内容正文:
第二章 化学反应的方向、限度和速率(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.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.新制氯水久置后颜色变浅
B.反应 ,采取高压措施可提高NH3的产量
C.反应 ,达平衡后,升高温度体系颜色变深
D.对于平衡体系,缩小容积可使颜色变深
2.下列有关说法正确的是
A.SO2(g)+H2O(g)=H2SO3(l),该过程熵值增大
B.SO2(g)=S(s)+O2(g) ΔS<0,该反应一定能自发进行
C.SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l),该过程熵值增大
D.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0 ΔS<0,此反应低温自发
3.在反应中,表示反应速率最快的是
A. mol⋅L-1⋅min-1 B. mol⋅L-1⋅min-1
C. mol⋅L-1⋅min-1 D. mol⋅L-1⋅min-1
4.已知可逆反应,其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)的关系如图,根据图像判断下列说法正确的是
A.,
B.平衡常数K:,
C.e、f点对应的化学反应速率:
D.反应达到平衡后,添加合适的催化剂,D的百分含量增加
5.一定温度下的密闭容器中发生可逆反应,一定能说明该反应已达到平衡状态的是
A.3v逆(H2) = 2v正(NH3) B.容器中气体的密度不发生变化
C.n(NH3):n(H2) = 2:3 D.生成1molN2的同时生成2molNH3
6.只改变一个影响因素,平衡常数与化学平衡移动的关系叙述正确的是
A.平衡移动,一定变化 B.平衡不移动,可能变化
C.变化,平衡一定移动 D.变化,平衡可能不移动
7.恒容密闭容器中,与在不同温度下发生反应:,达到平衡时,各组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数随温度升高而增大
B.曲线Y表示随温度的变化关系
C.其他条件不变,与在℃下反应,达到平衡
D.其他条件不变,提高的浓度,可提高的平衡转化率
8.在密闭容器中发生反应,若反应达到平衡后,保持温度不变,将气体压缩到原来的体积,再次达到平衡时,Z的浓度是原平衡的1.8倍,下列叙述中正确的是
A.平衡向逆反应方向移动 B.
C.X的转化率增大 D.W的体积分数增大
9.其他条件不变时, 2SO2+O22SO3 ΔH<0 ,当温度升高时,SO3的平衡含量减小的原因是
A.温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
B.温度升高,浓度商(Q)变大,Q > K,平衡逆向移动
C.温度升高,活化分子数增多,反应速率加快
D.温度升高,K变小,平衡逆向移动
10.80℃时,2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应N2O42NO2 ΔH=+Q kJ·mol-1(Q>0),获得如表数据:
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(NO2)/mol·L-1
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判断正确的是
A.当温度不变时增大压强,该反应的平衡常数K减小
B.0~40 s内,N2O4的平均反应速率为0.005mol·L-1·s-1
C.反应达平衡时,放出的热量为0.30Q kJ
D.100s后升高温度,体系颜色变深
11.某温度下,可逆反应的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是
A.温度越高,K一定越大
B.如果,则
C.若缩小反应器的容积,增大压强,则K增大
D.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大
12.在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃,存在平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),且平衡常数K=1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃,则平衡时CO的转化率为
A.40% B.50% C.60% D.83.3%
13.下列有关碰撞理论的说法正确的是
A.反应物的活化分子的数目越多,反应速率越快
B.反应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应
C.活化分子的平均能量就是活化能
D.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
14.下列关于工业合成氨的叙述错误的是
A.合成氨没有选择更大的压强是因为压强过大会增加生产投资,降低综合经济效益
B.使用铁触媒能降低反应的活化能,使反应物在较低温度时能较快地发生反应
