内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1.一定条件下,在2L密闭容器中发生反应:,开始时加入4molA、6molB、2molC,在2min末测得C的物质的量是4mol。下列叙述正确的是
A.用A表示平均反应速率为
B.反应前后压强不变
C.恒容充入He,反应速率增大
D.2min末B的浓度为
2.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1。反应前CO的物质的量为10mol,平衡后CO的物质的量为8mol。下列说法正确的是
A.通入Ar,气体压强增大,上述反应正向移动
B.通入CO的瞬间,逆反应速率逐渐增大
C.CO的平衡转化率为80%
D.反应前H2S物质的量为7mol
3.2022北京冬奥会国家速滑馆“冰丝带”使用了跨临界直冷制冰技术,由气体变成固体的过程中,其△H和△S的判断正确的是
A., B., C., D.,
4.体系能量变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.△H1<△H2
B.步骤②反应△S>0
C.二氧化碳加氢制甲醇的总反应速率取决于步骤①
D.二氧化碳加氢制甲醇的总反应的平衡常数K=
5.如图为可逆反应。A(s)+D(g)E(g);△H<0的逆反应速率随时间变化情况,试根据图中曲线判断下列说法中不正确的是
A.t3时刻可能采取的措施是减小c(D) B.t5时刻可能采取的措施是降温
C.t7时刻可能采取的措施是减小压强 D.t5~t6时间段平衡向逆反应方向移动
6.向2 L的恒容密闭容器中通入和加入一定量的H2O(g)和C(s),不同温度下,发生反应H2O(g)+C(s) CO(g)+H2(g),测得700 ℃时,K=0.9;900 ℃时,K=3.2,下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0
B.该反应的化学平衡常数表达式为K=
C.700 ℃时再通入H2O(g),平衡向右移动,K值增大
D.若700 ℃时H2O(g)的平衡转化率为60%,则升温至900 ℃时,H2O(g)的平衡转化率为80%
7.对于可逆反应2SO2+O22SO3,在一定温度下平衡常数为K,下列变化中,能使K发生变化的是
A.将SO2的浓度增大 B.增大体系的压强
C.使用合适的催化剂 D.升高体系的温度
8.有效碰撞除受能量因素制约外,还受碰撞分子取向的影响。在反应中,只有当分子中的碳原子与分子中的氧原子相碰撞时,才能发生有效碰撞,以下碰撞取向正确的是
A. B.
C. D.
9.可使反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的反应速率增大的措施是
①增大压强 ②恒容通入H2O(g) ③增加碳的用量 ④适当提高温度 ⑤恒容下充入N2
A.④⑤ B.①③⑤ C.①③④ D.①②④
10.用如图实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.用图甲所示装置验证氨气溶于水呈碱性
B.用图乙所示装置制取CO2
C.用图丙所示装置验证镁片与稀盐酸反应放热
D.用图丁所示装置丁验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
11.已知: Ag+ +NH3 [Ag(NH3)]+ K1=103.32
[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+ K2
Ag+、[Ag(NH3)]+、 [Ag(NH3)2]+ 的分布分数δ与lgc(NH3 )关系如下图所示,下列说法正确的是例如:分布分数δ(Ag+)=}
A.曲线c代表[Ag(NH3)2]+
B.K2=10-3.61
C.[Ag(NH3)2]+Ag++ 2NH3平衡常数K' =10-7.22
D.当c(NH3 )<0.01 mol/L时,c [Ag(NH3)2]+> c [Ag(NH3)]+>c(Ag+)
12.可使C(s)+CO2(g)2CO(g)化学反应速率增大的措施是①缩小容器体积②升高温度③恒容条件下充N2④增加碳的量⑤恒压下充N2
A.①②③④⑤ B.①②③ C.①② D.②③
二、非选择题
13.在某一容积为5L的体积不变的密闭容器内,加入0.3mol的CO和0.3mol的,在催化剂存在和800℃的条件下,发生反应: ,的浓度随时间变化情况如图:
(1)可以说明该反应已达平衡的是_______(填序号)。
①体系内压强不再改变 ②的浓度不再改变③容器内气体的密度不再改变 ④⑤
(2)根据图上数据,该温度(800℃)下的平衡常数_______。若保持温度和容器的体积不变,在上述平衡体系中,再充入0.3 mol的水蒸气,重新达到平衡后,的转化率_______(填升高降低或不变)。
(3)在体积不变的条件下,改变下列条件能增大平衡常数K的有_______(填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.加入一氧化碳气体 E.加入催化剂
