2.1 化学反应速率 同步训练
一、单选题
1.反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),在5L密闭容器中进行,半分钟后,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率为( )
A.v(O2)=0.01 mol/(L·s) B.v(NO)=0.008 mol/(L·s)
C.v(H2O)=0.003 mol/(L·s) D.v(NH3)=0.004 mol/(L·s)
2.通过反应 可实现的资源化利用。下列有关说法错误的是( )
已知上述反应中相关化学键的键能数据如下:
化学键 C-H H-H
键能 803 413 436 b
A.断裂1mol H-H键需吸收436kJ热量
B.该反应在高温下可自发进行
C.反应中每消耗11.2L(标准状况下),转移的电子数为
D.选择合适、高效的催化剂可以降低反应的焓变并提高化学反应速率
3.某温度下,在恒容密闭容器中、、建立化学平衡:,改变下列条件对正、逆反应速率的影响错误的是( )
A.压缩容器体积 B.通入 C.使用(正)催化剂 D.升高温度
A.A B.B C.C D.D
4.一定温度下,在2 L固定容积的密闭容器中发生反应: 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)ΔH>0。反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是( )
A.曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化
B.0-20 s内平均反应速率v(N2O5) = 0.1 mol·(L·s)-1
C.10 s时,正、逆反应速率相等,达到平衡
D.20 s时,正反应速率大于逆反应速率
5.反应X(g) 4Y(g)+Z(g),在200℃和T℃时,X 的物质的量浓度(单位:mol·L-1)随时间变 化的有关实验数据见下表:
时间/min 0 2 4 6 8 10
200/℃ 0.80 0.55 0.35 0.20 0.15 0.15
T/℃ 1.00 0.65 0.35 0.18 0.18 0.18
下列有关该反应的描述正确的是( )
A.在200℃时,4min内用Y表示的化学反应速率为0.1125mol·L-1·min-1
B.T℃下,6min时反应刚好达到平衡状态
C.根据上表内 X 的浓度变化,可知浓度越大,反应速率越大
D.从表中可以看出T <200
6.下列四支试管中,分别盛有等量的锌、酸溶液,其中生成H2的反应速率最快的是( )
试管 酸及浓度 温度 锌的状态
① 1 mol/L H2SO4溶液 20℃ 粉末状
② 3 mol/L HNO3溶液 40℃ 粉末状
③ 1 mol/L H2SO4溶液 40℃ 大块状
④ 2 mol/L HCl溶液 40℃ 粉末状
A.① B.② C.③ D.④
7.某化学反应2A(g) B(g)+C(g)在三种不同条件下进行,B、C的起始浓度为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表数据所示,表中温度单位为摄氏度(℃)。下列叙述错误的是( )
实验序号 时间 浓度 温度 0 10 20 30 40 50 60
1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 820 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
A.实验1、2用A表示10分钟内的速率比为v1:v2=1:2
B.实验1、2可知:实验2可能使用了催化剂或缩小容器体积
C.实验1、3可知:其他条件相同,升高温度,反应速率加快
D.实验1、2、3可知:使用催化剂或升温均可缩短达到平衡所用时间
8.反应C(s)+ H2O(g) CO(g)+ H2(g)在密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①升温 ②增加C的量 ③将容器的体积缩小一半 ④保持体积不变,充入He使体系压强增大 ⑤保持压强不变,充入He ⑥保持体积不变,充入水蒸气使体系压强增大
A.①④ B.②③ C.③④ D.②④
9.在2A(g )+B (g )=3C(g )+4D(g ) 反应中,表示该反应速率最快的是 ( )
A.v (A)=0.3mol/ (L .min ) B.v (B)=0.3mol/ (L .min )
C.v (C)=0.3mol/ (L .min ) D.v (D )=1mol/ (L .min )
10.2molA与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)若2 s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推断正确的是( )
