内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
悟真题
载氧体掺杂物质 氧化铝 膨润土
活化能/(kJ·mol-1) 60±2.3 37.3±1.3
本课结束
1.(2021·河北高考)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:①M+N===X+Y;②M+N===X+Z,反应①的速率可表示为v1=k1c2(M),反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图,下列说法错误的是( )
A.0~30 min时间段内,Y的平均反应速率为6.67×10-3 mol·L-1·min-1
B.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为Z
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
答案 A
解析 由图中数据可知,30 min时,M、Z的浓度分别为0.300 mol·L-1和0.125 mol·L-1,则M的变化量为0.5 mol·L-1-0.300 mol·L-1=0.200 mol·L-1,其中转化为Y的变化量为0.200 mol·L-1-0.125 mol·L-1=0.075 mol·L-1。因此,0~30 min时间段内,Y的平均反应速率为eq \f(0.075 mol·L-1,30 min)=0.0025 mol·L-1·min-1,A错误;由题中信息可知,反应①和反应②的速率之比为eq \f(k1,k2),Y和Z分别为反应①和反应②的产物,且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1),因此反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比等于eq \f(k1,k2),由于k1、k2为速率常数,故该比值保持不变,B正确;结合A、B的分析可知反应开
始后,在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于eq \f(k1,k2)=eq \f(0.075 mol·L-1,0.125 mol·L-1)=eq \f(3,5),因此,如果反应能进行到底,反应结束时有eq \f(5,8)的M转化为Z,即62.5%的M转化为Z,C正确;由以上分析可知,在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少,因此,反应①的化学反应速率较小,在同一体系中,活化能较小的化学反应速率较快,故反应①的活化能比反应②的活化能大,D正确。
2.(2021·广东高考)反应X===2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a为c(X)随t的变化曲线
B.t1时,c(X)=c(Y)=c(Z)
C.t2时,Y的消耗速率大于生成速率
D.t3后,c(Z)=2c0-c(Y)
答案 D
解析 由题中信息可知,反应X===2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。因此,图中呈不断减小趋势的a曲线为c(X)随时间t的变化曲线,呈不断增加趋势的曲线为c(Z)随时间t的变化曲线,先增加后减小的曲线为c(Y)随时间t的变化曲线。由分析知,A正确;由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻,因此,t1时c(X)=c(Y)=c(Z),B正确;由图中信息可知,t2时
刻以后,Y的浓度仍在不断减小,说明t2时刻两步反应仍在向正反应方向发
生,而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率,即t2时Y的消耗速率大于生成速率,C正确;由图可知,t3时刻反应①完成,X完全转化为Y,若无反应②发生,则c(Y)=c0,由于反应②Y→2Z的发生,t3时刻Y浓度的变化量为c0-c(Y),变化量之比等于化学计量数之比,所以Z的浓度的变化量为2[c0-c(Y)],这种关系在t3后仍成立,D不正确。
3.(2021·北京高考)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g) eq \a\vs4\al()N2O4(g) ΔH<0。下列分析正确的是( )
A.1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子
B.断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量
C.恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡正向移动导致的
D.恒容时,水浴加热,由于平衡正向移动导致气体颜色变浅
答案 B
解析 1 mol平衡混合气体中所含N原子大于1 mol,A错误;压缩气体体积,颜色变深是因为体积减小,NO2浓度变大引起的,C错误;该反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,颜色加深,D错误。
4.(2021·湖南高考改编) 已知:A(g)+2B(g) eq \a\vs4\al()3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.容器内压强不变,表明