第2章 化学反应的方向、限度和速率 检测题 (含解析)2022-2023高二上学期化学沪科版(2020)选择性必修1

第2章《化学反应的方向、限度和速率》检测题
一、单选题
1.已知: 。下列说法正确的是
A.相同条件下,增大,转化率增大
B.当时,反应达到平衡状态
C.该反应是放热反应,因此一定能自发进行
D.该反应的
2.乙烯与氯化氢气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.第一步反应比第二步的快
B.两步反应的H均小于0
C.第一步的逆反应活化能比第二步的小
D.催化剂可以使该反应的速率和焓变增大
3.现有两个热化学反应方程式:① (l)+H2(g)→(l) ΔH>0 ②(l)+2H2(g)→(l) ΔH<0。下列说法正确的是
A.反应①②中都存在:ΔS>0 B.反应①一定不能自发进行
C.从焓变的角度看,反应①能自发进行 D.从熵变的角度看,反应②能自发进行
4.向10 L恒容密闭容器中充入1 mol S2Cl2和1 mol Cl2,发生反应。Cl2与SCl2的消耗速率()与温度(T)的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.正反应的活化能小于逆反应的活化能
B.与的转化率始终相等
C.a、b、c、d四点对应状态下,只有a达到平衡状态
D.一定温度下,向平衡体系中再充入一定量的,重新平衡后,的物质的量分数不变
5.关于化学反应速率增大的原因,下列分析不正确的是
A.有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多
B.增大反应物的浓度,可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞
C.升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大
D.使用适宜的催化剂,可使反应物分子中活化分子的百分数增大
6.在457.6℃时,反应的平衡常数的值为48.5,下列说法正确的是
A.反应的 B.升高温度,反应的
C.使用催化剂,反应的 D.此温度下,逆反应的
7.我国科学家提出了由和直接转化为的催化反应进程,反应进程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.图中对应的热化学方程式为
B.曲线b对应的活化能小于曲线a对应的活化能
C.曲线b代表使用催化剂时的能量变化曲线
D.催化剂改变了反应进程,但不改变反应的焓变
8.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 将氨水滴加到红色石蕊试纸上 试纸变蓝 氨气属于碱性电解质
B 向某钾盐中滴加浓盐酸 产生的气体可以使品红溶液褪色 该钾盐一定为或或二者的混合物
C 取两支试管各加入2mL 0.1mol/L的草酸溶液,分别滴加2mL 0.01mol/L、0.02mol/L的高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液褪色并观察褪色的时间 其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快
D 向溶液(墨绿色)中通入 溶液由墨绿色变为紫色并有黑色沉淀产生 溶液在酸性条件下不稳定,发生自身氧化还原反应
A.A B.B C.C D.D
9.在2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 的平衡体系中,当分离出SO3时,下列说法中正确的是
A.正反应速率增大 B.平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率大于逆反应速率 D.逆反应速率一直减小
10.如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或者增大压强,速率的变化都符合示意图的反应是
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △Η<0
B.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △Η<0
C.H2(g)+I2(g) 2HI(g) △Η>0
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △Η<0
11.“变化观念和平衡思想”是高中化学核心素养的重要组成部分,下列相关叙述正确的是
A.可利用14C测定文物年代,14C会衰变为14N,该过程为化学变化
B.高炉炼铁过程中,增加炉高并不能降低尾气中CO含量,说明化学反应是有限度的
C.恒容密闭容器中反应2NO2N2O4达到平衡后,其它条件不变,升高温度,最终气体颜色比原平衡浅
D.密闭容器中反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡后,仅缩小容器体积,颜色加深,平衡逆向移动
12.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速度,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的
①NaOH固体 ②H2O ③NH4Cl固体 ④CH3COONa固体 ⑤NaCl固体 ⑥KCl溶液
A.②④⑥ B.①② C.②③⑤ D.②④⑤⑥
13.下列有关说法正确的是
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),恒温恒压下再通入少量NH3,容器中气体密度增大
B.NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g),室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0
C.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),压缩容器使体积减小,达到新平衡后CO2浓度增大
D.H2(g)+I2(g) 2HI(g),恒容绝热下,当压强不变时可以判定反应达到平衡
14.恒容密闭容器中加入和,发生反应,在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)变化如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的
B.a为随温度的变化曲线
