人教版高中化学选修4第二章《化学反应速率和化学平衡》单元测试题(解析版)

文档属性

名称 人教版高中化学选修4第二章《化学反应速率和化学平衡》单元测试题(解析版)
格式 zip
文件大小 327.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2019-03-10 12:02:49

图片预览

文档简介

第二章 《化学反应速率和化学平衡》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列关于化学反应限度的说法正确的是( )
A.化学反应的限度不可以通过改变条件而发生改变
B.平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度不再改变
C.达到化学反应限度时反应物的浓度为零
D.当一个可逆反应达到平衡状态时,就是这个反应在该条件下所能达到的限度
2.恒温、恒压下,1molA和nmolB在一个容积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+2B(g)2C(g),一段时间后达到平衡,生成amolC,则下列说法中正确的是( )
A.当n=2时,物质A、B的转化率之比为1: 2
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强比为(1+n):(l+n-a/2)
C.当v (A)正=2v (C)逆时,可断定反应达到平衡
D.容器中混合气体的密度不再随时间改变而改变,反应到达平衡状态
3.反应aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时,M的体积分数y(M)与反应条件的关系如下图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是( )

(1)1.4 MPa (2)2.1 MPa
平衡时M的体积分数与反应条件的关系图
A.同温同压同z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数增加
B.同压同z时,升高温度,平衡时Q的体积分数增加
C.同温同z时,增加压强,平衡时Q的体积分数增加
D.同温同压时,增加z,平衡时Q的体积分数增加
4.在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2(g) N2O4(g),达平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡后与第一次平衡时相比,下列说法正确的是( )
A.NO2的体积分数减小 B.NO2的转化率减小
C.化学反应速率不变 D.气体的平均相对分子质量减小
5.向FeCl3溶液中滴加2滴KSCN溶液,发生反应达到平衡Ⅰ。保持温度不变,仅改变某一个条件达到平衡Ⅱ,两次平衡时各物质的浓度如下:
Fe3+(aq)+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)
平衡Ⅰ/(mol·L-1) a b c
平衡Ⅱ/(mol·L-1) x y z
下列叙述不正确的是 ( )
A.存在关系式:
B.存在关系式:(a-x)∶(b-y)∶(z-c)=1∶3∶1
C.向溶液中加入少量铁粉,溶液颜色变浅
D.当溶液中c(SCN-)保持不变时达到平衡状态
6.在一定条件下发生反应2A(g)===2B(g)+C(g),将2 mol A通入2 L容积恒定的密闭容器甲中,若维持容器内温度不变,5 min末测得A的物质的量为0.8 mol。用B的浓度变化来表示该反应的速率为( )
A.0.24 mol/(L·min) B.0.08 mol/(L·min)
C.0.06 mol/(L·min) D.0.12 mol/(L·min)
7.一定温度下,在2L的密闭容器中发生反应:A(g) + 2B(g) xC(g) △H < 0,B、C的物质的量随时间变化的关系如图所示。下列有关说法不正确的是( )

A.χ=2
B.2min后,降低温度平衡向右移动
C.反应开始2min内ν(C) = 0.1mol/(L·min)
D.当容器内混合气体压强不再改变时,反应体系达到化学平衡状态
8.在密闭容器中,通入2 mol SO2和1 mol O2,发生反应2SO2+O22SO3,在t1时刻达到平衡。保持其他条件不变,在t2时刻,再通入一定量的SO3,下列有关反应速率(v)与时间(t)的关系曲线正确的是( )


