6.2 化学反应的速率与限度 检测题
一、单选题
1.在一定温度下,向2L密闭容器中加入2molHI(g),发生反应2HI(g) H2(g)+I2(g),4s时生成0.2molH2,则以HI表示该时段的化学反应速率是( )
A.0.05mol·L-1·s-1 B.0.1mol·L-1·s-1
C.0.2mol·L-1·s-1 D.0.8mol·L-1·s-1
2.在催化剂a和催化剂b的作用下,氮气分子参与反应的有关反应历程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.过程①为工业合成氨气
B.过程②中参加反应的分子,化学键未完全断裂
C.温度不变,缩小体积,过程①②的反应速率均增大
D.上述反应包括在催化剂表面发生的反应物吸附及产物脱附等过程
3.某化工生产反应历程的能量变化如图,过程I没有使用催化剂,过程Ⅱ使用了催化剂,则可判断催化剂除了能改变反应速率外,还可以改变的是( )
A.生产能耗 B.反应的完成程度
C.反应物的状态 D.反应热效应
4.可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g) ΔΗA.低温、高压 B.高温、低压
C.高温、高压 D.使用合适的催化剂
5.下列外界因素中不可能会引起化学平衡移动的是( )
A.反应物浓度 B.催化剂 C.压强 D.温度
6.碳足量,反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一个可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加碳的量且表面积保持不变 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入He,使体系压强增大 ④保持压强不变,充入He使容器体积变大
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
7.在一定条件下,使NO和O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是( )
A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变
8.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速度,且不影响生成氢气的总量,如下措施中①向盐酸中加少量水;②将铁粉换成铁片;③升高温度:④将盐酸换成与之等体积等浓度的硫酸,能达到目的有( )
A.②④ B.①② C.②③ D.①④
9.稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O NH +OH-,若要使平衡向左移动,同时使c(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是( )
①NH4Cl固体②硫酸③NaOH固体④水⑤加热⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③⑥ C.③ D.③⑤
10.X、Y混合气体在密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(g) cZ(g) ΔH<0;达到化学平衡后,测得X气体的浓度为0.5 mol/L;恒温条件下将密闭容器的容积扩大一倍并再次达到平衡时,测得X气体的浓度为0.3 mol/L。则下列叙述正确的是( )
A.平衡向右移动 B.a+b>c
C.Y的转化率提高 D.Z的体积分数增加
11.一定条件下,反应2SO2+O2 2SO3,在密闭容器中进行。下列有关说法错误的是()
A.使用催化剂能增大反应速率
B.该条件下,SO2能全部转化为SO3
C.达到平衡后,各物质的浓度不再变化
D.增大O2的浓度可加快SO2的反应速率
12.10 mL浓度为1 mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )
A.KNO3 B.CH3COONa C.CuSO4 D.Na2CO3
13.向100mL3mol/L的硫酸溶液中加入过量的锌粉发生反应,为了加快化学反应速率但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的( )
①K2SO4溶液 ②Na2CO3固体 ③水 ④NaNO3固体 ⑤CuSO4粉末 ⑥6mol/L的硫酸
A.①② ③ B.④⑤⑥ C.③④⑤ D.只有⑤
