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人教版 高中化学 必修二 6.2.2 化学反应的速率与限度
一、单选题
1.下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是( )
A.瓜子包装内放置除氧剂 B.青香蕉和苹果放一起催熟
C.食盐中添加碘酸钾 D.红薯放在地窖中保存
2.把铁条放入盛有过量稀硫酸的试管中,下列改变不能加快氢气产生速率的是( )
A.改铁条为镁条 B.滴加少量CuSO4溶液
C.改稀硫酸为98%的硫酸 D.升高溶液的温度
3.在一容积为2L的恒温恒容密闭容器中发生反应3A(g)+B(gC(g)+2D(g),起始投入3molA、1molB,5min时测得压强减小10%,则下列各物质的反应速率错误的是( )
A.v(A)=0.12mol L-1 min-1 B.v(C)=0.04mol L-1 min-1
C.v(B)=0.06mol L-1 min-1 D.v(D)=0.08mol L-1 min-1
4.合成氨反应,达到平衡后,改变下列条件后,对正反应速率影响大于逆反应速率的是( )
A.减小生成物浓度 B.减小压强
C.升高温度 D.加入催化剂
5.下列措施,能加快化学反应速率的是( )
A.向炉膛鼓风
B.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸
C.用冰箱保存食物
D.果蔬气调贮藏(通常增加贮藏环境中浓度,降低浓度)
6.下列关于化学反应的速率和限度的说法错误的是( )
A.任何可逆反应都有一定的限度
B.影响化学反应速率的条件有温度、催化剂、浓度等
C.化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态
D.决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质
7.催化剂又称触媒,下列关于催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂能加快反应速率是因为能改变反应热
B.对可逆反应使用合适的催化剂能同等程度改变正、逆反应速率
C.催化剂反应前后的质量和性质不变
D.催化剂通过参与化学反应并改变化学反应路径来起催化作用,但反应的活化能不变
8.向2 mL 1 mol/L淀粉KI溶液中通入SO2再加入1 mL 1mol/L盐酸,溶液迅速变黄,塞紧胶塞静置一段时间,溶液变成乳黄色。
下列说法中错误的是( )
资料:SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
A.整个反应过程中,KI可能起到了催化剂的作用
B.该反应能够证明SO2既有氧化性又有还原性。
C.改变c(H+)对反应速率没有影响
D.结合实验现象可以证明SO2与I-的反应速率小于SO2与I2的反应
9.在不同条件下,分别测得反应 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)的速率如下,其中化学反应速率最快的是( )
A.v(SO2) = 4 mol L-1 min-1 B.v(O2) = 2 mol L-1 min-1
C.v(SO3) = 1.5 mol L-1 s-1 D.v(SO2) = 1 mol L-1 s-1
10.在2A+B=3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1 D.v(D)=1 mol·L-1·s-1
11.向容积为2L的密闭容器中充入2molA气体和1mol B气体,在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g) 3C(g);经2s后达到平衡,测得C气体的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法中正确的是( )
①用物质A表示该反应的平均速率为0.2 mol·L-1·s-1
②用物质B表示该反应的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
③平衡时物质A与B的转化率相等
④平衡时物质B的浓度为0.2 mol·L-1
A.①②③ B.①③ C.②④ D.①④
12.向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加一定量的KMnO4溶液,发生如下反应:5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑,反应开始时,溶液中的c(Mn2+)随时间的变化关系如图所示,下列有关分析错误的是
A.Oa段说明反应非常慢,溶液中的c(Mn2+)随时间变化很小
B.ab段说明反应很快,c(Mn2+)迅速增大,主要原因是反应放热使温度升高
C.ab段反应很快,表明Mn2+达到一定浓度时,对上述反应起到了催化作用
D.bc段说明反应趋于完全,反应不再进行,溶液中的c(Mn2+)为定值
13.20世纪初,德国化学家哈伯在实验室首次利用氯气和氢气合成了氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1,从此人类进入了新的农业时代,化肥的使用大大提高了粮食产量。双催化剂“TM—LiH(TM表示过渡金属)”催化合成氨反应的原理示意如图:
下列说法正确的是( )
A.过程①中,N2分子断键变成N原子会释放能量
B.当1molN2参与反应,过程②中生成1molLiNH
C.过程③中,没有化学键的断裂,只有化学键的形成
D.双催化剂“TM—LiH”能加快合成氨反应的速率
