第二章 化学反应速率与化学平衡 强化基础
一、单选题
1.在恒温恒容条件下,利用甲烷和水蒸气重整制氢气,其热化学方程式为: △H>0。下列事实能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器总压强不再变化
B.断裂4n mol C-H键的同时生成3n mol H-H键
C.混合气体平均密度不再变化
D.
2.下列关于化学反应的速率和限度的说法不正确的是
A.任何可逆反应都有一定的限度
B.影响化学反应速率的条件有温度、催化剂、浓度等
C.化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态
D.决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质
3.在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应N2 + 3H22NH3 达到平衡状态的标志是
A.N2、H2、NH3在容器中共存
B.混合气体的密度不再发生变化
C.混合气体的总物质的量不再发生变化
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
4.下列实验操作能达到实验目的或得出相应结论的是
实验操作 目的或结论
A 将少量片放入溶液中 证明的金属性比强
B 将点燃的镁条置于盛有集气瓶中,瓶内壁有黑色固体生成 镁的还原性比碳强
C 向溶液(含少量杂质),加入适量氯水,再加萃取分液 除去溶液中的
D 向溶液中加入5滴同浓度的溶液,再加入几滴溶液,溶液显血红色 与的反应是可逆反应
A.A B.B C.C D.D
5.有甲、乙、丙三个容积均为的恒容密闭容器,按不同投料比值进行反应:。在不同温度T下达到平衡时,的平衡转化率与Z和T的关系如表所示。
容器 起始时 HCl的平衡转化率/%
Z ℃ ℃ ℃
甲 0.8 a 96 94 90
乙 0.8 b 46 44 40
丙 0.8 4 95 88 80
下列说法正确的是( )A.
B.升高温度,反应速率减慢,的平衡转化率减小
C.300℃时,丙容器中反应达到平衡时,
D.300℃时,甲容器中反应需要达到平衡,则此时间内
6.反应Ⅰ:H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1;反应Ⅱ:HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数为K2,则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值
A.K1=K2 B.K1=K2 C.K1=2K2 D.K1=
7.一定温度下容积不变的密闭容器中,对于可逆反应下列说法中正确的是
A.达到化学平衡时,
B.达到化学平衡后,减小体系压强,增大,减小,平衡逆向移动
C.当体系压强不随时间变化时,C的物质的量浓度保持不变
D.不变时,反应达到化学平衡状态
8.可逆反应mA(g)+nB(?) pC(g)+qD(?)中A和C都是无色气体,当达到平衡后,下列叙述正确的是
A.若改变条件后,平衡正向移动,D的百分含量一定增大
B.若升高温度,A的浓度增大,说明正反应是吸热反应
C.若增大压强,平衡不移动,说明m+n一定等于p+q
D.若增加B的量平衡移动后体系颜色加深,说明B必是气体
9.一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1mol CO和1mol H2O,在Ⅱ中充入1mol CO2 和1mol H2,在Ⅲ中充入2mol CO 和2mol H2O,700℃条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是
