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期末核心考点 化学反应速率和限度
一.选择题(共15小题)
1.(2024春 盐城期末)温度和容积不变,能表明反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)达到平衡状态的是( )
A.容器内压强不再变化 B.反应不再进行
C.v(H2O)=v(H2) D.氢气浓度不再变化
2.(2023春 沛县期末)下列有关化学反应速率、化学反应限度的说法中,正确的是( )
A.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),增加碳的用量可加快反应速率
B.用铁片与稀硫酸反应制H2,改用98%的浓硫酸可加快生成H2的速率
C.工业合成氨反应在密闭容器中进行,压缩容器体积,可使反应速率增大
D.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等且都为0
3.(2024春 徐州期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用锌片和稀硫酸反应制取氢气时,用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率会加快
B.100mL2mol L﹣1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,增加C(s)的量,其反应速率增大
D.汽车尾气中的NO和CO可以反应生成N2和CO2,减小压强反应速率加快
4.(2024春 江苏月考)采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是( )
A.CaCO3与盐酸反应制取CO2时,将块状大理石改为粉末状大理石
B.铁与稀硫酸反应制备氢气,改用浓硫酸
C.Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应时,增大压强
D.钾与水反应时,增加水的用量
5.(2024春 宿迁期末)在一个恒容的密闭容器中,可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的标志( )
①v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2
②各组分的物质的量不变;
③体系的压强不再发生变化
④混合气体的密度不变;
⑤2v正(N2)=v逆(NH3);
⑥3molH﹣H键断裂的同时有6molN﹣H键也断裂
A.①②③⑤⑥ B.②③⑥ C.②③⑤⑥ D.②③④⑥
6.(2024秋 淮安期末)工业合成硫酸关键一步是将SO2转化为SO3。对于体积恒定的密闭容器中发生的放热反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列说法正确的是( )
A.增大O2的浓度可以加快反应速率
B.反应达到平衡后,反应就停止了
C.升高温度该反应速率减慢
D.使用过量的O2可以使SO2完全转化为SO3
7.(2024秋 秦淮区期末)用活性炭与NO2反应:为2C(s)+2NO2(g) 2CO2(g)+N2(g)ΔH<0来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是( )
A.该反应只在高温条件下能自发进行
B.该反应平衡常数的表达式为K
C.该反应中消耗1mol NO2,转移电子的数目为4×6.02×1023
D.该反应到达平衡后,升高温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快
8.(2021春 淮安期末)影响化学反应速率的主要因素是( )
A.浓度 B.催化剂
C.反应物本身的性质 D.温度
9.(2024春 铜山区期末)下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.由图甲可知,2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)ΔH=(b﹣a)kJ mol﹣1
B.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,乙图表示产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系
C.图丙表明,其它条件相同,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丁表示10mL0.01mol L﹣1酸性KMnO4溶液与过量的0.1mol L﹣1的H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化(Mn2+对反应有催化作用)
10.(2024春 徐州期末)FeCl3溶液和KI溶液发生反应:2Fe3++2I﹣ 2Fe2++I2。下列关于该反应的说法错误的是( )
A.降低温度能减慢反应速率
B.增大Fe3+和I﹣的浓度能加快反应速率
C.反应达到平衡时,溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等
D.达到平衡状态时,仍有Fe3+与I﹣反应生成Fe2+与I2
11.(2024春 徐州期末)为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中不正确的是( )
A.曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应
B.随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C.若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的速率,则曲线甲t2﹣t3时间内平均反应速率为
D.两次实验,不同状态的固体最终生成的CO2的量相同
12.(2023秋 鼓楼区期末)已知1mol H2O2分解放出热量98kJ。在含少量I﹣的溶液中,H2O2的分解反应依次经历两个基元反应步骤,第一步反应为慢反应:H2O2+I﹣=H2O+IO﹣第二步反应为快反应。下列说法正确的是( )
A.第二步反应的离子方程式为H2O2+IO﹣=H2O+O2↑+I﹣
B.2H2O2=2H2O+O2↑的活化能为196kJ mol﹣1
C.反应的速率与Ⅰ的浓度无关
D.IO﹣是该反应的催化剂
13.(2024 江苏学业考试)化学与生活息息相关,下列措施中与改变反应速率无关的是( )
A.铁制器皿涂油刷漆
B.食品包装袋内充入氮气
C.厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅
D.将酸奶存放在冰箱中
14.(2024秋 海安市期末)我国科学家最近开发新催化剂(P/CuSAS@CN)高效电还原CO2制备C2H6,化学原理是2CO2(g)+7H2(g) C2H6(g)+4H2O(g)ΔH<0,下列说法错误的是( )
A.P/CuSAS@CN能降低该反应的活化能
B.当CO2的消耗速率与H2的生成速率之比等于2:7时,反应已达平衡
C.当水蒸气浓度为CO2浓度的2倍时,反应已达平衡状态
D.该反应在低温下能自发进行
15.(2024 江苏学业考试)一定温度下,向某恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,在催化剂作用下发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),下列说法正确的是( )
A.使用催化剂可实现SO2的100%转化
B.以SO2或O2浓度的变化均可表示反应速率,两者的数值相等
C.达到平衡状态时,SO2与SO3物质的量之比为1:1
D.达到平衡状态时,SO2的浓度不再发生变化
二.解答题(共5小题)
16.(2024春 秦淮区期末)氢能是一种清洁能源,氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
(1)硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料,25℃时NaBH4催化制氢先生成Na[B(OH)4],再转化为NaBO2。在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面部分反应机理如图﹣1所示:
