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题型05 化学反应速率及平衡图像问题的分析
1.(23-24高一下·河南洛阳·期中)在一定条件下,某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.t1时刻的逆反应速率大于t4时刻的正反应速率
B.t2时刻,正反应速率大于逆反应速率
C.t3时刻,在该条件下反应物转化为生成物达到了最大转化率
D.t4时刻,反应已经停止
【答案】B
【详解】A.t4时刻达到平衡,正逆反应速率相等,且大于t1时刻逆反应速率,A错误;
B.t2时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,B正确;
C.t3时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,没有达到平衡状态,没有达到最大转化率,C错误;
D.t4是平衡状态,正反应速率等于逆反应速率,没有停止,D错误;
故选B。
2.(23-24高一下·河南洛阳·期中)在容积固定的2L密闭容器中,进行可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),并达到平衡,在此过程中,以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图所示,则图中阴影部分面积表示
A.X浓度的减少 B.Y物质的量的减少
C.Z浓度的增加 D.Z物质的量的增加
【答案】C
【详解】观察图,纵坐标为反应速率,横坐标为时间,二者之积为浓度,Y和Z的反应速率相等,则阴影部分不可能为X的浓度减少。
Sabdo表示Y向正反应方向进行时减少的浓度,而Sbod则表示Y向逆反应方向进行时增大的浓度,所以Saob=Sabdo-Sbod,表示Y向正反应方向进行时“净”减少的浓度,而Y的反应速率与Z的反应速率相等,则阴影部分可表示Y的浓度的减小或Z的浓度的增加。
故选C。
3.(23-24高一下·河南郑州十校·期中)常温下,将6mol和8mol充入体积为2L的恒容密闭容器中发生反应:,的物质的量与时间的关系如图所示。下列有关叙述正确的是
A.1~3min内,的平均反应速率为
B.8~10min内,的物质的量不变,反应已停止
C.0~8min内,生成的质量为64g
D.c点时反应达到平衡状态,此时
【答案】D
【详解】A.1~3min内,的平均反应速率为,故A项错误;
B.8~10min内,的物质的量不变,说明反应达到动态平衡,,故B项错误;
C.氢气和甲醇的化学反应系数比为,0~8min内,消耗氢气的物质的量为4mol,则生成甲醇的物质的量是mol,转化为质量为,故C项错误;
D.c点时反应达到平衡状态,,且各物质化学反应速率之比等于化学计量数之比,此时,故D项正确。
故答案选D。
4.(23-24高一下·河南郑州第一中学·期中)在容积为2L的恒温密闭容器中,充入一定量的反应物发生化学后应,各物质(B为固体,其余物质均为气体)的含量随时间的变化如图所示,下列有关说法错误的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应达到平衡状态时混合气体的压强与起始时的压强之比为37:25
C.若反应条件不改变,则在2~3min发生该变化的原因可能为生成的产物充当了反应的催化剂
D.时,反应达到平衡状态
【答案】D
【详解】A.由图可知,平衡后各物质均存在,则反应为可逆反应,反应的ABCD的物质的量之比为0.8mol:1.0mol:1.2mol:0.8mol=4:5:6:4,则该反应的化学方程式为,A正确;
B.反应前后气体的总的物质的量之比为2.5mol:3.7mol,则反应达到平衡状态时混合气体的压强与起始时的压强之比为37:25,B正确;
C.由图可知,2~3min内反应的速率加快,若反应条件不改变,则在2~3min发生该变化的原因可能为生成的产物充当了反应的催化剂,加快了反应速率,C正确;
D.结合A分析得方程式可知,时,反应正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,D错误;
故选D。
5.(23-24高一下·河南商丘·期中)一定条件下,M、N、P三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应中,M、P为生成物
B.该反应在2min时达到化学反应限度
C.2min时,N、M、P的平均速率之比为2:2:1
D.前2min内M的平均反应速率为v(M)=0.15
【答案】D
【详解】A.的浓度增加,的浓度减少,则、P为生成物,为反应物,A项正确;
B.反应在时各组分浓度不再改变,即到达反应限度,B项正确;
C.,,,各物质浓度的改变量和速率成正比,则的平均反应速率之比为,C项正确;
D.前2min内M的平均反应速率为,D项错误;
故答案为:D。
