第二章《化学反应的方向、限度与速率》单元卷 2024-2025学年高二上学期鲁科版(2019)化学选择性必修一
2024-08-19
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内容正文:
第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共20题)
1.下列说法正确的是
A.如图1表示10 mL0.01 mol·L-1 KMnO4 酸性溶液与过量的0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+) 随时间的变化
B.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
C.硫酸铁和二氧化锰均可作为过氧化氢分解的催化剂
D.如图2中a、b曲线分别表示反应CH2=CH2(g) + H2(g)→ CH3CH3(g) ΔH< 0使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化
2.工业上用S8与CH4为原料制备CS2,涉及的反应如下:
反应I:S8(g)4S2(g) ΔH1
反应II:2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g) ΔH2
一定条件下,S8分解产生S2的体积分数[]、CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.ΔH2<0
B.保持恒温恒压下充入氦气,不影响 CH4的转化率
C.工业上一般控制反应温度高于600℃,其原因是低于600℃时,S2浓度较小,速率较慢
D.某温度下若S8(g)完全分解为S2(g),在密闭容器中投入1mol S8(g)和2mol CH4反应,当CS2(g)的体积分数为10%时,CH4的转化率为30%
3.一定温度下,某氧化物粉尘与C在一密闭容器中进行反应:,的线性关系如图所示(K为平衡常数,pK=-1gK)。
下列说法正确的是
A.加入一定质量的CO,达到新平衡后,m(C)减小
B.温度在2000K时,CO的平衡浓度是10 mol∙L−1
C.M点时R的消耗速率大于生成速率
D.恒温恒容下,向密闭容器内加入CO,平衡后CO的浓度增大
4.取溶液,滴加溶液5~6滴,继续加入,充分振荡,静置,下列有关该实验的说法不正确的是
A.下层层溶液呈紫红色
B.取少量上层溶液,滴加酸性溶液,若有黄色沉淀产生,则表明该反应存在化学反应限度
C.取少量上层溶液,滴加溶液,若溶液显红色,则表明该反应存在化学反应限度
D.该实验中与反应后(未加),溶液中存在等微粒
5.恒容密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);H<0以下说法正确的是
A.若正反应速率V(SO2)=V(SO3).则反应达到平衡
B.若向容器中充入氦气.正、逆反应速率均增大
C.加入催化剂可以同时增加反应物和生成物的活化分子总数
D.到达化学平衡后加热会使正反应速率大于逆反应速率
6.下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是( )
A.1 mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]<S[H2O(g)]
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.反应:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)能否自发进行,主要由ΔS>0决定
D.反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
7.环己烷有多种不同构象,其中椅式、半椅式、船式、扭船式较为典型。各构象的相对能量图(位能)如图所示。下列说法正确的是
A.相同条件下扭船式环己烷最稳定
B.(椅式)的燃烧热大于(船式)
C.(半椅式)(船式)
D.环己烷的扭船式结构一定条件下可自发转化成椅式结构
8.过氧化氢在酸性环境中可氧化。实验证明该氧化过程由如下一系列基元反应构成:
①(快反应)
②(反应①的逆过程,快反应)
③(快反应)
④(慢反应)
下列说法错误的是
A.该氧化过程总反应为:
B.、互为倒数
C.、均为中间产物,
D.整个反应的速率由反应④决定,选择合适的催化剂可以加快反应速率
9.温度为T℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量和,发生反应:,有关数据如下表所示。下列说法正确的是
反应物
CO
起始时的物质的量/mol
1.2
0.6
平衡时的物质的量/mol
0.9
0.3
A.平衡时,CO和的转化率相等 B.平衡时,反应放出的热量为
C.平衡时,CO的浓度是CO2浓度的3倍 D.T℃时。该反应的平衡常数
10.已知反应W(s)+xG(g)=2Q(g)在任何时候能自发进行,则下列说法正确的是
A.ΔH<0,x=1 B.ΔH>0,x=1
C.ΔH <0,x>2 D.ΔH>0,x>2
11.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:。表示某时刻的浓度商,K为该温度下的平衡常数。下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是
A.
