沪科版高中化学一年级第二学期6《揭示化学反应速率和平衡之谜》测试题(解析版)

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名称 沪科版高中化学一年级第二学期6《揭示化学反应速率和平衡之谜》测试题(解析版)
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 化学
更新时间 2018-12-25 11:50:09

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《揭示化学反应速率和平衡之谜》测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.某温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,在一带有活塞的密闭容器中达到平衡,下列说法不正确的是 ( )
A. 恒温,压缩体积,平衡不移动,颜色加深
B. 恒压,迅速充入HI,开始时正反应速率减小
C. 恒容,升温逆反应速率增大,正反应速率减小
D. 恒容,充入H2,I2转化率增大
2.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于容积为2 L的容器中,使其发生如下反应:3 X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)。5 min末生成0.2 mol W,若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·(L·min)-1,则n的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
3.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施几乎不影响氢气产生速率的是( )
A. 加少量醋酸钠固体 B. 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C. 滴加少量CuSO4溶液 D. 加少量硫酸钠固体
4.将4 mol A气体和1mol B气体在2 L的容器内混合,在一定条件下发生反应: 2A(g) +B(g)3C(g),若2 min后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,则下列说法正确的是( )
A. 用物质A表示反应的平均速率为v(A)= 0.4 mol·(L·min)-1
B. 2 min时A、B、C三种气体的总量为5mol
C. 2 min时B的转化率为20%
D. 若2 min后该反应达平衡,则各种气体的量不再变化,反应停止
5.下列各组反应(表中物质均为反应物),在反应刚开始时,放出H2的速率最大的是( )
金属(粉末状)mol 酸的浓度及体积 反应温度
A Mg 0.1 3 mol/L硫酸10 mL 60 ℃
B Mg 0.1 6 mol/L硝酸10 mL 80 ℃
C Fe 0.1 3 mol/L盐酸10 mL 60 ℃
D Mg 0.1 3 mol/L 盐酸10 mL 60 ℃

A. A B. B C. C D. D
6.如图的曲线是表示其他条件一定时,2NO+O22NO2(该反应放热)反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的点是( )

A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
7.影响化学反应速率的因素很多,下列措施一定能提高反应速率的是( )
A. 改变反应物用量 B. 减小压强 C. 降低温度 D. 升高温度
8.实验:①0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和0.015 mol·L-1 KSCN溶液各1mL混合得到红色溶a,均分溶液a置于b、c两支试管中;②向b中滴加3滴饱和FeCl3溶液,溶液颜色加深;③再向上述b溶液中滴加3滴1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液颜色变浅且出现浑浊;④向c中逐渐滴加1mol·L-1 KSCN溶液2 mL,溶液颜色先变深后变浅。下列分析不正确的是( )
A. 实验②中增大Fe3+浓度使平衡Fe3++ 3SCN-Fe(SCN)3正向移动
B. 实验③中发生反应:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
C. 实验③和④中溶液颜色变浅的原因相同
D. 实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响
9.相同温度下体积固定的密闭容器中发生如下可逆反应:A2(g) + 3B2(g)2AB3(g),下列情况一定能说明该可逆反应已经达到化学平衡状态的是( )
A. v(A2) 正 = v(B2) 逆 B. 断裂1个A2键,同时断裂3个B2键
C. c(A2):c(B2):c(AB3)=1:3:2 D. 容器内气体的压强不随时间而变化
10.某温度下,反应H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=。该温度下,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如表所示:
甲 乙 丙
c(H2)/(mol·L-1) 0.010 0.020 0.020
c(CO2)/(mol·L-1) 0.010 0.010 0.020

11.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 溴水中有如下平衡:Br2+H2O?HBr+HBrO,加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
B. 合成NH3反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施
C. 氯气在水中的溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度
D. 对CO(g)+NO2(g)?CO2(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深
12.在一个容积为2 L的密闭容器中,加入0.8 mol的A2气体和0.6 mol B2气体,一定条件下发生如下反应:A2(g)+B2(g)?2AB(g)ΔH<0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是(  )

A. 图中a点的值为0.15 B. 该反应的平衡常数K=0.03
C. 温度升高,平衡常数K值减小 D. 平衡时A2的转化率为62.5%
13.比较、推理是化学学习常用的方法,以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素,其中推导不合理的是 (  )
序号 化学反应事实 影响化学反应的因素
A 铁丝在空气中很难燃烧,而在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度
B 碳在常温下不与氧气发生反应,而在高温时能与氧气反应 反应温度
C 水在通电的条件才能分解,双氧水只要加入二氧化锰就迅速分解 催化剂
D 铜片在空气中很难燃烧,纳米铜粉在空气中较易燃烧 反应物的接触面积