A.V(C)=v(D)=0.25 mol·L-1·s-1
B.z=3
C.B的转化率为25%
D.C的体积分数为20%
11.下列有关化学反应速率的说法,正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.100mL 的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变
C.二氧化硫的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应减慢
D.汽车尾气中的 和 可以缓慢反应生成 和 ,减小压强,反应速率减小
12.铁片与盐酸反应制H2的速率较慢,下列措施不能加快反应速率的是( )
A.用铁粉代替铁片 B.增大盐酸的浓度
C.用相同浓度醋酸代替盐酸 D.适当升高溶液温度
13.对A2+3B2 2AB3的反应,以下反应速率的表示中,速率最快的是( )
A.v(AB3)=0.5mol/(L·min) B.v(B2)=0.6mol/(L·min)
C.v(A2)=0.4mol/(L·min) D.v(A2)=0.3mol/(L·min)
14.理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.HCN为直线型分子
B.升高温度,该异构化反应正向移动
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.使用催化剂,能加快化学反应速率,反应的减小
15.某温度下,在恒容密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,改变条件对反应正、逆反应速率的影响如图所示,关于改变的条件下列说法错误的是( )
A.压缩容器体积 B.通入O2
C.通入稀有气体He D.减低温度
16.决定化学反应速率的主要因素是( )
A.反应物的性质 B.反应温度
C.使用催化剂 D.反应物的浓度
17.将5 mol 和1 mol 混合气体通入2 L容积恒定的密闭容器中,在一定条件下发生如下反应:维持容器内温度不变,10 min末测定的浓度为0.2 mol/L,下列说法正确的是( )
A.从反应开始到10 min,的生成速率 mol/(L min)
B.若单位时间内消耗a mol ,同时产生3a mol ,则表明该反应达到化学平衡状态
C.反应达到平衡后充入少量氦气,压强增大,化学反应速率增大
D.当容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变,则表明该反应达到化学平衡状态
18.下列关于化学反应速率的叙述错误的是( )
A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B.若某化学反应的反应速率为0.5mol/(L s),就是指在1秒内,该反应反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol/L
C.化学反应速率也可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示
D.在容积不变的反应器中,化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
19.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率如下,其中反应速率最快的是 ( )。
A.v(D)=0.4 mol·(L·s)-1 B.v(A)=0.15 mol·(L·s)-1
C.v(B)=0.6 mol·(L·s)-1 D.v(C)=0.5 mol·(L·s)-1
20.某反应的反应机理可以分成如下两步,下列说法错误的是( )
反应机理 第一步反应 第二步反应
2NO2=NO3+NO (慢反应) NO3+CO=NO2+CO2(快反应)
A.在条件相同时,该反应的速率由第一步反应速率决定
B.该反应的总反应方程式为NO2+CONO+CO2
C.升高温度只会影响第一步反应速率,对第二步反应速率无影响
D.加入合适的催化剂既可加快反应速率,又可降低反应的活化能
二、综合题
21.一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(g)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)t1时,CO2的正、逆反应速率的大小关系:v正 (填“>”“<”或“=”)v逆。
(2)4min内,CO的平均反应速率v(CO)= 。
(3)由图可知,达到平衡时,n(CO2):n(CO)= 。