A.两容器中正反应速率:I<II
B.两容器中的平衡常数:I>II
C.容器Ⅰ 中CO2的物质的量比容器Ⅱ中CO2的少
D.容器Ⅰ 中CO 的转化率与容器II中CO2 的转化率之和大于1
10.在比较化学反应速率时,不可以利用的相关性质为
A.气体的体积和体系的压强 B.颜色的深浅
C.固体物质量的多少 D.反应的剧烈程度
11.对于可逆反应 △H<0,下列图象表示正确的是
A. B. C. D.
12.在一定条件下,反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g),达到平衡状态的标志是:
A.单位时间内生成2nmolA,同时生成nmolD B.容器内压强不随时间而变化
C.单位时间内生成nmolB,同时消耗1.5nmolC D.容器内混合气体密度不随时间而变化
13.实验得知,溶解在CCl4中的N2O5分解反应如下:2N2O5=4NO2+O2;其反应浓度及速率如表:
组别 c0(N2O5)/(mol·L-1) 速率常数k /(mol·L-1·min-1)
1 0.40 k 2.48×10-4
2 0.16 k 9.92×10-5
3 a k 7.44×10-5
下列说法错误的是A.该反应的速率方程为=k·c0(N2O5)
B.k=6.2×10-4min-1
C.a=0.12
D.浓度由0.16mol·L-1减小到amol·L-1,用时1min
14.下列有关可逆反应的说法不正确的是
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应
B.2HI H2+I2是可逆反应
C.CaCO3 CaO+CO2↑是可逆反应
D.存在平衡的不一定是化学反应
二、填空题
15.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)=2HI(g)
(1)保持容器容积不变,向其中充入1 mol H2,反应速率_________。
(2)升高温度,反应速率________。
(3)扩大容器体积,反应速率______。
(4)保持容器内气体压强不变,向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),反应速率________。
(5)保持容器体积不变,向其中充入1 mol N2,反应速率________。
(6)保持容器内气体压强不变,向其中充入1 mol N2,反应速率________。
16.医用口罩是预防新冠病毒感染的“明星”,其主要原材料是聚丙烯。工业上制备丙烯的化学原理是 ,在密闭容器中发生上述反应,,,其中,、分别为正、逆反应速率,、分别为正、逆反应速率常数,c为浓度。
(1)已知:瑞典化学家阿伦尼乌斯的化学反应速率常数与温度之间关系的经验公式为(其中,k为速率常数,A、R为常数,为活化能,T为绝对温度,e为自然对数的底)。下列有关速率常数k的说法正确的是___________(填字母)。
A.其它条件不变,升高温度,增大,减小
B.其它条件不变,加入催化剂,、同倍数增大
C.其它条件不变,增大反应物浓度,增大,不变
D.其它条件不变,增大压强,、都增大
(2)一定条件下,向某密闭容器中投入一定量和发生上述反应,平衡常数___________(用、表示);升高温度,___________(填“增大”“减小”“不变”或“不确定”)。
(3)向三个体积相同的恒容密闭容器中充入和发生上述反应,测得有关数据如下:
容器 温度/K 起始时物质的物质的量/mol 平衡时物质的物质的量/ mol
Ⅰ 1 2 0.50
Ⅱ 1 2 0.80
Ⅲ 2 4 a
___________ (填“>”“<”或“=”,下同);a___________1.0。
17.图Ⅰ、Ⅱ依次表示在酶浓度一定时,反应速率与反应物浓度、温度的关系。请据图回答下列问题:
(1)图Ⅰ中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,其原因是___________。
(2)图Ⅱ中,催化效率最高的温度为___________(填“”或“”)点所对应的温度。
(3)图Ⅱ中,点到点曲线急剧下降,其原因是___________。
(4)将装有酶、足量反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃的水浴锅内,后取出,转入25℃的水浴锅中保温,试管中反应速率加快的为___________(填“甲”或“乙”)。
18.在一密闭容器中发生反应N2+3H2=2NH3 ΔH<0,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是___________(填字母,下同)。
A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3
D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6
(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度
D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气
t1时刻___________;t3时刻___________;t4时刻___________。