14.对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率正确且最快的是( )
A.v(E)=0.7 mol/(L·s) B.v(C)=0.2 mol/(L·s)
C.v(B)=3 mol/(L·min) D.v(D)=0.4 mol/(L·min)
15.某温度下,N2O5在CCl4中发生反应:2N2O5=4NO2+O2,N2O5的浓度随反应时间(t)的变化如下表。在0~10 s内,平均反应速率为( )
t/s 0 5 10 15
N2O5/(mol·L-1) 0.82 0.40 0.32 0.28
A.v(N2O5)=0.032 mol·L-1
B.v(N2O5)=0.050 mol·L-1
C.v(N2O5)=0.050 mol·L-1·s-1
D.v(N2O5)=0.032 mol·L-1·s-1
16.一定会使可逆反应平衡发生移动的是( )
A.温度 B.物质的量 C.催化剂 D.压强
17.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应,可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-115.6 kJ·mol-1( )
下列说法正确的是
A.升高温度能提高HCl的转化率
B.加入催化剂,能使该反运的焓变减小
C.1molCl2转化为2molCl2原子放出243kJ热量
D.断裂H2O(g)中1mol H-O键比断裂HCl(g)中1mol H-Cl键所需能量高
18.人们可通过改变条件来调控化学反应的速率与限度,使其向着对人类更有益的方向发展。下列条件的改变不是从化学反应速率与限度的角度考虑的是( )
A.橡胶轮胎中加入防老化剂
B.燃煤中加入CaO
C.化工生产时将金属矿石粉碎再进行预处理
D.制取时使用催化剂
19.在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol,在前10秒钟A的平均反应速率为0.12 mol/(L·s),则10秒钟时,容器中B的物质的量是 ( )
A.1.6 mol B.2.8 mol C.2.4 mol D.1.2 mol
20.工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理,其中NH3在电极表面的氧化过程的微观示意图如图:
下列说法中,错误的是( )
A.过程①②均有N-H键断裂
B.过程③的电极反应式为:NH-e-+OH-=N+H2O
C.过程④中有非极性键形成
D.催化剂可以降低该反应的焓变
二、综合题
21.回答下列问题。
(1)结合钠与水的反应观象,从能量变化的角度看,钠与水的反应属于 反应。
(2)以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池中。银片上观察到的现象是 ;锌电极的反应式为 ,溶液中向 极移动。
(3)将一定量的A气体和B气体在2L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应;,反应2min后测得C的浓度为0.6mol/L。
①用物质B表示的平均反应速率为 。
②其他条件不变时,再通入2molA气体,该反应的正反应速率将 (填“增大”“不变”或“减小”)。
22.在容积为1L的恒容密闭容器中,用三种纳米级Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) ΔH>0。水蒸气的浓度c随时间t 的变化如下表所示:
①对比实验的温度:T2 T1(填“>”、“<”或“=”)
②催化剂催化效率:实验① 实验②(填“>”或“<”)
③在实验③达到平衡状态后,向该容器中通入水蒸气与氢气各0.1mol,则反应再次达到平衡时,请确定化学反应进行的方向 (填“向正反应反应进行”或“向逆反应方向进行”)。
23.
(1)I.已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验如下,请回答下列问题。
实验序号 反应温度 加入0.1mol/LNa2S2O3溶液 加入0.1mol/LH2SO4溶液 加入水的体积 出现浑浊的时间
① 20℃ 2mL 2mL 0 t1s
② 40℃ 2mL V1mL 0 t2s
③ 20℃ 1mL 2mL V2mL t3s
根据“控制变量”的原则,实验①②研究的是 对化学反应速率的影响。
(2)V2= 。
(3)t1、t2、t3由大到小的顺序是 。