(4)下列条件的改变能减慢其反应速率的是 (填序号)。
①降低温度
②减小铁粉的质量
③保持压强不变,充入He使容器的体积增大
④保持容积不变,充入He使体系压强增大
(5)下列描述能说明上述反应已达到平衡状态的是 (填序号)。
①v(CO2)=v(CO)
②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO
③容器中气体压强不随时间变化而变化
④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
22.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 。
23.某温度下,在2 L容器中3种物质间进行反应, X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图。反应在t1 min时到达平衡,依图所示:
(1)①该反应的化学方程式是 。
②在t1 min时,该反应达到了 状态,下列可作为判断反应已达到该状态的是
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.X、Y的反应速率比为2︰3
C.生成3 mol Y的同时生成1 mol Z
D.生成1 mol Z的同时生成2 mol X
(2)①若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2,且已知1 mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46 kJ的热量,则至t1 min时,该反应吸收的热量为: ;在此t1 min时间内,用H2表示反应的平均速率v(H2)= 。
②两位同学讨论放热反应和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应,乙说反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们说法正确的是 同学。
24.NH3的催化氧化是制备硝酸的重要反应之一。下面是对氨的催化氧化进行的研究。氨的催化氧化反应为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度随时间的变化如下表:
0 1min 2min 3min 4min
c(NH3)/mol.L-1 0.800 c1 0.300 0.200 0.200
c(O2)/mol.L-1 1.600 1.100 0.975 0.850 c2
(1)c1= mol/L;c2= mol/L。
(2)0~2min内,v(NH3)= mol/(L·min)。
(3)工业上需要加快氨气的反应速率,下列措施可行的是________(填标号)。
A.使用合适的催化剂 B.减小O2的浓度 C.适当升高温度
(4)反应达到平衡时,O2的转化率为 (精确到小数点后1位数字)%。
25.某化学活动小组进行如下探究:
编号 实验步骤 实验现象
Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热 试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化:黄色→橙色(pH≈5)
Ⅲ 在常温同压下,用甲和乙两个注射器分别将体积均为10mL的两种气体,同时注入到真空的直玻管两端 一段时间后,直玻管内壁中间靠右的位置,附着一段环状的淡黄色粉末;如图所示
查阅资料:影响气体扩散速率的因素有气体的分压、相对分子质量、温度、距离有关。
回答下列问题:
(1)NH4Cl的电子式为 ,写出NH4Cl的一种用途是 。
(2)关于实验Ⅰ,下列叙述正确的是___(填代号)。
A.试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.若用消石灰和NH4Cl混合加热,湿润的pH试纸变蓝
C.实验Ⅰ说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
D.用(NH4)2SO4代替NH4Cl,实验现象相同
E.除去NaCl固体中少量NH4Cl可用直接加热方法
F.白色固体是NH4Cl,说明NH4Cl的分解反应是可逆反应
(3)设计实验Ⅱ的目的是 。
(4)从实验Ⅰ与Ⅱ可推断影响气体扩散速率的规律:在相同条件下, 。
(5)实验Ⅲ的目的是验证上述气体扩散速率的规律,写出直玻管内发生反应的化学方程式为 ,甲中气体的化学式为 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】依题意,在5L密闭容器中反应,半分钟NO的物质的量增加了0.3mol,则;同一反应不同物质表达的速率比值等于系数之比,则v(O2)= v(NO)=0.0025 mol/(L·s),v(H2O)=v(NO)=0.003 mol/(L·s),v(NH3)= v(NO)=0.002 mol/(L·s),
