专题6——第一单元 化学反应速率与反应限度
一、单选题
1.对于二氧化硫与氧气化合生成三氧化硫的反应,下列说法中错误的是
A.降低温度会使反应速率减小
B.使用合适的催化剂能使反应速率增大
C.达到平衡状态时,仍有SO2与O2反应生成SO3
D.增大压强会使SO2完全转化为SO3
2.已知CO和NO能发生反应:,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.升高温度会减小正反应速率
B.平衡时增大CO的浓度能增大逆反应速率
C.当上述可逆反应达到平衡时,NO的转化率为100%
D.当上述可逆反应达到平衡时,体系中与一定相等
3.下列措施可加快反应速率的是( )
A.用黄铁矿制硫酸的过程中将矿石粉碎
B.实验室用大理石制备时,用等物质的量浓度的稀硫酸代替稀盐酸
C.将食物放入冰箱中防止变坏
D.实验室制氢气时,用表面积相同的铁片代替锌片
4.下列说法与相关方程式书写均正确的是( )
A.水溶液显碱性:
B.HClO溶液显酸性:
C.向盛水的烧杯中滴加亚硫酰氯,液面有白雾形成:
D.一定条件下,在密闭容器中1mol与0.5mol充分反应,测得放出热量akJ,则
5.下列关于化学反应速率的说法不正确的是( )
A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量
B.化学反应速率的常用单位是mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1
C.对任何化学反应而言,化学反应速率越快,反应现象就越明显
D.可以用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示
6.一定量盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
①NaOH固体 ②KNO3溶液 ③水 ④CH3COONa固体
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
7.反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)=0.45 mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1
下列有关反应速率的比较中正确的是( )
A.④>③=②>① B.④<③=②<①
C.①>②>③>④ D.④>③>②>①
8.H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液在常温下分解速率很慢,为了加快H2O2分解,改变某一条件,下列装置与改变的条件相对应的是( )
A.甲一温度、乙一浓度 、丙一催化剂
B.甲一浓度、乙一 催化剂、丙一 温度
C.甲一催化剂、乙一温度 、丙一浓度
D.甲一温度、乙一催化剂、丙一浓度
9.某温度下,在金(Au)表面N2O发生分解反应速率方程式为v=kcn(N2O)(k为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关;n为反应级数,可以为正数或负数,也可以为整数、分数或0),N2O的浓度与催化剂表面积及时间关系如图所示。已知反应物消耗一半所用的时间称为半衰期(T1/2)。
下列叙述错误的是
A.该反应级数为2, I条件下k=0.075 mol· L-1
B.在II条件下,O2反应速率为0.075 mol·L-1·min- 1
C.其他条件相同,c(N2O)增大,反应速率不变
D.在III条件下,N2O起始浓度为3.0 mol·L-1时,T1/2为20 min 。
10.反应mX(g) nY(g)+pZ(g) ΔH,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示,下列说法错误的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.m<n+p
C.B、C两点化学平衡常数:KB>KC
D.A、C两点的反应速率v(A)<v(C)
11.在某一化学反应中,反应物A的浓度在10s内从0.8 mol·L-1变为0.2 mol·L-1,则在这10s内A的化学反应速率为( )
A.0.06 mol·L-1·s-1 B.0.02 mol·L-1·s-1
C.0.02 mol·L-1 D.0.08 mol·L-1·s-1
12.恒温恒容下,密闭容器中充入一定量的C,发生反应A(s)+2B(g) 2C(g),下列不能说明达到平衡状态的是( )
A.A与C的物质的量之比不变
B.容器内密度不变
C.容器内压强不变
D.容器内气体分子的平均相对分子质量不变
13.恒温恒容条件下,能说明反应 H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g) 一定处于化学平衡状态的是( )
A.消耗 1mol H2 的同时生成 2 mol HI
B.混合气体的颜色不再改变
C.容器内的压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
14.把下列四种 溶液分别加入到四个盛有 盐酸的烧杯中,均加水稀释至溶液体积为 ,此时 和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( )
A. 的 溶液
B. 的 溶液
C. 的 溶液
D. 的 溶液
15.向一个密闭容器中充入1mol和3mol H2,在一定条件下使其发生反应生成。达到平衡时,下列说法中正确的是( )
A.、H2和的物质的量浓度之比为1:3:2
B.完全转化为
C.正反应速率和逆反应速率都为零
D.单位时间内消耗amol,同时消耗2amol
二、多选题
16.科学家研究发现纳米TiO2的混凝土可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下。下列关于“消除”过程的叙述错误的是( )
A.纳米TiO2作催化剂,NOx消除效率更高
B.NOx消除总反应为:4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3
C.1mol羟基(-OH)比1molO2少8NA个电子(NA为阿伏加德罗常数)
D.纳米TiO2属于胶体,能产生丁达尔现象
17.对水样中溶质的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,的物质的量浓度()随时间()变化的有关实验数据见下表。
时间水样 0 5 10 15 20 25
