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 2024-01-22 14:36:34

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专题2《化学反应速率与化学平衡》
一、单选题
1.某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C.条件①,反应速率为
D.条件②,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为
2.氯气、氯盐、次氯盐[]、二氧化氯在生产生活中具有广泛应用。Deacon曾提出在催化剂作用下,通过氧气直接氧化氯化氢成功制备氯气。该反应具有一定的可逆性,热化学方程式可表示: ;二氧化氯(ClO2)为新型绿色消毒剂,沸点为9.9℃,可溶于水,有毒,浓度较高时易发生爆炸。用浓盐酸和NaClO3反应可制得ClO2.关于Deacon提出的制Cl2的反应,下列有关说法正确的是
A.该反应的
B.每生成22.4LCl2(已折算成标准状况),放出58kJ的热量
C.升高温度,核反应v (逆)增大,v (正)减小,平衡向逆反应方向移动
D.断裂4molH—Cl键的同时,有4molH—O键生成,说明该反应达到平衡状态
3.甲醇是重要的化工原料,利用CO2与H2反应可以合成甲醇,反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。下列说法正确的是
A.因有气体生成,故该反应的△S>0
B.升高温度,平衡逆向移动,正反应速率减慢
C.恒温恒压条件下,加入催化剂,平衡常数增大
D.恒温条件下,增大压强,可提高CO2的平衡转化率
4.下列反应中属于可逆反应的是
①N2+3H22NH3,2NH33H2+N2
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3
③2H2O2H2↑+O2↑和2H2+O22H2O
④2Na+Cl22NaCl,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
A.只有① B.①②③ C.①②③④ D.①③④
5.下列说法错误的是
A.与反应生成时,增加C的量能使反应速率增大
B.已知,平衡后缩小容器容积,气体颜色先变深后变浅
C.由、和组成的平衡体系加压后颜色变深不能用勒夏特列原理解释
D.工业生产中常通入过量的空气以提高的转化率
6.下列分析错误的是
A.对有气体参加的化学反应,增大压强使容器的容积减小,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多,反应速率加快
B.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大
C.合成氨工业中,加入适宜的催化剂,可以提高反应速率,也可以提高氨气的产率
D.合成氨工业中,恒温恒容情况下,充入惰性气体,体系压强增大,反应速率不变
7.NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮的重要化合物,工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ mol-1。NH3可与酸反应制得铵盐,也可通过催化氧化生成NO,用于生产HNO3。浓氨水加到生石灰中,放出大量热量,促进NH3·H2O分解,可用于实验室制取NH3。对于工业合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ mol-1。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.升高温度能加快反应速率
C.0.1molN2与0.3molH2充分反应可释放9.24kJ的能量
D.若3v(N2)=v(H2),该反应处于平衡状态
8.如图所示为800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是
A.A是反应物
B.前2min A的分解速率为0.1mol·L-1·min-1
C.达平衡后,若升高温度,平衡向正反应方向移动
D.反应的方程式为
9.减少碳排放、控制温室气体排放的增长已经成为可能。一种由二氧化碳和氢气合成乙醇的反应为。选择合适的催化剂,相同时间内可以得出温度对合成乙醇的影响情况如图所示(乙醇选择性)。下列说法正确的是
A.该反应的
B.增大压强和升高温度都能提高的平衡转化率
C.温度为时,乙醇的产率为57.4%