9.从植物花汁中提取的一种有机物HIn,可做酸、碱指示剂,在水溶液中存在电离平衡:HIn(红色)H+ + In-(黄色)△H>0对上述平衡解释不正确的是( )
A.升高温度平衡向正方向移动
B.加入盐酸后平衡向逆方向移动,溶液显红色
C.加入NaOH溶液后平衡向正方向移动,溶液显黄色
D.加入NaHSO4溶液后平衡向正方向移动,溶液显黄色
10.反应HCOOH+HOCH3HCOOCH3+H2O可用于甲酸甲酯的制备。下列关于该反应的说法正确是( )
A.使用催化剂能加快反应速率 B.升高温度能降低反应速率
C.降低HCOOH浓度能加快反应速率 D.HCOOH与HOCH3能100%转化为HCOOCH3
11.将少量V2O5及一定量Ag2SO4?固体置于恒容真空密闭容器,在一定温度下发生反应:Ag2SO4(s)Ag2O(s)+SO3(g) 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) 10min后反应达平衡,此时c(SO3)=0.4mol/L,c(SO2)=0.1mol/L。下列说法中不正确的是( )
A.平衡时,容器内气体密度为40g/L
B.10min内氧气的平均反应速率为0.01mol·(L·min)-1
C.若再加入少量Ag2SO4固体,则氧气的浓度不变
D.该温度下,2Ag2SO4(s)2Ag2O(s)+2SO2(g)+O2(g)的平衡常数为5×10-4
12.恒温恒容下,当反应容器中总压强不随时间变化时,下列可逆反应不一定达平衡的是( )
A.2H2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
B.H2O(g)+C(s)?CO(g)+H2(g)
C.H2(g)+I2(g)?2HI(g)
D.2NO2(g)?N2O4(g)
13.用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体。下列措施对改变该反应的速率几乎没有影响的是(  )
A.用相同浓度但温度较高的盐酸代替常温下的盐酸
B.增大反应体系的压强或减小反应体系的压强
C.改用相同质量但为粉末状态的碳酸钙代替块状碳酸钙
D.改用与原盐酸含有相同氢离子浓度的稀硫酸
14.如图所示,关闭活塞,向甲、乙两刚性密闭容器中分别充入1 mol A、2 mol B,此时甲、乙的容积均为2 L(连通管体积忽略不计)。在T℃时,两容器中均发生下述反应:A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g) △H < 0。达平衡时,乙的体积为2.6 L,下列说法正确的是( )

A.甲中反应的平衡常数小于乙
B.若打开活塞K,达平衡时乙容器的体积为3.2 L
C.当乙中A与B的体积分数之比为1:2时,反应达到平衡状态
D.平衡时甲容器中A的物质的量小于0.55 mol
15.有一可逆反应2A(g)+3B(g) xC(g)+4D(g),若按下列两种配比在同温同体积的密闭容器中进行反应:(1)0.8molA、1.2molB、1.2molC、2.4molD;(2)1.4molA、2.1molB、0.6molC、1.2molD达平衡后,C的质量分数相等,则方程式中x的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4


二、填空题
16.在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g) △H = a kJ.mol-1
进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
温度T/K 303 313 323
NH3生成量/(10—6mol) 4.8 5.9 6.0

①该反应的a______0(填“>”、“<”或“=”)(2分)
②已知:N2(g)+3H2(g) 3NH3(g) △H = —92.4 kJ.mol-1
2H2(g) + O2(g)==2H2O(l) △H = —571.6 kJ.mol-1
则2N2(g) + 6H2O(l) 4NH3(g) + 3O2(g)△H = _________。(3分)
17.t℃时,将2mol气体A和1mol气体B充入容积为2L的恒容密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g),2min时化学反应达到限度(温度仍为t℃),此时B还有 0.6mol,并测得C的浓度为0.6mol/L。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到限度的标志是_____________ 。
a.容器中的压强保持不变
b.A的生成速率与B的消耗速率之比为2:1
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.A的百分含量保持不变
e.B和C的物质的量浓度之比为1:x
(2)x=_______, 从反应开始到达到限度时,用B表示该反应的平均反应速率V(B)=_________;
(3)若保持温度不变,增大容器体积,则正反应速率___(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)化学反应达到限度时,A的转化率为__________。

18.在一个密闭容器中,发生下列反应:CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡怎样变化?
(1)增加C,平衡__________,c(CO)__________。
(2)减小密闭容器的容积,保持温度不变,则平衡__________,c(CO2)__________。
(3)通入N2,保持密闭容器的容积和温度不变,则平衡__________,c(CO2)__________。
(4)保持密闭容器的容积不变,升高温度,则平衡__________,c(CO)__________。

三、推断题
19.节能减排是中国转型发展的必经之路,工业生产中联合生产是实现节能减排的重要措施,下图是几种工业生产的联合生产工艺:

请回答下列问题:
(1)装置甲为电解池(惰性电极),根据图示转化关系可知:A为__________(填化学式),阴极反应式为__________。
(2)装置丙的反应物为Ti,而装置戊的生成物为Ti,这两个装置在该联合生产中并不矛盾,原因是__________装置戊进行反应时需要的环境为__________(填字母序号).
A.HCl气体氛围中 B.空气氛围中 C.氩气氛围中 D.水中
(3)装置乙中发生的是工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H<0.
①该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表:
温度/℃ 250 350
K 2.041 x

符合表中的平衡常数x的数值是__________(填字母序号).
A.0 B.0.012 C.32.081 D.100
②若装置乙为容积固定的密闭容器,不同时间段各物质的浓度如下表:
c(CO)/mol?L-1 c(H2)/mol?L-1 c(CH3OH)/mol?L-1
0min 0.8mol?L-1 1.6mol?L-1 0
2min 0.6mol?L-1 y 0.2mol?L-1
4min 0.3mol?L-1 0.6mol?L-1 0.5mol?L-1
6min 0.3mol?L-1 0.6mol?L-1 0.5mol?L-1

反应从2min到4min之间,H2的平均反应速率为__________,反应达到平衡时CO的转化率为__________,反应在第2min时改变了反应条件,改变的条件可能是__________(填字母序号).
A.使用催化剂 B.降低温度 C.增加H2的浓度
20.已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A是原子半径最小的元素;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,A、B两种元素组成的原子个数之比为1 : 1的化合物N是常见的有机溶剂。
请回答下列问题(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示):
(1)A2D2分子的电子式为______,E的基态原子的外围电子排布式为______。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为______。
(3)单质B与C的最高价氧化物的水化物的浓溶液微热反应,其化学方程式为______
(4)下列叙述正确的是______(填序号)。
a. M是极性分子,N是非极性分子 b. M和BD2分子中的中心原子均采用sp2杂化
c. N分子中含有6个σ键和1个π键 d. BD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(5) 已知:①E的一种氧化物Q,其晶胞结构如图所示

①Q(s)+2Cl2(g)=ECl4(l)+D2(g)△H=+140kJ/mol
②2B(s)+D2(g)=2BD(g) △H=-221kJ/mol
写出物质Q和焦炭、氯气反应生成液态ECI4和BD气体的热化学方程式:__________________________
(6)在0.5 L的密闭容器中,一定量的C2和A2进行如下化学反应:C2(g) +3 A2(g)=2CA3(g) △H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表。请回答下列问题。

①试比较K1,K2的大小,K1________K2(填写“ >”、“=”或“<”)。
②在400℃时,当测得CA3和C2、A2的物质的量分别为3mol和1 mol、2 mol时,则该反应的 V(C2)正_________(C2)逆(填写“>”、“=”或“<”)。

四、实验题
21.某化学小组选用酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液,探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下了三组实验:[实验内容及记录]
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
mol/L H2C2O4溶液 H2O 0.05mol/L KMnO4溶液 3 mol/L稀硫酸
1 3.0 1.0 4.0 2.0 4.0
2 2.0 2.0 4.0 2.0 5.2
3 1.0 3.0 4.0 2.0 6.4


请回答:
(1)[实验原理] _________________________________________(写离子方程式)
(2)为完成实验目的,H2C2O4溶液的物质的量浓度不低于__________________
(3)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是_______________________________
(4)利用实验1中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:v(KMnO4)=______ 。
(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图,如图1所示,但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设。并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是_________________________________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验 编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
_____mol/L H2C2O4溶液 H2O 0.05mol/L KMnO4溶液 3 mol/L稀硫酸
4 3.0 1.0 4.0 2.0 t


③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是__________________________________

五、计算题
22.现有可逆反应:2A(g)+3B(g)nC(g)+4D(g),起始时,将amol的A与bmol的B充入固定容积的密闭容器中,在一定条件下达平衡,测得A、B的转化率相等。
(1)则a:b= 。
(2)若起始时在2L的密闭容器中充入4mol的A与12mol的B,在一定条件下发生上述可逆反应,经5min后达平衡,测得物质A的转化率为:(A)=50%,测得平衡混合气体总物质的量为17mol。
①则上述可逆反应中,n= 。
②B的转化率(B)= 。
③在5min内,用物质D表示的平均反应速率是 。
23.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:

(1)10s内,用Z表示的反应速率为_________________。
(2)10s内,X的物质的量浓度减少了__________,反应的化学方程式为_____________________,10s内,Y的转化率为____________。
试卷第2页,总3页
第 1 页 共 3 页

参考答案
1.D
【解析】A. 化学平衡为动态平衡,当外界条件发生变化时,平衡发生移动,即化学反应的限度可以通过改变条件而发生改变,A错误;B. 当可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为零,B错误;C. 达到化学反应限度时反应物的浓度不再发生变化,但不可能为零,C错误;D. 当一个可逆反应达到平衡状态时,就是这个反应在该条件下所能达到的限度,D正确,答案选D。
点睛:掌握化学反应限度的含义、特征是解答的关键,注意化学平衡状态可用:逆、等、定、动、变等概括,另外注意化学平衡状态是一种动态平衡,受外界条件的影响,符合勒夏特列原理,答题时注意灵活应用。
2.D
【解析】A.如n=2时,转化率相等,选项A错误;B、反应在恒压条件下进行,反应前后压强不变,起始时刻和达平衡后容器中的压强比为1:1,选项B错误;C、当2v正(A)=v逆(C)时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,选项C错误;D、反应在一个容积可变的恒压密闭容器中进行,反应没达平衡时容器体积在变化,容器中混合气体的密度不再随时间改变而改变,则反应到达平衡状态,选项D正确。答案选D。
点睛:本题考查化学平衡中平衡标志的判断,转化率、及等效平衡问题,注意反应在恒压条件下进行的状态。
3.B
【解析】
试题分析:A、催化剂同程度影响正、逆化学反应速率,对平衡移动无影响,同温同压同Z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数不变,错误;B、对比(1)(2)两个图象,温度升高,M的体积分数减小,说明正反应为吸热反应,同压同Z时,升高温度,平衡向正反应方向移动,则平衡时Q的体积分数增加,正确;C、同温同Z时,增加压强,M的体积分数增大,说明a+b<c+d,平衡向逆反应方向移动,则Q的体积分数减小,错误;D、由图象可知,Z值越大,M的体积分数越小,有利于M的转化率的提高,但Q的体积分数不一定增大,如加入N的物质的量较多,虽然有利于平衡右移,但Q的体积分数依然较小,错误。
考点:考查化学平衡图像分析
4.A
【解析】
【分析】
反应2NO2(g) N2O4(g)达平衡后,再向容器内通入一定量的NO2(g),可以等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,据此分析可得结论。
【详解】
A.平衡正向移动,NO2的体积分数减小,故A正确;
B. 平衡正向移动,则NO2的转化率增大,故B错误;
C.增大压强,各物质的浓度增大,反应速率加快,故C错误;
D.气体的总质量不变,平衡正向移动,气体的总物质的量减小,气体的平均相对分子质量增大,故D说法错误;
答案选A。
5.B
【解析】
【详解】
A. 温度不变,平衡常数不变,K==,故A正确;B. 根据上述平衡浓度可知,由于改变的条件未知,改变的体积可能是改变某一种离子的浓度,也可能是将溶液稀释等,因此无法判断 (a-x)∶(b-y)∶(z-c)的比值大小,故B错误;C. 向溶液中加入少量铁粉,发生2Fe3+ + Fe=3Fe2+,Fe3+(aq)+3SCN-(aq) Fe(SCN)3(aq)逆向移动,溶液颜色变浅,故C正确;D. 当溶液中c(SCN-)保持不变时,说明其他微粒的浓度也保持不变,说明反应达到平衡状态,故D正确;故选B。
6.D
【解析】
=0.12mol/(L·min),由系数比可知用B的浓度变化来表示该反应的速率也为0.12mol/(L·min),答案为D
7.C
【解析】
试题分析:由图知,2min内△nB=0.2mol,△nC=0.2mol,所以反应中BC的系数是相等的,χ=2,正确;因为A(g) + 2B(g) xC(g) △H < 0,降低温度平衡向右移动,B正确;C.反应开始2min内ν(C) = 0.05mol/(L·min),C错误;在恒容密闭容器中A(g) + 2B(g) xC(g) ,△Vg≠0, 所以当容器内混合气体压强不再改变时,反应体系达到化学平衡状态。正确。
考点:化学平衡状态的判断。
8.A
【解析】反应达到平衡时,增大SO3的浓度,瞬间逆反应速率增大,正反应速率不变,故A项正确。
9.D
【解析】