①其他条件不变,用D2O代替H2O,写出中间产物X的结构式: 。
②其他条件不变,催化剂Co2B中掺杂MoO3能提高制H2效率的原因是 。
③已知25℃时NaBO2和NaBH4在水中的溶解度分别为28g和55g。NaBH4浓度对制H2速率影响如图﹣2所示,NaBH4浓度大于10%时反应速率变慢的可能原因是 。
(2)将NaBH4固体投入水中,常温下可发生反应:NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=﹣217kJ mol﹣1。NaAlH4是一种可用于商业化制氢的铝氢化物,控制反应温度为110℃,NaAlH4制氢的反应为。与等物质的量NaAlH4制氢相比,NaBH4制氢的优点有 和 。
(3)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中转化为电能。某熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图﹣3所示。
①负极上的电极反应式为 。
②该电池以3.2A恒定电流工作14分钟,消耗0.49LH2,该电池将化学能转化为电能的转化率为 。
[已知:该条件下H2的摩尔体积为24.5L/mol:电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s):;e=1.60×10﹣19C]
17.(2024春 无锡期末)近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇(CH3OH)的是其中的一个研究项目,该研究发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO与H2反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
(1)上述反应符合原子经济性的是反应 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)在某一时刻采取下列措施,能使反应Ⅰ的反应速率减小的措施是 (填字母,下同)。
A.恒温恒容下,再充入CO B.降低温度 C.恒温恒容下,向其中充入Ar
(3)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ,下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是 。
A.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol的CH3OH
B.CH3OH的体积分数不再发生变化
C.3v(CO2)=v(H2)
D.容器内气体密度不再改变
(4)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2=CH3OH)的工作原理如图所示。通入H2的一端是电池 (填“正”或“负”)极,电池工作过程中H+通过质子膜向 (填“左”或者“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应为 。
18.(2024 润州区开学)合成氨对人类具有重大意义,反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH,一定条件下,该反应在2L的固定容积的密闭容器中进行,测得如表数:
0min 10min 20min 30min 40min
n(N2)/mol 1.5 1.4 1.2 1.0 1.0
n(H2)/mol 4.5 4.2 3.6 3.0 3.0
n(NH3)/mol 0 0.2 0.6 1.0 1.0
(1)为提高此反应的速率,下列措施可行的是 (填字母)。
A.充入氦气
B.降低温度
C.使用适合催化剂
(2)0~20min内的平均反应速率v(N2)为 mol L﹣1 min﹣1。
(3)已知断裂1mol相应化学键需要的能量如下,则ΔH= kJ mol﹣1。
化学键 H—H N—H N≡N
能量 436kJ 391kJ 946kJ
(4)一种将氢气与氮气利用电解原理制备NH3的装置如图,图中陶瓷在高温时可以传输H+。其中Pd电极a为 (填“阳极”或“阴极”),该电极的电极反应式: 。
19.(2023秋 江阴市月考)在698K,向某VL的密闭容器中充入3mol X(g)和3mol Y(g),发生反应:2A(g)+B(s) X(g)+Y(g),测得各物质物质的量浓度与时间变化的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)V= 。
(2)该反应达到最大限度的时间是 ,该时间内平均反应速率v(A)= 。
(3)反应生成了 mol A,v(X)= 。
(4)平衡时Y的浓度是 。
(5)平衡时容器内气体的总物质的量为 mol。
(6)下列可以说明该反应已达平衡状态的是 (填序号)。
①体系压力不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(A)=2v逆(X)
⑤n(A):n(X):n(Y)=2:1:1
⑥容器内气体的体积分数不再改变
20.(2023春 滨湖区期末)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中,A点处v正 v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)图中表示NO2变化的曲线是 。用O2表示0~2s内该反应的平均速率v= 。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母,下同)。
a.v(NO2)=2v(O2);
b.容器内压强保持不变;
c.v逆(NO)=2v正(O2);
d.容器内物质的密度保持不变.
(4)下列措施能使该反应的反应速率增大的是 。
a.及时分离出NO2气体
b.适当升高温度
c.增大O2的浓度
d.选择高效的催化剂
期末核心考点 化学反应速率和限度
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.(2024春 盐城期末)温度和容积不变,能表明反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)达到平衡状态的是( )
A.容器内压强不再变化 B.反应不再进行
C.v(H2O)=v(H2) D.氢气浓度不再变化
【专题】化学平衡专题;理解与辨析能力.
【分析】结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量来判定平衡,注意变量不变可判定平衡状态,以此来解答。
【解答】解:A.3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),反应前后气体物质的量不变,容器内压强不再变化不能判断反应达到平衡状态,故A错误;
B.反应达到平衡状态时,正逆反应速率相同,但不为0,故B错误;
C.熟练之比等于化学方程式计量数之比,为正反应速率之比,v(H2O)=v(H2)不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.氢气浓度不再变化,说明反应达到平衡状态,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学平衡的判定,为高频考点,把握变量的判定、平衡特征为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
2.(2023春 沛县期末)下列有关化学反应速率、化学反应限度的说法中,正确的是( )
A.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),增加碳的用量可加快反应速率
B.用铁片与稀硫酸反应制H2,改用98%的浓硫酸可加快生成H2的速率
C.工业合成氨反应在密闭容器中进行,压缩容器体积,可使反应速率增大
D.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等且都为0
【专题】化学平衡专题;化学反应速率专题;分析与推测能力.