14.一定温度下,某密闭容器里发生如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(正反应为放热反应),当反应达到平衡时,测得容器中各物质的物质的量均为n mol。欲使H2的物质的量浓度增大1倍,在其他条件不变时,下列措施中可以采用的是 ( )
①升高温度 ②增大压强 ③再通入n mol CO2和n mol H2 ④再加入2n mol CO2和2n mol H2(g)
A.①②④ B.②④ C.③④ D.①②③
15.一定温度下的密闭容器中发生C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)-Q(Q>0),达到化学平衡后( )
A.加入更多的C,平衡正向移动 B.升高温度,平衡逆向移动
C.增大压强,平衡逆向移动 D.加入催化剂,CO的浓度增大
二、多选题
16.合成氨反应为:。图1表示在2L的密闭容器中反应时的物质的量随时间的变化曲线。图2表示在其他条件不变的情况下,改变起始时氢气的物质的量对此反应平衡的影响。下列说法正确的是( )
A.图1中,0-10min内该反应的平均速率
B.图1中,从11min起,其他条件不变,压缩容器体积为1L,的变化曲线为d
C.图2中,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物的转化率最高的是b点
D.图2中,和表示温度,对应温度下的平衡常数为和,则:,
17.将溶液和溶液混合,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡“”的实验组合是( )
实验编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变红色
② 滴入溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
已知:与反应生成蓝色沉淀,可用于的检验。
A.①和④ B.②和④ C.③和④ D.①和③
18.科学家研究发现纳米TiO2的混凝土可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下。下列关于“消除”过程的叙述错误的是( )
A.纳米TiO2作催化剂,NOx消除效率更高
B.NOx消除总反应为:4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3
C.1mol羟基(-OH)比1molO2少8NA个电子(NA为阿伏加德罗常数)
D.纳米TiO2属于胶体,能产生丁达尔现象
19.一氧化碳甲烷化反应为 。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法错误的是( )
A.步骤①只有非极性键断裂
B.该反应的
C.过渡态II能量最高,因此其对应的步骤③反应速率最慢
D.该方法可以清除剧毒气体,从而保护环境
20.某同学研究溶液中的化学平衡,设计如图所示实验。已知: 。实验现象如下:
ⅰ.试管a中溶液为橙色;
ⅱ.试管b中溶液为黄色;
ⅲ.试管c中滴加浓硫酸后温度略有升高,溶液变为深橙色。
下列说法正确的是( )
A.试管a中加入少量纯碱固体,溶液颜色不变
B.试管b中只存在
C.该实验不能证明减小生成物浓度平衡正向移动
D.试管c中影响平衡移动的主要因素是氢离子浓度
三、实验探究题
21.为探究铜与稀硝酸反应的气体产物及亚硝酸对其反应速率的影响,进行如下实验。
(1)实验一
探究铜与稀硝酸反应的气体产物实验装置如图所示,气密性已检查。
已知: ,该反应较缓慢,待生成一定量 时突显明显棕色。
实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜,缓慢滴入稀硝酸,该实验操作的目的是 。
(2)若装置 A中有
NO2气体生成,则装置 B中的实验现象为 。
(3)若装置A中铜与稀硝酸反应只生成 NO气体,写出该反应的离子方程式 ,装置B中的实验现象为 。
(4)实验二 实验一的过程中发现铜与稀硝酸反应比较慢,A中产生无色气体。查阅文献得知铜与浓 HNO3反应一旦发生就变快,是因为开始生成的 NO2溶于水形成 HNO2(弱酸,不稳定),使反应加快。为了探究 HNO2对铜与稀硝酸反应速率的影响,采用实验一的实验装置和操作,设计了如下实验。
实验序号 温度(℃) 6mol/L硝酸(mL) 铜片(g) NaNO2(g) B中溶液变色的时间(s)
① 25 20 5 0 t1
② 25 20 5 1.0 t2
已知NO2与 H2O反应生成
HNO2和另一种常见的强酸,写出其反应的化学方程式 。
(5)上述实验②中加入1.0g NaNO2 固体的作用是 。
(6)实验测得 t1>t2,可得出的结论是 。
22.
(1)如图甲所示,在锥形瓶里放置装有水的小试管。往小试管中分别加入下列物质时:①烧碱固体,②浓硫酸,③硝酸铵固体,④NaCl固体。其中能使a溶液面高于b溶液面的是 (填序号)。
(2)如图乙是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,记录如下:
①Zn为正极,Cu为负极;
②H+向负极移动;
③电子的流动方向,从Zn经外电路流向Cu;
④Cu极上有H2产生;
⑤若有1mol电子流过导线,则产生H2为0.5mol;
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+。
以上描述合理的是 (填序号)。
(3)试解决下列有关化学反应速率的问题。
①若图乙的烧杯中最初装入的是500mL2mol·L-1的稀硫酸,当原电池工作2min时共收集到11.2L氢气(标准状况),则这2min内H2SO4的反应速率v(H2SO4)= 。2min末,烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为(溶液体积变化忽略不计)c(H2SO4)= 、c(ZnSO4)= 。