Ⅰ() 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09
Ⅱ() 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16
Ⅲ() 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05
Ⅳ(,含) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0
下列说法正确的是( )
A.在内,Ⅱ中的平均分解速率为
B.在内,Ⅱ中的分解百分率比Ⅲ大
C.由于存在,Ⅳ中的分解速率比Ⅰ快
D.其它条件相同时,水样酸性越强,的分解速率越快
18.臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)十O2(g),在T温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol NO2和1.0 mol O3,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s 0 3 6 12 24
n(O2)/mol 0 0.36 0.60 0.80 0.80
下列有关说法正确的是( )
A.反应在0~3s内的平均速率v(NO2)=0.24 mol·L-1·s-1
B.24 s后,若保持其他条件不变,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C.在T温度下,起始时向容器中充入1.0 mol NO2、0.5 mol O3和0.50 mol N2O5、0.50 mol O2,反应达到平衡时,压强为起始时的0.88倍
D.在T温度下,起始时向容器中充入2.0 mol N2O5和2.0 mol O2,达到平衡时,N2O5的转化率大于20%
19.利用传感技术可以探究压强对2NO2(g) N2O4(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa条件下,往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞至一定位置,并保持活塞位置不变,测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.t1时刻的操作是向内推活塞
B.E点到H点的过程中,NO2的物质的量先增大后减小
C.E,H两点对应的正反应速率大小为v(H)>v(E)
D.B,E两点气体的平均相对分子质量大小为M(B)>M(E)
20.在下,向两容积均为的刚性密闭容器中分别投入、,发生反应:,X的转化率随反应时间变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.曲线表示的是反应的转化率
B.逆反应速率:
C.曲线中内的平均反应速率
D.可利用所得的平衡常数计算出达平衡时X的转化率
三、填空题
21.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一: 。
(1)欲提高反应速率及的平衡转化率,理论上可以采取的措施为____。
A.通入过量水蒸气 B.降低温度
C.增大压强 D.加入催化剂
(2)800℃时,该反应的平衡常数,在容积为1L的密闭容器中进行反应,测得某一时刻混合物中、、、的物质的量分别为2mol、5mol、4mol、3mol。
①写出该反应的平衡常数表达式 。
②该时刻反应 (填“正向进行”、“逆向进行”或“达平衡”)。
(3)830℃时,该反应的平衡常数。在容积为1L的密闭容器中,将2mol与8mol混合加热到830℃,反应达平衡时的转化率为 。
(4)工业上利用得到的与进一步合成二甲醚: 。其他条件不变时,相同时间内的转化率随温度T的变化情况如图a所示。
①合成二甲醚反应的 0(填“>”“<”或“=”)。
②在250℃之前,随温度升高,转化率增大的原因是 。
③在图b中绘制出压强和转化率之间的关系 (作出趋势即可)。
22.在一容积为 2L 的密闭容器内加入 0.2mol的 N2 和 0.5mol的 H 2 ,在一定条件下发生如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g) ΔH<0。反应中 NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示:
(1)根据图示,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率 v(NH3 )= 。
(2)反应达到平衡后,计算该反应的平衡常数 K= 。
(3)反应达到平衡后,第 5分钟末,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡 移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”),化学平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
四、实验探究题
23.某研究性学习小组探究硫的化合物的制备和性质。
(1)Ⅰ.制备二氧化硫
用70%的浓硫酸与固体反应制备气体。
制备气体最合适的发生装置是 (填写字母)。
(2)Ⅱ.制备硫代硫酸钠已知:硫代硫酸钠易与酸反应。反应原理:室温时,往、混合溶液中均匀通入气体,一段时间后,溶液中有大量黄色浑浊物出现,然后浑浊物开始由黄变浅,当混合溶液pH值接近于7时,停止通入气体。制备反应分三步进行
反应i:;
反应ii:;
反应iii的化学方程式为 。
(3)当pH值接近于7时,停止通入的原因是 。
(4)Ⅲ.探究浓度对反应速率的影响相同温度下,按下表中的体积将溶液、溶液与蒸馏水温合,并采集反应后浑浊度传感器数据。
实验标号 V(蒸馏水)/mL
A 1.5 3.5 10
B 2.5 3.5 9
C 3.5 3.5 8
D 3.5 2.5 9
E 3.5 1.5 10
通过实验绘制出的浑浊度随时间变化关系如图所示:
①实验C、D、E探究 溶液浓度对反应速率的影响。
②结合图像分析,溶液、溶液二者相比, 溶液浓度的改变对化学反应速率的影响更大。
(5)Ⅳ.探究性质资料:在酸性溶液中氧化,反应为:。向某浓度的过量酸性溶液(含淀粉)中通入一定量后,停止通气,刚开始时溶液无明显变化,t秒后溶液突然变蓝。某实验小组提出假设:t秒前生成了,但继续与溶液中的反应,且该反应速率较快,故溶液没有立刻变蓝,请写出与反应的离子方程式 。
24.Na2S2O3用于照相业定影剂、鞣革时重铬酸盐的还原剂等.
