第二章化学反应速率与化学平衡(含解析)同步习题2023---2024上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡同步习题
一、单选题(共12题)
1.下列说法正确的是
A.钢铁浸泡于食盐水中发生电化学腐蚀时的正极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B.增大气体压强或使用催化剂能能提高活化分子的百分数,从而加快反应速率
C.反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔS<0在任何条件下都不能自发进行
D.工业上合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0采用高温是为了提高N2的平衡转化率
2.利用天然气水蒸气重整制H2的反应为。每次只改变一种条件(X),其它条件不变,CH4的平衡转化率φ随X的变化趋势如图所示。下列说法正确的是
A.X为温度时,φ的变化趋势为曲线N
B.X为压强时,φ的变化趋势为曲线M
C.X为投料比[]时,φ的变化趋势为曲线N
D.某条件下,若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2mol/L,φ=25%,则K=
3.利用水煤气(CO、H2)制备甲烷(CH4)的热化学方程式为CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H。如图为在钴催化剂表面上进行该反应的历程,其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。
下列说法正确的是
A.该反应的△H=-243.5kJ·mol-1
B.反应过程中发生极性键和非极性键的断裂与生成
C.决定反应速率快慢的反应为CO*+2H*+2H2(g)=C*+O*+2H*+2H2(g)
D.若使用更高效催化剂,则该反应的△H的绝对值将增大
4.电镀废液Cr2O中可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr2O(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)=2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0,达到平衡。说法正确的是
A.移走PbCrO4(s),Cr2O的转化率升高
B.加入少量NaOH固体,自然沉降后,溶液颜色变深
C.加入Pb(NO3)2固体,平衡逆向移动
D.降低温度,该反应的平衡常数K=增大
5.向恒容的密闭容器中充入a mol CO和b mol,发生反应:,的平衡转化率如图所示,下列说法正确的是
A.150℃时,若该反应的平衡常数,则
B.该反应为吸热反应
C.若一段时间后,保持不变,则该反应达到平衡状态
D.平衡后,向容器中再通入a mol CO,逐渐增大
6.下列能用来描述可逆反应 的图像是
A. B.
C. D.
7.某研究小组以,Ag-ZSM为催化剂,在容积为1L的容器中,相同时间下测得0.1molNO转化为的转化率随温度变化如图所示[无CO时反应为;有CO时反应为]。下列说法错误的是

A.Y点再通入CO、各0.01mol,此时
B.X点可以通过更换高效催化剂提高NO转化率
C.达平衡后,其他条件不变,使,CO转化率上升
D.反应的
8.对于一定条件下的氧化还原反应:2Fe3++2I-2Fe2++I2,下列说法不正确的是
A.该反应达到平衡后,改变溶液的酸碱性不会影响平衡状态
B.该反应达到平衡后,加入CCl4充分振荡可使平衡向右移动
C.该反应达到平衡后,体系中Fe3+和I2的氧化性强弱相当
D.将该反应设计成原电池,当电流计示数刚好变为“0”时,达到该反应进行的限度
9.硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应2SO2+O22SO3的说法中不正确的是
A.实际生产中,SO2、O2再循环使用提高原料利用率
B.实际生产中,为了提高经济效率压强越高越好
C.在生产中,通入过量空气的目的是提高SO2的转化率
D.实际生产中,选定400~500 ℃作为操作温度的主要原因是催化剂的活性最高
10.可逆反应N2+3H22NH3,已达到平衡的标志是
A.一定温度下,压强不随时间改变而改变
B.单位时间内有n mol N2生成,同时就有3n mol H2生成
C.单位时间内有n mol N2生成,同时就有n mol NH3生成
D.N2、H2、NH3的分子个数之比为1∶3∶2
11.工业合成NH3反应的化学方程式为N2+3H22NH3,下列关于该反应的说法正确的是
A.升高温度可以减慢反应速率
B.减小N2的浓度可以加快反应速率
C.使用恰当的催化剂能加快反应速率
D.达到化学平衡时,N2转化率为100%
12.如下图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是
A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C.步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D.为提高反应物的转化率应及时将氨从混合气中分离出去
二、填空题(共8题)
13.NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO。若用活性炭对NO进行吸附,可发生C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:
浓度(mol L-1) 时间(min)
0 10 20 30 40 50
NO 1.00 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48
N2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36
(1)关于该反应说法错误的是 。
a.该反应体现了NO的氧化性 b.降低NO浓度能够减慢反应速率
c.加入足量的炭粉可以使NO100%转化 d.合适的催化剂可以加快反应速率
(2)表中0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)= ;当升高反应温度,该反应的平衡常数K减小,说明正反应为 反应(填“吸热”或“放热”).