②若要使反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑的速率加快,下列措施可行的是 (填序号)。
a.改锌片为锌粉
b.改稀H2SO4为98%的浓硫酸
c.升高温度
d.滴加少量CuSO4溶液
23.对于生产和生活中的化学反应,人们最关心的问题之一是其反应速率。某小组利用实验探究铁与稀硫酸反应速率的影响因素,请回答:
(1)①将0.1mol·L-1的稀硫酸滴入烧瓶中的铁片上,观察注射器活塞被外推的速度,从而判断反应的速率,反应的化学方程式为 。
②把铁片换为铁粉进行实验,注射器活塞被外推的速度将 (填“增大”“减小”或“不变”),说明 。
③适当升高烧瓶内液体的温度,注射器活塞被外推的速度将 (填“增大”“减小”或“不变”),说明 。
④将0.1mol·L-1的稀硫酸换为1mol·L-1的稀硫酸,反应的速率将 (填“增大”“减小”或“不变”),若将稀硫酸换为98.3%的浓硫酸,可观察到 ,原因是 。
(2)结合上述实验,小组成员提出了以下观点,其中正确的是___________(填选项字母)。
A.烧瓶中加入少量固体,增大了溶液中的浓度,反应速率加快
B.若烧瓶中预先加入一定体积的NaCl稀溶液,反应速率将明显减小
C.加大稀硫酸的用量,反应速率会明显加快
四、综合题
24.据统计,约有90%以上的工业过程中需要使用催化剂,因此,对催化剂的研究已成为重要课题。
(1)I.结合实验与计算机模拟结果,研究了N2与H2在固体催化剂表面合成NH3的反应历程。图示为反应历程中的势能面图(部分数据省略),其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
氨气的脱附是 (填“吸热”或“放热”)过程,合成氨的热化学方程式为 。
(2)当使用铁催化剂时,合成氨的速率方程式为w = k1 p(N2) -k2 ,其中w为反应的瞬时总速率,等于正反应速率和逆反应速率之差,k1、k2是正、逆反应速率常数,则合成氨反应N2+3H2 2NH3的平衡常数Kp= (用k1、k2表示)。
(3)在使用同一催化剂时,将2.0molN2和6.0molH2 通入体积为1L的密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2时n(H2)的变化,曲线B表示T1时n(NH3)的变化,T2时反应到a点恰好达到平衡。
①T2温度下反应进行到某时刻,测得容器内气体的压强为起始时的80%,则此时v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②能否由图中数据得出温度T1>T2,试说明理由 。
(4)Ⅱ.用催化剂Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成乙烯的过程中,还会生成CH4、C3H6、C4H8等副产物,若在催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性(选择性指的是转化的CO2中生成C2H4的百分比)。在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表:
助剂 CO2转化率(%) 各产物在所有产物中的占比(%)
C2H4 C3H6 其他
Na 42.5 35.9 39.6 24.5
K 27.2 75.6 22.8 1.6
Cu 9.8 80.7 12.5 6.8
欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加 助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是 。
25.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一反应条件对反应[可用aA(g)+bB(g) cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如下图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表示体积分数):
(1)在反应Ⅰ中,若p1>p2,则此正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,也是一个气体分子数 (填“减小”或“增大”)的反应。由此判断,此反应自发进行必须满足的条件是 。
(2)在反应Ⅱ中,T1 T2(填“>”、“<”或“=”),该正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在反应Ⅲ中,若T2>T1,则此正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)反应Ⅳ中,若T1>T2,则该反应能否自发进行 。
26.根据要求回答下列问题:
反应的能量变化趋势如图所示。
(1)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施不可行的是____(填字母)。
A.将铁片改为铁粉 B.滴加少量溶液
C.升高温度 D.将稀硫酸改为98%的浓硫酸
(3)欲区分葡萄糖和淀粉,可选用____(填字母,下同)。
A.碘水 B.银氨溶液 C.盐酸 D.溶液
(4)氮的化合物常用作制冷剂的是 (填名称),向蔗糖中滴加少量浓硫酸并搅拌,出现“黑色面包”,并产生刺激性无色气体,这一现象显示浓硫酸的 (填性质)。
