内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题
一、单选题(共20题)
1.由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应为HOCH2CH2CH2COOH+H2O H<0,在298K下,γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L-1,测得γ-丁内酯的浓度随时间变化的数据如图所示:
下列说法错误的是
A.在50~80min内,以γ-丁内酯的浓度变化表示的反应速率为 mol/(L⋅min)
B.在25℃时,该反应的平衡常数
C.加水降低γ-羟基丁酸的初始浓度,γ-羟基丁酸的平衡转化率减小
D.使用非水溶剂并通过共沸回流移除体系中的水,有助于提高γ-丁内酯的平衡产率
2.对于反应A2 (g)+ 3B2(g)2C(g),以下表示其化学反应速率最快的是( )
A.v(A2) =0.4mol/(L•s) B.v(B2) =0.8mol/(L•s)
C.v(C) =0.6mol/(L•s) D.v(B2) =4.2mol/(L•min)
3.亚硝酰氯(NOCl)可用做有机合成试剂。某研究小组用NO和Cl2制备NOCl,并分离回收未反应的原料,装置如图(夹持及加热装置已略去)。
已知:①;
②沸点: NOCl为-6℃,Cl2为-34℃,NO为-152℃ ;
③NOCl易水解,能与O2反应。下列说法错误的是
A.实验前先通入氩气,目的是排尽装置内的空气
B.低温浴槽B的温度区间应控制在-34℃~-6℃
C.将催化剂负载在玻璃棉上,以增大接触面积,提高反应速率
D.尾气回收的物质为NO
4.催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法正确的是
A.使用催化剂Ⅰ时,反应体系更快达到平衡
B.使用催化剂Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分2步进行
C.使用催化剂Ⅱ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
D.反应达平衡时,升高温度,R的浓度减小
5.最新研究表明,在多孔炭材料上搭载活性组分催化氧化脱硫效果明显优于传统方法,其反应机理如图所示,此时在水中浓度为。下列有关说法正确的是
A.温度过高不利于脱硫的效果
B.总反应为
C.活性炭作用是降低反应物的总能量
D.该温度下,的
6.下列有关说法正确的是
A.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
B.自发进行的化学反应的方向,应由焓判据和熵判据的复合判据来判断
C.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH > 0
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH < 0
7.在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法有
①增大反应物的浓度②升高温度③增大压强④加入催化剂
A.①②③④ B.②④ C.②③ D.①②
8.一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,2 mol X和2 mol Y 进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g),经2 min达到平衡,生成0.6 mol Z,下列说法正确的是
A.以X浓度变化表示的反应速率为0.001 mol·L-1·s-1
B.将容器体积变为20 L,Z的平衡浓度为原来的1/2
C.若增大压强,则物质Y的转化率减小
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的ΔH>0
9.下列关于化学反应的叙述正确的是
A.ΔH>0的化学反应一定不能自发进行
B.反应的熵(体系混乱度)增大(即ΔS>0)
C.非自发反应在任何条件下都不能发生
D.熵增加且放热的反应一定是自发反应
10.在一定温度下,在体积为2 L的恒容密闭容器中,某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.t时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若t=4,则0~t的X的化学反应速率为0.1 mol/(L·min)
D.温度、体积不变,t时刻充入1 mol He使压强增大,正、逆反应速率都增大
11.298K时,将20 mL 3x mol·L-1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)⇌AsO(aq)+2I-(aq)+H2O(l),溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。下列不能判断反应达到平衡的是
