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第六章 化学反应与能量
阶段重点强化练(三)
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解析 用浓硝酸和铜反应制备NO2气体,与反应物的性质有关,与反应速率无关。
2.下列事实或做法与化学反应速率无关的是( )
A.将食物存放在温度低的地方
B.用铁作催化剂合成氨
C.将煤块粉碎后燃烧
D.用浓硝酸和铜反应制备NO2气体
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3.反应A(g)+3B(g)===2C(g)+3D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,则反应速率由快到慢的顺序为( )
①v(A)=0.15 mol·L-1·s-1
②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1
④v(D)=0.5 mol·L-1·s-1
A.②>④>③>① B.②=③>④>①
C.①>②=③>④ D.④>①>②>③
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解析 因为合成氨反应是可逆反应,所以H2的转化率不会达到100%,C错误。
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5.在一定温度下,向某恒容密闭容器中充入一定量X(g)和Y(g),二者发生可逆反应生成Z(g),测得各物质的浓度与时间的关系如图所示(已知:净反应速率等于正、逆反应速率之差)。下列说法错误的是( )
A.a点:正反应速率大于逆反应速率
B.b点:净反应速率等于零
C.上述可逆反应中X(g)、Y(g)、Z(g)的
化学计量数之比为3∶1∶2
D.达到平衡时,Y的转化率为60%
解析 达到平衡时Y转化了0.2 mol·L-1,则Y的转化率为40%,D错误。
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解析 A项,由于B呈固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,恒容容器中混合气体的密度增大,达到平衡时混合气体总质量不变,混合气体的密度不变;B项,由于B呈固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,混合气体分子总物质的量始终不变,混合气体的平均相对分子质量增大,达到平衡时混合气体总质量不变,混合气体的平均相对分子质量不变;C项,达到平衡时A、C、D的浓度保持不变,但不一定等于2∶1∶1;D项,某时刻v(A)=2v(C)且不等于零,没有指明是正反应速率,还是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态。
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解析 C项,因为生成的B和C的物质的量之比是固定的,所以B的体积分数始终不变,不能说明该反应达到平衡状态。
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选项 n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol
A 2.0 1.0 0
B 1.0 0.8 1.0
C 0.20 0.10 1.80
D 0 0 2.0
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实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 溶液紫色褪去所需时间/min
0.6 mol·L-1 H2C2O4
溶液 H2O 0.3 mol·L-1 H2SO4
溶液 0.05 mol·L-1 KMnO4
溶液
1 3.0 2.0 2.0 3.0 1.5
2 2.0 a 2.0 3.0 2.7
3 1.0 4.0 2.0 b 3.9
10.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了实验:实验原理为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,实验内容及记录如下:
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下列说法错误的是( )
A.a=2.0
B.b=5.0
C.根据上表中的实验数据可知,其他条件不变时,H2C2O4浓度越大,反应速率越快
D.忽略混合前后溶液体积的微小变化,实验1这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)=0.025 mol·L-1·min-1
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(2)若降低温度,则该反应的正反应速率______ (填“加快”“减慢”或“不变”,下同),逆反应速率______。
(3)第4 min时,正、逆反应速率的大小关系为v正____(填“>”“<”或“=”)v逆。
(4)0~4 min内,用B的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为________ mol/(L·min)。
三、非选择题
11.某温度时,在0.5 L密闭容器中,某一可逆反应中气态物质A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
(1)该反应的化学方程式为______________。
减慢
减慢
>
0.1
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(5)能判断该反应在一定温度下达到化学平衡状态的依据是_____ (填字母)。
A.容器中压强不变
B.混合气体中A的浓度不再改变
C.容器中气体密度不变
D.c(A)=c(B)
(6)平衡时混合气体中B的体积分数约为________。
