内容正文:
第二章《化学反应的方向、限度与速率》
一、单选题
1.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如图所示,下列说法正确的是
A.加入催化剂,减小了反应的热效应
B.加入催化剂,可提高H2O2的平衡转化率
C.H2O2分解的热化学方程式:H2O2→H2O+O2+Q
D.反应物的总能量高于生成物的总能量
2.酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应的化学方程式为2 KMnO4 + 3H2SO4+5H2C2O4 =K2SO4 + 2 MnSO4 + 10 CO2↑+ 8 H2O ,下列措施不能使反应速率加快的是( )
A.增大酸性高锰酸钾溶液的浓度 B.增大草酸溶液的浓度
C.增大压强 D.升高温度
3.利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=—58kJ•mol-1,下列说法不正确的是
A.催化剂参与了反应,不能改变△H
B.催化剂能增大v正和v逆,但二者增大倍数不同
C.升高温度,CO2和H2转化率均降低
D.增大压强提高了甲醇产率,对化学平衡常数无影响
4.对某一可逆反应来说,升高温度的作用是
A.提高反应物的平衡转化率 B.改变平衡混合物的组成
C.降低反应物和生成物的键能 D.加快正反应速率,减慢逆反应速率
5.容积2 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO和2 mol 发生反应 。控制两种温度(、),测定不同时刻容器中CO的物质的量(mol),如下表:
0min
10min
20min
30min
40min
50min
1.0
0.80
0.62
0.46
0.46
a
1.0
0.70
0.50
b
b
以下说法正确的是
A.该反应高温时才能自发进行 B.a>b
C.40min时,在中比在中大 D.、30min时,
6.下列说法正确的是
A.△H<0、△S>0的反应在温度低时不能自发进行
B.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量等于57.3 kJ
C.NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H=+185.57 kJ/mol能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
7.以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,其工艺流程如下。下列说法正确的是
A.反应①使用催化剂可提高反应速率和甲烷的平衡转化率
B.反应②的原子利用率为100%
C.生成1.0 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4
D.反应③理论上当n( NH3):n(O2)= 4:3时,恰好完全反应
8.足量Zn粉与50 mL、0.1 mol/L的稀硫酸充分反应。为了减慢此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的
①加Na2SO4溶液;②改用50 mL、0.1 mol/L的稀盐酸;③改用50 mL、0.2 mol/L的硝酸;④加适量Na2CO3溶液;⑤冰水浴
A.①③⑤ B.①⑤ C.①②⑤ D.①④⑤
9.在恒温恒容的条件下,加入等物质的量的A和B发生A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反应,下列说法能作为该反应达到平衡状态的标志的是
①单位时间内消耗amolA,同时生成2amolC
②混合气体的密度不再变化
③A、B、C的浓度不再变化
④混合气体的总压强不再变化
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
10.某温度下,反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在固定容器的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是
A.容器内气体的密度不再发生变化 B.体系内平均摩尔质量不再变化
C.单位时间内消耗n mol O2的同时生成2n mol SO3 D.2v(SO3)正=v(O2)逆
11.某温度时,在密闭容器中,X、Y、Z三种气体浓度的变化如图I所示,若其它条件不变,当温度分别为Tl和T2时,Y的体积分数与时间关系如图II所示. 则下列结论正确的是
A.该反应的热化学方程式为:X(g)+3Y(g)2Z(g);△H>0
B.若其它条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,X的转化率减小
C.达到平衡后,若其他条件不变,减小容器体积,平衡向逆反应方向移动
D.达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动
12.反应:A(g)+3B(g)═2C(g),在3种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=1.2 mol•L﹣1•min﹣1;②v(B)=0.06 mol•L﹣1•s﹣1;③v(C)=0.04mol•L﹣1•s﹣1.下列有关反应速率的比较中正确的是
