第二章 化学反应速率与化学平衡(单元检测卷)-【固本强基】2024-2025学年高二化学同步精品讲与练(人教版2019选择性必修1)
2024-08-16
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内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡(单元检测卷)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.列措施不是为了改变化学反应速率的是
A.厨房师傅做馒头时添加膨松剂 B.工人师傅给学校的消防栓刷漆
C.在糕点包装内放置小包除氧剂 D.食堂使用冰箱保存食物
2.一定条件下,密闭容器中发生反应:,其平均反应速率如下,其中反应速率最大的是
A. B.
C. D.
3.一定条件下,、、三种气体在某恒容密闭容器中发生反应,各气体的浓度随时间变化的曲线如图所示。内该反应共吸收了()能量。下列说法不正确的是
A.达到平衡时,的浓度不再变化
B.反应的化学方程式为
C.该条件下,达到平衡时,的转化率为
D.由图可知,内,的反应速率为
4.反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加C(s)的量
②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大
④保持压强不变,充入N2使容器体积变大
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
5.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高的转化率
B.反应达平衡后,对容器进行压缩,气体颜色变深
C.加入可以加快的分解速率
D.工业合成氨采用高温条件
6.在一定温度下,向2L恒容密闭容器中加入1molHI,发生反应: ,H2的物质的量随时间变化如表,下列说法正确的是
t/min
1
2
3
n(H2)/mol
0.06
0.1
0.1
A.反应前1min平均速率v(HI)=0.06mol⋅L-1⋅min-1
B.该温度下,平衡时HI的转化率为10%
C.该温度下的平衡常数为K1,温度升高10℃后平衡常数为K2,则K1>K2
D.达平衡后其他条件不变,压缩容器体积,平衡不移动,c(HI)不变
7.在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A. B.平衡常数增大
C.物质B的转化率降低 D.物质Z的体积分数增大
8.已知反应3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g) ΔH<0。如图:a、b表示在一定条件下,D的体积分数D%随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a ,可采取的措施是
①增加C的质量 ②升高温度 ③缩小反应容器的容积(加压) ④减小B的浓度 ⑤使用适当催化剂
A.只有⑤ B.①③ C.③⑤ D.②③⑤
9.在一定温度下,容积一定的密闭容器中发生反应,当下列物理量不再发生变化时,不能表明反应已达平衡的是
A.混合气体的密度 B.混合气体的压强
C.的体积分数 D.的分解速率与生成速率相等
10.已知 CH4(g) +2NO2(g)CO2(g) +N2(g) +2H2O(l) ΔH < 0,NO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示,下列说法正确的是
A.X和Y分别代表压强和温度
B.Y1>Y2
C.平衡常数:Ka < Kb < Kc
D.适当降低温度,NO2的平衡转化率增大
11.一定温度下,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol,发生反应:。反应中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法错误的是
A.时,正反应速率最大,逆反应速率为0
B.150s时,正反应速率大于逆反应速率
C.250s时,反应恰好达到平衡,的转化率为20%
D.当时,反应处于停止状态
12.在恒温恒容密闭容器中,对于反应,下列说法中正确的是
A.该反应的,
B.反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,正向反应速率不变
C.其它条件相同,增大,NO的转化率下降
D.反应的平衡常数可表示为
13.在25℃时,恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示,下列说法不正确的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
1
2
0
平衡浓度
0.5
0.5
1
A.反应可表示为 B.Y的平衡转化率为75%
C.反应前后气体总压强之比为3∶2 D.化学平衡常数为4
14.下列有关合成氨工业的说法正确的是
A.由于氨易液化,、在实际生产中可循环使用,所以总体来说合成氨的产率很高
B.铁触媒作催化剂可加快反应速率,且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C.合成氨工业的反应温度控制在400~500℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.从合成塔出来的混合气体中只占15%,故合成氨厂的产率都很低
15.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量),下列结论正确的是
注:反应Ⅰ:2A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅱ:2A(g)C(g);反应Ⅲ:3A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅳ:A(g)+B(g)2C(g)
A.反应Ⅰ:,P2>P1 B.反应Ⅱ:H<0,T1<T2
C.反应Ⅲ:若H>0,则T2>T1 D.反应Ⅳ:若H<0,T2>T1
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16.(13分)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车家装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
已知
(1)该反应在 (填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度),下列图象正确的是 (填标号)。