(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是___________。
A.t0~t1 B.t2~t3
C.t3~t4 D.t5~t6
(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线______。
19.某温度时,在2L容器中A、B两种物质间的转化反应中,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:
(1)该反应的化学方程式为_______;
(2)反应开始至4min时,B的平均反应速率为_______,
(3)4min时,反应是否达到平衡状态?_______(填“是”或“否”),8min时,v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
20.已知一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g) ,△H>0 请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol/L,c(N)=2.4mol/L,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为__________;原混合气体与平衡混合气体的压强之比,p(始):p(平)=________
(2)若反应温度升高,M的转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”;)
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4mol/L, c(N)=a mol/L;达到平衡后,c(P)=2mol/L,a=________
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=bmol/L,达到平衡后,M的转化率为________。
(5)若反应温度不变,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(M)=0.5mol/L,c(Y)=0.2mol/L,c(P)=0.4mol/L,c(Q)=0.4mol/L,则下一时刻,反应向__________(填“正向”或“逆向”)进行。
21.I.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图:
(1)从反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为___________,X的物质的量浓度减少了___________,Y的转化率为___________。
(2)该反应的化学方程式为___________。
II.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:回答下列问题:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
(1)该反应的离子方程式为___________。
(2)该实验的目的是探究___________。
(3)实验试剂除了1mol·L-1KI溶液、0.1mol·L-1H2SO4溶液外,还需要的试剂是__;
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是___________(填字母)。
A.温度 B.试剂的浓度
C.试剂的用量(体积) D.试剂添加的顺序
22.氧化剂在反应时不产生污染物,被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以分解为例,探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 温度(℃) 反应物 催化剂
① 20 253%溶液 无
② 20 255%溶液 无
③ 20 255%溶液 0.1g
④ 20 255%溶液 1~2滴1溶液
⑤ 30 255%溶液 0.1g
(1)实验①和②的目的是___________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示,通常条件下过氧化氢稳定,不易分解。为了达到实验目的,可采取的改进方法是___________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化如甲图所示。分析该图能得出的结论是___________,___________;
(3)同学乙设计了乙图所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析,以生成20气体为准,其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___________。
(4)向某体积固定的密闭容器中加入0.6A、0.2C和一定量(未知)的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答:
①写出反应的化学方程式:___________;
②若,则内反应速率___________,A的转化率为___________;
