第二章化学反应速率与化学平衡习题(含答案解析)2022-2023上学期高二化学人教版(2020)选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡 习题
一、单选题
1.升高温度时,化学反应速率加快,主要原因是
A.该化学反应的过程是吸热的
B.反应物分子能增加,活化分子百分数增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多
C.该化学反应的过程是放热的
D.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
2.对某一可逆反应来说,下列有关使用催化剂和不使用催化剂的说法错误的是
A.使用催化剂不能增大反应物的平衡转化率
B.使用催化剂能同等程度改变正、逆反应速率
C.不使用催化剂,反应物在相同时间段内改变的物质的量一定比使用催化剂时少
D.不使用催化剂,平衡时混合物的组成不会改变
3.在相同条件下研究催化剂I、II对反应的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则下列说法不正确的是
A.催化剂I、II相比,I使反应活化能更低
B.使用催化剂I,反应时间为时,X的转化率为
C.a曲线表示使用催化剂II时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂II时,内,
4.已知反应的反应机理如下:
①(快)
②(慢)
③(快)
下列有关说法错误的是
A.①的逆反应速率大于②的正反应速率
B.②中与的碰撞仅部分有效
C.和是该反应的催化剂
D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
5.已知:Sn(S、灰)Sn(S、白) -2.1kJ。由此可以得出
A.灰锡和白锡互为同位素 B.灰锡和白锡的互相转化是可逆反应
C.白锡具有的能量高 D.常温下锡主要以灰锡的状态存在
6.某工业生产中发生反应:2A(g)+B(g)2M(g),ΔH<0.下列说法正确的是
A.这是一个放热的熵减反应,在低温条件下该反应一定可自发进行
B.若物质B价廉易得,工业上一般采用加入过量的B,以提高A的转化率
C.工业上一般采用较高温度合成M,因温度越高,反应物的转化率越高
D.工业生产中常采用催化剂,因为使用催化剂可提高反应物的转化率
7.在2L的密闭容器中,把4molA和2molB混合,在一定条件下发生反应:3A(g)+2B(g) xC(g)+2D(g),2min后达到平衡时生成1.6molC,又测得反应速率v(D)=0.2mol/(L·min)。下列说法正确的是( )
A.消耗B 0.08mol B.x=2
C.A的平衡浓度是1.4mol/L D.平衡时气体压强是原来的0.8倍
8.在恒压、NO和O2的起始浓度均为的条件下,催化反应相同时间,测得五种不同浓度下NO转化为NO2的转化率如下表:
温度/℃ 100 200 300 400 500
NO转化率/% 28.8 78.5 80.0 50.0 18.2
下列说法错误的是A.反应的
B.200℃时,延长反应时间能提高NO转化率
C.五种条件下,增加O2的起始浓度不一定都能提高NO的转化率
D.300℃时,该反应一定处于平衡状态
9.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.用1L1.0mol/LFeCl3溶液制备氢氧化铁胶体,所得氢氧化铁胶粒的数目可能为NA
B.1molSO2与足量O2在一定条件下充分反应生成SO3,一共转移2NA个电子
C.100g质量分数为46%的乙醇水溶液中氧原子数为1NA
D.标准状况下,11.2LNO与11.2LO2的混合气体中原子总数为2NA
10.下列反应或现象的离子方程式解释正确的是
A.过量铁粉与稀硝酸反应:
B.用饱和溶液处理水垢中的:
C.向溶液中滴加6mol/L的,溶液橙色加深:
D.电解水溶液:
11.2021年9月24日,《科学》杂志发表了我国科学家的原创性重大突破,首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如下:
下列叙述错误的是
A.淀粉为混合物
B.CH3OH分子中含有极性键和非极性键
C.对于反应②③使用高温条件将会使反应速率减慢
D.“人工合成淀粉”有助于实现碳中和及缓解粮食危机
12.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是:
A.生成乙烯的速率:v(M)有可能小于v(N)
B.平衡常数:KM>KN
C.当温度高于250℃,升高温度,平衡向逆反应方向移动,从而使催化剂的催化效率降低