A. B.
C. D.
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料。甲:乙:,经过一段时间后达到平衡状态。
①的平衡体积分数:甲 乙(填“>、=、<或不确定”,下同)。
②的平衡浓度:甲 乙。
③甲中的转化率为,该反应的平衡常数为 。
17.(13分)在一定条件下,用氮气和氢气合成氨,容器体积为2L,n(N2)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(N2)(mol)
0.01
0.005
0.004
0.0035
0.0035
0.0035
回答:
(1)利用表中数据,用NH3表示从0~2s内该反应的平均速率v= 。
(2)①见下图,反应在t1时刻建立平衡。t2时刻,升高温度,并在t3时刻再次平衡。请在图中画出t2时刻后的图形 。
②再次达到平衡状态后,保持容积不变,充入氮气,氢气的转化率 ,氮气的转化率 。
A.增大 B.减小 C.不变
(3)如图为改变某一条件后,NH3浓度曲线由b变为a,改变的措施是 。
18.(15分)某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验编号
0.01mol•L﹣1
酸性KMnO4溶液
0.1mol•L﹣1
H2C2O4溶液
水
某种物质
反应温度/℃
反应时间(min)
Ⅰ
2ml
2ml
0
0
20
2.1
Ⅱ
V1ml
2ml
1ml
0
20
5.5
Ⅲ
V2 ml
2ml
0
0
50
0.5
Ⅳ
2ml
2ml
0
少量
20
0.2
请回答:
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时,至 时记时结束。
(2)V1= ,V2= ;设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究 对反应速率的影响。
(3)利用实验Ⅲ中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)= 。
(4)有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做Ⅰ号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是:
① 不是反应速率突然加快的原因;
②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测,实验中要加入的少量某种物质是 。
19.(14分)合成氨工业在国民生产中有重要意义,以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的和0.6mol的,在一定条件下发生反应: ,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得的物质的量0.2mol。则前5分钟的平均反应速率 。平衡时的转化率为 。
(2)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:
,下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。(填序号字母)。
A.容器内、、的物质的量浓度之比为1:3:2
B.
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(3)已知:
则 (用、表示),如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为、、,则 (用、表示)。
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第二章 化学反应速率与化学平衡(单元检测卷)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.列措施不是为了改变化学反应速率的是
A.厨房师傅做馒头时添加膨松剂 B.工人师傅给学校的消防栓刷漆
C.在糕点包装内放置小包除氧剂 D.食堂使用冰箱保存食物
【答案】A
【详解】A.加工馒头时添加膨松剂,可使馒头疏松柔软,与改变反应速率无关,A选;
B.给学校消防栓刷漆,可以减少钢铁和氧气的接触面积,可减缓反应速率,B不选;
C.包装袋内放置除氧剂,可防止糕点被氧化,减缓食物氧化速率,与减小反应速率有关,C不选;
D.食物存放在冰箱中,可降低温度,减缓食物氧化速率,与减小反应速率有关,D不选;
故选A。
2.一定条件下,密闭容器中发生反应:,其平均反应速率如下,其中反应速率最大的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】用四个选项给的不同物质的速率与该物质的化学计量数做比,数值大的速率大,同时要把不同单位转化为同一单位,以此解题。
【详解】A.;
B.水为液态,不能用其浓度变化来表示反应速率;
C.;
D.;
故选D。
3.一定条件下,、、三种气体在某恒容密闭容器中发生反应,各气体的浓度随时间变化的曲线如图所示。内该反应共吸收了()能量。下列说法不正确的是
A.达到平衡时,的浓度不再变化
B.反应的化学方程式为
C.该条件下,达到平衡时,的转化率为
D.由图可知,内,的反应速率为
【答案】D
