内容正文:
第二章化学反应速率与化学平衡练习题
一、单选题
1.下列说法正确的是
A.焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据
B.冶铁时将铁矿石粉碎是为了改变化学反应速率
C.平衡常数随压强的改变而改变
D.使用催化剂能加快反应速率,原因是提高了分子的能量,使有效碰撞频率增大
2.在一定条件下,向2L密闭容器中进行一定量和CO的反应:。反应时间与残留固体质量的关系如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度时,正反应速度增大,逆反应速度减小
B.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量增大
C.增大硫酸镁的质量时,正反应速率将增大
D.在内,
3.根据实验目的,下列实验方案、现象和结论都正确的是.
选项
实验目的
实验方案
实验现象
实验结论
A
测定中和热
分别量取50mL 0.5的盐酸和50mL 0.55的NaOH溶液,迅速加入量热器中,测量起始温度,盖上杯盖,搅棒器搅拌
温度计温度上升,记录最高温度
多次试验后,根据温度差和比热容可计算反应热
B
不同催化剂对双氧水的催化效率
5%的分为A、B两组,分别加入4滴0.1的溶液和溶液,记录单位时间内产生的气体量
A组产生气体更多
的催化效果强于
C
对比蛋白质的盐析和变性
取两组鸡蛋清溶液,分为A、B组,分别加入饱和氯化钠溶液和浓硝酸,之后加入清水
均有白色沉淀产生,加入清水后,A组溶液沉淀溶解,B组沉淀不变
盐析产生的沉淀会重新溶解而变性不会
D
比较、与的配位能力
在溶液中,加入足量NaCl固体
溶液红色变浅
与的配位能力强于
A.A B.B C.C D.D
4.我国科研人员提出了以Ni / Al2O3为催化剂,由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程,其示意图如下:
下列说法不正确的是
A.总反应方程式为:CO2+4H2CH4+2H2O
B.催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C.在反应历程中,H―H键与C=O键断裂吸收能量
D.反应过程中,催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能
5.向10L恒容密闭容器中充入2 molCO和1molSO2,发生反应:2CO(g)+SO2(g)⇌S(l)+2CO2(g)ΔH<0,CO和CO2的平衡体积分数(φ)与温度(T)的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.图中表示CO的平衡体积分数与温度的变化关系的曲线为L2
B.T1℃时,若反应经5min达平衡,则0~5min的平均反应速率v (CO)=0.02 mol·L-1·min-1
C.T1℃时,CO的平衡转化率等于SO2的平衡转化率,均为50%
D.T1℃时,若向此平衡体系中再加入2 mol CO2和1mol S,平衡向逆反应方向移动,且CO的平衡体积分数增大
6.催化还原是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。在恒容密闭容器中,和在催化剂作用下发生反应:。、、、的浓度均不再改变时,下列说法正确的是
A.、、、的浓度一定相等
B.该反应已经达到化学平衡状态
C.和H2完全转化为和
D.、H2的反应速率等于、的反应速率且为零
7.下列图像不能正确反映对应变化关系的是()
A.电解水一段时间
B.加热一定量高锰酸钾固体
C.向两份质量相同的块状大理石和粉末状大理石中,分别加入足量的等浓度的稀盐酸
D.向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液
A.A B.B C.C D.D
8.下列说法正确的是( )。
A.增大反应体系的压强,反应速率不一定增大
B.增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分含量,所以反应速率增大
C.活化分子的碰撞都是有效碰撞
D.加入催化剂加快了反应速率,改变了反应吸收或放出的热量
9.二水合重铬酸钠是重要的工业氧化剂,工业上可由铬铁矿(主要成分为,含铝、硅的氧化物等杂质)制备。工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“焙烧”时,纯碱的作用是将铝、硅、铬元素转化为可溶性钠盐
B.滤渣1的主要成分是、
C.“调”的目的是除去含铝、硅元素的杂质
D.“转化”的目的是将转化为
10.密闭容器中加入HBr,一定条件下发生反应:,随反应时间的变化如曲线①所示,分别改变一个条件,得到曲线②和③,下列说法正确的是
A.该反应正反应为放热反应
B.曲线①,0~50min用表示的平均反应速率为
C.曲线②,可能使用了催化剂或压缩容器体积
D.曲线③,达到平衡后,容器内各物质的浓度分别增加,平衡正向移动
11.反应物(S)转化为产物(P)的能量与反应进程的关系如图所示:
下列有关不同反应进程的说法正确的是
A.进程Ⅱ为吸热反应 B.进程Ⅲ中S·Y是反应的催化剂
C.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ D.生成P的速率:Ⅱ>Ⅲ
12.温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g) ⇌2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。