(5)燃煤排放的尾气中含有二氧化硫、氮的氧化物(主要为)等污染物,工业上采用碱性溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。脱硫的离子方程式为 ,实验证明相对于,更难脱除,其原因可能是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.在瓜子包装内放置除氧剂的目的是防止食品变质,减慢腐败变质的速度,故A不符合题意;
B.未成熟的青香蕉与成熟苹果一起密封放置,可以加快香蕉的成熟速率,故B不符合题意;
C.食盐中添加碘酸钾是为了防止缺碘,与反应速率无关,故C符合题意;
D.红薯放在地窖中保存可以减缓红薯的变质速度,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】影响化学反应速率的因素有:温度、压强、反应物浓度、催化剂等。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.镁比铁更活泼,与稀硫酸反应速率更快,能加快氢气产生速率,A不符合题意;
B.滴加少量CuSO4,Fe与CuSO4反应生成Cu,Fe、Cu和稀硫酸构成原电池,加快反应速率,B不符合题意;
C.常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,无法产生氢气,C符合题意;
D.升高溶液温度,反应速率加快,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】影响反应速率的因素主要有温度、浓度、接触面积等。
3.【答案】C
【解析】【解答】恒温恒容密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比,所以平衡时气体的总物质的量为(3+1)mol-(3+1)mol×10%=3.6mol,设平衡时 n(B)=x mol,列三段式有:
则有3-3x+1-x+x+2x=3.6,解得x=0.4mol,容器体积为2L,所以v(B)==0.04mol L-1 min-1,速率之比等于计量数之比,所以v(A)=0.12mol L-1 min-1、v(C)=0.04mol L-1 min-1、v(D)=0.08mol L-1 min-1;
综上所述,速率错误的是C;
故答案为C。
【分析】要判断一个反应的快慢,除了利用化学计量数之比等于物质的量之比,转为相同物质计算,还可以利用化学反应速率除以相应物质的化学计量数,得到的数据大小进行判断。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.减小生成物浓度平衡正向移动,反应速率减小,瞬间正反应速率不变,逆反应速率减小,则对逆反应的反应速率影响更大,A不合题意;
B.该反应为气体体积减小的反应,减小压强正、逆反应速率均减小,但平衡逆向移动,则对正反应的反应速率影响更大,B符合题意;
C.该反应为放热反应,升高温度正、逆反应速率均增大,但平衡逆向移动,对逆反应的反应速率影响更大,C不合题意;
D.加入催化剂,同等程度地改变正、逆反应速率,平衡不移动,D不合题意;
故答案为:B。
【分析】合成氨反应是气体体积减小的放热反应,压缩气体体积增大压强、增大反应物浓度、减少生成物浓度、降低温度均能使化学平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.向炉膛鼓风,可以增加反应过程中氧气的浓度,反应速率加快,A项选;
B.铁遇浓硫酸钝化,改用浓硫酸,不能加快制取氢气的化学反应速率,B项不选;
C.冰箱中温度较低,食物放在冰箱中,可减慢食物腐败的速率,C项不选;
D.果蔬气调贮藏是减小反应物氧气的浓度,反应速率降低,D项不选;
故答案为:A。
【分析】加快化学反应速率有:升温、使用催化剂、增大反应物浓度、增大接触面积等
6.【答案】C
【解析】【解答】A.任何可逆反应都有一定的限度,符合可逆反应的规律,故A不符合题意;
B. 影响化学反应速率的条件有温度、催化剂、浓度等,符合影响反应速率的因素,故B不符合题意;
C. 化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度不再变化时的状态,而不一定是相等的状态,故C符合题意;
D. 决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质(内因),符合影响反应速率的因素,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.可逆反应都有一定的限度;
B.温度、催化剂、浓度均能影响反应速率;
C. 化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度不再变化时的状态;
D. 物质本身的性质是影响反应速率的主要因素。
7.【答案】B
【解析】【解答】A.催化剂能加快反应速率是因为能改变反应的活化能,但不能改变反应热,故A不符合题意;
B.对可逆反应使用合适的催化剂能同等程度改变正、逆反应速率,故B符合题意;
C.催化剂反应前后质量和化学性质不变,但物理性质可能变化,如形态等,故C不符合题意;
D.催化剂就能改变反应的活化能,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.催化剂不能改变反应热;
C.催化剂反应前后质量和化学性质不变;
D.催化剂通过改变反应的活化能影响反应速率。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.由题可知,SO2在KI溶液中发生了歧化反应生成了S和SO ,反应方程式为3SO2+2H2O S↓+2SO +4H+,KI在反应过程中没有任何改变,故为催化剂,A不符合题意;