【分析】由图可知,反应2min达到了平衡,A是反应物,B、C是生成物,A的浓度变化是0.8mol/L,C的浓度变化是1.2 mol/L,B的浓度变化是0.4 mol/L,所以反应的化学方程式为。
【详解】A.反应达到平衡时,各组分浓度不再发生变化,的浓度不再变化,A正确;
B.由分析可知,反应的化学方程式为,B正确;
C.该条件下,达到平衡时,的转化率为,C正确;
D.由图可知,内,的反应速率为 ,D错误;
故选D。
4.反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加C(s)的量
②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大
④保持压强不变,充入N2使容器体积变大
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】A
【详解】①C呈固态,增加C(s)的量对反应速率几乎无影响,①符合题意;
②将容器的体积缩小一半,气态物质的浓度增大,化学反应速率加快,②不符合题意;
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,但参与反应的气态物质的浓度不变,化学反应速率不变,③符合题意;
④保持压强不变,充入N2使容器体积变大,参与反应的气态物质的浓度减小,化学反应速率减小,④不符合题意;
对反应速率几乎无影响的是①③,答案选A。
5.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高的转化率
B.反应达平衡后,对容器进行压缩,气体颜色变深
C.加入可以加快的分解速率
D.工业合成氨采用高温条件
【答案】A
【详解】A.加入过量的空气,氧气浓度增大,,平衡正向移动,可以用勒夏特列原理解释,A正确;
B.该反应前后气体分子数不变,对容器进行压缩,压强增大,平衡不移动,但二氧化氮浓度增大,体系颜色变深,跟勒夏特列原理无关,B错误;
C.加入可以加快的分解速率,做催化剂,催化剂对化学平衡移动无影响,C错误;
D.合成氨是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,NH3的产量降低,不符合勒夏特列原理,500℃是催化剂的催化效率最高的温度,D错误;
故选A。
6.在一定温度下,向2L恒容密闭容器中加入1molHI,发生反应: ,H2的物质的量随时间变化如表,下列说法正确的是
t/min
1
2
3
n(H2)/mol
0.06
0.1
0.1
A.反应前1min平均速率v(HI)=0.06mol⋅L-1⋅min-1
B.该温度下,平衡时HI的转化率为10%
C.该温度下的平衡常数为K1,温度升高10℃后平衡常数为K2,则K1>K2
D.达平衡后其他条件不变,压缩容器体积,平衡不移动,c(HI)不变
【答案】A
【详解】A.2L恒容密闭容器中发生反应,,1min内HI的分解速率,A项正确;
B.2min后不再变化,故2min时已达到平衡,HI的转化率为,B项错误;
C.该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,K增大,则,C项错误;
D.由于反应前后气体分子数不变,故容器体积不影响平衡移动,但压缩体积后,虽n(HI)不变,但由于体积减小,故c(HI)增大,D项错误;
答案选A。
7.在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A. B.平衡常数增大
C.物质B的转化率降低 D.物质Z的体积分数增大
【答案】C
【分析】平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变。将容器的容积扩大到原来的两倍,A的浓度为0.25mol/L,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L,即减小压强平衡逆向移动。
【详解】A.压强减小,平衡逆向移动,则x+y>z,A错误;
B.温度不变,平衡常数不变,B错误;
C.平衡逆向移动,B的转化率降低,C正确;
D.平衡逆向移动,Z的体积分数减小,D错误;
故选C。
8.已知反应3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g) ΔH<0。如图:a、b表示在一定条件下,D的体积分数D%随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a ,可采取的措施是
①增加C的质量 ②升高温度 ③缩小反应容器的容积(加压) ④减小B的浓度 ⑤使用适当催化剂
A.只有⑤ B.①③ C.③⑤ D.②③⑤
【答案】C
【详解】①增加C的质量,平衡逆向移动,最终D的体积分数将会减小,不符合曲线a;
②反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,最终D的体积分数将会减小,不符合曲线a;
③反应前后气体体积不变,缩小反应容器的容积(加压),平衡不移动,但浓度增大,反应速率增大,未到平衡时图线斜率更大,平衡时D的体积分数不变,符合曲线a;
④减小B的浓度,平衡逆向移动,最终D的体积分数将会减小,不符合曲线a;
⑤使用适当催化剂,反应速率增大,未到平衡时图线斜率更大,催化剂不改变平衡,故平衡时D的体积分数不变,符合曲线a;