B.体系内物质的总质量保持不变
C.、、同时在容器中存在
D.单位时间内消耗,同时生成
12.硫及其化合物之间的转化在生产中有重要作用。接触法制硫酸中,制取的反应为(放热反应)。反应在有、无催化剂条件下的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应中存在极性共价键和非极性共价键的断裂,极性共价键的形成,但不存在非极性共价键的形成
B.使用催化剂能加快化学反应的速率并提高的转化率
C.达到化学平衡时,的消耗速率和的消耗速率相等
D.使用作催化剂时,温度越高,反应越快达到平衡
13.等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达平衡:X(g)+2Y(g)3Z(g) △H<0,当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的是
A.升高温度,X的体积分数减小
B.增大压强,Z的浓度不变
C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,Y的浓度不变
D.保持容器体积不变,充入一定量的Z,X的体积分数增大
14.乙烯可由乙烷脱氢制得:,在一定条件下反应于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,既能加快化学反应速率又能提高乙烷平衡转化率的是
A.升高温度 B.缩小容器体积
C.分离出部分乙烯 D.恒容条件下通入氦气
15.锰系氧化物催化降解甲醛具有去除效率高无二次污染等优点,其中一种催化机理如图所示。下列说法错误的是
A.为中间产物
B.降低了反应①的活化能
C.反应②中有碳氧键断裂
D.该机理的总反应的化学方程式为
16.反应在某温度下才能自发进行,若反应的,该温度下,则下列选项正确的是
A.,该温度下 B.,该温度下
C.,该温度下 D.,该温度下
17.下列实验不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验
2NO2(g,红棕色)N2O4(g,无色)
结论
证明温度对平衡的影响
制作简单燃料电池
精炼粗铜
防止铁管道被腐蚀
A.A B.B C.C D.D
18.利用催化剂将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,是尾气处理的种方法,方程式为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。为测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度(单位:mol·L-1)如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
c(CO)
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
下列说法不正确的是
A.该反应能自发进行,则反应的ΔH<0
B.前2s内的平均反应速率v(N2)=1.875×10-4 mol·L-1·s-1
C.在该温度下,反应的平衡常数K=2×10-4
D.在密闭容器中发生上述反应,缩小容积能提高NO转化率
19.1,2-丙二醇可用作制备不饱和聚酯树脂的原料,在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油配合用作润湿剂。已知1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是
A.的化学式为
B.催化过程中金属元素成键数发生改变
C.是该反应的催化剂,可通过降低反应的活化能来提高化学反应速率
D.整个反应的化学方程式为
20.已知:A(g)+2B(g) 3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 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。下列说法不正确的是
A.t2时改变的条件:向容器中加入C B.平衡时B的体积分数φ:φ(II)=φ(I)
C.t2~t3时反应向正方向移动 D.平衡时A(g)的物质的量浓度:c(I)<c(II)
二、非选择题(共5题)
21.已知化学反应,回答下列问题:
①,其化学平衡常数为;
②,其化学平衡常数为
在温度和的情况下,的值分别如图:
温度
1.47
2.38
2.15
1.67
(1)书写反应①的化学平衡常数表达式 。
(2)通过表格中的数值推断:反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)现有反应③:,反应③是 (填“吸热”或“放热”)反应,说明理由: 。
22.硫酸是工业生产中一种重要的化工产品,我国工业生产硫酸的主要方法是接触法,主要原料为黄铁矿,请回答下列问题:
(1)已知煅烧黄铁矿的化学方程式为 4FeS2+ 11O22Fe2O3+ 8SO2
该反应中氧化剂和氧化产物之比为 ;标准状态下得到4.48升SO2 时,一共转移了 mol e-。