(4)II.炼铁高炉中存在可逆反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g),一定温度下,向某恒容密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示,请回答下列问题。
t1时,正反应速率 (填“>“”<”或“=”)逆反应速率。
(5)0~4min时间段内,v(CO)= mol·L-1·min-1。反应达最大限度时,体系内混合气体的平均相对分子质量是 (计算结果精确到0.1)。
(6)下列条件的改变能减慢其反应速率的是 。
a.降低温度
b.减少铁粉的质量
c.保持压强不变,充入He使容器的体积增大
d.保持体积不变,充入He使体系压强增大
24.铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。铝粉表面复合金属的组分和含量,会影响硝酸盐的去除效果。
(1)在相同实验条件下,分别使用纯铝粉和Cu负载量为3%、4%、5%的Al/Cu二元金属复合材料对硝酸盐的去除效果如图所示。
①由如图可知用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸盐效果明显优于铝粉,可能原因是 。
②实验发现Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高也不利于硝酸盐的去除,可能原因是 。
(2)在Al/Cu二元金属复合材料基础上引入Pd形成三元金属复合材料,其去除水体中硝酸盐的机理如图所示。
①使用Al/Cu二元金属复合材料,可将水体中硝酸盐转化为铵盐,该转化的机理可描述为: H+吸附在Cu表面并得电子生成强还原性的吸附氢H(ads), , NH3与H+结合为进入溶液。
②引入Pd的Al/Cu/Pd三元金属复合材料,硝酸盐转化为N2选择性明显提高,可能原因是
③其他条件相同时,Al/Cu/Pd 三元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果与溶液pH关系如图所示。水体pH在4至6范围内,随pH增大硝酸盐去除率降低的可能原因是 ;水体pH在8.5至10范围内,随pH增大硝酸盐去除率升高的可能原因是 。
25.反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)在一容积为2L的密闭容器中进行,试回答:
(1)若要加快该反应的反应速率,可采取的措施有 、 。
(2)开始时,SO2的浓度是2mol/L,O2的浓度是4mol/L,2min内,SO2的浓度减少0.8mol/L,则v(SO2)= 。在2min末,SO3的浓度是 ,O2的浓度是 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】4s时生成0.2molH2,结合方程式可知消耗的HI的物质的量为0.4mol,容器体积为2L,则 ,
故答案为:A。
【分析】根据速率的计算公式,速率等于浓度变化量除以时间,再根据化学计量系数之比等于反应速率之比,来计算出碘化氢的速率。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.由图①反应历程可知在催化剂a表面氮气和氢气反应生成氨气,故A不符合题意;
B.由过程②反应历程可知氨气和氧气在催化剂b表面发生反应,氧气完全断裂成氧原子,氨分子中的N-H键完全断裂,然后H原子与O原子结合成水分子,N与O结合成NO,反应物中所有化学键均断裂,故B符合题意;
C. 温度不变,缩小体积,增大了体系内的压强,对有气体参加的反应能提高化学反应速率,故C不符合题意;
D.上述过程中反应物分子被催化剂吸附,在催化剂表面断裂成原子,原子再重新结合成新的分子脱离催化剂,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、根据图象可以知道过程 ① 中的分子有H2、N2和NH3;
B、结合图象可以发现所有化学键都断裂;
C、压缩体积,浓度增大,速率增大;
D、根据图象可以知道过程 ① 有反应物吸附,过程 ② 有生成物脱附。
3.【答案】A
【解析】【解答】过程I没有使用催化剂,过程Ⅱ使用了催化剂,根据示意图可知过程Ⅱ降低了反应的活化能,加快反应速率,缩短反应达到平衡所需要的时间,但不能改变平衡状态,因此加入催化剂除了能改变反应速率外,还可以改变的是生产能耗。
故答案为:A
【分析】催化剂能参与反应,从而降低反应的活化能,故能减低生产耗能。
4.【答案】A
【解析】【解答】该反应是一个气体物质的量减小的放热反应。降温、加压平衡右移,可使C的浓度达到最大值,使用合适的催化剂平衡不移动,
