第二章 化学反应速率与化学平衡 单元复习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-09-10
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内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡 单元复习题
2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.反应过程a有催化剂参与
B.该反应为吸热反应,反应热等于
C.加入催化剂,可改变该反应的活化能,但不能改变反应的
D.有催化剂的条件下,反应的活化能等于
2.某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的ΔH、ΔS应为( )
A.ΔH <0,ΔS>0 B.ΔH <0,ΔS<0
C.ΔH >0,ΔS>0 D.ΔH >0,ΔS<0
3.在恒温恒容密闭容器中充入一定量的,测得其中和的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.内的平均反应速率约为
B.生成的平均速率比慢
C.P点时反应达到平衡状态,此时
D.时,容器内压强为反应开始时的倍
4.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g) + I2(s)。下列事实不能说明该反应到平衡状态的是
A.断裂1 mol Cl-Cl键同时形成1 mol H-Cl键
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内气体压强不再改变
D.容器内气体颜色不再改变
5.某恒容密闭容器中发生反应,某时刻X、Y、Z的物质的量分别为2mol、1mol、3mol,当反应达到最大限度时,下列数据合理的为
A.X为5mol B.Y为0.5mol
C.X、Y均为1.5mol D.Z为6mol
6.反应A(g)+3B(g) ⇌2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为( )
①υ(A)=0.45 mol·L-1· s-1②υ(B)=0.9mol·L-1·s-1③υ(C)=0.4 mol·L-1·s-1④υ(D)=0.45mol·L-1·s-1,
该反应进行的快慢顺序为( )
A.②>①=④>③ B.④<③<②<①
C.①>②>④>③ D.③>①=④>②
7.对于以下反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),在一定温度、压强下,在一体积可变的容器中,当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是
A.容器的体积不再发生变化
B.B的生成速率和D的反应速率之比为3∶1
C.混合气体的密度不随时间变化
D.B,C,D的分子个数之比为3∶2∶1
8.下列叙述正确的是
A.由图甲可知, 2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g) ∆H=(b-a)kJ·mol-1
B.图乙表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C.图丙表示燃料燃烧反应的能量变化
D.图丁表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
9.下列说法正确的是( )
A.增大压强,活化分子数增多,化学反应速率一定增大
B.升高温度,活化分子百分数不一定增大,化学反应速率一定增大
C.加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大
D.使用催化剂,降低了反应的活化能,增大了活化分子百分数,化学反应速率一定加快
10.已知当△H-T·△S<0时化学反应能自发进行。下列化学反应肯定能自发进行的是( )
A.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
B.2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2↑
C.2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)
D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
11.在一定温度下,可逆反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)达到平衡的标志是
A.单位时间内生成amolX,同时生成3amolY
B.X、Y、Z的分子数之比为1:3:2
C.Z的生成速率与Z的分解速率相等
D.单位时间生成3amolY,同时生成3amolZ
12.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是( )
A.SO2氧化为SO3,往往需要使用催化剂2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
B.500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
C.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)+I2(g) 2HI(g)
D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2+H2O H++Cl-+HClO
13.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+ H2(g) 在一可变容积的密闭容器中进行,在其它条件不变的情况下,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A.增加H2O的物质的量浓度
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大