A.溶液的pH不再变化 B.2 v正(I-)= v逆(AsO)
C.c(AsO)/c(AsO)不再变化 D.c(I-)=2ymol·L-1
12.对于反应,该反应是放热反应。下列有关说法正确的是
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.反应使用了催化剂,目的是提高氨气的平衡转化率
C.断裂键的同时,形成键,说明该反应达到平衡状态
D.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不再改变,说明该反应达到平衡状态
13.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气催化剂
B.高压有利于N2和H2转化为
C.由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深
D.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
14.t ℃时,在体积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L-1)
0.1
0.2
0
2 min末浓度/(mol·L-1)
0.08
a
b
平衡浓度/(mol·L-1)
0.05
0.05
0.1
下列说法正确的是
A.平衡时,X的转化率为50%
B.t ℃时,该反应的平衡常数为40
C.平衡后增大体系的压强,v(正)增大,v(逆)减小,平衡向正反应方向移动
D.前2 min内,用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.04mol·L-1·min-1
15.关于化学反应速率与化学反应限度,下列说法正确的是
A.单位时间内反应物或生成物的物质的量变化越大,表示化学反应速率越快
B.化学反应速率表示化学反应进行的瞬时速率
C.可逆反应达到平衡状态时,各组分物质的量不再改变
D.可逆反应达到平衡状态时,各组分物质的量浓度变化为0,则化学反应速率为0
16.下表中针对可逆反应的平衡状态进行的操作所引起的变化分析正确的是
反应
操作
分析
A
恒压容器,向平衡体系中充入HI
体系中气体颜色加深
B
恒容容器,使平衡体系升温
体系总压降低
C
使用合适催化剂
可提高SO2的平衡转化率
D
密闭容器,压缩体积
正反应速率增大
A.A B.B C.C D.D
17.丙烯(C3H6)是一种基础化工用品,其被广泛用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、异丙醇、丙苯及丙烯酸等产品。一种利用催化剂将丙烷转化为丙烯的反应机理如图所示,下列说法错误的是
A.化合物Ⅰ是反应的催化剂
B.总反应为2C3H8+O2=2C3H6+2H2O
C.化合物Ⅶ→化合物Ⅰ的反应属于氧化还原反应
D.该催化循环过程中B原子和N原子的成键数目均发生改变
18.在某温度下,可逆反应:的平衡常数为K,下列说法正确的是
A.K越大,达到平衡时,反应正向进行的程度越大
B.K随物质浓度的改变而改变
C.K越小,达到平衡时所需的时间就越短
D.K随温度和压强的改变而改变
19.在四支试管中,在不同条件下发生反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,判断产生H2的反应速率最快的是
试管
盐酸浓度
温度
铁的形态
A
0.5 mol·L-1
20 ℃
块状
B
0.5 mol·L-1
20 ℃
粉末状
C
1 mol·L-1
35 ℃
块状
D
1 mol·L-1
35 ℃
粉末状
A.A B.B C.C D.D
20.某温度时,在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应开始至2min时,用Z表示的平均反应速率为
C.混合气体的密度不随时间的变化而变化时可以判断该反应达到平衡状态
D.反应进行到2min时,X、Y、Z的化学反应速率相等
二、非选择题(共5题)
21.锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿(主要成分是ZnS)为主要原料,涉及的主要反应有: 2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=-930 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=-221 kJ·mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3= +198 kJ·mol-1
(1)反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) =Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4= kJ·mol-1。