A. A B. B C. C D. D
14.已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ/mol,相同温度下,在体积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下:
容器编号 起始时各物质物质的量/mol 达平衡过程体系能量的变化
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 放出热量: 32.8 kJ
② 0 0 1 4 热量变化:Q


下列说法中,不正确的是( )
A. 容器①中反应达平衡时,CO?的转化率为80%
B. 容器①中的平衡常数等于容器②中平衡常数
C. Q=32.8
D. 容器①中CO?反应速率等于H2O的反应速率
15.α1和α2、c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g)2NO2(g)和3O2(g)2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量。下列判断正确的是( )
A. α1减小,α2增大,c1、c2均增大 B. α1、α2均增大,c1、c2均增大
C. α1增大,α2减小,c1、c2均增大 D. α1减小,α2增大,c1增大,c2减小


二、填空题
16.苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料,乙苯催化脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,其化学方程式为:

(1)已知:
化学键 C-H C-C C===C H-H
键能/kJ·mol-1 412 348 612 436


计算上述反应的ΔH=________ kJ·mol-1。该反应在_______________条件下能自发进行。
(2)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________。
(3) L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时乙苯的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是__________________。
②判断L1、L2的大小关系:__________________。
17.化学平衡原理在工农业生产中发挥着重要的指导作用。
(1)反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常数K的表达式为________________;
已知C(s) + H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数为K1;H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数为K2 ,则K与K1、K2二者的关系为________________________。
(2)已知某温度下,反应2SO2+O22SO3,的平衡常数K=19
在该温度下的体积固定的密闭容器中,c0(SO2)=1mol·L-1,c0(O2)=1 mol·L-1,当反应在该温度下SO2转化率为80%时,该反应__________(填“是”或“否”)达到化学平衡状态,若未达到,向_________(填“正反应”或“逆反应”) 方向进行。
(3)对于可逆反应:aA(g) +bB(g) cC(g)+dD(g) △H = a kJ·mol-1;若a+b>c+d,减小压强平衡向_______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;若升高温度,平衡向逆反应方向移动,则a_______0(填“>”或“<”)
18.近几年全国各地都遭受“十面霾伏”。其中机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化“贡献”最大。汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g) +N2(g) ΔH <0。在t℃下,将2.0molNO、2.4molCO气体通入到容积固定的2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示:

(1)该反应平衡常数的表达式为________。
(2)20min时,c(CO2)为__________,NO的转化率为__________。
(3)0--10min的平均速率v(N2)=__________。
(4)20min时,若改变反应条件,导致CO转化率增大,则改变的条件可能为__(填序号)。
A.缩小容器容积 B.增加CO的量
C.降低温度 D.使用催化剂
(5)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行t1时刻达到平衡状态的是_______(填代号)【下图中的v(正)、K、n、w分别代表正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数】

19.环境中常见的重金属污染物有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-,常用的方法为还原沉淀法,该法的工艺流程为CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓。
其中第①步存在平衡2CrO42- (黄色)+2H+Cr2O72- (橙色)+H2O。
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式 。
(2)关于第①步反应,下列说法正确的是 。
A.通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态
B.该反应为氧化还原反应
C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色
(3)第②步中,还原0.1 mol Cr2O72-,需要 mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成Cr(OH)3外,还可能生成的沉淀为 。
(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5 mol/L,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程): 。
20.亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过如下反应获得:2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)。
(1)氢氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K3
则K3=________(用K1和K2表示)。
(2)已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酰氯的结构为Cl—N===O):
化学键 N≡O Cl—Cl Cl—N N===O
键能/(kJ·mol-1) 630 243 a 607


则2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)反应的ΔH和a的关系为ΔH=_______kJ·mol-1。
(3)按投料比2∶1把NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图(a)所示:
①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。
②在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为________。
③若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=________(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。
 
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),在n(NO)/n(Cl2)=1.5时达到平衡状态,ClNO的体积分数可能是图(b)中D、E、F三点中的________点。

三、实验题
21.(1)某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响,并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。
限选试剂和仪器:0.20 mol/L H2C2O4溶液、0.010 mol/L KMnO4溶液(酸性)、MnSO4、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。
物理量 编号 V(0.20 mol/L H2C2O4溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010 mol/L酸性KMnO4溶液)/mL m(MnSO4)/g T/℃ 乙
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.5 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25


回答下列问题:
①写出上述反应的离子方程式:________________________。
②上述实验①②是探究____________对化学反应速率的影响;上述实验②④是探究____________对化学反应速率
影响。若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响,则a为______________;表格中的“乙”填写t/s,其测量的是______________________。
③实验①中对“乙”重复测量三次,所得数值分别13.6,13.5,13.4。忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=___________ 。
④已知实验①50℃时c(MnO)~反应时间t的变化曲线如图I。若保持其他条件不变,请在坐标图中,画出实验②25℃时c(MnO)~t的变化曲线示意图。______________
  