故答案为:C。
【分析】利用计算;再依据同一反应不同物质表达的速率比值等于系数之比。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.由表格数据知断裂1mol H-H键需吸收436kJ热量,A不符合题意;
B.该反应是熵增焓增的反应,由复合判据知,该反应在高温下可自发进行,B不符合题意;
C.反应中二氧化碳中碳元素和甲烷中的氢元素共得6e-电子化合价降低,甲烷中碳失6e-化合价升高。反应中每消耗11.2L(标准状况下)即0.5mol,转移的电子数为,C不符合题意;
D.催化剂不能改变反应的焓变,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据表中数据判断;
B.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析;
C.根据得失电子守恒计算。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.压缩容器体积各物质的浓度均增大,正逆反应速率均增大,且正反应速率增大的程度大于逆反应速率,故A符合题意;
B.通入增大反应物浓度,正反应速率瞬间增大,逆反应速率瞬间不变,平衡正向移动,故B不符合题意;
C.使用(正)催化剂能同等程度的增大正逆反应速率,故C不符合题意;
D.升高温度正逆反应速率均增大,且逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度,平衡逆向移动,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。
4.【答案】A
【解析】【解答】A、在反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)中N2O5为反应物NO2为生成物,它们的计量数之比为1:2,也就是说NO2增加的物质的量是N2O5减小的物质的量的两倍,结合图中的数据可知曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化,曲线b表示N2O5的物质的量随反应时间的变化,故A符合题意;
B、在反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)中N2O5为反应物NO2为生成物,它们的计量数之比为1:2,也就是说NO2增加的物质的量是N2O5减小的物质的量的两倍,所以曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化,曲线b表示N2O5的物质的量随反应时间的变化,根据 =0.05 mol (L s)-1,故B不符合题意;
C、根据图中可知10 s时反应物还在继续减小而生成物还在继续增大,所以此时反应还在正向进行,即正反应速率大于逆反应速率,故C不符合题意;
D、根据图中反应物和生成物的物质的变化情况可知,20 s时有关物质的物质的量不再随时间的变化而变化,即反应处于平衡状态,此时正逆反应速率相等,故D不符合题意。
故答案为A。
【分析】解题的关键是把图象和题中的化学方程式有机结合起来分析。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.v(X)= =0.1125 mol·L-1·min-1,根据反应速率之比等于化学计量数之比可以看出:v(Y)=4×0.1125mol·L-1·min-1,故A不符合题意;
B.从表中可以看出T℃时6min已经达到平衡,但不一定就是第6min达到平衡,故B不符合题意;
C.要比较浓度对反应速率的影响,就只能是其他外界条件相同,所以选择200℃这组数据看出0~2min的速率为 =0.125mol·L-1·min-1,而2~4min的速率= =0.10 mol·L-1·min-1,这说明随着反应的进行浓度在下降,反应速率在变小,故C符合题意;
D.4min时两组数据起始浓度均为0.35 mol·L-1,比较单一变量温度,200℃和T℃4~6min的反应速率,T℃速率快,所以T>200,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.根据反应速率与化学计量数的关系进行计算;
B.达到平衡状态时X的浓度不再变化;
C.根据浓度对反应速率的影响进行判断;
D.根据温度与反应速率的关系判断T的温度。
6.【答案】D
【解析】【解答】HNO3具有强氧化性,②中3mol/LHNO3溶液与Zn反应不生成H2;
①④试管中所用酸溶液中c(H+)相等,锌都是粉末状,④的温度高于①,其他条件相同时,升高温度化学反应速率加快,则④中生成H2的反应速率比①的快;
