专题2 化学反应速率与化学平衡 专题检测卷
一、单选题
1.某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为溶液和溶液,所得随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应的离子方程式为
B.该反应在的平均反应速率
C.在反应过程中,该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小
D.起初反应很慢,一段时间后反应速率明显增大,一定是反应放热温度升高的结果
2.一定温度下,可逆反应2NO2 2NO+O2,在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2;
②单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO;
③NO2、NO、O2的浓度比为2:2:1;
④混合气体的压强不再改变;
⑤混合气体的颜色不再改变;
⑥混合气体的平均摩尔质量不再改变.
A.①④⑤⑥ B.①②③⑤ C.②③④⑥ D.以上全部
3.某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的浓度分别为:c(X2)=0.4 mol·L-1,c(X2)=0.8 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1 。则该反应的反应式可表示为:( )
A.X2+2Y22XY2 B.2 X2+Y2 X2Y
C.3 X2+Y2 2X3Y D.X2+3 Y22XY3
4.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL 2mol L﹣1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X和盐酸发生反应,其中反应速率最快的是( )
A.10℃20mL3mol L﹣1的X溶液 B.20℃30mL2mol L﹣1的X溶液
C.20℃10mL4mol L﹣1的X溶液 D.10℃10mL2mol L﹣1的X溶液
5.在温度不变、恒容的容器中进行反应2HI H2+I2(正反应为吸热反应),反应物的浓度由0.1 mol/L降到0.06 mol/L,需要20 s,那么由0.06 mol/L降到0.036 mol/L所需时间为( )
A.等于10 s B.等于12 s C.大于12 s D.小于12 s
6.下列说法不正确的是( )
A.使用催化剂,可以加快反应速率
B.可逆反应 A(g) B(g) + C(g),增大压强正反应速率和逆反应速率增大
C.用铁片和硫酸反应制H2时,硫酸浓度越大,反应速率越快
D.参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
7.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.15mol L-1 min-1 B.v(B)=0.01mol L-1 s-1
C.v(C)=0.40mol L-1 min-1 D.v(D)=0.0075mol L-1 s-1
8.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,下列表述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为:2M N
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
9.影响化学反应速率的因素主要分两类,内因和外因,下列反应速率的变化是由内因引起的是( )
A.熔化的放出气体的速率很慢,加入少量二氧化锰后很快有气体产生
B.分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条,产生气体的速率有快有慢
C.锌粉与碘混合后,无明显现象,当加入几滴水时,立即有紫红色气体产生
D.氯气和氢气在常温下缓慢反应,在强光照射下发生爆炸
10.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列条件不再改变时,表明反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的压强
B.气体的总物质的量
C.混合气体的密度
D.单位时间内生成n molC的同时消耗2n molB
11.X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1。一定条件下,将1mol X 和3mol Y通入2L的恒容密闭容器中,反应10min,测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是( )
A.10min内,Y的平均反应速率为0.03mol·L-1·s-1
B.第10min时,X的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
C.10min内,消耗0.2mol X,生成0.4mol Z
D.10min内,X和Y反应放出的热量为a kJ
12.化学反应达到化学平衡的本质是( )
A.各组分浓度保持不变 B.反应物与生成物的浓度相等
C.正反应与逆反应停止进行 D.正反应和逆反应的速率相等
13.在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断错误的是( )
A.a=6.00
B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变
C.b<50
D.50℃时,经过5s蔗糖浓度减少一半
14.已知NO2和N2O4可以相互转化2NO2 N2O4ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温恒容的密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法错误的是( )
A.反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是加入0.4molNO2
B.a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是b和d
C.图中共有两条曲线X和Y,其中曲线X表示NO2浓度随时间的变化
D.a点c(NO2)=c(N2O4),因此v(正)=v(逆)
15.煤的气化原理为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),在某恒温恒容反应器中模拟该反应,不能作为达到平衡状态的标志为( )
A.压强不变 B.v(H2O)正=v(CO)正
C.混合气体的密度不变 D.CO的体积分数不变
16.在绝热恒容密闭容器一定条件下使反应2A(g)+B(s) 3C(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.反应ΔH>0
D.Δt1=Δt2时,a~b段消耗A的量小于b~c段
二、综合题
17.CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,焦炭、天然气(主要成分为CH4)、重油、煤在高温下均可与水蒸气反应制得合成气.