反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是 。
a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变
c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
(2)硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
① 写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式: ,物质B的化学式是 。
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式: ;循环II中电解过程阳极反应式是 。
22.氢气用于工业合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.2kJ·mol-1。一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如下图所示,其中t4 ﹑t5﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是
t4 。t5 。t7 。
23.肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)通过储存和分配 O2 维持人体生理活动,其原理如下:
反应Ⅰ:Mb(aq) + O2(g)MbO2(aq) ΔH1 反应Ⅱ:Hb(aq) + O2(g)HbO2(aq) ΔH2
(1)设反应I平衡时,Mb与O2的结合率为α(Mb)、氧气的分压为P(O2)。在T=37℃下的α(Mb) ~P(O2)、在P(O2)=1 kPa下的α(Mb)~T 如图所示。
①ΔH 1 0(填“>”或“<”),曲线 (填“a”或“b”)为等温线。
②下列说法正确的是 (填选项标号)。
A.其他条件不变,高烧患者体内的c(MbO2)会比其健康时高
B.其他条件不变,从低海拔地区进入高海拔地区时,人体内α(Mb)会降低
C.其他条件不变,从高海拔地区进入低海拔地区时,人体内c(HbO2)将会降低
③设反应mA(aq) + nB(g)xC(g) + yD(aq),标准平衡常数表达式,其中Pθ =100 kPa,cθ=1mol·L-1,计算37℃时反应Ⅰ的标准平衡常数Kθ为 。
(2)CO会与血红蛋白结合导致人体中毒: HbO2(aq) + CO(g)HbCO(aq) + O2(g) K=220,据研究,人体内HbCO与 HbO₂的浓度之比为1:50时,就会导致人智力受损。为避免该损伤,煤气中毒患者需要进入高压氧舱进行治疗,且必须保证吸入肺部的气体中O2与CO的体积比大于 。
24.Ⅰ.可逆反应3A(g)3B(?)+C(?) △H>0,达到化学平衡后,进行下列操作。
(1)升高温度,用“变大”“变小”“不变”或“无法确定”填空。
①若B、C都是气体,气体的平均相对分子质量 ;
②若B、C都不是气体,气体的平均相对分子质量 ;
③若B是气体,C不是气体,气体的平均相对分子质量 ;
(2)如果平衡后温度保持不变,将容器体积增大一倍,新平衡时A的浓度是原来的50%,判断B的状态是 态,C的状态是 态。
(3)某密闭容器中放入一定量的NO2,发生反应2NO2N2O4(正反应放热),达平衡后,若分别单独改变下列条件,重新达到平衡后,能使混和气体平均分子量增大的是 。
A.通入N2 B.通入NO2 C.通入N2O4 D.升高温度
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K 和温度T的关系如下表所示:
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= ;
(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:[CO2]·[H2]=[CO]·[H2O],试判断此时的温度为 ℃;
(5)830℃充入等体积的CO2 和H2 达到平衡后CO2 的转化率为 ;
Ⅲ.运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1,该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
25.一定条件下,在4L的恒容密闭容器中,A、B、C(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)下列结论能说明上述反应在该条件下已经达到反应限度的是 (填字母)。
a.
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c. A、B、C三种物质的浓度保持不变
d.混合气体的密度不变
e.气体A的消耗速率等于气体C的生成速率
f.体系总压强不变
