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阶段重点突破练(一)
专题 化学反应与能量变化
6
A.NO2全部转化为N2O4 B.该反应达到化学平衡状态
C.NO2、N2O4 的浓度一定相等 D.消耗2 mol NO2的同时消耗2 mol N2O4
解析 A.可逆反应,NO2不能全部转化为N2O4,故A错误;B.当NO2、N2O4的浓度不再变化时,说明该反应达到化学平衡状态,故B正确;C.NO2、N2O4 的浓度不一定相等,故C错误;D.消耗2 mol NO2的同时消耗1 mol N2O4,故D错误。
B
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n mol CO的同时生成n mol H2
D.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
C
解析 A项,由于该反应前后气体体积改变,当体系的压强不再发生变化时,说明反应已达到化学平衡状态;B项,CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平衡状态;C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状态;D项,H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向,1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键,即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应已达到化学平衡状态。
3.(2023·河北邯郸永年二中高一月考)为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在相应条件下进行实验,实验记录如下表:
实验序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL
气体所用时间
① 5 mL 5% H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol·L-1 FeCl3 t1
② 5 mL 5% H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol·L-1 FeCl3 t2
③ 5 mL 10% H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol·L-1 FeCl3 t3
④ 5 mL 5% H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列说法中,不正确的是( )
A.通过实验①②,可研究温度对反应速率的影响
B.所用时间:t1>t3
C.通过实验①④,可研究催化剂对反应速率的影响
D.反应速率:③<④
解析 A项,实验①②中除温度外其他条件均相同,可研究温度对反应速率的影响;B项,实验①③中除过氧化氢浓度不同外其他条件均相同,浓度大的反应速率快,故收集相同体积的气体实验③用的时间短,故t1>t3;C项,实验①④中,④未采用催化剂,其他条件均相同,可研究催化剂对反应速率的影响;D项,实验③中浓度比实验④的大,又使用了催化剂,则反应速率:③>④。
D
A.前2分钟内,A的反应速率为
0.15 mol·L-1·min-1
B.4分钟时,反应已达到平衡状态
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速
率减小
D.该反应达到平衡后其限度无法改变
B
物质 起始 2分钟 4分钟 6分钟
A 2 mol 1.4 mol
B 6 mol 4.2 mol
C 0 mol 2.7 mol
解析 物质A的状态是固体,其浓度不变,因此不能用A物质表示该化学反应的反应速率,A错误;反应进行4 min时B物质的物质的量减少1.8 mol,根据物质反应转化关系可知同时产生C的物质的量为1.8 mol×=2.7 mol,反应进行到6 min时C的物质的量仍然是2.7 mol,说明在4 min时该反应已经达到了平衡状态,B正确;升高温度,正反应速率增大,逆反应速率也增大,C错误;化学反应限度是在一定条件下维持,当外界条件发生改变时,化学反应限度被破坏,就会建立新条件下新的化学反应限度,D错误。
5.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( )
D
A.X的化学式为CO2
B.0~1 s内,v(X)=1.00 mol·L-1·s-1
C.该回收原理利用了SO2的还原性
D.该温度下,5 min时,c(CO)=2.40 mol·L-1
C
时间/s 0 1 2 3 4
c(SO2)/(mol·L-1) 1.00 0.50 0.23 0.20 0.20
c(CO)/(mol·L-1) 4.00 3.00 2.46 2.40 2.40