符合曲线a的是③⑤,故选C。
9.在一定温度下,容积一定的密闭容器中发生反应,当下列物理量不再发生变化时,不能表明反应已达平衡的是
A.混合气体的密度 B.混合气体的压强
C.的体积分数 D.的分解速率与生成速率相等
【答案】D
【详解】A.该容器的体积保持不变,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会变,所以容器内气体的密度会变,当容器中气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,选项A不符合;
B.该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,容器中的压强始终不发生变化,压强不变能证明达到了平衡状态,选项B不符合;
C.的体积分数不变是平衡状态的特征之一,此时能证明达到了平衡状态,选项C不符合;
D.的分解速率与生成速率相等都是正反应速率,不能表明反应已达平衡,选项D符合;
答案选D。
10.已知 CH4(g) +2NO2(g)CO2(g) +N2(g) +2H2O(l) ΔH < 0,NO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示,下列说法正确的是
A.X和Y分别代表压强和温度
B.Y1>Y2
C.平衡常数:Ka < Kb < Kc
D.适当降低温度,NO2的平衡转化率增大
【答案】D
【详解】A.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,NO2平衡转化率降低,该反应为气体物质的量减少反应,增大压强,平衡正向进行,NO2平衡转化率增大,根据图像可知,X代表温度,Y代表压强,故A错误;
B.在温度相同时,增大压强,平衡正向进行,NO2平衡转化率增大,根据图像,推出Y2>Y1,故B错误;
C.利用“放热反应,升高温度,平衡常数减小”,该反应为放热反应,三点中,c温度最高,平衡常数最小,故C错误;
D.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,NO2平衡转化率增大,故D正确;
答案为D。
11.一定温度下,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol,发生反应:。反应中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法错误的是
A.时,正反应速率最大,逆反应速率为0
B.150s时,正反应速率大于逆反应速率
C.250s时,反应恰好达到平衡,的转化率为20%
D.当时,反应处于停止状态
【答案】D
【详解】A.时,只有正向反应,所以正反应速率最大,逆反应速率为0,A正确;
B.150s时还未达到平衡,正在正向建立平衡,因此正反应速率大于逆反应速率,B正确;
C.250s时,反应恰好达到平衡,,则变量为0.20mol,因此的转化率为20%,C正确;
D.可逆反应达平衡时,反应并未停止,而是达到一种动态平衡,D错误;
故选D。
12.在恒温恒容密闭容器中,对于反应,下列说法中正确的是
A.该反应的,
B.反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,正向反应速率不变
C.其它条件相同,增大,NO的转化率下降
D.反应的平衡常数可表示为
【答案】A
【详解】A.该反应为放热反应,则,该反应为熵减的反应,则,故A正确;
B.反应达到平衡后,再通入一定量,则正反应速率与逆反应速率都增大,重新达到新平衡时正向反应速率增大,故B错误;
C.其它条件相同,增大,NO转化率上升,故C错误;
D.反应的平衡常数可表示为,故D错误;
故选A。
13.在25℃时,恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示,下列说法不正确的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
1
2
0
平衡浓度
0.5
0.5
1
A.反应可表示为 B.Y的平衡转化率为75%
C.反应前后气体总压强之比为3∶2 D.化学平衡常数为4
【答案】D
【详解】A.由题中表格可以得到从初始到平衡,X的浓度减小了0.5mol/L,Y的浓度减小了1.5mol/L,Z的浓度增加了1mol/L,所以反应的方程式为,A正确;
B.Y的平衡转化率为,B正确;
C.反应前后气体总压强之比等于反应前后气体的物质的量之比为,C正确;
D.化学平衡常数为,D错误;
故选D。
14.下列有关合成氨工业的说法正确的是
A.由于氨易液化,、在实际生产中可循环使用,所以总体来说合成氨的产率很高
B.铁触媒作催化剂可加快反应速率,且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C.合成氨工业的反应温度控制在400~500℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.从合成塔出来的混合气体中只占15%,故合成氨厂的产率都很低
【答案】A
【详解】A.由于氨易液化,N2和H2在实际生产中循环使用,所以总体来说,氨的产率很高,故A正确;
B.催化剂只能改变反应速率,不能使平衡移动,故B错误;