D.若投料比n(H2):n(CO2)=3:1,则图中M点时,乙烯的体积分数为7.7%
二、填空题
13.甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统简单,产物中H2 含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜),是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。反应如下:
反应Ⅰ(主) :CH3OH(g)+ H2O(g) CO2(g)+ 3H2(g) ΔH1=+49kJ/mol
反应Ⅱ(副) :H2(g)+ CO2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
温度高于300℃则会同时发生反应Ⅲ: CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH3
(1)计算反应Ⅲ的ΔH3= _________。
(2)反应1能够自发进行的原因是_______________,升温有利于提高CH3OH转化率,但也存在一个明显的缺点是__________。
(3)右图为某催化剂条件下,CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。
①随着温度的升高,CO的实际反应生成率没有不断衡状态生成率的原因是____________ (填标号)。
A.反应Ⅱ逆向移动
B.部分CO 转化为CH3OH
C.催化剂对反应Ⅱ的选择性低
D.催化剂对反应Ⅲ的选择性低
②随着温度的升高,CH3OH 实际反应转化率不断衡状态转化率的原因是______。
③写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施_________。
(4)250℃,一定压强和催化剂条件下,1.00molCH3OH 和1.32molH2O 充分反应(已知此条件下可忽略反应Ⅲ ),平衡时测得H2为2.70mol,CO有0.030mol,试求反应Ⅰ中CH3OH 的转化率_________,反应Ⅱ的平衡常数_________(结果保留两位有效数字)
14.等质量的铁与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应(实验数据见下表),c为初始时盐酸的浓度(),测定反应相同时间后产生氢气的体积V。则值最大的组是_______(填组别序),其原因是_______。
组别 温度/℃ 铁的状态
1 2.0 25 块状
2 2.5 30 粉末
3 2.5 50 块状
4 2.5 50 粉末
15.化学反应2CuBr2(s) 2CuBr(s)+Br2(g),487K的平衡常数应表示为,但对有固体参与的反应,固相物质的分压可以作为常数1,因此,KP可以大为简化,例如上式可表示为KP=P[Br2(g)]=0.0460atm。现有容积为10.0L的容器,其中装有过量的CuBr2(s)并加入0.100molI2(g),因发生反应Br2(g)+I2(g) 2BrI(g)而使平衡时气体总压P=0.746atm,求:
(1)第2个反应的平衡常数_______。
(2)再向体系中充入0.100molI2,则平衡时气体总压为_______。
16.已知反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H <0。请回答下列问题:
(1)某温度下,在一固定体积的密闭容器中加入100g SO3(g)发生上述反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是_____(填序号)
①每生成80g SO3的同时消耗64g SO2
②混合气体的密度保持不变
③SO3的体积分数保持不变
④混合气体的平均相对分子质量不再变化
(2)某温度下,在一固定体积为2升的密闭容器中,充入2mol SO2和lmol O2发生上述反应,当反应进行到2分钟末时达到平衡,平衡混合物中SO3的质量分数为50%,则反应前2分钟内用SO2表示的平均反应速率为_____,SO2的转化率为____,此时反应的平衡常数为_________。
(3)在某恒温、恒压容器中,按体积比2:1加入SO2和O2进行上述反应,达到平衡后,再向容器中充入适量SO3(g),达到新平衡时,c(O2)将比原平衡_____(填“增大”、“减小”、或“不变”)
(4)若在某恒温、恒容容器中,加入一定量SO3(g)发生上述反应,达到平衡后,再向容器 中充入适量SO3(g),达到新平衡时,c(SO2)/c(SO3)将比原平衡______(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