③B的起始的物质的量是___________;平衡时体系内的压强为初始状态的___________倍。
23.烟气中含有的高浓度SO2、氮氧化物有害物质及酸性废水中的,在排放前必须进行脱硫、脱硝、脱氮处理。
(1)H2Y2-是乙二胺四乙酸根离子,与Fe2+形成的络合物FeY2-可用于吸收烟气中的NO。其吸收原理:
FeY2-(aq)+NO(g) FeY2-(NO)(aq) ΔH<0。将含NO的烟气以一定的流速通入起始温度为50℃的FeY2-溶液中。NO吸收率随通入烟气的时间变化如图1所示。时间越长,NO吸收率越低的原因是___________。
(2)H2O2在催化剂α-FeOOH的表面上,分解产生·OH。·OH较H2O2和O2更易与烟气中的NO、SO2发生反应。反应后所得产物的离子色谱如图2所示。
①写出·OH氧化NO反应的化学方程式:___________。
②当H2O2浓度一定时,NO的脱除效率与温度的关系如图3所示。升温至80℃以上,大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高的原因是___,温度高于180℃,NO的脱除效率降低的原因是____。
(3)用H2消除酸性废水中的是一种常用的电化学方法。其反应原理如图4所示。
请结合上述反应过程用合适的文字描述Fe(III)、Fe(II)在其中的作用:___________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】A.该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,正反应是吸热反应,若反应未达到平衡状态,体系的温度就会发生变化,体系的压强就会发生变化,因此若容器总压强不再变化,说明反应达到了平衡状态,A符合题意;
B.断裂4n mol C-H键的同时生成3n mol H-H键,均表示反应向正反应方向进行,无法说明正逆反应速率的关系,因此不能据此判断反应是否达平衡状态,B不符合题意;
C.反应物混合物均为气体,气体总质量不变;反应在恒容条件下进行,气体的体积不变,则混合气体的密度始终保持不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,C不符合题意
D.由反应方程式可知反应速率:3v(CH4)正=v(H2)正,若v(CH4)逆=3v(H2)正,则v(CH4)逆=3v(H2)正=9v(CH4)正,v(CH4)逆>v(CH4)正,反应逆向进行,未处于平衡状态,D不符合题意;
故合理选项是A。
2.C
【详解】A.任何可逆反应都有一定的限度,符合可逆反应的规律,故A正确;
B. 影响化学反应速率的条件有温度、催化剂、浓度等,符合影响反应速率的因素,故B正确;
C. 化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度不再变化时的状态,而不一定是相等的状态,故C错误;
D. 决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质(内因),符合影响反应速率的因素,故D正确。
答案选C。
3.C
【分析】N2 + 3H22NH3为气体体积缩小的可逆反应,该反应达到平衡状态时,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,据此判断。
【详解】A.该反应为可逆反应,所以N2、H2、NH3在容器中共存,无法判断是否达到平衡状态,故A错误;
B.反应前后混合气体的质量和容器容积均不变,因此密度始终不变,不能据此判断是否达到平衡状态,故B错误;
C.该反应为气体体积缩小的反应,平衡前气体的总物质的量为变量,当混合气体的总物质的量不再发生变化时,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;
D.v正(N2)=2v逆(NH3),速率之比不等于系数之比,说明正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,故D错误;
故选C。
4.B
【详解】A.将少量片放入溶液中,发生反应,没有铁被置换出来,不能证明的金属性比强,故不选A;
B.将点燃的镁条置于盛有集气瓶中,发生反应,镁是还原剂、C是还原产物,证明镁的还原性比碳强,故选B;
C.Fe2+还原性大于Br-,氯气先氧化Fe2+,向溶液(含少量杂质)中加入适量氯水,不能除去溶液中的,故不选C;
D.向溶液中加入5滴同浓度的溶液,过量,再加入几滴溶液,溶液显血红色,不能证明与的反应是可逆反应,故不选D;
选B。
5.D
【详解】A. 在相同温度下,增大的浓度可以提高的平衡转化率,根据乙、丙中数据可知,,A项错误;
B. 升高温度,反应速率加快,B项错误;
C. 丙容器中起始时的物质的量是,在300℃条件下反应达到平衡时,消耗的物质的量是,则消耗的物质的量是,剩余的物质的量是,则,C项错误;
D. 300℃时,甲容器中反应需要达到平衡,则此时间内消耗的物质的量是,生成的物质的量是,所以,D项正确;
答案选D。
6.D
【详解】反应Ⅰ:H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数 ,反应Ⅱ:HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数,对比两者表达式可得出,即K1=,故选D。