容器编号
物质的起始浓度/mol·L-1
物质的平衡浓度/mol·L-1
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
下列说法正确的是
A.T1时,该反应的平衡常数为1
B.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
C.达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%
D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2>T1
13.下列说法正确的是
A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B.反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应
C.3molH2与1molN2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于6×6.02×1023
D.锌与稀硫酸反应时,在溶液中加入CuSO4,反应速率不变
14.氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。利用如图装置测定不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数Kp,实验步骤如下:
(Ⅰ)关闭K3,打开K1和K2,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1
(Ⅱ)关闭K2,缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变,读取压强数值。记录25℃、30℃下压强分别为12.0kPa、17.1kPa。下列说法错误的是
A.若保持温度和容器体积不变,平衡后再充入n(NH3):n(CO2)=2:1,再次达到平衡时c(NH3)不变
B.气体平均分子量不变不能作为判断反应达到平衡状态的依据
C.该反应25℃时的化学平衡常数Kp=2.56×1011Pa3
D.步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏低,Kp测量值偏大
二、填空题
15.已知乙酸蒸气中存在乙酸二聚物,二者如下平衡:(CH3COOH)2(g)2CH3COOH(g) ΔH,实验测定该平衡体系的度和压强的变化如图所示,上述反应的ΔH (填“>”或“<”)0,a、b、c三点中平衡常数最大的点是 。测定乙酸的摩尔质量应选择的适宜条件是 。
16.在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表所示:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K= 。已知:K300℃>K350℃,则该反应是 反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)下图中表示NO2的变化的曲线是 。用NO表示从0~2 s内该反应的平均速率v= ,用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内的密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
17.NH3和CO2是两种重要的化工原料。
(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生反应:N2+3H22NH3。该可逆反应达到化学平衡的标志是 (填字母)。
a.3v(H2)正=2v(NH3)逆
b.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
c.混合气体的密度不再随时间变化
d.a molN≡N键断裂的同时,有6a mol N-H键断裂
(2)最近科学家们研制成功一种新型催化剂,能将CO2转变为甲烷。在常压、300 ℃,CO2与H2体积比为1∶4时反应,CO2转化率达90%。
①此反应的化学方程式是 。
②一定条件下,某兴趣小组,在体积为V L的密闭容器中,模拟此反应达到化学平衡状态。该反应的平衡常数表达式为 ;由上图可知升高温度,K将 (填“增大”、“减小”或“不变”);300 ℃时,从反应开始,到达到平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是 (用nA、tA、V表示)。
(3)一氧化碳能还原金属氧化物生成金属单质和二氧化碳。下图是四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时lgc(CO)/c(CO2)与温度(T)的关系图。
800 ℃时,四种金属氧化物中最易被一氧化碳还原的金属氧化物与CO反应的化学方程式为 ,该反应的平衡常数K= 。
18.已知:①H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH=+241.8kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
请填写下列空白。
(1)上述反应中属于吸热反应的是 (填序号)。
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式为 (填序号)。