(3)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母)。
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
某实验室模拟该反应,在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
(4)由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是 ;在1100K时,CO2的体积分数为 。
(5)NO2排放到大气中会引起 (填两个)等环境问题。
14.我国是以煤炭为主要能源的发展中国家,煤炭燃烧产生的烟气中含有大量的NOx和SO2,带来了严重的大气污染。某化工小组进行了ClO2协同氨水法脱除模拟烟气中NOx和SO2的实验研究,其流程如图:
回答下列问题:
(1)制备“模拟烟气”时应首先向装置管道内通入 ,目的是 。
(2)“喷淋液”中所含ClO2可通过向酸性氯酸钠溶液中加入葡萄糖的方法制备,同时产生CO2等物质,则该反应的离子方程式为 ,还可将葡萄糖替换为 (填字母标号)。
A.FeCl3溶液 B.SO3 C.甲醇 D.酸性KMnO4溶液
(3)利用ClO2协同氨水进行脱硫脱硝净化时,污染性气体脱除效率变化情况如图所示,则该脱除技术的最佳温度应为 ℃,喷淋塔中可能产生的一种副产物的化学式为 ,该物质的常见用途是 。
(4)传统湿式氨法烟气处理技术以尿素[CO(NH2)2]热水解产生的NH3溶于水为喷淋液。在催化剂作用下,喷淋除去NO过程中有一种无污染气体生成,该反应的化学方程式为 。
(5)该化工小组设定模拟烟气流量am3/h,进口NO质量浓度bmg/m3,吸收液循环量cL/h,通过离子色谱测定脱除前后吸收液中主要离子浓度如下表所示,则NO的脱除率为 (用含有a、b、c的代数式表示)。
离子种类 浓度数据 ClO2 (mg/L) Cl- (mg/L) SO42- (mg/L) SO32- (mg/L) NO3- (mg/L) NO2- (mg/L)
吸收前 150 43.54 —— —— —— ——
吸收后 12.62 110.49 213.64 —— 62.00 ——
反应前后差值 137.38 66.95 213.64 —— 62.00 ——
注:“——”表示该离子低于检测极限,可以认为不存在。
15.氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH= - 92.4 kJ·mol-1。
I.在密闭容器中,投入1mol N2和3 mol H2在催化剂作用下发生反应。
(1)测得反应放出的热量 92.4kJ(填“小于”,“大于”或“等于”)。
(2)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 ;N2和H2的转化率比是 。
(3)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
II.该反应在一密闭容器中发生,下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。
(5)t1时刻,体系中发生变化的条件是 。
A.增大压强B.升高温度C.减小压强D.降低温度 E.加入正催化剂
(6)下列时间段中,氨的百分含量最高的是 。
A.0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t4~t5
16.影响化学反应速率的其他因素
(1)浓度:底物浓度越大,化学反应速率 。
(2)温度:当其他条件相同时, 反应速率增大, 反应速率减小。
(3)催化剂:同一反应,用不同催化剂,反应速率不相同。
(4)压强:对有气体参加的反应,压强对化学反应速率的影响可简化理解如下
①对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占的体积与压强成 ,其他条件不变时,增大压强,气体体积 ,浓度 。
②对于有气体参加的化学反应,在相同温度下,增大压强,反应速率 ;减小压强,反应速率 。
17.工业上合成氨反应为:N2+3H22NH3,回答下列问题:
(1)反应过程中拆开的化学键是 ;
(2)反应放热,从价键角度分析,反应放热的原因是 ,下列图象正确的是 。
(3)在体积是2L的密闭容器中开始加入1molN2,3molH2,反应过程浓度中,物质的浓度与时间的关系如图所示。
①t1时生成NH3的物质的量是 ;用H2表示的化学反应速率υ(H2)= 。
