6.1 化学反应速率与反应限度 同步练习 2024-2025学年高一下学期化学苏教版(2019)必修第二册
2025-02-08
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内容正文:
2024—2025学年高中化学苏教版必修第二册6.1 化学反应速率与反应限度
一、单选题
1.下列说法错误的是
A.化学反应达到限度时,正、逆反应速率相等
B.可以通过延长反应的时间来改变化学反应的限度
C.某一条件下,当一个反应达到平衡状态时,反应物的转化率达最大
D.同一个化学反应在不同的条件下限度可能不同
2.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。向一个密闭容器中充入一定量的N2和H2,在一定条件下使其发生反应生成NH3,测得0~30s,c(N2)减小了1mol/L,下列说法正确的是
A.当N2足量且充分反应后,H2的转化率为100%
B.化学反应速率关系是2v(H2)=3v(NH3)
C.0~15s,c(NH3)增加了1mol/L
D.达到平衡时正逆反应速率相等且为0
3.对于反应A+3B=2C+2D,下列数据表示不同条件的反应速率,其中反应进行得最快的是
A.v(A)=0.15mol/(L•s) B.v(B)=0.3mol/(L•s)
C.v(C)=0.2mol/(L•s) D.v(D)=0.1mol/(L•s)
4.向某容积一定的密闭绝热容器中充入2molNO和1molO2,一定条件下发生反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),其反应速率与反应时间关系如下图所示,下列选项表明达到平衡状态的是
A.NO、O2物质的量之比为2∶1
B.M、N、P、Q四点中,N点时反应已达平衡状态
C.混合气体的总质量不再变化
D.单位时间内生成2amolNO2的同时,生成amolO2
5.某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0~3min各物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为2A(g)+B(g) 2C(g)
B.v(A)=v(C)说明该反应已达到平衡状态
C.由图求得A的平衡时的转化率为60%
D.反应开始至2min时,A的平均反应速率为1 mol∙L−1∙min−1
6.FeCl3溶液和KI溶液发生反应:。下列关于该反应的说法错误的是
A.降低温度能减慢反应速率
B.增大和的浓度能加快反应速率
C.反应达到平衡时,溶液中与相等
D.达到平衡状态时,仍有与反应生成与I2
7.反应2SO2+18O22SO3在恒温恒容的密闭容器中进行,下列关于该反应的说法正确的是
A.充入氮气可以提高化学反应速率
B.一段时间后,18O只存在于O2和SO3中
C.增大SO3的浓度能加快反应速率
D.SO2与O2能100%转化为SO3
8.已知反应在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
9.下列说法不正确的组合为
①化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1
②同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快
③升温时吸热反应速率增大,放热反应速率减小
④一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率
⑤增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分数,所以反应速率增大
⑥100mL2mol·L-1盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④ C.①②③⑤⑥ D.①③④⑤
10.一定条件下,物质的量均为0.3mol的X(g)与Y(g)在容积为2L的密闭容器中发生反应:,5分钟达到平衡状态,测得密闭容器中Z的物质的量为0.12mol。下列说法正确的是
A.5分钟内,用Y表示的反应速率为
B.反应过程中,密闭容器中X与Y的物质的量之比仍为1:1
C.达到平衡时,X的转化率为80%
D.达到平衡时,增加Y的浓度,反应速率不发生变化
11.X、A、B、C、D几种物质的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物已略去,已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑。下列说法正确的是
A.X使蔗糖变黑的整个过程,只体现了X的脱水性
B.若A为镁,则A在常温下遇到X会发生钝化
C.若A为碳,则加热条件下与X反应只体现了X的强氧化性
D.在加热、催化剂条件下,6.4gB与足量的充分反应生成8.0gD
12.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:,T1、T2温度下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.M点的正反应速率大于N点的逆反应速率