7.C
【详解】A. 达到化学平衡时,,A错误;
B.一定温度下容积不变时,减小体系压强,则减小,减小,平衡向气体分子数增加的方向移动、即逆向移动,B错误;
C.一定温度下容积不变时,体系压强与物质的量成正比。该反应气体分子总数会随着反应而改变、故压强也会改变。当体系压强不随时间变化时,则气体分子总数不变、C的物质的量及浓度保持不变,C正确;
D. 该反应的取决于反应物和生成物总能量的差,与反应的程度无关,不能根据不变判断是否处于化学平衡状态,D错误;
答案选C。
8.D
【详解】A.若改变条件后,平衡正向移动,D的百分含量不一定增大,因为B的状态不确定,故A错误;
B.若升高温度,A的浓度增大,说明逆反应是吸热反应,故B错误;
C.若增大压强,平衡不移动,如果B、D均为气体,则说明m+n一定等于p+q,如果B、D均不为气体,m=p,故C错误;
D.固体和液体的用量不影响平衡,若增加B的量平衡移动后体系颜色加深,说明B必是气体故D正确;
故答案为D。
9.C
【详解】A.若两容器保持恒温,则为等效平衡,正反应速率相等,现为恒容绝热容器,I中温度升高,II中温度降低,所以达平衡时,混合气体的温度I比II高,正反应速率:I>II,A不正确;
B.由A中分析可知,达平衡时容器I的温度比II高,由于正反应为放热反应,温度越高平衡常数越小,所以两容器中的平衡常数:I<II,B不正确;
C.若温度不变,容器I和容器II中CO2的物质的量相等,现达平衡时,容器I的温度比II高,升温时平衡逆向移动,所以容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中CO2的少,C正确;
D.若温度不变,容器I和容器II为等效平衡,则此时容器Ⅰ中CO 的转化率与容器II中CO2 的转化率之和等于1,现容器II的温度比容器I低,相当于容器I降温,平衡正向移动,容器II中CO2的转化率减小,所以容器Ⅰ 中CO 的转化率与容器II中CO2 的转化率之和小于1,D不正确;
故选C。
10.C
【详解】A.其它条件不变,增大气体体积、减小体系压强,反应速率减小,A可以利用;
B.其它条件相同,颜色深浅变化越大,反应速率越大,B可以利用;
C.对于固体而言,物质的量的多少对化学反应速率不产生影响,C不可以利用;
D.反应越剧烈,反应速率越大,D可以利用。
答案选C。
11.B
【详解】A.反应放热,升高温度,正逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,则逆反应速率大于正反应速率,与图象不相符,A项错误;
B.500℃时温度高,反应速率更快,但升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物C在反应混合物中的含量减小,与图象相符,B项正确;
C.反应放热,升高温度,正逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,即相同压强时,A的转化率减小,与图象不相符,C项错误;
D.催化剂能加快反应速率,但不改变化学平衡,有无催化剂,C的浓度都不变化,与图象不相符,D项错误;
答案选B。
12.A
【详解】A.单位时间内生成2nmolA,同时生成nmolD,反应进行的方向相反,且物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,达到了化学平衡状态,A符合题意;
B.因为反应前后气体的分子数相等,压强始终保持不变,所以当容器内压强不随时间而变化时,不能确定反应达平衡状态,B不符合题意;
C.单位时间内生成nmolB,同时消耗1.5nmolC,反应进行的方向相同,不一定达平衡状态,C不符合题意;
D.容器内混合气体的质量、容器的体积始终不变,密度始终不变,所以当密度不随时间而变化,反应不一定达平衡状态,D不符合题意;
故选A。
13.D
【详解】A.根据第2组c0(N2O5)是第1组c0(N2O5)的0.4倍,第2组速率也是第1组速率的0.4倍,故=k·c(N2O5),A正确;
B.将第一组数据代入v=k·c0(N2O5),可得k=6.2×10-4min-1,B正确;
C.将7.44×10-5和k=6.2×10-4min-1代入=k·c0(N2O5),可得a=0.12,C正确;
D.由于浓度改变化学反应速率也改变,且反应速率为平均反应速率,故浓度由0.16mol·L-1减小到amol·L-1,根据目前所学的知识,无法计算出所用的时间,D错误;
故答案为:D。
14.C
【详解】A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应,符合可逆反应的概念,A正确;
B.2HIH2+I2在加热条件下可以正逆两个方向进行,B正确;
C.CaCO3分解与CaO与CO2反应的条件不同,二者不互为可逆反应,C错误;
D.存在平衡的不一定是化学反应,如溶解平衡,D正确;
答案选C。
15. 增大 增大 减小 不变 不变 减小
【详解】(1)在容器容积不变时,充入1 mol H2即c(H2)增大,反应物浓度增大,化学反应速率增大;
(2)升高温度,活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,反应速率增大;
(3)扩大容器体积,相当于减小各成分浓度,反应速率减小,