(1)写出天然气与水蒸气反应制得合成气的化学方程式为: .
(2)向体积为2L的密闭容器中充入CH4和H2O(g)组成的混合气(共1mol),在一定条件下发生反应,并达到平衡状态,测得温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对平衡时CH4的物质的量分数的影响如图所示.
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X2 X1(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:P2 P1.
18.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示.根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为 ;
(2)反应开始至2min,用气体Z表示的反应速率为 ;
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的 倍;
②若此时将容器的体积缩小为原来的0.5倍,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为 反应(填“放热”或“吸热”).
(4)若上述反应在2min后的t1~t6内反应速率与反应时间如图2所示如下,
在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则
①t1、t3、t4时刻体系中分别改变的是什么条件?
t1: ,t3: ,t4: .
②下列各时间段时,Z的体积分数最高的是
A.t2~t3 B.t3~t4 C.t4~t5 D.t5~t6.
19.T℃、2L密闭容器中某一反应不同时刻各物质的量如图(E为固体,其余为气体).回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式 .
(2)反应开始至3min时,用D表示的平均反应速率为 mol/(L min).
(3)若升高温度,则v(正) ,v(逆) (填“加快”或“减慢”)。
(4)若反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(A)=0.3 mol·L-1·min-1,乙中v(B)=0.2 mol·L-1·min-1,则 容器中反应更快。
20.在容积为2L的密闭容器中,某可逆反应在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示。
(1)则该反应的的反应物是 ,生成物是 ;
(2)该反应的化学方程式为 ;
(3)从反应开始至2分钟时,用C表示其反应速率为 。
21.SO2、NO、NO2、CO都是污染大气的有害气体,对其进行回收利用是节能减排的重要课题.
(1)上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有 (填化学式).
(2)已知:2SO 2(g)+O 2(g)=2SO 3(g);△H=﹣196.6kJ/mol
O 2(g)+2NO(g)=2NO 2(g);△H=﹣113.0kJ/mol
①反应:NO 2(g)+SO 2(g)=SO 3(g)+NO(g)的△H=kJ/mol.
②一定条件下,将NO 2和SO 2以体积比1:1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应:NO 2(g)+SO 2(g) SO 3(g)+NO(g),
下列不能说明反应达到平衡状态的是 (填字母).
a.体系压强保持不变
b.混合气体的颜色保持不变
c.NO的物质的量保持不变
d.每生成1molSO 3的同时消耗1molNO 2
(3)CO可用于合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H 2(g) CH 3OH(g).在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H 2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇.CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如图1所示.
① 上述合成甲醇的反应为 (填“放热”或“吸热”)反应.
③ A、B、C三点的平衡常数K A、K B、K C的大小关系为 .
④ 若达到平衡状态A时,容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积为 L.
(4)某研究小组设计了如图2所示的甲醇燃料电池装置.
①该电池工作时,OH﹣向 (填“a”或“b”)极移动.
②电池工作一段时间后,测得溶液的pH减小,则该电池总反应的离子方程式为 .
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.根据题意,KClO3溶液和NaHSO3溶液反应生成Cl-,Cl元素化合价降低,KClO3为氧化剂,则NaHSO3为还原剂,被氧化生成Na2SO4,该反应的离子方程式为,故A不符合题意;
B.由图中数据可知,该反应在0~4min的平均反应速率,根据速率之比等于化学计量数之比,,故B不符合题意;
C.由图像可知:在反应过程中,该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小,故C不符合题意;
D.起初反应很慢,一段时间后反应速率明显增大,可能温度升高,可能生成的Cl-对反应有催化作用,可能溶液酸性增强,加快了化学反应速率,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.酸性条件下,KClO3和NaHSO3发生氧化还原反应;
B.根据和化学反应速率等于化学计量数之比确定 ;
C..反应放热,温度升高可加快反应速率,一段时间后反应物浓度减小导致速率减小。
2.【答案】A
【解析】【解答】解:①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n molNO2,说明反应v正=v逆,达到平衡状态,故①正确;②无论反应是否达到平衡状态,反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达到平衡状态,故②错误;③反应达到平衡时的浓度与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关,不能确定是否达到平衡,故③错误;④反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的压强不变,故④正确;⑤混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变,达到平衡状态,故⑤正确;⑥反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的物质的量不变,则混合气体的平均摩尔质量不再改变,故⑥正确.