C.工业合成氨温度为是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率
D.及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动
15.已知合成氨反应: △H=-92.4kJ·mol-1,反应过程中正反应速率的变化如图所示。下列说法正确的是
A.t1时升高了温度 B.t2时增大了压强
C.t3时减小了压强 D.t4时降低了温度
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16.(12分)一定温度下,在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2与3 mol H2,发生下列反应:
(1)一定温度下,上述反应在恒容密闭容器中达到平衡状态。下列说法正确的是 (填字母)。
A.加入催化剂,活化分子百分数不变
B.再额外通入适量H2,H2的平衡转化率减小
C.充入少量氦气,CO2的平衡浓度减小
D.升高温度,正逆反应速率与CH3OH的平衡浓度均减小
(2)能判断上述反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.容器中气体压强不变 B.容器中气体质量不变
C.容器中气体平均分子量不变 D.容器中气体的平均密度不变
(3)该反应的化学平衡常数的表达式为 。
(4)若反应10 min时达到平衡,H2的转化率为50 %,则用CO2来表示反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是 。
17.(15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.(13分)某实验小组以分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响,在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
2%溶液
无
②
5%溶液
无
③
5%溶液
溶液
④
5%溶液+少量稀盐酸
溶液
⑤
5%溶液+少量溶液
溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 。
(2)实验①和②的目的是 。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 。
(3)写出实验③的化学反应方程式 。若实验③中,反应5分钟内,测得产生氧气体积为(标准状况下),假设反应前后溶液总体积不变,则该时间段以表示的反应速率为 。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析下图能够得出的实验结论是 。
19.(15分)为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2、3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
(1)在10min末,CO2的浓度为 ,平均反应速率v(CO2)= , v(H2O) ∶v(H2)=
(2)下列措施不能提高反应速率的是 。
A.升高温度 B.加入催化剂 C.增大压强 D.及时分离出CH3OH
(3)下列4种不同情况下反应速率最快的是
A.v(CO2)=0.01mol·L−1·s−1 B.v(CH3OH)=0.4mol·L−1·min−1
C.v(H2)=0.5mol·L−1·min−1 D.v(H2O)=0.005mol·L−1·s−1
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第二章 化学反应的方向、限度和速率(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.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.新制氯水久置后颜色变浅
B.反应 ,采取高压措施可提高NH3的产量
C.反应 ,达平衡后,升高温度体系颜色变深
D.对于平衡体系,缩小容积可使颜色变深
【答案】D
【详解】A.新制氯水久置,次氯酸分解,次氯酸浓度减小,氯气和水的反应平衡正向移动,氯气浓度降低,能用勒夏特列原理解释溶液颜色变浅,故不选A;
B.反应 ,增大压强平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释采取高压措施可提高NH3的产量,故不选B;
C.反应 ,正反应放热,达平衡后,升高温度,平衡逆向移动,NO2浓度增大,能用勒夏特列原理解释体系颜色变深,故不选C;
D.对于平衡体系,缩小容积,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释体系颜色变深,故选D;
选D。
2.下列有关说法正确的是
A.SO2(g)+H2O(g)=H2SO3(l),该过程熵值增大
B.SO2(g)=S(s)+O2(g) ΔS<0,该反应一定能自发进行
C.SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l),该过程熵值增大
