第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、单选题(共12题)
1.下列从实验事实所得到的相应结论正确的是
选项 实验事实 结论
A Na2S2O3和盐酸反应时,其他条件相同,增大Na2S2O3溶液浓度,析出硫沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时,适当增大反应物浓度,化学反应速率减小
B 在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变 催化剂不参与化学反应
C 物质的量浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的、形状相同的锌粒反应 反应刚开始时反应速率相同
D 在容积可变的密闭容器中发生反应:H2(g) +I2(g) 2HI(g),把容积缩小一半 正反应速率加快,逆反应速率也加快
A.A B.B C.C D.D
2.某种含二价铜微粒的催化剂可用于汽车尾气脱硝,催化机理如图1,反应过程中不同价态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是
A.催化机理中的五步反应均为氧化还原反应
B.状态⑤到状态①的变化过程中有极性键和非极性键的形成
C.状态③到状态④过程的最小,放热最多,反应速率最快
D.脱硝过程的本质是
3.在密闭容器中发生如下反应:,达到平衡后测得A的浓度为0.50mol/L。在恒温下减小压强使容器容积扩大到原来的两倍,再次达到平衡时,测得A的浓度为0.20mol/L。下列说法不正确的是
A. B.平衡向右移动 C.B的转化率提高 D.C的体积分数增大
4.已知反应,其正反应速率方程为(为速率常数,只与温度、催化剂有关),下列说法错误的是
A.NO的浓度对反应速率的影响大于氢气的浓度对反应速率的影响
B.其他条件不变,压缩容器体积,体系内活化分子百分数增大
C.达到平衡时升温,该反应向正反应方向进行
D.某时刻降低温度,减小,体系内活化分子百分数减小
5.在容积为1 L的密闭容器中,投入1 mol N2和3 mol H2分别在以下不同实验条件下进行反应。下列分析正确的是
容器编号 实验条件 平衡时反应中的能量变化
I 恒温恒容 放热Q1kJ
II 恒温恒压 放热Q2kJ
III 恒容绝热 放热Q3kJ
A.放出热量:Q1>Q2 B.N2的转化率:I>III
C.平衡常数:II>I D.平衡时氨气的体积分数:I>II
6.在恒温恒容的密闭容器中,可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),下列判断不正确的是
A.达到化学平衡时,2v正(O2)=v逆(SO3)
B.达到化学平衡时,容器中气体压强不再变化
C.若单位时间内生成xmolSO3的同时消耗xmolSO2,则反应达到平衡状态
D.达到化学平衡时,容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
7.催化加氢是碳中和的重要手段之一,以下是加氢时发生的两个主要反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在体积为1L的两个恒容密闭容器中分别按表中所示充入一定量的和,平衡体系中碳化物的物质的量分数X(CO)和随温度变化关系如图所示。
容器 起始物质的量/mol
甲 1 3
乙 2 6
下列有关说法错误的是
A.曲线d表示乙容器中X(CO)随温度的变化
B.600℃达到平衡时,甲容器中反应Ⅱ的平衡常数为2.4
C.M点对应的转化率为80%
D.使用选择性催化剂,M点位置保持不变
8.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
向恒压、密闭容器中通入和,平衡时、、的物质的量随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ的平衡常数可表示为
B.图中曲线C表示的物质的量随温度的变化
C.提高转化为的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂
D.的
9.已知有如下热化学方程式,下列判断错误的是
①
②
③
④
A. B.
C. D.
10.CH3OH(g)+CO2(g)+H2(g)CH3COOH(g)+H2O(g)ΔH=+220.5kJ·mol-1的反应历程如图所示,下列说法不正确的是
A.第1步反应为取代反应
B.中间产物有7种
C.CH3COORhI+H2=Rh+CH3COOH+HI
D.反应达平衡后,若升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(正)>v(逆)
11.在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明反应已达到平衡的是
A.容器内的总压强不随时间变化
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化
C.键断裂,同时有键断裂
D.和的消耗速率相等
12.二氧化碳催化加氢制甲醇,合成反应可表示为: ,合成反应在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在下的、在下的如图所示。下列说法不正确的是
A.