C.恒温条件下,向平衡体系中充入少量,平衡后,与原平衡相同
D.向平衡体系中加少量,的平衡转化率增大
15.化学与生产、生活、科技和环境等联系密切。下列有关说法正确的是
A.84消毒液的有效成分是NaClO,可以与医用酒精混合使用增强消毒效果
B.葛洪所著《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”是可逆反应
C.颁奖礼服内胆里添加的导热系数高的柔性石墨烯发热材料属于新型无机非金属材料
D.燃煤中加入CaO主要是为了减少温室气体的排放和酸雨的形成
二、填空题
16.某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号 反应温度/℃ 参加反应的物质
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
A 20 10 0.1 10 0.1 0
B 20 5 0.1 10 0.1 V
C 20 10 0.1 5 0.1 5
D 40 5 0.1 10 0.1 5
(1)该反应的化学方程式_______。
(2)在比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件,其中:B和D的组合比较,B表中V=_______mL;所研究的问题是_______。
(3)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中,反应速率最快的可能是_______(填实验序号)。
(4)利用CO或CO2和H2反应都可以制取甲醇。已知:
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)  ΔH1=+41kJ·mol-1
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2= - 49kJ·mol-1
则反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=_______,写出该反应平衡常数表达式:K=_______ ,升高温度K_______ (填:增大,不变,减小)
(5)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的化学方程式:_______。
17.(Ⅰ)某化学兴趣小组在用稀硫酸与纯锌粒制取氢气时发现反应速率较慢,为了加快该反应速率,他们进行了多项探究,针对他们的探究回答下列问题:
(1)他们进行的下列探究中不能达到实验目的的是___________(填选项)
A.升高反应温度 B.适当增加硫酸的浓度 C.加水 D.把锌粒改用锌粉
(2)他们探究中还发现加入少量硫酸铜溶液也可加快氢气的生成速率,你认为原因是:__________ 。
(3)他们分析后认为下列某一物质溶液也有类似硫酸铜的作用,你认为是_______(填选项)
A.Na2SO4    B.Ag2SO4   C.MgSO4    D.K2SO4
(II)把0.2molX气体和0.5molY气体混合于1L密闭容器中,使它们发生如下反应:
2X(g)+3Y(g)=nZ(g)+4W(g)。2min末已生成0.2molW,若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05mol/(L min),试计算:
(4)前2min内用W的浓度变化表示的平均反应速率是____________________
(5)2min末时Y的浓度是____________________
(6)化学反应方程式中n的值是____________________
三、实验题
18.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】
【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
0.6 mol/L溶液 3 mol/L稀硫酸 0.05 mol/L溶液
1 3.0 2.0 2.0 3.0 1.5
2 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7
3 1.0 4.0 2.0 3.0 3.9
请回答:
(1)实验目的是_______。
(2)利用实验1中数据计算,若用的浓度变化表示的反应速率为:_______。
(3)该小组同学根据经验绘制了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
0.6 mol/L溶液 3 mol/L稀硫酸 0.05 mol/L溶液
4 3.0 2.0 2.0 3.0 _______ t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是_______。
19.氢化铝锂(LiAlH4)是一种极强的还原剂,在干燥空气中较稳定,在潮湿的空气中会发生剧烈水解,释放大量的H2并燃烧。某实验小组采用LiH和AlCl3的乙醚溶液进行反应,温度控制在28~31 ℃,反应完全后过滤氯化锂沉淀,再将过滤后的氢化铝锂乙醚溶液加苯蒸馏,得到氢化铝锂产品,实验装置如图1所示。已知:乙醚(沸点:34.6 ℃)在空气的作用下能被氧化成过氧化物、醛和乙酸,当乙醚中含有过氧化物时,蒸发后所分离残留的过氧化物加热到100 ℃以上时能引起强烈爆炸。
(1)仪器a的名称是_______。制取LiAlH4的实验原理_______(用化学方程式表示)。
(2)反应温度控制在28~31℃的原因是_______。
(3)制备LiAlH4要在非水溶液中进行,原因是_______(用化学方程式表示)。
(4)指出该实验装置可能存在的缺点:_______。
(5)氢化铝锂(不含氢化锂)纯度的测定:称取a g LiAlH4样品,按图2所示的装置组装好仪器,倾斜Y形管,将蒸馏水(掺有四氢呋喃)全部注入样品中,在标准状况下,反应前量气管(由碱式滴定管改装而成)读数为V1 mL,反应完毕冷却后,读出量气管读数的操作是_______。假设反应完毕后量气管读数为V2 mL,该样品的纯度为_______(用含a、V1、V2的代数式表示)。
四、计算题
20.将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中,加热到800 ℃ ,充分反应达到平衡后,测得CO的浓度为0.005 mol·L-1。
(1)求该反应的平衡常数_______。
(2)在上述温度下,CO的量不变,将气态H2O的投料改为0.3 mol,达到平衡时,CO的浓度为多少_______?