故选A.
【分析】①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n molNO2,说明反应v正=v逆;②反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达到平衡状态;③反应达到平衡时的浓度与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关;④反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的压强不变;⑤混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变;⑥当达到平衡时,气体的物质的量不变,则混合气体的平均摩尔质量不再改变.
3.【答案】C
【解析】【解答】开始时X2、Y2 浓度都是1mol L-1 ,达到平衡时c(X2)=0.4mol L-1 、c(Y2)=0.8mol L-1 、c(Z)=0.4mol L-1 则X2、Y2、Z 浓度的变化量之比=(1mol/L 0.4mol/L ) :(1mol/L 0.8mol/L ):(0.4mol/L 0 )=3:1:2,由浓度的变化量之比等于化学计量数之比可知,该反应式为3X2+Y2 2X3Y,故C正确。
故选C。
【分析】 根据浓度的变化计算,浓度的变化量之比等于反应方程式的计量数之比来确定反应式。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.20mL3mol/L的X溶液,X的物质的量为0.02L×3mol/L=0.06mol;
B.30mL2mol/L的X溶液,X的物质的量为0.03L×2mol/L=0.06mol;
C.10mL4mol/L的X溶液,X的物质的量为0.01L×4mol/L=0.04mol;
D.10mL2mol/L的X溶液,X的物质的量为0.01L×2mol/L=0.02mol,
显然四种情况下,X浓度A=B>C>D,而温度B=C>A=D,故反应速率B的反应速率最快,
故答案为:B.
【分析】根据温度和浓度对化学反应速率的影响进行分析即可.
5.【答案】C
【解析】【解答】前20s反应2HI H2+I2的平均反应速率为:v(HI)= =0.002mol/(L s),反应物浓度由0.06mol/L降到0.036mol/L,浓度变化为:0.06mol/L-0.036mol/L=0.024mol/L,按照前20s的平均反应速率计算,反应消耗的时间为 =12s,由于反应物浓度越小,反应速率越小,所以反应需要的时间大于12s,
故答案为:C。
【分析】本题的易错点为B,要注意随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,从而导致反应速率逐渐降低。
6.【答案】C
【解析】【解答】A. 使用催化剂,可以加快反应速率,A不符合题意;
B. 可逆反应A(g) B(g)+C(g),增大压强正反应速率和逆反应速率均增大,B不符合题意;
C. 用铁片和硫酸反应制H2时,硫酸浓度越大,反应速率不一定越快,例如浓硫酸和铁在常温下发生钝化,得不到氢气,C符合题意;
D. 参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.催化剂可加快正逆反应速率;
B.增大压强正逆反应速率都加快;
C.浓硫酸与铁在常温下会发生钝化现象;
D.反应速率的决定因素是内因,及反应物的化学性质。
7.【答案】D
【解析】【解答】v(A) =0.15mol L-1 min-1;v(B)=0.01mol L-1 s-1= 0.6 mol L﹣1 min﹣1,v(B) =0.2 mol L﹣1 min﹣1;v(C) =0.20mol L-1 min-1;v(D)=0.0075mol L-1 s-1=0.45mol L-1 min-1,v(D) =0.225mol L-1 min-1,所以表示反应速率最快的是v(D)=0.0075mol L-1 s-1,
故答案为:D。
【分析】同一化学反应中以不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,各物质表示的反应速率与化学计量数之比最大的即为反应速率最快,据此解答即可。
8.【答案】D
【解析】【解答】解:A、由图象可知,反应中M的物质的量逐渐增多,N的物质的量逐渐减少,则在反应中N为反应物,M为生成物,图象中,在相等的时间内消耗的N和M的物质的之比为2:1,所以反应方程式应为:2N M,故A错误;
B、由图可知t2时,反应没有达到平衡,此时反应继续向正方向移动,正反应速率大于逆反应速率,故B错误;
C、由图可知t3时,反应达到平衡,正逆反应速率相等,故C错误;
D、t1时,N的物质的量为6mol.M的物质的量为3mol,故N的浓度是M浓度的2倍,故D正确.