(2)测定中和热的实验装置如图II所示。
①写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式_______________________(中和热数值为57.3 kJ/mol):
②取60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度 t2/℃ 温度差 (t2-t1)/℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 29.9
2 26.2 26.4 26.3 30.6
3 25.9 25.9 25.9 29.5
4 26.4 26.2 26.3 30.0


近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则中和热△H=________________________kJ/mol(列出计算式)。
③能引起中和热偏高的原因是(填字母)__________。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C.用50mL0.50mol/L醋酸代替了硫酸进行反应,
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
E. 量取硫酸溶液的体积时仰视读数
22.某同学设计了如下探究实验方案:
实验 草酸溶液 (0.5mol/L) 高锰酸钾 (0.5mol/L) 稀硫酸 (0.5mol/L) 硫酸锰 (0.5mol/L) 温度 蒸馏水
① 10.0 mL 2.0 mL 3.0 mL 0 25℃ 1.0 mL
② 10.0 mL 2.0 mL 3.0 mL 1.0 mL 25℃ 0
③ 8.0 mL 2.0 mL 3.0 mL 0 25℃ Vx
④ 10.0 mL 2.0 mL 3.0 mL 0 35℃ 1.0 mL


回答下列问题:
(1)本方案中用于设计实验的化学反应方程式是____________________,实验中预通过观察什么现象或测定什么数据来进行判断:_____________________。
(2)该实验的目的是________________________________________________。
(3)实验③中的Vx =______;实验①和④测得反应速率分别为v1、v4,则v1______v4(填:“>”“<”和“=”)。
(4)实验①中,c(Mn2+)与t关系如右图所示。AB段斜率明显大于OA段斜率,除反应可能放热外,还可能是________________。


四、推断题
23.在密闭容器中,使1 mol N2和3 mol H2混合发生下列反应:N2 (g) + 3H2 (g)2NH3 (g) ΔH <0。
(1)达到平衡时, 充入N2并保持体积不变,平衡将______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(2)达到平衡时,充入氩气(Ar)并保持体积不变,平衡将______移动(同上)。
(3)达到平衡时,充入氩气(Ar),并保持压强不变,平衡将______移动(同上)。
(4)达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡______移动(同上)。
(5)保持体积不变,升高温度时,混和气体的平均相对分子质量______,密度_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是______;N2和H2的转化率比是______。

五、计算题
24.在一密闭的2L的容器里装有4mol SO2和2mol O2,在一定条件下开始反应。2min末测得容器中共有5.2mol 气体,试计算:
(1)2min末SO3气体的物质的量浓度;
(2)2min内O2的平均反应速率v(O2);
(3)2min末SO2的转化率.
25.把0.8 mol X 气体和0.4 mol Y 气体混合于2 L 密闭容器中,使它们发生如下反应:2 X(g)+ Y (g) n Z (g) +2 W (g)。2 min 末已生成0.2 mol W ,若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·(L·min)-1,计算:
(1)前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率;
(2)2 min末时Y的浓度。
(3)化学反应方程式中n 值是多少?
试卷第4页,总10页