(4)在800℃下,改变其他条件,测得在某一时刻mol⋅L-1;mol⋅L-1,则此时正、逆反应速率的大小:_______(填“>”“<”或“=”),此时反应_______(填“是”或“否”)达到平衡。
14.反应熵变
(1)概念:___________总熵与___________总熵之差。
(2)符号:___________。
15.完成下列问题。
I.(1)一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q,它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收,可得100 g CaCO3沉淀,则完全燃烧1 mol无水乙醇时放出的热量是_______
A.0.5Q B.Q C.2Q D.5Q
(2)可逆反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在容积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是_______。
①单位时间内生成a mol O2的同时生成2a mol NO2
②单位时间内生成a mol O2的同时生成2a mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
II.用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(3)资料1:KI在该反应中的作用:H2O2+I-=H2O+IO-;H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。总反应的化学方程式是_______。
(4)资料2:H2O2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI加入,②无KI加入。下列判断正确的是_______(填字母)。
a.加入KI后改变了反应的路径
b.加入KI后改变了总反应的能量变化
c.H2O2+I-=H2O+IO-是放热反应
16.将CH4和CO2重整转化为合成气一直是减少温室气体排放的研究方向之一,涉及如下反应:
主反应:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
积碳反应:CH4(g)⇌C(s)+2H2(g) =+75 kJ/mol
(1)恒温恒容密闭容器中仅发生主反应,能说明反应达到平衡状态的是_______.(填标号)
A.容器内的压强不再变化 B.c (CH4):c(CO2): c (CO): c (H2)=1:1:2:2
C.混合气体的密度不再变化 D.断开4molC-H键同时断开2molH-H键
(2)在体积为5L恒容密闭容器中充入2.0mol CH4和4.0molCO2,500℃下仅发生主反应,CH4、CO2的物质的量随时间变化如下表所示:
时间/min反应物
0
15
30
45
60
75
n(CH4)/mol
2.0
1.3
0.8
0.4
0.2
0.2
n(CO2)/mol
4.0
3.3
2.8
2.4
2.2
2.2
①CO2在 0~30 min 内的平均反应速率v(CO2)= ___________。
②主反应的平衡常数表达式为______________________。
③若在60min 时再充入2.0 mol CH4,达到新平衡后CH4的转化率减小,此时平衡常数K_______(填“增大”、“减小”或“不变”)
④ 若相同条件下改为充入4.0 mol CH4和 8.0 mol CO2反应,平衡后CH4的转化率______90%(填“<”、“=”或“>”)。
17.近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在温度为610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率=_______,反应平衡常数K=_______;
(2)在620 K下重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率_______,该反应的ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”);
(3)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是_______(填标号)。
a.H2S b.CO2 c.COS d.N2
18.在密闭容器里,通入xmolH2和ymolI2(g),改变下列条件,反应速率将如何改变?(填增大或减小或不变)。
(1)升高温度____。
(2)加入催化剂____。
(3)充入更多的H2____。
(4)扩大容器的体积____。
(5)容器容积不变,通入氖气____。
19.在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g) 2C(g),经4 s后达到平衡状态,在相同温度下测得容器内混合气体的物质的量是反应前的5/6.