D.温度下,随温度升高,乙醇的产率降低
10.下列选用的仪器和装置能达到实验目的是
A.定量测定化学反应速率 B.融化固体 C.干燥氢气 D.实验室保存液溴
A.A B.B C.C D.D
11.一定温度下,在容积为1 L的恒容密闭容器中发生反应X(g)+2Y(g) Z(g) ΔH,各物质的物质的量随时间变化如表。
时间/ min 0 t 2t 3t 4t
n(X)/mol 2 0.4
n(Y)/mol 4 0.8
n(Z)/mol 0 1.4
下列说法正确的是
A.若升高温度,X(g)的转化率减小,则该反应的ΔH >0
B.0~3t min内,v(Z)= mol· L-1·min-1
C.单位时间内消耗X(g)和生成Z(g)的物质的量相等,说明该反应达到平衡
D.其他条件不变,增大Y(g)的浓度,平衡正向移动,该反应的平衡常数增大
12.已知N2+3H22NH3的反应属于放热反应,在一密闭容器中进行合成氨实验,下列说法不正确的是
A.该反应中,断开N≡N和H-H键吸收的能量小于形成N-H键放出的能量
B.该反应中,反应物的总能量大于生成物的能量
C.c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2能说明反应到达了平衡
D.当氨气浓度不再变化时,密闭容器中同时存在N2、H2、NH3
13.用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M。为研究降解效果,设计如下对比实验探究温度、浓度、pH、催化剂对降解速率和效果的影响,实验测得M的浓度与时间关系如图所示。
实验编号 温度/℃ pH
① 25 1
② 45 1
③ 25 7
④ 25 7
下列说法不正确的是
A.实验①在0~15 min内M的平均降解速率为1.33×10-5 mol·L-1·min-1
B.若其他条件相同,实验①②说明升高温度,M降解速率增大
C.若其他条件相同,实验①③证明pH越高,越不利于M的降解
D.实验①④说明M的浓度越小,降解的速率越快
二、填空题
14.可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应,因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。
(1)某温度下,使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),在保证O2(g)的浓度不变的条件下,增大容器的体积,平衡 (填字母代号)。
A.向正反应方向移动 B.不移动 C.向逆反应方向移动 D.无法确定
(2)使用V2O5催化该反应时,涉及到催化剂V2O5的热化学反应有:
①V2O5(s)+SO2(g) V2O4(s)+SO3(g) H1=+59.6kJ/mol
②2V2O4(s)+O2(g) 2V2O5(s) H2=-314.4kJ/mol
向10L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1mol及一定量的O2,改变加入O2的量,在常温下反应一段时间后,测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的变化如图所示,图中没有生成SO3的可能原因是 。
(3)向一保持常压的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6mol,O2(g)0.3mol,此时容器的体积为10L,分别在T1、T2两种温度下进行反应,测得容器中SO2的转化率如图所示。
①T2时,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常数K= 。
②下列说法正确的是 。
A.T1<T2
B.若向该容器通入高温He(g)(不参加反应,高于T2),SO3的产率将减小,仅因为温度升高,平衡向逆方向移动
C.合成硫酸的设备中,在接触室合成SO3需要高压设备
D.依据反应装置所能承受的最高温度定为此反应温度
③在比T2更高的温度T3下,反应②平衡向左移动,生成更多的V2O4固体会覆盖在V2O5固体的表面上,该因素对反应①影响超过了温度因素的影响。请在图中画出在T3下,α(SO2)在0~t1时刻的变化图(0~t1时刻之间已经平衡) 。
15.一定温度下,在容积固定的VL密闭容器里加入nmolA,2nmolB,发生反应A (g)+2B (g)2C (g) △H<0,反应达到平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x.