14.自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题,如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是( )
A.使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
B.在催化剂b作用下,O2发生了氧化反应
C.催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D.N2→NH3,NH3→NO均属于氮的固定
15.2020年9月我国提出了“碳达峰,碳中和”战略,目标旨在倡导低碳生活方式,降低碳排放。科研人员提出了由和转化为的催化反应历程。该催化反应历程示意图如下。下列说法错误的是 ( )
A.①→②放出能量并形成了键
B.过程中,有键发生断裂
C.使用催化剂一定能加快反应速率
D.生成总反应的原子利用率为100%
16.一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:SiF4 (g) +2H2O(g) SiO2(s)+4HF(g),下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是( )
①v正 (H2O) =2v逆(HF)
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④4 molH-O键断裂的同时,有2molH- F 键断裂
⑤混合气体的体积不再变化
A.①②③ B.②④⑤ C.②③ D.③④⑤
17.在一密闭容器中,反应a A(g)+b B(s) c C(g)+d D(g)达平衡后,保持温度不变,将容器缩小为原来的一半,达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.6倍,则下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动 B.a<c+d
C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小
18.将4mol和4mol充入2L恒容密闭容器中,发生反应: 。测得CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示;在催化剂、一定温度下,经过相同时间测得CO的转化率与反应温度的关系曲线如图2所示。下列叙述不正确的是
A.图1中A点逆反应速率小于B点正反应速率
B.图2中C点CO的转化率低于B点的原因可能是催化剂活性降低或平衡逆向移动
C.图1中200℃时反应的平衡常数
D.图2中B、C两点的平衡常数K:B<C
19.活化能这一名词是由阿伦尼乌斯在1889年引入,用来定义一个化学反应的发生所需要克服的能量障碍。已知反应:,反应过程中的能量变化如下图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的
B.该反应的活化能为
C.加入催化剂,(b-a)值不变
D.该反应的热化学方程式为
20.丙烯与HBr加成过程及能量变化如图,下列说法正确的是( )
A.I和Ⅱ为中间产物
B.I不如Ⅱ稳定
C.决定两种加成方式快慢的主要步骤分别是②和④
D.生成1-溴丙烷的速率大于生成2-溴丙烷的速率
二、综合题
21.甲醇是重要的化工原料,应用前景广阔。工业上一般采用以下方法合成:
(1)反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
则反应Ⅲ:的
(2)在催化剂M的作用下,反应Ⅱ的微观反应历程和相对能量(E)如下表所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。已知;●表示C,·表示O,○表示H。
历程
反应
历程a
历程b
历程c
________
①历程c对应的反应 。
②决定反应Ⅱ总反应速率的是历程 (填“a”、“b”或“c”)。
(3)将和按物质的量之比1:3充入一恒容密闭容器中
①若只发生反应Ⅲ,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是 。
A.和的转化率相等
B.生成3molO-H键的同时生成3molH-H键
C.时
D.混合气体的密度保持不变
②若同时发生反应Ⅱ和反应Ⅲ,测得的平衡转化率随温度、压强变化的情况如图所示。
i.压强、、的大小关系为 。
ii.A点、B点的化学反应速率大小: (填“<”、“=”或“>”)。
③图中M点对应的温度下,已知CO的选择性(生成的CO与转化的的百分比)为50%,该温度下反应Ⅱ的平衡常数为 (结果保留3位小数)。
22.化学反应过程既有物质变化也有能量变化。
Ⅰ.关于工业合成氨的反应,已知H-H键、N-H键、N≡N键的键能分别为436、391、946。请根据键能的数据判断下列问题。
(1)由和合成氨时,需要________(填“吸收”或“放出”)能量,写出该反应的热化学方程式________。
Ⅱ.原电池是化学能转化为电能的装置。
(2)肼(液态)—过氧化氢碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注,其工作原理如图。
①该电池的B极区发生________(填“氧化反应”或“还原反应”),电池工作过程中,向极移动________(填“A”或“B”);
②该燃料电池的总反应方程式可表示为________。在标准状况下,若A极区产生11.2L ,则外电路中理论上通过的电子的物质的量是________mol。
Ⅲ.某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
(3)由图中数据分析,该反应的化学方程式为________。
(4)反应开始至2min,以气体X表示的平均反应速率为________。
(5)下列措施能增大反应速率的是________。
A.升高温度 B.加入高效催化剂
C.持容器压强不变,充入一定量氦气 D.保持容器容积不变,充入气体X
E.保持容器容积不变,充入一定量氦气
(6)能说明上述反应达到平衡状态的是 。(填字母)
A. 混合气体的压强不随时间的变化而变化
B.
