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6.2化学反应的速率与限度
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列关于化学反应速率的说法错误的是
A.恒容时,,向密闭容器内充入He,化学反应速率不变
B.锌与稀硫酸反应时,加入氯化钠溶液,化学反应速率减小
C.制氯气时,增加二氧化锰的用量,能加快反应速率
D.恒容时,,升高温度,正逆反应速率都增大
2.设是阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是
A.标准状况下,22.4 L 的含有的原子数目为3
B.0.1 mol 固体中含有的阴、阳离子总数为0.3
C.0.2 mol锌完全溶于稀硫酸中,生成气体分子数为0.2
D.一定条件下2.8g 和0.3 mol 充分反应合成氨,该过程中转移电子数为0.6
3.一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是
A.Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4
B.总反应为:
C.由于Mn(Ⅱ)的催化作用,13min后反应速率会加快
D.该反应过程中,随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
4.为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化,在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和程度。下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
B.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
C.化学反应速率为0.8mol·(L·s) 1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L 1
D.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
5.在一定温度下,容积为2L的恒容密闭容器中某一反应中所涉及的物质仅有M、N,其物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列表述中错误的是
A.该反应的化学方程式为
B.,该反应的平均反应速率
C.时,反应达到平衡
D.时,N的浓度是M的2倍
6.在一恒容容器中发生反应:,下列表示该反应速率最快的是
A.
B.
C.
D.
7.利用下列实验装置能完成相应实验的是
实验装置
选项 A.熔化NaOH B.制备白色沉淀
实验装置
选项 C.验证易溶于水且溶液呈碱性 D.探究催化剂对反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
8.可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)+Q(g)在不同条件下的反应速率如下,其中反应速率最快的是
A.v(X)=0.25mol/(L·s) B.v(Y)=3.6mol/(L·s)
C.v(Q)=0.1mol/(L·s) D.v(Z)=0.3mol/(L·s)
9.一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质量的变化如图所示。下列推断合理的是
A.该反应的化学方程式为:
B.反应进行到1s时,
C.反应进行到6s时,8的平均反应速率为0.05mol/(L·s)
D.反应进行到6s时,各物质的反应速率相等
10.将足量铝片和一定体积的盐酸充分反应,记录相关数据,作出反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化图(如下图所示),下列说法正确的是
A.O点浓度最大,此时反应速率最快
B.出现曲线a图像,可能采取的措施为在溶液中加入少量
C.出现曲线a图像,可能采取的措施是将的盐酸用的硫酸代替
D.为探究浓度对反应速率的影响,在保持其他条件相同的情况下,将的盐酸替换成的硫酸进行对照
11.用石灰石和稀盐酸制取的反应中,不会影响该反应速率的是
A.盐酸的体积 B.盐酸的浓度
C.石灰石颗粒的大小 D.溶液的温度
12.目前科学家发现最接近人造光合作用的方法是借助光将二氧化碳转化为甲烷,这是一种新型催化转化方法,其原理是:,加氢制的一种催化机理如图所示,表示氢原子。下列说法不正确的是
A.反应过程中需不断添加
B.转化为利用了的氧化性
C.经过活性中心裂解产生需要吸收能量
D.使用催化剂可以提高化学反应速率
13.对于反应4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g)来说,下列4种不同情况下反应速率最快的是
A.v(A)=0.005mol L-1 s-1 B.v(B)=0.6mol L-1 min-1
C.v(C)=0.5mol L-1 min-1 D.v(D)=0.005mol L-1 s-1
14.下列有关化学反应速率和限度的说法中,不正确的是
A.在金属钠与足量水反应中,增加水的量能加快反应速率