A.①>②>③ B.①=②=③ C.①>②=③ D.①=②>③
13.相同温度下,分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应X2(g)+3Y2(g)2XY3(g) ΔH=-akJ/mol。实验测得反应的有关数据如表:
容器
反应条件
起始物质的量/mol
达到平衡所用时间/min
达平衡过程中的能量变化
X2
Y2
XY3
①
恒容
1
3
0
10
放热0.1akJ
②
恒压
1
3
0
t
放热bkJ
下列叙述正确的是
A.对于上述反应,①、②中反应的平衡常数K的值相同
B.①中:从开始至10min内的平均反应速率v(X2)=0.1mol/(L•min)
C.②中:X2的平衡转化率小于10%
D.b<0.1a
二、填空题
14.在容积为1L的密闭容器中发生如下反应:,开始时A为2mol、B为3mol,5min时测得C为1.5mol,用D表示的平均反应速率为0.1。求:
(1)5min时B的物质的量浓度为 。
(2)5min内A的平均反应速率v(A)= 。
(3)x的值为 ,5min时容器中压强与起始压强之比为 。
(4)若5min时该反应达到平衡,则平衡常数K= (计算结果保留两位有效数字)。
(5)下列可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________(填正确答案标号)。
A.压强不再改变
B.C的百分含量保持不变
C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为1:2
D.气体密度不再变化
15.某密闭容器中有如下可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),(正反应是放热反应),达到平衡后,其它条件不变时,只改变下列的某一个条件,将变化的情况(增大、减小、不变)填入空格中。
(1)升高温度,v(正) ,v(逆) ,SO2的转化率 。
(2)加正催化剂,v(正) ,v(逆) ,O2的物质的量 。
(3)缩小容器的体积,SO3的物质的量 ,SO2的转化率 。
(4)该反应的平衡常数K值的表达式:K= ;升高温度,K值将 。
16.和均为重要的工业原料。
已知:I.
II.
请回答下列问题:
(1)与反应生成、和氯气的热化学方程式为 。升高温度对该反应的影响为 。
(2)t℃时,向恒容密闭容器中充入和,发生反应Ⅰ,达到平衡测得的物质的量为。
①内,用表示的反应速率 。
②的平衡转化率为 。
③下列措施,既能加快逆反应速率又能增大的平衡转化率是 (填字母)。
A.缩小容器容积 B.加入催化剂 C.分离出部分 D.增大浓度
④t℃时,向恒容密闭容器中充入和一定量的混合气体,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率与起始的物质的量之比的关系如下图所示:能表示平衡转化率的曲线为 (填“”或“”)
17.(I)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00mol/L、2.00mol/L,大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格,实验温度为25℃、35℃,每次实验HNO3的用量为25.00mL,大理石用量为10.00g。
实验编号
温度(℃)
大理石规格
HNO3浓度(mol/L)
实验目的
①
25
粗颗粒
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究浓度对反应速率的影响;
(Ⅱ)实验①和③探究温度对反应速率的影响;
(Ⅲ)实验①和④探究e___________对反应速率的影响
②
25
粗颗粒
a___________
③
b___________
粗颗粒
2.00
④
c___________
细颗粒
d___________
(1)请完成实验设计表,并在实验目的一栏中填空:a ,e 。
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系如图。计算实验①中70s~90s范围内用HNO3表示的平均反应速率 mol·L-1·s-1(忽略溶液体积变化,不需要写出计算过程)。在0~70、70~90、90~200各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是 。
(II)某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验编号
0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液的体积/mL
0.6mol·L-1H2C2O4溶液的体积/mL
H2O的体积/mL
实验温度/℃
溶液褪色所需时间/min
①
10
V1
35
25
②
10
10
30
25
③
10
10
V2
50
(3)表中V1= mL。
(4)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是 (填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是 。