故选D.
【分析】A、根据图象判断出反应物和生成物,根据物质的量的变化判断计量数之间的关系;
B、根据某一时间反应中各物质的物质的量是否变化判断反应是否达到平衡;
C、根据平衡移动的方向判断正逆反应速率的关系;
D、根据某一时刻反应物和生成物的物质的量多少判断浓度的关系.
9.【答案】B
【解析】【解答】A.加入少量二氧化锰后很快有气体产生,二氧化锰作催化剂,属于外因,故A不符合题意;
B.分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条,产生气体速率有快有慢,是因为锌片、镁条的金属性不同造成的,属于内因,故B符合题意;
C.加入几滴水时,立即有紫红色气体产生,水作催化剂,属于外因,故C不符合题意;
D.在强光照射下发生爆炸,光照是外因,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】影响化学反应速率的内因是反应物本省的性质,外因有:催化剂、温度等。
10.【答案】C
【解析】【解答】A项、反应物A(s)是固体,反应两边化学计量数相等,混合气体的压强始终相等,所以不能判断已达到平衡状态,故A不符合题意;
B项、两边气体的化学计量数相等,总的物质的量始终不变,所以不能判断已达到平衡状态,故B不符合题意;
C项、反应两边化学计量数相等,总的物质的量始终不变,A是固体,混合气体的质量会变大,所以混合气体的平均相对分子质量增大,所以能已达到平衡状态,故C符合题意;
D项、单位时间内生成n mol C的同时消耗2n molB,都是正反应速率,无法判断正逆反应速率相等,所以不能判断已达到平衡状态,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化。
11.【答案】C
【解析】【解答】将1molX和3molY通入2L的恒容密闭容器中,反应10min,测得Y的物质的量为2.4mol,则
A. 10min内,Y的平均反应速率= =0.0005mol ·L-1·s-1,故A不符合题意;
B. 第10min内,X的反应速率= =0.01mol L 1 min 1,为平均反应速率,不能计算10min时的反应速率,故B不符合题意;
C. 10min内,消耗0.2molX,生成0.4molZ,故C符合题意;
D. 由反应可知,1molX与3molY完全反应放出热量为akJ,则10min内,X和Y反应放出的热量为0.2akJ,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据三行式进行计算10min内Y的物质的量的变化量,计算出其速率,根据速率之比等于化学计量系数之比,即可计算出其他物质的变化量,根据Y的变化量与化学计量系数的比值可计算出热量的变化
12.【答案】D
【解析】【解答】A.对可逆反应来说,达到了化学平衡状态的特征是:当反应进行到一定程度时,反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变,故A不符合题意;
B.对可逆反应来说,当反应物与生成物的浓度相等,不能作为判断化学反应达到平衡的依据,故B不符合题意;
C.对可逆反应来说,当反应进行到一定程度时,v(正)=v(逆)≠0,故C不符合题意;
D.对可逆反应来说,达到了化学平衡状态的本质是:正反应和逆反应的速率相等,故D符合题意;
故答案:D。
【分析】对可逆反应来说,当反应进行到一定程度时,v(正)=v(逆)≠0,反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变,说明该可逆反应达到了化学平衡状态。
13.【答案】D
【解析】【解答】A、根据表格的数据可知:在50℃时,蔗糖的浓度越大,水解的速率越快,蔗糖的浓度每减小0.1mol/L速率减小0.60mol/(L·min);在60℃时,蔗糖的浓度每减小0.1mol/L速率减小0.15mol/(L·min),所以浓度a=7.50-1.50=6.00,故A不符合题意;
B、由表格可知,影响水解速率的因素由两个,温度和浓度,升高温度,若同时改变反应物的浓度和反应的温度,则对应速率的影响因素相互抵消,反应速率可能不变,故B不符合题意;
C、在浓度相同的情况下,50℃时的速率大于b℃时的速率,所以温度b<50℃,故C不符合题意;