参考答案
1.C
【解析】
【详解】
A. 恒温,压缩体积,压强增大,反应前后气体分子数不变,因此平衡不移动,单质碘的浓度大,则颜色加深,A正确;
B. 恒压,迅速充入HI,容器体积增大,反应物浓度减小,所以开始时正反应速率减小,B正确;
C. 恒容,升温,正、逆反应速率均增大,C错误;
D. 恒容,充入H2,平衡向正反应方向进行,I2转化率增大,D正确。
答案选C。
2.A
【解析】 3X + Y==== nZ + 2W
起始/mol 0.6 0.4 0 0
5 min/mol 0.01×5×2 0.2
各物质的浓度之比等于方程式中的化学计量数之比,所以n∶2=0.01×5×2∶0.2=1∶2,n=1。
3.D
【解析】
【详解】
A.加入少量CH3COONa固体,稀硫酸和CH3COONa反应生成弱酸CH3COOH,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故A不选;B.浓硫酸和Fe发生钝化,且浓硫酸和Fe反应生成二氧化硫而不是氢气,故B不选;C.滴加少量CuSO4溶液,置换出铜,形成原电池反应,反应速率增大,故C不选;D.加入少量的硫酸钠,氢离子浓度不变,反应速率不变,故D选;故选D。
【点睛】
本题考查影响化学反应速率因素,明确温度、压强、浓度、催化剂等因素对化学反应速率影响原理是解本题关键。本题的易错点为BC,B中要注意浓硫酸的特殊性,C中要注意能够形成锌铜原电池。
4.B
【解析】
【详解】
A.因2 min后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,则用物质C表示反应的平均速率为v(C)= 0.6 mol·L-1÷2min=0.3 mol·(L·min)-1,用物质A表示反应的平均速率为v(A)=v(C)= 0.2 mol·(L·min)-1,故A说法错误;
B.由于该反应为等体积的可逆反应,反应前气体的总物质的量为:4mol+1mol=5mol,反应后气体的总物质的量保持不变,则有2 min时A、B、C三种气体的总量为5mol,故B说法正确;
C.2min内转化的B量为:0.6 mol·L-1×2L÷3=0.4mol,则B的转化率为:=0.4mol÷1mol=40%,故C说法错误;
D.可逆反应达到平衡后,反应并没有停止,只是正逆反应速率达到相等,故D说法错误;
答案选B。
5.A
【解析】金属越活泼,氢离子浓度越大、温度越高反应速率越大。两种金属中,镁较活泼。3种酸中,硝酸浓度最大,但是它与活泼金属反应不生成氢气;硫酸是二元酸而盐酸是一元酸,所以相同物质的量浓度的两种酸中,硫酸中的氢离子浓度较大。综上所述,本题选A。
6.C
【解析】
【分析】
在曲线上,当温度一定时,NO的转化率也一定,故曲线上任意一点都表示达到平衡状态,而曲线外的任意一点都表示未达平衡状态;在曲线下方的任意一点,要想达到同温度下的平衡状态,即由此点向上引横轴的垂线到曲线上的一点,这样NO的转化率要增大,平衡向右移动;在曲线上方的任意一点,要想达到同温度下的平衡状态,即由此点向下引横轴的垂线到曲线上的一点,这样NO的转化率要减小,平衡向左移动。
【详解】
A. a点,若温度不变,要想达到平衡,需降低NO的转化率,即反应逆向进行,v(逆)>v(正),不符合题意,故A不选;
B. b点在平衡曲线上,表示b点达到平衡状态,故B不选;
C. c点,若温度不变,要想达到平衡,需增大NO的转化率,即反应正向进行,v(正)>v(逆),符合题意,故C选;
D.d点在平衡曲线上,表示d点达到平衡状态,故D不选,答案选C。
7.D
【解析】
【分析】
一般增大浓度、增大压强、升高温度,反应的反应速率增大
【详解】
A.增大反应物浓度,反应速率加快,若反应物为纯固体或纯液体,改变其用量,反应速率不变,故A不选;
B.对气体参加的反应,减小压强,反应速率减小,而对无气体参加的反应,减小压强反应速率不变,故B不选;
C.降低温度,反应速率一定减小,故C不选;
D.升高温度,反应速率一定加快,故D选;
故选:D。
【点睛】
本题考查影响化学反应速率的因素,易错点A、B,注意压强、反应物的用量与反应中物质的状态之间的关系.
8.C
【解析】
实验②中向b中滴加3滴饱和溶液,增大了浓度使反应正向移动,溶液颜色加深,选项A正确。实验③中向上述b溶液中滴加3滴溶液,发生反应:,铁离子浓度减小,反应逆向移动,溶液颜色变浅,选项B正确。实验③颜色变浅的原因是减少了铁离子浓度,平衡逆向移动,实验④最后颜色变浅是因为加入的硫氰化钾溶液过多,对体系进行了稀释,颜色变浅,所以选项C错误。实验②③④都是在改变平衡体系中某种物质的浓度,溶液的颜色变化都说了平衡的移动,所以选项D正确。
9.D
【解析】
【分析】
化学平衡状态是可逆反应在一定条件下正逆反应速率达到相等、各物质的浓度保持不变的状态,故判断一个可逆反应是否达到平衡状态可抓住这两个标准来进行分析。
【详解】
A. 因A2和B2前的系数并不相等,因此v(A2) 正 = v(B2) 逆并不代表正逆反应速率相等,只有当3v(A2) 正 = v(B2) 逆时才是正逆反应速率相等,故A项错误;B. 断裂1个A2键,同时断裂3个B2键均指正反应方向,不能说明正逆反应速率相等,故B项错误;C. 当c(A2):c(B2):c(AB3)=1:3:2时,并不代表各物质的浓度保持不变,故C项错误;D.因该反应前后气体的分子数目不等,当反应没有达到平衡时,气体的分子数目就会变化,容器内气体的压强也就会随之改变,压强不变说明反应已达到平衡状态,故D项正确;答案选D。