B.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,反应速率明显加快
C.2SO2+O22SO3反应中,SO2不能全部转化为SO3
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2,用碳酸钙粉末比用块状碳酸钙反应要快
15.反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示。下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A.进程Ⅰ是吸热反应 B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率:Ⅰ>Ⅲ D.进程Ⅳ中,Z不是催化剂
二、填空题
16.将等物质的量的A,B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)=C(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5mol/L,求:
(1)此时D物质的物质的量是 ;
(2)B的平均反应速率是多少 。
17.回答下列问题
(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如下图所示。
①该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示): 。
②a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是 。
(2)如下图所示是可逆反应的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是_______。
A.t1时,只有正方向反应在进行
B.t2时,反应达到最大限度
C.,反应不再进行
D.,各物质的浓度不再发生变化
(3)t℃时,将和通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:,时反应达到平衡,此时测得反应物还剩余。从反应开始到化学平衡,生成的平均反应速率为 ;平衡时的转化率为 。若将物质的量之比为的和混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%。的转化率为 。
18.化学反应速率的探究,化学反应速率的影响因素的研究能够更好地减小成本,提高产率。回答下列问题:
(1)向的密闭容器中加入和三种气体,一定条件下发生反应:,各物质的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①若,则内 ,A的转化率为 。
②平衡时体系内的压强为初始状态的 倍。
③下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填字母)。
A.A、B、C的物质的量之比为
B.相同时间内消耗,同时消耗
C.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
D.B的体积分数不再发生变化
(2)我校化学兴趣小组的小王同学用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验如下表所示:
实验编号 锌的状态 反应温度 收集氢气所需时间
I 薄片 15 180
Ⅱ 薄片 25 70
Ⅲ 粉末 25 15
①实验I和Ⅱ表明 ,化学反应速率越大;
②能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是 和 ;
③你猜想下列因素中能影响酸与金属反应的反应速率的有 (填字母)。
A.酸的种类 B.酸溶液的体积(确保金属与酸充分接触) C.金属的颜色 D.金属的种类
19.化学反应的过程,既有物质的转化过程,也有化学能与热能或其他能量的转化过程。
已知反应3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)的能量变化如图所示。
(1)该反应 (填“吸收”或“释放”) (用含、的式子表示)kJ能量。
(2)断开3 mol 和1 mol 中的化学键吸收的能量 (填“>”、“<”或“=”)形成2 mol 和1 mol 中的化学键释放的能量。
(3)恒温下,在2 L恒容密闭容器中加入3 mol A、2 mol B,2 min末测得 mol·L。
①2 min末,B的物质的量浓度为 。
②下列说法正确的是 (填标号)。
A.向容器中通入少量的He(不参与反应),正反应速率减慢
B.总压强保持不变时,反应达到平衡状态
C.从容器中抽走部分D,正反应速率加快,逆反应速率减慢
(4)以反应为原理设计成燃料电池,其利用率高,装置如图所示。
①A处加入的是 ,a处的电极反应式是 。
②当消耗标准状况下3.36 L O2时,导线上转移的电子的物质的量是 mol。
20.原电池是将化学能转化为电能的装置。如图,烧杯中是稀硫酸溶液
(1)当开关K断开时产生的现象为 。
A.铜片不断溶解B.锌片不断溶解C.铜片上产生气泡D.锌片上产生气泡E.溶液逐渐变蓝
(2)闭合开关K,经过一段时间后,若导线中转移了0.4mol电子,则产生的气体在标况下的体积为 。
(3)如果反应太剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,该同学在烧杯中分别加入等体积的下列液体,你认为可行的是 (填序号)。