【分析】A.碳为固体,没有浓度;
B.常温下,Fe和浓硫酸发生钝化现象;
C.工业合成氨反应在密闭容器中进行,压缩容器体积,反应物和生成物浓度都增大;
D.可逆反应的平衡状态为动态平衡状态,反应没有停止。
【解答】解:A.碳为固体,没有浓度,碳质量的多少不影响发育速率,故A错误;
B.常温下,Fe和浓硫酸发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,且铁和浓硫酸反应生成SO2而不是H2,故B错误;
C.工业合成氨反应在密闭容器中进行,压缩容器体积,反应物和生成物浓度都增大,单位体积内活化分子个数增多,化学反应速率加快,故C正确;
D.可逆反应的平衡状态为动态平衡状态,反应没有停止,所以正逆反应速率相等但不等于0,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素及化学平衡状态的特点,侧重考查基础知识的灵活运用能力,明确浓度、压强对化学反应速率的影响原理内涵是解本题关键,B为解答易错点。
3.(2024春 徐州期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用锌片和稀硫酸反应制取氢气时,用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率会加快
B.100mL2mol L﹣1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,增加C(s)的量,其反应速率增大
D.汽车尾气中的NO和CO可以反应生成N2和CO2,减小压强反应速率加快
【专题】化学反应速率专题.
【分析】A.形成原电池加快反应速率;
B.反应物浓度减小,反应速率减慢;
C.固体浓度为定值;
D.减压反应速率减慢。
【解答】解:A.粗锌中含有杂质,与锌在稀硫酸中形成原电池,生成氢气的速率会加快,故A正确;
B.在盐酸溶液中加入氯化钠溶液,盐酸浓度变小,反应速率减慢,故B错误;
C.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,C为固体,增加C(s)的量,反应速率不变,故C错误;
D.汽车尾气中的NO和CO可以反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学反应速率,题目难度中等,掌握外界条件改变对反应速率的影响是解题的关键。
4.(2024春 江苏月考)采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是( )
A.CaCO3与盐酸反应制取CO2时,将块状大理石改为粉末状大理石
B.铁与稀硫酸反应制备氢气,改用浓硫酸
C.Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应时,增大压强
D.钾与水反应时,增加水的用量
【专题】化学反应速率专题;理解与辨析能力.
【分析】依据外界条件改变对反应速率的影响分析。
【解答】解:A.CaCO3与盐酸反应制取CO2时,将块状大理石改为粉末状大理石,增大了反应物的接触面积,对增大化学反应速率有明显效果,故A正确;
B.常温下,若改用浓硫酸,因浓硫酸与铁发生钝化现象,两者不能制备氢气,故B错误;
C.Na2SO4与BaCl2的反应在溶液中进行,没有气体参加反应,则增大压强,对增大化学反应速率没有效果,故C错误;
D.水为纯液体,增加水的用量,因其浓度不变,所以对增大钾与水的化学反应速率没有效果,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学反应速率,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学反应速率的影响是解题的关键。
5.(2024春 宿迁期末)在一个恒容的密闭容器中,可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的标志( )
①v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2
②各组分的物质的量不变;
③体系的压强不再发生变化
④混合气体的密度不变;
⑤2v正(N2)=v逆(NH3);
⑥3molH﹣H键断裂的同时有6molN﹣H键也断裂
A.①②③⑤⑥ B.②③⑥ C.②③⑤⑥ D.②③④⑥
【专题】化学平衡专题.
【分析】化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分浓度和百分含量保持不变。
【解答】解:①v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2,未指明正逆反应速率,无法判断正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡状态,故①错误;
②各组分的物质的量不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故②正确;
③体系的压强不再发生变化,则混合气体的总物质的量不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故③正确;
④反应前后气体总质量不变,容器容积不变,混合气体的密度始终不变,无法判断正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡状态,故④错误;
⑤2v正(N2)=v逆(NH3),正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故⑤正确;
⑥3molH﹣H键断裂的同时有6molN﹣H键也断裂,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故⑥正确;
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握化学平衡状态的判断方法是解题的关键。
6.(2024秋 淮安期末)工业合成硫酸关键一步是将SO2转化为SO3。对于体积恒定的密闭容器中发生的放热反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列说法正确的是( )
A.增大O2的浓度可以加快反应速率
B.反应达到平衡后,反应就停止了
C.升高温度该反应速率减慢
D.使用过量的O2可以使SO2完全转化为SO3
【专题】化学平衡专题.
【分析】A.增大反应物浓度可以加快反应速率;
B.该反应为可逆反应,根据可逆反应的特点进行解答;
C.升温反应速率加快;
D.该反应为可逆反应,根据可逆反应的特点进行解答。
【解答】解:A.增大反应物浓度可以加快反应速率,故增大O2的浓度可以加快反应速率,故A正确;
B.该反应为可逆反应,可逆反应是动态平衡,反应没有停止,故B错误;
C.升温反应速率加快,故C错误;
D.该反应为可逆反应,反应物不可能全部转化为生成物,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学平衡及反应速率的相关知识,为高频考点,把握速率的影响因素、可逆反应的特征为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
7.(2024秋 秦淮区期末)用活性炭与NO2反应:为2C(s)+2NO2(g) 2CO2(g)+N2(g)ΔH<0来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是( )
A.该反应只在高温条件下能自发进行
B.该反应平衡常数的表达式为K
C.该反应中消耗1mol NO2,转移电子的数目为4×6.02×1023
D.该反应到达平衡后,升高温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快
【专题】氧化还原反应专题;化学平衡专题.