(1)Na2S2O3溶液与稀硫酸的反应可探究外界条件对化学反应速率的影响.Na2S2O3溶液与稀硫酸反应的离子方程式为 ;表格中H2O的体积x= ,其中探究温度对化学反应速率的影响的实验是 (填序号).
实验 反应温度/℃ Na2S2O溶液 稀H2SO4 H2O
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
Ⅰ 20 10 0.1 10 0.1 0
Ⅱ 20 5 0.2 10 0.2 x
Ⅲ 40 10 0.1 10 0.1 0
(2)工业上可用反应制取Na2S2O3.实验室模拟该工业过程制取Na2S2O3的装置如图所示.
①试管a中的化学方程式为 .
②反应结束后,将试管b中溶液水浴加热浓缩, ,经过滤、乙醇洗涤晶体、干燥,得到。用乙醇而不用水洗涤晶体的原因 .
③测定产品纯度:准确称取mg晶体,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol·L-1碘的标准溶液滴定,反应原理为:。若消耗碘的标准液体积为20.00mL,产品的质量分数为(设相对分子质量为M) (写出计算表达式)
五、综合题
25.在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g) 3C(g)+2D(g),开始时A为4 mol,B为6 mol;5 min末时测得C的物质的量为3 mol。请计算:
(1)5min末A的物质的量浓度 ;
(2)5min内D的平均化学反应速率 ;
(3)B的转化率 ;
(4)反应后容器中的总压强与反应前总压强之比为 。
26.常见的氮氧化物有NO、NO2、N2O5等。
(1)在一定条件下,N2与O2反应生成1molNO气体,吸收90kJ的热量。该反应的热化学方程式为 。
(2)在800℃,2L密闭容器中,发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),体系中NO物质的量随时间变化如表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
①0~2s,以O2的浓度变化表示该反应的平均速率(O2)= mol·L-1·s-1。
②若要进一步提高该反应的化学反应速率,除了使用催化剂和升高温度外,还可以采取的措施有 (填一种)。
③若上述反应在恒容的密闭容器中进行,判断该反应达到平衡状态的标志是 。
a.c(NO):c(O2)=2:1
b.每消耗1molO2的同时生成2molNO2
c.混合气体的颜色保持不变
27.