试题分析:A、弱电解质的电离吸热,升高温度平衡向正方向移动,正确;B、加入盐酸后,溶液中氢离子浓度增大,平衡向逆方向移动,溶液显红色,正确;C、加入NaOH溶液后,氢离子与氢氧根反应,氢离子浓度降低,平衡向正方向移动,溶液显黄色,正确;D、加入NaHSO4溶液后,氢离子浓度增大,平衡向逆方向移动,溶液显红色,错误。
考点:考查弱电解质的电离平衡
10.A
【解析】
【详解】
A.使用催化剂能加快化学反应速率,故A正确;
B.升高温度能加快化学反应速率,故B错误;
C.降低HCOOH浓度,降低反应物的浓度能减慢化学反应速率,故C错误;
D.由于该反应为可逆反应,可逆反应有一定的限度,所以HCOOH与HOCH3不可能100%转化为HCOOCH3,故D错误。
故选A。
11.B
【解析】
【分析】
已知①Ag2SO4(s)Ag2O(s)+SO3(g),②2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),平衡时c(SO2)=0.1mol/L,则由反应②可知消耗0.1mol/L SO3,测得c(SO3)=0.4mol/L,可知反应①共生成SO3的浓度为0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L
【详解】
A项、c(SO2)=0.1mol/L,则c(O2)=0.05mol/L,设容器体积为1L,则容器里气体的密度为(0.4mol/L×1L×80g/mol+0.1mol/L×1L×64g/mol+0.05mol/L×1L×32g/mol)/1L=40g/L,故A正确;
B项、平衡时c(SO2)=0.1mol/L,则c(O2)=0.05mol/L,在10min内平衡时氧气的反应速率为0.05mol/L/10min=0.005mol/(L?min),故B错误;
C项、Ag2SO4为固体,增加固体的量,化学平衡不移动,则氧气的浓度不变,故C正确;
D项、该温度下,平衡时c(SO2)=0.1mol/L、c(O2)=0.05mol/L,则平衡常数K为c2(SO2)c(O2)=(0.1mol/L)2×(0.05mol/L)=5×10-4,故D正确。
故选B。
【点睛】
本题考查化学反应速率和化学平衡的计算,注意平衡常数的意义和表达式,注意根据两个反应的浓度关系结合方程式进行计算是解答关键。
12.C
【解析】
试题分析:A、反应两边气体的计量数之和不相等,故A不选;B、反应两边气体的计量数之和不相等,故B不选;C、反应两边气体的计量数之和相等,故C选;D、反应两边气体的计量数之和不相等,故D不选。
考点:考查化学平衡状态的判断
13.B
【解析】
试题分析:A.升高温度反应速率即可,则用相同浓度但温度较高的盐酸代替常温下的盐酸时反应速率加快,A不符合题意;B.由于没有气体参与反应,所以增大反应体系的压强或减小反应体系的压强大于反应速率没有影响,B符合题意;C.改用相同质量但为粉未状态的碳酸钙代替块状碳酸钙,增大反应物的接触面积,反应速率加快,C不符合题意;D.改用与原盐酸含有相同H+浓度的稀硫酸,由于反应后生成微溶性的硫酸钙,阻止反应的进行,反应速率减小,D不符合题意,答案选B。
【考点定位】本题主要是考查外界条件对反应速率的而影响
【名师点晴】明确外界条件对反应速率影响的变化规律是解答的关键,(1)参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。(2)对有气体参加的反应,压强改变?气体物质浓度改变?化学反应速率改变,即压强改变的实质是通过改变浓度引起的,如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)增大压强,SO2、O2、SO3的浓度均增大,正、逆反应速率均增大。选项D是易错点,注意硫酸钙的微溶。
14.B
【解析】化学平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,甲、乙两容器的反应温度相同,平衡常数相等,A错误;若打开活塞K,相当于等压条件,与原来的乙等效,故反应后总体积为2.6L×2=5.2L,所以达平衡时乙容器的体积为5.2L-2L=3.2L,B正确;由于反应物A与B按照1:2通入的,且二者的转化率相等,所以这个过程中A与B的体积分数之比恒为1:2,不能判断反应是否达到平衡状态,C错误;乙变成恒压,达平衡时,乙的体积为2.6L,平衡时混合物的物质的量之和为开始时的1.3倍,利用三段式计算得平衡时A的物质的量为0.55mol;甲保持恒容,相当于达到平衡状态后再进行加压,平衡将逆向移动,A的转化率减小,所以平衡时甲容器中A的物质的量大于0.55mol,D错误; 正确选项B。
15.B
【解析】