(1)达到平衡时,C的物质的量浓度_________________
(2)达到平衡时,A的转化率___________________。
(3)达到平衡时,用物质B表示的化学反应速率为__________________。
(4)已知反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,某时刻在容积固定的容器中测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L-1)
0.43
0.4
0.4
比较此时正、逆反应速率的大小:v(正)____v(逆)(填“>”、“<”或“=”),若上述反应达到平衡时c(CH3OH)=_________。
20.AX(g)+2X2(g)AX5(g)在容积为10L恒定不变的密闭容器中进行。起始时AX和X2均为1.3mol,分三组进行实验,每组只改变一个条件且改变条件均不同。反应体系总压强随时间的变化如图所示。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)计算实验1反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=________________。
(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为______(填实验序号);
与实验1相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:2____________,3_________。
(3)用p1表示开始时总压强,p2表示平衡时总压强,α表示AX的平衡转化率,则α的表达式为____________;实验1和2的平衡转化率:α1为___________,α2为_________________。
21.某化学小组利用溶液和酸性溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡,混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢,实验数据如下:
实验序号
溶液
酸性溶液
实验温度/℃
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
V/mL
c/
V/mL
c/
1
2.0
0.10
4.0
0.01
25
40
2
2.0
0.20
4.0
0.01
25
3
2.0
0.20
4.0
0.01
50
已知:
(1)通过实验1、2,可探究出___________(填外界条件)的改变对反应速率的影响,其中___________(填“>”或“<”)40s;通过实验___________(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
(2)实验3的反应速率___________。(用含有的式子表示,忽略混合前后溶液体积的变化)
(3)该小组的一位同学实验过程中发现,在反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小。
①造成化学反应速率先增大的原因可能是___________。
②反应后期,化学反应速率降低的原因是___________。
22.探究化学反应的快慢和限度具有十分重要的意义。
I.某实验小组欲通过用酸性和(草酸)反应测定单位时间内生成的速率研究影响反应速率的因素,设计实验方案如下(溶液已酸化),实验装置如图甲所示:
实验序号
A溶液
B溶液
①
溶液
溶液
②
溶液
溶液
(1)上述反应的离子方程式为:___________,该实验是探究___________对反应速率的影响。
(2)若实验①在2min末收集了(标准状况下),则在2min末,___________mol/L(假设混合溶液的体积为50mL,反应前后体积变化忽略不计)。
(3)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中时间内速率变快的主要原因可能是:___________。
Ⅱ.溶液中存在平衡(橙色)(黄色)。用溶液进行下列实验:
(4)向溶液中加入溶液,溶液呈___________色。向溶液中逐滴加入溶液(已知为黄色沉淀),则平衡向着___________方向移动,溶液颜色变化为___________。
(5)对比实验②和④可得出的结论是___________。
【参考答案】
一、选择题
1.D
【分析】由题意得:。
解析:A.用A表示平均反应速率为,故A错误;