【点睛】
判断化学平衡状态的标志之一是正逆反应速率相等是指用同一种反应物或生成物来描述该反应的速率,当用不同物质来描述同一反应的正逆反应速率时,应考虑各物质的计量数对速率数值的影响,如A项中只有当3v(A2) 正 = v(B2) 逆时才是正逆反应速率相等。
10.D
【解析】该可逆反应两边气体系数相等,在恒容条件下,甲丙两容器为等效平衡,各物质的百分含量对应相等、后者各物质浓度均为前者的两倍。
反应:H2 + CO2 H2O + CO
起始:0.01 0.01 0 0
反应 x x x x
平衡0.01-x 0.01-x x x
设H2反应了x,则根据平衡常数可知,很容易计算出x=0.06,甲两容器中反应物的转化率为60%。乙相当于是在甲的基础上增加氢气的浓度,所以可以提高CO2的转化率,选项B正确;由于反应前后气体体积是不变的,因此甲和丙的平衡状态是等效的,但平衡时丙中c(CO2)=2×(0.010-0.010x)=0.008 mol/L,选项C正确,选项D不正确;丙中反应物的浓度最大,反应速率最快,选项A正确,答案选D。
点睛:本题考查化学平衡计算、等效平衡、外界条件对反应速率的影响等,注意三段式解题法的运用,判断甲、丙为等效平衡是解题关键。从而解答选项D,甲和丙的平衡状态是等效的,平衡时甲、丙中二氧化碳的转化率相等。
11.D
【解析】
【分析】
勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用.
【详解】
A、当加入AgNO3溶液后,硝酸银和HBr反应生成AgBr沉淀,促进平衡正向移动,溴浓度降低溶液颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,故A不选;
B、合成氨是反应前后气体体积减小的放热可逆反应,降低温度促进平衡正向移动,提高氨气产率,可以勒夏特列原理解释,故B不选;
C、氯水中存在Cl2+H2OH++Cl-+HClO,在饱和食盐水中Cl-浓度大,抑制平衡向正方向移动,氯气溶解度变小,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D、增大压强时二氧化氮浓度增大导致气体颜色加深,与平衡移动原理无关,所以不能用勒夏特列原理解释,故D选;
故选D。
【点睛】
本题考查勒夏特列原理,侧重考查基本理论,明确其理论内涵及适用范围是解本题关键,易错选项是D,压强不影响该平衡。
12.【答案】B
【解析】当AB的浓度改变0.5 mol?L﹣1时,由方程式知,A2的浓度改变为0.25 mol?L﹣1,所以a=(0.4﹣0.25)mol?L﹣1=0.15 mol?L﹣1,即图中a点的值为0.15,故A正确;当AB的浓度改变0.5 mol?L﹣1时,由方程式知,B2的浓度改变为0.25 mol?L﹣1,所以平衡时B2的浓度=(0.3﹣0.25)mol?L﹣1=0.05 mol?L﹣1,K=,故B错误;已知A2(g)+B2(g)?2AB(g)ΔH<0,所以温度升高,平衡逆移,平衡常数K值减小,故C正确;当AB的浓度改变0.5 mol?L﹣1时,由方程式知,A2的浓度改变为0.25 mol?L﹣1,已知A2的初始量为0.4 mol?
L﹣1,所以平衡时A2的转化率为×100%=62.5%,故D正确;故选B。
13.C
【解析】A.铁丝能在氧气中燃烧是因为氧气的浓度大了,故A正确;B.碳在点燃时能与氧气反应是因为温度达到了着火点,故B正确;C.水的分解和双氧水分解是两种不同物质的分解,无法判断催化剂对反应速率的影响,故C错误;D.铜片与铜粉都是铜,铜片不易燃烧是因为它的体积大温度升高慢,而铜粉体积小温度升高快很快达到了着火点,是反应物的接触面积改变,故D正确;故答案为C。
14.C
【解析】A. 平衡时放出的热量为32.8kJ,故参加反应的CO的物质的量32.8kJ/41kJ×1mol=0.8mol,CO的转化率为0.8mol/1mol×100%=80%,故A正确;B. 容器①②温度相同,平衡常数相同,故B正确;C. 反应①和反应②从两个不同的方向进行,反应①为放热反应,反应②应该为吸热反应,故C错误;D. 速率之比等于化学计量数之比,故容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率,故D正确;故选C。
点睛:掌握通过列化学三段式来分析可逆反应中量的变化可达到事半功倍的效果。
15.A
【解析】在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,在体积不变的情况下,相当于增大压强,对反应N2O4(g)2NO2(g),增大压强平衡逆向移动,所以α1减小,而反应3O2(g)2O3(g)增大压强,平衡正向移动,所以α2增大,但平衡时反应物和生成物的浓度都比原平衡的浓度大,则c1、c2均增大,答案选A。
点睛:本题考查化学平衡的影响因素。在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,在体积不变的情况下,相当于增大压强,由此分析解答。
16.+124 较高温度 正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气起稀释,相当于起减压的效果 压强 L2 >L1
【解析】
【分析】
(1)依据键能和反应热的关系,求算反应热,根据G=H-TS,判断反应的自发性;