②下列各项能表明反应达到化学平衡状态的是 。
A.容器中气体的密度保持不变
B.容器中气体的压强不变
C.氨气的含量不变
D.拆开3molH—H键同时形成6molN—H键
(4)下列措施中能提高合成氨反应化学反应速率的是 。
A.使用高效催化剂 B.恒温恒容再充入氢气 C.降低反应温度 D.扩大容器体积
18.在某一容积为4L的密闭容器中,A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,完成下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)前2min用A的浓度变化表示的化学反应速率为 。
19.反应3Fe(S)+4H2O=Fe3O4(s)+4H2(g),在一可变的容积的密闭容器中进行,试回答:
①增加Fe的量,其正反应速率的变化是 (填增大、不变、减小,以下相同)
②将容器的体积缩小一半,其正反应速率 ,逆反应速率 。
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率 ,逆反应速率 。
④保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其正反应速率 ,逆反应速率 。
20.某研究性学习小组利用草酸溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验设计如下:(假设溶液混合时体积可以加和)
实验序号 实验温度 (K) 酸性 KMnO4溶液 草酸溶液 去离子水 溶液褪色 时间
c(mol/L) V (mL) c(mol/L) V (mL) V (mL) t (s)
① 298 0.02 2.0 0.10 4.0 0 t1
② T 0.02 2.0 0.10 3.0 a 8.0
③ 343 0.02 2.0 0.10 3.0 a t2
④ 373 0.02 2.0 0.10 3.0 a t3
(1)写出草酸与酸性 KMnO4溶液反应的离子方程式: 。
(2)甲同学利用实验①来绘制反应过程中生成 CO2的物质的量 n(CO2)随反应时间 t 的变化曲线,反应在 t = t1时完成,试在下图中画出 n(CO2)随反应时间 t 变化的曲线 ,并确定m = mol。
(3)乙同学欲通过实验①、②探究反应物浓度对该反应速率的影响,则a = , T = 。若 t1<8 s,可以得出的结论是: 。
(4)通过比较实验②、③的结果,可以探究 变化对化学反应速率的影响。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【分析】A. 钢铁浸泡于食盐水中发生吸氧腐蚀;
B. 增大气体压强不能提高活化分子的百分数;
C. 反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)的ΔS<0,ΔH>0,通过复合判据进行分析;
D. 升高温度,平衡逆向移动。
【详解】A. 钢铁浸泡于食盐水中发生吸氧腐蚀,正极的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,A项错误;
B. 增大气体压强不能提高活化分子的百分数,使用催化剂能提高活化分子的百分数,但二者都能增大反应速率,B项错误;
C. 反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)的ΔS<0,ΔH>0,ΔG=ΔH-TΔS>0,在任何条件下都不能自发进行,C项正确;
D. 升高温度,平衡逆向移动,反应物的转化率降低,在较高温度下反应,与反应速率及催化剂的活性有关,D项错误;
答案选C。
2.C
【详解】A. 正反应吸热,升高温度,甲烷的转化率增大,X为温度时,φ的变化趋势为曲线M,故A错误;
B. 正反应气体系数和增大,增大压强,平衡逆向移动,甲烷的转化率减小,X为压强时,φ的变化趋势为曲线N,故B错误;
C. 增大甲烷的物质的量,平衡正向移动,甲烷的转化率减小,X为投料比[]时,φ的变化趋势为曲线N,故C正确;
D. 某条件下,若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2mol/L,φ=25%,
则K=,故D错误;
选C。
3.C
【详解】A.该反应的,选项A错误;
B.反应过程中无非极性键的生成,选项B错误;
C.由图可知,过渡态Ⅰ的能垒最大,是该反应的决速步骤,化学方程式为,选项C正确;
D.催化剂不改变反应的,选项D错误;
答案选C。
4.D
【解析】利用勒夏特列原理解决平衡移动原理。