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.溶液 D.溶液
(4)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2)请将此反应设计成原电池并画在框中 ,该原电池负极的电极材料为 ,负极的电极反应式为 。
21.回答下列问题:
一定条件下,在5L密闭容器内,反应2NO2(g)N2O4(g),NO2的物质的量随时间变化如表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
(1)用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率为 mol/(L s)。在第2s时N2O4的体积分数为 。
(2)为加快反应速率,可以采取的措施是 。
a.升高温度 b.恒容时充入He(g) c.恒压时充入He(g) d.恒容时充入NO2
(3)已知:2N2O=2N2+O2,不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1 T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为p0,反应至t1min时,此时体系压强p= (用p0表示)。
22.工业制硫酸的反应之一为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),在2L恒温恒容密闭容器中投入2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应,下图是SO2和SO3随时间的变化曲线。
(1)前10minSO2的平均反应速率为 ;平衡时,O2转化率为 。
(2)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 。
①容器中压强不再改变;
②容器中气体平均分子量不再改变:
③SO3的物质的量不再改变;
④O2的质量不再改变;
⑤容器内气体原子总数不再发生变化;
(3)以下操作会引起化学反应速率变快的是 。
A.向容器中通入氨气B.升高温度C.扩大容器的体积D.向容器中通入O2E.使用正催化剂
(4)反应达平衡时,体系中开始时的压强与平衡的压强与之比为 ;容器内混合气体的平均相对分子质量和起始投料时相比 (填“增大”“减小”或“不变”)。
23.CH4、CH3OH既是重要的化工原料,又是未来重要的能源物质。
(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),测得在5min时达到平衡,CH4的平衡转化率为40%。则0 5min内,用H2表示该反应的平均反应速率为 。
(2)在一定条件下和有催化剂存在时,将1.0molCH4与2.0molH2O(g)充入密闭容器中发生反应CH4(g)+H2O(g) CH3OH(g)+H2(g),下列措施可以提高化学反应速率的是 (填选项序号)。
a.恒容条件下加He
b.恒压条件下加He
c.升高温度
d.投入更多的H2O(g)
e.缩小容器的体积
f.及时分离生成的CH3OH
(3)在恒容条件下进行反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),则下列实验事实不能作为判断该反应达到平衡的标志是 (填选项序号)。
A.消耗1molCO2同时消耗1molCH3OH
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.v正(H2)=3v逆(CH3OH)
E.容器内压强不变
F.CH3OH(g)浓度不变。
24.汽车尾气脱硝脱碳主要原理为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) +Q(Q>0)。一定条件下密闭容器
中,用传感器测得该反应在不同时间 NO 和 CO 浓度如下表:
时间/s 0 1 2 3 4
c(NO)/mol L-1 9.50×10-3 4.50×10-3 2.50×10-3 1.50×10-3 1.50×10-3
c(CO)/mol L-1 9.00×10-3 4.00×10-3 2.00×10-3 1.00×10-3 1.00×10-3
完成下列填空:
(1)写出该反应的平衡常数表达式: 。 温度升高,二氧化碳气体的浓度将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)前 2s 内的氮气的平均反应速率是:v(N2)= mol/(L s);达到平衡时,CO 的转化率为: 。
(3)工业上常采用“ 低温臭氧氧化脱硫脱硝” 技术来同时吸收 SO2 和氮的氧化物气体(NOx),以获得(NH4)2SO4 的稀溶液。在此溶液中,水的电离程度是受到了 (填“促进”、“抑制”或“没有影响”);
若往(NH4)2SO4溶液中再加入少量稀盐酸,则c(NH4+)/c(SO42-)值将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如果向 BaCl2 溶液中通入足量 SO2 气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,则会生成白色沉淀。用平衡移动原理解释上述现象: 。