D、5s即 ,起始浓度为0.6mol/L时,水解初始速率为3.6mol/(L·min),若一直以该速率进行下去,反应 ,蔗糖浓度减少0.3mol/L,浓度减半,但是在水解的过程中,平均速率应小于起始速率,故时间应大于 ,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.根据反应速率的定义进行计算;
B.根据温度和浓度对反应速率的影响进行判断;
C.温度越高反应速率越快;
D.根据反应速率计算蔗糖浓度减小一半需要的时间,然后进行比较即可。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.25min时,NO2的浓度增大0.4mol/L,又因为体积为1L,所以应为加入0.4mol的NO2,A不符合题意;
B.达到平衡的时间段为10min~25min以及30min以后,表示化学反应处于平衡状态的点是b和d,B不符合题意;
C.由图象曲线变化可知,在10min时,X浓度变化量为0.4mol/L,Y浓度变化量为0.2mol/L,则X为NO2的变化曲线,Y为N2O4的变化曲线,C不符合题意;
D. a点c(NO2)=c(N2O4),根据化学反应速率的计算公式及反应速率之比等于计量数之比可知,反应没有达平衡,v(正) v(逆),D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据曲线中c(NO2)的变化分析;
B.物质的浓度不变,则说明反应达到平衡状态;
C.根据浓度变化量的比值确定曲线所表示的物质;
D.a点物质浓度相同,但反应速率不一定相同;
15.【答案】B
【解析】【解答】A.恒温恒容条件下气体压强与气体物质的量成正比,反应后气体物质的量增大,则压强增大,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,A项不符合题意;
B.无论反应是否达到平衡状态都存在“v(H2O)正=v(CO)正”,不能据此判断平衡状态,B项符合题意;
C.反应前后气体质量增大、容器体积不变,则反应后气体密度增大,当混合气体密度不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C项不符合题意;
D.随着反应进行CO体积分数增大,当CO体积分数不变时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】考查的是平衡状态的判断,主要从正逆反应速率,压强,温度,浓度等方面考虑
16.【答案】D
【解析】【解答】A.化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变,其实质是正反应速率等于逆反应速率,c点对应的正反应速率显然还在改变,c点一定未达平衡,A不符合题意;
B.a到b时正反应速率增加,反应物浓度随时间不断减小,B不符合题意;
C.从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,△H<0,C不符合题意;
D.随着反应的进行,正反应速率越快,消耗的A就越多,A的转化率将逐渐增大,所以△t1=△t2时,a的转化率:a~b段小于b c段,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A中根据平衡的定义来判断是否达到平衡。
B中根据反应过程中反应物浓度逐渐减小的进行判断。
C中根据反应图像,速率前半段增加,如果是浓度的影响应该减小,而事实是增加,故应该是温度,由于题目中告知容器是恒容,且是绝热的,只有该反应是放热,才有可能导致温度升高。
D中根据速率变化的特点,时间相同时速率越大,浓度变化量越大。
17.【答案】(1)CH4+H2O CO+3H2
(2)<;<
【解析】【解答】解:(1)反应物是甲烷和水,生成物是一氧化碳和氢气,方程式是:CH4+H2O CO+3H2,
故答案为:CH4+H2O CO+3H2,(2)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);①碳水比n(CH4)/n(H2O)值越大,平衡时甲烷的转化率越低,含量越高,故x2<x1,
故答案为:<;②该反应正反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,平衡时甲烷的含量增大,故p2<p1,
故答案为:<.
【分析】(1)根据反应物、生成物和反应条件写出反应方程式;(2)①碳水比n(CH4)/n(H2O)值越大,平衡时甲烷的转化率越低,含量越高;②根据压强对平衡移动影响,结合图象分析解答.