C. X体积分数保持不变
D. 混合气体的密度不随时间的变化而变化
23.氮元素的单质及其化合物是化学研究的热点。回答下列问题:
(1)肼(N2H4,常温下为液态)是火箭的传统燃料之一,某N2H4-O2原电池的工作原理如图甲。
①a极的电极反应式为 。
②该电池工作时,若有2 mol电子流经外电路,则被还原的O2体积为 L(标准状况下)。
(2)一定温度时,在体积为2 L的恒容反应器中发生反应:,A、B物质的量随时间的变化曲线如图乙所示。
①A为 (填化学式)。
②4 min时,v正 (填“>”“<”或“=”) v逆。
③内该反应的平均反应速率v(H2)= (保留两位有效数字)。
④ ,反应进行4 min时,N2的转化率为 。
24.化学反应中伴随着能量变化和速率变化。回答下列问题:
(1)下列诗句、谚语中包含吸热反应的是___________(填字母)。
A.伐薪烧炭南山中
B.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
C.只要功夫深,铁杵磨成针
D.冰,水为之,而寒于水
(2)已知 键的键能是 , 键的键能是 , 键的键能是 。则反应 吸收或放出的能量为 。在如图中画出该反应过程中能量的变化趋势。
(3)一定温度下,在 的密闭容器中加入 和 发生反应 , 末测知容器中生成了 。反应开始至 末,用 表示的平均反应速率为 。下列叙述能说明该反应已达到最大限度的是 (填字母)。
A. 全部转化为 B.正、逆反应速率相等且均为零
C. 和 以1∶1的物质的量之比反应生成 D. 的物质的量浓度不再变化
25.
(1)已知3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:
t/s
0
50
150
250
350
n(NH3)/mol
0
0.24
0.36
0.40
0.40
0~50s内的平均反应速率v(N2)= 。
(2)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。N N的键能为946kJ/mol,H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1molNH3过程中 (填“吸收”或“放出”)的能量为 。
(3)为加快反应速率,可以采取的措施是 。
a.降低温度 b.增大压强 c.恒容时充入He气 d.恒压时充入He气 e.及时分离NH3
(4)CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2)。科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:
反应①:CH4(g) C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g) 2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:
CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为 。能量变化图中:E5+E1 E4+E2(填“>”、“<”或“=”)。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】C
【解析】【解答】A、ΔH<0,ΔS>0,正向任何温度下都自发进行,选项A不符合题意;
B、ΔH<0,ΔS<0,正向低温下能进行,选项B不符合题意;
C、ΔH>0,ΔS>0,在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,选项C符合题意;
D、ΔH>0,ΔS<0正向任何温度都不能自发反应,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据ΔG=ΔH-TΔS<0分析。
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】C
【解析】【解答】同一反应不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,据此可以将不同物质表示的反应速率转化为同一物质的表示的速率进行比较;
①υ(A)=0.45 mol·L-1· s-1;
②υ(B)=0.9mol·L-1·s-1,υ(A):υ(B)=1:3,所以υ(A)= 0.3mol·L-1·s-1;
③υ(C)=0.4 mol·L-1·s-1,υ(A):υ(C)=1:2,所以υ(A)= 0.2mol·L-1·s-1;
④υ(D)=0.45mol·L-1·s-1,υ(A):υ(D)=1:2,所以υ(A)= 0.225mol·L-1·s-1;
综上所述反应速率由快到慢的顺序为①>②>④>③,
故答案为C。
【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比计算。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.A为固体,反应前后气体的化学计量数之和相等,无论是否达到平衡状态,气体体积不变,所以不能根据容器体积判断是否达到平衡状态,故A不符合题意;
B.无论反应是否达到平衡状态,B的生成速率和D的反应速率始终为3:1,所以不能说明正逆反应速率相等,故B不符合题意;