故答案为:A,
【分析】主要考虑压强和温度对平衡的影响,根据确定温度,根据化学计量系数确定压强
5.【答案】B
【解析】【解答】A.若反应物是气态或液态,反应物浓度的改变会使正、逆反应速率不等,引起平衡移动,故A不选;
B.催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,不会影响化学平衡的移动,故B选;
C.对于有气体参加的反应且前后气体体积变化的反应,压强会使正、逆反应速率不等,引起平衡移动,故C不选;
D.任何化学反应一定伴随能量的变化,改变温度会使正、逆反应速率不等,使平衡发生移动,故D不选;
故答案为:B。
【分析】催化剂只能缩短达到平衡的时间,无法影响平衡移动。
6.【答案】C
【解析】【解答】①C是固体,没有浓度可言,所以增加碳的量且表面积保持不变,不影响反应速率,故①符合题意;
②将容器的体积缩小一半,气体物质浓度增大,反应速率增大,故②不符合题意;
③保持体积不变,充入He.使体系压强增大,但参加反应的气体的浓度不变,则反应速率不变,故③符合题意;
④保持压强不变,充入He使容器体积变大,参加反应的气体的分压减小,反应速率减小,故④不符合题意;
只有①③符合题意,
故答案为C。
【分析】考查反应速率的影响因素,反应中有固体参加,改变固体的量对反应速率没有影响,而温度、浓度、催化剂、压强、反应物的接触面积等因素影响化学反应速率,注意惰性气体对反应原理没有影响,但如果改变了反应物的浓度,则影响反应速率。
7.【答案】B
【解析】【解答】化学平衡是动态平衡,平衡建立时,反应速率不为0。
故答案为:B
【分析】可逆反应建立平衡体系的过程中,开始正反应速率最大,逆反应速率为0,随着反应的进行正反应速率减小、逆反应速率增大,当正逆反应速率相等时达到平衡状态,据此分析即可。
8.【答案】B
【解析】【解答】①向盐酸中加少量水,减小了盐酸的浓度,可减缓反应速度,且不影响生成氢气的总量,符合题意;
②将铁粉换成铁片,减小反应物的接触面积,可减缓反应速度,且不影响生成氢气的总量,符合题意;
③升高温度,能够加快反应速率,不符合题意;
④将盐酸换成与之等体积等浓度的硫酸,增大了氢离子的浓度,增大了反应速率且增加了氢气的量,不符合题意;
故答案为:B。
【分析】可以通过减小反应物浓度、减小反应物的接触面积、降低环境温度等方法实现减缓反应速率。
9.【答案】C
【解析】【解答】①加入NH4Cl固体,NH 浓度增大,平衡逆向移动,c(OH-)减小,故①不符合题意;②加入硫酸会消耗OH-,OH-浓度减小,平衡正向移动,故②不符合题意;③加入NaOH固体,溶液中OH-浓度增大,电离平衡逆向移动,故③符合题意;④加入水稀释,氨水的浓度减小,平衡正向移动,OH-浓度减小,故④不符合题意;⑤弱电解质的电离为吸热过程,加热促进电离,平衡正向移动,故⑤不符合题意;⑥加入少量MgSO4固体,OH-与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,平衡正向移动,氢OH-浓度减小,故⑥不符合题意;
只有③符合题意,
故答案为C。
【分析】根据勒夏特列原理分析。
10.【答案】B
【解析】【解答】本题易错之处是机械应用平衡移动原理,只看到条件改变后X的浓度变小,就认为平衡向右移动而错选A。在恒温条件下将密闭容器的容积扩大一倍,相当于减小压强,若平衡不移动,则X气体的浓度应该为0.25 mol/L。因为0.3 mol/L>0.25 mol/L,说明减小压强时,平衡向逆反应方向移动,即向气体分子数增大的方向移动。所以A、C、D项错误,B项正确。
故答案为:B
【分析】根据减小压强,反应物的浓度增大判断平衡移动的方向、化学记了数的关系以及转化率等即可.
11.【答案】B
【解析】【解答】A.催化剂可加快反应速率,选项正确,A不符合题意;
B.在可逆反应中,反应物无法完全转化为生成物,选项错误,B符合题意;
C.反应达到平衡状态时,各物质的物质的量浓度保持不变,选项正确,C不符合题意;
D.浓度增大,反应速率增大,因此增大O2的浓度可加快SO2的生成速率,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.催化剂可加快反应速率;
B.可逆反应中,反应物无法完全反应;
C.反应达到平衡状态时,各物质的浓度保持不变;
D.浓度增大,反应速率加快;
12.【答案】B
【解析】【解答】锌与稀盐酸反应过程中,若加入物质使反应速率降低,则溶液中的氢离子浓度减小,但由于不影响氢气的生成量,故氢离子的总物质的量不变。
A、加入KNO3,则可看成溶液中有硝酸,硝酸与锌反应不产生氢气,选项A不符合题意;