(4)保持容器内气体压强不变,保持充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),压强未变,体积增大,浓度也不变,则速率不变;
(5)保持容器容积不变,充入1mol N2,N2不参与反应,参与反应的各成分浓度未变,则反应速率不变;
(6)保持容器压强不变,充入N2,体积增大,各成分浓度减小,则反应速率减小。
16.(1)B
(2) 减小
(3) > =
【分析】(1)
A.其他条件不变,升高温度,正逆反应速率均增大,因此k正、k逆均增大,A错误;
B.催化剂对正逆反应速率有相同影响,因此其他条件不变,使用催化剂,k正、k逆同倍数增大,B正确;
C.反应速率常数只与温度和活化能有关,其他条件不变时,增大反应物浓度,k正、k逆都不变,C错误;
D.反应速率常数只与温度和活化能有关,其他条件不变时,增大压强,k正、k逆都不变,D错误;
故选B。
(2)
,,当反应达到平衡时则有v正=v逆,=可得=,由反应可知平衡常数K= =;由反应C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g),反应放热,升温向逆向进行,升温平衡常数K减小,所以升温减小;
(3)
上述反应是放热反应,升温,平衡向左移动,C3H6的量减小,故T1大于T2;该反应正向是气体分子数不变的反应,加压平衡不移动,Ⅲ中的量是Ⅰ量的2倍,所以a=0.5×2=1.0;
17. 酶的浓度一定 A 温度过高,酶的活性下降 甲
【详解】(1)由图Ⅰ分析,反应物浓度增大到一定限度,反应速率不再上升,说明决定化学反应速率的主要因素是酶的浓度,故答案为:酶的浓度一定;
(2)由图Ⅱ分析,点的反应速率最快,催化效率最高,故答案为:A;
(3)点到点曲线急剧下降是由于温度升高,酶的活性急速下降,故答案为:温度过高,酶的活性下降;
(4)由图Ⅱ可知,0~25℃范围内,温度越高,反应速率越快,所以甲试管转入25℃的水浴中加热时反应速率加快;乙试管在75℃的水浴中加热时,酶已经失活,故乙中无催化反应发生,故答案为:甲。
18. ACDF C E B A
【详解】(1)根据图示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内,v正、v逆相等,反应处于平衡状态。
(2)t1时,v正、v逆同时增大,且v逆增大得更快,平衡向逆反应方向移动,所以t1时改变的条件是升温。t3时,v正、v逆同时增大且增大量相同,平衡不移动,所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时,v正、v逆同时减小,但平衡向逆反应方向移动,所以t4时改变的条件是减小压强。
(3)根据图示知,t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动,NH3的含量均比t0~t1时间段的低,所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。
(4)t6时刻分离出部分NH3,v逆立刻减小,而v正逐渐减小,在t7时刻二者相等,反应重新达到平衡,据此可画出反应速率的变化曲线为 。
19.(1)2A B
(2)0.025mol/(L·min)
(3) 否 =
【详解】(1)由图象可看出A为反应物,B为生成物,物质的量不变时反应达到平衡状态,A反应的物质的量=0.8mol-0.2mol=0.6mol;B生成的物质的量=0.5mol-0.2mol=0.3mol,所以A、B转化的物质的量之比为2:1,根据A、B转化的物质的量之比=化学方程式的计量数之比,反应的化学方程式为:2AB;
(2)反应开始至4min时,B物质的量变化0.4mol-0.2mol=0.2mol,B的平均反应速率为 ;
(3)由图象分析可知,4 min时,随时间变化A、B物质的量发生变化,说明未达到平衡;8 min时随时间变化A、B物质的量不再发生变化,说明达到平衡,故v(正) =v(逆)。
20.(1) 25% 1:1
(2)增大
(3)6
(4)41%
(5)逆向
【分析】(1)
在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol/L,c(N)=2.4mol/L,达到平衡后,M的转化率为60%,列三段式可得
N的转化率为×100%=25%;原混合气体与平衡混合气体的压强之比等于物质的量之比,故p(始):p(平)=(1+2.4):(0.4+1.8+0.6+0.6)=3.4:3.4=1:1。
(2)
反应吸热,故温度升高,平衡正向移动,M的转化率增大。
(3)
由(1)可知,某温度下,K=,则,所以K==,故a=6。
(4)
由(1)可知,某温度下,K=,则,所以K==,可得b=2.4x,故M的转化率为×100%=41%。
(5)
某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(M)=0.5mol/L,c(Y)=0.2mol/L,c(P)=0.4mol/L,c(Q)=0.4mol/L,则Q==1.6>K,故反应逆向进行。
21. 0.079mol·L-1·s-1 0.395mol·L-1 79.0% X(g)+Y(g)2Z(g) 4H++4I-+O2=2I2+2H2O 温度对反应速率的影响 淀粉溶液 CD