B.图中对应等压过程的曲线是b
C.当时,反应条件可能为,210℃或,250℃
D.、时,测得的平衡转化率为33.3%,则
二、非选择题(共10题)
13.近年来环境问题突出,大气污染更为严重。回答下面问题
(1)下列选项中属于重点城市空气质量日报首要污染物的是
A.CO2 B.SO2 C.可吸入颗粒物 D.H2S
(2)汽车尾气常含有CO、NO等有毒气体,汽车气缸中生成NO的化学方程式是
(3)汽车排气管装有的三元催化装置,可以消除CO、NO等的污染,反应机理如下(以Pt催化剂为例)
I:NO+Pt(S)=NO(S)(Pt(S)表示催化剂,NO(S)表示吸附态NO,下同)
II:CO+Pt(S)=CO(S)
III:NO(S)=N(S)+O(S)
IV:CO(S)+O(S)=CO2+2Pt(S)
V:N(S)+N(S)=N2+2Pt(S)
VI:NO(S)+N(S)=N2O+2Pt(S)
尾气中反应物及生成物浓度随温度的变化关系如下图。
回答下面问题
①汽车尾气消污反应最适宜的反应温度是
A.250℃ B.300℃ C.330℃ D.400℃
②330℃以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是
③低温区N2O选择性高于N2,由此可推断出:V反应的活化能 Ⅵ反应的活化能(填
“<”、“>”或“=”),理由是
④结合反应机理和图象分析:温度位于330℃—400℃时,升高温度,V反应的反应速率 ,(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),Ⅳ反应的反应速率 。
14.CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。在容积为1L的恒容密闭容器中,充入1.00molCO2(g)和3.00molH2(g),一定条件下发生反应得到CH3OH(g)和H2O(g),测得反应物X和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
(1)0~3min内,v(CH3OH)= (保留三位有效数字)mol·L-1·min-1。
(2)该反应的化学方程式为 。
(3)X代表的物质为 (填化学式),理由是 。
(4)9min后,保持其他条件不变,向容器中再通入1.00molCO2(g)和3.00molH2(g),则该反应的速率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)下列可以作为该反应已达到平衡的判据的是 (填标号)。
A.气体的压强不变 B.v正(CO2)=v逆(H2O)
C.CH3OH(g)与H2O(g)的浓度相同 D.容器内气体的密度不变
15.在1L恒容密闭容器中充入2a(a>0)molH2和a mol CO,在一定条件下合成甲醇,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),达到平衡时容器内气体压强是起始时的0.6倍。
①在该温度下,平衡常数K= (用代数式表示)。
②在该温度下,向此平衡体系中加入a mol CH3OH(g),再次达到平衡后CO的体积分数将 (填“增大”“减小”或“不变”)
③下列情况表明反应达到平衡状态的是
A.不再改变
B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C.混合气体的密度不再改变
D.混合气体的平均摩尔质量不再改变
16.I.分别取盐酸与氢氧化钠溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题:
(1)本实验除烧杯、量筒、温度计外还缺少的玻璃仪器名称为 ,大小烧杯间需要填满碎泡沫塑料的目的是 。
(2)若某同学通过该实验测定出中和热偏大,请分析可能的原因是 (填序号)。
A.用量筒量取盐酸时仰视读数
B.分多次将NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.将盐酸错取为等浓度的醋酸
Ⅱ.为探究化学反应速率的影响因素,设计的实验方案如下表:(已知溶液、溶液、淀粉三种溶液混合,无明显现象,滴入溶液后溶液变蓝)
向烧杯中加入的试剂及用量/
0.1溶液 0.1溶液 0.1溶液 淀粉溶液 时间/s
① 25℃ 20.0 10.0 5.0 1.0 0.0
② 40℃ 20.0 10.0 5.0 1.0 0.0
③ 25℃ 20.0 5.0 5.0 1.0 V
(3)写出混合溶液中滴入H2O2溶液反应的离子方程式为 。
(4)表中的V= ,、、由小到大的顺序为 。