C.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中容积可变,气体的质量可变,所以混合气体的密度不随时间变化能证明该反应达到平衡状态,故C符合题意;
D.平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,平衡时的浓度取决于起始物质的配料比以及转化的程度,不能用以判断是否达到平衡状态,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断。
8.【答案】B
9.【答案】D
【解析】【解答】A.在固定密闭容器中加入稀有气体,压强增大,活化分子数不变,化学反应速率不变,故A不符合题意;
B.升高温度,分子吸收能量,原来不是活化分子变为活化分子,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大,故B不符合题意;
C.加入气体反应物,分子总数增加,活化分子总数增加,活化分子百分数不变,化学反应速率增大,故C不符合题意;
D.使用催化剂,降低了反应的活化能,原来不是活化分子变为活化分子,活化分子百分数增加,化学反应速率一定加快,故D符合题意。
故答案为D。
【分析】易错点:1、在固定密闭容器中加入与反应不相干的气体,压强增大,活化分子数不变
2、 升高温度,活化分子百分数增大 、 加入反应物,使活化分子数增加 , 分子百分数不变
10.【答案】B
【解析】【解答】A.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)为工业上合成氨的反应,是放热反应,△H<0,反应过程中混乱度减小,△S<0,根据△H-T△S<0,反应在较低的温度下才能自发进行,故A不符合题意;
B.2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)↑,活泼金属与水的反应属于放热反应,△H<0,反应过程中混乱度增大,△S>0,该反应在任何情况下都可自发进行,故B符合题意;C.2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)是镁的燃烧,属于放热反应,△H<0,混乱度减小,△S<0,较低的温度下才能自发进行,故C不符合题意;
D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)是分解反应,绝大多数分解反应是吸热反应,△H>0,反应过程中混乱度增大,△S>0,反应在较高的温度下才能自发进行,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】一个放热的熵增加的反应,肯定是一个自发的反应即△H<0,△S>0,△G<0;一个吸热的熵减少的反应,肯定是一个不自发的反应:△H>0,△S<0,△G>0;一个放热的熵减少的反应,降低温度,有利于反应自发进行,△H<0,△S<0,要保证△G<0,T要降低;一个吸热的熵增加的过程,升高温度,有利于反应自发发生。△H>0,△S>0,要保证△G<0,T要升高得足够高。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.无论该反应是否达到平衡状态,只要单位时间内生成amolX,一定同时生成3amolY,所以不能确定该反应是否达到平衡状态,故A不符合题意;
B.当X、Y、Z的分子数之比为1:3:2时,该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,与反应物初始浓度和转化率有关,故B不符合题意;
C.Z的生成速率与Z的分解速率相等时,正逆反应速率相等,反应达到了平衡,故C符合题意;
D.单位时间内生成3amolY,同时生成2nmolZ,表示正逆反应速率相等,说明是平衡状态,故单位时间生成3amolY,同时生成3amolZ反应没有达到平衡状态,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】化学平衡判断:1、同种物质正逆反应速率相等,2、不同物质速率满足:同侧异,异侧同,成比例,3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变,4、左右两边化学计量数不相等,总物质的量、总压强(恒容)、总体积(恒压)不变,5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算,6、体系温度、颜色不变。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.加入催化剂有利于加快二氧化硫生成三氧化硫的反应速率,但是不会引起平衡平衡移动,不能用勒夏特列原理解释;
B.合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,但500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应,不能用平衡移动原理解释;
C.H2(g)+ I2(g) 2HI(g)的平衡中,增大压强,浓度增加,颜色加深,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释;
D.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,氯气和水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行,减小氯气溶解度,能用勒夏特列原理解释,符合题意。