(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 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.降低温度,活化分子百分数降低,反应速率减小,选项A不符合题意;
B.使用合适的催化剂,活化能降低,活化分子百分数增大,使反应速率增大,选项B不符合题意;
C.化学平衡状态是动态平衡,平衡时反应仍在进行,仍有与反应生成,选项C符合题意;
D.增大压强,平衡正向移动,但不可能使SO2完全转化为SO3,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、降低温度速率减小;
B、催化剂可以增大反应速率;
C、平衡状态时反应物和生成物同时存在;
D、可逆反应无法完全转化。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.升高温度,反应速率增大,故A不符合题意;
B.平衡时增大的浓度,正反应速率骤增,逆反应速率缓慢增大,故B符合题意;
C.可逆反应中物质的转化率不可能达到100%,故C不符合题意;
D.当上述可逆反应达到平衡时,体系中与不变,但不一定相等,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、升高温度正逆反应速率都增大;
B、增大一氧化碳浓度,正反应速率增大后逐渐减小,逆反应速率逐渐增大;
C、可逆反应转化率不会达到100%;
D、平衡时各种物质的浓度比与初始投入量有关。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.用黄铁矿制硫酸的过程中将矿石粉碎,增大接触面积,反应速率加快,A符合题意;
B.实验室用大理石制备时,用等物质的量浓度的稀硫酸代替稀盐酸,虽然H+浓度增大,但由于将生成微溶物CaSO4覆盖在碳酸钙表面,阻止反应继续进行,则减慢反应速率,B不合题意;
C.将食物放入冰箱中防止变坏。降低温度减慢反应速率,C不合题意;
D.由于Zn比Fe活泼,故实验室制氢气时,用表面积相同的铁片代替锌片,将使反应速率减慢,D不合题意;
故答案为:A。
【分析】影响化学反应速率因素有:浓度、温度、催化剂、压强、固体接触面积等
4.【答案】B
【解析】【解答】A.为二元弱酸,则水溶液显碱性的水解方程式为:、,A项不符合题意;
B.HClO为弱酸,电离得到氢离子和次氯酸根离子,氢离子与水结合,则电离方程式为:,B项符合题意;
C.向盛水的烧杯中滴加亚硫酰氯,液面有白雾形成,该反应不是可逆反应,方程式为:,C项不符合题意;
D.一定条件下,在密闭容器中1mol与0.5mol充分反应,测得放出热量akJ,因为该反应是可逆反应,则 ,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、硫离子为多元弱酸根离子,分步水解;
B、次氯酸在水中电离为氢离子和次氯酸根离子;
C、亚硫酰氯和水反应生成二氧化硫和氯化氢;
D、二氧化硫和氧气的反应为可逆反应,反应无法进行到底。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量,选项正确,A不符合题意;
B.化学反应速率常用的单位有mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1,选项正确,B不符合题意;
C.某些化学反应过程中,无明显现象产生,因此反应速率越快,现象不一定越明显,选项错误,C符合题意;
D.反应速率通常用单位时间内反应物物质的量浓度的减小,或生成物物质的量浓度的减小来表示,选项正确,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对反应速率定义的考查,结合反应速率的定义进行分析即可。
6.【答案】D
【解析】【解答】①加入NaOH固体,与盐酸反应,酸减少生成氢气减少,故不符合;
②加KNO3溶液,铁与H+、NO3-反应不生成氢气,则生成氢气的总量减少,故不符合;
③加水,氢离子浓度减小,所以与铁反应的速率减慢,同时氢离子的物质的量不变,则不影响生成氢气的总量,故符合;
④加入CH3COONa固体,与盐酸反应生成醋酸,溶液中已电离出的氢离子浓度减小,但物质的量不变,则减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,故符合;
综上③④,符合题意;
故答案为:D。
【分析】减小反应物的浓度可以减慢反应的速率,并且不会改变反应物的物质的量,所以不会改变氢气的量;
加入醋酸钠,会结合盐酸生成醋酸,使得氢离子的浓度减小,所以反应的速率会减慢,但是氢离子的物质的量不变,所以生产的氢气总量不变。
7.【答案】A
【解析】【解答】①v(A)=0.45 mol·L-1·min-1=0.0075 mol·L-1·s-1;
②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1,则v(A)=v(B)=0.2 mol·L-1·s-1;