(5)对比实验①②可推测实验结论为 。
III
(6)某同学研究浓度对化学平衡的影响。他向溶液中加入溶液溶液颜色变化为 ,变化原因 (结合离子方程式解释)。
17.某实验小组通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素(铁的质量相等,铁块的形状一样,盐酸均过量),设计实验如表:
实验编号 盐酸浓度/(mol/L) 铁的形态 温度/K
① 4.00 块状 293
② 4.00 粉末 293
③ 2.00 块状 293
④ 4.00 粉末 313
(1)若四组实验均反应进行1分钟(铁有剩余),则以上实验需要测出的数据是 。
(2)实验 和 (填实验编号)是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响;实验①和②是研究 对该反应速率的影响。
(3)测定在不同时间产生氢气体积V的数据,绘制出图甲,则曲线c、d分别对应的实验组别可能是 、 。
(4)分析其中一组实验,发现产生氢气的速率随时间变化情况如图乙所示。
①其中t1~t2速率变化的主要原因是 。
②t2~t3速率变化的主要原因是 。
(5)实验①产生氢气的体积如丙中的曲线a,添加某试剂能使曲线a变为曲线b的是 。
A.CuO粉末 B.NaNO3固体 C.NaCl溶液 D.浓H2SO4
18.草酸(H2C2O4)又名乙二酸,是一种易溶于水的有机酸,广泛存在于绿叶、蔬菜中。某探究小组用酸性KMnO4溶液与H2C2O4(弱酸)溶液反应过程中溶液紫红色消失快慢的方法,研究影响化学反应速率的因素。实验条件作如下限定:0.1mol/L H2C2O4溶液,所用酸性KMnO4溶液的浓度可选择0.01mol/L、0.001mol/L,催化剂的用量可选择0g 、0.5g,实验温度可选择298K、323K。每次实验中酸性KMnO4溶液、H2C2O4溶液的用量均为4mL。
(1)请完成以下实验设计表:完成iv的实验条件,并将实验目的补充完整。
实验编号 温度/K 酸性KMnO4溶液的浓度/(mol/L) 催化剂的用量/g 实验目的
i 298 0.01 0.5 a.实验i和ii探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响; b.实验i和iii探究 对该反应速率的影响; c.实验i和iv探究催化剂对该反应速率的影响
ii 298 0.001 0.5
iii 323 0.01 0.5
iv
(2)该反应的催化剂选择MnCl2还是MnSO4 (填“MnCl2”或“MnSO4”)。简述选择的理由: 。
(3)酸性KMnO4溶液滴入H2C2O4溶液中,紫红色褪去,有气泡产生,反应的离子方程式为: 。
19.(1)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min) 1 2 3 4 5
氢气体积(mL)(标准状况) 100 240 464 576 620
①哪一时间段反应速率最大? min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)。
②另一学生为控制反应速率,防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为可行的是 。
A.蒸馏水 B.KCl溶液 C.将锌磨成粉 D.CuSO4溶液
(2)某温度时,在一个10 L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
①反应开始至2 min,以气体X表示的平均反应速率为 。
②该反应的化学方程式为 。
③2 min内Y的转化率为 。
20.在温度为373K时,将0.100mol无色的N2O4气体放入1L抽空的密闭容器中,立刻出现红棕色,直至建立N2O42NO2的平衡.下图是隔一定时间测定到的N2O4的浓度(纵坐标为N2O4的浓度,横坐标为时间)
(1)计算在20至40秒时间内,NO2的平均生成速率为 mol L-1 S-1
(2)①该反应的化学平衡常数表达式为 ,
②求该温度下平衡常数的值 (写出计算过程,下同)
(3)求达到平衡状态时N2O4的转化率
(4)求平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为 (最简整数比)
21.250℃和100kPa下密闭容器中发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),分解率为80.0%。已知分压是其体积分数乘总压。
(1)PCl5的分压是 kPa。(保留三位有效数字)