D.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0 ΔS<0,此反应低温自发
【答案】D
【详解】A.混乱程度:气体>液体>固体,SO2、H2O为气体,H2SO3为液体,因此该反应为熵减反应,故A错误;
B.硫与氧气反应是放热反应,即ΔH<0,二氧化硫的分解反应为吸热反应,即ΔH>0,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔG>0,该反应在任何温度下都不能自发进行,故B错误;
C.混乱程度:气体>液体>固体,该反应中反应物为气体,生成物为固体和液体,因此该反应为熵减反应,故C错误;
D.该反应ΔH<0、ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,在低温状态下,ΔG<0,因此该反应在低温状态下,能自发进行,故D正确;
答案为D。
3.在反应中,表示反应速率最快的是
A. mol⋅L-1⋅min-1 B. mol⋅L-1⋅min-1
C. mol⋅L-1⋅min-1 D. mol⋅L-1⋅min-1
【答案】D
【详解】根据速率之比是相应化学计量数之比,可知,则、、,,所以表示反应速率最快的是,故本题选D。
4.已知可逆反应,其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)的关系如图,根据图像判断下列说法正确的是
A.,
B.平衡常数K:,
C.e、f点对应的化学反应速率:
D.反应达到平衡后,添加合适的催化剂,D的百分含量增加
【答案】B
【分析】可逆反应,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图象(1)可知T2>T1,温度越高,平衡时C的体积分数φ(C)越小,故此反应的正反应为放热反应;当其他条件一定时,压强越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图(2)可知p2>p1,压强越大,平衡时C的体积分数φ(C)越小,可知正反应为气体物质的量增大的反应,即a<c+d。
【详解】A. 由分析,,故A错误;
B. 对放热反应,温度越高,平衡常数越小,平衡常数K:,当温度相同时,平衡常数相同,,故B正确;
C. f点温度高速率快,e、f点对应的化学反应速率:,故C错误;
D. 反应达到平衡后,添加合适的催化剂,平衡不移动,D的百分含量不变,故D错误;
故选B。
5.一定温度下的密闭容器中发生可逆反应,一定能说明该反应已达到平衡状态的是
A.3v逆(H2) = 2v正(NH3) B.容器中气体的密度不发生变化
C.n(NH3):n(H2) = 2:3 D.生成1molN2的同时生成2molNH3
【答案】D
【详解】A.化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,也可以是反应速率之比等于化学计量数之比,有正有逆即可判断反应是否达到平衡,时达到平衡,故A错误;
B.反应体系中各物质均为气体,且容器的体积不变,则混合气体的密度一直不变,混合气体的密度不能判断是否达到平衡状态,故B错误;
C.各物质的浓度不再发生变化,化学反应达到化学平衡状态,比值关系不能判断是否达到平衡,故C错误;
D.生成1molN2为逆反应方向,生成2molNH3为正反应方向,有正有逆且符合化学计量数之比,即化学反应达到化学平衡状态,故D正确;
故答案选D。
6.只改变一个影响因素,平衡常数与化学平衡移动的关系叙述正确的是
A.平衡移动,一定变化 B.平衡不移动,可能变化
C.变化,平衡一定移动 D.变化,平衡可能不移动
【答案】C
【详解】A.平衡移动,不一定变化,比如改变反应物浓度,平衡正向移动,但K不变,故A错误;
B.平衡不移动,可能是催化剂或等体积反应增大压强或减小压强,而温度一定不变,则一定不变,故B错误;
C.变化,说明温度一定改变,则平衡一定移动,故C正确;
D.变化,说明温度一定改变,则平衡一定移动,平衡不可能不移动,故D错误。
综上所述,答案为C。
7.恒容密闭容器中,与在不同温度下发生反应:,达到平衡时,各组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数随温度升高而增大
B.曲线Y表示随温度的变化关系
C.其他条件不变,与在℃下反应,达到平衡
D.其他条件不变,提高的浓度,可提高的平衡转化率
【答案】D
【详解】A.由图可知,温度升高,H2的平衡浓度增大,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应,该反应的平衡常数随温度升高而减小,故A错误;
B.结合方程式可知,的变化量为变化量的,则曲线Y表示随温度的变化关系,故B错误;
C.其他条件不变,与在℃下反应,等效于增大压强,该反应是气体体积减小的反应,平衡正向移动,H2的浓度减小,当仍然大于与在℃下反应时H2的平衡浓度c1,故C错误;
D.其他条件不变,提高的浓度,可提高的平衡转化率,故D正确;
答案选D。
8.在密闭容器中发生反应,若反应达到平衡后,保持温度不变,将气体压缩到原来的体积,再次达到平衡时,Z的浓度是原平衡的1.8倍,下列叙述中正确的是
A.平衡向逆反应方向移动 B.