试题分析:根据题意,(1)和(2)为等效平衡,按照化学计量数将各物质转化成反应物或生成物,各物质的物质的量一定相等;(1)和(2)相当于是同一反应处于不同的阶段,一定满足:化学反应中物质的量变化△n之比就等于化学计量数之比,(1)(2)之间各物质的物质的量变化为:△n(A) = (1.4-0.8)mol = 0.6mol、△n(B) = (2.1-1.2)mol = 0.9mol、△n(C) = (1.2-0.6)mol = 0.6mol、△n(D) = (2.4-1.2)mol = 1.2mol,△n(A):△n(B):△n(C):△n(D) = 0.6mol:0.9mol:0.6mol:1.2mol = 2:3:2:4,所以x = 2,故选B。
【考点定位】考查等效平衡
【名师点晴】本题考查了等效平衡及化学计量数与物质的量变化的关系,题目难度中等,注意掌握判断等效平衡的方法:(1)一般可逆反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时,则建立等效平衡;(2)一般可逆反应,恒温恒压时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,即建立等效平衡;(3)对于反应前后体积不变的气体反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,建立等效平衡
16.①> ②1530.0 kJ.mol-1
【解析】
17.bd 3 0.1mol/(L?min) 减小 40%
【解析】
【详解】
2min时化学反应达到限度(温度仍为t℃),此时B还有?0.6mol,转化的B的浓度为=0.2mol/L,并测得C的浓度为0.6 mol/L,则1:x=0.2:0.6,解得x=3,则该反应的化学方程式为2A(g)+B(g) xC(g)
开始n(mol)? 2??????????? 1????????????? 0
转化n(mol) 0.8???????? 0.4???????? 1.2
平衡n(mol) 1.2???????? 0.6???????? ? 1.2
(1)a.该反应为反应前后气体体积不变的反应,则任何时刻体系的压强都不变,所以不能根据容器中的压强不变判定平衡状态,a错误;
b.A的生成速率与B的消耗速率之比为2:1,为不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,达到平衡状态,b正确;
c.反应前后气体的质量、体积恒定不变,故不能根据容器内混合气体的密度不变来判定化学是否达到平衡状态,c错误;
d.A的百分含量保持不变,说明反应达到平衡状态,c正确;
e.由上述分析可知,B和C的物质的量浓度之比为1:2,不等于1:3,因此此时反应不处于平衡状态,e错误;
故合理选项是bd;
(2)根据上述分析可知,x=3,用B表示该反应的平均反应速率v(B)==0.1 mol/(L?min);
(3)保持温度不变,增大容器体积,气体的压强减小,使物质的浓度降低,则正反应速率减小;
(4)化学反应达到限度时,A的转化率为=40%。
18.(1)不移动、不变;(2)逆向移动、增大;(3)不移动、不变;(4)正向移动、增大。
【解析】
试题分析:(1)C是固体,增加C,化学平衡不移动,一氧化碳浓度不变。
(2)当其他条件不变时,增大体系压强,平衡向气体体积减小的方向进行,故减小密闭容器的容积,保持温度不变,平衡逆向进行,二氧化碳浓度增大。
(3)氮气是“惰性气体”加入氮气,保持密闭容器的容积和温度不变,体系总压增大,气体分压不变,平衡不移动,c(CO2)不变。
(4)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H>0,反应是吸热反应,升温平衡正向移动,一氧化碳浓度增大。
考点:考查化学平衡的移动
19.(1)Cl2;2H++2e-=H2↑;
(2)进入装置丙的Ti含有的杂质较多,从装置戊中出来的Ti较为纯净;C;
(3)①B;②0.3mol?L-1?min-1;62.5%;A;
【解析】
试题分析:(1)装置甲为电解池,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,A和金属钛反应生成四氯化钛,故A为氯气;电解饱和氯化钠溶液阴极上是溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应式为:2H++2e-=H2 ↑;故答案为:Cl2;2H++2e-=H2↑;
(2)反应前有金属钛,戊装置生成钛,前后并不矛盾,一开始是含有较多杂质的钛和氯气反应生成四氯化钛后再用金属钠还原,制得较为纯净的钛,故从戊装置中出来的金属钛较纯净.金属钠能与空气、水、氯化氢反应,故装置戊反应的环境为在惰性气体的氛围中进行,选项中只有氩气氛围中符合,故选C;故答案为:进入装置丙的Ti含有的杂质较多,从装置戊中出来的Ti较为纯净;C;