(2)250℃时用分压表达的平衡常数Kp= kPa。(保留三位有效数字)
(3)250℃和100kPa下密闭容器中含有0.1molPCl5,0.5molPCl3和0.2molCl2,反应进行的方向是 ,理由是 。
22.物质A-G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分,经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应,G为砖红色沉淀。
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:B 、G ;
(2)C与硫磺在加热条件下的生成物与足量浓硝酸反应的离子方程式为: 。
(3)反应②的化学方程式是 ;
(4)将0.23molB和0.11mol氧气放入容积为1L的密闭容器中,发生反应①,在一定温度下,反应达到平衡,得到0.12molD,则反应的平衡常数K= 。若温度不变,再加入0.50mol氧气后重新达到平衡,D的体积分数 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
参考答案:
1.D
A.适当增大反应物浓度,化学反应速率加快,A项错误;
B.催化剂可以参与反应,但催化剂的质量和化学性质都不发生改变,B项错误;
C.浓度相同的盐酸和醋酸溶液中起始时氢离子的浓度不同,因此开始时反应速率不同,C项错误;
D.缩小容积,正、逆反应速率同时增大,D项正确;
故答案选D。
2.B
A.状态①到状态②过程中无元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应,故A错误;
B.状态⑤到状态①的变化过程中有H2O和N2生成,有极性键O-H和非极性键N≡N的形成,故B正确;
C.由=生成物的总能量-反应物的总能量,状态②到状态③过程的最小,故C错误;
D.由图2可知,该脱硝过程中参与反应的NH3、NO、O2的物质的量之比为2:2:,即4:4:1,所以脱硝总反应方程式为4NH3+4NO+O2═6H2O+4N2,故D错误;
故选:B。
3.A
在恒温下减小压强使容器容积扩大到原来的两倍的瞬间,A的浓度是0.25mol/L。但再次达到平衡时,测得A的浓度为0.20mol/L,这说明减小压强,平衡向正反应方向移动。
A.正方应是体积增大的反应,即气体反应物的计量数关系为,B物质为固体,不能得出和z的大小关系,A错误;
由分析可知B、C、D正确;
故选A。
4.B
A.由正反应速率方程可知NO的浓度与速率成2次方关系,氢气浓度与速率成1次方关系,可见NO的浓度对反应速率的影响大于氢气的浓度对反应速率的影响,故A正确;
B.压缩容器体积,可增大单位体积内的活化分子数目,但不改变活化分子百分数,故B错误;
C.该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,故C正确;
D.某时刻降低温度,正反应速率减小,同时平衡逆向移动,反应物的浓度增大,则减小;同时降低温度使活化分子百分数减小,故D正确;
故选:B。
5.B
I和II对比,I是恒容,随着反应的进行压强减小,I的压强比II的小,压强减小,平衡向左移动,反应进行的程度小,放热少,Q1
C.II和I温度相同,平衡常数相同,故C错误;
D.I的压强比II的小,压强减小,平衡向左移动,反应进行的程度小,生成的氨气少,氨气体积分数I小,故D错误;
答案选B。
6.C
A.该反应达到平衡状态时,2v正(O2)=v逆(SO3),所以能说明该反应达到平衡状态,故A正确;
B.该反应是一个反应前后气体体积改变的化学反应,当反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,导致容器中压强不随时间的变化而改变,故B正确;
C.无论该反应是否达到平衡状态,若单位时间内生成xmolSO3的同时消耗xmolSO2,所以不能据此判断反应达到平衡状态,故C错误;
D.当该反应达到平衡状态时,混合气体的物质的量不变,混合气体的质量始终不变,所以混合气体的平均相对分子质量不再变化,所以能据此判断反应是否达到平衡状态,故D正确;
故选C。
7.C
反应Ⅰ为放热反应,温度升高平衡逆向移动,甲烷的浓度减小,所以ac曲线代表甲烷的物质的量分数随温度的变化关系;反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO的浓度增大,所以bd曲线代表CO的物质的量分数随温度的变化关系。