(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量 SO2气体,会立即看到白色沉淀。该沉淀的化学式为 ; 原可溶性钡盐可能是 。
25.某温度下,在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为 。
(2)反应起始至t min(设t=5),X的平均反应速率是 。
(3)在t min时,该反应达到了 状态,下列可判断反应已达到该状态的是 (填字母,下同)。
A.X、Y、Z的反应速率相等 B.X、Y的反应速率比为2∶3
C.混合气体的密度不变 D.生成1molZ的同时生成2molX
(4)从开始到t秒末X的转化率 。
(5)用一定能使该反应的反应速率增大的措施有 。
A.其他条件不变,及时分离出产物 B.适当降低温度
C.其他条件不变,增大X的浓度 D.保持体积不变,充入Ar气使容器内压强增大
(6)在一个体积固定的密闭容器中,进行的可逆反应A(s)+3B(g) 3C (g)。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡状态的是
①C的生成速率与C的分解速率相等;
②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B;
③B的浓度不再变化;
④混合气体总的物质的量不再发生变化;
⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶3;
⑥混合气体的密度不再变化。
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D A B A C B C B
题号 11 12 13 14 15
答案 A A C A D
1.C
【详解】A.恒容时,向密闭容器内充入He,反应物气体浓度不变,反应速率不变,故A正确;
B.锌与稀硫酸反应时,加入氯化钠溶液,溶液体积增大,氢离子浓度减小,反应速率减小,故B正确;
C.制氯气时,增加二氧化锰的用量,二氧化锰是固体,反应物浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.升高温度,正逆反应速率都增大,故D正确;
答案选C。
2.C
【详解】A.在标准状况下,不是气态,22.4 L 的物质的量大于1 mol,含有的原子数不等于3,A错误;
B.0.1 mol 固体中含有0.1 mol 和0.1mol ,阴、阳离子总数为0.2,B错误;
C.锌与稀硫酸的反应:,由反应方程式可知生成气体的物质的量等于参与反应的锌的物质的量,故0.2 mol锌完全反应,共生成0.2 mol气体,,C正确;
D.密闭容器中,2.8g 的物质的量是0.1 mol,0.1 mol 与0.3 mol 不能完全反应,该过程中转移电子数小于0.6,D错误;
故选C。
3.D
【分析】约13min前,随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0,Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值,结合图像,此时间段主要生成Mn(Ⅲ),同时先生成少量Mn(Ⅳ)后,Mn(Ⅳ)被消耗;约13min后,随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少,Mn(Ⅱ)的浓度增大。
【详解】A.由图像可知,随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ), 所以Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A项正确;
B.被还原为,H2C2O4被氧化为,H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为,B项正确;
C.随着反应物浓度的减小,到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)浓度增大,Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,因此13min后反应速率会加快,C项正确;
D.随着反应物浓度的减小,到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)浓度增大,Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13min后反应速率会增大,D项错误;
答案选D。
4.A
【详解】A.化学反应速率是用来表示反应快慢的物理量,根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢,A正确;
B.有些化学反应酸碱中和反应瞬间就能完成,但几乎没有明显现象发生,B错误;
C.化学反应速率为0.8mol·(L·s) 1是指1s内某物质的浓度变化为0.8mol·L 1,而不是1s时的瞬时浓度,C错误;
D.化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度变化量来表示,D错误;
故选A。
5.B
【分析】根据图中所示,时,M增加了2mol,是生成物,N减小了4mol,是反应物,反应到时达到平衡状态,该反应的方程式为:。据此答题。