③④试管中所用酸溶液中c(H+)相等,反应温度都是40℃,④中锌为粉末状,③中锌为大块状,④中锌与酸的接触面积比③中大,其他条件相同时,增大反应物的接触面积反应速率加快,则④中生成H2的反应速率比③的快;
生成H2的反应速率最快的是④,
故答案为:D。
【分析】增大浓度、升高温度、增大固体表面积或形成原电池反应可增大反应速率,据此解答。
7.【答案】B
【解析】【解答】A.实验1、2用A表示10分钟内的速率比为v1:v2= =1:2,故A不符合题意;
B.使用催化剂加快反应速率,则达平衡所需时间较短,根据表中数据可知,实验2在20min时达到平衡状态,实验1在40min时,达到平衡状态,故实验2达平衡所需时间短,即实验2可能使用了催化剂,但缩小容器体积平衡时A的浓度要变大,故B符合题意;
C.实验1、3可知:实验3,反应在30min时,A浓度不再发生变化,达到平衡状态,其他条件相同,升高温度,反应速率加快,故C不符合题意;
D.实验1、2、3可知:使用催化剂或升温均可缩短达到平衡所用时间,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据浓度的变化量即可计算出速率之比
B.根据时间进行对比可知使用催化剂
C.通过控制变量即可判断温度对反应速率的影响
D.通过控制变量即可判断温度和催化剂对反应速率的影响
8.【答案】D
【解析】【解答】①升高温度,反应速率加快,不符合题意;
②固体的浓度为常量,因此增加C的量不影响反应速率,符合题意;
③将容器的体积缩小一半,则体系的压强增大,反应速率增大,不符合题意;
④体积不变,充入He使得压强增大,但对于反应物和生成物而言,其浓度不变,因此反应速率不变,符合题意;
⑤保持压强不变,充入He,容器的体积增大,反应物和生成物的浓度减小,反应速率减慢,不符合题意;
⑥保持体积不变,充入水蒸气,水蒸气的浓度增大,反应速率加快,不符合题意;
综上,对反应速率几乎无影响的是②④,D符合题意;
故答案为:D
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查,结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响进行分析即可。
9.【答案】B
【解析】【解答】A.将其转化为用物质B表示的反应速率为。
C.将其转化为用物质B表示的反应速率为。
D.将其转化为用物质B表示的反应速率为。
因此选项B表示的反应速率最快,B符合题意;
故答案为:B
【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比,将各个反应速率转化为用同一种物质表示的反应速率,再进行大小比较。
10.【答案】A
【解析】【解答】根据三段式:
2A(g) 3B(g) 2C(g) zD(g)
起始量(mol) 2 2 0 0
转化量(mol) 1 1.5 1 0.5z
平衡量(mol) 1 0.5 1 0.5z
v(D)=0.25 mol·L-1·s-1, 可知0.5z=0.25×2×2=1,则z=2。
A.v(C)=,A选项是正确的;
B.z=2,B选项是错误的;
C.B的转化率:,C选项是错误的;
D.C的体积分数为:,D选项是错误的。
故答案为:A。
【分析】列出三段式,根据物质的物质的量转化量之比等于化学计量数之比,可以计算出D的系数。再计算D的速率。
11.【答案】D
【解析】【解答】A.常温下铁遇浓硫酸钝化,铁片与浓硫酸反应不能生成氢气,故A不符合题意;
B.向盐酸中加入氯化钠溶液,相当于稀释了盐酸,盐酸浓度减小,反应速率减小,故B不符合题意;
C.升高温度,反应速率增大,与反应是吸热还是放热无关,故C不符合题意;
D.有气体参加的反应,体系压强越小反应速率越小,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据影响反应速率的因素判断:①一般反应物浓度越大,反应速率越大,但A中浓硫酸会使铁钝化,B中加氯化钠溶液相当于稀释了盐酸;②温度升高,反应速率增大;③对于有气体参加的反应,体系压强越大,反应速率越快;④加催化剂可改变反应速率。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.用铁粉代替铁片,增大了反应物的接触面积,反应速率加快,选项A不选;
B.增大盐酸的浓度,氢离子浓度变大,反应速率加快,选项B不选;
C. 用相同浓度醋酸代替盐酸,由于醋酸为一元弱酸,氢离子浓度小于一元强酸盐酸,反应速率减慢,选项C选;
D.提高反应的温度,反应的速率加快,选项D不选;
故答案为:C。
【分析】醋酸为弱电解质,在水溶液中氢离子浓度低于同浓度的盐酸,故不能加快化学反应速率。
13.【答案】C