(2)加入水蒸气起稀释作用,相当于起减压的效果,据此分析化学平衡的移动方向和乙苯平衡转化率的变化;
(3)依据图中曲线变化,L、X可分别代表压强或温度,可知X代表的物理量是压强;进一步比较出L1、L2的大小;
【详解】
(1)反应热等于,反应物断键所吸收的热量减去生成物成键放出能量,H=2412kJ·mol-1+348kJ·mol-1-612kJ·mol-1-436kJ·mol-1=+124kJ·mol-1,因G0,反应才能自发进行,H0、S0,故当高温时,反应能自发进行;
本题答案为:+124,较高温度;
(2)正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气起稀释作用,相当于起减压的效果,减压的条件下,平衡正向移动,乙苯的平衡转化率增大;
本题答案为:正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气起稀释,相当于起减压的效果;
(3)乙苯催化脱氢法生产苯乙烯,是气体物质的量增大的吸热反应,温度升高,向正反应方向移动,乙苯的平衡转化率增大,压强增大,平衡向逆反应方向移动,乙苯的平衡转化率减小,由题中曲线变化可知X代表的物理量是压强,L代表的物理量是温度,在等压情况下,温度越高乙苯的平衡转化率越大,所以L2 >L1;
本题答案为:压强,L2 >L1。
17.c2(CO)/c(CO2) K=K1×K2 否 逆反应 逆反应 <
【解析】
【详解】
(1)反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)的平衡常数K=c2(CO)/c(CO2);
反应C(s) + H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数为K1= c(CO)c(H2)/c(H2O),反应H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g的平衡常数为K2=c(CO)c(H2O)/ c(CO2)c(H2) ,由平衡常数[c(CO)c(H2)/c(H2O)][c(CO)c(H2O)/ c(CO2)c(H2)]= c2(CO)/c(CO2),即K= K1 K2;因此,答案是: c2(CO)/c(CO2) ;K=K1×K2 。
(2) 该温度下SO2转化率为80%时,c(SO2)=1molL-1,则
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
开始mol·L-1 1 1 0
变化mol·L-1 0.8 0.4 0.8
SO2转化率为80%时mol·L-1 0.2 0.6 0.8
所以浓度商Qc=0.82/(0.22>19,该反应未达平衡状态,反应向逆反应进行;本题正确答案是:否;逆反应;
(3)减小压强平衡向气体体积增大的方向移动,因为a+b>c+d,故平衡向逆反应移动;升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明正反应是放热反应,即a<0;
因此,答案是:逆反应,<.。
【点睛】
根据三段式计算出SO2转化率为80%时,各组分的浓度,计算浓度商,根据浓度商与平衡常数的关系,判断是否处于平衡状态或平衡的移动方向, Qc=K,处于平衡状态, Qc>K反应向逆反应进行, Qc18. 0.4 mol/L 40% 0.02mol/(L·min) AC BD
【解析】(1)根据方程式可知该反应平衡常数的表达式为;(2)20min时氮气浓度是0.2mol/L,则根据方程式可知c(CO2)为0.4mol/L,消耗NO是0.4mol/L,则NO的转化率为0.4/1.0×100%=40%;(3)0~10min的平均速率v(N2)=0.2mol/L÷10min=0.02mol/(L·min);(4)A、正反应体积减小,缩小容器容积压强增大,平衡正向移动,CO转化率增大,A正确;B、增加CO的量,CO转化率降低,B错误;C、正反应放热,降低温度,平衡正向移动,CO转化率增大,C正确;D、使用催化剂不影响平衡状态,转化率不变,D错误,答案选AC;(5)A、t1时正反应速率仍然在变化,说明没有达到平衡状态,A错误;B、t1时平衡常数不再变化,正逆反应速率相等,说明达到了平衡状态,B正确;C、t1时二氧化碳和一氧化氮的物质的量还在变化,说明正逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,C错误;D、t1时一氧化氮的质量分数不再变化,表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,D正确;答案选BD。
19.(1)K=
(2)AC
(3)0.6
(4)Fe(OH)3
(5)当pH调至4时,c(OH-)=10-10 mol/L,c(Cr3+)=10-32/c3(OH-) =10-2 mol/L>10-5 mol/L,因此Cr3+没有沉淀完全
【解析】(1)因H2O是纯液态物质,其浓度视为常数,故第①步反应的平衡常数表达式为K=c(Cr2O72-)/[c2(CrO42-)·c2(H+)]。
(2)利用反应①可知,反应正向进行时,溶液pH增大,故pH不变时说明反应达到平衡,A项正确;CrO42-和Cr2O72-中Cr均为+6价,该反应不是氧化还原反应,B项错误;在酸性环境中,溶液中c(Cr2O72-)较大,溶液呈橙色,C项正确。