B.根据A选项的方程式可知,SO2既有氧化性又有还原性,B不符合题意;
C.H+为反应物,改变反应物浓度,改变反应速率,C符合题意;
D.KI先与SO2反应生成I2,若SO2与I-的反应速率大于SO2与I2的反应,则应该马上生成淡黄色固体,但是先生成了乳黄色液体,而要在一定条件下沉淀才能生成S,则可以说明SO2与I-的反应速率小,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据加氯氯化钡时产生白色沉淀,说明含有硫酸根离子,说明二氧化硫在碘化钾的作用下得到硫单质和硫酸根离子,即发生3SO2+2H2O S↓+2SO +4H+,得出二氧化硫有氧化性和还原性,同时氢离子的浓度对反应有一定的影响,根据实验的现象即可判断 SO2与I-的反应速率小于SO2与I2的反应
9.【答案】C
【解析】【解答】 用不同物质表示的反应速率比较大小时,可以利用反应速率与化学计量数之比所得的数值进行比较,v(SO2) = 4 mol L-1 min-1、v(O2) = 2 mol L-1 min-1、v(SO3) = 90mol L-1 min-1、v(SO2) = 60 mol L-1 min-1,所以用各物质 表示的反应速率与化学计量数之比为2mol·L-1·min-1、2mol·L-1·min-1、45mol·L-1·min-1、30mol·L-1·min-1
故答案为:C
【分析】统一单位时,利用反应速率与化学计量数之比数值越大,应速率越快判断。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.v(A)/2=0.5 mol·L-1·s-1/2=0.25 mol·L-1·s-1;
B.v(B)/1=0.3 mol·L-1·s-1/1=0.3 mol·L-1·s-1;
C.v(C)/3=0.8 mol·L-1·s-1/3=0.27 mol·L-1·s-1;
D.v(D)/4=1 mol·L-1·s-1/4=0.25 mol·L-1·s-1。
故答案为:B。
【分析】2A+B=3C+4D反应中,四种物质的计量数分别为2、1、3、4,每个选项均除以计量数可快速比较反应速率快慢,比传统方法简单、省时。
11.【答案】B
【解析】【解答】由题意,平衡时生成C的物质的量为:0.6 mol·L-1×2L=1.2mol,根据方程式和有关数据列三段式:
2A(g)+ B(g) 3C(g)
起始(mol) 2 1 0
转化(mol) 0.8 0.4 1.2
平衡(mol) 1.2 0.6 1.2
所以①用物质A表示该反应的平均反应速率为: =0.2 mol·L-1·s-1,①符合题意;②用物质B表示该反应的平均反应速率为: =0.1 mol·L-1·s-1,②不符合题意;③平衡时物质A与B的转化率分别为 ×100%=40%、 ×100%=40%,所以平衡时物质A与B的转化率相等,③符合题意;④平衡时物质B的浓度为 =0.3 mol·L-1,④不符合题意。综上,①③符合题意,
故答案为:B。
【分析】根据平衡时C的浓度利用三行式计算出平衡时物质的浓度变化量以及反应速率
12.【答案】B
【解析】【解答】A.Oa段说明反应非常慢,因此溶液中的c(Mn2+)随时间变化很小,故A不符合题意;
B.ab段说明反应很快,c(Mn2+)迅速增大,主要是生成的锰离子对反应起催化作用,加快反应,故B符合题意;
C.ab段反应很快,表明Mn2+达到一定浓度时,对上述反应起到了催化作用,使得c(Mn2+)迅速增大,故C不符合题意;
D.bc段说明反应趋于完全,反应不再进行,KMnO4消耗完,溶液中的c(Mn2+)为定值,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】依据图中曲线变化和影响反应速率的因素分析。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.N2分子断键变成N原子会吸收能量,A项不符合题意;
B.双催化剂“TM—LiH(TM表示过渡金属)”吸收氮气,将LiH转化为LiNH,化学方程式为:N2+2LiH=2LiNH,即1molN2参与反应,过程②中生成2molLiNH,B项不符合题意;
C.过程③中,LiNH与氢气反应,生成LiH与NH3,则存在化学键的断裂和形成,C项不符合题意;
D.双催化剂“TM—LiH”是高效催化剂,能加快合成氨反应的速率,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.断键吸收能量;
B. 过程②发生反应N2+2LiH=2LiNH,据此计算;
C. 过程③存在化学键的断裂和形成;
D.催化剂能加快反应速率。
14.【答案】B
【解析】【解答】①升高温度,平衡向着逆向移动,氢气的物质的量减小,故①不符合题意;②增大压强,平衡不移动,但体积减小,所以氢气的物质的量浓度可能增大1倍,故②符合题意;③再通入n mol CO2和n mol H2 平衡向逆反应方向移动,有部分氢气减少,所以氢气的物质的量浓度不可能是增大1倍,故③不符合题意;④再加入2n mol CO2和2n mol H2(g)平衡向逆反应方向移动,当再次达到平衡状态时,氢气的物质的量浓度能增大1倍,故④符合题意;
故答案为B。
【分析】该反应是一个反应前后气体体积不变、放热的可逆的化学反应,根据题中信息知,该反应初始,相当于向容器中加入2nmol一氧化碳和2nmol水,一氧化碳和水的转化率都是50%,根据外界条件对化学平衡的影响和等效平衡分析。
15.【答案】C
【解析】【解答】A.在可逆反应里,固体或者液体的浓度是一个常数,则加入更多的C(s),平衡不移动,A不符合题意;
B.已知反应为吸热反应,则升高温度,平衡正向移动,B不符合题意;
C.增大压强,平衡向气体计量数减小的方向移动,即平衡逆向移动,C符合题意;