【解析】【解答】A选项中v(AB3)=0.5mol/(L·min),则v(A2)=0.25mol/(L·min);
B选项中v(B2)=0.6mol/(L·min),则v(A2)=0.2mol/(L·min);
由A、B、C、D四个选项v(A2)的速率比较可以得出:C选项v(A2)=0.4mol/(L·min)速率最快,
故答案为:C。
【分析】根据反应方程式,把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率且单位相同进行比较。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.中中心原子C采取sp杂化,为直线型分子,故A不符合题意;
B.由图可知,异构化的正反应为吸热反应,故升高温度,平衡正向移动,故B不符合题意;
C.由图可知,该反应为吸热反应,因此正反应的活化能大于逆反应的活化能,故C不符合题意;
D.使用催化剂,可以减小反应的活化能,但不能改变反应物和生成物的能量,反应的反应热不变,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.HCN的结构式为H-C≡N;
B.异构化的正反应为吸热反应;
C.吸热反应正反应的活化能大于逆反应的活化能;
D.催化剂不影响反应热。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.压缩体积,相当于加压,平衡正向进行,v’正>v’逆,与图示信息不相符,A不符合题意;
B.增加O2的瞬间, 正变大, 逆不变,B符合题意;
C.恒温恒容通入稀有气体,不影响反应物、生成物浓度,故 正、 逆均不变,C不符合题意;
D.降温,平衡正向移动,v’正>v’逆,与图示信息不相符,D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.加压平衡正向进行;
B.通入O2的瞬间, 正变大;
C.恒容通入稀有气体不影响反应速率;
D.降温,平衡正向移动。
16.【答案】A
【解析】【解答】决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,而浓度、温度、压强、催化剂是影响反应速率的外界因素,
故答案为:A。
【分析】化学反应速率受外因和本身的性质来决定。
17.【答案】D
【解析】【解答】A.氢气浓度的变化量为0.9mol/L,从反应开始到10 min,H2的生成速率0.5mol/L,A不符合题意 ;
B.若单位时间内消耗a mol CH4,同时消耗3a mol H2,正逆反应速率相同,达到化学平衡状态,B不符合题意 ;
C.恒容条件,反应达到平衡后充入少量氦气,压强增大,各物质浓度都不变,化学反应速率不变,C不符合题意 ;
D.气体分子数增大的反应,当混合气体的总物质的量不变时,混合气体的平均相对分子质量保持不变,该反应达到化学平衡状态,D符合题意 ;
故答案为:D 。
【分析】A.反应速率计算 ;
B.反应是消耗反应物;
C.恒容条件,反应达到平衡后充入少量氦气,压强增大,各物质浓度都不变,化学反应速率不变 ;
D.气体分子数增大的反应,当混合气体的总物质的量不变时,混合气体的平均相对分子质量保持不变,反应达到化学平衡状态 。
18.【答案】B
【解析】【解答】A.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示,故A不符合题意;
B.若某化学反应的反应速率为0.5mol/(L s),是指用某一物质表示的平均速率,与其它物质的速率不一定相等,故B符合题意;
C.可用浓度、压强、质量等物理量的变化量表示化学反应速率,则化学反应速率也可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示,故C不符合题意;
D.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量;
C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示;
D.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
19.【答案】D
【解析】【解答】反应速率的单位相同,用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,数值大的反应速率快;A.υ(D)/2=0.2 mol/(L s),B.v(A)/1=0.15mol/(L s),C.v(B)/3=0.2mol/(L s),D.v(C)/2=0.25mol/(L s),;所以反应速率v(C)>v(B)v(D)>v(A),
故答案为:D。