【详解】A.根据分析知,该反应的化学方程式为:,A正确;
B.,N减小了4mol,浓度减小量为,该反应的平均反应速率,B错误;
C.时,M、N的物质的量均保持不变,反应达到了化学平衡状态,C正确;
D.时,N物质的量为6mol,M物质的量为3mol,N、M浓度之比为,D正确;
故选B。
6.A
【详解】根据化学计量数之比等于速率之比,将四个速率转化成即可
A.;
B.是固体,浓度视为常数;
C.
D.;
因此选A。
7.C
【详解】A.氢氧化钠能和二氧化硅反应,不能用陶瓷坩埚熔化NaOH,A错误;
B.NaOH与反应生成,易被空气氧化,所以需要用除氧的氢氧化钠,并将胶头滴管伸入液面以下,B错误;
C.挤压胶头滴管,氨气溶于水,使烧瓶内压强减小,打开止水夹,烧杯里的水进入烧瓶,能看到红色喷泉,说明NH3的水溶液显碱性,C正确;
D.两个试管内双氧水的浓度不同,不能用于探究催化剂对反应速率的影响,D错误;
故选C。
8.B
【分析】因为同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,所以比较反应速率快慢时,可以转化为同一种物质反应速率表示;
【详解】A.;
B.,;
C.,;
D.,;
比较以上数据可得出,选项中B反应速率最快,故选B。
9.C
【详解】A.根据反应系数之比等于其物质的量变化之比,且反应物未消耗完全,根据图像可知,6s反应达平衡状态,则该反应为可逆反应,A物质增加1.2mol、D物质增加0.4mol、B物质减少0.6mol、C物质减少0.8mol,则该反应方程式,故A错误;
B.化学反应速率比等于化学计量数之比,根据可知,故B错误;
C.6s内,B物质消耗0.6mol,则B的平均反应速率:,故C正确;
D.反应进行到6s时,反应达平衡状态,各物质速率比等于化学计量数之比,化学计量数不同,则各物质的反应速率不相等,故D错误;
故选C。
10.B
【详解】A.O点浓度最大,由于反应放热,温度升高,反应速率加快,随着反应进行氢离子浓度下降,反应速率减慢,反应速率先增大后减小,A错误;
B.在溶液中加入少量,铝与发生置换反应生成铜单质,与铝和盐酸形成原电池装置,加快反应速率,B正确;
C.将的盐酸用的硫酸代替,浓硫酸与铝在常温钝化,C错误;
D.为探究浓度对反应速率的影响,根据控制变量,实验过程中氢离子浓度不同,保持其它条件一致,但硫酸与盐酸阴离子种类不同,D错误;
答案选B。
11.A
【分析】用石灰石和稀盐酸制取CO2的反应CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
【详解】A.盐酸的体积,与反应物浓度浓度无关,不能影响该反应速率,故A符合题意;
B.增大反应物浓度能加快反应速率,盐酸的浓度能影响该反应速率,故B不符合题意;
C.表面积越大,反应速率越快,石灰石颗粒的大小能影响该反应速率,故C不符合题意;
D.温度越高,反应速率越快,溶液的温度能影响该反应速率,故D不符合题意;
故选:A。
12.A
【详解】A.由催化机理示意图可知,可以循环使用,无需不断添加,A错误;
B.反应中二氧化碳中碳元素化合价降低被还原,二氧化碳作氧化剂,反应利用了二氧化碳的氧化性,B正确;
C.氢气经镍活性中心裂解产生电中性的氢原子,化学键的断裂需要吸收能量,C正确;
D.催化剂能提高化学反应速率,D正确;
故答案选A。
13.C
【详解】根据方程式的系数关系:v(A):v(A) :v(B):v(C):v(D) =4:5:4:6,
①v(A)=0.005mol L 1 s 1;
②;
③mol L 1 s 1;
④mol L 1 s 1,
故反应速率③>②>①>④,故选:C。
14.A
【详解】A.增加纯液体的量,浓度不变,速率也不变,所以在金属钠与足量水反应中,增加水的量反应速率不变,A错误;
B.MnO2为H2O2分解制O2的催化剂,可加快反应速率,B正确;
C.该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为产物,C正确;
D.固体的表面积越大,与反应物的接触面积越大,反应速率越快,D正确;
答案选A。
15.D
【详解】A.进程Ⅰ反应物的能量大于产物能量,故进程Ⅰ是放热反应,故A错误;
B.应Ⅱ和反应Ⅰ的始态和终态相同,生成P的量一样多,则平衡时P的产率:Ⅱ=Ⅰ,故B错误;
C.反应I的活化能小于反应III,生成P的速率:Ⅰ<Ⅲ,故C错误;
D.反应前反应物为S+Z,反应后生成物为P Z,而不是P+Z,则Z不是该反应的催化剂,没起到催化作用,故D正确;
答案选D。
16.(1)1mol
(2)0.05mol L-1 min-1
【分析】将等物质的量的A,B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)=C(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5mol/L,得生成的D为0.5mol/L×2L=1mol,根据反应中各物质的变化量之比等于方程式的计量数之比,参加反应的B为1mol× =0.5mol。
【详解】(1)此时D物质的物质的量是0.5mol/L×2L=1mol;故答案为:1mol;
(2)B的平均反应速率是 =0.05mol L-1 min-1。故答案为:0.05mol L-1 min-1。
17.(1) bd
(2)BD
(3) 20% 80%