(3)在第②步反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,0.1 mol Cr2O72-被还原时转移电子的物质的量为0.1 mol×2×(6-3)=0.6 mol,而还原剂Fe2+被氧化为Fe3+,故需要消耗0.6 mol FeSO4·7H2O。
(4)在第②步反应中Fe2+被氧化为Fe3+,故第③步还有Fe(OH)3生成。
20.K3=K12/K2 +(289-2a) < 40% 5/p D
【解析】
【详解】
(1)已知:①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g),②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),将①×2-②可得:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),则平衡常数K3=K12/K2,故答案为:K3=K12/K2;
(2)2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)反应的△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(2×630+243)-(2a+2×607)=(289-2a)kJ/mol,故答案为:289-2a;
(3)①根据图象可知T1②设起始n(NO)为2mol,n(Cl2)为1mol,由图可知NO转化率为50%,由题意建立如下三段式:
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)
起始(mol) 2 1 0
反应(mol) 1 0.5 1
平衡(mol) 1 0.5 1
平衡时混合气体的总物质的量为2.5mol,则M点时容器内NO的体积分数为1mol/2.5mol×100%=40%,故答案为:40%;
③由三段式数据计算可得,NO的体积分数为40%,Cl2的体积分数为20%,ClNO的体积分数为40%,则M点的分压平衡常数Kp=(0.4p)2/(0.4p)2×(0.2p)=5/p,故答案为:5/p;
(4)n(NO)/n(Cl2)的比值越小,说明若n(NO)不变,n(C12)越大,所以NO的转化率越大,NO的转化率最大的是A点;当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时,两种反应物的转化率相同,故此时生成物的百分含量最大,当n(NO)/n(Cl2) 增大到1.5时产物的百分含量增大,所以应该是D点,故答案为:D。
【点睛】
本题考查化学平衡移动原理的综合应用,侧重考查分析判断能力及计算能力,涉及了化学平衡计算、外界条件对化学平衡影响因素等知识点,主要利用三段式法进行有关计算。
化学平衡图像分析的答题技巧,看图像时一看面:纵坐标与横坐标的意义;二看线:线的走向和变化趋势;三看点:起点,拐点,终点,然后根据图象中呈现的关系、题给信息和所学知识相结合,做出符合题目要求的解答。
21. 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 温度 催化剂 0.5 溶液褪色所需时间 5.0×10-4 mol·L-1·s-1 1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol 或H2SO4(aq)+2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+2H2O(l) △H=-114.6kJ/mol A
【解析】试题分析:(1)MnO4-被H2C2O4还原为Mn2+,H2C2O4被氧化为CO2气体;②实验①②的变量是温度;实验④比实验②多加0.1g催化剂 MnSO4;实验②③是探究H2C2O4溶液浓度对化学反应速率的影响,应控制KMnO4的浓度相同;要计算反应速率,需测量高锰酸钾溶液褪色所需时间;③根据 计算v(KMnO4);④实验②的反应温度比实验①低,所以反应速率慢,褪色消耗时间多;(2)①中和热是生成1mol水放出的热量;②第2次实验数据明显偏离正常的误差范围,根据1、3、4三次实验数据计算平均温度差,根据Q=m?c?△T计算60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反应放出的热量;③中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,依据Q=Q=m?c?△T来逐项分析。
解析:(1)MnO4-被H2C2O4还原为Mn2+,H2C2O4被氧化为CO2气体,反应的离子方程式是2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;②实验①②的变量是温度,所以实验①②是探究温度对化学反应速率的影响;实验④比实验②多加0.1g催化剂 MnSO4,所以实验②④是探究催化剂对化学反应速率影响;实验②③是探究H2C2O4溶液浓度对化学反应速率的影响,应控制KMnO4的浓度相同,所以需要加入0.5mL蒸馏水,故a=0.5;要计算反应速率,需测量高锰酸钾溶液褪色所需时间;③三次实验平均用时13.5s;④实验②的反应温度比实验①低,所以反应速率慢,褪色消耗时间多,所以图像是;