(1)K和x的关系满足K= ,在保证A浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡 (填字母)。A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动
(2)若该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的是什么条件:t2时 ;t8时 ;
②t2时平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动;
③若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
16.对于以下三个反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
再充入PCl5(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率 ,PCl5(g)的百分含量 。
(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)
再充入HI(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,HI的分解率 ,HI的百分含量 。
(3)2NO2(g)N2O4(g)
再充入NO2(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率 ,NO2(g)的百分含量 。
17.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为 ;
(2)反应开始至2min时Z的平均反应速率为 ;
(3)下列关于化学反应速率与化学反应限度的叙述不正确的是 。
A.反应限度是一种平衡状态,此时反应已经停止
B.达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等
C.达到平衡状态时,反应物和生成物浓度都不再改变
D.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
E.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
(4)5min后曲线的含义 。
18.硫化钴铜矿主要成分有CoS、CuS、CuFeS2、FeS2,还含有少量Mg、Ca等元素。一种热活化硫酸浸出工艺实现了钴和铜的高效回收利用,并较好解决了焙烧过程中二氧化硫的溢出问题。工艺流程如图所示:
回答下列问题:
“酸浸"过程中Co和Cu的浸出率受焙烧温度和时间的影响如下图所示。由图可知,“焙烧"过程中的最佳实验条件为 。
19.某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下:
①酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难,碲与氢气不能直接化合
③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图
请回答下列问题:
(1)H2与硫化合的反应 热量(填“放出”或“吸收”);
(2)已知H2Te分解反应的 S>0,请解释为什么Te和H2不能直接化合: ;
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是 (填序号)。
(4)写出在NaOH溶液中通入过量的H2S反应的离子方程式:
(5)写出4mL 0.01mol/L的酸性KMnO4溶液中滴入2mL 0.1mol/LH2C2O4溶液中反应的离子方程式:
20.以C、CO、CO2、CH4等含1个碳原子的物质为原料,可以合成一些化工原料和燃料。
(1)碳原子的核外电子排布式是 ,其最外层有 种运动状态不同的电子。
(2)上述物质中属于非极性分子的是 。
(3)合成气(CO和H2)在不同催化剂的作用下,可以合成不同的物质。
①用合成气制备二甲醚时,还产生了一种常温为液态的氧化物,写出制备二甲醚的化学方程式 。
②仅用合成气为原料不可能合成的物质是 (填字母序号)。
a.甲醇 b.乙二醇 c.乙二酸 d.尿素
工业上可用CO2生产燃料甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+Q(Q>0)。在2L的密闭容器中,发生上述反应:测得n(CO2)和n(CH3OH)随时间变化如图所示。
(4)该反应的化学平衡常数的表达式K= ,如果平衡常数K减小,平衡 (填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。
(5)从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)= 。
(6)为了提高CH3OH的产量,理论上可以采取的合理措施有 、 (任写2条措施)。