解析 该反应是进行硫的回收,所以Y单质是硫,根据原子守恒可知X的化学式为CO2,A项正确;0~1 s内,v(CO)==1.00 mol·L-1·s-1,v(X)=v(CO)=1.00 mol·L-1·s-1,B项正确;在该反应中,S元素的化合价降低,SO2作氧化剂,利用的是SO2的氧化性,C项错误;由表中数据可知,5 min时该反应处于平衡状态,平衡时各物质的浓度不变,D项正确。
7.一定条件下,Cu2+、Mn2+、Fe3+的浓度对乙酸在光照条件下的催化降解率的影响如图所示,其降解产物为无污染物质。下列判断错误的是( )
A.温度越高,Cu2+、Mn2+、Fe3+的催化降
解率越大
B.离子浓度相同时,Cu2+的催化效果最好
C.Fe3+的浓度对乙酸降解率的影响不大
D.乙酸的降解产物可能是CO2和H2O
A
解析 Cu2+、Mn2+、Fe3+均可作乙酸降解的催化剂,要使催化剂达到最佳催化效果,需在一定温度下进行,并不是温度越高越好,A项错误;根据图示可知,相同浓度下a线(Cu2+)表示的降解率最大,B项正确;根据图示可知,Fe3+的浓度增加,乙酸的降解率变化不是很大,所以Fe3+的浓度对乙酸降解率的影响不大,C项正确;乙酸的降解产物为无污染物质,其产物可能为CO2、H2O,D项正确。
A.t2时,v正=v逆
B.加入催化剂反应速率不变
C.t1时,容器内气体的总压强比t2时的大
D.t3时,容器中c(Cl2)=c(H2O)=0.4 mol·L-1
C
A.用B表示的反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.平衡后,向容器中充入无关气体(如Ne),反应速率增大
C.3 s时生成C的物质的量为1.2 mol
D.平衡后,v正(A)=v逆(A)
B
解析 根据题意,A物质起始的浓度为0.5 mol·L-1,B物质起始的浓度为1.5 mol·L-1,经3 s后测得C的物质的量浓度为0.6 mol·L-1,则
根据上面的分析,B转化的浓度为0.9 mol·L-1,所以用B表示的反应速率为=0.3 mol·L-1·s-1,A正确;平衡后,向容器中充入无关气体(如Ne),A、B、C的浓度不变,反应速率不变,B错误;3 s时生成C的物质的量为0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,C正确;平衡后,正逆反应速率相等,因此v正(A)=v逆(A),D正确。
10.(2024·江苏常州联盟学校高一学情调研)已知锌与稀盐酸反应放热,某学生为了探究反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1两种浓度,每次实验稀盐酸的用量为25.00 mL,锌有细颗粒与粗颗粒两种规格,用量为6.50 g。实验温度为298 K、308 K。
(1)完成以下实验设计(填写表格中空白项),并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;
(Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响;
(Ⅲ)实验①和 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响
② 298 粗颗粒 1.00
③ 308 粗颗粒 2.00
④ 298 细颗粒 2.00
③
④
解析 (1)由实验目的可以知道,探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响,实验①②探究盐酸浓度对该反应速率的影响。要探究温度对该反应速率的影响,则固体的表面积以及盐酸的浓度应该是一样的,而两实验的温度应控制不同,所以实验①和③可达到实验目的。探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响,要求实验温度以及盐酸的浓度是相等的,表面积不同,所以实验①和④可达到实验目的。
(2)实验①记录如下(换算成标况):
时间(s) 10 20 30 40 50
氢气体积(mL) 16.8 39.2 67.2 224 420
时间(s) 60 70 80 90 100
氢气体积(mL) 492.8 520.8 543.2 554.4 560
①计算在30 s~40 s范围内盐酸的平均反应速率v(HCl)= (忽略溶液体积变化)。
②反应速率最大的时间段(如0 s~10 s……)为 ,可能原因是 。
③反应速率最小的时间段为 ,可能原因是 。
0.056 mol·L-1·s-1
40 s~50 s
反应放热
90 s~100 s
盐酸浓度降低
解析 (2)①在30 s~40 s范围内生成的氢气n(H2)=(224-67.2)×10-3 L÷22.4 L·mol-1 =0.007 mol,则溶液中的氢离子改变了0.007 mol×2=0.014 mol,则Δc(H+)=0.014 mol÷0.025 L=0.56 mol·L-1,所以在30 s~40 s范围内盐酸的平均反应速率v(HCl)=0.56 mol·L-1÷10 s=0.056 mol·L-1·s-1。②根据相等时间段内,产生的氢气的体积越大,可以确定反应速率越快,所以反应速率最大的时间段是40 s~50 s,可能原因是反应放热,温度高,反应速率快。③根据相等时间段内,产生的氢气的体积越小,可以确定反应速率越慢,所以反应速率最小的时间段是90 s~100 s,可能原因是反应进行过程中,盐酸浓度减小,反应速率变慢。