(3)10gH2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为 。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式: 。
(5)已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ/mol,则HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的ΔH= 。
(6)2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料是丙烷(C3H8),1996年亚特兰大奥运会火炬的燃料是丙烯(C3H6)。丙烷脱氢可得到丙烯。已知:
①C3H8(g)=CH4(g)+C2H2(g)+H2(g) ΔH1=+255.7kJ/mol
②C3H6(g)=CH4(g)+C2H2(g) ΔH2=+131.5kJ/mol
计算C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的ΔH= 。
(7)平衡常数为K,判断反应的热效应:若正反应是吸热反应,升高温度,K值 。(增大或减小)
19.一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,发生反应:,的浓度与时间的关系曲线如图所示。回答下列问题:
(1)内,用CO表示的化学反应速率为 ,该反应平衡常数的表达式为 ,该条件下反应的平衡常数为 ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为,则平衡时CO2的浓度为 。
(2)下列措施能使平衡时增大的是 (填序号)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的 D.再加入一定量铁粉
20.工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2 (g)⇌CH3OH(g) △H=−116kJ/mol
(1)该反应的化学平衡常数K表达式为 ;温度升高,平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是 (填字母序号)
a.随时将CH3OH与反应混合物分离 b.降低反应温度
c.使用高效催化剂 d.增大体系压强
(3)一定条件下,将1molCO与3molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是 (填字母序号)
a.c(H2)减少
b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加
d.重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小
(4)一定温度下,向1L密闭容器中加入1molCH3OH(g)使其分解,测得气体CO的物质的量随时间的变化如图所示。则0~2min内的平均反应速率(H2)= 。
(5)在密闭容器中充有1molCO与2molH2,在催化剂作用下反应生成甲醇,CO的转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。
①若A、C两点分别表示达到的平衡状态。则自反应开始达到平衡状态所需要的时间tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)
②若A点时容器的体积为1L,该温度下A点的平衡常数K= 。
21.反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH=akJ/mol,平衡常数为K:
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
(1)若进行上述反应,温度升高时,化学反应速率将 (填“加快”、“减慢”或“不变”)。
(2)上述反应中的a 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)700℃上述反应达到平衡,要使得该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有 (填序号)。
A.缩小反应器体积
B.通入CO2
C.升高温度到900℃
D.使用合适的催化剂
22.已知:反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时,用A表示的反应速率为 。
(2)经测定前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为 。
(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1;乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1;丙:v(C)=9.6 mol·L-1·min-1;则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。
三、计算题
23.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,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始~2min,气体X的平均反应速率为 。
