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.某温度下,反应的平衡常数,则相同温度下,反应的平衡常数为
A.100 B.20 C.0.05 D.0.01
2.反应A(g)+3B(g) 2C(s)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A.v(A)=0.15mol/(L·min) B.v(B)=0.015 mol/(L·s)
C.v(C)=0.80 mol/(L·min) D.v(D)=0.45 mol/(L·min)
3.在一固定容积的密闭容器中,充入2molA和1molB发生反应:2A(g)+B(g)⇌xC(g),达到平衡时,C的物质的量浓度为0.9mol/L。若维持容器体积和温度不变,按0.6molA,0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡后,C的物质的量浓度也为0.9mol/L,则x的值为
A.只能为2 B.只能为3 C.只能为4 D.可能为2或3
4.已知卤化氢生成的平衡常数如下(25℃):
化学方程式
平衡常数
则与反应最完全的卤素是
A. B. C. D.
5.下列实验过程可以达到实验目的的是
选项
实验目的
实验过程
A
配制0.4000mol·L-1的NaOH溶液
称取4.0g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解后,立即转移至250 mL容量瓶中,定容
B
探究维生素C的还原性
向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
C
制取并纯化氯气
向稀盐酸中加入锌粒,之后将生成的气体依次通过浓硫酸、NaOH溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入5% H2O2溶液,观察实验现象
A.A B.B C.C D.D
6.甲醇和水蒸气在催化剂下发生重整制氢反应:。下列说法正确的是
A.正反应的活化能比逆反应的活化能低
B.恒压条件下充入Ne,有利于提高甲醇平衡转化率
C.催化剂利于平衡正向移动,使其平衡常数增大
D.当混合体系密度恒定时,反应达到平衡状态
7.下列说法正确的是
A.能自发进行的反应一定能迅速发生
B.室温下不能自发进行,说明该反应的
C. ,该反应在一定温度下自发进行
D.加入合适的催化剂能降低反应的活化能,改变反应的焓变,使非自发反应转化为自发反应
8.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生,其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中,反应Ⅲ发生在氧化塔中,不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是
温度/K
化学平衡常数
反应Ⅰ:4NH3+5O2=4NO+6H2O
反应Ⅱ:4NH3+3O2=2N2+6H2O
反应Ⅲ:2NO+O2=2NO2
500
1.1×1026
7.1×1034
1.3×102
700
2.1×1019
2.6×1025
1.0
A.使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂不能增大氧化炉中NO的含量
B.通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
C.通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步降低温度
9.关于图中各装置的叙述不正确的是
A.装置①模拟铁制品镀铜可用溶液作电镀液
B.装置②能探究浓度对锌与稀硫酸化学反应速率的影响
C.装置③可通过球内气体颜色的深浅判断温度对平衡的影响
D.装置④在充电时,应将电源的负极连接在Pb电极上
10.某小组同学设计实验探究镁与铵盐溶液的反应,实验数据如下:
实验编号
①
②
③
④
溶液种类
1 mol/L的NH4Cl
0.5 mol/L的(NH4)2SO4
0.1 mol/L的NH4Cl
H2O
V(溶液)/mL
100
100
100
100
实验现象
有气体产生,并产生白色沉淀
有气体产生,并产生白色沉淀
有气体产生,并产生白色沉淀
几乎看不到现象
6 h时V(H2)/mL
433
255
347
12
根据上述实验数据所得结论正确的是
A.实验②中发生的反应为
B.由实验①③可得,溶液中c(Cl-)越大,反应速率越快
C.由实验①②可得,溶液中阴离子的种类对产生H2的速率有影响
D.由实验①~④可得,溶液的pH越小,产生H2的速率越快
11.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.硫酸工业中,增大的浓度有利于提高的转化率
B.开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
C.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
D.利用反应制取金属钾,选取适宜的温度
12.二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.
Ⅱ.