(2)①中和热是生成1mol水放出的热量,稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式是H2SO4(aq)+2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+2H2O(l) △H=-114.6kJ/mol;②第2次实验明显偏离正常的误差范围,根据1、3、4三次实验数据,平均温度升高3.7℃,根据Q=m?c?△T,60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反应放出的热量是(50+60)g4.18 J/(g·℃) 3.7℃ kJ /J,60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反应生成水的物质的量是0.06L 0.5mol/L,则△H= ;③A.实验装置保温、隔热效果差,测得中和热偏小,故A错误;B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,量取的氢氧化钠偏多,生成水的物质的量多,所以放出热量多,测得中和热数值偏大,故B正确;
C.用50mL0.50mol/L醋酸代替了硫酸进行反应,醋酸是弱酸,醋酸的电离是吸热的过程,所以导致实验测得中和热的数值偏小,故C错误;D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,会发生酸和碱的中和,温度计示数变化值减小,所以导致实验测得中和热的数值偏小,故D错误。E.由于硫酸本身就过量,量取硫酸溶液的体积时仰视读数,生成水的物质的量不变,放热不变,实验测得中和热的数值无影响,故E错误。
点睛:中和热是稀强酸与稀强碱反应,生成1mol水放出的热量;弱酸、弱碱电离吸热,用弱酸、弱碱测得的中和热数值偏小;浓酸、浓碱溶解放热,浓酸、浓碱测得的中和热数值偏大。
22. 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 观察溶液紫红色褪去的快慢(或测定从反应开始至溶液紫红色褪去所用时间) 研究反应物浓度、催化剂(或Mn2+的催化作用)、温度对化学反应速率的影响 3.0 < 产物中的Mn2+对该反应有催化作用
【解析】(1)本方案中用于设计实验的反应是酸性高锰酸钾溶液氧化草酸,反应的化学反应方程式是2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O;由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色,所以实验中可通过观察溶液紫红色褪去的快慢(或测定从反应开始至溶液紫红色褪去所用时间)进行判断;(2)根据表中数据可知该实验的目的是研究反应物浓度、催化剂(或Mn2+的催化作用)、温度对化学反应速率的影响;(3)实验①和③中只有草酸的浓度不同,所以探究草酸浓度对反应速率的影响,因此溶液的体积应该是相同的,则实验③中的Vx=3.0mL;实验①和④中温度不同,温度越高,反应速率越快,所以v1<v4。(4)由于生成物中有锰离子产生,所以AB段斜率明显大于OA段斜率,除反应可能放热外,还可能是产物中的Mn2+对该反应有催化作用。
23. 正向 不 逆向 正向 变小 不变 1:3 1:3
【解析】(1). 达到平衡时, 充入N2并保持体积不变,则c(N2)增大,平衡将正向移动,故答案是:正向。
(2). 达到平衡时,充入氩气(Ar)并保持体积不变,总压增大,分压不变,则平衡不移动,故答案是:不。
(3). 达到平衡时,充入氩气(Ar),并保持压强不变,平衡将逆向移动,故答案为:逆向。
(4). 达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,相当于增大压强,则平衡正向移动,故答案是:正向。
(5).因该反应是放热反应,所以保持体积不变,升高温度时,平衡将逆向移动,混合气体的总物质的量增加,但总质量不变,根据M= 可知,混合气体的平均相对分子质量将变小;因容器体积不变,混合气体的总质量也不变,根据ρ= 可知,混合气体的密度不变,故答案是:变小;不变。
(6).设反应中N2消耗xmol,容器的体积是1L,根据三段式法,有:
N2 (g) + 3H2 (g)2NH3 (g)
起始量(mol/L) 1 3 0
转化量(mol/L) x 3x 2x
平衡量(mol/L) 1-x 3-3x 2x
所以平衡时N2和H2的浓度比是 = 1:3,N2和H2的转化率比是 = 1:3,故答案是:1:3;1:3。
24.(1)2min末SO3气体的物质的量浓度为0.8mol/L,
(2)2min内O2的平均反应速率v(O2)为0.2mol/(L.min),
(3)2min末SO2的转化率为40%.
【解析】在一密闭的2L的容器里装有4mol SO2和2mol O2,根据c=可知SO2和O2开始时的浓度分别为2mol/L、1mol/L,设2min末SO2改变的浓度为xmol/L,则
2SO2 + O2 SO3
起始浓度(mol/L) 2 1 0
转化浓度(mol/L) x x
2min后浓度(mol/L) 2-x 1- x
则:(2-x+1-+x)mol/L×2L=5.2mol ,解得:x=0.8mol/L
(1)2min末SO3气体的物质的量浓度为:x=0.8mol/L;
(2)2min内O2的平均反应速率v(O2)====0.2mol/(L?min);
(3)2min末SO2的转化率=×100%=40%。
25.
【解析】