6.(22-23高一下·河南南阳六校联考·期中)向5L恒容密闭容器中充入一定量和,发生反应:,其中、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0~10min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为
A.0.04 mol·L-1·min-1 B.0.02 mol·L-1·min-1
C.0.004 mol·L-1·min-1 D.0.008 mol·L-1·min-1
【答案】D
【详解】从化学方程式可知,NO为产物,则在反应过程中NO的物质的量逐渐增大,则上升的曲线表示NO的物质的量随反应时间变化的情况,0-10min内,NO物质的量增大0.4mol,则v(NO)=,故答案选D。
7.(23-24高一下·河南信阳高级中学·期中)为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定足量碳酸钙固体与一定量稀盐酸反应生成的体积(已换算为标况下的体积)随时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法中不正确的是
A.因反应放热,导致内的反应速率逐渐增大
B.后,影响反应速率的主要外界因素是盐酸的浓度
C.内,用盐酸的浓度变化表示该反应的速率为
D.若向反应体系中加入适量氯化钠溶液,则曲线甲可能将变成曲线乙
【答案】C
【详解】A.因反应放热,温度升高,导致内的反应速率逐渐增大,A项正确;
B.后,反应速率逐渐减小,主要是因为随反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,故影响反应速率的主要外界因素是盐酸的浓度,B项正确;
C.内,由产生二氧化碳的体积可以计算消耗HCl的物质的量,但是不知道盐酸的体积,故不能计算出用盐酸的浓度变化表示该反应的速率,C项错误;
D.若向反应体系中加入适量氯化钠溶液,盐酸浓度减小,则反应速率减小,但是HCl的物质的量不变,最终生成二氧化碳的体积不变,则曲线甲可能将变成曲线乙,D项正确;
故选C。
8.(23-24高一下·河南新乡多校联考·期中)保持温度240℃不变,在容积为2L的恒容密闭容器中充入和(物质的量之比为1∶3)发生反应:,其中的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图1中曲线Ⅰ所示,反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法错误的是
A.该反应是放热反应
B.平衡转化率为87.5%
C.0~30min内用H₂表示的平均反应速率 mol⋅L⋅min
D.图2中若水的状态为液态,则能量变化曲线可能为①
【答案】D
【详解】A.由图2可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以是放热反应,A正确;
B.由方程式计量数的关系可知,曲线Ⅱ是的物质的量变化,由三段式法可得:
的平衡转化率为,B正确;
C. mol⋅L⋅min,C正确;
D.气态水变为液态水时要放出热量,所以反应生成液态水时,生成物的总能量更低,D错误;
故选D。
9.(23-24高一下·河南周口恒大中学·期中)密闭容器中,反应A(g) +2B(?)C(g)分别在三种不同的实验条件下进行,反应物A的物质的量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.③的温度一定高于① B.③一定是增大了压强
C.②一定是加入了催化剂 D.②平衡常数一定等于①
【答案】D
【详解】A.①和③相比③中反应速率快,但平衡时A的物质的量少,如果反应物B是气态,则改变的条件也可能是增大了压强,故A错误;
B.①和③相比③中反应速率快,但平衡时A的物质的量少,如果正反应是吸热反应,则改变的条件也可能是升高温度,故B错误;
C.①、②相比,②反应速率较大,且达到相同的平衡状态,则可以是加入催化剂,但如果反应物B不是气态,则改变的条件也可能是增大压强,故C错误;
D.①、②相比,达到相同的平衡状态,则②平衡常数一定等于①,故D正确。
故选D。
10.(23-24高一下·河南商丘·期中)在一定温度下,在体积为2L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 min时,反应达到化学平衡状态,反应停止
C.t min内X的平均反应速率
D.温度、体积不变,t时刻充入1mol He使压强增大,正、逆反应速率都增大
【答案】C
【分析】由图象可以看出,反应中X物质的量减小,Y、Z的物质的量增多,则X为反应物,Y、Z为生成物,且,则该反应的化学方程式为,据此解答。
【详解】A.根据分析,该反应的化学方程式为,故A错误;
B.t min时,正、逆反应继续进行,反应达到化学平衡状态,是动态平衡,故B错误;
C.t min内X的化学反应速率,故C正确;
D.温度、体积不变,t时刻充入1mol He使压强增大,但不改变原来各物质的浓度,正、逆反应速率不变,故D错误;
答案选C。