③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1,则v(A)=v(C)=0.2 mol·L-1·s-1;
④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1,则v(A)=v(D)=0.225 mol·L-1·s-1;
则上述四种不同条件下化学反应速率快慢程度可表示为:④>③=②>①,
故答案为:A。
【分析】要判断一个反应的快慢,除了利用化学计量数之比等于物质的量之比,转为相同物质计算,还可以利用化学反应速率除以相应物质的化学计量数,得到的数据大小进行判断。
8.【答案】A
【解析】【解答】图甲中,将反应溶液置于温度为60℃的热水中,是为了探究温度对H2O2分解速率的影响;
图乙中,所用H2O2溶液的浓度为10%,是为了探究浓度对反应速率的影响;
图丙中,H2O2溶液中加入了FeCl3溶液,是为了探究催化剂对反应速率的影响;
因此上述装置与改变条件相对应的是甲—温度、乙—浓度、丙—催化剂,A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据图示装置内体现的条件的差异进行分析。
9.【答案】A
【解析】【解答】A.I和III的条件相同,但是起始浓度不同,速率却相同,说明级数为0,A选项是错误的;
B.2v(O2)=v(N2O),v(O2)=1.5×0.5/10= 0.075 mol·L-1·min- 1 ,B选项是正确的;
C.根据A,知化学反应速率与浓度无关,C选项是正确的;
D.III条件下,催化剂的接触面积与I条件时相同,因此半衰期与起始浓度应该成正比, N2O起始浓度为 1.5 mol·L-1时, 半衰期为10min,那么 N2O起始浓度为3.0 mol·L-1时,T1/2为20 min ,D选项是正确的。
故答案为:A。
【分析】在同一个反应中,各物质的化学反应速率等于各物质的物质的量变化之比,等于物质的量浓度变化之比,也等于化学计量数之比。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.根据图象可知:在压强不变时,升高温度,达到平衡时Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡向正反应方向移动。根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,所以△H >0,A不符合题意;
B.根据图象可知,在温度不变时,增大压强,Y的体积分数减小,说明增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,根据平衡移动原理,增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动,逆反应方向是气体体积减小的反应方向,所以m
【分析】根据图像分析,一定温度下,通过压强变化确定化学计量系数的大小,m
【解析】【解答】根据化学反应速率的计算公式,可得该反应的速率v(A)= =0.06mol/(L·s),
故答案为:A。
【分析】根据计算;
12.【答案】C
【解析】【解答】A.反应从逆向建立平衡,随着反应进行,C物质的量逐渐变少,A物质的量逐渐变多,两者比值时刻在变,达到平衡时,A、C量保持不变,比值也不变,故A能判断平衡状态,不符合题意;
B.依据 ,随着反应进行,mg(总)要发生改变,故ρ也改变,当其不变时即达平衡,B不符合题意;
C.反应前后气体的物质的量不变,体积也不变,故P一直不变,不能用来判断平衡状态,C符合题意;
D.依据 ,随着反应进行,mg(总)要发生改变,故气体平均分子质量( )也改变,当其不变时即达平衡,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据反应 A(s)+2B(g) 2C(g) ,气体的系数不变,在恒温恒容下,增加C的量,发生反应,可以根据A和C的物质的量之比以及密度以及平均相对分子质量不变即可判断
13.【答案】B
【解析】【解答】A.消耗氢气和生成HI均为正反应速率,故不能说明达到平衡状态,故A不符合题意;
B.混合气体颜色不再改变说明碘蒸气的浓度不再改变,可以说明达到平衡状态,故B符合题意;
CD.由于反应前后气体系数相等,且均为气体,在恒容条件下容器内的压强和密度为一定值,故不能说明处于平衡状态,C、D不符合题意。
【分析】化学平衡状态的判断,根据给出的相关选项能否得出正逆反应速率相等或者物质的含量保持不变;
14.【答案】A
【解析】【解答】其他条件相同时,温度越高,浓度越大,反应速率越快。因此20℃时,反应速率比10℃时快,故排除选项C、D。选项 A中,,B选项中。选项A中溶液的浓度大,反应速率快。因此反应速率最快的是A,A符合题意;
故答案为:A
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查,结合温度、浓度对反应速率的影响分析。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变,而不是相等或成比例,故
、H2和
的物质的量浓度之比为1:3:2,不能说明反应达到化学平衡,其达到平衡时
、H2和