【分析】A.根据ΔG═ΔH﹣TΔS<0可以自发进行判断;
B.反应平衡常数是产物系数次幂乘积除以反应物系数次幂乘积;
C.该反应若2mol NO2完全反应时转移8mol电子;
D.升高温度,正反应速率和逆反应速率都加快,平衡逆向移动。
【解答】解:A.根据ΔG═ΔH﹣TΔS<0可以自发,该反应ΔH<0,ΔS>0,可知该反应在低温条件下能自发进行,故A错误;
B.反应平衡常数是产物系数次幂乘积除以反应物系数次幂乘积,但是纯固体和纯液体不写入平衡常数,该反应平衡常数的表达式为,故B错误;
C.该反应若2mol NO2完全反应时转移8mol电子,该反应中消耗1mol NO2,转移电子的数目为4×6.02×1023,故C正确;
D.升高温度,正反应速率和逆反应速率都加快,平衡逆向移动,逆反应速率加快的多,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查平衡常数的表达、氧化还原反应及反应的自发性,题目比较简单,注意基础知识的掌握。
8.(2021春 淮安期末)影响化学反应速率的主要因素是( )
A.浓度 B.催化剂
C.反应物本身的性质 D.温度
【专题】化学反应速率专题.
【分析】物质本身的性质决定化学反应速率,外界因素只是影响因素,据此分析解答。
【解答】解:物质本身的性质决定化学反应速率,外界因素只是影响因素,所以影响化学反应速率的主要因素是物质本身性质,故C正确,
故选:C。
【点评】本题考查化学反应速率影响因素,为高频考点,明确物质性质及外界影响反应速率原理是解本题关键,题目难度不大。
9.(2024春 铜山区期末)下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.由图甲可知,2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)ΔH=(b﹣a)kJ mol﹣1
B.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,乙图表示产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系
C.图丙表明,其它条件相同,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丁表示10mL0.01mol L﹣1酸性KMnO4溶液与过量的0.1mol L﹣1的H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化(Mn2+对反应有催化作用)
【专题】化学反应速率专题;分析与推测能力.
【分析】A.该反应的ΔH=正反应的活化能﹣逆反应的活化能;
B.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,a中Zn置换出Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池而加快化学反应速率,因为a中Zn和CuSO4反应导致Zn置换出氢气的体积减小;
C.其它条件相同,少量Mn2+存在时,NaOH浓度为1mol/L时反应速率小于0.1mol/L时反应速率;
D.酸性高锰酸钾溶液和草酸反应生成Mn2+,Mn2+对反应有催化作用,加快化学反应速率。
【解答】解:A.该反应的ΔH=正反应的活化能﹣逆反应的活化能=(a﹣b)kJ mol﹣1,故A错误;
B.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,a中Zn置换出Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池而加快化学反应速率,因为a中Zn和CuSO4反应导致Zn置换出氢气的体积减小,所以二者生成氢气的体积不同,故B错误;
C.其它条件相同,少量Mn2+存在时,NaOH浓度为1mol/L时反应速率小于0.1mol/L时反应速率,不能得出“溶液碱性越强,H2O2分解速率越快”,故C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液和草酸反应生成Mn2+,Mn2+对反应有催化作用,加快化学反应速率,所以n(Mn2+)在某一时间突然增大,图象符合,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素,侧重考查图象的分析和判断,明确焓变的计算方法、外界条件对化学反应速率影响原理是解本题关键,题目难度不大。
10.(2024春 徐州期末)FeCl3溶液和KI溶液发生反应:2Fe3++2I﹣ 2Fe2++I2。下列关于该反应的说法错误的是( )
A.降低温度能减慢反应速率
B.增大Fe3+和I﹣的浓度能加快反应速率
C.反应达到平衡时,溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等
D.达到平衡状态时,仍有Fe3+与I﹣反应生成Fe2+与I2
【专题】化学反应速率专题;理解与辨析能力.
【分析】A.温度越低反应速率越慢;
B.浓度越大反应速率越快;
C.当上述可逆反应达到平衡时,溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)不变;
D.化学平衡为动态平衡。
【解答】解:A.温度越低反应速率越慢,所以降低温度能减慢反应速率,故A正确;
B.浓度越大反应速率越快,所以增大Fe3+和I﹣的浓度能加快反应速率,故B正确;
C.平衡时,溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)不变,而不一定相等,故C错误;
D.化学平衡为动态平衡,达到平衡状态时,仍有Fe3+与I﹣反应生成Fe2+与I2,正逆反应速率相等,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查化学反应速率,侧重考查学生影响速率因素的掌握情况,试题难度中等。
11.(2024春 徐州期末)为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中不正确的是( )
A.曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应
B.随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C.若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的速率,则曲线甲t2﹣t3时间内平均反应速率为
D.两次实验,不同状态的固体最终生成的CO2的量相同
【专题】化学反应速率专题;理解与辨析能力.