(3)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,在不影响产生H2气体总量的情况下,你认为他上述做法中可行的是 (填相应字母)。
A.氨水 B.CuCl2溶液
C.NaCl溶液 D.KNO3溶液
(4)另有某温度时,在2 L容器中X、Y、Z物质的量随时
间的变化关系曲线如下图所示,该反应的化学方程式为
。
C专题6 阶段重点突破练(一)
选择题只有一个选项符合题目要求(1~9题,每题4分)
1.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:2NO2(g)N2O4(g)。当NO2、N2O4的浓度不再变化时,下列说法正确的是 ( )
NO2全部转化为N2O4
该反应达到化学平衡状态
NO2、N2O4 的浓度一定相等
消耗2 mol NO2的同时消耗2 mol N2O4
2.一定温度下,在某恒容的密闭容器中,建立化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列叙述不能说明该反应已达到化学平衡状态的是 ( )
体系的压强不再发生变化
v正(CO)=v逆(H2O)
生成n mol CO的同时生成n mol H2
1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
3.(2023·河北邯郸永年二中高一月考)为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在相应条件下进行实验,实验记录如下表:
实验 序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL 气体所用时间
① 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol·L-1FeCl3 t1
② 5 mL 5%H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol·L-1FeCl3 t2
③ 5 mL 10%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol·L-1FeCl3 t3
④ 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列说法中,不正确的是 ( )
通过实验①②,可研究温度对反应速率的影响
所用时间:t1>t3
通过实验①④,可研究催化剂对反应速率的影响
反应速率:③<④
4.t ℃时,在一个体积为2 L 的密闭容器中加入反应物A、B,发生如下反应:A(s)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如表所示,下列说法正确的是( )
物质 起始 2分钟 4分钟 6分钟
A 2 mol 1.4 mol
B 6 mol 4.2 mol
C 0 mol 2.7 mol
前2分钟内,A的反应速率为0.15 mol·L-1·min-1
4分钟时,反应已达到平衡状态
升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
该反应达到平衡后其限度无法改变
5.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是 ( )
H2(g)+Br2(g)2HBr(g),恒温恒容时,反应体系中气体的颜色保持不变
2NO2(g)N2O4(g),恒温恒容时,反应体系中气体的压强保持不变
CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s),恒温恒容时,反应体系中气体的密度保持不变
N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
6.一定条件下,通过反应SO2+2CO2X+Y可实现燃煤烟气中硫的回收,其中Y是固体单质,其余均为气体。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时刻时SO2和CO的浓度如表所示。下列说法错误的是 ( )
时间/s 0 1 2 3 4
c(SO2)/(mol·L-1) 1.00 0.50 0.23 0.20 0.20
c(CO)/(mol·L-1) 4.00 3.00 2.46 2.40 2.40
X的化学式为CO2
0~1 s内,v(X)=1.00 mol·L-1·s-1
该回收原理利用了SO2的还原性
该温度下,5 min时,c(CO)=2.40 mol·L-1
7.一定条件下,Cu2+、Mn2+、Fe3+的浓度对乙酸在光照条件下的催化降解率的影响如图所示,其降解产物为无污染物质。下列判断错误的是 ( )
温度越高,Cu2+、Mn2+、Fe3+的催化降解率越大
离子浓度相同时,Cu2+的催化效果最好
Fe3+的浓度对乙酸降解率的影响不大
乙酸的降解产物可能是CO2和H2O