【详解】(1)①从浓度变化趋势来看,X为生成物,Y为反应物。时X增加了,Y减小了,故X、Y的化学计量数之比为,且化学平衡状态X、Y均存在,浓度不发生变化,则该反应为可逆反应,化学方程式为;
②c、a点后XY的量继续改变,没有达到平衡;b、d点后XY的量不再改变,说明达到平衡;故表示化学反应处于平衡状态的点是b、d;
(2)A.对于可逆反应,反应开始后的任何时刻正、逆反应均在进行,A错误;
B.t2时,处于平衡状态时,各物质的浓度不再发生变化,反应达到最大限度, B正确;
C.,正、逆反应速率相等,但不等于0,C错误;
D.,处于平衡状态时,各物质的浓度不再发生变化,D正确;
故选BD;
(3)由题意建立如下三段式:
则,;
若设、的物质的量均为,根据阿伏伽德罗定律可知,混合气体体积减少了20%,则反应过程中气体减小了,根据化学方程式体现的关系可知,反应了,的转化率为80%。
18.(1) 60% 1 BD
(2) 在其他条件相同下,温度越高 Ⅱ Ⅲ AD
【详解】(1)①若,则内,A的转化率为;
②起始时气体的总物质的量为0.3+0.1+0.02=0.42mol,平衡时总物质的量为(0.11+0.06+0.04)mol/L×2L=0.42mol,恒温恒容下,气体的压强与物质的量成正比,则平衡时体系内的压强为初始状态的1倍;
③A.A、B、C的物质的量之比为的状态,正逆反应速率不一定相等,仅仅是反应的一种特殊情况,不能判定反应已达到化学平衡状态,故A错误;
B.相同时间内消耗会生成2molC,同时消耗2molC,则正逆反应速率相等,可说明反应已达到化学平衡状态,故B正确;
C.A、B、C均为气态,反应前后气体的总质量不变,为定值,所以气体总质量不随时间的变化而变化不能判定反应已达到化学平衡状态,故C错误;
D.B的体积分数不再发生变化说明B的量不再变化,已达到平衡状态,故D正确;
故选BD;
(2)①实验Ⅱ温度高,收集100mL氢气所需时间短,则实验I和Ⅱ表明在其他条件相同下,温度越高,化学反应速率越快;
②实验Ⅱ和Ⅲ中接触面积不同,探究的是固体表面积对化学反应速率的影响的实验编号是Ⅱ和Ⅲ;
③反应物本身的性质对化学反应速率起决定作用,能影响酸与金属反应的反应速率的有酸和金属的种类,故答案为:AD。
19.(1) 吸收
(2)>
(3) 0.75 mol·L B
(4) 0.6
【详解】(1)由题干图示信息可知,该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,故该反应需要吸收(-)kJ能量,故答案为:吸收;;
(2)由题干图示信息可知,断开3 mol 和1 mol 中的化学键吸收的能量为E1kJ,形成2 mol 和1 mol 中的化学键释放的能量为E2kJ,且E1>E2,故答案为:>;
(3)①由三段式分析,2 min末,B的物质的量浓度为0.75mol/L,故答案为:0.75 mol/L;
②
A.向恒容密闭容器中通入少量的He(不参与反应),反应物和生成物浓度不变,正反应速率不变,A错误;
B.反应正反应是一个气体体积减小的方向,反应过程中容器的总压强一直在改变,故容器总压强保持不变时,反应达到平衡状态,B正确;
C.从容器中抽走部分D,即减小生成物浓度,瞬间正反应速率不变,逆反应速率减小,平衡正向移动,导致反应物浓度减小,然后正反应速率逐渐减慢,逆反应速率减慢,C错误;
故答案为:B;
(4)①根据电子的流向可知,a电极为负极,在燃料电池中通入燃料的一极为负极,即A处加入的是N2H4,a电极为负极,发生氧化反应,故a处的电极反应式是N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,故答案为:N2H4;N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O;
②当消耗标准状况下3.36 L即=0.15molO2时,根据电极反应方程式:O2+2H2O+4e-=4OH-可知,导线上转移的电子的物质的量是0.15×4=0.6mol,故答案为:0.6。
20. BD 4.48L AB Cu
【详解】(1)当开关K断开时,Zn与稀硫酸直接反应,故现象为锌片不断溶解且锌片上产生气泡,故答案选BD;
(2)闭合开关K时,形成Zn-Cu原电池,Zn作负极,Cu作正极,H+在Cu上得电子产生H2,电极反应为:2H++2e-=H2↑,根据转移电子与生成H2的关系得:n(H2)==0.2 mol,V(H2)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L;
(3)蒸馏水、NaCl溶液加入后不参与反应,但溶液体积增大,H+浓度减小,反应速率变慢,A、B符合题意,若加入Na2CO3,则部分硫酸会与Na2CO3溶液反应,导致生成的H2量变少,C不符合题意;若加入CuSO4溶液,部分Zn与CuSO4反应,导致与硫酸反应的Zn变少,产生H2变少,D不符合题意;故答案选AB;
(4)根据反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2,知Cu失去电子转化为Cu2+,故该反应对应原电池负极材料为Cu,正极材料可以为活泼性比Cu弱的金属,如Ag,或者碳棒,电解质溶液为FeCl3溶液,对应原电池如图所示,,负极反应为Cu-2e-=Cu2+。
21.(1) 60%
(2)ad
(3) > 1.25 p0
【详解】(1)用NO2表示0~2s内该反应的平均速率为:,;在第5s时,NO2的物质的量为0.005mol,转化率为:;在第2s时NO2的物质的量为0.010mol,转化的NO2的物质的量为(0.040-0.010)mol=0.030mol,生成的N2O4的物质的量为0.015mol,体积分数为:;