17.将一定量的A、B、C三种物质(都是气体)放入固定体积为1L的密闭容器中,一定条件下发生反应,一段时间内测得各物质的物质的量变化如下图所示。请回答下列问题:
(1)反应的化学方程式用A、B、C可表示为___________。
(2)用A表示在0~10min内的反应速率___________。
(3)在该条件达到反应的限度时反应物B的转化率为___________。(计算结果用百分数表示,并保留1位小数)
(4)开始时容器中的压强与平衡时的压强之比为___________。
18.烟气的脱硫(除SO2)和脱硝(除NOx)都是环境科学研究的热点。可以通过氧化还原反应或酸碱反应进行脱硫和脱硝。完成下列填空:
(1)烟气中含有一定量的氮氧化物(NOx),可以利用甲烷与NOx一定条件下反应,产物为空气中含有的无害成分,从而消除污染。
写出CH4与NOx反应的化学方程式____________________。
(2)用催化剂可以使NO、CO污染同时降低,2NO(g)+2CO (g)N2(g)+2CO2(g),根据传感器记录某温度下NO、CO的反应进程,测量所得数据绘制出下图。
前1s内平均反应速率υ(N2)=____________________,第2s时的X值范围____________________。
(3)为了除去烟气有害气体SO2并变废为宝,常用熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应最终产物为石膏。而不采用澄清石灰水或熟石灰固体替代熟石灰悬浊液来吸收废气。说明理由:____________________
(4)用标准浓度的酸性KMnO4溶液可以测定空气中SO2含量。写出此测定方法的离子方程式____________________。
(5)双碱法是一种低成本高效率的脱硫方法。先用第一碱作为吸收剂,与含SO2的烟气在吸收塔中接触发生反应,烟气中的SO2被吸收掉,然后脱硫废液在另一反应器中再与第二碱反应,使溶液得到再生,再生后的吸收液循环利用。
可用作第一碱_____________。可用作第二碱____________。(选填编号)
a.NaOH b.Mg(OH)2 c.石灰石 d.石灰
19.在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
(1)下列说法正确的是_____________________(填序号);
①温度为T1时,从反应平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应为放热反应
③处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
(2)在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为_____________________。
20.日常生活中的下列做法,与调控反应速率有关的是___________(填序号),请利用本节所学知识进行解释_____________。
①食品抽真空包装 ②在铁制品表面刷油漆 ③向门窗合页里注油 ④用冰箱冷藏食物
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.无论是放热反应还是吸热反应,升高温度,化学反应速率均加快,故A不符合题意;
B.升高温度使反应物分子能增加,火花分子百分数增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增大,反应速率加快,故B符合题意;
C.无论是放热反应还是吸热反应,升高温度,化学反应速率均加快,故C不符合题意;
D.分子运动速率加快,分子碰撞机会增多,并不是所有碰撞都能发生反应,要想发生反应,需要具有一定的能量和合适的取向,故D不符合题意;
答案为B。
2.C
【详解】A.使用催化剂不影响平衡,不能改变转化率,A正确;
B.使用催化剂能同等程度的改变反应速率,B正确;
C.反应达到平衡后,相同时间段内物质的改变量均为零,C错误;
D.平衡时混合物的组成不会改变,催化剂对平衡不影响,D正确;
故选C。
3.C
【分析】结合化学方程式,由图可知,0~2min 内,a曲线的变化量为Ⅰ变化量的一半,则a为X浓度、Ⅰ为Y的浓度变化;
【详解】A.由图可知,催化剂I比催化剂II催化效果好,说明催化剂I使反应活化能更低,反应更快,故A正确;
B.使用催化剂I时,在0~2min 内,X的浓度变化了4.0mol/L-2.0mol/L=2.0mol/L,X的转化率为,故B正确;