【分析】与块状碳酸钙固体相比,质量相等的粉末状碳酸钙固体与盐酸反应生成二氧化碳的体积相等,但反应物的接触面积增大、反应速率加快,生成等量二氧化碳所需时间减少,由图可知,曲线甲用时少于曲线乙,所以曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应、曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应。
【解答】解:与块状碳酸钙固体相比,质量相等的粉末状碳酸钙固体与盐酸反应生成二氧化碳的体积相等,但反应物的接触面积增大、反应速率加快,生成等量二氧化碳所需时间减少,由图可知,曲线甲用时少于曲线乙,所以曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应、曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应;
A.由分析可知,曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应,故A正确;
B.碳酸钙与盐酸的反应是放热反应,反应放出的热量使反应温度升高,反应速率加快,则反应开始时,温度对反应速率的影响起主要作用,反应速率加快,随着反应的进行,浓度降低起主要作用,反应速率才不断降低,故B错误;
C.由图可知,曲线甲t2﹣t3时间内,二氧化碳体积的增加量为(V3﹣V2)mL,则反应的平均反应速率为,故C正确;
D.探究反应速率的影响因素时,只控制一个变量,则研究不同状态碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率时,两次实验所取碳酸钙固体质量一样,与足量的盐酸反应生成二氧化碳的量相同,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查化学反应速率,侧重考查学生影响速率因素的掌握情况,试题难度中等。
12.(2023秋 鼓楼区期末)已知1mol H2O2分解放出热量98kJ。在含少量I﹣的溶液中,H2O2的分解反应依次经历两个基元反应步骤,第一步反应为慢反应:H2O2+I﹣=H2O+IO﹣第二步反应为快反应。下列说法正确的是( )
A.第二步反应的离子方程式为H2O2+IO﹣=H2O+O2↑+I﹣
B.2H2O2=2H2O+O2↑的活化能为196kJ mol﹣1
C.反应的速率与Ⅰ的浓度无关
D.IO﹣是该反应的催化剂
【分析】A.利用总反应方程式减去第一步反应,可得第二步反应;
B.分解1mol H2O2生成液态水和氧气放出98kJ热量可得到反应热,无法得到活化能的信息;
C.反应活化能越小,反应速率越快;
D.根据方程式知,I﹣是该反应的催化剂,催化剂的浓度影响化学反应速率;
【解答】解:A.反应的总方程式为2H2O2=2H2O+O2↑,用总反应方程式减去第一步反应,可得第二步反应的离子方程式为H2O2+IO﹣=H2O+O2↑+I﹣,故A正确;
B.已知1mol H2O2分解放出热量98kJ,反应为放热反应,分解1mol H2O2分解放出热量186kJ,该反应的反应热ΔH 为﹣196kJ mol﹣1,故B错误;
C.H2O2分解反应的速率由慢反应决定,且I﹣的浓度越大,反应速率越快,故C错误;
D.根据题给两个反应可知,I﹣为该反应的催化剂,IO﹣为中间产物,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学反应速率,为高频考点,把握反应机理、慢反应对反应速率的影响、速率的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
13.(2024 江苏学业考试)化学与生活息息相关,下列措施中与改变反应速率无关的是( )
A.铁制器皿涂油刷漆
B.食品包装袋内充入氮气
C.厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅
D.将酸奶存放在冰箱中
【分析】改变反应物浓度、改变温度、改变反应物接触面积、改变压强(有气体参加或生成的反应)、催化剂都能改变化学反应速率,以此解答该题。
【解答】解:A.铁制器皿涂油刷漆可减少铁与空气中的氧气接触,有利于减缓铁制器皿的腐蚀速率,则铁制器皿涂油刷漆与改变反应速率有关,故A错误;
B.食品包装袋内充入氮气可以减少氧气的浓度,有利于减缓食品的速率,延长保质期,则食品包装袋内充入氮气与改变反应速率有关,故B错误;
C.铝锅在炒制食物时,可能会因食物的酸碱性使得铝溶解造成微量的铝元素被人体吸收囤积,所以家用炒菜使用铁锅而不使用铝锅,则厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅与改变反应速率无关,故C正确;
D.酸奶存放在冰箱中,可降低温度,减缓酸奶的氧化速率,延长酸奶的保质期,则将酸奶存放在冰箱中与改变反应速率有关,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查反应速率,为高频考点,把握影响反应速率的因素、速率的调控作用为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意化学与生产的联系,题目难度不大。
14.(2024秋 海安市期末)我国科学家最近开发新催化剂(P/CuSAS@CN)高效电还原CO2制备C2H6,化学原理是2CO2(g)+7H2(g) C2H6(g)+4H2O(g)ΔH<0,下列说法错误的是( )
A.P/CuSAS@CN能降低该反应的活化能
B.当CO2的消耗速率与H2的生成速率之比等于2:7时,反应已达平衡
C.当水蒸气浓度为CO2浓度的2倍时,反应已达平衡状态
D.该反应在低温下能自发进行
【专题】化学平衡专题.
【分析】A.催化剂能降低反应所需活化能;
B.当CO2的消耗速率与H2的生成速率之比等于2:7时,反应体系中各物质的物质的量浓度不变;
C.当水蒸气浓度为CO2浓度的2倍时,该反应不一定达到平衡状态;
D.ΔH<0,ΔS<0,如果ΔH﹣TΔS<0,该反应能自发进行。
【解答】解:A.催化剂能降低反应所需活化能,P/CuSAS@CN为该反应的催化剂,所以能降低该反应的活化能,故A正确;
B.当CO2的消耗速率与H2的生成速率之比等于2:7时,反应体系中各物质的物质的量浓度不变,反应达到平衡状态,故B正确;
C.当水蒸气浓度为CO2浓度的2倍时,该反应不一定达到平衡状态,与初始浓度及转化率有关,故C错误;
D.ΔH<0,ΔS<0,如果ΔH﹣TΔS<0,则T的数值应该较小,所以该反应在低温下能自发进行,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡、反应自发性的判断,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确化学平衡状态的判断方法、反应自发性的判断方法是解本题关键,注意:催化剂能改变活化能,但不影响焓变。
15.(2024 江苏学业考试)一定温度下,向某恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,在催化剂作用下发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),下列说法正确的是( )
A.使用催化剂可实现SO2的100%转化
B.以SO2或O2浓度的变化均可表示反应速率,两者的数值相等
C.达到平衡状态时,SO2与SO3物质的量之比为1:1
D.达到平衡状态时,SO2的浓度不再发生变化
【专题】化学平衡专题.