C.T2温度下,在时间内,
D.M点时向容器内充入一定量惰性气体,正反应速率增大
13.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,9g H218O中含有的中子总数为4.5NA
B.0.5L 0.2 mol/L的HNO3溶液中含有的氧原子数为0.3NA
C.一定条件下1mol N2与4mol H2充分反应后,所得混合物中极性键数目为6NA
D.足量的铜与含2mol H2SO4的浓硫酸完全反应时,转移的电子数为2NA
14.一定温度,向体积固定的密闭容器中通入一定量的和,进行合成氨反应,反应过程中部分物质的物质的量随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A.Y表示的物质是
B.时刻,
C.时刻,Y的转化率为33.3%
D.a、b两点的正反应速率:
15.下列说法正确的是
A.反应物用量增加后,有效碰撞次数增多,反应速率一定增大
B.等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,后者放出热量多
C.△H<0、△S>0的反应在任何温度下都能自发进行
D.铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e-=Fe3+,继而形成铁锈
二、填空题
16.化学反应速率的定义: 、计算公式: 、单位: 。
17.某温度时,在0.5L密闭容器中,某一可逆反应的A、B气体物质的量随时间变化的曲线如下图所示,由图中数据分析可得:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)第4min时,正、逆反应速率的大小关系为v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)0~4min内,用A的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为 mol/(L·min)。
(4)平衡时混合气体中B的体积分数约为 (保留3位有效数字)。
(5)反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为 。
18.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积/mL(标准状况)
100
240
464
576
620
① min时间内反应速率最大;(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”)
②3~4min内以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率 (设溶液体积不变)
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。你认为不可行的是___________(填字母)。
A.蒸馏水 B.KCl溶液 C.浓盐酸 D.溶液
(3)在4 L密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是 。
②该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
A.Y的体积分数在混合气体中保持不变 B.X、Y的反应速率比为
C.容器内气体的总质量保持不变 D.当容器内气体压强保持不变时
③2 min内Y的转化率为 。
19.是重要的催化剂和化工原料,工业上制备的主要反应如下:
I.(吸收热量)
II.(放出热量)
请回答:
(1)一定温度下,向5L恒容密闭容器中加入1mol CO和2mol CuO,发生反应Ⅱ,5min时达到平衡,测得容器中CuO的物质的量为0.5mol。
①0~5min内,用CO表示的反应速率 。
②平衡时的物质的量分数 。
(2)向5L密闭容器中加入1mol C和1mol ,发生反应I。、CO的平衡分压(p)与温度(T)的关系如图所示(平衡分压=物质的量分数×总压强)。已知温度升高,平衡向吸热反应方向移动。
能表示CO的平衡分压与温度关系的曲线为 (填“”或"“”)。
三、计算题
20.在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B,发生如下反应:A+2B=3C。反应经2min后,A的浓度从开始时的1.0mol·L-1降到0.8mol·L-1。已知反应开始时B的浓度是1.2mol·L-1。
(1)2min末B、C的浓度 。
(2)用A表示该反应2min内的平均速率 。
21.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A的物质的量为4mol,B的物质的量为6mol;5min末测得C的物质的量为3mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol·L-1·min-1。计算:
(1)5min末A的物质的量浓度为 。