C.控制反应温度为400~500℃,一是为了使反应速率不至于很低,二是为了使催化剂活性最大,故C错误;
D.虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%,但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨,所以生产NH3的效率还是很高的,故D错误;
故选A。
15.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量),下列结论正确的是
注:反应Ⅰ:2A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅱ:2A(g)C(g);反应Ⅲ:3A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅳ:A(g)+B(g)2C(g)
A.反应Ⅰ:,P2>P1 B.反应Ⅱ:H<0,T1<T2
C.反应Ⅲ:若H>0,则T2>T1 D.反应Ⅳ:若H<0,T2>T1
【答案】C
【详解】A.反应Ⅰ的特点是正反应方向为气体体积减小的方向,结合图象,压强增大A的转化率应增大,所以p2>p1,它随温度的升高A的转化率降低,所以正反应为放热反应H<0,A错误;
B.关于反应Ⅱ由图象可以看出T1条件下达到平衡所用的时间少,所以T1>T2,而在T1条件下达平衡时n(C)小,所以说明低温有利于C的生成,故它主要的正反应为放热反应H<0,B错误;
C.反应Ⅲ若ΔH>0,则升高温度平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,与图象吻合,则T2>T1,C正确;
D.关于反应Ⅳ,由图象可以看出T2条件下A的转化率大,因此当T2>T1时,说明升高温度平衡向正反应方向进行,因此正反应为吸热反应H>0,或者:若ΔH<0,则升高温度平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,则T2<T1,D错误;
故答案为:C。
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16.(13分)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车家装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
已知
(1)该反应在 (填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度),下列图象正确的是 (填标号)。
A. B.
C. D.
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料。甲:乙:,经过一段时间后达到平衡状态。
①的平衡体积分数:甲 乙(填“>、=、<或不确定”,下同)。
②的平衡浓度:甲 乙。
③甲中的转化率为,该反应的平衡常数为 。
【答案】(1)低温
(2)CD
(3) > > 10
【详解】(1)该反应是熵减的放热反应,低温条件下反应ΔH—TΔS<0,反应能自发进行,故答案为:低温;
(2)A.升高温度,正逆反应速率均增大,故不符合题意;
B.升高温度,反应速率加快,反应达到平衡所需的时间减小,则T1条件下会优先达到平衡,故不符合题意;
C.该反应是气体体积减小的放热反应,压强一定时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的体积分数减小,温度一定时,增大压强,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的体积分数增大,故符合题意;
D.平衡常数是温度函数,温度不变,增大压强,反应的平衡常数不变,故符合题意;
故选CD;
(3)①该反应是气体体积减小的放热反应,由题意可知,恒容条件下甲容器相当于乙容器增大压强,平衡向正反应方向移动,氮气的体积分数增大,所以甲容器中氮气的体积分数大于乙容器,故答案为:>;
②该反应是气体体积减小的放热反应,由题意可知,恒容条件下甲容器相当于乙容器增大压强,平衡向正反应方向移动,生成物的浓度增大,温度不变,平衡常数不变,所以与原平衡相比,反应物的平衡浓度增大,,故答案为:>;
③由分析可知,甲容器中平衡时,二氧化碳转化率为50%,则平衡时二氧化氮、一氧化碳、氮气、二氧化碳的浓度分别为=0.05mol/L、=0.1mol/L、=0.025mol/L、=0.1mol/L,反应的平衡常数K==10,故答案为:10。
17.(13分)在一定条件下,用氮气和氢气合成氨,容器体积为2L,n(N2)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(N2)(mol)
0.01
0.005
0.004
0.0035
0.0035
0.0035
回答:
(1)利用表中数据,用NH3表示从0~2s内该反应的平均速率v= 。
(2)①见下图,反应在t1时刻建立平衡。t2时刻,升高温度,并在t3时刻再次平衡。请在图中画出t2时刻后的图形 。
②再次达到平衡状态后,保持容积不变,充入氮气,氢气的转化率 ,氮气的转化率 。
A.增大 B.减小 C.不变
(3)如图为改变某一条件后,NH3浓度曲线由b变为a,改变的措施是 。
【答案】(1)0.003mol/(L·s)
(2) A B