(7)反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为________。
AB
71.4%
7∶10
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R
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.14CO2与C在高温条件下发生反应:14CO2+C2CO,达到化学平衡后,混合物中含14C的微粒有( )
A.14CO2
B.14CO2、14CO
C.14CO
D.14CO2、14CO、14C
4.对于工业合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列说法错误的是( )
A.使用合适的催化剂可以加快反应速率
B.升高温度可以加快反应速率
C.增大N2浓度可以使H2转化率达到100%
D.增大N2浓度可以加快反应速率
6.把2.5 mol A和2.5 mol B混合放入容积为2 L的密闭容器里,发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 s反应达平衡,在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1,同时生成1 mol D,下列叙述中错误的是( )
A.x=4
B.达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强之比为6∶5
C.5 s内B的平均反应速率v(B)=0.05 mol·L-1·s-1
D.达到平衡状态时A的转化率为50%
解析 根据C的平均反应速率可以算出5 s内C的物质的量的变化量为2 mol。根据“三段式”法进行分析:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)
起始/mol 2.5 2.5 0 0
转化/mol 1.5 0.5 0.5x 1
平衡/mol 1 2 2 1
根据C和D的物质的量的变化量之比为2∶1,可以确定x=4,A正确;同温同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比,起始时气体的总物质的量为5 mol,达到平衡时气体的总物质的量为6 mol,所以达到平衡时容器内气体的压强与起始时压强之比为6∶5,B正确;5 s内物质B消耗了0.5 mol,用B表示的化学反应速率为eq \f(0.5 mol,2 L×5 s)=0.05 mol·L-1·s-1,C正确;达到平衡时A的转化率为eq \f(1.5 mol,2.5 mol)×100%=60%,D错误。
二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
7.在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中,发生反应:2A(g)+B(s)C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有( )
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1
D.某时刻v(A)=2v(C)且不等于零
8.一定温度下,一定体积的容器中加入一定量的A(s)发生反应:3A(s)B(g)+2C(g),下列描述中不能说明该反应达到平衡状态的是( )
A.容器中的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.B的体积分数不再变化
D.混合气体的物质的量不再变化
9.在密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应达到平衡后,各物质的物质的量可能为( )
解析 反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是可逆反应,加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,最终各种物质都应该存在,不能全为反应物,也不能都为生成物,所以A、D错误;反应正向进行,所以向SO2生成SO3的方向进行,SO2与O2反应的物质的量关系为2∶1,所以SO2减小1 mol,消耗氧气0.5 mol,所以应该剩余氧气物质的量为0.5 mol,不能是0.8 mol,B错误。
解析 由题表所给数据知,此实验研究其他条件一定时,H2C2O4的浓度对反应速率的影响,由实验1可知,反应体系的总体积为10.0 mL,则实验2中总体积也应为10.0 mL,则表中a=3.0,A错误;由以上分析可知KMnO4溶液体积相同,即b=3.0,B错误;根据题表中的实验数据可知,其他条件不变时,H2C2O4浓度越大,溶液紫色褪去所需时间越少,即反应速率越快,C正确;紫色褪去说明高锰酸钾完全反应,该时间段内Δc(KMnO4)=eq \f(0.05 mol·L-1×0.003 L,0.01 L)=0.015 mol·L-1,所以v(KMnO4)=eq \f(0.015 mol·L-1,1.5 min)=0.01 mol·L-1·min-1,根据反应方程式可知v(H2C2O4)=eq \f(5,2)v(KMnO4)=0.025 mol·L-1·min-1,D正确。
2A(g)B(g)
解析 (1)由图可知,从反应开始,A的物质的量减少,B的物质的量增加,则A为反应物,B为生成物,最终A、B的物质的量都不再改变且都不是零,说明为可逆反应,开始至平衡时,Δn(A)=0.8 mol-0.2 mol=0.6 mol,Δn(B)=0.5 mol-0.2 mol=
0.3 mol,则A、B的化学计量数比为2∶1,所以该反应的化学方程式为2A(g)B(g)。
(6)平衡时A和B的物质的量分别是0.2 mol、0.5 mol,则混合气体中B的体积分数约为eq \f(0.5 mol,0.2 mol+0.5 mol)×100%≈71.4%。
(7)恒温恒容时,压强之比等于气体的物质的量之比,初始时气体总物质的量为0.2 mol+0.8 mol=1.0 mol,平衡时气体总物质的量为0.2 mol+0.5 mol=0.7 mol,平衡时与开始时的压强之比为0.7∶1.0=7∶10。
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