(2)前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为 。
(3)化学方程式中n的值为 。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)=5mol·L-1·min-1
②v(B)=6mol·L-1·min-1
③v(C)=4.5mol·L-1·min-1
④v(D)=8mol·L-1·min-1
其中反应速率最快的是 (填序号)。
(4)在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的R随时间变化曲线如图:
①该反应的化学方程式是 。
②2min内Y的转化率为 。
22.在恒温的2L密闭容器中进行反应,气体X、Y,Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示,反应在t时刻达到平衡。
(1)该反应的化学方程式是 。
(2)反应起始至t时刻,Y的平均反应速率是 。
(3)关于该反应的说法正确的是 。
a. 到达t时刻该反应已停止
b. 在t时刻正反应速率等于逆反应速率
c. 混合气体的密度不再改变说明该反应达到平衡
d. 达到化学平衡时,3v正(X)=2v逆(Y)
(4)tmin后,体系内的压强与反应前的压强之比为: 。
试卷第1页,共3页
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《2025年1月17日高中化学作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
A
D
A
C
C
A
A
A
题号
11
12
13
14
15
答案
C
B
A
D
C
1.B
【详解】A.当可逆反应达到平衡状态时,各物质的浓度不再发生变化,正、逆反应速率相等,A正确;
B.化学反应的限度与时间无关,B错误;
C.某一条件下,当一个反应达到平衡状态时,各物质的浓度不再发生变化,反应物的转化率达最大,C正确;
D.同一个化学反应,当改变化学反应条件时,限度可能不同,会建立新的平衡,D正确;
答案选B。
2.B
【详解】A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应可逆,任意反应物的转化率不可能为100%,故A错误
B.同一化学反应,用不同物质表示反应速率,速率比等于系数比,化学反应速率关系是2v(H2)=3v(NH3),故B正确;
C.测得0~30s,c(N2)减小了1mol/L,则c(NH3)增加了2mol/L,反应过程中正反应速率逐渐减慢,所以0~15s,c(NH3)增加量大于1mol/L,故C错误;
D.达到平衡时正逆反应速率相等且不为0,反应没停止,故D错误;
选B。
3.A
【详解】A.υ(A)=0.15mol/(L·s),转化成B的速率υ(B)= 3υ(A)=3×0.15mol/(L·s)=0.45 mol/(L·s);
B.υ(B)=0.3mol/(L·s);
C.υ(C)=0.2mol/(L·s),转化成B的速率υ(B)=1.5υ(C)=1.5×0.2mol/(L·s)=0.3 mol/(L·s);
D.υ(D)= 0.1mol/(L•s) ,转化成B的速率υ(B)=1.5υ(D)=1.5×0.1mol/(L·s)=0.15 mol/(L·s);
根据上述数据可知,反应进行最快的是υ(B)= 0.45 mol/(L·s),故A符合题意。
答案为A。
4.D
【详解】A.NO、O2物质的量之比始终为2∶1,只是表示反应物在某一时刻的物质的量关系,不保持不变,不能说明达到平衡状态,故A不符合题意;
B.M、N、P、Q四点中,N点时反应速率最大,但随着时间的推移,速率仍在变化,并不是平衡状态,故B不符合题意;
C.该反应进行前后,混合气体的总质量始终不变,因此不能说明达到平衡状态,故C不符合题意;
D.单位时间内生成2amolNO2,正向进行,同时又生成amolO2,反应逆向进行,两个不同方向,改变量之比等于计量系数之比,说明达到平衡状态,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
5.A
【详解】A.根据图中信息A、B为反应物,C为生成物,改变量分别为2mol、1mol、2mol,根据改变量之比等于计量系数之比,则该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g),故A正确;
B.υ(A)= υ(C),没有正反应和逆反应,因此不能说明该反应已达到平衡状态,故B错误;
C.由图求得A的平衡时的转化率为,故C错误;
D.反应开始至2min时,A的平均反应速率为mol∙L−1∙min−1,故D错误。
综上所述,答案为A。
6.C
【详解】A.温度越低反应速率越慢,所以降低温度能减慢反应速率,故A正确;
B.浓度越大反应速率越快,所以增大和的浓度能加快反应速率,故B正确;
C.当上述可逆反应达到平衡时,溶液中与不变,而不一定相等,故C错误;
D.化学平衡为动态平衡,达到平衡状态时,仍有与反应生成与I2,故D正确;
故选C。
7.C
【详解】A.充入氮气,反应体系浓度不变,化学反应速率不变,故A错误;