B.反应前后气体分子数不等,反应后压强变小,故B错误;
C.恒容充入He,各物质浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.2min末B的浓度为,故D正确;
故选:D。
2.D
解析:A.该反应是气体系数之和不变的反应,恒容恒温下,通入Ar,气体压强虽然增大,但组分浓度不变,化学反应速率不变,平衡不移动,故A错误;
B.通入CO的瞬间,生成物浓度不变,逆反应速率不变,故B错误;
C.从开始反应到达到平衡,CO的平衡转化率为=20%,故C错误;
D.根据反应方程式,达到平衡时,消耗n(CO)=n(H2S)=2mol,生成n(COS)=n(H2)=2mol,组分的化学计量数均为1,因此平衡常数K==0.1,解得n(H2S)=5mol,则起始时通入硫化氢的物质的量为(5+2)mol=7mol,故D正确;
答案为D。
3.D
解析:由气态变成固态的过程中放出能量、气体分子数减小,因此,;
故答案为:D。
4.C
解析:A.由图可知总反应为放热反应,步骤①为吸热反应,△H1>0,步骤②为放热反应,△H2<0,故△H1>△H2,A错误;
B.气体物质的量越大,熵越大,步骤②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),反应物气体的物质的量大于生成物气体的物质的量,故△S<0,B错误;
C.步骤①反应的活化能大于步骤②的活化能,活化能大的步骤为决定速度的步骤,故二氧化碳加氢制甲醇的总反应速率取决于步骤①,C正确;
D.反应的总反应为:CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g),反应的平衡常数表达式为: ,D错误;
故选C。
5.D
解析:A.由图可知,t3时刻v逆减小,且是在原来的基础上减小,是改变物质的浓度引起的,可能是减少c(D),故A正确;
B.t5时刻,逆反应速率突然减小,可能是降低温度所致,故B正确;
C.t7时刻,逆反应速率减小,t7之后,逆反应速率不再改变,反应达平衡,反应为气体体积分数不变的反应,所以可能是减小压强所致,故C正确;
D.t5时刻,逆反应速率突然减小,之后在t5~t6时间段内,逆反应速率逐渐增大,说明平衡正向移动,故D错误;
故答案选D。
6.D
解析:A.700 ℃时,K=0.9;900 ℃时,K=3.2,说明升高温度,平衡正向移动,则该反应是吸热反应即ΔH>0,故A错误;
B.该反应的化学平衡常数表达式为K=,故B错误;
C.700 ℃时再通入H2O(g),平衡向右移动,K值不变,平衡常数至于温度有关,故C错误;
D.设开始时加入amol水蒸气,足量的碳,若700 ℃时H2O(g)的平衡转化率为60%,建立三段式得到, ,解得a=2,则升温至900 ℃时,,,解得x=1.6,则H2O(g)的平衡转化率为80%,故D正确。
综上所述,答案为D。
7.D
解析:化学平衡常数只随温度的改变而改变,则只有改变体系温度才能使K发生变化,故选:D。
8.A
解析:由题意知,CO分子中碳原子与NO2分子中氧原子碰撞时才能发生有效碰撞,即,故答案选A。
9.D
解析:①增大压强,反应速率增大,①符合题意;
②恒容通入H2O(g),增加反应物水蒸气的浓度,故反应速率增大,②符合题意;
③反应中,碳是反应物,但是状态是固体,增加碳的用量,认为浓度不变,故反应速率不变,③不符合题意;
④适当提高温度,反应速率增大,④符合题意;
⑤恒容下充入N2,氮气不是参与反应的气体,在容积不变时,增加氮气,总压强增大,但是原反应气体的压强没改变,则反应气体的浓度不变,反应速率不变,⑤不符题意;
故答案选①②④,选D。
【点睛】其他条件不变,改变体系压强,需要改变反应气体的浓度,反应速率才能发生改变。
10.C
解析:A.石蕊遇碱变蓝,应该用湿润的红色湿润试纸检验,A错误;
B.长颈漏斗下端未浸入液面以下,生成的气体会从长颈漏斗逸出,B错误;
C.Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,若镁片与稀盐酸反应放热,饱和石灰水温度升高,会析出Ca(OH)2,石灰水会变浑浊,可以达到实验目的,C正确;
D.两组实验的温度也不同,变量不唯一,D错误;
综上所述答案为C。
11.C
解析:A.随NH3的浓度增大,Ag+含量减小、[Ag(NH3)]+的含量先增大后减小、[Ag(NH3)2]+的含量增大,所以曲线c代表[Ag(NH3)]+、曲线b代表[Ag(NH3)2]+、曲线a代表Ag+,故A错误;
B.根据图示,Ag+、[Ag(NH3)2]+含量相等时,c(NH3 )=10-3.61,Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+ K=,所以K2=,故B错误;
