①化学平衡常数用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示,则该反应的平衡常数表达式为K=。
②根据图1可知,A是反应物,达到平衡后,降低温度,A的体积分数减小,即平衡正向移动,所以该反应的正反应是放热的,即△H<0。
③根据图2判断,在t3时正逆反应速率都增大,且平衡逆向移动,所以改变的条件是升高温度,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,且升高温度,可以加快反应速率。
a.在恒温恒容容器中发生该反应,该反应前后气体系数之和不相等,所以在未平衡前压强一直在降低,当体系压强不变时,反应达到平衡,故体系压强不变可以作为达到平衡状态的判断依据,故a选;
b.该反应的反应物和生成物均为气体,气体总质量恒定,反应前后气体系数之和不相等,所以气体总物质的量是变量,即气体的平均摩尔质量是变化的,当气体的平均摩尔质量不变时,反应达到平衡状态,所以气体的平均摩尔质量保持不变可以作为达到平衡状态的判断依据,故b选;
c.该反应进行过程中,气体总质量恒定,容器体积也恒定,所以气体密度是不变的,所以气体的密度保持不变不可以作为达到平衡状态的判断依据,故c不选;
d.A和B的系数不相等,A的消耗速率等于B的生成速率时,正逆反应速率不相等,所以A的消耗速率等于B的生成速率不能作为达到平衡状态的判断依据,故d不选;
故选ab。
(2)①从反应开始到10 min的平衡状态,NO2的物质的量减少了0.3mol,根据反应方程式可知,N2的物质的量增加了0.15mol,浓度变化了0.15mol÷2L=0.075mol/L,则N2的平均反应速率为0.075mol/L÷10min=0.0075mol/(L min)。从11 min起,其他条件不变,压缩容器的容积为1 L,增大压强,平衡正向移动,NO2的物质的量从原平衡态开始减小,则n(NO2)的变化曲线为d。
②该反应是反应后气体体积减小的放热反应。升高温度,正逆反应速率都增大,故甲错误;升高温度,平衡逆向移动,NO2的转化率降低,且温度越高,反应速率越快,越先达到平衡,故乙正确;压强不变时,升高温度,平衡逆向移动,CO的体积分数增大,而图丙表示不正确,且温度不变时,增大压强,平衡正向移动,CO的体积分数降低,图丙对于压强和CO体积分数的表示也错误,故丙错误;故选乙。
16.(1)
(2)吸热
(3)BC
(4)830
(5) 增大 增大
(6) 否 >
【详解】(1)由平衡常数的定义可知平衡常数的表达式为:;
(2)由表格可知,随着温度的升高平衡常数逐渐增大,由此可判断反应为吸热反应;
(3)反应前后气体分子数相同,不能用压强不变判断反应是否达平衡状态,A错误;反应过程中一氧化碳的浓度会发生变化,可以用c(CO)不变判断关于是否达平衡状态,B正确;用反应速率判断反应是否达平衡状态需一个为正反应速率,一个为逆反应速率,且速率之比等于系数之比, C正确;反应达平衡状态时,平衡时各物质的浓度不一定等于系数之比,c(CO2)=c(CO)无法说明反应是否达平衡状态,D错误,故选BC;
(4)将等式的左边部分除到右边,则得到该反应的平衡常数表达式,等于1,对应的温度为830℃;
(5)该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,生成的二氧化碳增加,一氧化碳被消耗,则两者的体积比应增大;
升高温度平衡,正向移动,平衡常数应增大;
(6)可求出在该状态下的浓度商Qc=c(CO2)÷c(CO)=0.025mol/L÷0.1mol/L=0.25,浓度熵Qc小于平衡常数K,则反应未达平衡状态,平衡应正向移动,正反应速率应大于逆反应速率。
17. 1.5mol/L 0.2mol/(L min) 2 ① BD > 甲池锌铜可形成原电池,能加快Zn与硫酸的反应速率
【详解】(1)
由三段式可得:5min末,故答案为:1.5mol/L;
(2),故答案为:0.2mol/(L min);
(3)根据同一反应中、同一时间段内,各物质的反应速率之比等于计量数之比,
所以即x=2,故答案为:2;
(4)把所有速率都换算成A的反应速率:
①;
②由知,;
③由知,;
④由知,。
故选①。
(5)A.甲形成原电池、乙不具备形成原电池的条件,故A错误;
B.乙中没有形成原电池,铜片不与硫酸反应,铜片没有明显变化,故B正确;
C.甲中铜片做正极,氢离子在铜片上放电转化为氢气,铜片的质量不变,故C错误;
D.两烧杯中溶液中硫酸均消耗,酸的浓度降低,酸性均减弱,故D正确;
故答案为:BD;
(6)甲中形成原电池,可以加快化学反应速率,故答案为:>;甲池锌铜可形成原电池,能加快Zn与硫酸的反应速率
18. 降低 催化剂能降低反应活化能 > ce
【分析】根据催化剂对反应速率的影响原理分析解答;根据平衡常数表达式及勒夏特列原理分析解答。
【详解】(1)使用催化剂降低了活化分子的活化能,增加了单位体积内活化分子百分数,加快反应速率,B点降低,原因催化剂降低了反应的活化能;故答案为:B;催化剂能降低反应活化能;
(2)平衡常数:一定温度下,达到化学平衡生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积比值,即此反应的平衡常数表达式:,根据能量变化图,此反应是放热反应,根据勒夏特列原理,升高温,平衡向吸热反应方向进行,450℃时该反应的平衡常数大于500℃时的,故答案为:>;