B.一段时间后,18O存在于SO2、O2和SO3三种物质中,故B错误;
C.增大SO3的浓度能加快反应速率,故C正确;
D.该反应是可逆反应,SO2与O2不能100%转化为SO3,故D错误。
综上所述,答案为C。
8.A
【详解】根据速率比等于系数比可知:
故答案为A。
9.A
【详解】①因化学反应速率为平均速率,则化学反应速率为0.8mol/(L•s)是指1s内该物质的浓度变化量为0.8mol/L,故①不正确;
②比较相同条件或不同条件下同一化学反应的反应速率的大小,应把用不同物质或不同单位表示的反应速率转化为用来表示的反应速率后,才能比较大小,故②不正确;
③升高温度,无论正反应、逆反应;吸热反应、放热反应,反应速率都会加快,故③不正确;
④一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,滴入少量硫酸铜,反应产生的铜与锌和硫酸形成微电池加快反应速率,加入醋酸钠反应生成醋酸使氢离子浓度减小,减小反应速率,故④不正确;
⑤增大反应物浓度,单位体积活化分子数目增大,但活化分子百分数不变,故⑤不正确;
⑥100mL2mol·L-1盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,氢离子浓度减小,反应速率减小,故⑥不正确;
答案选A。
10.A
【详解】A.5分钟内,用Z表示的反应速率为,根据速率之比等于系数比,可得用Y表示的反应速率为,故A正确;
B.X和Y的起始充入量是1:1,但是反应的量不是1:1,故平衡时不是1:1,故B错误;
C.由Z生成量为0.12mol,可得X的反应量为0.06mol,则X的转化率为,故C错误;
D.增大Y的浓度,加快反应速率,故D错误;
故选A。
11.C
【分析】X是一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑,则X为浓硫酸,D与H2O反应生成硫酸,则D为SO3,B与O2反应生成SO3,B为SO2。
【详解】A.浓硫酸使蔗糖变黑的整个过程中,还有SO2、CO2生成,既体现了浓硫酸的脱水性,也体现了浓硫酸的强氧化性,A错误;
B.若A为镁,镁在常温下遇到浓硫酸不会发生钝化,B错误;
C.若A为碳,加热条件下C与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O,浓硫酸只表现出强氧化性,C正确;
D.加热、催化剂条件下,SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应,6.4gSO2为0.1mol,则生成的SO3物质的量小于0.1mol即不可能生成8.0gSO3,D错误;
故答案选C。
12.B
【详解】A.反应进行到M点时消耗的X的物质的量小于W点,由于正反应是放热反应,所以反应进行到M点放出的热量比W点少,A错误;
B.温度越高反应速率越快,T1>T2,则M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆,B正确;
C.T2温度下,在0~t1时间内,X的浓度变化为Δc(X)=(a-b) mol·L-1,则Y的浓度变化为Δc(Y)=Δc(X)=mol·L-1,所以T2温度下,在0~t1时间内,C错误;
D.恒容密闭容器中,M点时向容器内充入一定量惰性气体,惰性气体不参与反应,对反应体系各物质的浓度无影响,正反应速率不变,D错误;
答案选B。
13.A
【详解】A.,的中子数为10,则中子总数为4.5NA,A正确;
B.溶液中的水中含有氧原子,则溶液中氧原子数大于0.3NA,B错误;
C.,该反应为可逆反应,反应无法进行到底,则混合物中极性键数小于6NA,C错误;
D.铜与浓硫酸在加热的条件下可以反应,当反应进行一段时间后硫酸的浓度减小,则2mol浓硫酸不能完全反应,则转移电子数小于2NA,D错误;
故答案为:A。
14.D
【分析】反应物逐渐减少,生成物逐渐增加,曲线变化说明X代表NH3,各物质该变量之比等于系数之比,从图中可知,达到平衡时,X增加了1mol,Y减少了0.5mol,二者比值为2:1,则说明Y代表N2。
【详解】A.据分析,Y表示的物质是N2,A错误;
B.时刻后,X继续增加,Y继续减小,说明反应继续朝正向进行,即正反应速率大于逆反应速率,未说明反应的方向,则不能判断与的大小,B错误;
C.时刻,该反应达到平衡,Y从1mol降低到0.5mol,则其转化率为50%,C错误;
D.随着反应物浓度的减少,正反应速率下降,则a、b两点的正反应速率:,D正确;
故选D。
15.C
【详解】A.固体或纯液体用量的增加不会影响反应速率,故A错误;
B.硫蒸气变化为硫固体为放热过程,则等物质的量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧,硫蒸气放出热量多,故B错误;
C.反应自发进行的判断根据△H- T△S<0分析,△H<0、△S>0的反应在任何温度下都能自发进行,故C正确;
D.铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-2e-=Fe2+,故D错误;