(2)已知温度、压强对SO2平衡转化率的影响如下表所示:根据上表回答,SO2转化到SO3的最佳反应条件是 。
0.1
0.5
1
10
400
99.2
99.6
99.7
99.9
500
93.5
96.9
97.8
99.3
600
73.7
85.8
89.5
96.4
A.400-500℃ 0.1 MPa
B.400℃ 10 MPa
C.500℃ 10 MPa
D.400-500℃ 1 MPa
(3)在一定条件下,1mol SO2完全转化成SO3气体时放出热量为Q1 kJ,写出该反应的热化学方程式: 。若在该条件下将2 mol SO2放入一定容积的密闭容器中,一段时间后测得反应放出热量为Q2 kJ,则此时SO2的转化率为 (用含Q1、Q2代数式表示)。
(4)市售浓硫酸的密度是1.84 g/cm3、质量分数为98 % ,若用H2SO4·XH2O来表示这种浓硫酸,则X为 。
23.在某一容积为2L的密闭容器中,A、B、C、D四种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)平衡时A的体积分数为 。平衡时B转化率为 。
(3)0-2min内C的平均反应速率 。
(4)平衡前后容器内的压强比 。
(5)在2min时,图像发生改变的原因是___________(用字母表示)。
A.增大压强 B.降低温度 C.加入催化剂 D.增加A的物质的量
24.H2O2是一种“绿色”试剂,应用于多个领域。回答下列问题:
(l)H2O2分子中 (填字母)。
a.含有离子键 b.只含极性共价键 c.只含非极性共价键 d.既含有极性共价键又含有非极性共价键
(2)若向2mL30%的H2O2溶液中通入SO2,反应后的溶液中滴入BaCl2溶液,发现有白色沉淀,则说明H2O2具有 (填“氧化性”或“还原性”),写出H2O2与SO2反应的化学方程式: 。
(3)实验发现,向20mL0.40mol•L-1H2O2溶液中加入少量KI溶液可以加快其分解速率。有人提出反应机理可能有2步:i.H2O2+I-=H2O+IO-,ii.H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积(已折算标准状况)如下:
t/min
0
5
10
15
20
V(O2)/mL
0.0
12.6
20.16
28.0
32.7
①KI (填“能”或“不能”)影响H2O2分解反应的能量变化。
②反应i是 (填“吸热”或“放热”,下同)反应,反应ii是 反应。
③若不考虑溶液体积变化,则0~10min的平均反应速率:v(H2O2)= mol·L-1·min-1。
25.B卷题.汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0,已知该反应在2 404 ℃时,平衡常数K=64×10-4。请回答:
(1)某温度下,向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol,5分钟后O2的物质的量为0.5 mol,则N2的反应速率为 。
(2)假定该反应是在恒容条件下进行,判断该反应达到平衡的标志是 (填字母序号)。
A.消耗1 mol N2同时生成1 mol O2
B.混合气体密度不变
C.混合气体的总压强不变
D.2v正(N2)=v逆(NO)
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下图(t—时间、T—温度)中变化趋势正确的是 (填字母序号)。
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气体中NO的体积分数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol·L-1、4.0×10-2mol·L-1和3.0×10-3mol·L-1,此时反应 (填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是 。(写出必要的计算过程)
参考答案:
1.C
A.KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液发生氧化还原反应生成Mn2+,Mn2+对该反应有催化作用,所以反应开始后产生的Mn2+使反应速率迅速增大,一段时间后反应物浓度减小,且浓度的减小成为影响反应速率的主要因素,反应速率又减慢,其正确的图像应为,故A错误;
B.中和热是指稀溶液中,强酸、强碱发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量,HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,BaSO4为难溶物,则H2SO4和Ba(OH)2反应时的反应热ΔH<2×(-57.3)kJ·mol-1,故B错误;
C.过氧化氢分解的催化剂有多种,如硫酸铁和二氧化锰均可作为过氧化氢分解的催化剂,故C正确;
D.图2中CH2=CH2(g)和H2(g)能量之和小于 CH3CH3(g)的能量,即CH2=CH2(g) + H2(g)→ CH3CH3(g) ΔH>0,故D错误;