(3)①反应为放热反应,故温度升高平衡逆向进行,平衡常数K减小,250℃时平衡常数为2.041,则350℃时的平衡常数小于2.041,故答案为:B;
②反应从2min到4min之间,反应速率之比等于化学方程式计量数之比,氢气的反应速率为CO反应速率的2倍,V(H2)=2V(CO)=2×=0.3mol?L-1?min-1;反应达到平衡时CO的转化率=×100%=×100%=62.5%,反应第2min时未达到平衡状态,改变了反应条件,反应速率比0-2min增大,说明改变的条件是加入了催化剂,选A;故答案为:0.3mol?L-1?min-1;62.5%;A;
考点:考查了化学平衡的计算;原电池和电解池的工作原理的相关知识。
20.(16分)(1)(2分) 3d24s2(2分) (2)C<O<N(2分)
(3)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O(2分) (4)ad(2分)
(5)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) △H=-81kJ/mol(2分)
(6)①>(2分) ②>(2分)
【解析】
试题分析:A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A是原子半径最小的元素,则A为氢元素;B元素的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同,因此B的电子排布为1s22s22p2,即B为碳元素;D的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍,则D的电子排布为1s22s22p4,即D为氧元素;B、C、D的原子序数依次递增,因此C为N元素。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,因此M是甲醛。A、B两种元素组成的原子个数之比为1 : 1的化合物N是常见的有机溶剂,则N是苯。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同,则E的原子序数为18+4=22,即E为钛元素。
(1)A2D2分子是双氧水,含有极性键和非极性键的共价化合物,其电子式为;Ti的原子序数为22,根据构造原理可知,其电子基态电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,电子最后填充3d电子,则外围电子排布为3d24s2。
(2)B、C、D三种元素分别为C、N、O,同周期第一电离能自左而右具有增大趋势,所以第一电离能O>C。由于氮元素原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于相邻元素,所以B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C<O<N。
(3)氮元素的最高价氧化物是硝酸,具有强氧化性,在加热的条件下浓硝酸能氧化单质碳,反应的化学方程式是C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(4)a、甲醛是平面型结构。但由于甲醛分子中共价键的极性不能抵消,所以甲醛是极性分子,而苯是平面正六边形结构,属于非极性分子,a正确;b、化合物M为甲醛,碳原子的孤电子对数为0,碳原子的σ键数为3,则碳原子采取sp2杂化。CO2是直线型结构,碳原子是sp杂化,b不正确;c、苯分子中的碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种独特的键,所以苯分子中含有12个σ键和1个大π键,c不正确;d、CO2形成晶体类型是分子晶体,而二氧化硅是原子晶体,所以CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低,d正确,答案选ad。
(5)根据晶胞的结构可知,晶胞中含有Ti原子的个数=1+8×=2,氧原子个数=2+4×=4,所以Q的化学式是TiO2。根据盖斯定律可知,①+②即得到反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g),所以该反应的反应热△H=+140kJ/mol-221kJ/mol=-81kJ/mol。
(6)①合成氨反应是放热反应,所以升高温度平衡向逆反应方向移动,因此平衡常数减小,即K1>K2。
②当测得CA3和C2、A2的物质的量分别为3mol和1 mol、2 mol时,它们的浓度分别是6mol/L、2mol/L、4mol/L,则根据平衡常数表达式可知,此时==<0.5,所以反应向正反应方向移动,即氮气正反应速率大于氮气逆反应速率。