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
B
A
A
B
B
A
D
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
D
C
A
C
D
D
A
D
B
1.C
A.50~80 min内γ-丁内酯的浓度改变了0.071 mol/L-0.050 mol/L=0.021 mol/L,则用γ-丁内酯的浓度变化表示反应速率υ(γ-丁内酯)0.0007 mol•L-1•min-1,A正确;
B.由图中数据可知,25℃时,该反应的平衡常数K==2.75,B正确;
C.根据该反应的平衡常数K=,温度不变平衡常数不变可知,若将γ-羟基丁酸的初始浓度降低,体系中水含量增多,平衡不移动,γ-羟基丁酸的平衡转化率不变,C错误;
D.将反应溶剂更换为非水溶剂并通过共沸回流的方式移除体系中的水分,及时分离出γ-丁内酯,能够使上述平衡正向移动,有助于提高γ-丁内酯的平衡产率,D正确;
答案选C。
2.A
利用反应速率与对应化学计量数的比值来比较反应的快慢,比值越大,反应速率越快,即将速率均化成A来比较,A、v(A2) =0.4mol/(L•s);B、v=mol/(L•s);C、v==0.3mol/(L•s);D、=0.023mol/(L•s),故答案选A。
3.B
通过实验原理可知,进气端为和,经过催化剂使其反应制备;经过低温浴槽A降温,使冷凝,得到产品;再经过低温浴槽B降温,使冷凝,防止逸出,污染空气;剩下NO经过无水氯化钙干燥后,进行回收,据此分析作答。
A.通入和前先通入氩气,作用是排尽装置中的空气,防止产物与空气中的氧气反应,防止遇空气中的水而水解,A正确;
B.为分离产物和未反应的原料,低温溶槽A使冷凝,得到产品,则温度区间应控制在或,再经过低温浴槽B降温,使冷凝,防止逸出,污染空气,低温浴槽B的温度区间应控制在-34℃以下,B错误;
C.将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是增大与气体的接触面积,加快反应速率,C正确;
D.由分析可知尾气回收的物质为NO,D正确;
故选B。
4.A
A.使用催化剂Ⅰ时,反应的活化能更小,反应速率更大,体系更块达到平衡,故A正确;
B.由反应历程图可知,使用催化剂Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,故B错误;
C.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,故C错误;
D.由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,达平衡时升高温度平衡逆向移动,R的浓度增大,故D错误;
答案选A。
5.A
A.温度过高,和溶解氧的溶解度下降,不利于脱硫的效果,故A正确;
B.由图可知,该反应的总反应方程式为,反应的,反应能自发进行说明,,则反应的,总反应为放热反应,故B错误;
C.根据题目信息,活性炭具有催化氧化效果,可降低反应的活化能,但不能降低反应物的总能量,故C错误;
D.在水中浓度为,即,由图可知,故,故D错误;
故答案为A。
6.B
A.熵值指的是物质的混乱程度,同一物质的固、液、气三种状态混乱程度不同,所以熵值不同,A项错误;
B.自发进行的化学反应的方向,不能凭焓判据或熵判据单一判据、应由焓判据和熵判据的复合判据来判断,B项正确;
C. 根据反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)可知,熵值减小,所以在室温下若该反应的ΔH<0,可以使ΔG<0,反应可以自发进行,C项错误;
D. 反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的熵值增加,当ΔH>0时,常温下可使ΔG>0,所以反应不能自发进行,D项错误;
答案选B。
7.B
增大反应物的浓度和增大压强,只能增大活化分子数,不能增大活化分子百分数,升高温度提高了分子的能量,既能增大活化分子数,又能增大活化分子百分数,加入催化剂,降低了活化能,既能增大活化分子数,又能增大活化分子百分数,故B正确
8.A
A.Z的浓度变化为0.6 mol/10 L=0.06mol·L-1,Z的反应速率为0.06 mol·L-1/2 min=0.03mol·L-1·min-1,所以用X表示的反应速率为0.06 mol·L-1·min-1,若用mol·L-1·s-1表示,为0.001 mol·L-1·s-1,A正确;
B.将容器的体积增大为原来的2倍,则平衡向逆反应方向移动,Z的浓度小于原来的1/2,B错误;
C.增大压强,平衡向正反应方向移动,Y的转化率增大,C错误;
D.升高温度X的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,D错误;
答案选A。
9.D
A. 反应是否自发进行由ΔG=ΔH-TΔS决定,ΔG<0的反应能自发进行,ΔH>0,ΔS>0的反应在高温条件下能自发进行,如碳酸氢铵的分解反应,故A错误;