A.甲、乙两个1L恒容密闭容器中,投料比乙为甲的2倍,此时相当于相同温度下压强增大,因反应I正向气体分子数增加,故平衡正向移动,乙与甲相比:甲烷的物质的量分数增加,CO的物质的量分数降低,即CO物质的量分数与甲相比变小,故d为乙容器中X(CO)随温度的变化,A正确;
B.600℃达到平衡时,X(CO)=X(CH4)=0.4,设反应Ⅰ中的转化量为x mol,反应Ⅱ中的转化量为y mol,则建立三段式:
平衡时; ,解得 ,则平衡时,、 、 、,反应Ⅱ的平衡常数 ,B正确;
C.根据计算, M点平衡时氢气的物质的量为1.0mol,其总转化率为,C错误;
D.使用选择性催化剂,不会改变平衡转化率,故M点位置保持不变,D正确;
故选C。
8.B
A.化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,反应Ⅰ的平衡常数为K=,故A正确;
B.反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应,因此CH4的平衡量随着温度的升高而减小,所以图中曲线A表示CH4的物质的量变化曲线;由反应Ⅱ和Ⅲ可知,温度升高反应Ⅱ正向移动,反应Ⅲ逆向移动,因此CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大,故曲线C为CO的物质的量变化曲线,则曲线B为CO2的物质的量变化曲线,故B错误;
C.反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,降低温度有利于反应Ⅰ和反应Ⅲ正向移动,反应Ⅱ逆向移动,因此在低温时CH4的平衡量较高,要提高 CO2转化为CH4的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂以尽快建立化学平衡状态,故C正确;
D.根据盖斯定律,由-(Ⅱ+Ⅲ)得:CH4(g)+ H2O(g) =CO(g)+ 3H2(g) ΔH=+205.9kJ/mol,故D正确;
故答案选B。
9.C
A.①②均为放热反应,,,碳完全燃烧生成二氧化碳比碳不完全燃烧生成一氧化碳放出热量多,对应小,所以,A正确;
B.根据盖斯定律,方程式关系 ,进行对应计算,则,B正确;
C.方程式,则,C错误;
D.由C选项分析,整理得,D正确;
故答案选C。
10.B
A.由反应历程图可知,第1步反应为:,该反应为取代反应,故A正确;
B.由反应历程图可知,该历程的中间产物有、CH3RhI 、CH3COORhI 、、HI,共5种,和Rh为催化剂,故B错误;
C.由反应历程图可知,第4步反应为:CH3COORhI+H2=Rh+CH3COOH+HI,故C正确;
D.该反应为吸热反应,反应达平衡后,若升高温度,v(正)、v(逆)均增大,平衡正向移动,即再次平衡前v(正)>v(逆),故D正确;
故答案选B。
11.C
A.反应前后气体系数均为2,是气体系数和不变的反应,对于恒容密闭容器,即为反应前后容器内压强不变,容器内总压强不随时间变化无法作为判断的标志,A错误;
B.反应前后物质均为气体,总质量一直不变,根据M=m/n,反应前后气体的平均相对分子质量也不变,故其也无法作为平衡的标志,B错误;
C.由题意,键断裂表示正反应速率,同时有键断裂表示逆反应速率,且速率之比等于系数比,所以可以作为平衡标志进行判断,C正确;
D.H2和I2消耗速率相等,二者均为正反应方向,故无法作为判断依据,D错误;
故答案选C。
12.D
增大压强,平衡正向移动,体系中甲醇的物质的量分数增大,所以曲线a表示甲醇的物质的量分数随压强变化的情况,则曲线b表示甲醇的物质的量分数随温度变化的情况。
A.曲线b表示甲醇的物质的量分数随温度变化的情况,升高温度,减小,说明平衡逆向移动,正反应放热,,故A正确;
B.增大压强,平衡正向移动,体系中甲醇的物质的量分数增大,所以曲线a表示甲醇的物质的量分数随压强变化的情况,图中对应等压过程的曲线是b,故B正确;
C.根据曲线b,当时,反应条件可能为、210℃;根据曲线a,当时,反应条件可能为,250℃,故C正确;
D.若测得的平衡转化率为33.3%,
甲醇的物质的量分数=,根据曲线b,T=210℃、
,故D错误;
选D。
13. BC N2+O22NO D CO+2NOCO2+N2O ﹥ 反应的活化能小,化学反应速率大,选择性高 增大 增大
(1)属于重点城市空气质量日报首要污染物有硫的氧化物、氮的氧化物、可吸入颗粒物,答案选BC;
(2)汽车气缸中在高温高压与空气中的氧气与氮气反应生成NO,反应的化学方程式是N2+O2 2NO;
(3) ①根据图中曲线变化可知,汽车尾气消污反应最适宜的反应温度是400℃,答案选D;
②330℃以下的低温区CO2、N2O含量较高,故发生的主要反应的化学方程式是CO+2NOCO2+N2O;