(3)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为:①v(X)=5mol/(L·min)②v(Y)=0.05mol/(L·S)③v(Z)=4.5mol/(L·min),其中反应速率最快的是 (填编号)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.化学反应的焓变和熵变共同决定反应方向,A错误;
B.将铁矿石粉碎,可增大接触面积,可加快反应速率,B正确;
C.只与温度有关,与压强无关,压强改变时不变,C错误;
D.使用催化剂能加快反应速率,原因是降低了反应物的活化能,使活化分子数目增大,D错误;
故选B。
2.B
【详解】A.对于任何可逆反应,升高温度时,正、逆反应速率都增大,A错误;
B.反应前的气体是,CO的相对分子质量为28,反应生成的气体是和SO2,二者相对分子质量分别为44,64,随着反应的进行,的量减小,和SO2的量增大,故混合气体的平均相对分子质量增大,B正确;
C.硫酸镁是固体,增大固体的量,不能改变化学反应速率,C错误;
D.从化学方程式看,每消耗1molCO,固体质量减小80.0g,在内,,D错误;
故选B。
3.C
【详解】A.分别测酸和碱的起始温度求平均值,然后先加盐酸,再迅速倒入氢氧化钠溶液并用环形玻璃搅拌棒搅拌,测定最高温度,A错误;
B.溶液和溶液,除阳离子不同外,阴离子也不同,也可能是阴离子对双氧水的分解有影响,B错误;
C.饱和氯化钠溶液使蛋白质发生盐析,盐析为可逆过程,浓硝酸使蛋白质发生变性,为不可逆过程,C正确;
D.在溶液中,加入足量NaCl固体,平衡不移动,溶液红色几乎不变,D错误;
答案选C。
4.B
【详解】A.由图可知CO2和H2转化为产品CH4,还生成水,则总反应方程式为CO2+4H2⇌CH4+2H2O,A正确;
B.催化剂对平衡移动无影响,则使用催化剂时转化率不变,B错误;
C.化学变化中有化学键的断裂和生成,则反应历程中,H-H键与C=O键断裂吸收能量,C正确;
D.催化剂改变反应的途径、降低反应的活化能,则该过程中催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能,D正确;
故合理选项是B。
5.D
【分析】该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,CO的平衡体积分数减小,CO2的平衡体积分数增大;由图中信息,T1℃时,M点对应体系中C0和CO2的平衡体积分数相等,则平衡时C0和CO2的物质的量相等。
【详解】A.该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,CO的平衡体积分数减小,CO2的平衡体积分数增大,故图中表示CO的平衡体积分数与温度的变化关系的曲线为L2,故A正确;
B.T1℃时,达到平衡时,M点对应体系中CO和CO2的平衡体积分数相等,则消耗的CO为1mol,故平均反应速率v (CO)== 0.02 mol·L-1·min-1,故B正确;
C.T1℃时,达到平衡时,M点对应体系中CO和CO2的平衡体积分数相等,则消耗的CO为1mol,则消耗的SO2为0.5mol,两者的转化率均为50%,故C正确;
D.T1℃时,若向此平衡体系中再加入2 mol CO2和1mol S,平衡逆向移动,该反应是一个体积减小的反应,再加入2 mol CO2和1mol S相当于增大压强,达到新平衡后,CO的平衡体积分数减小,故D错误。
答案选D。
【点睛】考查了反应速率计算、图象变化含义及影响因素、平衡移动原理的理解、等效平衡等,D项是难点,要运用等效平衡的思路解答。
6.B
【解析】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
【详解】A.化学平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度不变,而不一定相等,故A错误;
B.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再改变时,说明达平衡状态,故B正确;
C.可逆反应不可能完全转化,故C错误;
D.平衡状态是动态平衡,反应速率不可能为0,故D错误。
故答案选:B。
7.B
【详解】A.电解水时,生成的氢气的物质的量是氧气的2倍,相同条件下,物质的量的之比等于体积之比,图像正确,A与题意不符;
B.高锰酸钾受热分解生产二氧化锰、锰酸钾和氧气,固体质量减小,则锰的质量分数增大,与图像不符,B符合题意;
C.粉末状的大理石与盐酸的接触面积增大,反应速率增大,由于大理石质量相等,盐酸过量,生成的气体相同,图像正确,C与题意不符;
D.二氧化锰在反应中作催化剂,其质量一直不变,图像正确,D与题意不符;
答案为B。
8.A
【详解】A.增大反应体系的压强,如果反应物、生成物浓度不变,则反应速率不变,所以增大反应体系的压强,反应速率不一定增大,故A正确;
B.增大反应物浓度,增大了单位体积内活化分子个数,不能增大活化分子百分数,故B错误;
C.活化分子之间的碰撞不一定为有效碰撞,发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,故C错误;
D.催化剂对反应的焓变无影响,故D错误;
故选A。
【点睛】本题的易错点为C,要注意发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,活化分子之间符合一定取向的碰撞才能发生化学反应。
9.B