在密闭容器中,、、时,平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如题图所示。
的选择性可表示为%。
下列说法不正确的是
A.的物质的量的曲线为B
B.CO的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.在505℃,反应Ⅱ的平衡常数
D.平衡转化率随温度的上升先下降后上升
13.工业上,用天然气处理废气中的NO2的反应为:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g) +N2(g) +2H2O(g) △H。某小组在刚性密闭容器充入l mol CH4(g)和2 mol NO2(g)在不同温度T1、T2下发生上述反应,测得NO2(g)的浓度(mol/L)随时间变化如下表所示。下列叙述错误的是
0
5min
10min
15min
20min
25min
T1
1.00
0.70
0.65
0.60
0.60
0.60
T2
1.00
0.80
0.70
0.65
0.50
0.50
A.温度为T1时,5~10 min内,v(CH4)=0.005 mol/(L·min)
B.上述反应温度:T1>T2
C.该反应△H>0
D.温度为T2时,上述反应的平衡常数K=0.25
14.二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=﹣164.7kJ•mol﹣1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ•mol﹣1
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:4时,CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为100%。下列说法正确的是
A.反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=﹣205.9kJ•mol﹣1
B.CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D.450℃时,提高的值或增大压强,均能使CO2平衡转化率达到X点的值
15.在温度不变的4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2 mol C,经测定,D的浓度为0.5 mol·L-1,下列判断正确的是
A.x=1 B.达到平衡时,气体总的物质的量不变
C.B的转化率为80% D.平衡时A的浓度为1.50 mol·L-1
16.已知反应 ,将和按一定比例通入恒温恒压的密闭容器中,反应相同时间后,的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.b点 B.逆反应速率:
C.平衡常数值: D.反应在a、c、d点均达到平衡状态
17.直接电催化 NO 使其转化为 NH3发展前景良好,分别用 Cu、Co、Cu@Co作电极材料的反应历程中的能量变化如图1所示。已知:催化剂表面对 NO的吸附能决定 NO的催化效率,NO在Cu、Co、Cu@Co 三种电极材料上的吸附能如图2所示(用“*”表示吸附在催化剂表面上的物种)。
下列说法错误的是
A.Cu 作电极材料时,决速步骤活化能为0.23 eV
B.中间体 NHOH空间结构呈直线形
C.中间体NH2OH中氮元素的化合价为-1
D.Cu@Co作电极材料时,NO的催化效率最高
18.一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应N2(g)+O2(g) 2NO(g),下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度不变
C.曲线b对应的条件改变可能是充入氩气
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH>0
19.下列实验能达到实验目的的是
A.检验和水反应的气体产物
B.实验室制氨气
C.探究压强对平衡的影响
D.比较Cl、Br、S元素的非金属性
A.A B.B C.C D.D
20.在某容积可变的密闭容器中加入等量的A、B混合气体共4mol,发生反应:mA+nBpC,保持一定温度,改变压强分别达到平衡时,测得不同压强下气体A的物质的量浓度如表:
压强p/Pa
2×105
5×105
1×106
3×106
c(A)/mol·L-1
0.08
0.20
0.40
0.80
下列说法一定正确的是
A.保持一定温度,增大压强,平衡正向移动
B.当压强为3×106Pa时,此反应的平衡常数表达式:Kp=
C.反应平衡后若增大压强,则新平衡的逆反应速率大于原平衡的逆反应速率
D.若再向体系中加入bmolB,当重新达到平衡时,体系中A、B、C总物质的量为(4+b)mol
二、非选择题(共5题)
21.在FeCl3(aq)+3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)的平衡体系中,回答下列问题:(填“正向”、“逆向”、“不”)