B. 反应物为气体,生成物为液体,该反应是熵减少的反应,故B错误;
C. 非自发反应在改变温度的条件下使ΔG<0,则反应就能自发进行,故C错误;
D. 熵增加且放热的反应,ΔS>0,ΔH<0,ΔG=ΔH-TΔS始终小于0,反应一定是自发反应,故D正确;
故选D。
10.C
A.根据图示可知:在0~t min内,X减少0.8 mol,Y增加1.2 mol,Z增加0.4 mol,则X是反应物,Y、Z是生成物, X、Y、Z变化的物质的量的比为2:3:1;t min后各种物质都存在且物质的量不变,说明反应是可逆反应,因此该反应方程式为2X3Y+Z,A错误;
B.化学平衡是动态平衡,当反应进行到t min时,正、逆反应速率相等,但不等于0 ,因此反应仍然在继续进行,反应达到化学平衡状态,B错误;
C.若t=4,则0~t的X的物质的量减小0.8 mol,由于容器容积是2 L,则用X的浓度变化表示的化学反应速率为v(X)==0.1 mol/(L·min),C正确;
D.温度、体积不变,t时刻充入1 mol He使压强增大,由于反应混合物的浓度不变,因此正、逆反应速率都不变,D错误;
故合理选项是C。
11.B
A.溶液pH不变,则氢氧根离子的浓度也保持不变,反应达到了化学平衡状态,A项正确;
B.平衡时同种物质表示正逆反应速率时,速率相等,不同物质表示正逆反应速率时,速率比应该等于化学计量系数之比,所以v正(I-)= 2v逆(AsO),B项错误;
C.c(AsO)/c(AsO)不再变化,说明各物质的浓度不再发生变化,反应达到化学平衡,C项正确;
D.由图可知,当c(AsO)=ymol/L时,浓度不再变化,达到化学平衡状态,有化学方程式可知此时c(I-)=2ymol·L-1,D项正确;
故答案为B。
12.D
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率也增大,A错误;
B.催化剂不能使平衡移动,不能提高氨气的平衡转化率,B错误;
C.断裂键的同时,不可能形成键,不能说明该反应达到平衡状态,C错误;
D.在恒温恒容条件下,压强为变量,当反应体系压强不再改变,说明该反应达到平衡状态,D正确;
故选D。
13.C
A.氯水中存在平衡:,排饱和食盐水时,增大,化学平衡逆向移动,减少Cl2的溶解,消耗,有利于Cl2的收集,A不符合题意;
B.反应的正反应是气体体积减小的反应,在平衡时增大压强,化学平衡正向进行,有利于合成氨气,B不符合题意;
C.反应是反应前后气体物质的量不变的反应,增大压强,物质的浓度增大,气体颜色加深,但化学平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.Fe(SCN)3的溶液中存在化学平衡:,在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,发生反应,导致c(Fe3+)降低,化学平衡逆向进行,c[Fe(SCN)3]降低,因此溶液颜色变浅或褪去,D不符合题意;
故合理选项是C。
14.A
A.根据所给数据平衡时Δc(X)=(0.1-0.05)mol/L=0.05mol/L,所以转化率为×100%=50%,A正确;
B.平衡常数K===1600,B错误;
C.增大压强,正逆反应速率都增大,C错误;
D.前2 min内,v(X)=mol·L−1·min−1= 0.01mol·L-1·min-1,速率之比等于化学计量数之比,则v(Y)=3v(X)=0.03 mol·L-1·min-1,D错误;
综上所述答案为A。
15.C
A.单位时间内物质的量浓度变化越大,表示化学反应速率越快,A项错误;
B.化学反应速率表示化学反应进行的平均速率,B项错误;
C.可逆反应达到平衡状态时,各组分物质的量不再改变,C项正确;
D.可逆反应达到平衡状态时,化学反应速率不为0,D项错误;
故选C。
16.D
A.的反应前后化学计量数相同,在恒压容器,向平衡体系中充入HI,建立新平衡时,各物质的浓度不变,体系中气体颜色不变,故A错误;
B.为放热反应,恒容容器,升高温度,平衡逆向移动,气体的物质的量增大,体系总压升高,故B错误;
C.使用催化剂,平衡不移动,不能提高SO2的平衡转化率,故C错误;
D.的反应前后化学计量数相同,密闭容器,压缩体积,物质的浓度增大,正、逆反应速率均增大,故D正确;
故选D。
17.D
A.由反应机理图可知化合物Ⅰ参与第一步反应,最终又生成,是反应的催化剂,A项正确;
B.由历程图可知该催化历程的反应物有C3H8和氧气,最终产物为水和丙烯总反应为2C3H8+O2=2C3H6+2H2O,B项正确;
C.化合物Ⅶ→化合物Ⅰ中氧元素由0价变为-2价,该步反应属于氧化还原反应,C项正确;
D.该催化循环过程中B原子和N原子的成键数目始终为3,均未发生改变,D项错误;
故选D。
18.A
A.平衡常数表示反应进行的程度,K越大,达到平衡时,反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A正确;