(2)a.升高温度可以加快反应速率;
b.恒容时充入He(g),不影响各物质浓度,反应速率不变;
c.恒压时充入He(g),各物质浓度降低,反应速减慢;
d.恒容时充入NO2,反应物浓度增大,反应速率加快;
故选ad;
(3)压强为p0时,T2温度下半衰期长,故反应温度低,故T1>T2;当温度为T1、起始压强为p0,反应至t1min时, N2O转化了一半,故可列出三段式:,体系压强p=0.5p0+0.5 p0+0.25p0=1.25 p0。
22.(1) 0.05mol·L-1·min-1 70%
(2)⑤
(3)BDE
(4) 30∶23 增大
【详解】(1)前10minSO3的物质的量增加1.0mol,SO3的平均反应速率为,25min后反应达到平衡,二氧化硫由2.0mol减少至0.6mol,其转化率为:,故答案为:;70%;
(2)①反应前后气体分子数不相等,反应过程中压强不断减小,当达到平衡时容器中压强不再改变,故压强不变可判断平衡状态,①不选;
②容器中各物质均为气体,气体的总质量不变,气体的物质的量变化,则容器中气体平均分子质量不变可说明反应达到平衡状态,②不选;
③SO3的物质的量不再改变说明反应达到平衡状态,③不选;
④各组分浓度不变是平衡的基本特征,因此O2的质量不再改变说明反应达到平衡状态,③不选;
⑤根据元素守恒可知,容器内气体原子总数始终恒定不变,因此原子数不再发生变化不能判断反应达到平衡,⑤选;
故答案为:⑤;
(3)A.向容器中通入氨气,各组分的浓度不变,反应速率不变,故A不选;
B.升高温度可以加来反应速率,故B选;
C.扩大容器的体积,使各物质的浓度减小,反应速率减小,故C不选;
D.向容器中通入O2,增大了反应物的浓度,反应速率加快,故D选;
E.使用正催化剂可以加快反应速率,故E选;
故答案为:BDE;
(4)由图象可知平衡时二氧化硫的物质的量为0.6mol,三氧化硫的物质的量为1.4mol,结合反应可知消耗的氧气为0.7mol,则平衡时剩余的氧气为0.3mol,平衡时总气体物质的量为2.3mol,平衡时,体系中开始时的压强与平衡的压强与之比为等于气体的物质的量之比,即3mol:2.3mol=30:23,由反应可知,反应前后气体的总质量保持不变,气体的物质的量减小,因此反应达平衡时气体的平均相对分子质量增大,故答案为:30:23;增大。
23. 0.0024mol/(L min) c、d、e B
【分析】(1)CH4的平衡转化率为40%,由此求出参加反应的CH4的物质的量,再依据化学方程式,求出生成H2的物质的量,从而求出0 5min内,用H2表示该反应的平均反应速率。
(2)分析条件改变时,是否引起浓度、压强、温度等的变化,从而确定对化学反应速率的影响。
(3)分析选项提供的各情况下,两种物质表示的正、逆反应速率是否相等,体系总量是否为变量,从而确定是否达平衡状态。
【详解】(1)参加反应的CH4的物质的量为1mol×40%=0.4mol,生成H2的物质的量为0.4mol×3=1.2mol,则0 5min内,用H2表示该反应的平均反应速率为=0.0024mol/(L min)。答案为:0.0024mol/(L min);
(2)a.恒容条件下加He,反应物与生成物的浓度不变,速率不变,a不合题意;
b.恒压条件下加He,气体的体积增大,反应物与生成物的浓度减小,反应速率减慢,b不合题意;
c.升高温度,反应速率加快,c符合题意;
d.投入更多的H2O(g),增大水蒸气的浓度,反应速率加快,d符合题意;
e.缩小容器的体积,压强增大,反应速率加快,e符合题意;
f.及时分离生成的CH3OH,虽然平衡正向移动,但反应物的浓度不变,生成物的浓度减小,化学反应速率减慢,f不合题意;
故选c、d、e。答案为:c、d、e;
(3)A.消耗1molCO2同时消耗1molCH3OH,反应进行的方向相反,且数值之比等于化学计量数之比,反应达平衡状态,A不合题意;
B.混合气体的质量不变,体积不变,密度始终不变,不一定达平衡状态,B符合题意;
C.混合气体的质量不变,反应进行后,气体的物质的量减小,平均相对分子质量增大,当平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态,C不合题意;
D.v正(H2)=3v逆(CH3OH),则反应方向相反,速率之比等于化学计量数之比,反应达平衡状态,D不合题意;
E.反应进行过程中,气体的物质的量减少,压强减小,当容器内压强不变时,反应达平衡状态,E不合题意;
F.CH3OH(g)浓度不变,表明反应达平衡状态,F不合题意;
故选B。答案为:B。
【点睛】及时分离生成的CH3OH,平衡正向移动,我们易错误地认为正反应速率加快,从而错选f。
24. 变小 1.75×10- 3 0.89 促进 变大 饱和SO 2溶液中电离产生的SO32 -很少 ,因此没有沉淀; 加入氨水后,促进H2SO3的电离,SO32 -离子浓度增大,有沉淀产生 BaSO4