21.硫酸是重要化工原料之一,研究人员对其生产开展研究。请回答:
(1)工业上一般采用硫铁矿或硫黄粉为原料制备硫酸。
①,下,下列反应
则反应能自发进行的条件是_______。
②两种方法在制备工艺上各有其优缺点,下列选项正确的是(可多选)_______。
A.在制备阶段,硫铁矿法产生较多的矿渣,且生成的气体净化处理比硫黄粉法复杂得多
B.两种方法产生的气体都不需要干燥
C.在转化为阶段,控制温度在左右的主要原因是为了提高反应速率和平衡转化率
D.将原料粉碎后送入沸腾炉中,可以提高原料的利用率
(2)接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化:
①不同温度下,具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图所示,E表示温度下分子的平均能量,是活化分子具有的最低能量,阴影部分的面积反映活化分子的多少,则图中_______(填“>”、“=”或“<”)。若温度下使用催化剂,请在图中画出相应的变化:_______。
②某温度下,假设进入接触室内的物质的量恒定。当和的物质的量比为1∶1,反应达到平衡时压强减少;保持温度不变,欲使的平衡转化率提高到90%,则开始时加入和的物质的量比为应为_______(计算结果保留1位小数)。
③催化氧化的反应过程可分为三步,请写出步骤Ⅱ的化学方程式:
步骤Ⅰ:
步骤Ⅱ:_______。
步骤Ⅲ:
(3)的平衡转化率与反应温度和压强的关系如下图。
①实际生产选择图中A点的反应条件,不选择B、C点的理由分别是_______。
②将组成(物质的量分数)为和的气体通入反应器,在温度t、压强p条件下进行反应:。平衡时,若转化率为,则压强为_______,平衡常数_______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)(用含的代数式表示)。
试卷第2页,共11页
参考答案:
1.A
【详解】A.增大,相当于增加一种反应物的量,另一种反应物的转化率增大,A项正确;
B.不能说明v(逆)=v(正),B项错误;
C.该反应是气体体积减小的反应,,,,,低温时反应可以自发进行,高温时反应不能自发进行,C项错误;
D.该反应是气体体积减小的反应,,故D项错误;
故选A。
2.C
【详解】A.由图象可知,第一步反应的活化能大于第二步,因此第二步反应更快,A项错误;
B.由图象可知,第一步反应后的能量大于反应前,即H大于0,B项错误;
C.由图象很明显能看出,第一步逆反应活化能比第二步的小,C项正确;
D.催化剂可以降低反应所需的活化能,从而增大反应速率,但不能改变反应的焓变,D项错误;
答案选C。
【点睛】解答此类题目时,注意区分活化能、H、键能等概念的区别与联系。
3.B
【详解】A.由题中热化学反应方程式可知,反应①②均为熵减反应,即ΔS<0,A错误;
B.由题可知,反应①ΔH>0,ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,所有温度下反应都不能自发进行,B正确;
C.反应①ΔH>0,为吸热反应,吸热不利于反应自发进行,C错误;
D.反应②ΔS<0,熵减的反应不利于自发进行,D错误;
故选B。
4.C
【分析】根据反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)可知,用氯气的消耗速率表示正反应速率和用SCl2的消耗速率表示逆反应速率,二者之比为1:2时转化为用同一种物质表示的正逆反应速率相等,达到平衡状态,由图像可知b、d点时的正逆反应速率之比为1:2,达到平衡状态;b、d点为平衡点,由图中数据可知,b、d点的状态对应的温度为250℃,300℃时,SCl2的消耗速率大于氯气的消耗速率的2倍,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,△H<0,据此分析解题。
【详解】A.正反应的活化能是发生反应所需要的能量,逆反应的活化能是反应中又释放出的能量,正反应的活化能减去逆反应的活化能就等于总反应的吸热放热量,由分析可知△H<0,正反应为放热反应,所以正反应的活化能小于逆反应的活化能,A正确;
B.由题干信息可知,与起始量均为1mol,根据反应方程式可知与的消耗量始终相等,故与的转化率始终相等,B正确;
C.根据反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)可知,正(Cl2):逆(SCl2)=1:2时,反应达到平衡状态,由图像可知,b、d点时正(Cl2):逆(SCl2)=1:2,反应达到平衡状态的为b、d两点,而a点是正(Cl2)=逆(SCl2)即未达到平衡状态,C错误;
D.一定温度下,向平衡体系中再充入一定量的,相当于增大压强,根据反应方程式S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)可知,平衡不移动,故重新平衡后与原平衡等效,即Cl2的物质的量分数不变,D正确;
故答案为:C。
【点睛】.