11.(23-24高一下·河南南阳·期中)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得 70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越大,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,NaOH溶液浓度越小,H2O2分解速率越慢
C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
【答案】C
【详解】A.图甲表明,相同时间内,pH=13的溶液中,H2O2的起始浓度越大,浓度的变化量越大,其分解速率越快,A正确;
B.图乙表明,NaOH溶液浓度越小,相同时间内H2O2的浓度变化量越小,分解速率越慢,B正确;
C.图丙表明,Mn2+浓度相同时,1.0mol/LNaOH中H2O2的浓度变化量小于0.1mol/LNaOH中H2O2的浓度变化量,所以溶液的碱性越强,H2O2的分解速率不一定越快,C不正确;
D.图丙表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大,图丁表明,碱性溶液中,Mn2+浓度越大,对H2O2分解速率的影响越大,D正确;
故选C。
12.(23-24高一下·河南南阳·期中)向绝热恒容密闭容器中通入和,使反应:在一定条件下达到平衡,正反应速率随时间变化的曲线如图所示,由图可得出的正确结论是
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物的总能量高于生成物的总能量
C.反应物浓度:a点小于b点
D.时,转化率:a-b段等于b-c段
【答案】B
【详解】A.化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变,其实质是正反应速率等于逆反应速率且不再改变,c点对应的正反应速率显然还在改变,故一定未达平衡,A错误;
B.从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,B正确;
C.a到b时正反应速率增加,反应物浓度随时间不断减小,a点反应物浓度大于b点,C错误;
D.随着反应的进行,正反应速率越快,消耗的二氧化硫就越大,二氧化硫的转化率将逐渐增大,时,的转化率:a~b段小于b~c段,D错误;
故选B。
13.(23-24高一下·河南洛阳·期中)NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g),反应过程放热,现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒容密闭容器中,NO2和N2O4浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是
A.a点时达到了化学平衡状态
B.反应速率v正(b点)>v正(c点)
C.25min时改变的条件是增大了N2O4的浓度
D.容器内混合气体的平均摩尔质量不变时可判断达到了化学平衡状态
【答案】D
【详解】A.a点后物质浓度继续变化,此时没有达到了化学平衡状态,A错误;
B.c点物质浓度更大,则反应速率更快,故反应速率v正(b点)<v正(c点),B错误;
C.25min时二氧化氮浓度瞬间增大、而四氧化二氮浓度不变,则改变的条件是增大了NO2的浓度,C错误;
D.混合气体的平均摩尔质量为M=,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,D正确;
故选D。
14.(23-24高一下·河南南阳5校·期中)向绝热恒容密闭容器中通入和,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间变化的示意图如图所示,下列结论正确的个数为
①反应在C点达到平衡
②浓度:A点小于C点
③则AB段的消耗量小于BC段的消耗量
④体系压强不再变化,说明反应达到平衡
⑤逆反应速率图像在此时间段内和图中趋势相同
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【详解】①当正反应速率不变时,反应达到化学平衡状态,由图可知,C点正反应速率开始减小,所以C点不是平衡点,①错误;
②反应正向进行,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,所以浓度A点大于B点,②错误;
③当时,AB段正反应速率小于BC段,则AB段消耗的物质的量小于BC段,③正确;
④在绝热条件下,温度改变,则该反应压强也发生改变,体系压强不再变化,能说明反应达到平衡,④正确;
⑤由图可知,正反应为放热反应,反应达到平衡之前,反应体系温度不断上升,生成物浓度一直增大,逆反应速率应该一直增大,⑤错误;
综上③④正确,答案选A。
15.(22-23高一下·河南驻马店高级中学·期中)在101kPa、180℃时,将0.5mol和1.0mol 通入2L的恒容密闭容器中,反应生成甲醇蒸气()和某无机副产物,测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式:
B.在0~3min内用表示的平均化学反应速率为
C.当容器内混合气体密度不再变化时,表明反应已经达到平衡状态
D.在3~10min内,反应仍未达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.由图知,消耗n(CO2)=(1.0-0.9)mol=0.1mol、n(H2)=(0.5-0.2)mol=0.3 mol,同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则n(CO2):n(H2)=0.1 mol : 0.3 mol=1 : 3,根据原子守恒知,反应还生成H2O,所以反应为,故A项错误;
B.在0~3min内用表示的平均化学反应速率为,用表示的平均化学反应速率为,故B正确;
C.该反应是气体体积减小的反应,反应过程中气体总质量和总体积都不变,混合气体密度一直不变,当混合气体密度不再变化时,不能说明反应已经达到平衡状态,故C错误;
D.根据反应的化学方程式计算可得出3 min时n(CH3OH)=0.1 mol,由图像可以看出,10 min时n(CH3OH)=0.1 mol,则3 min时反应达到平衡状态,即在3~10min内,反应处于平衡状态,故D项错误;
故选B。
16.(22-23高一下·河南焦作·期中)下列图示与对应的叙述正确的是
A.图1所示曲线表示HCN(g)转化为HNC(g)需要吸收59.3kJ的能量
B.图2所示的阴影部分面积可表示正反应速率的改变值
C.图3所示曲线中状态①的物质比状态②的物质稳定
D.图4是其他条件相同时,镁条与不同浓度盐酸反应曲线,其中曲线a表示的盐酸浓度比曲线b大
【答案】D
【详解】A.ΔH=生成物总能量-反应物总能量=(59.3-0.0)kJ/mol=+59.3kJ/mol,则1molHCN(g)转化为1molHNC(g)需要吸收59.3kJ的热量,若不知道HCN的物质的量则无法计算吸收的热量,A错误;
B.,所以阴影部分面积表示物质的量浓度变化量,B错误;
C.由题干图3曲线所示信息可知,状态①的物质具有的总能量比状态②的物质具有的总能量高,能量越高物质越不稳定,C错误;
D.由题干图4所示信息可知,其他条件相同时,曲线a反应完全所需要的时间更短,即反应速率更快,故镁条与不同浓度盐酸反应曲线,其中曲线a表示的盐酸浓度比曲线b大,D正确;
故答案为:D。
17.(22-23高一下·河南周口恒大中学·期中)如图所示为 800 ℃时A、B、C 三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是
A.发生的反应可表示为 2A(g)⇌2B(g)+C(g)
B.前 2 min A 的分解速率为 0.1 mol·L-1·s-1
C.2 min 时,A 的转化率为 50%
D.2 min 时,A、B、C 的浓度之比为 2:3:1
【答案】B
【详解】A.根据图象可知,反应过程中A的浓度减小,B、C的浓度增大,因此A为反应物,B、C为生成物,根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)⇌2B(g)+C(g),A选项正确,不符合题意;
B.前2 minA的分解速率,B选项错误,符合题意;
C.2min时,A的转化率,C选项正确,不符合题意;
D.据图可知2min时,c(A)=0.2mol/L,c(B)=0.3mol/L,c(C)=0.1mol/L,浓度之比为2:3:1,D选项正确,不符合题意;
答案选B。
【点睛】B选项为易错点,解答时容易忽略化学反应速率的单位从而判断错误。
18.(22-23高一下·河南信阳·期中)等质量且足量的两份锌a、b,分别加入等量的稀H2SO4,同时向a中加入少量的CuSO4溶液,下列各图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】等质量的两份锌粉a、b,分别加入等量的稀H2SO4中,同时向a中放入少量的CuSO4溶液,Zn与CuSO4溶液发生置换反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu,置换出的Cu与Zn在稀硫酸中形成原电池,原电池反应使Zn与稀H2SO4反应的反应速率增大,完全反应用时少于b,因为锌过量,稀硫酸等量,生成氢气的量相等,则表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系图象为 ,故选A。
19.(22-23高一下·河南信阳·期中)一定温度下,在的密闭容器中投入一定是的气体气体发生反应生成气体时生成的物质的量为(过程如图)。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.内用气体表示的化学反应速率为
C.时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比为
D.时,气体的转化率为
【答案】B
【详解】A.时,的物质的量减少了,B的物质的量减少了,C生成了,根据变化量之比等于化学计量系数比,该反应的化学方程式为,A错误;