8.在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入1.0 mol HCl和0.3 mol O2,加入催化剂发生反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),HCl、O2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
t2时,v正=v逆
加入催化剂反应速率不变
t1时,容器内气体的总压强比t2时的大
t3时,容器中c(Cl2)=c(H2O)=0.4 mol·L-1
9.在2 L的恒容容器中,充入1 mol A和3 mol B,并在一定条件下发生反应:A(g)+3B(g)2C(g)。经3 s后达到平衡,测得C气体的浓度为0.6 mol·L-1,下列说法中不正确的是 ( )
用B表示的反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
平衡后,向容器中充入无关气体(如Ne),反应速率增大
3 s时生成C的物质的量为1.2 mol
平衡后,v正(A)=v逆(A)
10.(14分)(2024·江苏常州联盟学校高一学情调研)已知锌与稀盐酸反应放热,某学生为了探究反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1两种浓度,每次实验稀盐酸的用量为25.00 mL,锌有细颗粒与粗颗粒两种规格,用量为6.50 g。实验温度为298 K、308 K。
(1)(2分)完成以下实验设计(填写表格中空白项),并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响
② 298 粗颗粒 1.00
③ 308 粗颗粒 2.00
④ 298 细颗粒 2.00
(2)(8分)实验①记录如下(换算成标况):
时间(s) 10 20 30 40 50
氢气体积(mL) 16.8 39.2 67.2 224 420
时间(s) 60 70 80 90 100
氢气体积(mL) 492.8 520.8 543.2 554.4 560
①(2分)计算在30 s~40 s范围内盐酸的平均反应速率v(HCl)= (忽略溶液体积变化)。
②反应速率最大的时间段(如0 s~10 s……)为 (1分),可能原因是
(2分)。
③反应速率最小的时间段为 (1分),可能原因是
(2分)。
(3)(2分)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,在不影响产生H2气体总量的情况下,你认为他上述做法中可行的是 (填相应字母)。
A.氨水 B.CuCl2溶液
C.NaCl溶液 D.KNO3溶液
(4)(2分)另有某温度时,在2 L容器中X、Y、Z物质的量随时间的变化关系曲线如下图所示,该反应的化学方程式为
。
阶段重点突破练(一)
1.B [A.可逆反应,NO2不能全部转化为N2O4,故A错误;B.当NO2、N2O4的浓度不再变化时,说明该反应达到化学平衡状态,故B正确;C.NO2、N2O4 的浓度不一定相等,故C错误;D.消耗2 mol NO2的同时消耗1 mol N2O4,故D错误。]
2.C [A项,由于该反应前后气体体积改变,当体系的压强不再发生变化时,说明反应已达到化学平衡状态;B项,CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平衡状态;C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状态;D项,H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向,1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键,即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应已达到化学平衡状态。]
3.D [A项,实验①②中除温度外其他条件均相同,可研究温度对反应速率的影响;B项,实验①③中除过氧化氢浓度不同外其他条件均相同,浓度大的反应速率快,故收集相同体积的气体实验③用的时间短,故t1>t3;C项,实验①④中,④未采用催化剂,其他条件均相同,可研究催化剂对反应速率的影响;D项,实验③中浓度比实验④的大,又使用了催化剂,则反应速率:③>④。]
4.B [物质A的状态是固体,其浓度不变,因此不能用A物质表示该化学反应的反应速率,A错误;反应进行4 min时B物质的物质的量减少1.8 mol,根据物质反应转化关系可知同时产生C的物质的量为1.8 mol×=2.7 mol,反应进行到6 min时C的物质的量仍然是2.7 mol,说明在4 min时该反应已经达到了平衡状态,B正确;升高温度,正反应速率增大,逆反应速率也增大,C错误;化学反应限度是在一定条件下维持,当外界条件发生改变时,化学反应限度被破坏,就会建立新条件下新的化学反应限度,D错误。]