(5)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为2min,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)= mol·L-1·min-1。
18.在一个固定体积的密闭容器中,向容器中充入2 mol A 和1 mol B,发生如下反应:2A(g) + B(g)2C(g) + D(g),达到平衡时C的浓度为0.4 mol·L-。维持相同的温度和相同的容积,按下列四种配比作为起始物质,达到新平衡时C的浓度仍是1.2mol/L。
⑴若使容器温度升高,平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小,则正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
⑵若维持容器体积和温度不变,按下列方法加入起始物质,达到平衡时C的浓度为1.2 mol/L的是 (用序号填空)。
A.4 mol A+2 mol B
B.2 mol C+ 1mol D
C.3mol C+1 mol D+1 mol B
D.1.6mol A+0.8 mol B+0.6 mol C
⑶某温度下,向容器中加入3mol C和0.8mol D,反应达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L,则容器的容积V应大于 L,小于 L。
三、计算题
19.向VL恒容密闭容器中充入amolCO与2amolH2,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同压强下的平衡转化率与温度的关系如图所示。
(1)压强P1 P2(填“<”、“>”或“=”)
(2)在100℃、P1压强时,反应的平衡常数为 (用含a,V的代数式表示)。
(3)上述条件下达平衡后,再向容器中充入amolCO与2amolH2,重新达到平衡后,CO的体积分数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A. 加入催化剂,能减小了反应的活化能,但不影响热效应,A错误;
B. 加入催化剂,可提高反应速率,不影响H2O2的平衡转化率,B错误;
C. 写热化学方程式应注明物质的状态,C错误;
D. 该反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,D正确;
答案选D。
2.C
【详解】A.增大反应物的浓度,反应速率加快,所以增大高锰酸钾溶液的浓度,反应速率加快,故不选A;
B.增大反应物的浓度,反应速率加快,所以增大草酸溶液的浓度,反应速率加快,故不选B;
C.该反应在溶液状态下进行,反应物中无气体,增大压强不能加快反应速率,故选C;
D.升高温度,反应速率一定加快,故不选D;
答案选C。
3.B
【详解】A.合成甲醇时催化剂参与了反应,降低了反应的活化能,但不能改变反应的焓变△H,故A正确;
B.催化剂能降低反应的活化能,能同等程度改变反应速率,所以二者增大倍数相同,故B错误;
C.该反应为放热反,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳和氢气的转化率均降低,故C正确;
D.化学平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,该反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇产率增大,但化学平衡常数不变,故D正确;
故选B。
4.B
【详解】A.升高温度,平衡不一定正向移动,若为吸热反应,升温平衡逆向移动,反应物的平衡转化率减小,故A错误;
B.化学反应一定伴随能量的变化,可能为放热反应,也可能为吸热反应,升温平衡可能正向移动,也可能逆向移动,故升高温度能改变平衡混合物的组成,故B正确;
C.反应物和生成物的键能不随温度的改变而改变,故C错误;
D.升高温度,正、逆反应速率均增大,故D错误;
故选B。
5.D
【详解】A.反应 为熵减焓减的反应,低温时△G=△H-T△S<0更容易成立,故该反应低温时才能自发进行,选项A错误;
B.温度越高反应速率越快,根据表中数据可知,改变相同时间时,温度下CO的物质的量减少更多,说明>,至30min后反应达平衡,a=0.46,升高温度平衡逆向移动,平衡时b>0.46,故a<b,选项B错误;
C.>,40min时,的c(CO)高于,即时温度、浓度均更大,故在中比在中小,选项C错误;
D.根据表中数据可知,、30min时,△n(CO)=1.0mol-0.46mol=0.54mol,n(CH3OH)=0.54mol, ,选项D正确;
答案选D。
6.C
【详解】A.△H<-T△S<0反应能自发进行;△H<0、△S>0的反应在温度低也能自发进行,A错误;
B.稀醋酸为弱酸,电离过程中会吸收热量,导致反应放出热量小于57.3 kJ,B错误;
C.焓变、熵变都是影响反应进行的因素,该反应能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向,C正确;
D.催化剂改变反应速率,不改变反应进行的程度和方向,D错误;
故选C。
7.C
【详解】A.反应①使用催化剂可以提高反应速率,但不能提高甲烷的平衡转化率,A错误;