(7)常温常压下,16g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,写出该反应的热化学方程式 。
21.可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g) △H<0 在一定条件下达到平衡,若改变条件,将变化结果(增大、减小、不变)填入空格。
(1)升高温度,B的转化率 ,v(正) ,v(逆) ;
(2)加催化剂,A的物质的量 ,v(正) ,v(逆) ;
(3)保持温度和压强不变加入惰性气体,则C的物质的量 ,A的转化率 。
(4)保持温度和体积不变加入惰性气体,A的转化率 。
(5)若温度和体积不变,反应从开始到平衡,在这个变化过程中,压强 。
(6)若恒温恒容,A足量且为固体,反应平衡后,向体系中加入一定量的B,反应再次达平衡后,A的质量 。平衡常数K
22.NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间发生反应:N2O4(g)2NO2(g),一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中,各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(NO2)=0.3 mol L-1 min-1,乙中v(N2O4)=0.2 mol L-1 min-1,则 (填“甲”或“乙”)中反应更快。
(2)下列描述能表示该反应达平衡状态的是 。
A.容器中X与Y的物质的量相等
B.容器内气体的颜色不再改变
C.2v(X)=v(Y)
D.容器内气体的平均相对分子质量不再改变
E.容器内气体的密度不再发生变化
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.由题干图中曲线①②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故反应速率越大,A正确;
B.由题干图中曲线①③可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度①是③的两倍,所用时间①也是③的两倍,反应速率相等,故说明反应速率与降冰片烯浓度无关,B错误;
C.由题干图中数据可知,条件①,反应速率为=,C正确;
D.反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题干图中数据可知,条件②,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为125min÷2=,D正确;
故答案为:B。
2.B
【详解】A.反应为气体分子数减小的反应,为熵减反应,A错误;
B.由热化学方程式可知,每生成22.4LCl2(已折算成标准状况,为1mol),放出116kJ÷2=58kJ的热量,B正确;
C.升高温度,正逆反应速率均会变大,C错误;
D.断裂4molH—Cl键的同时,有4molH—O键生成,描述的都是正反应,不能说明该反应达到平衡状态,D错误;
故选B。
3.D
【详解】A.该反应气体分子数减小,混乱度减小,则△S<0,故A错误;
B.由△H<0该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,正反应速率都增大,故B错误;
C.温度不变,平衡常数不变,恒温下加入催化剂,平衡常数不变,故C错误;
D.该正反应方向为气体分子数减小,增大压强,平衡正向移动,可提高CO2的平衡转化率,故D正确;
故选:D。
4.A
【详解】可逆反应是指相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应,由反应条件可知,只有①符合可逆反应的定义,故选A。
5.A
【详解】A.是固体,增加C的量不能使反应速率增大,A错误;
B.已知,平衡后缩小容器容积,二氧化氮的浓度增大,平衡正向移动,二氧化氮浓度又减小,所以气体颜色先变深后变浅,B正确;
C.由、和组成的平衡体系加压后平衡不移动,单质碘的浓度增大,因此颜色变深,但不能用勒夏特列原理解释,C正确;
D.工业生产中常通入过量的空气,即增大氧气的浓度,使平衡正向移动,因此可以提高的转化率,D正确;
答案选A。
6.C
【详解】A.对有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增大,化学反应速率增大,A正确;
B.升高温度,活化分子的百分数增大,有效碰撞次数增多,反应速率增大,B正确;
C.催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,不能改变产率,C错误;
D.充入惰性气体,反应物和产物浓度不变,反应速率不变,D正确;
故选C。
7.B
【详解】A.根据题给信息可知,该反应的ΔH=-92.4kJ mol-1,则该反应为放热反应,A错误;
B.升高温度,所有反应的反应速率都加快,B正确;
C.该反应为可逆反应,无法计算该反应放出的热量,C错误;