D.加入催化剂,化学平衡不移动,则CO的浓度不变,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.在可逆反应里,固体或者液体的浓度是一个常数,则加入更多的C(s),平衡不移动;
B.已知反应为吸热反应,则升高温度,平衡正向移动;
C.增大压强,平衡向气体计量数减小的方向移动,即平衡逆向移动;
D.加入催化剂,只改变化学反应速率,化学平衡不移动,则CO的浓度不变。
16.【答案】B,D
【解析】【解答】A、由图1可知,0-10min氮气的物质的量变化量为0.3mol,则氢气的物质的量变化量为0.9mol,则 ,故A错误;
B、从11min起,其他条件不变,压缩容器体积为1L,压强增大,平衡正向移动,且加压的瞬间,氮气的物质的量不变,则 的变化曲线为d,故B正确;
C、增大氢气的物质的量,氮气的转化率增大,则氮气的转化率最高的是c点,故C错误;
D、该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,由图可知, , ,故D正确;
故答案为:BD。
【分析】A、根据计算;
B、增大压强,该反应的平衡正向移动;
C、增加氢气的物质的量,氮气的转化率逐渐增大;
D、合成氨的反应是放热反应,升温平衡逆向移动。
17.【答案】A,D
【解析】【解答】将0.2mol L-1的KI溶液和0.05mol L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,I-过量,若不是可逆反应,Fe3+全部转化为Fe2+,则溶液中无Fe3+,故只需要证明溶液中含Fe3+,即能证明此反应为可逆反应,能建立化学平衡。
①向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明溶液中有Fe3+,即能说明反应存在平衡,故①符合题意;
②向溶液中滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成,溶液中I-过量,无论是否存在平衡反应,都会有黄色沉淀生成,所以不能说明反应存在平衡,故②不符合题意;
③向溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成,说明溶液中均存在Fe2+,能说明反应存在平衡,故③符合题意;
④向溶液中滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色,说明溶液中还有I2,能证明存在平衡,故④符合题意;
能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3++2I-2Fe2++I2”的有①和③或①和④;
故答案为:AD。
【分析】证明平衡 ,使I-过量,检验溶液中是否存在Fe3+即可。
18.【答案】C,D
【解析】【解答】A.纳米TiO2作催化剂时,与紫外线接触面积更大,反应更充分,反应速率更快,NOx消除效率更高,故A不符合题意;
B.分析过程可知消除总变化为:4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3,故B不符合题意;
C.1mol O2的电子的物质的量为:16mol,而1mol羟基电子的物质的量为9mol,所以1mol羟基(-OH)比1molO2少7NA个电子,故C符合题意;
D.纳米TiO2不属于胶体,属于纯净物,胶体是一种混合物,指的是分散质粒子直径在1nm-100nm之间的分散系,故不能产生丁达尔现象,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,在TiO2催化作用下,紫外线提供能量、发生反应4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3,纳米TiO2与紫外线接触面积更大,反应更充分,反应速率更快,由此分析解答。
19.【答案】B,C
【解析】【解答】A.由图可知步骤①是断键,未断键,因此只有非极性键断裂,故A不符合题意;
B.由图像可知反应物的总能量低于生成物的总能量,故该反应为吸热反应,,故B符合题意;
C.根据图中信息,过渡态Ⅰ的能量差最高,则活化能最大,其对应的步骤①反应速率最慢,故C符合题意;
D.根据反应的历程可知,有毒气体一氧化碳与氢气反应最终转化为无毒的甲烷,该方法可以清除剧毒气体,从而保护环境,故D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】A.步骤①是H2断键,CO未断键;
B.该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应;
C.活化能越大反应速率越慢;
D.该过程将有毒的一氧化碳与氢气反应最终转化为无毒的甲烷。
20.【答案】C,D
【解析】【解答】A.试管a中加入少量纯碱固体,Na2CO3消耗氢离子,同时,碳酸钠固体溶于水放热,都会使的平衡正向移动,溶液颜色呈黄色,溶液颜色发生变化,A选项不符合题意;
B.试管b中溶液为黄色,说明加了氢氧化钠后,的平衡正向移动,该反应是可逆反应,不会全部转化,溶液中除了,还有少量的,B选项不符合题意;
C.试管b中加入2mol/L的氢氧化钠溶液,会放热,同时,氢氧化钠消耗氢离子都会使平衡发生移动;试管c中滴加浓硫酸,浓硫酸溶于水放热,同时,硫酸电离出来的氢离子都会使平衡发生移动,温度、浓度均影响了平衡的移动,所以该实验不能证明减小生成物浓度平衡正向移动,C选项符合题意;
D.试管c中滴加浓硫酸,浓硫酸溶于水放热,使的平衡正向移动,同时,硫酸电离出来的氢离子使的平衡逆向移动,试管c溶液为深橙色,说明平衡最终是逆向移动,所以影响平衡移动的主要因素是氢离子浓度,D选项符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.加入碳酸钠,的平衡正向移动;