5.B
【详解】A.有气体参加的化学反应,增大压强,活化分子数目增多,活化分子百分数不变,则化学反应速率增大,故A正确;
B.增大反应物的浓度,活化分子数目增多,活化分子之间发生的碰撞不一定都是有效碰撞,故B错误;
C.升高温度,活化分子百分数增大,则化学反应速率增大,故C正确;
D.催化剂,降低了反应所需的活化能,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,故D正确;
故选B。
6.A
【详解】A.由方程式可知,该反应的K,故A正确;
B.反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,K值减小,,故B错误;
C.催化剂不改变平衡状态,K值不变,故C错误;
D.此温度下,逆反应的=,故D错误;
故选A。
7.A
【详解】A.根据图像可知,该反应为放热反应,对应的热化学方程式为 ,A错误;
B.从图分析,E1为曲线a的活化能,则曲线b对应的活化能小于曲线a对应的活化能,B正确;
C.使用催化剂能降低反应的活化能,故曲线b代表使用催化剂时的能量变化曲线,C正确;
D.催化剂改变了反应进程,改变反应的活化能,但不改变反应的焓变,D正确;
故选A。
8.D
【详解】A.氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨为弱碱能使红色石蕊试纸变蓝,但氨气自身不能电离属于非电解质,故A错误;
B.使品红溶液褪色的气体可能是二氧化硫也可能是氯气,若钾盐为氯酸钾,能与浓盐酸生成氯气,也能使品红溶液褪色,故B错误;
C.两组实验中所用的高锰酸钾的浓度、用量不同,不能根据褪色时间确定浓度对速率的影响,应该为相同体积、浓度的高锰酸钾中滴加不同浓度的草酸溶液观察褪色时间,故C错误;
D.溶液(墨绿色)中通入,溶液由墨绿色变为紫色并有黑色沉淀产生,可知反应生成高锰酸钾和二氧化锰固体,发生自身氧化还原反应,故D正确;
故选:D。
9.C
【详解】A.平衡体系中,当分离出SO3时,在改变条件的瞬间,反应物浓度不变,正反应速率不变,随后逐渐减小直至不变,故A错误;
B.平衡体系中,当分离出SO3时,生成物浓度减少,平衡正向移动,故B错误;
C.平衡体系中,当分离出SO3时,生成物浓度减少,逆反应速率减小,正反应速率开始瞬间不变,所以正反应速率大于逆反应速率,故C正确;
D.平衡体系中,当分离出SO3时,生成物浓度减少,平衡正向移动,生成物浓度又逐渐增大,导致逆反应速率开始减小,后又逐渐增大直至达到新的平衡,故D错误;
故选C。
10.B
【分析】由图象可知,在t1时刻升高温度或增大压强,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,则该反应正方向是气体分子总数增大的放热反应,据此分析解题。
【详解】A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △Η<0正方向是气体分子总数减小的放热反应,故A错误;
B. 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △Η<0正方向是气体分子总数增大的放热反应,故B正确;
C.H2(g)+I2(g) 2HI(g) △Η>0正方向是气体分子总数没有变化的吸热反应,故C错误;
D. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △Η<0正方向是气体分子总数减小的放热反应,故D错误;
故答案选B。
11.B
【详解】A.衰变为的过程属于物理变化,A项错误;
B.增加炉高,CO含量不能降低,说明化学反应是有限度的,B项正确;
C.反应放热,平衡后升高温度,平衡逆向移动,气体颜色变深,C项错误;
D.反应方程式两边气体计量系数之和相等,平衡后缩小容器体积,正逆反应速率等倍数增大,平衡不移动,颜色加深是因为体积缩小,浓度增大,D项错误;
答案选B。
12.A
【详解】Fe与盐酸反应的实质为Fe+2H+═Fe2++H2↑,为了减缓反应速度,且不影响生成氢气的总量,则可减小氢离子的浓度,但不改变氢离子的物质的量;
①NaOH固体消耗氢离子,所以影响生成氢气的总量,故错误;
②加H2O导致氢离子的浓度减小,速率减缓,且不影响生成氢气的总量,故正确;
③NH4Cl固体不消耗氢离子,不影响溶液浓度,所以不改变反应速率,不影响生成氢气的总量,故错误;
④CH3COONa固体与盐酸反应生成弱酸,减小氢离子的浓度,但不改变氢离子的物质的量,故正确;
⑤加入NaCl固体,不影响溶液浓度,所以不改变反应速率,不影响生成氢气的总量,故错误;