5.D [H2(g)+Br2(g)2HBr(g),恒温恒容时,反应体系中气体的颜色保持不变,说明溴单质的浓度不再变化,反应达到平衡,A不符合;2NO2(g)N2O4(g)是反应前后气体分子数变化的反应,当恒温恒容时,反应体系中气体的压强保持不变,反应达到平衡,B不符合;CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s),反应体系中气体的密度等于气体总质量和体积的比值,恒温恒容时,反应过程中气体总质量变化,容器容积不变,所以密度变化,当气体密度保持不变,说明达到平衡状态,C不符合;3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1,不能证明正、逆反应速率相等,不一定是平衡状态,D符合。]
6.C [该反应是进行硫的回收,所以Y单质是硫,根据原子守恒可知X的化学式为CO2,A项正确;0~1 s内,v(CO)==1.00 mol·L-1·s-1,v(X)=v(CO)=1.00 mol·L-1·s-1,B项正确;在该反应中,S元素的化合价降低,SO2作氧化剂,利用的是SO2的氧化性,C项错误;由表中数据可知,5 min时该反应处于平衡状态,平衡时各物质的浓度不变,D项正确。]
7.A [Cu2+、Mn2+、Fe3+均可作乙酸降解的催化剂,要使催化剂达到最佳催化效果,需在一定温度下进行,并不是温度越高越好,A项错误;根据图示可知,相同浓度下a线(Cu2+)表示的降解率最大,B项正确;根据图示可知,Fe3+的浓度增加,乙酸的降解率变化不是很大,所以Fe3+的浓度对乙酸降解率的影响不大,C项正确;乙酸的降解产物为无污染物质,其产物可能为CO2、H2O,D项正确。]
8.C [t2时,反应物的量还在减少,反应还在向正方向进行,v正>v逆,选项A错误;加入催化剂可改变化学反应速率,选项B错误;反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)是气体物质的量减小的反应,随着反应的进行,气体的总物质的量减小,恒容容器内压强减小,故t1时容器内气体的总压强比t2时的大,选项C正确;t3时,O2的物质的量为0.1 mol,减少了0.2 mol,故生成Cl2、H2O的物质的量均为0.4 mol,容器中c(Cl2)=c(H2O)=0.2 mol·L-1,选项D错误。]
9.B [根据题意,A物质起始的浓度为0.5 mol·L-1,B物质起始的浓度为1.5 mol·L-1,经3 s后测得C的物质的量浓度为0.6 mol·L-1,则
根据上面的分析,B转化的浓度为0.9 mol·L-1,所以用B表示的反应速率为=0.3 mol·L-1·s-1,A正确;平衡后,向容器中充入无关气体(如Ne),A、B、C的浓度不变,反应速率不变,B错误;3 s时生成C的物质的量为0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,C正确;平衡后,正逆反应速率相等,因此v正(A)=v逆(A),D正确。]
10.(1)③ ④ (2)①0.056 mol·L-1·s-1 ②40 s~50 s 反应放热 ③90 s~100 s 盐酸浓度降低 (3)C (4)3X+Y2Z
解析 (1)由实验目的可以知道,探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响,实验①②探究盐酸浓度对该反应速率的影响。要探究温度对该反应速率的影响,则固体的表面积以及盐酸的浓度应该是一样的,而两实验的温度应控制不同,所以实验①和③可达到实验目的。探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响,要求实验温度以及盐酸的浓度是相等的,表面积不同,所以实验①和④可达到实验目的。(2)①在30 s~40 s范围内生成的氢气n(H2)=(224-67.2)×10-3 L÷22.4 L·mol-1=0.007 mol,则溶液中的氢离子改变了0.007 mol×2=0.014 mol,则Δc(H+)=0.014 mol÷0.025 L=0.56 mol·L-1,所以在30 s~40 s范围内盐酸的平均反应速率v(HCl)=0.56 mol·L-1÷10 s=0.056 mol·L-1·s-1。②根据相等时间段内,产生的氢气的体积越大,可以确定反应速率越快,所以反应速率最大的时间段是40 s~50 s,可能原因是反应放热,温度高,反应速率快。③根据相等时间段内,产生的氢气的体积越小,可以确定反应速率越慢,所以反应速率最小的时间段是90 s~100 s,可能原因是反应进行过程中,盐酸浓度减小,反应速率变慢。(3)加入氨水,盐酸被中和,能达到减慢速率的目的,但是影响了氢气的产量,故A不符合要求;加入氯化铜,则金属锌会置换出金属铜,会加快反应速率,故B不符合要求;在盐酸中加入NaCl溶液相当于将盐酸稀释,盐酸中氢离子浓度减小,所以速率减慢,但不影响氢气的产量,故C符合要求;加入硝酸钾溶液后,锌与氢离子、硝酸根离子发生氧化还原反应生成一氧化氮,不再产生氢气,故D不符合要求。(4)根据图像可知X和Y的物质的量减少,是反应物,Z是生成物,达到平衡时X减少1.0 mol-0.4 mol=0.6 mol,Y减少1.0 mol-0.8 mol=0.2 mol,Z增加了0.5 mol-0.1 mol=0.4 mol,所以X、Y、Z物质的物质的量之比是3∶1∶2,因此方程式为3X+Y2Z。