【详解】A.固体的量不引起平衡的移动,故移走PbCrO4(s),Cr2O的转化率不变,故A错误;
B.加入少量NaOH固体,与反应生成,平衡正向移动,浓度减小,颜色变浅,故B错误;
C.加入固体,反应物浓度增大,平衡正向移动,故C错误;
D.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,平衡常数增大,故D正确;
故选D。
5.A
【详解】A.由题干信息可知,150℃时,H2S的平衡转化率为40%,根据三段式分析可知:,若该反应的平衡常数,即=,解得,A正确;
B.由题干图示信息可知,随着温度的升高,H2S的平衡转化率减小,即升高温度平衡逆向移动,则该反应为放热反应,B错误;
C.反应从开始到达到平衡的过程中,始终不变为1,则若一段时间后,保持不变,不能说明该反应达到平衡状态,C错误;
D.平衡后,向容器中再通入a mol CO,反应物浓度突然增大,故突然增大,逐渐增大,D错误;
故答案为:A。
6.D
【分析】2A(g)+ B(g) 2C(g) ΔH﹥0正反应是一个吸热的气体体积减小的反应,故升高温度、增大压强平衡均正向移动,且增大压强、升高温度正逆反应速率均加快,据此分析解题。
【详解】A.增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,说明正反应速率增大的倍数比逆反应速率增大的倍数大,图像不正确,故A项错误;
B.升高温度,正、逆反应速率都增大,图像不正确,B项错误;
C.升高温度反应速率增大,500℃先达到平衡,平衡向正反应方向移动,C的百分含量增大,C项错误;
D.增大压强,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,升高温度,平衡向正反应方向移动,A的转化率也增大,图像正确,D项正确;
故答案为:D。
7.A
【详解】A.由图中曲线Ⅱ可知,Y点为平衡点,NO的转化率为80%,根据已知条件列出“三段式”:
平衡常数,再通入CO、各0.01mol,,平衡正向移动,此时,故A错误;
B.X点未达到平衡,更换高效催化剂,能使反应速率加快,相同时间下测得NO的转化率增大,故B正确;
C.达平衡后,其他条件不变,使,相当于增大NO的浓度,平衡正向移动,CO的转化率上升,故C正确;
D.由图中曲线Ⅱ可知,随着温度的升高,反应速率增大,相同时间内NO的转化率增大,当NO的转化率最大时,说明反应达到平衡,继续升高温度,NO的转化率减小,说明平衡进向移动,该反应为放热反应,反应的,故D正确;
故选A。
8.A
【详解】A.若溶液为碱性,Fe3+与Fe2+都会与OH-反应,导致Fe3+与Fe2+浓度发生变化,平衡发生移动,A错误;
B.加入CCl4充分振荡,可将I2萃取到CCl4中,根据勒夏特列原理,平衡向右移动,B正确;
C.达到平衡后,正逆反应速率相等,正反应Fe3+为氧化剂,逆反应I2为氧化剂,正逆反应速率相等说明体系中Fe3+和I2的氧化性强弱相当,C正确;
D.当电流计示数刚好变为“0”时,说明正逆反应移动的电子数相等,达到化学平衡状态,即达到该反应进行的限度,D正确;
故选A。
9.B
【详解】A.SO2、O2制取SO3的反应是可逆反应,循环使用SO2、O2,可以提高原料利用率,A正确;
B.常压下,接触法制硫酸的原料利用率已经达到95%左右,增大压强,反应物的转化率提高不大,但对设备的要求提高,压缩气体需要提供动力,从而增加生产成本,所以工业生产中采用常压,B不正确;
C.工业制硫酸的反应为可逆反应,通入过量空气,可增大氧气的浓度,促进平衡正向移动,提高SO2的转化率,C正确;
D.虽然反应为放热反应,温度低对提高转化率有利,但催化剂在400~500 ℃时活性最高,所以选定400~500 ℃,D正确;
故选B。
10.A
【详解】A.因合成氨的反应,反应前后气体分子数不相等,一定温度下,当压强不再改变时,说明已建立平衡,A正确;
B.生成N2和生成H2均为逆反应速率,不能说明到达平衡状态,B错误;
C.生成N2代表逆反应速率,生成NH3代表正反应速率,但是二者的速率比不等于系数比,说明没有达到平衡状态,C错误;
D.建立平衡时,各组分的物质的量不再改变,但不一定等于化学计量数之比,D错误;
故本题选A。
11.C
【详解】A. 升高温度可以加快反应速率,A错误;
B. 减小N2的浓度可以降低反应速率,B错误;
C. 使用恰当的催化剂能加快反应速率,例如合成氨中使用铁触媒能加快反应速率,C正确;
D. 合成氨反应是可逆反应,达到化学平衡时,N2转化率不可能为100%,D错误;
答案选C。
12.C