【分析】比较反应速率常用的两种方法:(1)归一法:将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一物质的反应速率,再较小比较.(2)比值法:用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,数值大的反应速率快;比较反应速率时注意(1)反应速率的单位要相同(2)单位时间内反应物或生成物的物质的量变化大,反应速率不一定快,反应速率是用单位时间内浓度的变化量来表示的。
20.【答案】C
【解析】【解答】A.在条件相同时,该反应的速率由慢反应决定,故由第一步反应速率决定,A不符合题意;
B.反应Ⅰ+反应Ⅱ可得反应的总反应方程式为:NO2+CONO+CO2,B不符合题意;
C.升高温度对第一步反应速率和第二步反应速率均有影响,都会加快,C符合题意;
D.加入合适的催化剂可降低反应的活化能,从而加快反应速率,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.反应的速率由慢反应决定;
B.根据盖斯定律计算;
C.依据影响反应速率的因素分析;
D.活化能越低,反应速率越快。
21.【答案】(1)>
(2)0.125 mol L-1 min-1
(3)2:5
(4)ac
(5)bd
【解析】【解答】(1)根据图象可知,在t1后,CO浓度增大、CO2浓度减小,说明反应未达到平衡,正向进行,因此v正>v逆;
(2)根据图象可知,4分钟内CO的平均反应速率,v(CO)==0.125 mol L-1 min-1;
(3)由图象可知,达平衡时CO2和CO的物质的量分别为:0.2mol和0.5mol,故n(CO2):n(CO)=2:5;
(4)a.降低温度,物质的内能降低,活化分子数减小,有效碰撞次数减少,化学反应速率降低, a正确;
b.由于固体的浓度不变,所以减少铁粉的质量,物质的反应速率不变, b不正确;
c.保持压强不变,充入He使容器的体积增大,反应体系中物质浓度降低,单位体积内活化分子数减少,有效碰撞次数减少,化学反应速率降低, c正确;
d.保持体积不变,充入He使体系压强增大,由于体系内的物质浓度不变,所以化学反应速率不变, d不正确;
故答案为:ac;
(5)a.未指明反应是正向还是逆向进行,因此不能判断是否为平衡状态,a不正确;
b.单位时间内生成nmolCO2的同时必然会消耗n molCO,又生成n mol CO,则CO的物质的量不变,反应达到平衡状态,b正确;
c.该反应是反应前后气体体积不变的反应,任何条件下体系的压强都不变,因此不能据此判断反应是否为平衡状态,c不正确;
d.反应前后气体的体积不变,而气体的质量会发生变化,则气体的摩尔质量会发生变化,由于摩尔质量当以g/mol为单位时,数值上等于物质的相对分子质量,所以若容器中气体的平均分子量不随时间而变化,则反应达到平衡状态,d正确;
故答案为:bd。
【分析】(1)根据图象分析;
(2)利用υ=Δc/Δt计算;
(3)由图象的数据分析;
(4)依据影响反应速率的因素分析;
(5)依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断。
22.【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。
23.【答案】(1)2X 3Y+Z;平衡;D
(2)36.8 kJ;0.6/t1 mol·L-1·min-1;乙
【解析】【解答】(1)①由图像可知,反应过程中消耗X的物质的量为0.8mol,生成Y和Z的物质的量分别为1.2mol和0.4mol;三者的比值为0.8:1.2:0.4=2:3:1;因此该反应的化学方程式为:2X 3Y+Z;
②t1后,各物质的物质的量浓度不变,反应达到平衡状态;
A、X、Y、Z的反应速率相等,不能说明正逆反应速率相同,因此不能判断反应已达到平衡状态;
B、任何时刻,反应速率之比都等于化学计量系数之比,不能说明正逆反应速率相同,因此不能判断反应已达到平衡状态;
C、生成Y和生成Z都只表示正反应,无法体现正逆反应速率相等,因此不能判断反应已达到平衡状态;
D、生成1molZ为正反应,生成2molX为逆反应,体现正逆反应速率相等,因此能判断反应已达到平衡状态;
故答案为:D
(2)①t1min时,参与反应的氨气的物质的量为0.8mol,而1mol氨气反应时吸收的热量为46kJ,因此0.8mol氨气反应时,吸收的热量为0.8mol×46kJ/mol=36.8kJ;
在此t1min内,氢气浓度的变化量为,因此用H2表示的反应速率可表示为:;
②加热是促使反应发生的条件,与反应的热效应无关;需要加热才能发生的反应可能为吸热反应,也可能为放热反应:当反应发生后,停止加热,反应停止,说明该反应为吸热反应;当反应发生后,停止加热,反应继续进行,说明该反应为放热反应;因此乙同学的说法正确;
【分析】(1)①根据图像变化的量,确定化学计量系数之比,从而确定反应的化学方程式;