的物质的量浓度之比不一定为1:3:2,A不符合题意;
B.由于该反应是一个可逆反应,故
不可能完全转化为
,B不符合题意;
C.由于该反应是一个可逆反应,达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,但都不为零,C不符合题意;
D.单位时间内消耗amol 表示正反应速率,同时消耗2amol 表示逆反应速率,且N2和NH3的化学计量数之比为1:2,即正逆反应速率相等,故说明达到化学平衡,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】化学平衡状态的判断。
16.【答案】C,D
【解析】【解答】A.纳米TiO2作催化剂时,与紫外线接触面积更大,反应更充分,反应速率更快,NOx消除效率更高,故A不符合题意;
B.分析过程可知消除总变化为:4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3,故B不符合题意;
C.1mol O2的电子的物质的量为:16mol,而1mol羟基电子的物质的量为9mol,所以1mol羟基(-OH)比1molO2少7NA个电子,故C符合题意;
D.纳米TiO2不属于胶体,属于纯净物,胶体是一种混合物,指的是分散质粒子直径在1nm-100nm之间的分散系,故不能产生丁达尔现象,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,在TiO2催化作用下,紫外线提供能量、发生反应4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3,纳米TiO2与紫外线接触面积更大,反应更充分,反应速率更快,由此分析解答。
17.【答案】A,D
【解析】【解答】A.在内,,A项符合题意;
B.在0~25 min内,III中M的分解百分率=×100%=75%,II中M的分解百分率=×100%=60%,因此III中M的分解百分率大于II,B项不符合题意;
C.I和IV中pH不同,因此不能说明Cu2+存在,IV中M的分解速率大于I,C项不符合题意;
D.对比I和II,在相同的时间内,I中消耗M的量大于II中,说明其他条件下不变,酸性越强,M的分解速率越快,D项符合题意;
故答案为:AD。
【分析】A.根据计算;
B.分别计算Ⅱ和Ⅲ中的分解百分率进行比较;
C.I和IV中存在两个变量;
D.根据表中数据分析判断。
18.【答案】B,C
【解析】【解答】A.3s内O2物质的量变化量为0.36mol,v(O2)=0.36/2/3mol/(L·s)=0.06mol/(L·s),反应速率之比等于化学计量数之比,v(NO2)=2v(O2)=2×0.06mol/(L·s)=0.12mol/(L·s),A不符合题意;
B.12s与24s时O2的物质的量都是0.8mol,反应达平衡,平衡时氧气的浓度为0.8/2=0.4mol/L,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44mol/L,浓度增大,表示降低温度,平衡正向移动,正反应是放热反应,B符合题意;
C.根据三段式原平衡中平衡时气体物质的量为2mol+1mol-0.8mol=2.2mol,达平衡时,混合气体总物质的量为2.2mol,平衡时压强为起始的2.2mol/(1+0.5+0.5+0.5)mol=0.88倍,C符合题意;
D.在T温度下,起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2,转化到左边相当于起始投入4.0molNO2和2.0molO3,压强增大,平衡正反应方向移动,平衡时N2O5物质的量大于2×0.8mol=1.6mol,参加反应的N2O5物质的量小于2mol-1.6mol=0.4mol,N2O5的转化率小于0.4mol/2mol×100%=20%,D不符合题意;
故答案为:BC
【分析】A.反应速率之比等于化学计量数之比;
B.降低温度,平衡向放热反应方向移动;
C.三段式计算平衡压强;
D.压强增大,平衡向体积减小的方向移动。
19.【答案】C,D
【解析】【解答】A. 由图可知,t1时刻移动了活塞,压强迅速减小,说明的操作是向外拉活塞,A不符合题意;
B.由图可知,t2时刻移动了活塞,压强迅速增大,说明迅速移动活塞使针筒体积减小,并保持活塞位置不变后,体系因体积减小而压强增大,平衡向生成四氧化二氮的方向移动,则E点到H点的过程中,二氧化氮的物质的量是一个减小过程,故B不符合题意;
C.对于有气体参加的反应,压强越大反应速率越大,由图可知,H点压强大于E点,则反应速率vH>vE,故C符合题意;
D.由图可知,B到E的过程为压强减小的过程,减小压强平衡向生成二氧化氮的方向移动,气体的物质的量增大,由质量守恒定律可知气体质量不变,则混合气体的平均相对分子质量减小,即MB>ME,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A. 容积增大,压强减小;
B.考虑容积减小,压强增大,再利用勒夏特列原理分析;
C.压强增大,反应速率快;
D.根据质量守恒定律,由=判断。
20.【答案】C,D