D.没有指明正、逆反应,则3v(N2)=v(H2)不能证明正、逆反应速率相等,无法证明反应达到平衡,D错误;
故选B。
8.C
【详解】A.物质A的浓度是减小的,所以是反应物, A说法正确、不符合;
B.前2 min A的浓度变化了0.2mol/L,所以其反应速率是0.1mol L-1 min-1, B说法正确、不符合;
C.由于不能确定反应是放热反应还是吸热反应, C不能确定,符合;
D.前2 min ,A的浓度减少了0.2mol/L,B的浓度增加了0.2mol/L,C的浓度增加了0.1mol/L反应,改变值之比即化学计量数之比,则化学方程式是,D说法正确、不符合;
答案选C。
9.C
【详解】A.根据图像,后随着温度的升高,乙醇的选择性和转化率均减小,说明升高温度,反应平衡逆向移动,即正反应放热,所以该反应的,A错误;
B.该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,的平衡转化率增大,该反应的,随着温度升高,平衡逆向移动,的平衡转化率降低,B错误;
C.由图像可知,温度为时,乙醇的产率=乙醇选择性转化率,C正确;
D.温度下,随温度升高,乙醇的选择性变大,二氧化碳的转化率下降,转化率的变化程度未知,无法确定乙醇产率的变化情况,D错误。
故选C。
10.A
【详解】A.通过时间和注射器活塞移动的刻度,可测定反应速率,能够达到实验目的,故A正确;
B.石英坩埚化学成分为SiO2,高温下两者发生反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑,不能用其融化固体,故B错误;
C.浓硫酸应装在洗气瓶内,通过导管长进短出来干燥氢气,故C错误;
D.液溴可氧化橡胶,应选玻璃塞,故D错误;
故选:A。
11.B
【详解】A.若升高温度,X(g)的转化率减小,说明平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0,故A错误;
B.0~3t min内,X物质的量减少1.6mol,则Z的物质的量增加1.6mol,v(Z)=mol· L-1·min-1,故B正确;
C.单位时间内消耗X(g)和生成Z(g)的物质的量相等,表示的都是正反应速率,不能判断正逆反应速率是否相等,所以该反应不一定达到平衡,故C错误;
D.平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变,故D错误;
选B。
12.C
【详解】A.合成氨为放热反应,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,故A正确;
B.合成氨为放热反应,反应物的总能量大于生成物的能量,故B正确;
C.c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2时不能说明各物质的浓度不变,不能说明反应到达了平衡,故C错误;
D.当氨气浓度不再变化时,说明反应达到了平衡,密闭容器中同时存在N2、H2、NH3,故D正确;
故选C。
13.D
【详解】A.由图中数据,可知15 min内△c(M)=(0.3mol/L-0.1mol/L)×10-3=2×10-4mol/L,则,A正确;
B.由图中曲线变化可看出实验②相对于实验①,M降解速率增大,由表中数据可知,其他条件相同,实验②的温度高,所以说明升高温度,M降解速率增大,B正确;
C.由图中曲线变化可看出实验①相对于实验③,M降解速率增大,由表中数据可知,其他条件相同,实验③的pH高,所以说明pH越高,越不利于M的降解,C正确;
D.根据表中信息可知,实验①④除了浓度不同,还有pH不同,无法判断是哪个条件影响M的降解速率,D错误;
答案为:D。
14. B 常温下,V2O5(s)+SO2(g) V2O4(s)+SO3(g)和2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应都很慢 AC
【详解】(1) T2时使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),实际上反应的过程为①V2O5(s)+SO2(g) V2O4(s)+SO3(g)
②2V2O4(s)+O2(g) 2V2O5(s)
反应①为反应前后气体物质的量不变的反应,增大容器的体积,即减小压强,平衡不移动,对于反应②,由于氧气的浓度不变,则平衡也不移动,故2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)不移动,故答案为:B;
(2) 由图象可知,随反应前加入O2里的变化,SO2未参与反应,V2O4逐渐减少,V2O5逐新增多,由此可知,容器中发生反应2V2O4(s)+O2(g) 2V2O5(s),而反应V2O5(s)+SO2(g) V2O4(s)+SO3(g)和2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)几乎没有发生,可能是在常温下反应都很慢,则没有生成SO3,故答案为:常温下,V2O5(s)+SO2(g) V2O4(s)+SO3(g)和2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应都很慢;