B.K只受温度影响,K不会随物质浓度的改变而改变,B错误;
C.平衡常数表示反应进行的程度,K越小,反应正向进行的程度越小,K的大小与反应速率无关,C错误;
D.K只受温度影响,K不会随压强的改变而改变,D错误;
答案选A。
19.D
温度越高、浓度越大、接触面积越大,则反应速率越大,选项C、D中盐酸浓度大、温度高,D中是粉末状,接触面积大,则D中反应速率最快。
故选D。
20.B
A.由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,为反应物,Z的物质的量增多,为生成物,当反应进行到2min时,Δn(X)=0.3mol,Δn(Y)=0.1mol,Δn(Z)=0.2mol,则Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=3:1:2,则反应的化学方程式为,故A错误;
B.反应开始至2min末,Z的反应速率,故B正确;
C.反应前后气体的总质量不变,体积固定,所以密度始终不变,因此不能作为判断平衡的标志,故C错误;
D.同一时间段内各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,根据方程式可知,速率不相等,故D错误。
综上所述,答案为B。
21. -377.5 b d SO2
(1)根据盖斯定律,反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) = Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4=H1-H2+H3=-337.5kJ·mol-1。
该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行, CO2与H2O(g)浓度不变,一定平衡;反应中气体的物质的量是变量,容器中气体的压强不再改变一定达到平衡状态;v(NH3)正 : v(H2O)逆 =2:1达到平衡状态;反应中气体的质量是变量,容器中混合气体的密度为变量,密度不再改变一定达到平衡状态。
(2)硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。 ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
①写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式:,根据元素守恒,物质B的化学式是SO3。
②硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式:;循环II中电解过程阳极反应式是。
22. 加入催化剂 减小NH3浓度 降温
t4时刻正逆反应速率均变大且相等,所对应的实验条件改变是使用催化剂;t5时刻正反应速率不变,而逆反应速率减小,则说明生成物浓度减小,所对应的实验条件改变是减小NH3浓度;t7时刻正逆反应速率均小,且逆反应速率更小,平衡正向移动,所对应的实验条件改变是降温;
23.(1) < b B 200
(2)11000
(1)①增大压强,平衡正向移动,α(Mb)增大,所以曲线b为等温线;根据P(O2)=1 kPa下的α(Mb)~T曲线,Mb与O2的结合率为α(Mb)随温度升高而降低,可知ΔH 1<0。
②A.其他条件不变,α(Mb)随温度升高而降低,高烧患者体内的c(MbO2)会比其健康时低,故A错误;
B.其他条件不变,从低海拔地区进入高海拔地区时,氧气的压强减小,Mb(aq) + O2(g)MbO2(aq)平衡逆向移动,人体内α(Mb)会降低,故B正确;
C.其他条件不变,从高海拔地区进入低海拔地区时,氧气的压强增大,Hb(aq) + O2(g)HbO2(aq)平衡正向移动,人体内c(HbO2)将会升高,故C错误;
选B。
③设Mb的初始浓度为a,37℃,P(O2)=2 kPa时,α(Mb)=80%,37℃反应Ⅰ的标准平衡常数Kθ=。
(2)CO会与血红蛋白结合导致人体中毒: HbO2(aq) + CO(g)HbCO(aq) + O2(g) K=220,据研究,人体内HbCO与 HbO₂的浓度之比为1:50时,就会导致人智力受损。为避免该损伤,煤气中毒患者需要进入高压氧舱进行治疗,且必须保证吸入肺部的,要保证人体内HbCO与 HbO₂的浓度之比小于1:50,气体中O2与CO的体积比大于11000。
24. 变小 不变 变小 气 液或固 BC 吸热 BC 830 50% 不能
Ⅰ.(1)反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,结合物质的状态判断相对分子质量的变化;
(2)如果平衡后保持温度不变,将容器体积增加一倍,新平衡时A的浓度是原来的50%,则说明平衡不移动,反应物气体的计量数等于生成物气体的计量数;
(3)能使混合气体平均相对分子质量减小,根据M=mn,反应前后质量守恒,n减小即可,应是平衡向正反应方向移动,结合温度、压强对平衡移动的影响解答该题;