【分析】焙烧中发生反应、、,加水溶解,滤渣1为,滤液中含有、、,调节pH,与硫酸反应生成氢氧化铝沉淀,硅酸钠与硫酸反应生成硅酸沉淀,继续加入硫酸,溶液中存在,酸化过程中转化成,然后蒸发结晶、冷却结晶得到产品。
【详解】A.由分析可知,“焙烧”时,纯碱将铝、硅、铬元素转化为、、可溶性钠盐,A项正确;
B.由分析可知,滤渣1为,B项错误;
C.调节pH,与硫酸反应生成氢氧化铝沉淀,硅酸钠与硫酸反应生成硅酸沉淀,除去含铝、硅元素的杂质,C项正确;
D.加入硫酸,溶液中存在,酸化过程中转化成,D项正确;
答案选B。
10.D
【分析】分别改变一个条件,得到曲线②、③,从曲线①得到曲线②,既加快速率平衡又不移动,只能使用催化剂,从曲线①得到曲线③,意味着反应速率加快但平衡右移了,则改变的另一个条件只能是升温。
【详解】A.由上述分析可知,升温平衡正向移动,则该反应为吸热反应,故A错误;
B.曲线①,0~ 50 min用HBr表示的平均反应速率为=0.02mol﹒L-1﹒min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,用H2表示的平均反应速率为0.01 mol﹒L-1﹒min-1,故B错误;
C.曲线②,可能使用了催化剂,反应速率加快,平衡不移动,各物质浓度不变;如果缩小体积,气体浓度都增大了,而实际上HBr浓度减小了,与图像变化不符合,故C错误;
D.曲线③达到平衡时有:,得,往容器中加入浓度均为0.2 mol﹒L-1的三种物质,得,则Qc<K,平衡将向正反应方向移动,故D正确;
故答案选D。
11.D
【详解】A.进程Ⅱ中反应物S+X的总能量高于产物P+X的总能量,为放热反应,A错误;
B.进程Ⅲ中Y是反应的催化剂,S·Y是中间产物,B错误;
C.Ⅱ使用催化剂,但不能改变平衡时P的产率,C错误;
D.Ⅱ中的最大活化能小于Ⅲ中的最大活化能,生成P的速率Ⅱ>Ⅲ,D正确;
答案选D。
12.D
【详解】A.Ⅰ中的反应,根据数据可知,平衡时c(NO)=0.4mol·L-1,c(NO2)=0.2mol·L-1,化学平衡常数K==0.8,A项错误;
B.T1时,该反应的化学平衡常数K=0.8,容器体积为1 L,则平衡时Ⅰ中气体总物质的量=1 L×(0.2+0.4+0.2) mol·L-1=0.8 mol,恒容恒温时气体压强之比等于其物质的量之比,如果平衡时Ⅰ、Ⅱ中压强之比为4∶5,则Ⅱ中平衡时气体总物质的量为1 mol,Ⅱ中开始时浓度商==<0.8,则平衡正向移动,平衡正向移动导致混合气体总物质的量之和增大,所以达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于 4∶5,B项错误;
C.如果III中NO和氧气完全转化为二氧化氮,则c(NO2)=0.5mol/L,且容器中还有 c(O2)=0.1mol/L剩余,与I相比,III是相当于增大压强,平衡逆向移动,二氧化氮和氧气之和所占体积比大于50%,则达平衡时,容器Ⅲ中 NO 的体积分数小于50,C项错误;
D.v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2 ),v逆=v(NO)消耗=2v (O2 )消耗=k逆c2 (NO)·c(O2 ),达到平衡状态时正逆反应速率相等,则k正c2(NO2 )=k逆c2 (NO)·c(O2 ),若k正=k逆,则c2(NO2 )=c2 (NO)·c(O2 ),即化学平衡常数K=1,该温度下的K大于0.8,说明改变温度后平衡正向移动,因为该反应的正反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,所以 T2>T1,D项正确;
答案选D。
13.C
【详解】A.电池放电时化学能除了转化为电能外,还可能转化为热能、光能等,A项错误;
B.该反应为气体较少的反应,ΔS<0,当ΔG=ΔH-TΔS<0时反应可以自发,则该反应的ΔH一定小于0,属于放热反应,B项错误;
C.N2与H2合成NH3的反应属于可逆反应,1molN2与3molH2反应的过程中,由于N2不可能完全转化为NH3,故转移电子数小于于6×6.02×1023,C项正确;
D.锌与稀硫酸反应时,在溶液中加入CuSO4,锌表面析出铜,形成原电池,反应速率增大,D项错误;
综上所述答案为C。
14.D
【详解】A.温度体积不变,额外加入的NH3和CO2的量也为2:1,则整个体系中n (NH3):n(CO2)比值没有改变,依然为2:1,那么化学平衡常数表达式可表示为:K=c2(NH3)c(CO2)=c2(NH3)×c(NH3)=c3(NH3) ,温度不变,k值不变,NH3平衡浓度也不会改变,A正确;
B.根据NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g),=== g/mol,气体平均分子量始终不变,不能表明平衡,B正确;
C.根据NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g),设CO2的压强为xPa,则NH3的压强为2xPa,总压强为12.0kPa,则P(CO2)==4000Pa,p(NH3)=2p(CO2)=8000Pa,则Kp =P(CO2)×p(NH3)=2.56×1011Pa,C正确;
D.步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏低,则证明左侧气压高于右侧,Kp测量值偏小,D错误;
故选D。
15. > b 低压、高温
【详解】由图示可知,温度升高,减小,总物质的量增大,即平衡正向移动,ΔH>0,因升温平衡正向移动,反应限度越大,即b点平衡常数最大;反应正方向为体积增大的方向,吸热反应,则由图示可知测定乙酸的摩尔质量应选择的适宜条件是低压、高温。