【解析】【解答】A.该反应为气体分子数目增多的反应,压强增大平衡逆向移动,容积相同的容器,投入的容器内压强较大,X的转化率较低,可知曲线表示反应的转化率,A不符合题意;
B.当两容器内转化率相同时,曲线表示投入,此容器中产物浓度更大,逆反应速率更快,则,B不符合题意;
C.曲线中时X的转化率为,所以内的平均反应速率,C符合题意;
D.平衡常数只与温度相关,可利用曲线的平衡状态计算该温度下的平衡常数,再根据平衡常数计算出曲线平衡时X的浓度,即可得到其转化率,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A、增大压强平衡朝气体系数缩小的方向移动;
B、产物越多,逆反应速率越大;
C、化学反应速率=浓度变化量/时间;
D、化学平衡常数只跟温度有关。
21.【答案】(1)A
(2);达平衡
(3)80%
(4)<;250℃之前,反应未达平衡,温度越高反应速率越快,CO的转化率越大;
【解析】【解答】(1)A.通入过量水蒸气,反应速率加快,CO转化率增大,A正确 ;
B.降低温度,反应速率减慢,平衡正方向移动,CO转化率增大,B不符合题;
C.增大压强,反应速率加快,平衡不移动,CO转化率不变,C不正确;
D.加入催化剂,反应速率加快,平衡不移动,CO转化率不变,D不正确;
故答案:A。
(2)该反应的平衡常数表达式,,1L的密闭容器中,某一时刻混合物中、、、的物质的量分别为2mol、5mol、4mol、3mol,,Q=K,则反应达平衡,答案:;达平衡;
(3)设转化CO的物质的量为a,根据题意列三段式 ,根据平衡常数,解得a=1.6,的转化率为,答案:80%;
(4)温度越高,反应速率越快,达平衡所需时间越短,根据题意可知,图a中温度高于250℃反应达化学平衡状态,升高温度,CO转化率降低,平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,<0;250℃之前,反应未达平衡,温度越高反应速率越快,相同时间内,CO的转化率越大;若未达平衡,压强越大,反应速率越快,CO转化率越高,若达平衡,该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正方向进行,CO的转化率增大,,答案:<;250℃之前,反应未达平衡,温度越高反应速率越快,CO的转化率越大; ;
【分析】(1)依据影响反应速率和化学平衡的因素分析;
(2)通过计算比较Qc与K的大小判断;
(3)利用“三段式”法计算;
(4)根据影响化学平衡移动的因素分析。
22.【答案】(1)0.025mol/(L min)
(2)200
(3)向正反应方向;不变
【解析】【解答】(1)由图可知,反应进行到4min时,达到平衡状态,且反应生成c(NH3)=0.10mol/L,因此用NH3表示的反应速率。
(2)由图可知,反应达到平衡时,c(NH3)=0.10mol/L,则可得平衡三段式如下:
所以该温度下反应的平衡常数
(3)保持其他条件不变,把容器的体积缩小一半,则压强增大,平衡向气体分子数减少的方向移动,因此平衡向正反应方向移动。平衡常数只与温度有关,与浓度、压强无关,因此温度不变,增大压强,平衡常数不变。
【分析】(1)由图可知,反应进行到4min时,达到平衡状态,结合公式计算反应速率。
(2)根据平衡三段式和平衡常数的表达式进行计算。
(3)结合压强对平衡移动和平衡常数的影响分析。
23.【答案】(1)C
(2)Na2SO3+S=3Na2S2O3
(3)若SO2过量,溶液呈酸性,Na2S2O3会发生歧化反应被损耗
(4)H2SO4;Na2S2O3
(5)SO2+I2+2H2O=2I—+SO+4H+
【解析】【解答】(1) 用70%的浓硫酸与固体反应制备气体,可选择的是装置C;
(2)根据总反应 ,结合反应i和ii即可得到反应Iii: Na2SO3+S=3Na2S2O3 ;
(3) Na2S2O3 硫元素处于中间价,酸性过强易发生歧化反应;
(4)①CDE三组实验Na2S2O3相同,硫酸浓度不同,探究硫酸浓度对速率的影响;
②根据图示,AB控制硫酸相同,Na2S2O3浓度影响较大;
(5)碘单质具有氧化性,二氧化硫具有还原性,可发生氧化还原反应,离子方程式为 SO2+I2+2H2O=2I—+SO+4H+ ;
【分析】(1)根据反应物和条件判断装置
(2)根据盖斯定律即可写出
(3)考虑发生歧化反应
(4)结合数据和图示即可判断影响因素
(5)考虑氧化还原反应
24.【答案】(1);5;I和Ⅲ
(2);冷却结晶;降低硫代硫酸钠溶解度,防止因洗涤而损失产品;乙醇易挥发带走水份;
【解析】【解答】(1)Na2S2O3溶液与稀硫酸反应生成硫酸钠、硫单质、二氧化硫和水,其离子方程式为;Ⅰ和Ⅱ探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,因此其他量相同即溶液的总体积相同,因此表格中H2O的体积x=5,I和Ⅲ只有温度不相同,其他量相同,因此探究温度对化学反应速率的影响的实验是I和Ⅲ;故答案为:;5;I和Ⅲ。
(2)①试管a中是铜和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,其化学方程式为;故答案为:。