故答案为:C。
2.B
A.由图可知,升高温度,CH4的平衡转化率减小,说明反应II逆向移动,反应II是放热反应,ΔH2<0,A正确;
B.反应I是气体体积增大的反应,反应II是气体体积不变的反应,保持恒温恒压下充入氦气,体积增大,相当于减小压强,反应I正向移动,S2(g)浓度增大,反应II平衡正向移动,CH4的转化率增大,B错误;
C.工业上一般控制反应温度高于600℃,其原因是低于600℃时,S2浓度较小,速率较慢,会导致单位时间内产品产率下降,C正确;
D.某温度下若S8(g)完全分解为S2(g),在密闭容器中投入1mol S8(g)和2mol CH4反应,则1mol S8(g)完全转化为4mol S2(g),反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,当CS2(g)的体积分数为10%时,生成(2mol+4mol)×10%=0.6mol CS2(g),则反应甲烷0.6mol,CH4的转化率为=30%,D正确;
故选B。
3.B
A.加入一定质量的CO,平衡逆向移动,达到新平衡后,m(C)增大,故A错误;
B.温度在2000K时,横坐标在处,对应直线上的点的纵坐标为−2,则K=100,而由题给反应方程式可知,所以,故B正确;
C.由题图可知,M点不是平衡点,且M点在平衡线的上方,即M点时反应正向进行,所以R的消耗速率小于生成速率,故C错误;
D.由于,温度不变,平衡常数不变,则恒温恒容下,向密闭容器内加入CO,平衡后CO的浓度不变,故D错误;
综上所述,答案为B。
4.B
根据KI和FeCl3和发生反应:2KI+2FeCl3=I2+2KCl+2FeCl2,CCl4能萃取水中的碘,据此解答。
A.因CCl4能萃取水中的碘,溶液呈紫红色,由于CCl4的密度比水大,所以在下层,故A正确;
B.因KI和FeCl3和发生反应:2KI+2FeCl3=I2+2KCl+2FeCl2,KI过量,溶液中还有I-,滴加酸性AgNO3溶液,有黄色沉淀产生,不能说明该反应存在化学反应限度,故B错误;
C.因KI和FeCl3和发生反应:2KI+2FeCl3=I2+2KCl+2FeCl2,KI过量,滴加KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中还有Fe3+,则该反应存在化学反应限度,故C正确;
D.KI和FeCl3和发生反应:2KI+2FeCl3=I2+2KCl+2FeCl2,因KI过量,该反应存在化学反应限度,溶液中存在Fe3+、Fe2+、I-、I2等微粒,故D正确;
故选B。
5.C
A.正反应速率之比始终等于化学计量数之比,无法判断正逆反应速率相等,故A错误;
B.若向恒容容器中充入氦气,反应物浓度不变,正、逆反应速率不变,故B错误;
C.催化剂同时降低正逆反应的活化能,所以反应物和生成物的活化分子总数增大,反应速率加快,所以C选项是正确的;
D.升温平衡逆向移动,正反应速率小于逆反应速率,故D错误;
故选C。
6.B
A.物质聚集状态不同熵值不同,气体S>液体S>固体S,1mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]<S[H2O(g)],故A正确;
B.若△H<0,△S>0,则一定自发,若△H>0,△S<0,则一定不能自发,若△H<0,△S<0或△H>0,△S>0,反应能否自发,和温度有关,则说明自发反应的熵不一定增大,非自发反应的熵也不一定减小,故B错误;
C.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)是△H>0、△S>0的反应,由△G=△H-T△S<0可自发进行可知,主要由ΔS>0决定,需要在高温下才能自发进行,故C正确;
D.由反应可知,△H>0、△S>0,能自发进行,则△H-T△S<0,则能自发进行,是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向,故D正确;
故答案为B。
7.D
A.能量越低越稳定,由图图像可知椅式最稳定,A错误;
B.四种结构中,椅式能量最低最稳定,故椅式环己烷充分燃烧释放的热量最少,B错误;
C.(半椅式)(船式) ,反应放热,C错误;
D.扭船式结构转化成椅式结构释放能量,焓变小于0,根据△H-T△S<0反应自发进行,一定条件下可自发转化,D正确;
故选D。
8.C
A.反应①+③+④,可得氧化过程的总反应,A项正确;
B., ,K1、K2互为倒数,B项正确;
C.由以上反应可得,、均为中间产物,其中③为快反应,④为慢反应,活化能越小,反应速率越快,,C项错误;
D.整个反应的反应速率由慢反应决定,加入合适的催化剂可以加快反应速率,D项正确;
故答案为C。
9.C
A.起始时CO和物质的量不相等,平衡时两者消耗的物质的量相等,因此平衡时,CO和的转化率不相等,故A错误;
B.根据方程式分析消耗1molCO,反应放出41kJ的热量,平衡时,消耗0.3molCO,则反应放出的热量为12.3kJ,故B错误;