【分析】N2和H2净化干燥除去含P、S、As的化合物等杂质后,加压既能提高反应速率,又能促进平衡正向移动,合成氨的反应为放热反应,低温有利于平衡正向移动,但是低温下,催化剂活性低,反应速率也低,因此综合考虑将温度设定在500℃并使用含铁催化剂进行催化反应,及时将产生的NH3液化分离出来以提高N2和H2的转化率,剩余的N2和H2再循环利用,据此分析判断。
【详解】A.步骤①中“净化”是除去杂质,以防止铁催化剂中毒,故A正确;
B.合成氨的反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,提高原料转化率,加压也可以提高反应速率,故B正确;
C.催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化率,合成氨反应为放热反应,高温不利于平衡正向移动,而液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动,所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率,步骤③不能,故C错误;
D.在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去,可使平衡正向移动,能保持足够高的原料转化率,故D正确;
故选C。
13.(1)c
(2) 0.042mol/(L·min) 放热
(3)bc
(4) 1050K前反应未达平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,相同时间内NO转化率增大 0.2
(5)酸雨、光化学烟雾
【详解】(1)a.C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),NO中N元素价态从+2价降到0价,体现出NO的氧化性,a正确;
B.降低NO浓度,减慢反应速率,b正确;
C.该反应是可逆反应,加入足量的碳粉无法使NO转化率无法达到100%,c错误;
D.催化剂可以改变反应速率,合适的催化剂可以加快反应速率,d正确;
故选c。
(2)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),图表数据得到0~10min内,NO的平均反应速率;升高反应温度,该反应的平衡常数K减小,说明平衡往逆向移动,逆向吸热,正向则放热;故答案为:0.042mol/(L min),放热;
(3)该温度下的平衡常数K=,温度不变平衡常数不变,30min后改变条件,设平衡时CO2的浓度为xmol/L:,解得x=0.36,即30min后改变条件使N2和CO2浓度同等程度增大:
a.加入一定量的活性炭,平衡不发生移动,NO、N2浓度都不变,a错误;
b.通入一定量的NO,平衡往正向移动,根据勒夏特列原理, NO浓度增大,CO2、N2浓度同等程度增加,b正确;
c.适当缩小容器的体积,相当于增大压强,平衡不发生移动,且NO、N2浓度增加的倍数相等,c正确;
d.加入合适的催化剂,平衡不发生移动,NO、N2浓度都不变,d错误;
故选bc。
(4)1050 kPa 前,反应b 中NO2转化率随着压强增大而增大的原因,1050KPa前反应未达平衡状态,随着压强增大,反应速率加快,NO转化率提高,
故答案为:1050KPa前反应未达平衡状态,随着压强增大,反应速率加快,NO转化率提高;
根据图示,在1100K时,NO转化率是40%,设起始投入的NO的浓度为amol/L,根据题意列三段式:
CO2的体积分数==0.2;
(5)NO2排放到大气中会引起酸雨、光化学烟雾等。
14. N2 排尽装置中空气,防止NO被O2氧化 24ClO3-+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O C 40 NH4Cl或(NH4)2SO4或NH4NO3 作氮肥 4NH3+6NO5N2+6H2O ×100%
【分析】(1)模拟烟气中含有一氧化氮,易被空气中的氧气氧化;
(2)根据题意信息,结合物料守恒书写反应方程式,反应中葡萄糖做还原剂;
(3)根据图示分析,脱除效率最高点对应的温度为最佳温度;ClO2、NOx和SO2可与氨水反应生成相应的铵盐,结合铵盐在生活中的作用分析;
(4)氨气、一氧化氮,两者在催化剂的作用下反应,生成一种无污染的气体,由元素守恒可推知,生成物为氮气和水;
(5) 该化工小组设定模拟烟气流量am3/h,进口NO质量浓度bmg/m3,可计算出每小时通入的烟气中含NO的质量,根据表格数据显示,NO被转化为NO3-,根据氮原子守恒可计算出每小时被转化的NO的质量,进而计算出NO的脱除率。