故答案为:D。
【分析】勒夏特列原理用来解释平衡移动的问题
A:催化剂不会引起平衡平衡移动
B:合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,但500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应
C:H2(g)+ I2(g) 2HI(g)的平衡中,增大压强,浓度增加,颜色加深,平衡不移动
D:Cl2+H2OHCl+HClO饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行
13.【答案】C
【解析】【解答】A.增加H2O的物质的量浓度,相当于加压,反应速率加快,A不合题意;
B.将容器的体积缩小一半,即加压,反应速率增大,B不合题意;
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大,各物质的浓度不变,速率不变,C符合题意;
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大,与反应有关气体的浓度减小,反应速率减慢,D不合题意;
故答案为:C。
【分析】对于反应C(s)+H2O(g) CO(g)+ H2(g) ,由气体参加和生成,则温度、压强都能对化学反应速率产生影响,以此来解答。
14.【答案】A
【解析】【解答】A.由图可知催化剂能提高化学反应速率,故A符合题意
B.氧气作氧化剂,发生还原反应,故B不符合题意
C.由图可知,在催化剂a的表面只发生了非极性键的断裂,故C不符合题意
D.氮的固定,将氮从游离态到化合态过程,故D不符合题意
故答案为:A
【分析】极性键:不同原子之间相互成的键
氮的固定:将氮从游离态到化合态的过程
15.【答案】C
【解析】【解答】A.根据图示,①的能量大于②,①→②放出能量并形成了键,故A不符合题意;
B.根据图示,CH4选择性活化过程中,CH4中有有键发生断裂,故B不符合题意;
C.催化剂能改变反应速率,但使用催化剂不一定加快反应速率,故C符合题意;
D.反应方程式为,所以生成总反应的原子利用率为100%,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.①的能量大于②,且形成了C-C键;
B.反应过程中,甲烷中的C-H键断裂;
C.催化剂能加快反应速率也能减缓反应速率;
D.生成的化学方程式为。
16.【答案】C
【解析】【解答】当2v正(H2O)=v逆(HF),反应达到平衡状态,故①不符合题意;SiF4的体积分数不再变化,说明各物质的物质的量浓度不再变化,反应达到平衡状态,故②符合题意;容器内气体压强不再变化,说明气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,故③符合题意;平衡时应有4 mol H- O键断裂的同时,有4 mol H- F键断裂,故④不符合题意;该反应是在容积不变的密闭容器中进行,混合气体的体积不会变化,故⑤不符合题意。能说明反应达到平衡状态的是②③。
【分析】可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。
17.【答案】C
【解析】【解答】A. 新平衡向正反应方向移动,A项不符合题意;
B. 增大压强平衡向正反应方向移动,则说明a > c+d,B项不符合题意;
C. 平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,C项符合题意;
D. 平衡项正反应方向移动,D的浓度增大,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】将容器缩小为原来的一半的瞬间,各物质的浓度都扩大为原来的两倍,此时由于体系的压强增大了,平衡会向气体体积增大的方向的移动,结合达到新平衡是A的浓度是原来的1.6倍 而不是2倍,说明平衡向消耗A的方向移动,即平衡正移,据此判断。
18.【答案】D
19.【答案】C
【解析】【解答】A.该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应故H<0,A不符合题意;
B.该反应的活化能为,B不符合题意;
C.加入催化剂,反应热不变,C符合题意;
D.该反应的,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应;
B、该反应的活化能为akJ/mol;
C、催化剂只改变反应所需的活化能,不改变反应热;
D、该反应的反应热ΔH=(a-b)kJ/mol;
20.【答案】A
【解析】【解答】A.由丙烯与溴化氢的加成过程可知,Ⅰ和Ⅱ为反应的中间产物,故A正确;
B.由图可知,中间产物Ⅰ的能量低于Ⅱ,物质的能量越低,越稳定,则Ⅰ比Ⅱ稳定,故B错误;
C.化学反应取决于慢反应,不是快反应,由丙烯与溴化氢的加成过程可知,①和③是慢反应、②和④是快反应,所以决定两种加成方式快慢的主要步骤分别是①和③,故C错误;
D.反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,活化能E2大于E1,所以生成1-溴丙烷的速率小于生成2-溴丙烷的速率,故D错误;
故答案为:A.