Ⅱ. (1)K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;
(2)由表格中数据可知,温度越高K越大;
(3)结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定,平衡状态下正逆反应速率相同,各组分含量保持不变;
(4)根据达到平衡状态的标志和判断方法解题;
(5)根据三段式结合转化率的定义求解;
Ⅲ. (1)根据反应能否自发进行的判据:△H-T△S<0,反应自发进行,代入数据来计算。
Ⅰ. (1)反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,结合物质的状态判断相对分子质量的变化;
①若B. C都是气体,气体的总质量不变,但物质的量增大,则气体的平均相对分子质量变小,故答案为变小;
②若B. C都不是气体,气体只有A,则气体的平均相对分子质量不变,故答案为不变;
③若B是气体,C不是气体,气体的物质的量不变,但气体的质量减小,则相对分子质量减小,故答案为变小;
(2)如果平衡后保持温度不变,将容器体积增加一倍,如平衡不移动,则新平衡时A的浓度是原来的50%,符合题意,则说明平衡不移动,反应物气体的计量数等于生成物气体的计量数,所以B为气体,C为固体或液体,故答案为气;固或液;
(3)根据M=,能使混合气体平均相对分子质量减小,反应前后质量守恒,只要n减小即可,应是平衡向正反应方向移动。
A. 通入N2,不会引起化学平衡的移动,A项错误;
B. 通入NO2,压强增大,平衡正向移动,n减小,能使混合气体平均相对分子质量增大,B项正确;
C. 通入N2O4,压强增大,平衡正向移动,n减小,能使混合气体平均相对分子质量增大,C项正确;
D. 升高温度,平衡逆向移动,n增大,所以使混合气体平均相对分子质量减小,D项错误;
故答案为BC;
Ⅱ. (1)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=;
(2)由表格中数据可知,温度越高K越大,可知升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,故答案为吸热;
(3)A.该反应为气体体积不变的反应,容器中压强始终不变,不能判定平衡,A项错误;
B. 混合气体中c(CO)不变,符合平衡特征“定”,达到平衡状态,B项正确;
C. v正(H2)=v逆(H2O),符合平衡特征“等”,达到平衡状态,C项正确;
D. c(CO2)=c(CO),与起始量、转化率有关,不能判定平衡状态,D项错误;
故答案为BC;
(4)某温度下,平衡浓度符合下式::[CO2]·[H2]=[CO]·[H2O],则根据K的表达式可知K==1,结合表中数据可知,温度为830℃,故答案为830;
(5)同条件下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,也等于密闭容器中气体的浓度之比,则830℃充入等体积的CO2 和H2,设起始量均为1,CO2转化量为x,则
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1 1 0 0
转化量(mol/L) x x x x
平衡量(mol/L) 1-x 1-x x x
因此温度下K=1,则=1,即x=0.5,,故达到平衡后CO2 的转化率为=50%,故答案为50%;
Ⅲ. C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) 自由能复合判据ΔG=ΔH-TΔS,只有当ΔG小于0时反应才能自发进行,因ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1,带入数据得△H−T△S=131.3 kJ·mol-1−T×133.7×0.001 kJ·mol-1·K-1,在低温下,该值一定是大于0的,所以不能在低温下自发进行,故答案为不能。
25.(1)2A+B⇌2C
(2)bcf
根据图像分析,A、B的物质的量减少为反应物,C的物质的量增多为生成物,同一时间的反应中物质的量的该变量之比为系数之比,则;
(1)根据分析,化学方程式为;
故答案为:;
(2)a.任何时刻,反应的速率之比为系数之比,故a不能代表达到反应限度,a不符合题意;
b.,反应前后质量相等,物质的不等,故平均相对分子质量不变代表达到反应限度,b符合题意;
c.当各个浓度保持不变,代表达到反应限度,c符合题意;
d.根据可知,因为质量守恒,所以反应前后的质量是不变的,恒容容器中,体积不变,故密度始终不变,故d不能代表达到反应限度,d不符合题意;
e.气体A的消耗速率为正反应速率,气体C的生成速率为正反应速率,故e不能代表达到反应限度,e不符合题意;
f.反应前后系数不同,故当总压强不变的时候代表反应达到平衡,f符合题意;
故答案为:bcf。
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