C.根据改变量之比等于计量系数之比,消耗CO物质的量为0.3mol,因此生成二氧化碳物质的量为0.3mol,则平衡时CO物质的量是CO2物质的量的3倍,因此平衡时CO浓度是CO2浓度的3倍,故C正确;
D.T℃时,平衡时CO和物质的量分别为0.9mol、0.3mol,生成的二氧化碳和氢气物质的量都为0.3mol,则反应的平衡常数,故D错误。
综上所述,答案为C。
10.A
△G=△H-T△S,△G<0时反应自发,若反应在任何时候能自发进行则△H<0,△S>0;
A.ΔH<0,x=1则△S>0,在任何时候能自发,A正确;
B.ΔH>0,x=1则△S>0,需在高温下自发,B错误;
C.ΔH <0,x>2则△S<0,需在低温下自发,C错误;
D.ΔH>0,x>2则△S<0,反应不自发,D错误;
故选A。
11.A
A.,说明反应达到平衡状态,A正确;
B.根据质量守恒,体系内物质的总质量保持不变,不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.根据可逆反应的特征,、、同时在容器中存在,不能说明反应达到平衡状态,C错误;
D.两种表达方式都是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故选A。
12.C
A.、分子内为极性键,分子内为非极性键,由于该反应为可逆反应,则该反应中存在极性共价键和非极性共价键的断裂和形成,A错误;
B.催化剂同时降低了正、逆反应的活化能,同时改变正、逆反应速率,B错误;
C.达到化学平衡时,达到化学平衡时,的消耗速率和的消耗速率相等,C正确;
D.使用作催化剂时,温度越高,会分解,反应不一定加快,D错误;
故选C。
13.C
A.正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的体积分数增大,故A错误;
B.增大压强,平衡不移动,但缩小体积,Z的浓度增大,故B错误;
C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,平衡不发生移动,Y的浓度不变,故C正确;
D.保持容器体积不变,充入一定量的Z,相当于增大压强,与原平衡为等效平衡,分解产生的n(x):n(Y)=1:2,又因为原来为等物质的量通入,所以X的体积分数减小,故D错误;
故选C。
14.A
A.温度升高,化学反应速率增大,这是一个吸热反应,温度升高,平衡正向移动,乙烷平衡转化率增大,A正确;
B.这是一个反应前后气体分子数增加的反应,缩小容器体积,化学反应速率增大,但平衡逆向移动,乙烷平衡转化率降低,B错误;
C.分离出部分乙烯,产物浓度降低,平衡正向移动,乙烷平衡转化率增大,但化学反应速率减小,C错误;
D.恒容条件下通入氦气,参与反应各物质浓度不变,平衡不移动,化学反应速率不变,D错误;
答案选A。
15.C
A.由图可知过程中的总反应为,在中间过程产生又消耗,是中间产物,故A正确;
B.作为催化剂降低了反应①的活化能,故B正确;
C.反应②中HCHO转变成,醛基与所连的H之间化学键断裂,即碳氢键断裂,故C正确;
D.从图中箭头方向可以看出反应物为和,生成物为和,二氧化锰作催化剂,反应为:,故D正确;
故选:C。
16.A
A.该反应在某温度下能够自发进行,说明该温度下,,故A正确;
B.根据化学方程式可知该反应的,如果,任何温度下,则该反应在任何温度下都是自发进行的,故B错误;
C.,而该反应在某温度下才能自发进行,则温度下,故C错误;
D.根据化学方程式可知该反应的,如果,任何温度下,则该反应在任何温度下都是自发进行的,故D错误;
答案选A。
17.D
A.对于可逆反应,升高温度,气体的颜色变深,则平衡逆向移动;降低温度,气体颜色变浅,则平衡正向移动,A正确;
B.用惰性电极材料作电极,硫酸作电解质溶液,利用原电池原理,制作简单的燃料电池,B正确;
C.电解法精炼粗铜时,用纯铜作阴极,用粗铜作阳极,该装置能达到精炼铜的目的,C正确;
D.废铁、铁管道和电源形成电解池,为外加电流阴极保护法,但是应当将铁管道作阴极才能防止铁管道被腐蚀,图中铁管道作阳极,不能达到保护铁管道被腐蚀的目的,D错误;
故答案为:D。
18.C
A.该反应为气体分子数减小的反应,反应熵减,若反应为吸热反应,则在任何条件下都不能自发进行,该反应能自发进行,则反应的,A正确;
B.前2s内,,利用不同物质表示的化学反应速率之比等于反应化学计量系数之比,则,B正确;
C.在该温度下,反应4s时达到平衡状态,列三段式分析,
,
反应的平衡常数K==,C错误;
D.其他条件不变,缩小容积,压强增大,平衡向气体分子数减小的方向移动,该反应平衡正移,NO转化率提高,D正确;
答案选C。
19.D
A.由题干反应历程图可知,反应②为,则为,A正确;
B.由图可知,成键数发生改变,正确;
C.催化剂通过降低反应的活化能来提高化学反应速率,正确;
D.整个反应的化学方程式为:+2H2O,D错误;
本题选D
20.C
根据图示可知:反应从正反应方向开始,至t1时刻反应达到平衡状态,在t2时刻正反应速率瞬间不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C,然后根据问题逐一分析解答。