【分析】一般来说,活化能越大,反应越难进行,反应速率越慢,活化能越小,越容易进行。反应速率越快,总反应速率快慢取决于反应速率慢的反应。
21.【答案】(1)-49
(2);c
(3)B;<<;<;
22.【答案】(1) 放出
(2) 还原反应 A 2
(3)
(4) 0.025mol/(L·min)
(5) ABD
(6) A
23.【答案】(1);11.2
(2)NH3;>;0.056;0.6;25
【解析】【解答】(1)①a极通入燃料N2H4,a为原电池的负极,N2H4失去电子变为N2和H+,故负极的电极反应式为:;
②每1 mol O2发生反应转移4 mol电子,该电池工作时,若有2 mol电子流经外电路,则被还原的O2的物质的量是0.5 mol,其在标准状况下的体积为V(O2)=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L;
(2)①该反应的正反应是N2与H2合成NH3,根据图示可知随着反应的进行,A物质的量增加,则A表示的是生成物NH3;
②在第4 min后,反应物、生成物的物质的量还在发生变化,生成物的物质的量增加,反应物的物质的量减少,说明反应正向进行,故第4 min时,v正>v逆;
③根据图象可知反应达到平衡时,NH3的物质的量增加了0.6 mol,则根据物质反应转化关系可知反应会消耗H2的物质的量0.9 mol,由于容器的容积是2 L,则用H2的浓度变化表示反应速率v(H2)= ;
④根据上述分析可知A表示生成物NH3,根据图象可知:在反应达到平衡时NH3增加的物质的量是0.6 mol,B减少的物质的量是0.3 mol,NH3、B在相同时间内改变的物质的量的比是0.6 mol:0.3 mol=2:1,则B表示的物质是N2。由于在相同时间内反应的物质的量的比等于方程式中化学计量数的比,故n(N2):n(NH3)=(0.8-x):(x-0.2)=1:2,解得x=0.6 mol;反应进行到4 min时,N2的转化率为:。
【分析】(1)燃料正负极判断方法:燃料做负极,氧气做正极,在书写电极反应方程式时,一定要注意电解质溶液的酸碱性。
(2)根据图像,首先列出三段式,计算即可
24.【答案】(1)B
(2)11; (能表示出反应物的总能量大于生成物的总能量,且曲线的变化趋势一致即可)
(3)0.3;D
【解析】【解答】(1) A.伐薪烧炭南山中,燃烧是放热反应,故A不正确;
B.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲,碳酸钙的分解反应是吸热反应,故B正确;
C.只要功夫深,铁杵磨成针是物理变化,故C不正确;
D.冰,水为之,而寒于水是物理变化,故D不正确;
(2)∆H=436kJ⋅mol−1+151kJ⋅ mol−1−2×299kJ⋅ mol−1=−11kJ⋅ mol−1,说明该反应为放热反应,放出11 的能量,该反应过程中能量的变化趋势如图:
(3) 末测知容器中生成了 ,依据 方程式知消耗氢气的物质的量是0.6mol, 表示的平均反应速率为 = =0.3 ,可逆反应达到最大限度,处于平衡状态,
A.可逆反应反应物 不可能全部转化为 ,故A不正确;
B.可逆反应处于平衡状态,正、逆反应速率相等且不为零,故B不正确;
C. 和 任意时刻都是以1∶1的物质的量之比反应生成 ,故C不正确;
D. 的物质的量浓度不再变化,说明可逆反应处于平衡状态,故D正确;
【分析】(1)吸热反应主要是化学变化,绝大多分解反应是吸热反应
(2)根据∆H=反应物的键能总和−生成物的键能总和进行计算即可
(3)根据v=c/t进行计算即可,考虑可以反应处于平衡状态一般是看速率是否相等或者是看浓度是否变化进行判断
25.【答案】(1)
(2)放出;46kJ
(3)b
(4);<
【解析】【解答】(1)根据化学反应速率之比等于物质对应计量数之比可知,0~50s内的平均反应速率 ;(2)该反应中反应物总键能为(3×436+946)kJ/mol=2254 kJ/mol,生成物的总键能为6×391 kJ/mol=2346 kJ/mol,反应物总键能小于生成物总键能,由此可知,生成2molNH3时,放出(2346-2254) kJ=92 kJ能量,则生成1molNH3过程中放出能量为 ;(3)a.降低温度会使化学反应速率降低,故a不正确;
b.增大压强能够增大化学反应速率,故b正确;
c.恒容时充入He气,各组分的浓度未发生改变,化学反应速率不变,故c不正确;
d.恒压时充入He气,容器体积将增大,各组分浓度将减小,化学反应速率将减小,故d不正确;
e.及时分离NH3,将使体系内压强降低,化学反应速率将减小,故e不正确;
故答案为:b;(4)由图可知,1molCH4(g)与1molCO2(g)的总能量为E1kJ,2molCO(g)与2molH2(g)的总能量为E3kJ,生成物总能量高于反应物总能量,该反应为吸热反应,则由CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为: ;反应①为慢反应,反应②为快反应,由此可知反应①的活化能大于反应②的活化能,即E4-E1>E5-E2,故E5+E1<E4+E2。
【分析】(1)根据表格中的数据,结合v=计算;
(2)根据=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算;
(3)根据影响反应速率的因素分析;
(4)根据图中反应物的总能量和生成物的总能量,以及活化能解答;
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