(1)在溶液中加入少量的KSCN固体,平衡 移动。
(2)在溶液中加入少量的KCl固体,平衡 移动。
(3)在溶液中加入少量的NaOH固体,平衡 移动,理由是: 。
22.氢气、甲烷、甲醇等都是优质的清洁燃料,通常用于制作燃料电池。
(1)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。该反应的平衡常数表达式为 。则T1 T2(填“<”“>”或“=”下同),A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为 。
②120℃时,将1molCH4和2molH2O(g)通入容积为1L的密闭容器中发生反应,不能说明该反应已经达到平衡状态的是 。
a.混合气体的相对分子质量恒定
b.容器内气体密度恒定
c.容器内的压强恒定
d.单位时间内消耗0.3molCH4同时生成0.9molH2
e.3v正(CH4)=v逆(H2)
(3)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。放电时,Li+在电解质中向 迁移,负极的电极反应式为 充电时,若转移xmole-,石墨(C6)电极将增重 g
23.有科学家正在研究用碳与一氧化氮反应处理环境问题
C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)△H
(1)实验方案中有下列措施:①采用加热提高反应速率,②使用催化剂提高反应速率,③使用加压提高NO转化率,④使CO2转化成干冰从体系用脱离,提高NO的转化率,你认为可行的是 。
(2)这个反应的平衡常数表达式是 ;
(3)在恒容恒温密闭容器中,科学家得到下列实验数据
时间(min)
浓度(mol/L)
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
反应在该温度下的平衡常数K= ;
(4)若在(3)的实验中30min时开始升温,36min时达平衡,测得NO的转化率变为50%,则该反应的△H 0(填“>”、“<”、“=”),判断的理由是 ;
(5)若科学家在30min后改变了某一条件,反应进行到40min时达平衡浓度分别为c(NO)=0.032mol/L,c(N2)=0.034mol/L,c(CO2)=0.017mol/L,则改变的条件可能是 ,判断的依据是 。
24.在某温度时,A+B⇌2C反应达到平衡。
(1)如果B为气态,增加体系的压强时,B的含量增加,则A为 态或 态,C为 态。
(2)如果升高温度,C的平衡浓度增大,则正反应方向是 热反应。
(3)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
Cu(s)+2H+=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ·mol-1
H2O2(l)= H2O(l)+ 1/2O2(g) ΔH=-98.23kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为 。
25.用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如表,(KMnO4溶液用稀硫酸酸化),实验装置如下图:
实验序号
A溶液
B溶液
①
20mL0.1H2C2O4溶液
30mL0.0lKMnO4溶液
②
20mL0.2H2C2O4溶液
30mL0.01KMnO4溶液
(1)该反应的化学方程式为
(2)该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。
(3)若实验①在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下),则在2min末,= 。(假设混合溶液体积为50mL)
(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。(一条即可)
(5)小组同学发现反应速率随时间的变化如下图所示,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:① ;② 。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
A
A
B
B
C
D
C
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
C
B
B
C
B
BD
A
D
1.D
平衡常数指可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积相比所得的比值.由此可知:相同温度下,①对同一可逆反应逆反应平衡常数与正反应平衡常数的关系是互为倒数.②化学计量数变为原来的n倍,平衡常数变为原来的n次方。
某温度下,反应的平衡常数,所以相同温度下,的平衡常数为=0.1,则反应的平衡常数为=0.01。
故选D。
2.B
不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
A. v(A)=0.15mol/(L·min)=0.15 mol•L-1•min-1;