C.由分析可知,a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化,故C错误;
D.使用催化剂I时,在0~2min 内,Y的浓度变化了2.0mol/L,则,由速率之比等于系数比,v(X) =v(Y) =×,故D正确;
故选C。
4.C
【详解】A.①为快反应,②为慢反应,所以①的逆反应速率大于②的正反应速率,A正确;
B.分子碰撞中,能发生化学反应的碰撞属于有效碰撞,反应②为可逆反应,只有部分分子发生有效碰撞,B正确;
C.根据反应的历程,和是在反应过程中产生又被消耗,是该反应的中间产物,C错误;
D.总反应为放热反应,逆反应的活化能比正反应的活化能大,D正确;
故选C。
5.C
【详解】A.灰锡和白锡都是锡的单质,互为同素异形体,A项错误;
B.Sn(S、灰)Sn(S、白),两个可逆过程需要的温度不一致,不是同时进行的反应,故不属于可逆反应,B项错误;
C.Sn(S、灰)Sn(S、白) -2.1kJ,根据能量守恒可知,Sn(S、灰)的总能量等于Sn(S、白)的总能量减去2.1 kJ,Sn(S、灰)的总能量低于Sn(S、白),故白锡具有的能量高,C项正确;
D.由转化关系可知温度高于13.2℃时以主要以白锡状态存在,一般认为常温是25℃,因此常温下主要以白锡的状态存在,D项错误。
故答案选C。
6.B
【详解】A.这是一个放热的熵减反应, <0, <0,根据时可自发判断,在低温条件下该反应是自发反应,但不一定可自发进行,A错误;
B.若物质B价廉易得,工业上一般通过加入过量的B,增大B的浓度,使平衡向正反应方向移动提高A的转化率,B正确;
C.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,反应物的转化率减小,C错误;
D.使用催化剂,化学反应速率增大,但化学平衡不移动,反应物的平衡转化率不变,D错误;
故选B。
7.C
【分析】v(D)=0.2mol/(L min),v(C)= (1.6mol÷2L)÷2min=0.4mol/(L min),因不同反应物表示的反应速率之比等于化学计量数之比,则x:2=0.4mol/(L min):0.2mol/(L min),解得:x=4,
3A(g)+2B(g) 4C(g)+2D(g),
起始(mol)4 2 0 0
转化(mol)1.2 0.8 1.6 0.8
平衡(mol)2.8 1.2 1.6 0.8
【详解】A.根据上述分析可知,反应消耗B的物质的量为0.8mol,故A错误;
B.根据计算可知x=4,故B错误;
C.A的平衡浓度为:c(A)=2.8mol÷2L=1.4mol/L,故C正确;
D.因气体物质的量之比等于压强之比,则平衡时气体压强是原来的:(2.8mol+1.2mol+1.6mol+0.8mol):((4mol+2mol)==1.07倍,故D错误;
答案选C。
8.D
【详解】A.通过表中数据可知,温度升高,NO的转化率先升高后降低,温度较低时反应较慢,因为温度不连续,不能确定300℃时,是否为平衡状态,但可以确定400-500℃时一定为平衡状态,此时温度越高,NO的转化率越低,即升温平衡逆向移动,则该反应是放热反应,,A项正确;
B.200℃时,反应没有达到平衡,延长反应时间能提高NO的转化率,B项正确;
C.恒压条件下,的浓度增加,则NO的浓度减小,反应速率会减小,相同时间内NO的转化率有可能会降低,C项正确;
D.通过表中数据可知,温度升高,NO的转化率先升高后降低,温度较低时反应较慢,因为温度不连续,不能确定300℃时,是否为平衡状态,D项错误;
故选D。
9.D
【详解】A.胶粒是多个氢氧化铁单元的集合体,用1L1.0mol/LFeCl3溶液制备氢氧化铁胶体,所得氢氧化铁胶粒的数目小于NA,A错误;
B.SO2与O2的反应为可逆反应,转移电子小于2NA个,B错误;
C.100g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有100g×46%=46g乙醇,即1mol乙醇,这些乙醇中含有NA个氧原子,但此外还有水分子中的氧原子,C错误;
D.标准状况下,11.2LNO与11.2LO2的混合气体中共含有×2=1mol分子,NO和O2都为双原子分子,所以原子总数为2NA,D正确;
综上所述答案为D。
10.C
【详解】A.过量铁粉和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:3Fe+2NO+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O,A错误;