B.反应②的化学方程式为CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O,则该反应的原子利用率小于100%,B错误;
C.由天然气经过各步转化,最终生成NH4NO3涉及的化学反应有:CH4+2H2OCO2+4H2,N2+3H22NH3,2NH3+2O2=NH4NO3+H2O,则有NH4NO3~2NH3~3H2~ CH4,故生成1.0mol NH4NO3至少需要0.75mol CH4,C正确;
D.反应③中,NH3和O2反应生成NH4NO3,该反应的化学方程式为2NH3+2O2=NH4NO3+H2O,则理论上当n(NH3):n(O2)=1:1时,恰好完全反应,D错误;
故选C。
8.B
【详解】降低反应速率的方法有,稀释、将强酸变为弱酸、降温等;不改变生成氢气的量,则氢离子的物质的量不减少。①加硫酸钠溶液可以稀释硫酸,可以降低反应速率,因硫酸钠不与Zn反应,氢气的量不变;②盐酸和硫酸均为强酸,且浓度不变,不能降低反应速率;③硝酸与金属反应不能生成氢气;④加入碳酸钠,碳酸根结合氢离子生成二氧化碳和水,生成氢气的量减少;⑤冰水中,反应温度降低,速率减小,氢气的量不变;综上,①⑤符合题意,B项正确。
故选B。
9.B
【分析】A(g)+B(g)2C(g)+D(s)为气体体积不变的可逆反应,该反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不再变化,据此判断。
【详解】①单位时间内消耗a mol A,一定同时生成2a mol C,与是否平衡无关,不能作为该反应达到平衡状态的标志,故①错误;
②混合气体的密度等于混合气的总质量除以容器的体积,由于D是固体,所以在没有达到平衡前,混合气的总质量在减小,容器体积一定,所以混合气的密度一直在减小,当密度不再变化时,反应达到了平衡状态,故混合气体的密度不再变化,可以作为该反应达到平衡状态的标志,故②正确;
③A、B、C的浓度不再变化,表明正逆反应速率相等,该反应一定达到了平衡状态,故③正确;
④由于D是固体,所以反应前后气体物质的量相等,在恒容容器中,混合气体的总压强一直不变,所以压强不再变化不能作为此反应达到平衡的标志,故④错误;
故选B。
10.B
【详解】A.SO2、O2、SO3都是气体,因此气体总质量保持不变,容器为固定容积,因此气体总体积保持不变,任何一时刻气体的密度都相等,不能说明反应达到平衡,故A错误;
B.SO2、O2、SO3都是气体,因此气体总质量保持不变,反应前后气体的物质的量发生变化,根据可知平均摩尔质量是变化量,当体系内平均摩尔质量不再变化时达到平衡状态,故B正确;
C.消耗O2,生成SO3都是向正反应方向进行,因此单位时间内消耗nmolO2的同时生成2nmolSO3,不能说明反应达到平衡,故C错误;
D.速率之比不等于化学计量数之比,故D错误;
答案为B。
【点睛】一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面判断:一是看正反应速率是否等于逆反应速率,两个速率必须能代表正、逆两个方向,然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比,具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率;二是判断物理量是否为变量,变量不变达平衡。
11.B
【详解】A.由甲图可知平衡时X、Y、Z的浓度变化分别是X、Y浓度减少0.2mol/L、0.6mol/L,Z浓度增加0.4mol/L,所以该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g);由图乙可知,T1>T2,温度升高,Y的体积分数增大,说明升高温度,平衡逆向移动,所以逆向是吸热反应,则正向为放热反应,ΔH<0,错误;
B.若其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡逆向移动,X的转化率减小,正确;
C.达到平衡后,若其他条件不变,减小容器体积,压强增大,平衡正向移动,错误;
D.达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,反应体系中的物质的浓度不变,所以平衡不移动,错误,
答案选B。
12.B
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,则反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,以此来解答。
【详解】反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快。
①=1.2;
②=1.2;
③=1.2;
则三者的反应速率关系为:①=②=③,故合理选项是B。
13.A
【详解】A.平衡常数是温度函数,只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故A正确;
B.由题给数据可知,容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ,则反应消耗X2的物质的量为=0.1mol,从开始至10min内的平均反应速率υ(X2)==0.01mol/(L·min),故B错误;