16.(1) 放热
(2) b 3.0×10-3 mol·(L·s)-1 1.5×10-3 mol·(L·s)-1
(3)bc
(4)c
【详解】(1)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应的平衡常数表达式为K=,因为升温平衡向吸热反应方向进行,已知K(300℃)>K(350℃),温度越高平衡常数越小,升温平衡逆向进行,则该正反应为放热反应。故答案为;放热;
(2)由表中数据可知从3s开始,NO的物质的量为0.007mol,不再变化,说明3s时反应达到平衡。NO2是产物,随反应进行浓度增大。从开始到建立平衡NO浓度的变化量Δc(NO)=(0.020mol−0.007mol)/2L=0.0065mol/L,根据反应方程式,NO2平衡时浓度也为0.0065mol/L,所以图中表示NO2变化的曲线是b;2s内用NO表示的平均反应速率v(NO)=Δn/VΔt=(0.020mol−0.008mol)/(2L × 2s)=3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(O2)=1/2v(NO)=1/2×3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1=1.5×10−3mol⋅L−1⋅s−1。故答案为b;3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1;1.5×10−3mol⋅L−1⋅s−1;
(3)a.未指明正逆速率,若均表示同一方向反应速率,v(NO2)自始至终为v(O2)的2倍,不能说明达到平衡,故a不选;b.容器体积不变,随反应进行,反应混合气体总的物质的量在减小,容器内压强减小,当容器内压强保持不变时,说明反应到达平衡,故b选;c.不同物质表示速率,到达平衡时,正逆速率之比等于化学计量数之比,v逆(NO):v正(O2) =2:1,即v逆(NO)=2v正(O2),故c选;d.混合气体的总质量不变,容器容积为定值,所以密度自始至终不变,容器内密度保持不变不能说明达到平衡,故d不选。故答案为bc;
(4)a.及时分离出NO2气体平衡向右移动,但反应速率减小,故a不选;b.适当升高温度,反应速率增大但平衡向逆反应方向移动,故b不选;c.增大O2的浓度反应速率增大,且该反应向正反应方向移动,故c选;d.选择高效催化剂能增大反应速率,但平衡不移动,故d不选。故答案为c。
17. bd 减小
【分析】(1)可逆反应达到平衡状态的标志:,反应混合物中各组分的含量(质量分数、体积分数、物质的量分数)保持不变;
(2)①在、新型催化剂的作用下,二氧化碳()与氢气()反应生成甲烷()和水();
②根据化学平衡常数为生成物的浓度幂之积比反应物的浓度幂之积,列平衡常数的表达式;根据升高温度,平衡的移动,的变化判断平衡常数的变化,根据化学反应速率是计算;
(3)越小,K=越大,反应程度越大,所以最容易被还原的是。
【详解】(1)a.化学反应速率之比等于化学计量数之比,,,a错误;
b.单位时间生成是逆反应,同时消耗是正反应,且,,,b正确;
c.,不变,不变,所以不再随时间变化,不能作为判断化学反应达到平衡的标志,c错误;
d.键断裂是正反应,同时键断裂是逆反应,,,d正确。
(2)①300℃、新型催化剂的作用下,二氧化碳()与氢气()反应生成甲烷()和水(),其化学反应方程式为:,
②化学平衡常数为生成物的浓度幂之积比反应物的浓度幂之积,其平衡常数的表达式为:,根据图可知,升高温度,减少,平衡逆向移动,减小;在时,;
(3)越小,K=越大,反应程度越大,所以最容易被还原的是,其化学反应方程式为:,平衡常数表达式:,时,,=106。
18.(1)①
(2)③
(3)1209kJ
(4)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol
(5)ΔH=+92.3kJ•mol-1
(6)ΔH=+124.2kJ•mol-1
(7)增大
【详解】(1)吸热反应的,故①属于吸热反应。
(2)根据燃烧热的定义,表示C的燃烧热的热化学方程式为③。
(3)根据①得:,10gH2物质的量为5mol,完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为。
(4)CO燃烧的化学方程式为:,根据盖斯定律得CO燃烧的热化学方程式可由已知反应③-②得出,为CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol。
(5)根据盖斯定律,HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的。
(6)根据盖斯定律,C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可由已知反应①-②得到,因此其。
(7)平衡常数K表示可逆反应所能达到的限度,K值越大,反应物的转化率越大,对吸热反应而言,升高温度平衡向正方向移动,反应物转化率增大,因此K值增大。
19. 2 1.33 A
【分析】根据图象计算二氧化碳速率,列出平衡常数表达式,根据图象得出各物质浓度在计算平衡常数,根据平衡常数不变进行计算;根据平衡常数的影响因素进行分析。
【详解】(1)用CO表示的化学反应速率,该反应平衡常数的表达式为;平衡时CO2的浓度为,c(CO)=Δc(CO2) =,平衡常数;若CO2的起始浓度为,根据化学方程式可知,参与反应的CO2的浓度与生成CO的浓度相等,设为,则平衡时二氧化碳的浓度为,,则;故答案为:;;2;1.33。