B.用Na2CO3溶液处理水垢中的不溶物CaSO4,硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙沉淀,反应离子方程式为:CaSO4+CO=CaCO3+SO,B错误;
C.向K2Cr2O7溶液中滴加6mol/L的H2SO4,溶液橙色加深,溶液中氢离子浓度增大,平衡Cr2O(橙色)+H2O 2CrO(黄色)+2H+,逆向移动,所以溶液橙色加深,C正确;
D.电解MgCl2水溶液生成氢氧化镁、氢气和氯气,反应的离子方程式为:Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2+Cl2↑+H2↑,D错误;
故选C。
11.B
【详解】A.淀粉是高分子化合物,由于分子链的长短不同,故为混合物 ,A正确;
B.甲醇分子中只含有极性键,不含非极性键 ,B错误;
C.反应②③中均用到了酶,高温会使酶失活或活性降低,故反应速率减慢,C正确;
D.人工合成淀粉提供了新的淀粉来源,有助于实现碳中和及缓解粮食危机,D正确;
故选B。
12.C
【详解】A.化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),A正确;
B.升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,所以M化学平衡常数大于N,B正确;
C.根据图像,当温度高于250℃,升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则平衡逆向移动,但催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,C错误;
D.设开始投料n(H2)为3mol,则n(CO2)为1mol,所以当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,可列出三段式: ,所以乙烯的体积分数为0.25/(1.5+0.5+0.25+1)×100%=7.7%,D正确;
故选C。
13. +90kJ/mol 反应Ⅰ为熵增加的反应 CO含量升高,破坏燃料电池的交换膜 C 升温反应速率加快 其它条件不变,提高n(水)/n(甲醇)的比例 (或其它条件不变,选择更合适的借化剂) 91% 5.6×10-3
【详解】(1)反应Ⅰ加上反应Ⅱ得到:CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH3= +90kJ/mol。
(2)反应自发进行的要求是△G=△H-T△s<0,此反应的△H>0,所以反应自发进行的原因就是△s>0,即反应为熵增反应。升温会促进反应Ⅲ的发生,提高CO的含量,而CO会破坏该电池的交换膜。
(3)①工业生产中,一般不会等待反应达到平衡后再进行下一道工序,多数都是进行一段时间的反应就将体系取出,所以一般来说,反应的速度越快,取出的体系就越接近应该达到的平衡态。随着反应温度的升高,速度加快,但是CO的生产率并没有接近反应的平衡态,说明该反应使用的催化剂对于反应Ⅱ几乎没有加速作用,所以选项C正确,选项D错误。三个反应都吸热,所以升温都正向移动,不会促进CO转化为甲醇,选项A、选项B都错误。
②由①的叙述可以得到答案为:升温反应速率加快。
③加入水蒸气,可以调高甲醇的转化率,同时使反应Ⅱ的平衡向逆反应方向移动,从而降低了CO的生成率。加入更合适的催化剂,最好只催化反应Ⅰ,不催化反应Ⅱ,这样也能达到目的。
(4)达平衡时CO有0.03mol,根据反应Ⅱ得到参与反应的氢气为0.03mol,所以反应Ⅰ生成的氢气为2.73mol(平衡剩余氢气2.7mol),根据反应Ⅰ,消耗的甲醇为0.91mol,所以甲醇转化率为91%。根据反应Ⅰ的数据,消耗的水为0.91mol,生成的CO2为0.91mol,则剩余1.32-0.91=0.41mol水,在反应Ⅱ中应该消耗0.03molCO2,生成0.03molCO和0.03mol水,所以达平衡时,水为0.41+0.03=0.44mol,CO2为0.91-0.03=0.88mol。所以反应Ⅱ的平衡常数为(设容器体积为V)。
14. 4 第4组实验,温度最高、反应物的浓度最大、反应物接触面积最大,则化学反应速率最快
【详解】温度越高、反应物的浓度越大、反应物接触面积越大,则化学反应速率越快;由图可知,第4组实验,温度最高、反应物的浓度最大、反应物接触面积最大,则化学反应速率最快,相同时间得到氢气体积最大。
15.(1)78.3
(2)1.357(atm)
【详解】(1)I2的浓度为:
Br2(g) + I2(g) 2BrI(g)
0.0460 0.400
0.0460 0.400-x 2x
0.0460+0.400-x+2x=0.746