【分析】(1)化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;(2)先计算v(NO),再根据反应速率与计量数关系计算v(N2);CO转化率=;(3)在(NH4)2SO4溶液中存在水解反应,2NH4++H2ONH3 H2O+H+,往(NH4)2SO4溶液中再加入少量 盐酸抑制水解,水解平衡向逆方向进行,铵根的水解率减小,所以的值将变大;(4)根据饱和SO2溶液中电离产生的SO32-很少,因此没有沉淀;加入氨水后,促进H2SO3的电离,SO32-离子浓度增大,有沉淀产生来分析;(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量SO2气体,会立即看到白色沉淀,说明盐溶液中含有硝酸根离子在酸性溶液中氧化二氧化硫为硫酸,生成硫酸钡沉淀。
【详解】(1)化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,所以K=;反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) +Q(Q>0)为放热反应,升高温度平衡逆向移动,二氧化碳的的浓度将变小;
(2)v(NO)==3.5×10-3mol/(L s),再根据反应速率与计量数关系得v(N2)=v(NO)=1.75×10-3mol/(L s);CO转化率=×100%=89%;
(3)(NH4)2SO4的溶液中铵根离子水解促进水的电离,溶液显酸性,2NH4++H2ONH3 H2O+H+,往(NH4)2SO4溶液中再加入少量 盐酸,水解平衡向逆方向进行,铵根的水解率减小,将变大;
(4)因为饱和SO2溶液中电离产生的SO32-很少,因此没有沉淀,加入氨水后,促进H2SO3的电离,SO32-离子浓度增大,有沉淀产生;
(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量SO2气体,会立即看到白色沉淀,说明盐溶液中含有硝酸根离子在酸性溶液中形成稀硝酸具有氧化性,稀硝酸氧化二氧化硫为硫酸,生成BaSO4沉淀,原可溶性钡盐可能是Ba(NO3)2。
【点睛】本题考查化学平衡和反应速率计算、盐类水解、氧化还原反应等知识点,为高频考点,注意盐类水解的实质和把握弱电解质的电离,从影响平衡移动的角度分析水的电离程度,题目难度中等。
25. 2X(g)3Y(g)+Z(g) 0.08mol·L-1·min-1 化学平衡 D 33.3% C ①③⑥
【分析】根据图示中反应物的减少量与生成物的增加量确定化学方程式;根据所给条件中各组分的速率或浓度是否发生变化判断反应是否达到平衡状态;根据影响化学反应速率的因素判断化学反应速率的变化,据此分析。
【详解】(1) 由图象可以看出,X的物质的量逐渐减小,则X为反应物,Y、Z的物质的量逐渐增多,作为Y、Z为生成物,当反应到达t min时, n(X)=0.8mol, n (Y)=1.2mol, n(Z)=0.4mol,化学反应中,各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比, n(X): n (Y): n(Z)=2:3:1,则所以反应的化学方程式为:2X(g)3Y(g)+Z(g);
(2)某物质的化学反应速率等于这段时间内浓度的变化量与这段时间的比值,故X的平均反应速率v===0.08mol·L-1·min-1;
(3) t min时体系中各物质的物质的量不再发生变化,说明反应已经达到了化学平衡状态;
A选项中由于各物质的化学计量数不等,则X、Y、Z的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态,故A错误;
B选项中由于化学反应速率之比等于化学计量数之比,但没有明确物质的生成速率还是反应速率,当X为消耗速率Y为生成速率时无论是否达到平衡状态,X、Y的反应速率比都为2:3,故B错误;
C选项中由于反应在体积不变的密闭容器中进行,反应过程中气体的体积不变,质量不变,则混合气体的密度不变,不能判断是否达到平衡状态,故C错误;
D选项中生成1mol Z的同时生成2mol X,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故D正确;
答案选D;
(4)转化率等于这段时间内反应掉的物质的物质的量与物质的总物质的量的比值,故物质X的转化率==33.3%;
(5)A选项,其他条件不变,及时分离出产物,由于反应物的浓度不发生变化,故不会增大反应速率,A错误;
B选项,适当降低温度,使单位体积内活化分子百分数降低,降低反应速率,B错误;
C选项,增大X的浓度可以增大单位体积内X的活化分子百分数,增大反应速率,C正确;
D选项,体积不变充入Ar气,单位体积内活化分子百分数不变,反应速率不变,D错误;
故选择C;
(6)①同一物质的分解速率与生成速率相同,说明正逆反应速率相同,可以说明反应达平衡状态,①正确;
②化学反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡状态,都存在单位时间生成a mol A,同时生成3a mol B,②错误;
③反应达平衡时各组分浓度不再发生变化,可以说明反达平衡状态,③正确;
④气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等,无论是否达到平衡状态,混合气体总的物质的量都不变,④错误;
⑤平衡时各物质的物质的量取决于起始配料比以及转化的程度,各组分物质的量的比不能作为判断是否达到平衡状态的依据,⑤错误;
⑥A为固体,混合气体的密度不变化,说明气体的总质量不变,反应达到平衡状态,⑥正确;
故选择①③⑥。
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