(3)①由图象可知,在T2温度下,该反应达到平衡状态时,SO2的转化率为90%,则SO2的转化量为0.54mol,可列出三段式(单位为mol)为:
,则平衡时气体总物质的量为0.06mol+0.03mol+0.54mol=0.63mol,设平衡时容器的体积为V,根据恒温恒压下,气体的体积之比等于物质的量之比可得:,解得,V=7L,则该反应的平衡常数K=,故本题答案为:;
②A.由图象可知,在T2温度下,该反应先达到平衡状态,则反应速率更大,且该反应正向为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,SO2的转化率低,则T2温度更高,则T1<T2,A正确;
B.通入高温He,相当于加热,同时容器的体积增大,相当于减小压强,平衡均左移,产率减小,B错误
C.在接触室增大压强,有利于合成SO3,所以需要高压设备,C正确;
D.为了安全起见,反应温度应低于反应装置所能承受的最高温度定,D错误;
故本题答案为:AC;
③在比T2更高的温度T3下,反应②平衡向左移动,转化率降低,同时生成更多的V2O4固体会覆盖在V2O5固体的表面上,该因素对反应①影响超过了温度因素的影响,所以反应速率也降低。所以在T3下,α(SO2)在0~t1时刻的变化图(0~t1时刻之间已经平衡)为:,故本题答案为:;
【点睛】探究外界因素对化学反应速率的影响时,要控制单一变量法,若有多个变量,如本题第三题第三问,则要判断以哪个变量为主。
15. C 增大生成物C浓度或升高温度 使用催化剂 逆反应
【详解】(1)在容积固定的V L密闭容器里加入n mol A、2n mol B,发生反应:
A (g)+2B (g)2C (g) △H<0,
反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x,
平衡浓度为,c(A)=( n-nx)/Vmol/L,c(B)=(2n-2nx)/Vmol/L, c(C)=2nx/Vmol/L
平衡常数K=;增大容器体积时,c(B)和c(C)等比例减小,由于A的浓度不变,此时的值仍然等于K,所以平衡不移动;
(2)由于纵坐标只表示v逆,为了便于求解,在解题时可把v正补上,t2时平衡逆向移动,采用的条件可以是升温或增大C的浓度;t8时平衡不移动,采用的条件是使用了催化剂;
①该反应是一个反应前后气体体积减小的且是正反应是放热的化学反应,t2时逆反应速率增大,且平衡时反应速率大于t2时反应速率,平衡向逆反应方向移动,改变的条件为增大生成物C浓度或升高温度;t8时反应速率增大,但平衡不移动,改变的条件为使用催化剂;
②t2时逆反应速率瞬间增大后然后降低,说明平衡是逆向移动;
③t4时降压,正、逆反应速率均减小,正反应速率减小的更多。t5时达到平衡,t5~t6之间逆反应速率等于正反应速率且保持不变,t6时增大反应物的浓度,不影响逆反应速率,t6点逆反应速率不变,平衡向正反应方向移动,随着反应的进行,逆反应速率增大,大于原平衡速率,所以其图象为:

16.(1) 正反应 减小 增大
(2) 正反应 不变 不变
(3) 正反应 增大 减小
【解析】(1)
对于化学反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),当达到平衡时再充入PCl5(g),化学平衡向正反应方向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,平衡移动消耗量小于加入量的增加,该反应的正反应是气体体积减小的反应,所以平衡时PCl5(g)的转化率减小,PCl5(g)的百分含量增大;
(2)
对于可逆反应2HI(g) I2(g)+H2(g),当反应达到平衡时,再充入HI(g),化学平衡向正反应方向移动,由于该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,所以达到平衡后HI的分解率不变,HI的百分含量也不变;
(3)
对于可逆反应:2NO2(g)N2O4(g),当反应达到平衡后再充入NO2(g),化学平衡向正反应方向移动,由于该反应的正反应是气体体积减小的反应,所以达到平衡后,NO2(g)的转化率增大,NO2(g)的百分含量会减小。
17. 3X+Y2Z 0.05mol L-1 min-1 A 在此条件下,该反应已达到反应限度(或化学平衡)
【分析】根据图象,反应物的物质的量减小,生成物的物质的量增大,且反应的物质的量之比等于化学计量数之比,X、Y、Z反应的量分别为0.6mol、0.2mol、0.4mol,方程式为3X+Y 2Z。
【详解】(1)分析可知,该反应的化学方程式为3X+Y 2Z;
(2)反应开始至2min时,Z的物质的量变化为0.2mol,则平均反应速率==0.05mol L-1 min-1;
(3)A.反应限度是一种平衡状态,此时反应同一物种的正逆反应速率相等,反应并未停止,A叙述错误;