⑥加入KCl溶液,减小氢离子的浓度,但不改变氢离子的物质的量,不影响生成氢气的总量,故正确;
②④⑥正确,
答案选A。
13.D
【详解】A.恒温恒压下再通入少量NH3,容器中气体密度可能增大,可能减小,也可能不变,故A错误;
B.NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)反应的ΔS>0,室温下,该反应不能自发进行,通过ΔG=ΔH-TΔS>0,推出ΔH>0,故B错误;
C.K=c(CO2),温度不变,平衡常数不变,CO2浓度也不变,故C错误;
D.对于H2(g)+I2(g)2HI(g)反应,该反应为放热反应,在恒容绝热下,温度升高,气体压强增大,当压强不再变化,说明反应达到平衡,故D正确;
答案为D。
14.C
【详解】A.从题图可以看出,前期随着温度的升高,逐渐下降,说明温度升高,反应朝着正反应方向进行,因此该反应的ΔH>0,故A错误;
B.由A分析可知,前期随着温度的升高,反应超正反应方向进行,因此前期应逐渐升高,a不是随温度变化的曲线,故B错误;
C.该反应的平衡常数表达式为:K=,恒温条件下K值不变,故向平衡体系中充入少量,平衡后,与原平衡相同,故C正确;
D.该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应,向平衡体系中加入固体BaSO4,不改变体系的压强,因此H2的平衡转化率不变,故D错误;
故选:C。
15.C
【详解】A.84消毒液的有效成分是NaClO,有强氧化性,酒精有还原性,两者可以发生氧化还原反应,混合使用不能增强消毒效果,故A错误;
B.“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”反应条件不同,不是可逆反应,故B错误;
C.石墨烯发热材料属于新型无机非金属材料,故C正确;
D.燃煤中加入CaO主要是为了减少二氧化硫的排放,二氧化碳不会引起酸雨,故D错误;
故选C。
16.(1)Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
(2) 5 相同浓度下,温度对反应速率的影响
(3)D
(4) -90kJ/mol 减小
(5)2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)
【详解】(1)硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫单质、二氧化硫,其反应方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O;故答案为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O;
(2)B和D组合比较,B和D探究温度对化学反应速率的影响,溶液的体积应相同,即V=5mL,故答案为5;相同浓度下,温度对反应速率的影响;
(3)温度越高,反应速率越快,浓度越大,反应速率越快,因此反应速率最快的可能是D组;故答案为D;
(4)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)……①,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ……②,根据盖斯定律:②-①,推出ΔH=ΔH2-ΔH1=(-49)kJ/mol -(+41)kJ/mol=-90kJ/mol,该反应的平衡常数表达式为K=;该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小;故答案为-90kJ/mol;;减小;
(5)化学平衡常数是达到平衡时,生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值,根据平衡常数的表达式,该反应方程式是2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g);故答案为2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)。
17.(1)C
(2)CuSO4与Zn反应产生的 Cu 与Zn形成铜锌原电池,加快了氢气产生的速率
(3)B
(4)0.1 mol/(L·min)
(5)0. 35mol/L
(6)2
【详解】(1)A.升高温度,反应速率加快,故A说法正确;
B.增加反应物的浓度,反应速率加快,故B说法正确;
C.加水稀释,硫酸的浓度减少,反应速率减缓,故C说法错误;
D.增加反应物的接触面积,加快反应速率,故D说法正确;