③低温区N2O选择性高于N2,由此可推断出:V反应的活化能>Ⅵ反应的活化能,理由是反应的活化能小,化学反应速率大,选择性高;
④升高温度化学反应速率增大,故升高温度,V反应的反应速率增大,Ⅳ反应的反应速率增大。
14. 0.167 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) CO2 CO2与CH3OH的反应速率相同或X的减小量与甲醇的增加量一样 增大 AB
CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为1.00mol/L、3.00mol/L,由图可知,X的初始浓度为1.00mol/L、则X为CO2(g)。
(1)0~3min内, 。
(2)已知 CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g),按元素质量守恒,该反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
(3) 反应速率之比等于化学计量数之比,则X代表的物质为CO2,理由是CO2与CH3OH的反应速率相同X的减小量与甲醇的增加量一样;
(4)9min后,保持其他条件不变,向容器中再通入1.00molCO2(g)和3.00molH2(g),则反应物浓度增加,则该反应的速率将增大。
(5)A.反应中,气体的物质的量、压强会随着反应而变化,故容器内压强不随时间的变化,说明气体的物质的量不随时间变化,则说明反应已达平衡,A正确;
B.反应速率之比等于化学计量数之比,v正(CO2) =v正(H2O)=v逆(H2O) ,则说明反应已达平衡,B正确;
C.由方程式可知,CH3OH(g)与H2O(g)的浓度相同始终相同,故不能说明已平衡,选项C不正确;
D.密闭容器中, ,气体质量守恒,容积体积的不变,故不能说明已平衡,选项D不正确;
答案为AB。
15. 300/128a2 减小 AD
①设反应CO物质的量浓度变化为x, ,根据压强之比等于物质的量之比,,解得x=0.6a,根据平衡常数表达式计算平衡常数;
②在恒容容器中加入甲醇,相当于加压;
③A.浓度商等于平衡常数,反应达到平衡状态;
B.CO的消耗速率等于的生成速率,都是正反应速率;
C.反应前后气体质量和体积不变,混合气体的密度始终不改变;
D.反应前后气体质量不变,气体物质的量变化,混合气体的平均摩尔质量是一个变量。
①在1L恒容密闭容器中充入2a(a>0)mol和 a mol,在一定条件下合成甲醇,,达到平衡时容器内气体压强是起始时的0.6倍,结合三段式计算,设反应CO物质的量浓度变化为x, ,根据压强之比等于物质的量之比,,解得x=0.6a,根据平衡常数表达式,平衡常数
故答案为:;
②在恒容容器中加入甲醇,相当于加压,平衡正向移动,的体积分数减小,
故答案为:减小;
③A. 不再改变,说明浓度商等于平衡常数,反应达到平衡状态,故A正确;
B.CO的消耗速率等于的生成速率,都是正反应速率,故B错误;
C.反应前后气体质量和体积不变,混合气体的密度始终不改变,不能确定化学平衡状态,故C错误;
D.反应前后气体质量不变,气体物质的量变化,混合气体的平均摩尔质量不再改变,说明反应达到平衡状态,故D正确;
故答案为:AD。
【点睛】化学平衡状态的判定方法:1、 ;2、当变量不再变化,如体系中气体总物质的量在反应中会发生变化,则气体的总物质的量就是变量,当气体的总物质的量不再变化,则说明反应已经达到平衡状态。
16.(1) 环形玻璃搅拌棒 保温,减少热量散失,减小实验误差
(2)BC
(3)+2I-+2H+=I2+2H2O
(4) 5.0 <<
(5)相同条件下,温度越高,反应速率越快
(6) 颜色由橙色变为黄色 溶液中存在的可逆反应,加入氢氧化钠,消耗了,平衡正向移动
(1)本实验除烧杯、量筒、温度计外还缺少的玻璃仪器名称为环形玻璃搅拌棒,用于搅拌,使反应物充分混合,大小烧杯间需要填满碎泡沫塑料的目的是保温,减少热量散失,减小实验误差;故答案为:环形玻璃搅拌棒;保温,减少热量散失,减小实验误差;
(2)A.用量筒量取盐酸时仰视读数,测出盐酸溶液体积偏大,混合后放出的热量较多,计算出焓变数值偏大,则焓变偏小,故A不符合题意;
B.分多次将NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,放出的热量减小,温度计测出的数值偏小,计算出焓变数值偏小,则焓变偏大,故B符合题意;
C.将盐酸错取为等浓度的醋酸,由于醋酸电离要吸收热量,因此放出的热量减小,温度计测出的数值偏小,计算出焓变数值偏小,则焓变偏大,故C符合题意;