【详解】(1)10s时,Z的物质的量增加1.58mol,其反应速率为: mol·L-1·s-1,X的物质的量由1.20降低到0.41,其浓度较少量为:=0.395mol·L-1,Y的物质的量由1.0减少为0.21,其转化率为:,故答案为:0.079mol·L-1·s-1;0.395mol·L-1;79.0%;
(2)由图可知X、Y为反应物,Z为生成物,三者的变化分别为:0.79、0.79、1.58,变化量之比为1:1:2,可得反应方程式为:X(g)+Y(g)2Z(g),故答案为:X(g)+Y(g)2Z(g)
;
II.(1)KI具有强的还原性,能被氧气氧化成碘单质,反应的离子方程式为:4H++4I-+O2=2I2+2H2O,故答案为:4H++4I-+O2=2I2+2H2O;
(2)由表格数据可知,该实验改变的外界条件是温度,测量的是不同温度条件下显色的时间,可知其其探究的是温度对反应速率的影响,故答案为:温度对反应速率的影响;
(3)为确定显示的时间,需要用到指示剂与碘单质出现显色,结合碘单质的性质可知应用淀粉溶液作指示剂,故答案为:淀粉溶液;
(4)设计实验必须保证其他条件不变,只改变一个条件,才能得到准确的结论,而浓度条件在(3)已经控制一致,因此还必须控制不变的是试剂的量和试剂的添加顺序,故答案为:CD;
22. 探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或升高相同温度) 升高温度,反应速率加快 对过氧化氢分解的催化效果更好 产生20气体所需的时间 0.006 60% 0.08 1
【详解】(1)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;同学甲在进行实验时并没有观察到明显现象。资料显示,通常条件下过氧化氢稳定,不易分解。为了便于比较,需要加快反应速率,可以向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中,升高相同温度),故答案为:探究浓度对反应速率的影响;向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中,升高相同温度);
(2)由图可知,③、⑤中⑤的反应速率大,说明升高温度,反应速率加快;③、④中④的反应速率小,说明MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好,故答案为:升高温度,反应速率加快;MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好;
(3)反应是通过反应速率分析的,根据,所以实验中需要测量的数据是时间(或收集一定体积的气体所需要的时间),故答案为:产生20mL气体所需的时间;
(4)①由图可知,A、B的物质的量减小,C的物质的量增加,且t1时物质的量不变,说明该反应为可逆反应,A、C的物质的量的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2,反应过程中混合气体的平均相对分子质量不变,则反应为3A B+2C,故答案为:3A B+2C;
②若t1=10时,则内以C物质浓度变化表示的反应速率;t1时,A的转化率为,故答案为:0.006;60%;
③由A和C的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2,可以推出B的变化量为0.03mol/L,容器的体积为4L,所以B起始的物质的量是(0.05-0.03)×4mol=0.08mol;根据阿伏加德罗定律可知,在同温同体积条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,也等于其分子数之比。由于反应前后气体的分子数保持不变,所以平衡时体系内的压强保持不变,为初始状态的1倍,故答案为:0.08mol;1。
23.(1)反应放热,温度升高,不利于NO的吸收;随着反应进行,FeY2-浓度降低
(2) 3·OH+NO=HNO3+H2O 汽化的H2O2与催化剂的接触更充分,产生更多的·OH,·OH浓度增大,与NO混合更充分,NO的脱除效率显著提高 180℃以后,·OH分解成O2和H2O,·OH的浓度下降,NO的脱除效率下降
(3)H2在Pd表面失去电子,传递给Fe3O4,其中的Fe(III)得到电子,被还原为Fe(II),Fe(II)又失去电子,将电子传递给,被还原为N2,Fe(II)与Fe(III)之间相互转化过程中起到了传递电子的作用
【详解】(1)反应放热,温度升高,不利于NO的吸收,且随着反应进行,FeY2-浓度降低,NO的吸收率降低;
(2)①由色谱图可知:NO被·OH氧化生成N,反应为:3·OH+NO=HNO3+H2O
②汽化的H2O2与催化剂的接触更充分,产生更多的更易与NO发生反应的·OH,·OH浓度增大,与NO混合更充分,NO的脱除效率显著提高;180℃以后,·OH分解成O2和H2O,·OH的浓度下降,NO的脱除效率下降;
(3)H2在Pd表面失去电子,传递给Fe3O4,其中的Fe(Ⅲ)得到电子,被还原为Fe(Ⅱ),Fe(Ⅱ)又失去电子,将电子传递给,被还原为N2,Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间相互转化过程中起到了传递电子的作用。
答案第1页,共2页
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