故答案为:C;
(2)锌与硫酸铜反应置换出铜单质,构成原电池,加快反应速率,故答案为:CuSO4与Zn反应产生的 Cu 与Zn形成铜锌原电池,加快了氢气产生的速率;
(3)A.锌与硫酸钠不反应,不能构成原电池,故A错误;
B.锌比银活泼,可以把Ag置换出来,构成原电池,加快反应速率,故B正确;
C.Mg比锌活泼,锌不能置换化成Mg,不能构成原电池,故C错误;
D.锌不能与K2SO4反应,无法构成原电池,故D错误;
故答案为:B;
(4)根据化学反应速率的数学表达式,v(W)=0.2/(1×2)mol/(L·min)=0.1 mol/(L·min),故答案为:0.1 mol/(L·min);
(5)根据反应方程式,消耗的Y的物质的量为0.2×3/4mol=0.15mol,因此2min末Y的浓度是(0.5-0.15)/1 mol/L =0. 35mol/L,故答案为:0. 35mol/L;
(6)利用化学反应速率之比等于化学计量数之比,即0.05:0.1=n:4,解得n=2,故答案为:2。
18.(1)探究其他条件相同时,反应物浓度(或H2C2O4浓度)对反应速率的影响
(2)1.0×10-2mol/(L·min)
(3) 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1.5min(或其他合理答案)
【分析】采用控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响。
【详解】(1)对比各实验可知,实验温度都为室温,实验1、2、3所用0.05mol/LKMnO4溶液的体积、3mol/L稀硫酸的体积相同,所用H2C2O4溶液的浓度不同,故实验的目的是:探究其他条件相同时,反应物浓度(或H2C2O4浓度)对反应速率的影响;答案为:探究其他条件相同时,反应物浓度(或H2C2O4浓度)对反应速率的影响。
(2)实验1中所耗KMnO4物质的量为0.05mol/L×3×10-3L=1.5×10-4mol,则v(KMnO4)===1.0×10-2mol/(L min);答案为:1.0×10-2mol/(L min)。
(3)①由图2可知,n(Mn2+)随着时间的推移先缓慢增大、后突然增大,说明随着时间的推移,化学反应速率突然加快,提出的假设是: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);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根据表中数据,实验4和实验1的温度和各物质的浓度分别对应相等,采用控制变量法,要探究MnSO4对反应有催化作用,在实验4中需再向试管中加入少量的MnSO4固体;答案为:MnSO4。
③若该小组同学提出的假设成立,即MnSO4为该反应的催化剂,则实验4应观察到的现象是:与实验1比较,溶液褪色所需时间短或所用时间(t)小于1.5min;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1.5min(或其他合理答案)。
19.(1) 恒压分液漏斗 4LiH+AlCl3LiAlH4+3LiC1↓
(2)温度过低,反应速率过慢,温度过高会导致乙醚挥发
(3)LiAlH4+4H2O=Al(OH)3↓+LiOH+4H2↑
(4)冷凝管直接与空气相通,会造成空气中的水蒸气进入反应装置,导致安全事故发生
(5) 调节水准管与量气筒至液面相平,平视量气管内凹液面的最低处
【分析】温度控制在28~31 ℃,LiH和AlCl3的乙醚溶液进行反应生成LiCl沉淀和LiAlH4,过滤后,LiAlH4乙醚溶液加苯蒸馏得到LiAlH4。
(1)
根据仪器a的结构特点知,仪器a的名称为恒压分液漏斗;温度控制在28~31 ℃,LiH和AlCl3的乙醚溶液进行反应生成LiCl沉淀和LiAlH4,反应的化学方程式为4LiH+AlCl3LiAlH4+3LiC1↓;答案为:恒压分液漏斗;4LiH+AlCl3LiAlH4+3LiC1↓。
(2)
乙醚的沸点为34.6℃,故反应温度控制在28~31℃的原因是温度过低,反应速率过慢,温度过高会导致乙醚挥发;答案为:温度过低,反应速率过慢,温度过高会导致乙醚挥发。
(3)
氢化铝锂(LiAlH4)是一种极强的还原剂,在干燥空气中较稳定,在潮湿的空气中会发生剧烈水解,释放大量的H2并燃烧,LiAlH4与H2O反应放出H2,反应的化学方程式为LiAlH4+4H2O=Al(OH)3↓+LiOH+4H2↑,为防止LiAlH4与H2O反应,制备LiAlH4要在非水溶液中进行;答案为:LiAlH4+4H2O=Al(OH)3↓+LiOH+4H2↑。