综上所述,答案为:BC;
(3)混合溶液中滴入H2O2溶液,双氧水氧化碘离子生成单质碘,其离子方程式为+2I-+2H+=I2+2H2O;故答案为:+2I-+2H+=I2+2H2O;
(4)①③是探究双氧水浓度对反应速率的影响,而整个溶液的体积要相同,则表中的V=5.0,③中双氧水浓度比①中双氧水浓度小,反应速率慢,出现蓝色现象需要的时间长,①②是探究温度对反应速率的影响,②的温度高,反应速率快,出现蓝色现象需要的时间短,因此、、由小到大的顺序为<<;故答案为:5.0;<<;
(5)对比实验①②,②溶液变为蓝色比①快,②的温度高,反应速率快,因此可推测实验结论为相同条件下,温度越高,反应速率越快;故答案为:相同条件下,温度越高,反应速率越快;
(6)溶液中存在,加入氢氧化钠,消耗了,平衡正向移动,溶液颜色由橙色变为黄色;故答案为:颜色由橙色变为黄色;溶液中存在的可逆反应,加入氢氧化钠,消耗了,平衡正向移动。
17.(1)反应进行1分钟收集到氢气的体积
(2) ① ③ 固体表面积的大小(或者铁的形态)
(3) ① ③
(4) 铁与盐酸反应是放热反应,温度升高,化学反应速率加快 随着反应的不断进行,盐酸的浓度逐渐降低,化学反应速率减慢
(5)D
(1)铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,由反应速率公式可知,需要通过测出四组实验铁有剩余条件下均反应进行1分钟时收集到氢气的体积的多少比较反应速率的快慢,故答案为:反应进行1分钟收集到氢气的体积;
(2)由表格数据可知,实验①和实验③探究其他条件相同时,盐酸的浓度对该反应速率的影响;实验①和实验②的盐酸浓度、反应温度都相同,铁铁的形态不同,则实验目的是探究固体表面积的大小(或者铁的形态) 对该反应速率的影响,故答案为:①;③;固体表面积的大小(或者铁的形态);
(3)由影响反应速率的因素可知,其他条件相同时,温度越高,反应速率越快;盐酸的浓度越大,反应速率越快;固体的表面积越大,反应速率越快,由表格数据可得四组实验反应速率的大小顺序为④>②>①>③,则曲线c、d分别对应的实验组别是①和③,个答案为:①;③;
(4)①铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气的反应为放热反应,反应放出的热量使反应温度升高,反应时,盐酸浓度越大,反应速率越快,反应温度升高,反应速率加快,由图可知t1~t2间反应速率随反应时间增大而增大,说明温度对反应速率的影响大于盐酸浓度减小对反应速率的影响,故答案为:铁与盐酸反应是放热反应,温度升高,化学反应速率加快;
②铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气的反应为放热反应,反应放出的热量使反应温度升高,反应时,盐酸浓度越大,反应速率越快,反应温度升高,反应速率加快,由图可知t2~t3间反应速率随反应时间增大而减小,说明盐酸浓度减小对反应速率的影响大于温度对反应速率的影响,故答案为:随着反应的不断进行,盐酸的浓度逐渐降低,化学反应速率减慢;
(5)由图可知,向溶液中加入某种试剂后,生成氢气的体积不变,反应时间减小,说明反应速率加快;
A.加入氧化铜粉末,氧化铜与稀盐酸反应使溶液中氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;
B.加入硝酸钠固体,铁在酸性条件下与溶液中硝酸根离子反应生成一氧化氮气体,反应没有氢气生成,故错误;
C.加入氯化钠溶液,相当于稀释盐酸溶液,溶液中氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;
D.加入浓硫酸,浓硫酸溶解时放出热量,使反应温度升高,溶液中氢离子浓度增大,反应速率加快,且铁的物质的量不变,生成氢气的体积不变,故正确;
故选D。
18.(1) 温度 298 0.01 0
(2) MnSO4 如果选择MnCl2,则酸性KMnO4溶液会和Cl-反应,而且引入Cl-无法证明是Mn2+起了催化作用
(3)5H2C2O4+2+6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O
(1)比较实验i和iii的实验条件,浓度和催化剂相同,温度不同,则目的是探究温度对该反应速率的影响;若用实验i和iv探究催化剂对该反应速率的影响,则只能有催化剂这一个变量,则温度应该选择298K,浓度选择0.01 mol/L,催化剂用量为0;
(2)如果选择MnCl2,则酸性KMnO4溶液会和Cl-反应,而且引入Cl-无法证明是Mn2+起了催化作用,所以选择MnSO4作催化剂;