B.v(B)=0.015 mol•L-1•s-1=0.9 mol•L-1•min-1,=0.3 mol•L-1•min-1;
C.C为固体,浓度始终不变,不能用来表示化学反应速率,故C不选;
D. v(D)=0.45 mol/(L·min),=0.225 mol•L-1•min-1;
反应速率v(B)>v(D)>v(A),故选B。
【点睛】本题考查化学反应速率快慢比较,利用比值法可以迅速判断,也可以转化为同一物质表示的速率进行比较。本题的易错点为C,要注意C为固体,不能用单位时间内固体的变化来表示化学反应速率。
3.A
在恒温恒容下,充入2molA和1molB与充入0.6molA、0.3molB和1.4molC达到平衡后,C的物质的量浓度为0.9mol/L,说明两个平衡为完全等效平衡,按化学计量数转化到左边,应该满足:n(A)=2mol、n(B)=1mol,则:0.6mol+×2=2mol,解得:x=2,另外,对于反应前后气体的计量数之和相等的反应,物质的投料呈相同比例时也是等效平衡,因为起始浓度不等,最终平衡浓度不等,所以x只能为2,答案选A。
【点睛】选项A为易错点,注意反应前后气体体积相等时的等效平衡的情况。
4.A
K值越大,说明反应的正向程度越大,HF反应平衡常数最大,F2转化率最大,进行程度最完全;
故选A。
5.B
A.氢氧化钠溶于水放热,因此溶解后需要冷却到室温下再转移至容量瓶中,A错误;
B.氯化铁具有氧化性,能被维生素C还原为氯化亚铁,从而使溶液颜色发生变化,所以向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,通过观察颜色变化可以探究维生素C的还原性,B正确;
C.向稀盐酸中加入锌粒,生成氢气,由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气,因此将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸,C错误;
D.反应的方程式为HSO+H2O2=SO+H++H2O,这说明反应过程中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对反应速率的影响,D错误。
故选:B。
6.B
A.对于反应,为吸热反应,正反应的活化能比逆反应的活化能高,故A错误;
B.恒压条件下充入Ne,体积增大,浓度减小,平衡向气体分子数增大的方向移动,故有利于提高甲醇平衡转化率,故B正确;
C.催化剂能加快反应速率,但对平衡移动无影响,故C错误;
D.如果是定容容器,混合体系密度恒定,无法判断反应是否达到平衡状态,如果不是定容容器,混合体系密度恒定,可以判断反应达到平衡状态,故D错误;
答案选B。
7.C
A.自发进行的反应需要一定的反应条件才能进行,不一定能实际发生,A错误;
B.该反应是熵值增加的反应,△S>0,△H-T△S<0,反应才能自发,由于在室温下不能自发进行,则该反应的,B错误;
C.△H-T△S<0,反应才能自发, ,△S>0,该反应在高温下能自发进行,所以化学反应在一定温度下能自发进行,C正确;
D.催化剂通过降低反应活化能加快反应速率,但不能改变反应的焓变,D错误;
故选C。
8.D
A.催化剂具有选择性,选择适合反应Ⅰ的催化剂以加快反应Ⅰ的速率,抑制反应Ⅱ的发生,从而增大氧化炉中NO的含量,A错误;
B.由表中平衡常数数据可知:在相同温度时,反应Ⅱ的进行程度远大于反应Ⅰ,所以通过改变氧化炉的温度只能促进反应Ⅱ而抑制反应Ⅰ的发生,B错误;
C.反应Ⅰ和Ⅱ正向均是气体体积增大的反应,增大压强或减小压强对反应Ⅰ和Ⅱ的影响相同,不可能通过改变压强达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的目的,C错误;
D.根据500℃、700℃时反应Ⅲ的平衡常数K数值可知:反应Ⅲ的正向是放热反应,温度过高会抑制反应Ⅱ的发生,所以氧化炉出气在进入氧化塔前应降温处理,D正确;
故合理选项是D。
9.C
A.铁制品镀铜过程为减少副反应发生的同时增加电镀液的导电性,所以应选CuSO4溶液作电镀液,A正确;
B.根据注射器活塞移动的距离及所用时间,可以粗略计算该反应的反应速率,描述正确,B正确;
C.可逆反应 ,升高温度反应向生成NO2方向移动,颜色加深,冷水一侧NO2浓度较大,C错误;
D.装置④当电池充电时,铅与电源负极相连,二氧化铅与电源正极相连,D正确;
故选C。
10.C
A.(NH4)2SO4水解产生NH3∙H2O和H+,使溶液显酸性,Mg与酸性溶液反应产生Mg2+和H2,Mg2+与NH3∙H2O反应产生Mg(OH)2沉淀和,故该反应的离子方程式为:,题目已知的离子方程式不符合反应事实,电荷也不守恒,原子也不守恒,A错误;
B.实验①③中,浓度不同,无法得出c(Cl-)越大,反应速率越快的结论,B错误;
C.实验①②中溶液中浓度相同,故阴离子种类不同,反应速率不同,可见阴离子的种类对产生H2的速率有影响,C正确;
D.实验②中0.5 mol/L的(NH4)2SO4溶液pH小于实验③中0.1 mol/L的NH4Cl溶液,但是产生氢气的速率更慢,因此不能得到结论:溶液的pH越小,产生H2的速率越快,D错误;