(4)
LiAlH4在干燥空气中较稳定,在潮湿的空气中会发生剧烈水解,释放大量的H2并燃烧,故蒸个装置需在无水环境中进行,该实验装置可能存在的缺点是冷凝管直接与空气相通,会造成空气中的水蒸气进入反应装置,导致安全事故发生;答案为:冷凝管直接与空气相通,会造成空气中的水蒸气进入反应装置,导致安全事故发生。
(5)
本实验通过测定LiAlH4与H2O反应生成H2的体积计算LiAlH4的纯度,测量H2体积的同时还必须测量实验室的温度和压强,为确保H2的温度与实验室温度和压强一致,反应完毕冷却后,读出量气管读数的操作是调节水准管与量气筒至液面相平,平视量气管内凹液面的最低处;该实验在标准状况下,反应前量气管的读数为V1 mL,反应完毕后量气管读数为V2 mL,则收集的H2的体积为(V2-V1)mL,收集H2物质的量为mol,根据反应LiAlH4+4H2O=Al(OH)3↓+LiOH+4H2↑,LiAlH4物质的量为mol,则该样品的纯度为=;答案为:调节水准管与量气筒至液面相平,平视量气管内凹液面的最低处;。
20.(1)1
(2)0.0025 mol/L
【详解】(1)将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中,加热到800 ℃ ,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),在反应开始时c(CO)=c(H2O)=0.01 mol/L,反应达到平衡时c(CO)=0.005 mol·L-1,则CO反应消耗浓度是0.005 mol·L-1,根据物质反应转化关系可知平衡时:c(CO)=c(H2O)=c(CO2)=c(H2)=0.005 mol/L,故该反应的化学平衡常数K=;
(2)温度不变,化学平衡常数不变。在上述温度下,CO的量不变,将气态H2O的投料改为0.3 mol,反应开始时c(CO)=0.01 mol/L,c(H2O)=0.03 mol/L,假设反应产生CO2的浓度为a mol/L,则根据物质反应转化关系可知平衡时c(CO)=(0.01-a) mol/L,c(H2O)=(0.03-a) mol/L,c(CO2)=c(H2)=a mol/L,,解得a=0.0075 mol/L,则达到平衡时,CO的浓度为c(CO)=0.01 mol/L-0.0075 mol/L=0.0025 mol/L。
21.(1) 较低的温度 AD
(2) < 3.5
(3) B点,平衡转化率提高的余地小,增大压强需增加投入成本;C点,温度低,催化剂活性小,反应速率慢
【详解】(1)①已知反应……①,……②,由②-①可得反应,根据盖斯定律,其,该反应为气体分子数减少的反应,即,反应要能自发进行,则,因此在较低的温度下,反应才能自发进行;
故答案为较低的温度;
②A.在制备阶段,硫铁矿法会产生较多的矿渣,且生成的气体除外还有其他气体,净化处理比硫黄粉法复杂得多,故A正确;
B.与水能直接反应,因此两种方法产生的气体都需要干燥,故B错误;
C.在转化为阶段,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向进行,平衡转化率降低,则控制温度在左右的主要原因是为了加快反应速率,提高生产效率,而不能提高平衡转化率,故C错误;
D.将原料粉碎后送入沸腾炉中,接触面积更大,反应更充分,可以提高原料的利用率,故D正确;
故答案选AD;
(2)①活化能即活化分子具有的最低能量与分子平均能量之差,升高温度活化分子数增加,阴影部分面积会增加,所以根据图象可判断;若温度下使用催化剂,由于催化剂会降低活化能,活化分子数会增加,则对应图象可表示为;
故答案为<,;
②当和的物质的量比为1∶1,反应达到平衡时压强减少;设起始量为,体积为,列三段式有: 则,解得,则平衡常数,保持温度不变,欲使的平衡转化率为90%,设起始的物质的量为,和的物质的量比为a,则的物质的量为,则列三段式有:;温度不变,平衡常数不变,则,化简得,解得,故保持温度不变,欲使的平衡转化率提高到90%,则和的物质的量比为应为3.5;
故答案为3.5;
③步骤Ⅱ为与、反应生成的过程,化学方程式为;
故答案为;
(3)①B点,平衡转化率提高的余地小,增大压强需增加投入成本;C点,温度低,催化剂活性小,反应速率慢,故实际生产选择图中A点的反应条件,不选择B、C点;
故答案为B点,平衡转化率提高的余地小,增大压强需增加投入成本;C点,温度低,催化剂活性小,反应速率慢;
②根据三段式有:;,故,则压强为
平衡常数;
故答案为

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