(3)酸性KMnO4溶液滴入H2C2O4溶液中,发生氧化还原反应,高锰酸根被还原为锰离子,草酸被氧化生成二氧化碳气体,反应的离子方程式为:5H2C2O4+2+6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O。
19. 2~3 AB 0.015 mol/(L·min) 3X+Y2Z 10%
(1)①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min时间段中,产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、54mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3min,故答案为:2~3;
②A.在盐酸中加入等体积的蒸馏水,溶液中H+浓度减小,反应速率减小,故正确;
B.在盐酸中加入等体积的KCl溶液,溶液中H+浓度减小,反应速率减小,故正确;
C.将锌磨成粉,增大固体表面积,反应速率加快,故错误;
D.在盐酸中加入等体积的CuSO4溶液,锌置换出铜,在溶液中构成锌铜原电池,原电池反应使反应速率加快,故错误;
AB正确,故答案为:AB;
(2)①反应开始至2 min,X的物质的量的变化量为(1.0—0.7)mol=0.3mol,则气体X表示的平均反应速率为=0.015 mol/(L·min) ,故答案为:0.015 mol/(L·min);
②由图可知,反应中X、Y的物质的量减少,Z的物质的量增多,X、Y为反应物,Z为生成物,当反应进行到2min时,X、Y、Z的物质的量的变化量之比为0.3mol:0.1mol:0.2mol=3:1:2,由各物质的物质的量之比等于化学计量数之比可知,X、Y、Z的化学计量数之比为3:1:2,则反应的方程式为3X+Y2Z;
③由图可知,Y的起始量为1mol,2 min内Y的物质的量变化量为0.1mol,则Y的转化率为×100%=10%,故答案为:10%。
20. 0.002 0.36 mol/L 60% 8:5
(1)由图象可知,20至40秒时间内N2O4的浓度由0.07mol/L减小为0.050mol/L,则其反应速率为=0.001mol/(L s),由反应速率之比等于化学计量数之比,则NO2的反应速率为0.001mol/(L s)×2=0.002mol/(L s),故答案为0.002;
(2)①平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,则K=,故答案为K=;
②根据图象可知反应到60s时达到平衡状态,平衡时消耗N2O4的浓度为0.100mol/L-0.040mol/L=0.060mol/L,所以根据方程式可知生成NO2的浓度为0.060mol/L×2=0.120mol/L,因此平衡常数K===0.36;
(3)根据以上分析可知达到平衡状态时N2O4的转化率为×100%=60%;
(4)根据阿伏加德罗定律可知平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为=8:5。
21. 11.1 1.78×102或178 向右进行(或向正方向进行) 经计算Q=1.25×102
(2)平衡时p(PCl5)== kPa,同理可得p(PCl3)=p(Cl2)=kPa,所以Kp==1.78×102或178 kPa;
(3)密闭容器中含有0.1molPCl5,0.5molPCl3和0.2molCl2,则p(PCl5)== 12.5kPa,p(PCl3)=62.5kPa,p(Cl2)=25kPa,则此时Qp==125kPa< Kp,所以平衡向右进行。
22.(1) SO2 Cu2O
(2)
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(4) 23.8 减小
砖红色沉淀G是葡萄糖和新制Cu(OH)2的反应,则G和单质C分别为Cu2O和Cu,结合反应①条件可确定B、D分别为SO2、SO3,E和F分别为H2SO4和CuSO4。
(1)根据以上分析可知B和G的化学式分别是SO2、Cu2O;
故答案为:SO2;Cu2O;
(2)铜在硫中燃烧生成硫化亚铜,硫化亚铜与浓硝酸反应的离子方程式为;
故答案为:;
(3)反应②的离子方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(4)根据①中发生反应可知,则平衡常数K===23.8,平衡后通入O2,平衡向正反应方向进行,但由于总体积增加的程度更大,则再次达到平衡时SO3的体积分数也会减小;
故答案为:23.8;减小。