C.由题给数据可知,恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ,则反应消耗X2的物质的量为=0.1mol,X2的平衡转化率为=10%,该反应为气体体积减小的反应,恒压容器相比于恒容容器,相当于是增大压强,增大压强,平衡向正反应方向移动,X2的平衡转化率会增大,恒压容器②中X2的平衡转化率应大于10%,故C错误;
D.由题给数据可知,恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ,该反应为气体体积减小的反应,恒压容器相比于恒容容器,相当于是增大压强,增大压强,平衡向正反应方向移动,X2的平衡转化率会增大,恒压容器②中放出的热量大于0.1akJ,即b>0.1a,故D错误;
答案选A。
14.(1)2
(2)
(3) 1 11:10
(4)0.28
(5)AB
【分析】5min时测得C为1.5mol,用D表示的平均反应速率为0.1,由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得::0.1=3:x,解得x=1;若5min时该反应达到平衡,平衡时A、B、C、D的浓度为=1.5mol/L、=2mol/L、=1.5mol/L、=0.5mol/L,反应的平衡常数K=≈0.28。
(1)
由分析可知,5min时B的物质的量浓度为2mol/L,故答案为:2mol/L;
(2)
由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得:v(A)= v(D)= 0.1,故答案为:0.1;
(3)
由分析可知,x=1;由容器中压强与起始压强之比等于容器中物质的量与起始物质的量之比可得:5min时容器中压强与起始压强之比为(1.5mol/L+2mol/L+1.5mol/L+0.5mol/L):5mol/L=11:10,故答案为:1;11:10;
(4)
由分析可知,反应的平衡常数K为0.28,故答案为:0.28;
(5)
A.该反应是气体体积增大的反应,压强不再改变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
B.C的百分含量保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为1:2不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否已达到平衡,故错误;
D.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量不变,恒容密闭容器中气体的密度始终不变,则气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否已达到平衡,故错误;
故选AB。
15. 增大 增大 减小 增大 增大 不变 增大 增大 减小
【详解】(1)升高温度,物质的内能增加,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。因此v(正)增大,v(逆)也增大。由于该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,因此SO2的转化率减小;
(2)加正催化剂,能够降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。所以v(正)增大,v(逆)增大,但由于正、逆反应速率改变的倍数相等,加入催化剂后,正、逆反应速率仍然相等,故化学平衡不发生移动,故O2的物质的量不变;
(3)缩小容器的体积,体系的压强增大。由于该反应的正反应是气体体积减小的反应,所以增大压强,化学平衡正向移动,导致达到平衡后SO3的物质的量增大,SO2的转化率增大;
(4)化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时,各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,则该反应的平衡常数K值的表达式:K=;
升高温度,化学平衡逆向移动,导致化学平衡常数减小。
16.(1) 反应速率加快,平衡正向移动,反应物的转化率增大
(2) 20% D
【详解】(1)依题意,把反应Ⅰ减反应Ⅱ消除O2可得TiCl4与CO反应的热化学方程式:,温度升高,反应速率增大;反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大。
(2)列三段式:
①0~5min内,,。
②TiCl4平衡转化率为。
③反应后气体体积不变,改变压强,平衡不移动,A选项错误,催化剂只改变反应速率,不影响化学平衡,B选项错误,TiO2状态是固态,增多或减少均不影响平衡移动,C选项错误,增大O2浓度,平衡向正反应方向移动,TiCl4转化率增大,产物Cl2浓度增大,使逆反应速率增大,D选项正确,故选D。
④当增大O2浓度,即 减小时,可使平衡向正方向移动,提高TiCl4的平衡转化率提高,故表示TiCl4转化率的曲线为L2。
17. 1.00 大理石规格 0.01mol/(L·s) 0~70 5 ②和③ ①和② 0.025