B.该反应为可逆反应,反应物和生成物同时存在;
C.证明影响平衡移动的因素,应保持只有一个变量;
D.硫酸电离产生的氢离子使的平衡逆向移动。
21.【答案】(1)利用生成的CO2将整个装置内的空气排尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰
(2)溶液变成红色(或血红色)
(3);一段时间后溶液变成棕色
(4)
(5)NaNO2与硝酸反应生成HNO2,与实验①进行对照
(6)HNO2可加快铜与稀硝酸反应的速率(或HNO3对铜与稀硝酸反应有催化作用)
【解析】【解答】(1)空气中的氧气会将NO氧化,所以实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜,缓慢滴入稀硝酸,碳酸钙与稀硝酸生成CO2,将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰;
(2)若装置 A中有 NO2气体生成,NO2与水反应生成HNO3,会将Fe2+氧化成Fe3+,溶液会变成血红色;
(3)若装置A中铜与稀硝酸反应只生成 NO气体,则根据电子守恒可知Cu与NO的系数比为3:2,再结合元素守恒可得离子方程式为 ;若只生成NO,会与FeSO4反应生成[Fe(NO)]SO4,一段时间后溶液变为棕色;
(4)NO2与 H2O发生歧化反应生成 HNO2和HNO3,化学方程式为 ;
(5)利用NaNO2与硝酸反应生成HNO2,与实验①进行对照,来探究HNO2对铜与稀硝酸反应速率的影响;
(6)实验测得 t1>t2,即当HNO2存在时会加快反应速率,说明HNO2可加快铜与稀硝酸反应的速率(或HNO3对铜与稀硝酸反应有催化作用)。
【分析】实验一的目的是探究铜与稀硝酸反应的气体产物,由于空气中的氧气会将NO氧化,所以先利用碳酸钙和稀硝酸反应生成CO2来排尽装置中的空气,之后用稀硝酸和铜反应,利用酸化的FeSO4+KSCN溶液检验生成的气体,若只生成NO,则一段时间后溶液变为棕色,若有NO2生成,NO2与水反应生成HNO3,会将Fe2+氧化成Fe3+,溶液会变成血红色。
22.【答案】(1)①③
(2)③④⑤
(3);1mol//L;1mol//L;acd
【解析】【解答】(1)如图所示要使a溶液面高于b溶液面,则锥形瓶内的压强减小,又由于锥形瓶为密封体系,所以要使锥形瓶中的压强减小则试管中应发生吸热反应,由题所提供的试剂得知,①烧碱固体和③氯化铵固体的反应为吸热反应,故答案为:①③;
(2)由原电池的工作原理可知③④⑤描述合理,故答案为:③④⑤;
(3)①由500mL2mol·L-1的稀硫酸,当原电池工作2min时共收集到11.2L氢气(标准状况),所消耗硫酸的n(H2SO4)等于生成氢气的n(H2),即n(H2SO4)= n(H2)=0.5mol,所以2min内H2SO4的反应速率 ;剩余硫酸的物质的量为: ,剩余硫酸的物质的量等于硫酸锌的物质的量,所以答案为: 、 ;
②加快化学反应速率的因素有增大接触面积、适当增加反应物浓度、升高温度、形成原电池原理等,因浓硫酸具有很强的氧化性不能与锌反应生成氢气,故答案为:acd。
【分析】(1)液面a高于b说明压强增大,主要是气体或者是温度升高
(2)构成原电池,锌做负极,锌失去电子变为锌离子,铜做正极,氢离子得到电子变为氢气,氢离子向铜极移动,根据转移的电子量即可计算出氢气的量
(3)① 根据产生氢气的量计算出速率,再根据化学计量系数之比等于速率之比计算出硫酸的速率,根据反应方程式计算出产物的物质的量即可计算出浓度②改变速率,可以增大接触面积,将锌变为锌粉,或者该百年温度或者是加入一定量的铜,加速锌的溶解
23.【答案】(1);增大;增大固体反应物接触面积,化学反应速率增大;增大;温度升高,化学反应速率增大;增大;铁片表面无明显现象;浓硫酸将铁钝化
(2)B
【解析】【解答】(1)铁片和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,把铁片换成铁粉,反应速率增大,因为增大了反应物的接触面积,升高温度,反应速率增大,将 0.1mol·L-1的稀硫酸换为1mol·L-1的稀硫酸 ,浓度增大,反应速率增大,换成 98.3% 的浓硫酸后铁片会钝化,没有现象。
故答案为:
第1空、
第2空、增大
第3空、增大固体反应物接触面积,化学反应速率增大
第4空、增大
第5空、温度升高,化学反应速率增大
第6空、增大
第7空、铁片表面无明显现象
第8空、浓硫酸将铁钝化。
(2)A. 加入少量硫酸钠固体,增大了硫酸根的浓度,但硫酸根与铁不反应,A不符合题意 ;
B. 加入氯化钠稀溶液,水变多了氢离子浓度降低,B符合题意 ;
C. 加大稀硫酸的用量,硫酸浓度不变,C不符合题意 ;
故答案为:B。
【分析】增大反应物的接触面积,反应速率增大,升高温度,反应速率增大,浓度增大,反应速率增大,铁片在浓硫酸中会钝化;硫酸根与铁不反应,水多了之后氢离子浓度会降低,用量加大,浓度不变。
24.【答案】(1)吸热;N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(2)
(3)>;不能,因为温度不同,催化剂的活性不同,对反应速率造成的影响不同
(4)K;助剂K降低了生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率而对其他副反应的速率几乎无影响