②t1后,各物质的物质的量浓度不变,反应达到平衡状态;分析选项中能否体现正逆反应速率相等,从而判断反应是否达到平衡状态;
(2)①根据1mol氨气分解吸收的热量,计算t1min时,反应吸收的热量;
根据公式计算反应速率;
②加热是促使反应发生的条件,与反应的热效应无关;
24.【答案】(1)0.400;0.850
(2)0.250
(3)A;C
(4)46.9
【解析】【解答】(1)1min时Δc(O2)=1.600mol/L-1.100mol/L=0.500mol/L,根据反应方程式可知相同时间内Δc(NH3)=0.400mol/L,所以c1=0.800mol/L-0.400mol/L=0.400mol/L;根据表格数据可知3min氨气的浓度不再改变,说明反应达到平衡,所以c2=0.850mol/L;(2)0~2min内,Δc(NH3)=0.800mol/L-0.300mol/L=0.500mol/L,所以v(NH3)= =0.250 mol/(L·min);(3)A.使用合适的催化剂可以增大反应速率,故A正确;
B.减小反应物的浓度反应速率减小,故B不正确;
C.适当提高温度可以增大活化分子百分百,提高反应速率,故C正确;
综上所述答案为AC;(4)平衡时Δc(O2)=1.600mol/L-0.850mol/L=0.750mol/L,所以转化率为 =46.9%。
【分析】(1)根据反应过程中浓度改变量之比等于化学反应计量数之比计算 c1、c2 的值。
(2)根据化学反应平均速率计算。
(3)使用催化剂可以加快化学反应速率;减小氧气的浓度降低化学反应速率;适当升高温度可以加快化学反应速率;
(4)反应3min时已经达到平衡,转化率为计算。
25.【答案】(1);作化肥或焊接金属的除锈剂或干电池的电解质
(2)A;B;C;E
(3)证明实验Ⅰ中试纸变红不是由于NH4Cl水解造成的
(4)气体的相对分子质量小,其扩散速率大
(5)H2S+Cl2=S+2HCl或2H2S+SO2=3S+2H2O;H2S
【解析】【解答】(1)氯化铵是盐含有铵根离子和氯离子,铵根中含有4个N-H,其中一个属于配位键,所以它的电子式为: ,氯化铵含有铵根有氮元素,可以做肥料,氯化铵水解显酸性常做除锈剂,氯化铵是电解质可以用做干电池的电解质溶液;
(2)A.氯化铵分解生成氨气和HCl ,氨气使湿润的pH试纸变蓝,则NH4Cl发生了分解反应,故A符合题意;
B.用消石灰和NH4Cl混合加热反应产生氨气,氨气使湿润的pH试纸变蓝,B符合题意;
C.氯化铵分解后,在试管中部化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,C符合题意;
D.用(NH4)2SO4代替NH4Cl,实验现象不相同,硫酸铵微热3(NH4)2SO4=3SO2↑+6H2O+N2↑+4NH3↑;
E..NH4Cl受热分解,生成氨气和氯化氢都易挥发,E符合题意;
F.可逆反应在同一条件下既能向正向同时又能向逆向进行的反应,氯化铵分解需要加热,氨和氯化氢常温下就能进行,F不符合题意;
(3)NH4Cl水解显酸性,证明实验Ⅰ中试纸变红不是由于NH4Cl水解造成的;
(4)根据影响气体扩散速率的因素有气体的分压、相对分子质量、温度、距离有关,它们的温度、距离、气体的分压基本都一样,所以影响气体扩散速率取决于相对分子质量,气体的相对分子质量小,其扩散速率大;
(5)高中学过淡黄色粉末且是有气体和气体反应产生的只能是硫单质,再根据气体含有硫元素是并肯定发生氧化还原反应,必须含有硫化氢具有还原性,需要氧化性的气体且在常温下能和硫化氢发生反应生成硫单质,常见:二氧化硫和Cl2,所以反应的化学方程式为H2S+Cl2=S+2HCl或2H2S+SO2=3S+2H2O,由于硫化氢的相对分子质量扩散速度快,所以甲中气体的就是硫化氢,化学式H2S;
【分析】实验I中对装有NH4Cl固体试管加热,湿润的pH试纸黄色→蓝色(pH≈10) →黄色→红色
(pH≈2),说明加热过程中生成了氨气,氨气遇水形成一水合氨,一水合氨为弱碱,使试纸变蓝,同时产生了氯化氢气体,氯化氢极易溶于水形成盐酸,中和了一水合氨恢复到黄色,盐酸属于强酸,最后湿润的pH试纸变为红色,试纸先变蓝后变红,说明氨气扩散的速度比氯化氢快;试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵;实验 Ⅱ 中将氯化铵溶液滴在pH试纸上,试纸颜色变化黄色→橙黄色(pH≈5) ,说明氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性;实验 Ⅲ 中生成淡黄色粉末且是有气体和气体反应产生的只能是硫单质,再根据气体含有硫元素是并肯定发生氧化还原反应,必须含有硫化氢具有还原性,需要氧化性的气体且在常温下能和硫化氢发生反应生成硫单质,常见:二氧化硫和Cl2,以此来解答。