18.【答案】(1)3X+2Y 2Z
(2)0.05 mol L﹣1 min﹣1
(3)0.9;放热
(4)增大反应物浓度;加催化剂;降低温度;D
【解析】【解答】解:(1)由图象可知X、Y为反应物,Z为生成物,X、Y、Z的化学计量数之比等于它们的物质的量变化之比为0.3:0.1:0.2=3:1:2,所以方程式为3X+2Y 2Z.故答案为:3X+2Y 2Z;(2)v(Z)= =0.05 mol L﹣1 min﹣1.故答案为:0.05 mol L﹣1 min﹣1;(3)①根据图象中可知,开始时气体总物质的量为:2mol;平衡后气体总物质的量为:0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol, = = ═0.9,
故答案为:0.9;②根据方程式,减小体积,平衡正向移动,容器内温度将升高,故该反应为放热反应.故答案为:放热;(4)①根据图象,t1时增大了生成物的浓度,平衡逆向移动;t3时加入了催化剂,平衡不移动;t4时反应速率减小,平衡正向进行,反应为放热反应,改变的条件是降低温度,t1:增大反应物浓度 t2:加催化剂 t4:降低温度
故答案为:增大反应物浓度;加催化剂;降低温度;②图象分析可知t3~t4 平衡不动,t4~t5 平衡正向进行,Z的体积分数最高的是t5~t6.故选D,
故答案为:D.
【分析】(1)根据物质的量变化曲线,可知X、Y物质的量减小,为反应物;反应物没有完全反应,所以该反应为可逆反应;Z物质的量增加,为生成物,再根据其物质的量变化量之比等于其计量数之比,可写出化学方程式;(2)根据2min内Z物质的量变化量和容器体积,可知道浓度变化量,通过计算可知用气体Z表示的反应速率;(3)①气体的压强之比等于气体的物质的量之比,可求出开始时气体的总物质的量和平衡后气体总物质的量,得到答案;②体积缩小到原来的0.5倍,则压强变为原来的2倍,平衡向着气体体积缩小的方向移动,根据反应方程式可知,平衡向右移动;(4)①上述反应在2min后的t1~t6内反应速率与反应时间的关系,影响反应速率上午因素有浓度、压强、催化剂、温度等;②图象分析可知t3~t4 平衡不动,t4~t5 平衡正向进行;
19.【答案】(1)2A(g)+B(g) 3D(g)+E(s)
(2)0.1
(3)加快;加快
(4)乙
【解析】【解答】(1)根据图象曲线变化可以知道A、B为反应物,C、D为生成物,A的物质的量变化为1.0mol-0.6mol=0.4mol,B的物质的量变化为1.0mol-0.8mol=0.2mol,D的物质的量变化为0.6mol,E的物质的量变化为0.2mol,根据物质的量变化与化学计量数成正比可以知道A、BD、E的计量数之比为0.4mol:0.2mol:0.6mol:0.2mol=2:1:3:1,所以该反应的化学方程式为:2A(g)+B(g) 3D(g)+E(s),因此,本题正确答案是:2A(g)+B(g) 3D(g)+E(s);(2)反应开始至3min时,D的物质的量变化为0.6mol,则用D表示的平均反应速率为v(D)= mol/(L min)=0.1 mol/(L min),故答案为:0.1;(3)若升高温度,则增加活化分子数,正逆反应速率均增大,故答案为:加快;加快;(4)甲中v(A)=0.3 mol·L-1·min-1;乙中v(B)=0.2 mol·L-1·min-1,换算成v(A)=0.4mol·L-1·min-1,则乙容器中反应更快,故答案为:乙。
【分析】(1)根据达到平衡时各物质的物质的量变化关系,得出化学方程式中各物质的计量数之比,据此写出化学方程式;
(2)利用图象得出3min时D的物质的量变化,再根据v=计算出答案;
(3)升温正逆反应速率均增大;
(4)将乙容器中的速率转化为用A来表示,从而比较两容器中的速率大小。
20.【答案】(1)A、B;C
(2)2A+B 2C
(3)0.5mol/(L·min)
【解析】【解答】(1)由图象可以看出,A、B的物质的量逐渐减小,则A、B为反应物,C的物质的量逐渐增多,则C为生成物,故答案为A、B,C。(2)当反应开始至2min时,A的物质的量减少△n(A)=5mol-3mol=2mol,B的物质的量减少△n(B)=2mol-1mol=1mol,C的物质的量增加△n(C)=4mol-2mol=2mol,化学反应中,各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比,则△n(A):△n(B):△n(C)=2:1:2,所以反应的化学方程式为:2A+B 2C,故答案为2A+B 2C。(3)从反应开始至2分钟时,△n(C)=4mol-2mol=2mol,则用C表示其反应速率为v(C)=Δc/Δt= =0.5mol/(L·min),故答案为0.5mol/(L·min)。