【分析】A.催化剂不能改变平衡状态;
B.化学反应速率之比是化学计量数之比;
C.达到平衡状态时,与SO2与SO3物质的量之比无关;
D.达到平衡状态时正逆反应速率相等。
【解答】解:A.催化剂不能改变平衡状态,因此使用催化剂不能实现SO2的100%转化,故A错误;
B.以SO2或O2浓度的变化均可表示反应速率,速率之比是化学计量数之比,所以根据方程式可判断两者的数值不相等,故B错误;
C.达到平衡状态时,与SO2与SO3物质的量之比无关,故SO2与SO3物质的量之比为1:1不能判断平衡状态,故C错误;
D.达到平衡状态时正逆反应速率相等,因此SO2的浓度不再发生变化,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学平衡状态的判断,为高频考点,明确化学平衡状态的特征为解答关键,注意掌握外界条件对化学平衡的影响,题目难度不大。
二.解答题(共5小题)
16.(2024春 秦淮区期末)氢能是一种清洁能源,氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
(1)硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料,25℃时NaBH4催化制氢先生成Na[B(OH)4],再转化为NaBO2。在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面部分反应机理如图﹣1所示:
①其他条件不变,用D2O代替H2O,写出中间产物X的结构式: 。
②其他条件不变,催化剂Co2B中掺杂MoO3能提高制H2效率的原因是 MoO3能吸附H2O并解离出H+,加快了氢气的生成速率 。
③已知25℃时NaBO2和NaBH4在水中的溶解度分别为28g和55g。NaBH4浓度对制H2速率影响如图﹣2所示,NaBH4浓度大于10%时反应速率变慢的可能原因是 浓度较大时,生成的NaBO2附着在催化剂表面,降低了催化活性,反应速率降低 。
(2)将NaBH4固体投入水中,常温下可发生反应:NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=﹣217kJ mol﹣1。NaAlH4是一种可用于商业化制氢的铝氢化物,控制反应温度为110℃,NaAlH4制氢的反应为。与等物质的量NaAlH4制氢相比,NaBH4制氢的优点有 反应条件温和 和 产氢量多 。
(3)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中转化为电能。某熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图﹣3所示。
①负极上的电极反应式为 H2﹣2e﹣H2O+CO2 。
②该电池以3.2A恒定电流工作14分钟,消耗0.49LH2,该电池将化学能转化为电能的转化率为 70% 。
[已知:该条件下H2的摩尔体积为24.5L/mol:电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s):;e=1.60×10﹣19C]
【专题】化学反应速率专题;电化学专题.
【分析】(1)①由反应机理图可知,H2O中—OH取代了一个H;
②由反应机理图可知,MoO3能吸附H2O并解离出H+;
③由反应机理图可知,吸附在催化剂表面;
(2)根据两反应对比进行判断NaBH4制氢的优点;
(3)①负极上H2失电子与反应生成H2O和CO2;
②电荷量q(C)=3.2A×(14×60)s=2688C,n(e﹣)0.028mol,氢气完全反应转移的电子的物质的量为2=0.04mol,即可求得该电池将化学能转化为电能的转化率。
【解答】解:(1)①由反应机理图可知,H2O中—OH取代了一个H,若用D2O代替H2O,则中间产物X的结构式为,
故答案为:;
②由反应机理图可知,MoO3能吸附H2O并解离出H+,加快了氢气的生成速率,
故答案为:MoO3能吸附H2O并解离出H+,加快了氢气的生成速率;
③由反应机理图可知,吸附在催化剂表面,浓度较大时,生成的NaBO2附着在催化剂表面,降低了催化活性,反应速率降低,
故答案为:浓度较大时,生成的NaBO2附着在催化剂表面,降低了催化活性,反应速率降低;
(2)由两个反应方程式可知,NaBH4常温下可与水反应,而NaAlH4与水反应需控制温度为110℃,即NaBH4制氢的条件更温和;1mol NaBH4能产生4mol氢气,而1mol NaAlH4只能产生1.5mol氢气,即NaBH4的产氢量更多,
故答案为:反应条件温和;产氢量多;
(3)①负极上H2失电子与反应生成H2O和CO2,电极反应式为:H2﹣2e﹣H2O+CO2,
故答案为:H2﹣2e﹣H2O+CO2;
②电荷量q(C)=3.2A×(14×60)s=2688C,n(e﹣)0.028mol,氢气完全反应转移的电子的物质的量为2=0.04mol,该电池将化学能转化为电能的转化率为100%=70%,
故答案为:70%。
【点评】本题考查电化学、化学反应速率和反应机理,掌握基本知识是关键,题目难度中等。
17.(2024春 无锡期末)近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇(CH3OH)的是其中的一个研究项目,该研究发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO与H2反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
(1)上述反应符合原子经济性的是反应 Ⅰ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)在某一时刻采取下列措施,能使反应Ⅰ的反应速率减小的措施是 B (填字母,下同)。
A.恒温恒容下,再充入CO B.降低温度 C.恒温恒容下,向其中充入Ar
(3)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ,下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是 B 。
A.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol的CH3OH
B.CH3OH的体积分数不再发生变化
C.3v(CO2)=v(H2)
D.容器内气体密度不再改变
(4)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2=CH3OH)的工作原理如图所示。通入H2的一端是电池 负 (填“正”或“负”)极,电池工作过程中H+通过质子膜向 左 (填“左”或者“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应为 CO+4e﹣+4H+=CH3OH 。
【专题】电化学专题;分析与推测能力.