C.根据图示,Ag+、[Ag(NH3)2]+含量相等时,c(NH3 )=10-3.61,[Ag(NH3)2]+Ag++ 2NH3平衡常数K' =,故C正确;
D.根据图示,c(NH3 )<0.01 mol/L时,可能有c [Ag(NH3)2]+< c [Ag(NH3)]+<c(Ag+),故D错误;
选C。
12.C
解析:①缩小容器体积CO2、CO的浓度增大,反应速率加快,①符合题意;
②升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,②符合题意;
③恒容条件下充N2,CO2、CO的浓度不变,反应速率不变,③不符合题意;
④碳为固体,增加碳的量不影响反应速率,④不符合题意;
⑤恒压下充N2,容器体积增大,CO2、CO的浓度减小,反应速率减慢,⑤不符合题意;
综上所述答案为C。
二、非选择题
13.(1)②④
(2) 1 降低
(3)B
(4) < 否
解析:(1)①该反应为前后气体体积相等的反应,故体系内压强始终不再改变,故不能说明反应到平衡; ②的浓度不再改变可以说明反应到平衡;③反应过程中容器的体积不变,全为气体物质,气体总质量不变,故容器内气体的密度始终不改变,故不能说明反应到平衡; ④能说明反应到平衡;⑤,不
(2)能说明反应到平衡;故选选②④;
,则平衡常数为 。若再冲入0.3mol水蒸气,则平衡正向移动,一氧化碳的转化率增大,但水蒸气的转化率降低。
(3)A.升温平衡逆向移动,平衡常数减小;B.降低温度,平衡正向移动,平衡常数增大;C.增大压强,平衡不移动,但平衡常数只受温度影响,故平衡常数不变;D.加入一氧化碳,不影响平衡常数。E.加入催化剂不影响平衡常数。故选B。
(4)此时 ,则反应不是平衡,向逆向进行,则正反应速率小于逆反应速率。
14. 反应产物 反应物
解析:略
15.(1)C
(2)①④⑥⑦
(3)2H2O22H2O+O2↑
(4)a
解析:(1)一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q,它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收,可得100 g CaCO3沉淀(物质的量为1mol),则乙醇燃烧生成1mol CO2气体放出热量为Q,则完全燃烧1 mol无水乙醇时,生成2molCO2气体放出的热量是2Q,故答案为:C。
(2)①单位时间内生成a mol O2,正向反应,同时生成2a mol NO2,逆向反应,生成量之比等于计量系数之比,能作为判断平衡的标志,故①符合题意;②单位时间内生成a mol O2,正向反应,同时生成2a mol NO,正向反应,同一个方向,不能作为判断平衡的标志,故②不符合题意;③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态,没有说正反应速率还是逆反应速率,不能作为判断平衡的标志,故③不符合题意;④正向反应,气体颜色变浅,当混合气体的颜色不再改变的状态,说明达到平衡,故④符合题意;⑤气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,密度始终不变,当混合气体的密度不再改变的状态,不能作为判断平衡的标志,故⑤不符合题意;⑥该反应是体积增大的反应,正向反应,压强不断增大,当混合气体的压强不再改变的状态,能作为判断平衡的标志,故⑥符合题意;⑦平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量,气体质量不变,正向反应,气体物质的量增大,平均摩尔质量减小,当混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,能作为判断平衡的标志,故⑦符合题意;综上所述,答案为:①④⑥⑦。
(3)KI在该反应中的作用:H2O2+I-=H2O+IO-;H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。将两个方程式相加得到总反应的化学方程式是2H2O22H2O+O2↑;故答案为:2H2O22H2O+O2↑。
(4)a.加入KI催化剂后,降低反应所需活化能,因此改变了反应的路径,故a正确;b.加入KI后,总反应的能量变化未变,故b错误;c.根据图中信息H2O2+I-=H2O+IO-是吸热反应,故c错误;综上所述,答案为:a。
16.(1)AD
(2) 0.008mol/(Lmin) 不变 <
解析:(1)A. 该反应前后气体分子数发生变化,则反应过程中压强随之改变,当容器内的压强不再变化时反应达到平衡,故正确;