考点:考查元素周期表的结构和元素周期律的应用;核外电子排布、第一电离能;分子的空间构型、化学键以及晶体的有关判断和计算;反应热的计算;平衡常数的应用和外界条件对平衡状态的影响等
21. 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=== 2Mn2++10CO2↑+8H2O 0.5mol/L 其他条件相同时,增大H2C2O4浓度(或反应物浓度),反应速率增大 0.005mol / (L·min) 生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用) MnSO4 与实验1比较,溶液褪色所需时间短或所用时间(t)小于4.0min
【解析】(1)本题的实验原理是酸性高锰酸钾氧化草酸,酸性高锰酸钾褪色生成二价锰离子,草酸中的C被氧化为二氧化碳,化学方程式为:2KMNO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,故答案为:2KMNO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O;
(2)高锰酸钾的物质的量为:0.05mol?L-1×0.004L=0.0002mol,根据方程式2KMNO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,H2C2O4的物质的量至少为0.0002mol×=0.0005mol,在实验③中要保证高锰酸钾完全反应,物质的量浓度至少为=0.5mol/L,故答案为:0.5mol/L;
(3)从表中数据可知改变的条件是H2C2O4溶液的浓度;其他条件相同时,增大H2C2O4溶液的浓度,反应速率增大,故答案为:其他条件相同时,增大H2C2O4溶液的浓度,反应速率增大;
(4)实验1中,高锰酸钾的物质的量为:0.05mol?L-1×0.004L=0.0002mol,混合后高锰酸钾的物质的量浓度为=0.02mol/L,因此v(KMnO4)==0.005mol / (L·min) ,故答案为:0.005mol/(L?min);
(5)①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快,说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂,故答案为:生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用);
②与实验1作对比实验,则加入的硫酸锰的量不同,其它条件必须相同,所以加入的少量固体为MnSO4,故答案为:MnSO4;
③若该小组同学提出的假设成立,则反应速率加快,溶液褪色的时间小于4min,从而说明Mn2+是催化剂,故答案为:与实验1比较,溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min)。
点睛:本题主要结合实验考查了影响化学反应速率的因素,注意掌握温度、催化剂对化学反应速率的影响,解题关键是对比分析图表中的数据找出相同点和不同点,然后得出合理结论。
22.(1)2:3 (2分) (2)2(2分)
(3)25%(3分) (4)0.4mol·L-1·min-1(3分)
【解析】考查可逆反应的有关计算。
(1)A、B的转化率相等,则A和B必须是按照化学计量数之比进行充入,因此a:b=2:3。
(2)根据方程式可知
2A(g)+3B(g)nC(g)+4D(g)
起始量(mol) 4 12 0 0
转化量(mol) 2 3 n 4
平衡量(mol) 2 9 n 4
所以有2+9+n+4=17
因此n等于2
B的转化率是
5min内,用物质D表示的平均反应速率是
23. 0.079mol/(L·s) 0.395mol/L X+Y2Z 79%
【解析】试题分析:本题考查图像的分析,化学反应速率和转化率的计算。
(1)由图可见,10s内,Z物质的量增加1.58mol,υ(Z)===0.079mol/(L·s)。
(2)由图可见,10s内X物质的量减少1.20mol-0.41mol=0.79mol,X物质的量浓度减少了0.79mol2L=0.395mol/L。10s内Y物质的量减少1.00mol-0.21mol=0.79mol,X、Y随着时间的推移减少,Z随着时间的推移增加,X、Y为反应物,Z为生成物,10s内转化的X、Y、Z物质的量之比为:0.79mol:0.79mol:1.58mol=1:1:2,10s后X、Y、Z物质的量不再变化表明达到平衡,该反应为可逆反应,反应的化学方程式为:X+Y2Z。10s内,Y的转化率为100%=79%。