【详解】(1)模拟烟气中含有一氧化氮,易被空气中的氧气氧化,制备“模拟烟气”时应首先向装置管道内通入N2,排尽装置中空气,防止NO被O2氧化;
(2) “喷淋液”中所含ClO2可通过向酸性氯酸钠溶液中加入葡萄糖的方法制备,同时产生CO2等物质,则该反应的离子方程式为:24ClO3-+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O;该反应中葡萄糖做还原剂,FeCl3溶液、SO3、.酸性KMnO4溶液均为氧化剂,只有C甲醇具有还原性,答案选C;
(3)根据图示分析,脱除效率最高点对应的温度为最佳温度,脱除效率最佳温度为40℃,ClO2具有氧化性,一定条件下可与NOx、SO2发生氧化还原反应生成硫酸、硝酸和盐酸,再与氨水反应生成硝酸铵、硫酸铵、氯化铵,铵盐在生产生活中常用作氮肥;
(4)由题意可知,传统湿式氨法烟气处理技术的反应物为氨气、一氧化氮,两者在催化剂的作用下反应,生成一种无污染的气体,由元素守恒可推知,生成物为氮气和水,配平后化学方程式为:4NH3+6NO5N2+6H2O;
(5)该化工小组设定模拟烟气流量am3/h,进口NO质量浓度bmg/m3,则每小时通入的模拟烟气中NO的质量am3/h×bmg/m3×1h=abmg,根据表格数据显示,NO被转化为NO3-,每小时生成的硝酸根的质量为62.00mg/L×cL/h×1h= 62cmg,根据氮原子守恒,一氧化氮与硝酸根离子的关系式为NO~ NO3-,则当每小时有62cmg硝酸根生成时,吸收一氧化氮的质量为30cmg,故NO的脱除率=×100%=×100%= ×100%。
15.(1)小于
(2) 1∶3 1∶1
(3)变小
(4)逆向
(5)B
(6)A
【详解】(1)该反应为可逆反应,不能进行到底,因此放出的热量小于92.4kJ;
(2)根据三段式可知:
同一个容器浓度之比等于物质的量之比,即N2和H2浓度之比为(1-x):(3-3x)=1:3;
N2的转化率为,H2的转化率为=,即两者转化率之比等于1:1;
(3)该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,气体物质的量增大,组分都是气体,气体质量不变,因此升高温度,气体平均摩尔质量变小;
(4)恒压状态下,充入氩气,容器的体积增大,组分的浓度变小,平衡向逆反应方向进行;
(5)t1时刻,正逆反应速率都增大,v逆大于v正,说明平衡向逆反应方向移动;
A.增大压强,正逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动,选项A不符合题意;
B.升高温度,正逆反应速率都增大,正反应为放热反应,即升高温度,平衡向逆反应方向移动,选项B符合题意;
C.减小压强,化学反应速率降低,选项C不符合题意;
D.加入催化剂,正逆反应速率都增大,但平衡不移动,选项D不符合题意;
答案选B;
(6)t1-t2平衡向逆反应方向进行,消耗NH3,t3-t4之间平衡不移动,NH3的量不变,t4-t5平衡向逆反应方向进行,NH3的量减少,因此氨气的量最多的是0-t1;答案选A。
16. 越快 升高温度 降低温度 反比 缩小 增大 增大 减小
【分析】本题可通过碰撞理论中活化分子的理论来解答;单位体积内活化分子数越多,有效碰撞的几率增大,速率越快;活化分子的百分数越大,有效碰撞的几率增大,速率越快。
【详解】(1)浓度越大,单位体积内活化分子数越多,有效碰撞的几率增大,速率越快;故第一空的答案为越快。
(2)温度越高,活化分子的百分数越大,有效碰撞的几率增大,速率越快。故升高温度速率加快,降低温度速率减慢。
(4)①根据方程PV=nRT,一定质量的气体表示物质的量固定,在温度也固定的情况下气体的体积只和压强成反比,故增大压强,气体的体积缩小,浓度增大。
②对于有气体参加的反应,相同温度下,增大压强,气体的浓度增大,此时单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增大,速率加快;减小压强,气体的浓度减小,此时单位体积内活化分子数减小,有效碰撞的几率减小,速率减小;
17. N≡N键和H-H键 拆开反应物中的化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量 乙、丙 mol(或0.67mol) mol/(L·s) BC AB
【详解】(1)反应过程中拆开的是反应物中的化学键,合成氨的反应中反应物为N2和H2,N2的结构式为NN,H2的结构式为H—H,反应过程中拆开的化学键是NN键和H—H键。