故合理选项是C。
11.C
A.硫酸工业中,增大的浓度,反应正向移动,有利于提高的转化率,能用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B.开启啤酒瓶后,瓶中压强减小,反应逆向移动,瓶中马上泛起大量泡沫,能用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C.钢铁在潮湿的空气中容易生锈,主要发生电化学腐蚀,与平衡无关,不能用勒夏特列原理解释,故C符合题意;
D.利用反应制取金属钾,选取适宜的温度,K以气体的形式逸出,使平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,故D不符合题意;
故选C。
12.C
从图中看出,温度低于300℃时,平衡后的反应体系中A、B物质的量约为2mol、1mol,D、E物质的量约为0,反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,随温度升高反应Ⅰ平衡逆向移动、反应Ⅱ平衡正向移动,导致的物质的量减小、的物质的量增加,结合碳原子守恒含碳物质总量为1mol,的物质的量最大不超过1mol,则B曲线代表的物质的量,A代表,C代表,E代表,D代表。
A.根据上述分析可知,的物质的量的曲线为B,A正确;
B.随温度升高反应Ⅱ平衡正向移动,的物质的量增加,的平衡选择性随着温度的升高而增加,B正确;
C.在505℃,,设平衡时生成的物质的量为xmol、的物质的量为ymol,根据三段式分析,、,平衡时,解得,则平衡时,反应Ⅱ的平衡常数,C错误;
D.从图中可看出,代表的D曲线,温度低于300℃时几乎为0,即平衡转化率几乎等于100%,随温度的升高增加,则平衡转化率降低,600℃之后,减小,则平衡转化率升高,故平衡转化率随温度的上升先下降后上升,D正确;
答案选C。
13.C
A.温度为T1时,5~10 min内,v(NO2)=,v(CH4)==0.005 mol/(L·min),故A正确;
B.观察表格数据,其他条件相同,T1℃下,NO2浓度变化较快,速率较大,即温度较高;降温时平衡常数增大,反应温度:T1>T2,故B正确;
C.由上述分析可知反应温度:T1>T2,观察平衡时NO2浓度知,T1℃→T2℃时降低,平衡时NO2浓度减小,说明平衡向正反应方向移动,即正反应是放热反应,△H<0,故C错误;
D.NO2(g)的起始物质的量为2mol,起始浓度为1mol/L,则溶液体积为2L,结合表中数据列三段式:
,平衡常数K==0.25,故D正确;
故选:C。
14.B
A.根据盖斯定律可知反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变,故A错误;
B.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=﹣164.7kJ•mol﹣1该反应为放热反应,CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低,故B正确;
C.由图可知温度范围约为350-400℃时二氧化碳实际转化率最高,催化剂的活性最大,此时为最适温度,温度继续增加,催化剂活性下降,故C错误;
D.450℃时,提高的值可以看做氢气不变,增大二氧化碳的量,CO2平衡转化率降低,不能达到X点,增大压强,第一个反应正向移动,能使CO2平衡转化率达到X点的值,故D错误;
故答案为B。
15.B
达到平衡时,生成了2mol C,经测定,D的浓度为0.5mol•L-1,生成D为0.5mol/L×4L=2mol,生成C、D的物质的量相同,化学方程式的化学计量数之比等于参与反应的物质的物质的量之比,则x=2,A减少了3mol,平衡时A的物质的量为6mol-3mol=3mol,B减少了1mol,平衡时B的物质的量为5mol-1mol=4mol。
A.由分析可知,x=2,A错误;
B.反应前气体的总物质的量为6mol+5mol=11mol,达平衡时,气体的总物质的量为3mol+4mol+2mol+2mol=11mol,气体的总物质的量不变,B正确;
C.B的转化率为100%=20%,C错误;
D.平衡时A的物质的量为6mol-3mol=3mol,浓度为=0.75mol/L,D错误;
答案选B。
16.C
A.正反应放热,降低温度平衡正向移动,b对应温度下氨气的平衡百分含量大于c点,则b点反应没有达到平衡状态,反应正向进行,,故A错误;
B.a点温度低、氨气的浓度小,d点温度高、氨气的浓度大,所以逆反应速率:,故B错误;
C.正反应放热,温度越高,平衡常数越小,平衡常数值:,故C正确;
D.正反应放热,降低温度平衡正向移动,a对应温度下氨气的平衡百分含量大于c点,所以反应在a点未达到平衡状态,故D错误;
选C。
17.B
A.由图判断,Cu 作电极材料时,决速步骤(∗NO到∗NOH)活化能为0.23 eV,A正确;
B.中间体 NHOH中的N、O原子均采用sp3杂化,故其空间结构不会呈直线形,B错误;
C.根据化合价代数和为0,中间体NH2OH中氮元素的化合价为-1,C正确;
D.NO在Cu@Co上的吸附能为-2.58eV,是三种电极材料中最低的,吸附能越低,NO的吸附效率越高,催化效率最高,D正确;