C.X的转化率增大 D.W的体积分数增大
【答案】A
【详解】A.若平衡不移动,Z的浓度为原来的2倍而现在Z的浓度时原平衡的1.8倍,说明平衡逆向移动,A正确;
B.压缩体积,相当于增大压强,平衡逆向移动,说明逆反应向着体积减小的方向进行,则,B错误;
C.平衡逆向移动,反应物的转化率降低,C错误;
D.平衡逆向移动,W的体积分数减小,D错误;
故选A。
9.其他条件不变时, 2SO2+O22SO3 ΔH<0 ,当温度升高时,SO3的平衡含量减小的原因是
A.温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
B.温度升高,浓度商(Q)变大,Q > K,平衡逆向移动
C.温度升高,活化分子数增多,反应速率加快
D.温度升高,K变小,平衡逆向移动
【答案】D
【详解】A.温度升高,正反应速率、逆反应速率都增大,故A错误;
B.温度升高,浓度商Q不变,但K变小,Q>K,平衡逆向移动,故B错误;
C.温度升高,活化分子数增多,反应速率加快,但没有解释SO3的平衡含量减小的原因,故C错误;
D.该反应是放热反应,温度升高,K变小,平衡逆向移动,SO3的平衡含量减小,故D正确;
故答案为:D。
10.80℃时,2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应N2O42NO2 ΔH=+Q kJ·mol-1(Q>0),获得如表数据:
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(NO2)/mol·L-1
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判断正确的是
A.当温度不变时增大压强,该反应的平衡常数K减小
B.0~40 s内,N2O4的平均反应速率为0.005mol·L-1·s-1
C.反应达平衡时,放出的热量为0.30Q kJ
D.100s后升高温度,体系颜色变深
【答案】D
【详解】A.反应的平衡常数只受温度影响,当温度不变增大压强时,该反应的平衡常数K不变,A错误;
B.0~40 s内,N2O4的平均反应速率,B错误;
C.由表格中信息可知,80s已处于平衡,物质的量与热量成正比,则反应达平衡时,吸收的热量为 , C错误;
D.100s后升高温度,平衡朝吸热方向移动,即右移,二氧化氮浓度增大,体系颜色变深,D正确;
答案选D。
11.某温度下,可逆反应的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是
A.温度越高,K一定越大
B.如果,则
C.若缩小反应器的容积,增大压强,则K增大
D.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大
【答案】D
【详解】A.若该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,平衡常数降低,若正反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应移动,平衡常数增大,A项错误;
B.平衡常数K= ,由于不知道平衡体系中各组分的浓度,则无论m+n是否等于p,K都无法确定1,B项错误;
C.化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,但温度不变,化学平衡常数不变,C项错误;
D.平衡常数K越大,说明反应进行的程度越大,反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大,D项正确;
故选D。
12.在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃,存在平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),且平衡常数K=1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃,则平衡时CO的转化率为
A.40% B.50% C.60% D.83.3%
【答案】B
【详解】设CO的转化率为x,则反应一氧化碳的物质的量为xmol,由题意可建立如下三段式:
由平衡常数K=4可得:=1,解得x=0.5=50%;
故选B。
13.下列有关碰撞理论的说法正确的是
A.反应物的活化分子的数目越多,反应速率越快
B.反应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应
C.活化分子的平均能量就是活化能
D.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
【答案】D
【详解】A.单位体积内反应物的活化分子的数目越多,反应速率越快,故A错误;
B.反应物的分子的碰撞不一定能发生化学反应,有效碰撞才能发生化学反应,故B错误;
C.活化分子的平均能量与反应物分子平均能量的差值即为活化能,故C错误;
D.活化分子是具有足够能量、能够发生有效碰撞的分子,故D正确;
选D。
14.下列关于工业合成氨的叙述错误的是