B.达到平衡状态时,同一物种的正反应速率和逆反应速率相等,B叙述正确;
C.达到平衡状态时,反应物和生成物的物质的量不再改变,则浓度都不再改变,C叙述正确;
D.化学反应速率理论是改变外界条件加快反应速率,即研究怎样在一定时间内快出产品,D叙述正确;
E.化学平衡理论是使反应平衡状态发生一定方向的移动,即研究怎样使用有限原料多出产品,E叙述正确;
答案为A;
(4) 5min后各物质的物质的量不再改变,即反应达到平衡状态,故答案为:在此条件下,该反应已达到反应限度(或化学平衡)。
18.500℃;20h
【详解】由焙烧温度图象可知,焙烧温度为500℃时,浸出率很大,再升高温度浸出率变化不大,由焙烧时间图象可知,焙烧时间为2.0h时,浸出率很大,再延长时间浸出率变化不大,因此“焙烧”的最佳实验条件为:500℃、20h。
19.(1)放出
(2)因为化合时ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行
(3)①②③
(4)OH-+H2S=HS-+H2O
(5)2MnO+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
【分析】根据③的图象获取反应热的信息结合反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0分析解答;根据非金属性强弱的比较方法:①单质与氢气易(难)反应;②生成的氢化物稳定(不稳定);③最高价氧化物的水化物(含氧酸)酸性强(弱);④相互置换反应(强制弱);⑤单质得电子的能力比较非金属性强弱等分析判断;NaOH溶液中通入过量的H2S反应生成硫氢化钠和水、草酸和高锰酸钾溶液在酸性溶液中发生氧化还原反应,草酸被氧化为二氧化碳,高锰酸钾被还原为锰离子,据此分析解答。
(1)
从图象可知,S与H2的△H<0,反应放出热量,故答案为:放出;
(2)
从图象可知,Te和H2反应的△H>0,而H2Te分解反应的△S>0,Te和H2化合的△S<0,则△H-T△S>0,反应不能自发进行,故答案为:因为化合时△H>0,△S<0,△H-T△S>0,故反应不能自发进行;
(3)
根据元素非金属性的判断方法可知,上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是①②③,故选①②③;
(4)
NaOH溶液中通入过量的H2S反应生成硫氢化钠和水,反应的离子方程式为OH-+H2S=HS-+H2O,故答案为:OH-+H2S=HS-+H2O;
(5)
草酸和高锰酸钾溶液在酸性溶液中发生氧化还原反应,草酸被氧化为二氧化碳,高锰酸钾被还原为锰离子,反应的离子方程式为:5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:2MnO+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O。
20. 1s22s22p2 4 CO2、CH4 2CO+4H2→CH3OCH3+H2O cd K= 向逆反应方向 0.1125mol/(L·min) 将CH3OH液化,及时移走 适当增大压强 CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-738.4 kJ mol-1
【分析】(1)碳原子的核电荷数是6,其原子结构示意图为;
(2)不同元素原子之间存在极性键,分子内正负电荷中心重合的分子为非极性分子,特别注意由极性键构成的分子不一定是极性分子;
(3)①用CO和H2制备二甲醚时,还产生了一种常温为液态的氧化物,应为H2O,结合原子守恒写出发生反应的化学方程式;
②根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变进行分析;
(4)化学平衡常数是指:一定温度下,可逆反应到达平衡时,生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比;温度改变,平衡常数改变,且改变温度平衡正向移动时,平衡常数增大;
(5)图示可知反应中反应进行到10min时达到平衡状态,此时CO2的变化物质的量为1.0mol-0.25mol=0.75mol,由CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知H2的变化物质的量为0.75mol×3=2.25mol,结合v(H2)=计算;
(6)为了提高CH3OH的产量,理论上应该采取措施促进平衡正向移动即可;
(7)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇的物质的量为=0.5mol,则0.5mol液态甲醇完全燃烧,生成液态水,放出369.2kJ的热量,依据书写热化学方程式的方法写出该反应的热化学方程式。
【详解】(1)碳原子的核电荷数是6,其原子结构示意图为,则碳原子的核外电子排布式是1s22s22p2,其最外层有4个电子,即有4种运动状态不同的电子;