(2)A.升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,故A符合题意;
B.该反应是体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,平衡常数变,故B不符合题意;
C.充入一定量的,平衡虽然正向移动,但平衡常数不变,故C不符合题意;
D.再加入一定量铁粉,平衡不移动,平衡常数不变,故D不符合题意;
综上所述,答案为A。
【点睛】,平衡常数K随温度变化,不随浓度、压强等因素变化。
20. 减小 d cd 0.1mol/(L·min) 大于 1
【详解】(1)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的化学平衡常数表达式,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故答案为:;减小;
(2)a.随时将CH3OH与反应混合物分离,平衡正向移动,转化率增大,但反应速率减慢,故a不选;
b.降低反应温度,平衡正向移动,转化率增大,但反应速率减慢,故b不选;
c.使用高效催化剂,加快反应速率,但不影响平衡移动,转化率不变,故c不选;
d.增大体系压强,反应速率加快,正反应为气体体积减小的反应,平衡正向移动,转化率增大,故d选;
故答案为:d;
(3)a.体积压缩,压强增大,平衡正向移动,平衡常数不变,则平衡时各组分的浓度均增大,故a错误;
b.体积压缩,压强增大,正逆反应速率都增大,平衡正向移动,正反应速率增大更多,故b错误;
c.体积压缩,压强增大,平衡正向移动,CH3OH的物质的量增加,故c正确;
d.体积压缩,压强增大,平衡正向移动,氢气物质的量减小,甲醇物质的量增大,重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小,故d正确;
故答案为:cd;
(4)2min到达平衡,生成CO为0.1mol,根据方程式可知生成氢气为0.2mol,则(H2)==0.1mol/(L.min),故答案为:0.1mol/(L.min);
(5)①温度A<C,温度越高,反应速率越快,到达平衡时间越短,到平衡状态所需要的时间tA>tC,故答案为:大于;
②A点时容器的体积为1L,CO转化率为0.5,消耗CO为0.5mol,则: ,故平衡常数,故答案为:1。
21. 加快 大于 BC
【详解】(1)其他条件相同时,温度越高反应速率越快,故答案为:加快;
(2)升高温度平衡常数增大,这说明升高温度平衡向正反应方向进行,即上述反应中的a大于0,故答案为:大于;
(3)A.反应前后体积不变,缩小反应器体积平衡不移动,A错误;
B.通入CO2,增大反应物浓度,平衡向正反应方向进行,B正确;
C.正反应是吸热反应,温度升高到900℃,平衡向正反应方向进行,C正确;
D.使用合适的催化剂平衡不移动,D错误;
故答案为:BC;
22. 0.05 mol·L-1·s-1 3A(g)+B(g)2C(g) 乙>甲>丙
【详解】(1)从反应开始到12s时,A的浓度变化量△c=0.6mol/L,时间为12s,故v(A)=△c/△t=0.05 mol·L-1·s-1;
(2)12s时,B的浓度变化量△c=0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,故a:b=0.6:0.2=3:1,经测定前4s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,此时A浓度变化为:0.8mol/L-0.5mol/L=0.3mol/L,此时v(A)=0.075 mol·L-1·s-1,即v(A):v(C)=0.075:0.05=3:2,故a:b:c=3:1:2,故化学反应方程式为:3A(g)+B(g)2C(g);
(3)平衡是A变化量为0.6,故C变化量为0.4,可绘制图象 ;
(4)确定A的速率为:甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1;乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1,故v(A)=3×0.12 mol·L-1·s-1=0.36 mol·L-1·s-1;丙:v(C)=9.6mol·L-1·min-1=0.16 mol·L-1·s-1,故v(A)=3/2×0.16mol·L-1·s-1=0.24 mol·L-1·s-1,故最快的是乙,最慢的是丙,则反应速率:乙>甲>丙。
23. 3X+Y2Z 0.075mol/(L·min) ②
【详解】(1)由图可知,Y、X的物质的量减少,则Y、X为反应物,而Z的物质的量增加,可知Z为生成物,v(Y):v(X):v(Z)=△n(Y):△n(X):△n(Z)=(1−0.9):(1−0.7):(0.2−0)=1:3:2,且2min后物质的量不再变化,由速率之比等于化学计量数之比可知反应为3X+Y2Z;
(2)反应开始至2min,以气体X表示的平均反应速率为 =0.075mol/(L⋅min);
(3)速率之比等于化学计量数之比,速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,则①比值是 ,②v(Y)=0.05mol/(L·S)=3 mol/(L·min),比值为 ,③比值是 ,则②中反应速率快。
答案第1页,共2页
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