【解析】【解答】I(1) NH3 →NH3的过程为脱附,由图知,氨气脱附后能量升高,则氨气的脱附过程是吸热过程,由能量图可知,氮气和氢气被破坏生成1molN和3molH时吸收热量(21-17)kJ、1molN和3molH生成1mol NH3(g)时放热50kJ,则氮气和氢气生成1mol氨气需要放出46kJ的热量,可得合成氨反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
(2) 当平衡时,合成氨的瞬时总速率w = k1 p(N2) -k2 =0,则 ,得合成氨反应N2+3H2 2NH3的平衡常数 。
(3) ①T2温度下反应进行到某时刻,测得容器内气体的压强为起始时的80%,则此时 ,平衡时气体总量为(1.0+3.0+2.0)mol=6.0mol,平衡时气体的压强是起始时的 ,合成氨的正反应是气体体积减小的反应,随着反应的进行,容器内压强降低,若某时刻,容器内气体的压强为起始时的80%,说明反应未平衡,反应正向进行,则 。
②虽然反应时使用同一催化剂,都是将2.0molN2和6.0molH2 通入体积为1L的密闭容器中,但分别在T1和T2温度下进行反应。不能根据图示信息判断温度的相对大小,因为温度不同,催化剂的活性不同,对反应速率造成的影响不同。
Ⅱ (4) 由表中数据可知,Na的其它副反应占比大,Cu的CO2转化率低,兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响,选择添加K助剂效果最好,不仅能提高单位时间内乙烯产量,并且其他副反应占比少,故答案为:K;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是:助剂K降低了生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率而对其他副反应的速率几乎无影响。
【分析】由图中信息判断氨气脱附后能量变化、从而判断脱附过程的热效应,由能量图计算出氮气和氢气生成1mol氨气的焓变、据此可得合成氨反应的热化学方程式; 当平衡时,合成氨的瞬时总速率w = k1 p(N2) -k2 =0,据此可计算出合成氨反应N2+3H2 2NH3的平衡常数。由已知条件、结合三段式计算,可知平衡时气体的压强是起始时的 ,而某时刻容器内气体的压强为起始时的80%,说明反应未平衡,并可结合合成氨反应特点判断正逆反应速率的相对大小。由表中数据即可判断哪种助剂效果最好,加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因,从活化能的角度展开。
25.【答案】(1)放热;减小;低温
(2)<;放热
(3)放热
(4)不能自发进行
【解析】【解答】(1)反应I随温度升高A的转化率降低,根据勒夏特列原理,升高温度反应向吸热反应方向进行,即正反应方向为放热反应,作等温线,发现压强增大,A的转化率增大,说明平衡向正反应方向进行,根据勒夏特列原理,a+b>c,填“减小”,吉布斯自由能△G=△H-T△S,此反应是放热反应△H<0,a+b>c是熵减△S<0,△G<0温度是低温下自发进行;
(2)反应Ⅱ中,T2先达到平衡,说明反应速率快,温度越高反应速率越快,即T2>T1,达到平衡时,T2℃下的C的物质的量浓度小于T1℃的,说明升高温度化学反应向逆反应方向进行,正反应方向是放热反应;
(3)反应Ⅲ中,此图像看它们最高点后的,T2>T1,作等物质的量线,升高温度,C的体积分数减小,说明反应向逆反应方向进行,即正反应方向为放热;
(4)随压强增大,A的转化率不变,说明a+b=c,△S=0升高温度A的转化率升高,说明升高温度平衡向正反应方向进行,即正反应方向△H>0,△G>0,不能自发进行。
【分析】(1)根据等压线分析正反应的热效应;根据等温线分析气体系数的变化;根据△G=△H-T△S分析反应自发进行的情况;
(2)根据先拐先平衡分析温度;根据温度变化分析热效应;
(3)根据等物质的量线,分析温度变化,从而得到热效应;
(4)根据△G=△H-T△S分析反应自发进行的情况;
26.【答案】(1)放热
(2)D
(3)B
(4)液氨;脱水性、强氧化性
(5)2OH-+ClO-+SO2=+Cl-+H2O;相同条件 下SO2在水溶液中溶解性大于NO
【解析】【解答】(1)从图可知,反应物总能量高于生成物总能量,所以该反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)A、改铁片为铁粉,增大了接触面积,反应速率增大,故A不选;
B、滴加少量溶液与Fe反应生成Cu,形成原电池,加快反应速率,故B不选;
C、升高温度,反应速率增大,故C不选;
D、反应物为铁和硫酸反应,改稀硫酸为98%的浓硫酸,发生钝化现象,不产生氢气,故D选;故答案为:D;
(3)葡萄糖为还原性糖,可与弱氧化剂发生反应,淀粉不能,用银氨溶液可以鉴别葡萄糖与淀粉,
故答案为:B;
(4)氨气极易溶于水,氨气易液化,液氨汽化需要吸收大量的热,具有制冷作用,常用作制冷剂,化学式NH3;浓硫酸具有脱水性、强氧化性,蔗糖碳化后,与浓硫酸发生氧化还原反应,故答案为:液氨;脱水性、强氧化性;
(5)碱性条件下,NaClO溶液与二氧化硫反应生成硫酸根离子和氯离子,离子方程式为2OH-+ClO-+SO2=+Cl-+H2O,实验证明相对于SO2,NO更难脱除,其原因可能是相同条件 下SO2在水溶液中溶解性大于NO,故答案为:2OH-+ClO-+SO2=+Cl-+H2O;相同条件 下SO2在水溶液中溶解性大于NO。
【分析】(1)根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量;
(2)依据影响反应速率的因素分析;
(3)葡萄糖为还原性糖;
(4)依据氨气的性质判断;
(5)碱性条件下,NaClO溶液与二氧化硫反应生成硫酸根离子和氯离子;利用溶解性判断。
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