【分析】(1)根据原子经济性指的是反应物原子全部转移到生成物中,原子利用率是100%进行分析;
(2)根据恒温恒容下,再充入CO,增大了反应物浓度,反应速率加快,降低温度可以加快反应速率,进行分析;
(3)根据正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量等变量不再变化时,反应达到平衡状态,进行分析;
(4)根据总反应:CO+2H2=CH3OH可知,C的化合价降低,CO在正极得到电子,H的化合价升高,H2在负极失去电子,所以通入H2的一端是负极;电池工作过程中阳离子移向正极,进行分析。
【解答】解:(1)原子经济性指的是反应物原子全部转移到生成物中,原子利用率是100%,反应Ⅰ和Ⅱ中符合原子经济性的是反应Ⅰ,
故答案为:Ⅰ;
(2)A.恒温恒容下,再充入一氧化碳,增大了反应物浓度,反应速率加快,故A错误;
B.降低温度可以加快反应速率,故B正确;
C.恒温恒容下,向其中充入Ar,反应相关各物质浓度均无改变,反应速率不变,故C错误;
故答案为:B。
(3)A.无论平衡与否,单位时间内消耗3mol 氢气,一定同时生成1mol的甲醇,所以该说法不能判断是否平衡,故A错误;
B.CH3OH的体积分数不再发生变化可以说明反应达到了平衡状态,故B正确;
C.平衡时正逆反应速率相等,3v(CO2)=v(H2)不能表示出正逆反应速率相等,故C错误;
D.该反应的反应物和生成物均为气体,气体总质量是不变的,容器体积也是固定的,所以容器内气体密度是一直不变的,所以当容器内气体密度不再改变时不能说明反应达到了平衡状态,故D错误;
故答案为:B;
(4)该装置是原电池,根据总反应:CO+2H2=CH3OH可知,碳元素的化合价降低,一氧化碳在正极得到电子,H的化合价升高,氢气在负极失去电子,所以通入H2的一端是负极;电池工作过程中阳离子移向正极,所以H+向左移动;通入CO的一端为正极,CO在酸性溶液中得到电子转变为CH3OH,电极反应式为:CO+4e﹣+4H+ = CH3OH,
故答案为:负;左;CO+4e﹣+4H+ = CH3OH。
【点评】本题主要考查化学平衡状态的判断等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
18.(2024 润州区开学)合成氨对人类具有重大意义,反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH,一定条件下,该反应在2L的固定容积的密闭容器中进行,测得如表数:
0min 10min 20min 30min 40min
n(N2)/mol 1.5 1.4 1.2 1.0 1.0
n(H2)/mol 4.5 4.2 3.6 3.0 3.0
n(NH3)/mol 0 0.2 0.6 1.0 1.0
(1)为提高此反应的速率,下列措施可行的是 C (填字母)。
A.充入氦气
B.降低温度
C.使用适合催化剂
(2)0~20min内的平均反应速率v(N2)为 0.0075 mol L﹣1 min﹣1。
(3)已知断裂1mol相应化学键需要的能量如下,则ΔH= ﹣92 kJ mol﹣1。
化学键 H—H N—H N≡N
能量 436kJ 391kJ 946kJ
(4)一种将氢气与氮气利用电解原理制备NH3的装置如图,图中陶瓷在高温时可以传输H+。其中Pd电极a为 阴极 (填“阳极”或“阴极”),该电极的电极反应式: N2+6e﹣+6H+=2NH3 。
【专题】化学反应中的能量变化;化学反应速率专题;电化学专题.
【分析】(1)增大浓度、增大压强、升高温度、加入催化剂等方法都能提高反应速率;
(2)0~20min内的平均反应速率v(N2)为 ;
(3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=生成物总键能﹣反应物总键能;
(4)氢气和氮气反应生成氨气时,氢气失电子发生氧化反应,则充入氢气的电极为阳极、充入氮气的电极为阴极,则a为阴极、b为阳极,阴极上氮气得电子和氢离子反应生成氨气。
【解答】解:(1)A.恒容条件下充入氦气,反应物和生成物浓度都不变,反应速率不变,故A错误;
B.降低温度,活化分子百分数减小,化学反应速率降低,故B错误;
C.使用适合催化剂,增大活化分子百分数,化学反应速率提高,故C正确;
故答案为:C;
(2)0~20min内的平均反应速率v(N2)为 0.0075mol L﹣1 min﹣1,
故答案为:0.0075;
(3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=生成物总键能﹣反应物总键能=(6×391﹣946﹣3×436)kJ/mol=﹣92kJ/mol,
故答案为:﹣92;
(4)根据以上分析知,充入氮气的电极a为阴极,充入氢气的电极b为阳极,阴极上氮气得电子和氢离子反应生成氨气,电极反应式为N2+6e﹣+6H+=2NH3,
故答案为:阴极;N2+6e﹣+6H+=2NH3。
【点评】本题考查较综合,侧重考查分析、判断及计算能力,明确化学反应速率的影响因素、化学反应速率的计算方法、电解原理等知识点是解本题关键,易错点是电极反应式的书写,注意结合电解质溶液特点书写。
19.(2023秋 江阴市月考)在698K,向某VL的密闭容器中充入3mol X(g)和3mol Y(g),发生反应:2A(g)+B(s) X(g)+Y(g),测得各物质物质的量浓度与时间变化的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)V= 3 。
(2)该反应达到最大限度的时间是 5s ,该时间内平均反应速率v(A)= 0.316mol/(L s) 。
(3)反应生成了 4.74 mol A,v(X)= 316mol/(L s) 。
(4)平衡时Y的浓度是 0.21mol/L 。
(5)平衡时容器内气体的总物质的量为 6 mol。
(6)下列可以说明该反应已达平衡状态的是 ②③④⑥ (填序号)。
①体系压力不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(A)=2v逆(X)
⑤n(A):n(X):n(Y)=2:1:1
⑥容器内气体的体积分数不再改变
【专题】化学平衡专题;理解与辨析能力.