【详解】(I)(1)由于①和②探究浓度对反应速率的影响,故硝酸的浓度不同,a应该是1.00mol/LHNO3;实验①和④的大理石规格不同,其它反应条件相同,探究的是固体物质的表面积对反应速率的影响,故c为25℃,d是2.00mol/L,e是固体物质的表面积,即大理石规格;
(2)由图可知70至90s,CO2生成的质量为m(CO2)=0.95g-0.84g=0.11g,物质的量为,根据反应CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑H2O,可知消耗HNO3的物质的量为n(HNO3)=2×0.0025mol=0.005mol,又由于硝酸溶液体积为0.025L,所以HNO3减少的浓度,反应的时间t=90s-70s=20s,所以HNO3在70~90s范围内的平均反应速率为;在大理石与硝酸的反应中,随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐减低,在0~70s、70s~90s、90s~200s各相同的时间段里,浓度最大的是0~70s,所以反应速率最大的时间段是0~70s;
(Ⅱ).(3)实验2混合液的总体积为10mL+10mL+30mL=50mL,则V1=50mL-10mL-35mL=5mL;
(4)探究温度对化学反应速率影响,必须满足除了温度不同,其他条件完全相同,所以满足此条件的实验编号是:②和③;探究反应物浓度对化学反应速率影响,除了浓度不同,其他条件完全相同的实验编号是①和②;
(5)草酸的物质的量n(H2C2O4)=0.60mol/L×0.005L=0.003mol,高锰酸钾的物质的量n(KMnO4)=0.10mol•L-1×0.01L=0.001mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.003mol:0.001mol=3:1,由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度c(KMnO4)=nV=0.001mol0.05LnV=0.001mol0.05L=0.02mol/L,这段时间内平均反应速率,由速率之比等于化学计量数之比可知,这段时间内平均反应速率。
18.(1)吸热 (2)B (3) 0.5 2.5
【分析】(1)根据质量、摩尔质量、物质的量的关系结合方程式判断平衡的移动,从而判断该反应中的能量变化;
(2)维持容器体积和温度不变,达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L,为等效平衡,且为完全等效平衡,按化学计量数转化到左边满足2molA、2molB。
(3)采用极限法求出的物质的量,根据浓度,物质的量求出容器的体积。
【详解】(1)根据质量守恒定律及反应方程式知,该反应反应前后气体的物质的量不变,气体的质量变小,所以平均摩尔质量减小,温度升高,平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小,说明平衡向正反应方向移动,所以正反应是吸热反应;
因此,本题正确答案是:吸热;
(2)根据等效平衡,把各物质都换算成方程式左边的物质,与初始加入的2 mol A和1 mol B相等即可,
A.4molA+2molB与初始2 mol A 和1 mol B不同,不属于等效平衡,故A错误;
B. 2molC+1molD换算成A、B,A、B浓度分别为2mol、1mol,与初始投料相同,平衡等效,所以B 选项是正确的;
C. 3molC+1molD+1mol B换算成A、B,A、B浓度分别为2mol、2mol,与初始浓度不同,故C 错误;
D.1.6molA+0.8molB+0.6molC换算成A、B,没有D,C不能反应,与初始A、B的物质的量不相同,故D错误;
综上所述,本题正确选项B。
⑶若 C未转化时, C的物质的量为3mol,此时体积最大,所以容器的体积V=n/c=3/1.2=2.5L;若D完全反应时,平衡时C的物质的量最小,此时体积最小,根据方程式计算反应的C的物质的量: 2A(g)+B(g)2C(g)+D(g),n(A)=2.4mol,n(B)=0.8mol,所以C的物质的量最小为3-2.4=0.6mol,容器的体积为V=n/c=0.6/1.2=0.5L;所以容器的容积V应大于0.5L,小于2.5L;
综上所述,本题正确答案:0.5,2.5。
19. < L2·mol-2 减小
【详解】(1)由反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知,增大压强,平衡正向移动,CO的转化率增大,相同温度时,P2对应曲线中CO的转化率大,所以压强P1<P2。答案为:<;
(2)向VL恒容密闭容器中充入amolCO与2amolH2,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在100℃、P1压强时,CO的转化率为50%,依此可建立如下三段式:
反应的平衡常数为L2·mol-2=L2·mol-2。答案为:L2·mol-2;
(3)上述条件下达平衡后,再向容器中充入amolCO与2amolH2,相当于加压,平衡正向移动,重新达到平衡后,CO的体积分数减小。答案为:减小。
【点睛】在平衡体系中,同时增大所有反应物或所有生成物的浓度,相当于增大压强。
答案第1页,共2页
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