内容正文:
专题一 “变量控制”实验探究
[专题训练]
1.(2022·莆田高一期中)向甲、乙、丙、丁四个容积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按正反应速率由大到小的顺序排列正确的是( )
甲:在500 ℃时,SO2和O2各10 mol反应
乙:在500 ℃时,用V2O5作催化剂,10 mol SO2和 10 mol O2反应
丙:在450 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
丁:在500 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丁、丙
C.乙、甲、丙、丁 D.丁、丙、乙、甲
解析 升高温度反应速率增大,丙的反应温度最低,故丙的反应速率最小;甲、乙、丁反应温度相同,恒容密闭容器中丁中反应物的物质的量少,故丁的反应速率比甲、乙小;甲与乙相比,乙加入催化剂,故乙的反应速率比甲大;正反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙,B正确。
答案 B
2.在相同的密闭容器中,用高纯度纳米级Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)吸收热量,实验测得反应体系中水蒸气浓度(mol·L-1)的变化结果如表:
序号
时间/min
0
10
20
30
40
60
①
温度
T1/1号Cu2O
0.050 0
0.049 2
0.048 6
0.048 2
0.048 0
0.048 0
②
温度
T1/2号Cu2O
0.050 0
0.049 0
0.048 3
0.048 0
0.048 0
0.048 0
③
温度
T2/2号Cu2O
0.050 0
0.048 0
0.047 0
0.047 0
0.047 0
0.047 0
下列说法不正确的是( )
A.实验时的温度T2高于T1
B.2号Cu2O的催化效率比1号Cu2O的催化效率高
C.实验①前20 min内的平均反应速率:v(O2)=7×10-5 mol·L-1·min-1
D.等质量纳米级Cu2O比微米级Cu2O催化效率高,这与Cu2O的粒径大小有关
解析 从表中②和③可以看出,0~10 min内实验③中水蒸气的浓度变化量大,反应速率快,说明实验时的温度T2高于T1,A正确;0~10 min内水蒸气的浓度变化量:②>①,实验②中反应速率比①快,说明相同温度下,2号Cu2O的催化效率比1号Cu2O的催化效率高,B正确;实验①前20 min内的平均反应速率:v(H2O)===7×10-5 mol·L-1·min-1v(O2)=v(H2O)=3.5×10-5 mol·L-1·min-1,C错误;实验①②在相同温度下进行,实验②反应速率加快,则反应速率跟催化剂有关,催化剂的活性越高,速率越快,在0~10 min内,实验②中水蒸气的浓度变化量比①大,实验②中催化剂微粒更小,比表面积更大,等质量纳米级Cu2O比微米级Cu2O催化效率高,这与Cu2O的粒径大小有关,D正确。
答案 C
专题二 化学平衡的判断
可逆反应达到化学平衡时有两个主要特征:一是同一物质的正、逆反应速率相等;二是混合物中各组分的百分含量保持不变。
(1)速率特征:指“等”,即v(正)=v(逆)。对于同一物质而言,该物质的生成速率等于消耗速率;对于不同物质而言速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
反应模型
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正、逆
反应
速率
的关
系
单位时间内消耗m mol A,同时生成m mol A,即v(正)=v(逆)
平衡
单位时间内消耗n mol B,同时消耗p mol C,即v(正)=v(逆)
平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=
m∶n∶p∶q,v(正)不一定等于v(逆)
不一定平衡
单位时间内消耗n mol B,同时生成p mol C,相当于只给出v(正),v(正)不一定等于v(逆)
不一定平衡
(2)含量特征:指“定”,即反应混合物中各组成成分的含量保持不变。
反应模型
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
混合物体
系中各组
分的含量
各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
各物质的质量或质量分数一定
平衡
各气体的体积或体积分数一定
平衡
总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
[专题训练]
1.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( )
A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g),恒温恒容时,反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2(g)N2O4(g),恒温恒容时,反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s),恒温恒容时,反应体系中气体的密