B、加入醋酸钠,则与盐酸反应生成醋酸,使溶液中氢离子浓度减小,随着反应的进行,CH3COOH最终又完全电离,故H+物质的量不变,选项B符合题意;
C、加入硫酸铜溶液,Cu2+会与锌反应生成铜,构成原电池,会加快反应速率,选项C不符合题意;
D、加入碳酸钠溶液,会与盐酸反应,使溶液中的氢离子的物质的量减少,导致反应速率减小,生成氢气的量减少,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据反应的实质是金属锌与溶液中的氢离子反应生成氢气,为减缓反应速率但又不影响产生氢气的质量,则减少溶液中氢离子的浓度而不改变氢离子的物质的量,同时,在此过程中注意金属锌过量。
13.【答案】D
【解析】【解答】①向反应物中加入适量的K2SO4溶液,会将溶液稀释,氢离子浓度减小,速率减慢,不影响氢气总量,故①不符合题意; ②向反应物中加入适量的Na2CO3固体,会和硫酸反应生成二氧化碳,造成硫酸浓度,物质的量均减少,速率减慢,产生氢气的量减少,故②不符合题意; ③向反应物中加入适量的水,会将溶液稀释,氢离子浓度减小,速率减慢,不影响氢气总量,故③不符合题意;④向反应物中加入适量的NaNO3固体,会产生NO气体,消耗了氢离子,所以生成氢气速率减慢,物质的量减少;⑤向反应物中加入适量的CuSO4粉末 ,锌粒会置换出铜,Cu、Zn、硫酸形成原电池,加快反应速率,不影响生成氢气总量,故⑤符合题意;⑥向反应物中加入适量的6mol/L的硫酸,会加快速率,但是产生氢气的量也增多,故⑥不符合题意;只有⑤符合题意,
故答案为:D。
【分析】不影响氢气的的总量,则不能改变氢离子的总物质的量,加快反应速率应增大硫酸的浓度,据此解答即可,注意硫酸中加入硝酸盐后,会有氮的氧化物生成。
14.【答案】B
【解析】【解答】A.v(E)=0.7 mol/(L·s),则v(C)=×0.7 mol/(L·s)=0.175 mol/(L·s);
B.v(C)=0.2 mol/(L·s);
C.B是固体物质,浓度不变,因此不能用于表示反应速率;
D.v(D)=0.4 mol/(L·min),则v(C)=×0.4 mol/(L·s)=0.2 mol/(L·min)=0.003 mol/(L·s);
可见其中表示的反应速率符合题意且最快的是v(C)=0.2 mol/(L·s),
故答案为:B。
【分析】依据速率之比等于计量系数之比进行判断,注意固体物质不能用于表示反应速率。
15.【答案】C
【解析】【解答】根据化学反应速率的数学表达式,v(N2O5)=(0.82-0.32)/10mol/(L·s)=0.050mol/(L·s),C符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对反应速率计算的考查,结合速率公式进行计算即可。
16.【答案】A
【解析】【解答】A.化学反应一定伴随能量变化,升高温度,化学平衡向吸热方向移动;降低温度,化学平衡向放热方向移动,所以改变温度一定会使可逆反应平衡发生移动,故选A;
B.若改变物质的量后,浓度熵=平衡常数,则化学平衡不移动,故不选B;
C.催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,故不选C;
D.若反应前后气体系数和相等,改变压强,平衡不移动,故不选D;
故答案为:A。
【分析】依据影响化学平衡移动的因素分析解答。
17.【答案】D
【解析】【解答】A 、该反应正反应为放热反应,升温平衡逆向移动,HCl的转化率降低,A错误;
B、催化剂只能改变反应的历程而不能改变反应的焓变,焓变只与反应物和生成物的能量差有关,B错误;
C、断裂化学键需要吸收能量,1molCl2转化为2molCl原子应该吸收243kJ热量,C错误;
D、设H-Cl键能为a,H-O键能为b,△H=反应物的总键能-生成物的总键能,所以有-115.6=4a+498-(243×2+4b),解的4(a-b)=-127.6,即b>a,所以H-O键的键能大于H-Cl键能,D正确。正确答案为D。
【分析】A、该反应为放热反应,升高温度,反应逆向移动
B、加入催化剂,焓变无变化,改变的是活化能
C、断键吸收能量
18.【答案】B
【解析】【解答】A. 橡胶轮胎中加入防老化剂 ,可以减慢化学反应速率;
B.燃煤中加入CaO,可以吸收产物中的SO2,与反应速率无关,B选项不 是从化学反应速率与限度的角度考虑 的,B选项符合题意;
C. 化工生产时将金属矿石粉碎再进行预处理 ,可以增大固体反应物的接触面积,可以加快反应速率;
D.催化剂可以加快反应速率。
故答案为:B。