(3)a.根据勒夏特列原理增大压强平衡向体积减小的方向移动,即向正反应方向进行,但是此反应是吸热反应,高温平衡向逆反应方向进行,不能提高氢气的转化率,错误;
b.催化剂只影响化学反应速率,对化学平衡无影响,错误;
c.增加N2的浓度,增加了反应物的浓度,化学平衡正向移动,且没改变氢气的总量,提高了氢气的转化率,正确;
d.增加氢气的浓度,虽然平衡右移,但是氢气的总量增加,转化率反而降低,错误;
e.分离出氨气,减少了生成物的浓度,平衡向右移动,且氢气的总量不变,转化率增大,正确,故答案为:ce。
19.(1)(2)(4)(6)
【解析】略
20. 2A B 0.025mol/(L min) 50% 否 =
【详解】(1)由图象可看出A为反应物,B为生成物,物质的量不变时反应达到平衡状态,A物质反应了的物质的量=0.8mol-0.2mol=0.6mol,B物质生成的物质的量=0.5mol-0.2mol=0.3mol,所以A、B转化的物质的量之比为2:1,根据A、B转化的物质的量之比=化学方程式的计量数之比,反应的化学方程式为:2AB,故答案为:2AB;
(2)反应开始至4min时,B物质的量变化量=0.4mol-0.2mol=0.2mol,则B的平均反应速率为=0.025 mol/(L min),A物质的量变化量=0.8mol-0.4mol=0.4mol,则A的转化率==50%,故答案为:0.025 mol/(L min);50%;
(3)由图象分析可知,4 min时随时间变化A、B物质的量发生变化,说明未达到平衡,8 min时A、B物质的量不再随时间的变化发生变化,说明达到平衡,v(正)=v(逆),故答案为:否;=。
21.A
【详解】实验4是为了探究温度对化学反应速率影响的对比实验,若温度每升高10℃,速率变为原来的4倍,可知实验4若在25℃的条件下进行反应,反应速率为0.0076;所以实验4和实验1作对比探究温度对化学反应速率影响,根据控制变量法,c=0.1000 mol/L,选A。
22. 温度 ②⑤⑥ d 反应放热使温度升高,加快了化学反应速率 硫酸铜(或CuSO4) 放出气泡的速率明显比②快
【分析】影响化学反应速率的因素有很多,如温度、浓度、压强、催化剂、固体表面积等,探究一个因素对反应速率的影响时用控制变量法保证其他因素相同;(2)中计算反应时间t1时,利用表中数据推出升高温度,反应速率随温度变化的公式进行作答;(3)中反应速率可能同时受多个因素的影响,抓住某时间段内反应速率的主要影响因素进行分析。
【详解】(1)实验中①②③④中锌的质量、形状相同而温度不同,目的是探究温度对反应速率的影响,利用控制变量法探究固体表面积对化学反应速率的影响时需要保证其他因素一致,分析表中第②组、第⑤组、第⑥组其他条件形态,锌的形状不同,表面积不同,故答案为:温度、②⑤⑥;
(2)根据表中①②④三组分析,温度每升高10℃,锌溶解的时间变为原来的一半,即反应速率是原来的两倍,则其他条件不变时,升高温度对反应速率的影响可用公式:×v0表示,则温度从25℃升高到30℃,反应速率×v0= v0,即30℃时反应速率是25℃的倍,则锌溶解完的时间是原来的,则t1=×100=70.7s,a错误;第②组、第⑤组锌、第⑥组其他条件相同,锌的形状不同,反应速率与固体表面积有关,表面积越大,反应速率越快,表面积:粉末>薄片>颗粒,则反应速率⑥>②>⑤,故反应时间:t3<100< t2,b错误;因为反应速率:⑥>②>⑤,故单位时间内消耗锌的质量:⑥>②>⑤,c错误,故答案选:d;
(3)随着反应的进行,盐酸浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小,但该反应是放热反应,随着反应的进行温度升高,反应速率加快,则0~t时间内,反应速率主要由温度影响,t过后反应速率主要由盐酸浓度影响,故答案为:反应放热使温度升高,加快了化学反应速率;
(4)根据实验目的是探究化学腐蚀与电化学腐蚀速率的实验,以第②组实验为对照,滴加硫酸铜溶液,锌与硫酸铜发生反应:Zn + Cu2+ = Cu + Zn 2+,生成的Cu单质覆盖在锌片上,形成Cu-Zn原电池,加快产生H2的速率,故答案为:硫酸铜(或CuSO4)、放出气泡的速率明显比②快。
23.(1)
(2)吸热
(3)700℃
(4)不
(5)逆反应方向
【详解】(1)由CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),根据化学平衡常数表达式可得K=;
(2)根据表中数据,由于温度升高,该反应的化学平衡常数增大,平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应;
(3)平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),则K==0.6,则温度为700℃;
(4)830℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积,相当于减小了压强,因为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)两边计量数相等,平衡不移动;
(5)Q==4>2.6,所以反应向逆反应方向移动。
答案第1页,共2页
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