A.t2时刻正反应速率瞬间不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C,A正确;
B.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C。该反应是反应前后气体体积不变的反应,加入生成物C,体系压强增大,化学平衡不移动,最终平衡与原平衡等效,则平衡时B的体积分数φ:φ(II)=φ(I),B正确;
C.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C,生成物浓度突然增大,v逆突然增大,v逆大于v正,则t2~ t3时反应向逆方向移动,直至建立新的化学平衡状态,C错误;
D.该反应一恒温恒容的密闭容器中进行,由于t2时刻改变的外界条件是向容器中加入生成物C,生成物C发生反应产生反应物A(g)、B(g),故重新达到平衡时A(g)、B(g)的浓度比原平衡时要大,故平衡时A(g)的物质的量浓度:c(II)>c(I),D正确;
故合理选项是C。
21.(1)
(2)放热
(3) 吸热 升高温度,反应③的平衡常数K=增大,说明平衡正向进行,反应是吸热反应
(1)反应①的化学平衡常数表达式为:。
(2)由表格数据可知,升高温度,减小,说明反应②是放热反应。
(3)由盖斯定律可知,①-②可得③,则的平衡常数K=,由表格数据可知,升高温度,增大,减小,K=增大,说明平衡正向进行,反应是吸热反应。
22. 11:10 1.1 A 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-2Q1 kJ/mol
或SO2(g)+O2(g)SO3(g)△H=-Q1 kJ/mol Q2/2Q1或% 1/ 9
(1)根据化合价判断氧化剂和还原剂;根据电子得失,得出SO2与电子数的关系,
(2)根据压强、温度对化学平衡的影响,
(3)根据热化学方程式的写法;根据热化学方程式中热量之比等于物质的量之比,再根据转化率的公式求出转化率,
(4)设出溶液的质量,分别求出溶质、溶剂的物质的量,利用两者的物质的量之比等于1:X,最终从而求出X。
(1)反应4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,前后各元素化合价的变化情况如下:
Fe:+2→+3,化合价升高;S:-1→+4,化合价升高;
O:0→-2,化合价降低;
因此,在反应中FeS2还原剂,O2是氧化剂,Fe2O3既是氧化产物也是还原产物,SO2既是氧化产物也是还原产物,n(氧化剂):n(还原产物)=11:10;
在上述反应中共转移44个电子,所以n(SO2):n(e-)=8:44,而4.48升SO2的物质的量为:=0.2mol所以电子的物质的量为:1.1mol,故答案为11:10;1.1;
(2)因温度越高,转化率越低,所以温度不能太高,当然,温度太低,转化率虽然高,但速率慢;压强越大,转化率越高,但压强越大,对设备和动力要求太高,综合考虑应选择:400-500℃ 0.1MPa,故答案为A;
(3)因1mol SO2完全转化成SO3气体时放出热量为Q1 kJ,
所以热化学方程式:2 SO2(g)+O2(g)2 SO3(g)△H=-2Q1 kJ/mol,
所以放出Q2 kJ 热量需要的SO2 的物质的量为:mol,此时SO2的转化率为:×100%= Q2/2Q1或%,
故答案为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-2Q1 kJ/mol或SO2(g)+O2(g)SO3(g)△H=-Q1 kJ/mol;Q2/2Q1或%
(4)设浓硫酸的质量为100g,则溶质H2SO4的质量为98g,物质的量为1mol,溶剂H2O的质量为100g-98g=2g,物质的量为:mol,所以 n(H2SO4):n(H2O)=9:1,即=9:1,得X=。
23.(1)4A+5B6C+4D
(2) 33.3% 41.7%
(3)
(4)49:51
(5)AC
从图中可知,3min体系达到平衡状态,A物质的物质的量从2.5mol降到1.7mol,减少了0.8mol;B物质的物质的量从2.4mol降到1.4mol,减少了1mol;C物质的物质的量增加了1.2mol,减少了0.8mol;D物质的物质的量增加了0.8mol。
(1)据分析,减少的物质是反应物,增加的物质是生成物,改变量之比等于化学计量数之比,故该反应的化学方程式为:4A+5B6C+4D。
(2)该体系内,物质的体积分数等于物质的量分数,据分析,平衡时A的体积分数为;转化率等于转化的物质的量比上起始物质的量,平衡时B转化率为。
(3)平均反应速率指单位时间内物质的量浓度的改变量,0-2min内C的物质的量增加了0.6mol平均反应速率
(4)该体系内,压强之比等于物质的量之比,据分析,起始气体总物质的量为2.5+2.4=4.9 mol,平衡后气体总物质的量为1.7+1.4+1.2+0.8=5.1 mol,故平衡前后容器内的压强比为49:51。