【分析】A.抗氧化剂可以使橡胶氧化的速率减慢;
B.该反应的原理是:CaO+SO2=CaSO3;
C.增大固体反应物的接触面积,可以加快反应速率;
D.催化剂通过降低活化能来加快反应速率。
19.【答案】B
【解析】【解答】前10秒钟,B的平均反应速率为0.06 mol/(L·s),则消耗的B的物质的量为0.06 mol/(L·s)×10 s×2 L=1.2 mol,B剩余的物质的量为4 mol-1.2 mol=2.8 mol。
故答案为:B
【分析】本题考查根据化学反应速率进行相关的计算。先根据△c=计算出消耗B的物质的量,进而可以求出剩余B的物质的量,由此即可得出答案。
20.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,NH3在过程①中变为NH2,NH2在过程②中变为NH,则过程①②均有N-H键断裂,故A不符合题意;
B.由图可知,NH失去电子结合OH-,转变为N和H2O,则过程③的电极反应式为:NH-e-+OH-=N+H2O,故B不符合题意;
C.过程④中形成N≡N键,则过程④中有非极性键形成,故C不符合题意;
D.使用催化剂该反应的焓变不变,可以改变活化能,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.NH3在过程①中变为NH2,NH2在过程②中变为NH;
B.过程③为NH失去电子结合OH-,转变为N和H2O;
C.过程④中有N≡N键形成。
21.【答案】(1)放热
(2)生成紫红色的单质铜(合理即可);;负(或锌、Zn)
(3)0.15;增大
【解析】【解答】(1)钠与水时,钠迅速熔化成小球,说明反应放热,即钠与水的反应属于放热反应。
(2)以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池中,锌是负极,失去电子,锌电极的反应式为,银片是正极,铜离子放电,银片上观察到的现象是生成紫红色的单质铜,原电池中阴离子移向负极,则溶液中向锌极移动。
(3)①反应2min后测得C的浓度为0.6mol/L,根据方程式可知消耗B的浓度是0.3mol/L,用物质B表示的平均反应速率为0.3mol/L÷2min=0.15。
②其他条件不变时,再通入2molA气体,反应物浓度增大,该反应的正反应速率将增大。
【分析】(1)金属和水的反应为放热反应;
(2)原电池中活泼金属做负极,失电子,不活泼金属做正极,阳离子在上面得到电子;
(3)要注意化学反应速率之比等于化学计量数之比、
22.【答案】>;<;向逆反应方向进行
【解析】【解答】(1)比较实验2、3,实验3中初始水蒸气浓度是实验2的一倍,但反应结束水蒸气浓度小于实验2的一倍,故平衡向正反应方向进行,该反应为吸热反应,则温度升高,平衡向吸热方向移动,故对比实验的温度:T2>T1;(2)实验①②相比,实验②到达平衡时间短,反应速率越快,催化剂效率高,故答案为:<;(3)如果只加水,与原平衡是等效平衡;加入的氢气,相当于增加氢气的浓度,平衡逆向移动。
【分析】(1)相同条件下,温度越高,达到化学平衡时间越短。
(2)相同条件下,达到平衡时间越短,催化效率越高
(3)根据化学平衡移动原理:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动
23.【答案】(1)温度
(2)1
(3)t3>t1>t2
(4)>
(5)0.1;33.3
(6)ac
【解析】【解答】I.(1)根据表中数据可知实验①②温度不同,根据“控制变量”的原则,二者研究的是温度对化学反应速率的影响。
(2)根据表中数据可知实验①③温度相同,硫代硫酸钠的浓度相同,因此V2=2mL+2mL-1mL-2mL=1mL。
(3)温度越高,反应速率越快,温度相同时反应物浓度越大反应速率越快,反应速率越快,达到平衡的的时间越少,则t1、t2、t3由大到小的顺序是t3>t1>t2。
II.(4)t1时CO浓度继续增大,说明反应正向进行,正反应速率>逆反应速率。
(5)0~4min时间段内生成CO是0.4mol/L,则v(CO)=0.4mol/L÷4min=0.1mol·L-1·min-1。反应达最大限度时生成CO是0.4mol/L,剩余二氧化碳是0.2mol/L,二者物质的量之比是2:1,因此体系内混合气体的平均相对分子质量是≈33.3。
(6)a.降低温度,反应速率减小,a符合;
b.减少铁粉的质量,由于铁是固体,不影响反应速率,b不符合;
c.保持压强不变,充入He使容器的体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小,c符合;