【分析】从物质的物质的量的变化趋势判断反应物和生成物,根据物质的物质的量变化值等于化学计量数之比书写化学方程。
21.【答案】(1)NO、NO2、SO2
(2)ad
(3)放热;KA=KB>KC;2
(4)b;2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O
【解析】【解答】解:(1)能引起酸雨的气体是氮氧化物和二氧化硫,故答案为:NO、NO2、SO2;(2)①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=﹣196.6kJ mol﹣1①
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H=﹣113.0kJ mol﹣1 ②
将方程式得:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)△H= =﹣41.8kJ/mol,
故答案为:﹣41.8;②a.随反应进行,气体的物质的量不变,压强不变,体系压强保持不变,不能说明到达平衡状态,故a错误;
b.混合气体颜色保持不变,说明二氧化氮的浓度不变,说明到达平衡状态,故b正确;c.随反应进行,NO的物质的量保持不变,说明到达平衡状态,故c正确;d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO2都表示正反应速率,反应自始至终都按此比例进行,故d错误;
故选:ad;(3)①据图象可知,温度升高平衡逆向移动,即逆反应方向为吸热,所以正反应方向为放热;故答案为:放热;
②因B点与A点温度相同,K不变,对于上述反应温度升高平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以A、B、C三点的平衡常数KA=KB>KC,故答案为:KA=KB>KC;③T1时,A点对应的α=0.5,据平衡常数表达式可得K=1.因B点与A点温度相同,K不变,
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g).
起始(mol) 10 20 0
转化(mol) 8 16 8
平衡(mol) 2 4 8
则K= = =1,解得:V=2L,
故答案为:2;(4)①燃料电池中,负极上投放燃料,正极上投放氧化剂,a电极上投放氧气,氧气得电子和氢离子反应生成水,原电池放电时,OH﹣向负极b极移动,故答案为:b;②碱性甲醇燃料电池中,负极发生氧化反应,电极反应式为:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣+=CO32﹣+6H2O,正极发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,该电池工作时,溶液中的OH﹣向负极移动,则总反应式为:2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O,故答案为:2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O.
【分析】(1)能引起酸雨的气体是氮氧化物和二氧化硫;(2)①根据盖斯定律解答;②a.随反应:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的进行,气体的总的物质的量不变,压强不变;b.混合气体颜色保持不变,说明二氧化氮的浓度不变;c.随反应进行,NO的物质的量保持不变;d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO2都表示正反应速率.(3)根据温度和CO的转化率确定反应热;
②温度不变,化学平衡常数不变,温度升高平衡向吸热的方向移动,平衡常数变化;③根据CO的转化率求出平衡常数,再根据A、B两点的平衡常数相同求出容器的体积;(4)①燃料电池中,负极上投放燃料,正极上投放氧化剂,a电极上投放氧气,氧气得电子和氢离子反应生成水,原电池放电时,OH﹣向负极b极移动;②碱性甲醇燃料电池中,负极发生氧化反应,电极反应式为:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣+=CO32﹣+6H2O,正极发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,该电池工作时,溶液中的OH﹣向负极移动,以此书写总反应式.