【分析】(1)依据公式n=cV计算体积;
(2)反应达到最大限度各组分浓度保持不变,结合公式v计算反应速率;
(3)结合公式n=cV计算A的物质的量,结合公式v计算反应速率;
(4)依据图象找出Y的浓度;
(5)结合公式n=cV计算混合气体的总物质的量;
(6)化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分浓度和百分含量保持不变。
【解答】解:(1)向某VL的密闭容器中充入3mol X(g)和3mol Y(g),此时X或Y的浓度为1mol/L,故V3L,
故答案为:3;
(2)由图可知,该反应达到最大限度的时间是5s,该时间内平均反应速率v(A)0.316mol/(L s),
故答案为:0.316mol/(L s);
(3)反应生成A的物质的量为1.58mol/L×3L=4.74mol,v(X)0.158316mol/(L s),
故答案为:4.74;0.316mol/(L s);
(4)由图可知,平衡时Y的浓度是0.21mol/L,
故答案为:0.21mol/L;
(5)平衡时容器内气体的总物质的量为(1.58+0.21×2)mol/L×3L=6mol,
故答案为:6;
(6)①反应前后气体分子数不变,故体系压力始终不变,无法判断反应是否达到平衡;
②容器容积不变,容器内气体的密度不再改变时,混合气体的总质量不变,反应达到平衡状态;
③反应前后混合气体的总物质的量不变,混合气体的平均相对分子质量不变时,混合气体的总质量不变,反应达到平衡状态;
④v正(A)=2v逆(X),正逆反应速率相等,反应达到平衡状态;
⑤n(A):n(X):n(Y)=2:1:1,无法判断正逆反应速率相等,故无法判断反应是否达到平衡状态;
⑥容器内气体的体积分数不再改变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态;
故答案为:②③④⑥。
【点评】本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握平衡状态的判定方法是解题的关键。
20.(2023春 滨湖区期末)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中,A点处v正 大于 v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)图中表示NO2变化的曲线是 b 。用O2表示0~2s内该反应的平均速率v= 0.0015mol/(L s) 。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 bc (填字母,下同)。
a.v(NO2)=2v(O2);
b.容器内压强保持不变;
c.v逆(NO)=2v正(O2);
d.容器内物质的密度保持不变.
(4)下列措施能使该反应的反应速率增大的是 bcd 。
a.及时分离出NO2气体
b.适当升高温度
c.增大O2的浓度
d.选择高效的催化剂
【专题】化学平衡专题.
【分析】(1)根据化学反应的方向以及线的斜率来判断反应速率的大小即可;
(2)根据一氧化氮物质的量的变化知,该反应向正反应方向移动,则二氧化氮的物质的量在不断增大,且同一时间段内,一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量;根据v计算一氧化氮的反应速率,再结合同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氧气的反应速率;
(3)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再改变,由此衍生的一些物理量也不变;
(4)为使该反应的反应速率增大,可采用增大压强、升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度等方法,再结合平衡移动原理分析解答。
【解答】解:(1)根据A点是反应正向进行的点知道,正反应速率大于逆反应速率,根据A点线的斜率大于B点,所以A点的正反应速率快,
故答案为:大于;
(2)根据一氧化氮物质的量的变化知,该反应向正反应方向移动,则二氧化氮的物质的量在不断增大,且同一时间段内,一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量,所以表示NO2的变化的曲线是b,0~2s内v(NO)mol/(L.s)=0.0030mol/(L.s),同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以氧气的反应速率为 0.0015mol/(L s),
故答案为:b;0.0015mol/(L s);
(3)a.当v (NO2)=2v (O2)时,该反应不一定达到平衡状态,故a错误;
b.该反应是一个反应气体气体体积改变的可逆反应,当达到平衡状态时,各物质的浓度不变,则容器内压强保持不变,故b正确;
c.v逆(NO):v正(O2)=2:1时,正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故c正确;
d.根据质量守恒定律知,混合物质量始终不变,容器的体积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故d错误;
故答案为:bc;
(4)a.及时分离除NO2气体平衡向右移动,但反应速率减小,故错误;
b.适当升高温度,反应速率增大,故正确;
c.增大O2的浓度反应速率增大,故正确;
d.选择高效催化剂能增大反应速率,故正确;
故答案为:bcd。
【点评】本题考查了反应速率的判断、反应速率的计算、影响反应速率及平衡移动的因素等知识,注意知识的迁移应用是关键,难度中等。
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