d.保持体积不变,充入He使体系压强增大,反应物浓度不变,反应速率不变,d不符合;
故答案为:ac。
【分析】I.(1)根据表中数据可得出结果;
(2)注意控制单一变量;
(3)影响V因素:1.内因:反应物本身性质;2.外界条件主要有:温度、压强(有气体参加反应)、浓度、催化剂,而一般,温度越高、反应物浓度越大时反应速率越快;
II.(4)根据图中数据可以求出结果;
(6)固体的量一般不影响化学反应速率。
24.【答案】(1)Cu能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成Al-Cu原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率);因为过多的Cu原子覆盖于二元金属表面,减少了表面Al原子数,从而减少Al 与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱
(2)吸附氢H(ads)与同样吸附于Cu表面的(ads)反应生成(ads),(ads) 脱离Cu表面被释放到溶液中,溶液中(ads)转移并吸附在Al表面被还原为NH3 (ads);由图可知Cu表面吸附的H(ads)不能将(ads)转化为N2,而Pd表面吸附的H (ads)可实现上述转化。Cu表面生成的(ads) 可转移并吸附在Pd表面,被Pd表面的H(ads)进一步还原为N2;pH在4~6范围内,随pH增大,溶液中氢离子浓度减小,催化剂表面产生的H (ads)减少,使硝酸盐去除率降低;pH在8.5~10范围内,随着pH增大,氢氧根浓度增大,促进铝表面氧化铝的溶解,同时铝与OH-反应产生的氢原子能还原硝酸根,使硝酸盐的去除率升高
【解析】【解答】(1)①根据图中曲线可知,用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸盐效果明显优于铝粉,可能的原因是:Cu能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成Al-Cu原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率);
②因为过多的Cu原子覆盖于二元金属表面,减少了表面Al原子数,从而减少Al 与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱,故Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高也不利于硝酸盐的去除;
(2)①H+吸附在Cu表面并得电子生成强还原性的吸附氢H(ads),吸附氢H(ads)与同样吸附于Cu表面的(ads)反应生成(ads),(ads) 脱离Cu表面被释放到溶液中,溶液中(ads)转移并吸附在Al表面被还原为NH3 (ads),NH3与H+结合为进入溶液,故使用Al/Cu二元金属复合材料,可将水体中硝酸盐转化为铵盐;
②由图可知Cu表面吸附的H(ads)不能将(ads)转化为N2,而Pd表面吸附的H (ads)可实现上述转化。Cu表面生成的(ads) 可转移并吸附在Pd表面,被Pd表面的H(ads)进一步还原为N2,故引入Pd的Al/Cu/Pd三元金属复合材料,硝酸盐转化为N2选择性明显提高;
③pH在4~6范围内,随pH增大,溶液中氢离子浓度减小,催化剂表面产生的H (ads)减少,使硝酸盐去除率降低;pH在8.5~10范围内,随着pH增大,氢氧根浓度增大,促进铝表面氧化铝的溶解,同时铝与OH-反应产生的氢原子能还原硝酸根,使硝酸盐的去除率升高。
【分析】(1)①根据图中曲线,考虑催化和构成原电池;
②依据接触面积对速率的影响;
(2)①依据题目图像分析;
②依据吸附的材料不同,产物不同;
③依据除水体中硝酸盐的效果与溶液pH关系图分析 。
25.【答案】(1)加热;增加O2浓度
(2)0.4mol/(L·min);0.8mol/L;3.6mol/L
【解析】【解答】⑴若要加快该反应的反应速率,可采取的措施有升温、加压、增大二氧化硫的浓度,增大氧气的浓度等;
⑵开始时,SO2的浓度是2mol/L,O2的浓度是4mol/L,2min内,SO2的浓度减少0.8mol/L,则 ,
2SO2(g) + O2(g) 2 2SO3(g)
起始(mol/L) 2 4 0
转化(mol/L) 0.8 0.4 0.8
平衡(mol/L) 1.2 3.6 0.8
因此2min末,SO3的浓度是0.8mol/L,O2的浓度是3.6mol/L。
【分析】⑴熟记影响化学平衡的因素;
⑵注意三段式的应用,必须考虑各物质系数之间的关系。