②反应结束后,从溶液到晶体,因此要将试管b中溶液水浴加热浓缩,冷却结晶,经过滤、乙醇洗涤晶体、干燥,得到。水会溶解少量硫代硫酸钠,为了减少硫代硫酸钠溶解损失,因此用乙醇而不用水洗涤晶体的原因降低硫代硫酸钠溶解度,防止因洗涤而损失产品;乙醇易挥发带走水份;故答案为:冷却结晶;降低硫代硫酸钠溶解度,防止因洗涤而损失产品;乙醇易挥发带走水份。
③根据题意得到关系式,因此产品中物质的量为0.1000mol·L-1×0.02L×2=0.004mol,其质量分数为;故答案为:。
【分析】(1)探究外界条件对化学反应速率的影响,采用控制变量法进行探究,保持唯一变量原则,所以要保持溶液体积不变
(2)①根据制备硫代硫酸钠的反应,不难判断装置a是制备二氧化硫,b是反应装置,c是尾气吸收
②利用溶解度的差异进行分离物质方法一般是:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,用乙醇洗涤往往考虑到物质易溶于水
③根据反应关系,进行计算即可
25.【答案】(1)1.5 mol/L
(2)0.2mol/(L min)
(3)33.33%
(4)6:5
【解析】【解答】(1)
A(g)+ 2B(g) 3C(g)+ 2D(g)
起始(mol) 4 6 0 0
转化(mol) 1 2 3 2
5min末(mol) 3 4 3 2
C(A)=3mol/2L=1.5mol/L
(2)v(D)=(2mol/2L)/5min=0.2mol/(L min)
(3)B的转化率=2mol/6mol×100%=33.3%;
(4)气体压强之比等于气体物质的量之比,反应后容器中的总压强与反应前总压强之比=(3+4+3+2):(4+6)=12:10=6:5。
【分析】根据5min后的数据,结合三行式计算出平衡时各物质的物质的量,根据速率公式计算出速率,根据转化率公式计算转化率,根据压强与物质的量成正比计算出压强之比
26.【答案】(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+180kJ/mol
(2)0.0015;增大NO、O2的浓度或者缩小容器体积以增大压强;c
【解析】【解答】(1)根据热化学方程式的书写原则可知,在一定条件下,N2与O2反应生成1molNO气体,吸收90kJ的热量,该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+180kJ/mol,故答案为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+180kJ/mol;
(2)①由题干表中信息可知,0~2s,以NO的浓度变化表示该反应的平均速率为:=0.003 mol·L-1·s-1,又知同一反应同一时间段内不同物质表示的反应速率之比等于化学计量系数之比,则以O2的浓度变化表示该反应的平均速率(O2)== ×0.003 mol·L-1·s-1=0.0015mol·L-1·s-1,故答案为:0.0015;
②根据影响反应速率的因素可知,若要进一步提高该反应的化学反应速率,除了使用催化剂和升高温度外,还可以采取的措施有增大NO、O2的浓度或者缩小容器体积以增大压强,故答案为:增大NO、O2的浓度或者缩小容器体积以增大压强;
③a.已知化学平衡的特征为反应体系各组分的浓度保持不变而不是相等或成比例,故c(NO):c(O2)=2:1时不能说明反应达到化学平衡,a不合题意;
b.已知每消耗1molO2的同时生成2molNO2均表示正反应速率,而化学平衡的本质是正逆反应速率相等,b不合题意;
c.由于反应体系中NO、O2均为无色,NO2为红棕色,则反应过程中混合气体的颜色一直在改变,则混合气体的颜色保持不变说明NO2的浓度不变,化学反应达到平衡状态,c正确;
故答案为:c。
【分析】(1)书写热化学方程式注意物质要标状态,物质的量和反应热要同等倍数的扩大或缩小;
(2) ① 根据,利用表格中的数据算出NO的速率,在根据反应速率之比等于化学计量系数比算出的速率;
② 加快反应速率的方法有升温,使用催化剂,尤其体参加的反应还可以增大压强;
③达到平衡时正反应物率等于逆反应速率,或者“变量不变”。
27.【答案】(1)2~3;AB
(2)0.015 mol/(L·min);3X+Y 2Z;10%
【解析】【解答】(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,故不正确;
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,故不正确;
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+Y 2Z;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%。
【分析】(1) ① 根据每个时间段生成H2的体积分析;
②稀释可以使 浓度减小,反应速率减小;
(2) ① 根据v=计算;
② 根据图像中各物质的变化量计算;
③ 根据图像中Y的变化量计算;
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