16. 用单位时间内某反应物浓度的减少量(绝对值)或生成物浓度的增加量来表示 v=Δc/t mol·L-1·s-1 或 mol·L-1·min-1
【解析】略
17. 2AB > 0.2 71.4% 7:10
【详解】(1)结合图示可知,平衡时时Δn(A)=(0.8-0.2)mol=0.6mol,Δn(B)=(0.5-0.2)mol=0.3mol,Δn(A):Δn(B)=0.6mol:0.3mol=2:1,且A为反应物、B为生成物,该反应方程式为2AB;
(2)第4min后A的物质的量继续减小、B的物质的量继续增大,说明此时平衡向正向移动,正、逆反应速率的大小关系为v正>v逆;
(3)0~4min内,消耗A的物质的量是0.8mol-0.4mol=0.4mol,浓度是0.4mol÷0.5L=0.8mol/L,则用A的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为0.8mol/L÷4min=0.2mol/(L·min)。
(4)平衡时混合气体中B的体积分数等于物质的量分数=×100%≈71.4%;
(5)初始时A、B的总物质的量为0.8mol+0.2mol=1mol,平衡时A、B的总物质的量为0.5mol+0.2mol=0.7mol,则反应达到平衡时体系内压强与开始时的压强之比等于物质的量之比=0.7mol:1mol=7:10。
18.(1) 2~3 min 0.025 mol/(L·min)
(2)AB
(3) 3X(g)+Y(g)3Z(g) AD 10%
【详解】(1)①在相同时间内反应产生H2的体积越大,反应速率就越快。根据表格数据可知:在0~1 min内产生H2的体积是100 mL,在1~2 min内产生H2的体积是124 mL,在2~3 min内产生H2的体积是224 mL;在3~4 min内产生H2的体积是112 mL;在4~5 min内产生H2的体积是44 mL。可见在2~3 min内产生H2的体积最大,故2~3 min时间内反应速率最大;
②在3~4 min内产生标况下H2的体积是112 mL,其物质的量是n(H2)==0.005 mol,根据反应方程式:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑可知,反应消耗HCl的物质的量是n(HCl)=2n(H2)=0.01 mol,盐酸溶液的体积是400 mL,则在3~4min内以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率v(HCl)==0.025 mol/(L·min);
(2)A.加入蒸馏水,可以使盐酸浓度降低,反应速率减慢,A符合题意;
B.加入KCl溶液,溶质不参加反应,溶液中的水对盐酸起稀释作用,可以使盐酸浓度降低,反应速率减慢,B符合题意;
C.加入浓盐酸导致盐酸浓度增大,反应速率加快,C不符合题意;
D.加入CuSO4溶液,Zn与CuSO4溶液会发生置换反应产生Cu单质,Zn、Cu、HCl会构成原电池反应,使化学反应速率加快,D不符合题意;
故合理选项是AB;
(3)①根据图示可知:随着反应的进行,X、Y的物质的量减少,Z的物质的量增加,则X、Y是反应物,Z是生成物,且反应进行到5 min后,三种物质都存在,它们的物质的量不再发生改变,说明该反应是可逆反应。故在反应进行到2 mol时,X、Y、Z三种物质的物质的量分别变化了0.3 mol、0.1 mol、0.3 mol,故反应方程式为:3X(g)+Y(g)3Z(g);
②A.该反应在恒容密闭容器中进行,反应前后气体的物质的量发生改变,当Y的体积分数在混合气体中保持不变时,反应混合物中各组分的浓度不变,反应达到平衡状态,A符合题意;
B.反应方程式中X、Y计量数的比是3:1,二者反应消耗的物质的量的比是3:1,因此用X、Y的浓度变化表示的反应速率比始终为3:1,故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,气体的质量始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,C不符合题意;
D.该反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变;反应前后气体的物质的量发生改变,当容器内气体压强保持不变时,说明气体的物质的量不变,因此反应达到平衡状态,D符合题意;
故合理选项是AD;
③反应开始时n(Y)=1.0 mol,反应进行到2 min时,n(Y)=0.9 mol,则2 min内反应消耗Y的物质的量是△n(Y)=0.1 mol,故2 min内Y的转化率为:×100%=10%。
19.(1) 75%
(2)p1
【详解】(1)根据题意,可得:
①0~5min内,用CO表示的反应速率=。
②平衡时的物质的量分数×100%=75%。
(2)该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,CO的平衡物质的量分数增大,平衡分压增大,故能表示CO的平衡分压与温度关系的曲线为p1。
20.(1)0.8mol·L-1、0.6mol·L-1
(2)0.1mol·L-1·min-1