(2)反应放热的原因是:拆开反应物中的化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键释放的能量。N2与H2合成NH3的反应为放热反应,放热反应反应物的总能量大于生成物的总能量,N2和H2的总能量大于NH3的总能量;NH3分解成N2和H2的反应为吸热反应,正确的图象是乙、丙。
(3)①在体积是2L的密闭容器中开始加入1molN2,3molH2,则两者的起始浓度分别为0.5mol/L、1.5mol/L
设0~t1内转化N2物质的量浓度为x
根据图象,t1时NH3与N2的浓度相等,则0.5-x=2x,解得x=mol/L,t1时生成NH3物质的量为22L=mol;用H2表示的化学反应速率υ(H2)===mol/(L·s);
②A.根据质量守恒定律,混合气体的总质量始终不变,容器的容积不变,混合气体的密度始终不变,容器中气体的密度保持不变,不能说明反应达到平衡状态,错误;
B.该反应的正反应气体分子数减小,建立平衡过程中气体分子物质的量减小,恒温恒容容器中,气体的压强减小,达到平衡时气体分子物质的量不变,气体的压强不变,容器中气体的压强不变,能说明反应达到平衡状态,正确;
C.氨气的含量不变,能说明反应达到平衡状态,正确;
D.拆开3molH—H键同时形成6molN—H键都是表达正反应,不能说明反应达到平衡状态,错误;
故选BC;
(4)A.使用高效催化剂能加快合成氨的化学反应速率,正确;
B.恒温恒容再充入氢气,增大反应物H2的浓度能加快合成氨的化学反应速率,正确;
C.降低反应温度,减慢合成氨的化学反应速率,错误;
D.扩大容器体积,即减小各物质的浓度,合成氨的化学反应速率减慢,错误;
故选AB。
18.(1)2A+B2C
(2)0.25mol L-1 min-1
【详解】(1)化学反应中,反应物的物质的量减少,生成物的物质的量增加,因此反应中A、B为反应物,C为生成物,D反应前后物质的量不变,为催化剂;物质的量变化之比等于各物质的化学计量数之比,因此A、B、C的化学计量数之比为(5-3):(2-1):(4-2)=2:1:2,且达到平衡状态时各物质的物质量均不为0,属于可逆反应,该反应的化学方程式为:2A+B2C;
故答案为:2A+B2C;
(2)前2minA的物质的量变化为(5-3)=2mol,容器体积为4L,用A的浓度变化表示的化学反应速率为v(A)===0.25mol L-1 min-1;
故答案为:0.25mol L-1 min-1。
19. 不变 增大 增大 不变 不变 减小 减小
【详解】(1)加入铁粉,是固体,对反应速率没有影响。
(2)体积缩小一半,浓度增大,正逆反应速率都增大。
(3)体积不变,充入N2压强增大,而该反应前后体积没有发生变化,所以增大压强对反应速率无影响。
(4)保持压强不变充入N2,体积增大,浓度变小,正逆反应速率都减小。
20. 2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 1×10-4 1 298 反应物浓度增大,化学反应速率将加快 温度
【详解】(1)KMnO4具有强氧化性,草酸具有还原性,二者能够发生氧化还原反应,草酸被氧化为CO2,KMnO4被还原为Mn2+,反应离子方程式为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)KMnO4与草酸反应为放热反应,且生成的Mn2+对该反应具有催化作用,因此反应开始阶段化学反应速率较快,后续随着反应的不断进行,反应物浓度逐渐降低,反应速率逐渐降低,反应在 t = t1时完成,因此n(CO2)随反应时间 t 变化的曲线为;由表格数据可知,反应过程中KMnO4不足,因此实验①产生CO2的物质的量为×0.02mol/L×2×10-3L=1×10-4mol;
(3)通过实验①、②探究反应物浓度对该反应速率的影响,则对比试验中除反应物浓度不同外,其它条件均需相同,因此溶液体积需相同,实验①的溶液体积为(2+4)mL=6mL,则实验②中a=1;T=298;若 t1<8 s,即实验①的反应速率大于实验②,而实验①的草酸溶液浓度大于实验②,可得出的结论为:反应物浓度增大,化学反应速率将加快;
(4)由表格数据可知,实验②、③的反应温度不同,因此实验②、③探究的是反应温度对化学反应速率的影响。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页

延伸阅读:

标签:

上一篇:人教版九年级 第十三章 内能(答案)

下一篇:2023-2024湖南省湘西州凤凰县八年级(上)质检物理试卷(12月份)(答案)