A.合成氨没有选择更大的压强是因为压强过大会增加生产投资,降低综合经济效益
B.使用铁触媒能降低反应的活化能,使反应物在较低温度时能较快地发生反应
C.工业合成氨温度为是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率
D.及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动
【答案】C
【详解】A.压强过大对设备的要求比较大,会增加生产投资,A正确;
B.催化剂通过降低反应的活化能,提高反应速度,B正确;
C.合成氨的反应为放热反应,温度越高, 平衡逆向移动,不利于提高反应物的平衡转化率,C错误;
D.分离生成物,根据勒夏特列原理,减少生成物浓度,平衡正向进行,D正确;
故答案为:C。
15.已知合成氨反应: △H=-92.4kJ·mol-1,反应过程中正反应速率的变化如图所示。下列说法正确的是
A.t1时升高了温度 B.t2时增大了压强
C.t3时减小了压强 D.t4时降低了温度
【答案】C
【详解】A.该反应的正反应是放热反应,若在t1时升高了温度,则逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数,化学平衡逆向移动,达到平衡时的速率比改变的瞬间还大,这与图示又有所减小不符合,选项A不符合题意;
B.t2时若增大了压强,化学反应速率应该比原来大,且该反应的正反应是气体体积减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,图示与反应事实不吻合,选项B不符合题意;
C.t3时若减小了压强,化学反应速率应该比原来小,且该反应的正反应是气体体积减小的反应,减小压强,化学平衡逆向移动,图示与反应事实吻合,选项C符合题意;
D.t4时若是降低了温度,则化学反应速率应该是突然减小,不是逐渐减小,与反应事实不吻合,选项D不符合题意;
答案选C。
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16.(12分)一定温度下,在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2与3 mol H2,发生下列反应:
(1)一定温度下,上述反应在恒容密闭容器中达到平衡状态。下列说法正确的是 (填字母)。
A.加入催化剂,活化分子百分数不变
B.再额外通入适量H2,H2的平衡转化率减小
C.充入少量氦气,CO2的平衡浓度减小
D.升高温度,正逆反应速率与CH3OH的平衡浓度均减小
(2)能判断上述反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.容器中气体压强不变 B.容器中气体质量不变
C.容器中气体平均分子量不变 D.容器中气体的平均密度不变
(3)该反应的化学平衡常数的表达式为 。
(4)若反应10 min时达到平衡,H2的转化率为50 %,则用CO2来表示反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是 。
【答案】(1)B
(2)AC
(3)K=
(4)0.025 mol/(L·min)
【详解】(1)A.加入催化剂,能够降低反应物的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,因此活化分子百分数总数,A错误;
B.再额外通入适量H2,由于增大了反应物的浓度,化学平衡正向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,平衡移动消耗H2的量远小于加入H2的量使H2浓度增大的量,因此反应达到平衡时H2的平衡转化率减小,B正确;
C.向恒温恒容密闭容器中充入少量氦气,由于不能改变反应体系中任何物质的浓度,平衡不发生移动,故CO2的平衡浓度不变,C错误;
D.该反应的正反应是放热反应,在其它条件不变时,升高温度,正、逆反应速率都增大,但化学平衡向吸热的逆反应方向移动,最终达到平衡时CH3OH的平衡浓度减小,D错误;
故合理选项是B;
(2)在恒温恒容条件下发生的反应的正反应是气体体积减小的放热反应。
A.若反应未达到平衡,则气体的物质的量会发生变化,气体的压强就会发生改变,当容器中气体压强不变时,反应达到平衡状态,A符合题意;
B.反应混合物都是气体,容器中气体质量始终保持不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.反应混合物都是气体,容器中气体质量不变,反应前后气体总物质的量发生改变,若反应达到平衡,则气体的物质的量不变,气体的平均摩尔质量不变。由于当以g/mol为单位时,气体的摩尔质量相等与物质的平均相对分子质量在数值上相等,故可据此判断反应达到平衡状态,C符合题意;
D.反应混合物都是气体,容器中气体质量始终保持不变;容器的容积不变,则气体的密度ρ=始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,D不符合题意;
故合理选项是AC;
(3)化学平衡常数为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,则反应的化学平衡常数表达式为K=;