B. 各物质的浓度比等于化学计量数之比,不能说明各物质的浓度不再变化,因此不能判断平衡状态,故错误;
C. 混合气体的总质量不变,容器体积恒定,则密度为恒定值,因此密度不变不能说明反应达到平衡状态,故错误;
D. 断开4molC-H键为正向反应,断开2molH-H键为逆向反应,可知正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
故答案为:AD;
(2)①0~30 min 内的平均反应速率v(CO2)= mol/(Lmin),故答案为:0.008mol/(Lmin);
②主反应的平衡常数表达式为,故答案为:;
③平衡常数只受温度影响,温度不变K不变,故答案为:不变;
④由题意可知原平衡CH4的转化率为90%,若各反应物都提高到原来的2倍,等同于将容器压缩体积到原来的一半,则化学平衡向气体分子数减小的方向移动,即向逆向移动,甲烷的转化率降低,故答案为:<;
17.(1) 2.5% 2.8×10-3
(2) > >
(3)b
解析:(1)设生成的水的物质的量为xmol,反应平衡后水的物质的量分数为0.02,则x=0.01,H2S的平衡转化率,反应前后气体总物质的量之和不变,则反应平衡常数;
故答案为2.5%,2.8×10−3;
(2)在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,生成水的物质的量增大,则消耗的H2S的量增大,所以硫化氢的转化率增大即α2>α1,升高温度平衡正向移动,升高温度平衡向吸热方向移动,所以正反应为吸热反应,焓变大于0;
故答案为>,>;
(3)a.增大H2S的浓度,平衡正向移动,但加入量远远大于平衡移动转化消耗量,所以H2S转化率降低,故A错误;
b.增大CO2的浓度,平衡正向移动,使更多的H2S反应,所以H2S转化率增大,故B正确;
c.COS是生成物,增大生成物的浓度,平衡逆向移动,H2S转化率降低,故C错误;
d.N2是与反应体系无关的气体,充入N2,不能使化学平衡发生移动,所以对H2S转化率无影响,故D错误;
故答案选b。
18.(1)增大(2)增大(3)增大(4)减小(5)不变
解析:根据反应速率的影响因素可知,升温,加入催化剂,加压,增大反应物浓度,会增大反应速率,反之反应速率减小,加入稀有气体,若反应物浓度没有变,则反应速率不变,以此解题。
(1)温度越高,反应速率越快,若升高温度,速率增大;
(2)催化剂能加快反应速率,若加入催化剂,速率增大;
(3)若充入更多的H2,反应物浓度增大,反应速率增大;
(4)若扩大容器的体积,反应物浓度减小,反应速率减小;
(5)若容器容积不变,通入氖气,反应物浓度不变,反应速率不变。
19.2mol/L 0.5 0.025mol/(L·s) > 0.03mol/L
解析:(1)设参加反应的B的物质的量为xmol,则:
2A(g)+B(g)⇌2C(g)
起始(mol) 2 1 0
变化(mol) 2x x 2x
平衡(mol) 2-2x 1-x 2x
所以,(2-2x)+(1-x)+2x =(1+1)×
解得:x=0.5
(1)达到平衡时,C的物质的量浓度为:,故答案为0.2mol/L;
(2)达到平衡时,A的转化率为,故答案为50%或0.5;
(3)以B表示的该反应的速率v(B)=。
故答案为0.025 mol/(L.s)。
(4)该时刻的浓度商Qc=,故反应向正反应进行,故υ正>υ逆;
设达到平衡时,CH3OH 转化2x mol/L,
2CH3OH(g)⇌ CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始浓度(mol/L) 0.43 0.4 0.4
变化浓度(mol/L) 2x x x
平衡浓度(mol/L)0.43-2x 0.4+x 0.4+x
则K==400,解得x=0.2;
所以平衡时,c(CH3OH)=0.43-2x=0.03mol/L。
故答案为>;0.03mol/L。
点睛:平衡三段式在平衡的计算题型中非常适用,可以应用于梳理条件、计算平衡常数、计算Qc、判断反应进行的方向等。
20.(1)3.3×10-4mol·L-1·min-1(2)3>2>1 升高温度 加入催化剂(3)α=1-或 15% 13%
解析:试题分析:(1)①起始时AX3和X2均为1.3mol,即no=2.6mol,总压强为260KPa,平衡时总压强为220KPa,设平衡时总物质的量为n,根据压强之比就等于物质的量之比有:220kPa/260kPa=n/2.6mol,n=2.2mol
AX(l)+2X2(g)AX5(g)
初始 (mol) 1.3 1.3 0
变化(mol) x 2x x