x=0.300
K=
(2) Br2(g) + I2(g) 2BrI(g)
0.0460 0.800-y 2y

y=0.511(atm)
P总=0.0460+0.800-y+2y=0.846+0.511=1.357(atm)
答案误差在10%以内得满分,答案有效数字不对每个扣0.5分,共扣1分。
16. ③④ 0.25mol L-1 min-1 50% 4 不变 减小
【详解】(1)①每生成80g SO3,反应向右进行,同时消耗64g SO2,反应向右进行,速率同向,不能判断反应达到平衡状态,故不选;
②该容器体积不变、反应前后混合气体质量不变,则容器中密度始终不变,则不能根据密度判断平衡状态,故不选;
③SO3的体积分数保持不变,各物质浓度保持不变,反应达到平衡状态,可选;
④该反应中三氧化硫分解后气体的物质的量增大,混合气体质量不变,则混合气体的平均相对分子质量在反应前后减小,当容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变时,正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,可选;
综上所述,本题选③④。
(2)在一固定体积为2升的密闭容器中,充入2molSO2和lmol O2发生2SO2+O2==2SO3反应,设当反应进行到2分钟末时达到平衡时,消耗氧气的量为xmol,进行如下计算:
2SO2 + O22SO3,
起始量 2 1 0
变化量 2x x 2x
平衡量 2-2x 1-x 2x
根据平衡混合物中SO3的质量分数为50%,则50%=2x×80/(2×64+1×32)×100%,解得x=0.5mol;则反应前2分钟内用SO2表示的平均反应速率为2×0.5/(2×2)=0.25mol L-1 min-1;SO2的转化率为2×0.5/2×100%=50%;达平衡时各物质浓度分别为:c(SO2)=(2-1)/2=0.5mol/L,c(O2)=(1-0.5)/2=0.25mol/L,c(SO3)=2×0.5/2=0.5mol/L,此时反应的平衡常数为0.52/(0.25×0.52)=4;综上所述,本题答案是:0.25mol L-1 min,50%,4。
(3)保持恒温、恒压,反应达到平衡后,再向容器中充入适量SO3(g),在恒压条件下,与原平衡状态相同,是等效平衡,各物质的含量不变,所以c(O2)与原平衡相比,应该为不变;综上所述,本题答案是:不变。
(4)恒温、恒容条件下反应达到平衡,达到平衡后,再向容器中充入适量SO3(g),恒容条件下相对于原平衡,等效于加压过程,平衡向右移动,c(SO3)增大,c(SO2)减小,c(SO2)/c(SO3)将比原平衡减小;综上所述,本题答案是:减小。
17. 2A(g)+B(g)3C(g) 0.2mol/(L·min) 33.3% 1:1
【分析】(1)A、B物质的量随着时间的推移逐渐减小至不变,A、B为反应物;C的物质的量随着时间的推移逐渐增大至不变,C为生成物;10min后A、B、C物质的量保持不变都不等于0,该反应为可逆反应;根据0~10min内A、B、C转化物质的量之比等于化学计量数之比配平。
(2)根据速率的计算公式计算υ(A)。
(3)10min后B的物质的量保持2mol不变,即达到反应限度时B的物质的量为2mol,根据转化率的含义计算B的转化率。
(4)恒温恒容时气体的压强之比等于气体分子物质的量之比(或结合该反应的特点判断)。
【详解】(1)A、B物质的量随着时间的推移逐渐减小至不变,A、B为反应物;C的物质的量随着时间的推移逐渐增大至不变,C为生成物;10min后A、B、C物质的量保持不变都不等于0,该反应为可逆反应;根据0~10min内A、B、C转化物质的量分别为(3-1)mol、(3-2)mol、(4-1)mol,根据转化物质的量之比等于化学计量数之比,反应的化学方程式为2A(g)+B(g) 3C(g)。
(2)0~10min内υ(A)===0.2mol/(L·min)。
(3)10min后B的物质的量保持2mol不变,即达到反应限度时B的物质的量为2mol,B的转化率α(B)=100%=33.3%。
(4)根据图象,开始时容器中气体物质的量之和为3mol+3mol+1mol=7mol,平衡时混合气体物质的量之和为1mol+2mol+4mol=7mol;恒温恒容时气体的压强之比等于气体分子物质的量之比,开始时容器中的压强与平衡时的压强之比等于开始时气体物质的量与平衡时气体物质的量之比,为1:1.(或该反应的特点是:反应前后气体分子数不变,开始时和平衡时气体总物质的量相等,在恒温恒容容器中,开始时容器中的压强与平衡时的压强相等,开始时容器中的压强与平衡时的压强之比为1:1.)