(3)加催化剂
【分析】;
【详解】(1);故答案为:0.003mol/(L·s);
(2)①合成氨为放热反应,则温度升高,反应速率加快,平衡逆向进行;
故答案为:;
②再次达到平衡状态后,保持容积不变,充入氮气,增加反应物浓度,平衡正向进行氢气的转化率增大,但氮气的转化率减小;故答案为:A;B;
(3)曲线b变为a,反应速率加快,但氨气含量不变,则添加了催化剂;故答案为:加催化剂。
18.(15分)某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验编号
0.01mol•L﹣1
酸性KMnO4溶液
0.1mol•L﹣1
H2C2O4溶液
水
某种物质
反应温度/℃
反应时间(min)
Ⅰ
2ml
2ml
0
0
20
2.1
Ⅱ
V1ml
2ml
1ml
0
20
5.5
Ⅲ
V2 ml
2ml
0
0
50
0.5
Ⅳ
2ml
2ml
0
少量
20
0.2
请回答:
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时,至 时记时结束。
(2)V1= ,V2= ;设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究 对反应速率的影响。
(3)利用实验Ⅲ中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)= 。
(4)有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做Ⅰ号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是:
① 不是反应速率突然加快的原因;
②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测,实验中要加入的少量某种物质是 。
【答案】(1)紫红色刚好褪去或混合溶液刚好褪色
(2) 1 2 温度
(3)0.01 mol/(L·min)
(4) 温度 MnSO4固体
【详解】(1)实验结束时,紫红色刚好褪去或混合溶液刚好褪色,故答案为紫红色刚好褪去或混合溶液刚好褪色;
(2)四组实验中草酸溶液的浓度、体积均相等,为了探究高锰酸钾酸性溶液浓度对反应速率的影响,可以加蒸馏水来控制溶液总体积不变,由实验Ⅰ数据可知,总体积为4mL,所以V1=1mL,V2=2mL;对比实验Ⅰ和实验Ⅲ,其他条件都相同,只是温度不同,所以设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响;
(3)实验Ⅲ中,2mL 0.01mol•L﹣1酸性KMnO4溶液与2mL 0.1mol•L﹣1H2C2O4溶液反应,草酸过量,用KMnO4溶液表示的平均反应速率为:v(KMnO4)==0.01 mol/(L·min);
(4)①重做Ⅰ号实验,结果温度没有明显变化,则说明温度不是反应速率突然加快的原因;②KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰,锰离子有催化作用,所以实验中要加入的少量某种物质是MnSO4固体。
19.(14分)合成氨工业在国民生产中有重要意义,以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的和0.6mol的,在一定条件下发生反应: ,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得的物质的量0.2mol。则前5分钟的平均反应速率 。平衡时的转化率为 。
(2)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:
,下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。(填序号字母)。
A.容器内、、的物质的量浓度之比为1:3:2
B.
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(3)已知:
则 (用、表示),如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为、、,则 (用、表示)。
【答案】(1) 50%
(2)C
(3) 或者
【详解】(1)前5分钟内,Δn(NH3)=0.2mol,则Δn(N2)=0.1mol,Δn(H2)=0.3mol,v(N2)== 0.01mol·L-1·min-1,平衡时H2的转化率为=50%。
(2)A.容器内、、的物质的量浓度之比为1:3:2,不能确定是平衡状态,各组分含量保持不变能确定是平衡状态,A错误;
B.正逆反应速率相等,反应速率与化学计量数成正比,故可以确定平衡状态,B错误;
C. 正反应是压强减小的反应,容器内压强保持不变,可以确定是平衡状态,C正确;
D. 0.5L的密闭容器中,体积不变,气体的总质量不变,则混合气体的密度保持恒定不变,不能确定是平衡状态,D错误;
故选C;
(3)已知①
②
③
由盖斯定律可知③=(①-②)得;如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=,或者。
(
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