平衡 (mol) 1.3-x 1.3-2x x
(1.3-x)+(1.3-2x)+x=2.2
x=0.2 v(AX5)=0.2mol/10L÷60min=3.3×10-4 mol·L-1·min-1
②根据到3组实验达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小为:3>2>1;
与实验1相比,3实验到达平衡的时间变小,但平衡没有发生移动,所以为使用催化剂;2实验到达平衡时总压强变大,说明平衡逆向移动,而化学反应速率变大,考虑到该反应是放热反应,所以是升高温度所导致的;③用p1表示开始时总压强,p2表示平衡时总压强,α表示AX的平衡转化率,根据压强之比就等于物质的量之比有:p1/ p2=2.6/n,n="2.6" p2/ p1
AX(g)+2X2(g)AX5(g)
初始 (mol) 1.3 0.3 0
变化(mol) x 2x x
平衡 (mol) 1.3-x 1.3-2x x
(1.3-x)+(1.3-2x)+x=n x="1.3-n/2=1.3-1.3" p2/ p1
α=x/1.3=1-; α1=1-220/260=15% α2=1-240/275=13%
考点:考查了热化学方程式的书写、化学反应速率、转化率的求算、影响化学反应速率和化学平衡的因素等内容
21.(1) 浓度 < 2和3
(2)
(3) 反应中有生成,具有催化作用 随着反应的进行,反应物浓度降低
解析:(1)对比实验1和2的数据可发现,除了的浓度不同外,其余条件均相同,所以通过实验1、2,可探究出浓度的改变对反应速率的影响,其中实验1中草酸浓度小于实验2,所以反应速率小于实验2,实验2溶液颜色褪至无色时所需时间小于40s;根据控制变量法,欲探究温度变化对化学反应速率的影响,则需使其他条件相同的情况下,温度作为变量,所以根据表中数据,通过实验2和3可探究温度变化对化学反应速率的影响,故填浓度;<;2和3;
(2)实验3中,>,所以草酸过量,混合时,反应速率,故填;
(3)①根据反应,有生成,具有催化作用,所以刚开始反应速率增大,故填反应中有生成,具有催化作用;
②随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减小,故填随着反应的进行,反应物浓度降低。
22.(1) 2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 浓度
(2)0.0052
(3)反应放热或产物Mn2+是反应的催化剂
(4) 黄 正反应 橙色逐渐变浅,最后变为无色
(5)K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
【分析】影响反应速率的条件有反应物的浓度、温度、催化剂等,探究影响反应速率的因素时,需要进行单因子变量控制;探究浓度对反应速率的影响,那么做对比实验时,反应物的浓度就是唯一变量,其余条件都需相同,据此回答。
解析:(1)上述反应中草酸被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳、高锰酸根被还原为锰离子,反应的离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;两次试验,草酸浓度不同,所以该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响;
(2)若实验①在2min末收集了4.48mL CO2(标准状况下),二氧化碳的物质的量为0.0002mol,根据2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,反应消耗0.00004mol MnO,则在2min末,c(MnO)=mol·L-1;
(3)图乙中t1~t2时间内反应速率加快,主要原因可能是反应放热或产物Mn2+是反应的催化剂;
(4)向K2Cr2O7溶液中加入30%NaOH溶液,氢离子浓度减小,Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+平衡正向移动,溶液呈黄色;若向溶液中逐滴加入溶液,则产生黄色沉淀,CrO浓度减小,平衡向着正反应方向移动,溶液中Cr2O 、CrO的浓度均减小,则溶液颜色变化为橙色逐渐变浅,最后变为无色;
(5)根据实验②可知,酸性条件下K2Cr2O7能氧化乙醇;根据实验④可知,碱性条件下K2Cr2O7不能氧化乙醇,对比实验②和④,可得出的结论是K2Cr2O7酸性溶液氧化性强。
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