故选B。
18.BD
A.温度T下,氮气的反应量为(c0-c2)mol/L,平衡时c(NO)=2(c0-c2)mol/L,则该反应的平衡常数为K=,A错误;
B.反应前后气体总质量不变,容器容积不变,故混合气体的密度不变,B正确;
C.充入氩气,容器容积不变,反应物的浓度不变,平衡不移动,平衡时氮气的浓度不变,与图像不符,C错误;
D.若曲线b对应的条件是改变温度,b达到平衡的时间缩短,反应速率快,温度高,故温度b>a,升高温度,氮气的浓度减小,平衡正向移动,ΔH>0,D正确;
故选BD。
19.A
A.和水反应生成氧气,能使带火星的小木条复燃,A正确;
B.实验室加热氯化铵和氢氧化钙(熟石灰)的混合物制取氨气,若直接加热氯化铵生成的HCl和NH3在试管口又重新反应生成NH4Cl,不能达到实验目的,B错误;
C.氢气与碘蒸气反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响,故不能探究压强对平衡移动的影响,C错误;
D.氯气通过溴化钠溶液后得到的混合气中有Cl2和Br2,Cl2也能将硫化钠氧化为硫,不能证明非金属性Br>S,D错误;
故选A。
20.D
结合表格可知,温度、A(g)和B(g)起始量相同,1×106Pa之前若增大压强为原来的x倍,A的平衡浓度=原来平衡浓度的x倍,则1×106Pa之前增大压强,平衡不移动,则m+n=p,且C一定为气体;3×106Pa的倍数是1×106Pa的3倍,但A的浓度比0.40的3倍即1.20小,因此此时C为非气体,比1×106Pa时平衡正向移动。
A.由分析可知压强小于1×106Pa增大压强,平衡不移动,压强大于1×106Pa增大压强,平衡可能正向移动,A错误;
B.由分析可知当压强为3×106Pa时,C为非气态,故平衡常数表达式为Kp=,B错误;
C.恒温恒压下,气体物质的量之比=压强之比,故当为非气态时增大压强,平衡虽然正向移动,但新平衡时体系中A、B的浓度和增压之前相等,新平衡的逆反应速率与原平衡相等,C错误;
D.由于m+n=p,则平衡时A、B、C总物质的量为4mol,设再充入bmolB后B转化nxmol,则A转化mxmol,C生成pxmol,当重新达到平衡时,体系中A、B、C总物质的量为(4-mx-nx+px+b)mol=(4+b)mol+[p-(m+n)]mol=(4+b)mol+0mol=(4+b)mol,D正确;
答案选D。
21. 正向 不 逆向 Fe3+与OH-生成Fe(OH)3沉淀,导致Fe3+浓度降低,平衡逆向移动
该反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,根据勒夏特列原理,改变物质的浓度,平衡向着减小这种改变的方向进行,即增大反应物浓度或减小生成物浓度,都可以使平衡正移;反之则平衡逆移。
(1)加入KSCN固体,c(SCN-)增大,根据分析可知,平衡正向移动;
(2)加入KCl固体,溶液中Fe3+、SCN-浓度不变,K+和Cl-不参加反应,根据分析可知,平衡不移动;
(3) 加入NaOH固体,Fe3+与OH-生成Fe(OH)3红褐色沉淀,导致c(Fe3+)减小,根据分析可知,平衡逆向移动。
22. CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=-442.8kJ•mol-1 < KB =KC >KA bd 正极 LixC6-xe-=xLi++C6 7x g
(1)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0kJ·mol-1
根据盖斯定律分析,由可得热化学方程式为:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1) △H==-442.8kJ•mol-1。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。该反应的平衡常数表达式为。在相同压强下,温度升高,平衡正向移动,则甲烷的转化率增大,平衡常数增大,则T1<T2,平衡常数只与温度有关,A、B、C三点处对应平衡常数的大小关系为KB =KC >KA。
②a.反应体系全为气体,前后物质的量不同,所以混合气体的相对分子质量恒定可以说明反应到平衡;b. 反应体系全为气体,在定容条件下,容器内气体密度始终不变;c. 反应体系全为气体,前后物质的量不同,容器内的压强恒定说明反应到平衡;d.单位时间内消耗0.3molCH4同时生成0.9molH2都在描述正反应速率,不能说明到平衡;e.3v正(CH4)=v逆(H2)可以说明正逆反应速率相等,反应到平衡。故不能说明到平衡的是bd。
(3)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。放电时,Li+在电解质中向正极迁移,负极的电极反应式为LixC6-xe-=xLi++C6,充电时,若转移xmole-,石墨(C6)电极从C6变为LixC6,将增重xmolLi 的质量,即7x g 。
23. ①②④ < 升温后NO的转化率减小,说明升温平衡逆向移动,正反应放热 分离出部分CO2 因为降温时反应正向移动,生成物浓度都增大,加压平衡不移动,各组分浓度都增大,只能是分离出部分二氧化碳,平衡正向移动,才会导致c(NO)和c(CO2)减小,c(N2)增大