18. 4NOx+xCH4=2N2+xCO2+2xH2O 2.7×10-4mol/(L·s) 25.2<X<30.6 熟石灰悬浊液吸收SO2速度快且脱硫率高;澄清石灰水中Ca(OH)2浓度较小,吸收SO2的量少;熟石灰固体与气体接触面小吸收速度慢且脱硫率低 5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+ a cd
【详解】(1)根据元素守恒,氮的氧化物与甲烷反应转化为空气中含有的无害成分,则应生成氮气、二氧化碳、水,化学方程式是4NOx+xCH4=2N2+xCO2+2xH2O;
(2)前1s内,NO的浓度减小了(10-4.6)×10-4mol/L=5.4×10-4mol/L,则氮气的浓度增加5.4×10-4mol/L÷2=2.7×10-4mol/L,所以υ(N2)=2.7×10-4mol/(L·s);随反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率减慢,所以1s~2s内CO的反应速率小于2×2.7×10-4mol/(L·s),则X大于30.6-5.4=25.2,故X值的范围为25.2(3)熟石灰悬浊液吸收SO2速度快且脱硫率高;而氢氧化钙的溶解度较小,得到的澄清石灰水的浓度较小,吸收SO2的量少;熟石灰固体与气体接触面小吸收速度慢且脱硫率低,所以不用澄清石灰水或熟石灰固体吸收二氧化硫;
(4)酸性高锰酸钾与二氧化硫发生氧化还原反应,二氧化硫被氧化为硫酸根离子,高锰酸根离子被还原为锰离子,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;
(5)用第一碱作为吸收剂,与含SO2的烟气在吸收塔中接触发生反应,烟气中的SO2被吸收掉,然后脱硫废液在另一反应器中再与第二碱反应,使溶液得到再生,再生后的吸收液循环利用;即第一碱能与SO2反应,反应后的生成物可与第二碱反应且生成物可循环利用,则第一碱为NaOH溶液(即选a),吸收SO2发生的反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;第二碱选择石灰石或石灰均可,发生反应CaO+H2O+Na2SO3=CaSO3+2NaOH(或CaCO3+Na2SO3=CaSO3+Na2CO3),再生后的吸收也可循环利用,第二碱选cd。
19. ②③ 1-
【详解】(1)根据图象中的数据可知,温度T1时生成甲醇的速率= mol·L-1·min-1,故①错误;因为升高温度,平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,所以正反应是放热反应,故②正确;因为温度从T1升高到T2时,平衡逆向移动,故氢气的物质的量增大,甲醇的物质的量减小,故n(H2)/n(CH3OH)增大,故③正确。答案选②③;(2)写出方程式CO2+3H2CH3OH+H2O,则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O变化的物质的量分别是α mol、3α mol、α mol、α mol,故平衡时它们的物质的量分别是(1-α) mol、(3-3α) mol、α mol、α mol,故平衡时气体的总物质的量是(4-2α) mol,所以此时的压强与起始压强之比为=1-。
20. ①②④ ①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意。
【详解】①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意;
故答案:①②④;①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意。
答案第1页,共2页
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