(5)从图像中分析可知,在2min时,各物质的改变速度加快,A、B、C、D四种物质的物质的量没有出现突变,均是连续改变,故图像发生改变的原因可以是A增大压强、C加入催化剂;B降低温度则反应速率下降、D增加A的物质的量则A的变化曲线在2min处突跃,均不符合,故答案选AC。
24. d 氧化性 H2O2+SO2=H2SO4 不能 吸热 放热 9.0×10-3
(l)H2O2分子中既含有H-O极性共价键又含有O-O非极性共价键;
(2)H2O2具有氧化性,H2O2与SO2反应生成硫酸;
(3)①由i、ii相加得到2H2O2=2H2O+O2↑,KI为反应的催化剂;
②反应i生成物能量高,是吸热反应,反应ii生成物能量低,是放热反应;
③结合v= 计算;
(l)H2O2分子中既含有H-O极性共价键又含有O-O非极性共价键,故答案为:d;
(2)若向2mL30%的H2O2溶液中通入SO2,反应后的溶液中滴入BaCl2溶液,发现有白色沉淀,生成了硫酸钡,S由+4价升高为+6价,则说明H2O2具有氧化性,H2O2与SO2反应生成硫酸,化学方程式:H2O2+SO2=H2SO4。故答案为:氧化性;H2O2+SO2=H2SO4;
(3)①由i.H2O2+I-=H2O+IO-,ii.H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-两式相加后得2H2O2=2H2O+O2↑,KI作反应的催化剂,KI不能影响H2O2分解反应的能量变化。故答案为:不能;
②反应i生成物能量高,是吸热反应,反应ii生成物能量低,是放热反应。故答案为:吸热;放热;
③0~10min生成氧气的物质的量为 =0.9×10-3mol,反应的双氧水是氧气的2倍,若不考虑溶液体积变化,则0~10min的平均反应速率:v(H2O2)==9.0×10-3 mol·L-1·min-1。故答案为:9.0×10-3 mol·L-1·min-1。
【点评】本题考查化学键、反应的焓变、速率计算等,把握反应中能量变化、催化剂对反应热的影响、速率计算为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意(3)②为解答的易错点,③为解题的难点,先求出生成的氧气的物质的量,再求双氧水的消耗量,再求反应的速率。
25. 0.05 mol·(L·min)-1 A、D A、C 不变 向正反应方向进行 根据计算得浓度商Qc<K
(1)、5分钟内,△n (O2) =1mol-0.5mol=0.5mol,由N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0,可知△n (N2) =0. 5mol,带入计算;
(2)、可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,由此衍生的一些物理量不变,以此分析;
(3)、根据温度、催化剂对反应速率和平衡移动的影响判断;
(4)、根据化学方程式的特点结合压强对平衡的影响分析;
(5)、计算某时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,与该温度下的平衡常数相比较,可得出结论。
(1)、5分钟内,△n (O2) =1mol-0.5mol=0.5mol,由N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0,可知△n (N2) =0. 5mol,,
故答案为0.05 mol·(L·min)-1;
(2)A、消耗1 mol N2同时生成1 mol O2, A达到平衡;
B、混合气体密度一直不变,故不能衡量是否达到平衡;
C、混合气体平均相对分子质量不变,总质量是个定值,总物质的量是个定值,混合气体的平均相对分子质量一直不变,故不能衡量是否达到平衡;
D、2v正(N2)=v逆(NO), 正逆反应速率相等,达到平衡;
故选AD;
(3)A、该反应的正反应为吸热反应,则升高温度平衡向正反应进行,平衡常数增大,故A正确;
B、加入催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,故B错误;
C、升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,故C正确;
故答案为AC;
(4)、该反应中,气体的化学计量数之和前后相等,压强对平衡移动没有影响,只要是在相同温度下,则平衡状态相同,与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数;
故答案为不变;
(5)、该温度下, 某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol·L-1、4.0×10-2mol·L-1和3.0×10-3mol·L-1,则有该时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为:,则反应应向正反应方向进行,
故答案为向正反应方向进行; 根据计算得浓度商Qc<K。
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