(2)C是单质,构成微粒是原子,不存在分子;CO是双原子分子,含有极性键且是极性分子;CO2是直线型分子,CH4是正四面体结构,两者分子结构中电荷的分布是均匀的,对称的,均为非极性分子;
(3)①用CO和H2制备二甲醚时,还产生了一种常温为液态的氧化物,应为H2O,则发生反应的化学方程式为2CO+4H2=CH3OCH3+H2O;
②根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变进行分析;
②a.甲醇的结构简式为CH3OH ,分子式为CH4O,可看成是CO和H2按物质的量之比1:2合成甲醇,故a正确;
b.乙二醇的分子式为C2H6O2,可看成是CO和H2按物质的量之比2:3合成乙二醇,故b正确;
c.乙二酸的分子式为C2H2O4,则CO和H2无法按一定物质的量之比合成乙二酸,故c错误;
d.尿素分子式为CON2H4,合成气CO和H2中不含氮元素,则CO和H2无法合成尿素,故d错误;
故答案为cd;
(4)反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数表达式K=;平衡常数K减小,说明反应进行的限度降低,平衡向逆反应方向;
(5)图示可知反应中反应进行到10min时达到平衡状态,此时CO2的变化物质的量为1.0mol-0.25mol=0.75mol,由CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知H2的变化物质的量为0.75mol×3=2.25mol,则从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)===0.1125mol/(L·min);
(6)为提高CH3OH的产量,改变条件促进平衡正向移动,可以是将CH3OH液化,及时移走或适当增大压强;
(7)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇物质的量为0.5mol,完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,1mol甲醇完全燃烧生成液态水释放的能量为369.2kJ×2=738.4kJ,则该反应的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-738.4 kJ mol-1。
21. 减小 增大 增大 不变 增大 增大 减小 减小 不变 减小 减小 不变
【详解】(1) A(g)+2B(g) 2C(g)△H<0,正反应放热,升高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,B的转化率减小,v(正)增大,v(逆)增大;
(2)催化剂能加快反应速率,但不影响平衡移动,加催化剂,平衡不移动,A的物质的量不变,v(正)增大,v(逆)增大;
(3)保持温度和压强不变加入惰性气体,容器体积增大,平衡体系中各组分浓度减小,平衡逆向移动,则C的物质的量减小,A的转化率减小;
(4)反应A(g)+2B(g) 2C(g),保持温度和体积不变加入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,A的转化率不变;
(5)反应A(g)+2B(g) 2C(g)正反应方向为气体体积减小的反应,若温度和体积不变,反应从开始到平衡,平衡体系气体的分子数减小,在这个变化过程中,压强减小;
(6) A足量且为固体,反应为A(s)+2B(g) 2C(g),反应前后气体的分子数目不变,平衡移动不受压强影响,若恒温恒容,反应平衡后,向体系中加入一定量的B,B的浓度增大,平衡正向移动,反应再次达平衡后,A的质量减小,温度不变,平衡常数K不变。
22. 乙 BD
【详解】(1)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(NO2)=0.3 mol L-1 min-1,乙中v(N2O4)=0.2 mol L-1 min-1,根据速率之比是化学计量数之比可知乙中转化成v(NO2)=0.4mol L-1 min-1,所以乙中反应更快,故答案为:乙;
(2)A.容器中X与Y的物质的量相等,无法判断各组分的浓度是否继续变化,则无法判断平衡状态,故A错误;
B.容器内气体的颜色不再改变,则二氧化氮浓度不变,能够说明该反应达到平衡状态,故B正确;
C.2v(X)=v(Y),没有指出正逆反应速率,无法判断平衡状态,故C错误;
D.该反应为气体体积增大的反应,而气体总质量不变,则混合气体的平均相对分子量为变量,当容器内气体的平均相对分子质量不再改变时,表明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故D正确;
E.反应前后气体质量和容器容积均不变,该反应中混合气体密度为定值,不能根据容器内气体的密度判断平衡状态,故E错误;
故答案为BD。
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