(4)反应在2 L恒容密闭容器中进行。若反应10 min时达到平衡,H2的转化率为50 %,反应消耗H2的物质的量是1.5 mol,则根据物质反应转化关系可知会同时反应消耗0.5 mol CO2,故用CO2来表示反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是v(CO2)=。
17.(15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.(13分)某实验小组以分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响,在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
2%溶液
无
②
5%溶液
无
③
5%溶液
溶液
④
5%溶液+少量稀盐酸
溶液
⑤
5%溶液+少量溶液
溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 。
(2)实验①和②的目的是 。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 。
(3)写出实验③的化学反应方程式 。若实验③中,反应5分钟内,测得产生氧气体积为(标准状况下),假设反应前后溶液总体积不变,则该时间段以表示的反应速率为 。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析下图能够得出的实验结论是 。
【答案】(1)降低了反应的活化能
(2) 探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量的同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(3) 2H2O22H2O+O2↑ 0.4mol∙L-1∙min-1
(4)碱性环境能增大H2O2的分解速率,酸性环境能减小H2O2的分解速率
【详解】(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是降低了反应的活化能。
(2)实验①和②中,H2O2溶液的浓度不同,目的是探究浓度对反应速率的影响;通常条件下H2O2不易分解,为了达到实验目的,可以向反应物中加入等量的同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)。
(3)实验③的化学反应方程式为2H2O22H2O+O2↑;标况下,22.4mL的O2的物质的量为0.01mol,则Δn(H2O2)=0.02mol,v(H2O2)==0.4mol∙L-1∙min-1。
(4)由图象可知,实验⑤的反应速率最快,实验④的反应速率最慢,说明碱性环境能增大H2O2的分解速率,酸性环境能减小H2O2的分解速率。
19.(15分)为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2、3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
(1)在10min末,CO2的浓度为 ,平均反应速率v(CO2)= , v(H2O) ∶v(H2)=
(2)下列措施不能提高反应速率的是 。
A.升高温度 B.加入催化剂 C.增大压强 D.及时分离出CH3OH
(3)下列4种不同情况下反应速率最快的是
A.v(CO2)=0.01mol·L−1·s−1 B.v(CH3OH)=0.4mol·L−1·min−1
C.v(H2)=0.5mol·L−1·min−1 D.v(H2O)=0.005mol·L−1·s−1
【答案】(1)0.125 mol/L 0.0375 mol/(L·min) 1∶3
(2)D
(3)A
【分析】
【详解】(1)根据分析,在10min末,CO2的浓度为;平均反应速率v(CO2)== 0.0375 mol/(L·min);速率之比等于变化量之比,故v(H2O) ∶v(H2)=0.75∶2.25=1∶3;
(2)A.升高温度可增大单位体积活化分子数,可加快反应速率,A错误;
B.加入催化剂可降低反应的活化能,增大单位体积活化分子数,可加快反应速率,B错误;
C.增大压强可增大单位体积活化分子数,可加快反应速率,C错误;
D.及时分离出CH3OH可使甲醇的浓度降低,反应速率降低,D正确;
故选D。
(3)将四种物质的反应速率均转化为氢气的反应的反应速率,A中v(CO2)=0.01mol·L−1·s−1,则v(H2)=0.03mol·L−1·s−1;B中v(CH3OH)=0.4mol·L−1·min−1,则v(H2)=0.12mol·L−1·min−1=0.002mol·L−1·s−;C中v(H2)=0.5mol·L−1·min−1=0.01mol/L;D中v(H2O)=0.005mol·L−1·s−1,则v(H2)=0.015mol·L−1·s−1;故反应速率最快的为v(H2)=0.03mol·L−1·s−1,故选A。
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