【详解】(1)反应经2min后,A的浓度从开始时的1.0mol·L-1降到0.8mol·L-1,即A的浓度减小0.2 mol·L-1,结合A2B=3C可知B浓度减小0.4 mol·L-1,C浓度增大0.6 mol·L-1,故2min末B的浓度为1.2 mol·L-1-0.4 mol·L-1=0.8 mol·L-1,C的浓度为0+0.6 mol·L-1=0.6 mol·L-1;
(2)2 min内,v(A)0.1 mol·L-1·min-1
21. 1.5mol/L 0.2 mol·L-1·min-1 2 ① 3X+Y2Z 10%
【详解】在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A的物质的量为4mol,B的物质的量为6mol;5min末测得C的物质的量为3mol,D的化学反应速率v(D)为0.2mol·L-1·min-1,则D的物质的量为0.2×2×5=2mol,气体的变化量之比和系数成正比,因此3:n=3:2,n=2;该反应方程式为A(g)+2B(g)3C(g)+2D(g);5min末测得C的物质的量为3mol,则5min内A消耗了1mol,则5min末A的物质的量为4-1=3mol,5min末A的物质的量浓度为=1.5mol/L;根据速率之比和各物质的计量数成正比可知,v(B)= v(D)=0.2mol·L-1·min-1=0.2mol·L-1·min-1;结合以上分析可知:
(1)5min末A的物质的量浓度为1.5mol/L;
(2)前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为0.2 mol·L-1·min-1;
(3)化学方程式中n的值为2;
(4)根据速率之比和各物质的计量数成正比分析,把以下各物质的反应速率均转化为同一物质A的速率进行比较;
①v(A)=5mol·L-1·min-1;②v(A)= v(B)= ×6mol·L-1·min-1=3 mol·L-1·min-1;③v(A)= ×v(C)= ×4.5mol·L-1·min-1=1.5 mol·L-1·min-1;④v(A)= v(D)= × 8mol·L-1·min-1=4 mol·L-1·min-1;
结合以上分析可知,反应速率最快的是①;
(4)根据图象可知,反应在5min时达到平衡状态,X、Y为反应物,Z为生成物;其中X变化了1-0.4=0.6mol,Y变化了1.0-0.8=0.2mol,Z变化了0.5-0.1=0.4mol,根据各物质的变化量之比和各物质的计量数成正比,所以该反应的方程式为:3X+Y2Z;2min内Y变化了1.0-0.9=0.1mol,2min内Y的转化率为×100%=10%。
22. 2X(g)⇌3Y(g)+Z(g) bd 4:3
【分析】(1)根据各物质的物质的量的变化以及化学计量数之比等于物质的量的变化量之比分析;
(2)根据公式计算;
(3)根据平衡状态的特征分析;
(4)根据恒温恒容下,压强之比等于气体物质的量之比分析。
【详解】(1)由图象可知,从0~t时刻,n(X)减小,n(Y)增大,n(Z)增大,则可确定X为反应物,Y、Z为生成物,△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.8:1.2:0.4=2:3:1,反应未进行到底,存在平衡,所以此反应为可逆反应,故反应的化学方程式为:2X(g)⇌3Y(g)+Z(g);
(2)反应起始至t时刻,Y的平均反应速率是;
(3)由图象分析可知,该反应是可逆反应,最后在一定条件下达到平衡状态,
a. 到达t时刻,该反应达到平衡状态,该平衡为动态平衡,正逆速率相同且不为0,故错误;
b. 到达t时刻,该反应达到平衡状态,此时正反应速率等于逆反应速率,故正确;
c. 由于混合气体的总质量不变,容器的容积不变,则密度始终保持不变,故混合气体的密度不再改变不能说明该反应达到平衡,故错误;
d. 达到化学平衡时,v正(Y)=v逆(Y),又任意时刻满足,则达到化学平衡时,3v正(X)=2v逆(Y) ,故正确;
(4)反应前n(X)前=2.4mol,tmin后,反应达到平衡,气体总物质的量为n(X)平+n(Y)平+n(Z)平=1.6+1.2+0.4=3.2mol,恒温恒容下,压强之比等于气体物质的量之比,则体系内的压强与反应前的压强之比为。
【点睛】1. 化学平衡状态的判断是学生们的易错点,首先一定要关注反应条件是恒温恒容、恒温恒压还是恒温绝热等,再关注反应前后气体物质的量的变化以及物质的状态,化学平衡状态时正逆反应速率相等,各物质的量、浓度等保持不变,以及衍生出来的一些量也不变,但一定得是“变化的量”不变了,才可作为判断平衡的标志。常见的衍生出来量为:气体总压强、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、温度、颜色等。
2. 可逆反应达到平衡状态时,一定满足正逆反应速率相等,在用不同物质的反应速率表示平衡状态时,必须表明“一正一逆”,且等于系数之比,这是学生们的易错点。
答案第1页,共2页
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