(1)①升温正逆反应速率都增大,故采用加热提高反应速率可行;②催化剂能够加快反应速率,使用催化剂提高反应速率可行;③该反应前后气体体积相等,加压平衡不移动,使用加压提高NO转化率不可行;④分离出生成物平衡正向移动,使CO2转化成干冰从体系用脱离,提高NO的转化率可行;故答案为①②④;
(2)C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)△H,化学平衡常数K=═,故答案为K=;
(3)根据表格数据可知,20s后反应达到平衡状态,K===,故答案为;
(4)原平衡中NO的转化率为×100%=60%,升温后NO的转化率变为50%,说明升温平衡逆向移动,正反应放热,△H<0,故答案为<;升温后NO的转化率减小,说明升温平衡逆向移动,正反应放热;
(5)改变了某一条件,达到新的平衡时,c(NO)和c(CO2)减小,c(N2)增大,只能是分离出部分二氧化碳,因为降温时反应正向移动,生成物浓度都增大,加压平衡不移动,各组分浓度都增大,只能是分离出部分二氧化碳,平衡正向移动,才会导致c(NO)和c(CO2)减小,c(N2)增大,故答案为分离出部分二氧化碳;因为降温时反应正向移动,生成物浓度都增大,加压平衡不移动,各组分浓度都增大,只能是分离出部分二氧化碳,平衡正向移动,才会导致c(NO)和c(CO2)减小,c(N2)增大。
【点睛】本题考查了影响化学反应速率的因素、化学平衡常数及其计算。本题的易错点和难点为(5),可以从影响平衡移动的因素(温度、浓度、压强)三个方面依次分析判断。
24. 固(液) 液(固) 气 吸 Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H=-319.68kJ·mol-1
(1)如果B为气态,增大压强,B含量增大,说明平衡逆向移动,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,则A为固态或液态、C为气态,故答案为:固(液);液(固);气;
(2) 升高温度,平衡向吸热方向移动。如果升高温度,C平衡浓度增大,则平衡正向移动,因此正反应为吸热反应,故答案为:吸;
(3)①Cu(s)+2H+═Cu2+(aq)+H2(g) △H=+64.39kJ•mol-1
②H2O2(l)═H2O(l)+O2(g) △H=-98.23kJ•mol-1
③H2(g)+O2(g)═H2O(l) △H=-285.84kJ•mol-1
反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)可由反应①+②+③得到,因此△H=(+64.39-98.23-285.84) kJ·mol-1=-319.68 kJ·mol-1。
25.(1)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
(2)浓度
(3)0.0056
(4)KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间
(5) 该反应放热 产物Mn2+是反应的催化剂
【解析】(1)
KMnO4在H2SO4酸化条件下和H2C2O4发生氧化还原反应,生成了硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳、水,KMnO4中锰元素降低了5价,1个H2C2O4分子中有2个+3价的C,所以升高1×2=2价,根据化合价升降总数相等可以确定KMnO4和H2C2O4的比例关系为2:5,其化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O;答案为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。
(2)
对比①②实验,只有草酸浓度不同,所以该实验探究的是浓度因素对化学反应速率的影响;答案为浓度。
(3)
若实验①在2min末收集了2.24mL CO2(标准状况下),则CO2的物质的量为n(CO2)==1.0×10-4mol,由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知,反应消耗KMnO4的物质的量为n(KMnO4)=2×10-5mol,在2min末,==0.0056;答案为0.0056。
(4)
除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率;答案为KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间。
(5)
由题中图示 可知,t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是①该反应为放热反应,反应放出的热量使环境温度升高,加快了反应速率,②产物Mn2+是反应的催化剂;答案为该反应放热;产物Mn2+是反应的催化剂。
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