B.内用气体表示的化学反应速率为,B正确;
C.初始状态气体物质的量之和为:,时根据选项数据可知气体物质的量之和为:,容器内的气体压强与起始时的气体压强之比等于物质的量之比,即为,C错误;
D.时的转化率为,D错误;
故选B。
20.(21-22高一下·河南南阳六校·期中)一定温度下,在某恒容密闭容器中发生反应:,其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等
B.从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是
C.达到平衡后气体的平均相对分子质量不再改变
D.达到平衡后,再充入氩气,反应速率增大
【答案】C
【详解】A.Q点是未达到平衡的点,该反应是正向建立平衡,因此Y的正反应速率大于逆反应速率,故A错误;
B.由于该反应的容器未知,因此无法计算从开始到达到平衡时用X的平均反应速率,故B错误;
C.平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量,正向反应,气体质量不变,气体物质的量减小,平均摩尔质量增大,当平均相对分子质量不再改变,则达到平衡,因此达到平衡后气体的平均相对分子质量不再改变,故C正确;
D.达到平衡后,再充入氩气,反应物的浓度不变,因此反应速率不变,故D错误。
综上所述,答案为C。
21.(21-22高一下·河南洛阳·期中)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列描述不正确的是
A.反应的化学方程式为X(g)+ Y(g)2Z(g)
B.反应开始到10 s,X的物质的量减少了0.79mol
C.反应到10s时,该反应达到平衡状态
D.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.79 mol/(L·s)
【答案】D
【详解】A.X、Y为反应物、Z为生成物,且化学计量数之比为等于变化的物质的量之比,则1.20mol-0.41mol=0.79mol,Y减少1.00mol-0.21mol=0.79mol,Z增加1.58mol,0.79mol∶0.79mol∶1.58mol=1∶1∶2,且10s达到平衡,则反应的化学方程式为X(g)+ Y(g)2Z(g),故A正确;
B.反应开始到10s时,X的物质的量减少了1.20mol-0.41mol=0.79mol,故B正确;
C.在10s后各物质的浓度不再发生变化,说明反应到10s时,该反应达到平衡状态,故C正确;
D.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为,故D错误;
故选:D。
22.(21-22高一下·河南洛阳·期中)对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A.水样pH越大,M的分解速率越快
B.水样中添加Cu2+,不能加快M的分解速率
C.由①、③得,反应物浓度越大,M的分解速率越快
D.在0~20min内,②中M的分解速率为0.15mol·L-1·min-1
【答案】C
【详解】A.由图可知,pH:①>②,溶液初始浓度相同,斜率:①<②,说明水样pH越大,反应速率越慢,故A错误;
B.初始浓度都为0.20mol/L、pH=4时,③中不加Cu2+,④中加入Cu2+,斜率:③<④,反应速率:③<④,所以水样中添加Cu2+,能加快M的分解速率,故B错误;
C.①、③pH相同,初始浓度:①>③,斜率:①>③,则反应速率:①>③,说明反应物浓度越大,M的分解速率越快,故C正确;
D.0~20min内,②中M的平均分解速率,故D错误;
答案选C。
23.(21-22高一下·河南南阳·期中)下列有关图象说法错误的是
A
B
C
D
图阴影部分面积表示反应物浓度的净减少量
图虚线b表示反应加入催化剂后能量变化曲线
图为可逆反应的物质的量一时间图,化学反应方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)
图中装置实现了化学能转变为电能
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.图中阴影部分面积等于v正t-v逆t=减少反应物的物质的量浓度-增加反应物的物质的量浓度,所以图阴影部分面积表示反应物浓度的净减少量M,A正确;
B.图象中虚线b活化能减小,所以虚线b使用了催化剂的变化曲线,B正确;
C.可逆反应是反应物和生成物共存的体系,在10 s内X、Y减小的物质的量是0.79 mol、0.79 mol,Z增加的物质的量是1.58 mol,物质改变的物质的量的比为n(X):n(Y):n(Z)=1:1:2,10 s后三种物质都存在,且浓度不再发生变化,则该反应为可逆反应,反应方程式为:X(g)+Y(g)2Z(g),C正确;
D.由于乙醇是非电解质,不具备原电池构成条件,因此该装置不能构成原电池,也就不能实现化学能向电能的转化,D错误;
故合理选项是D。
24.(22-23高一下·河南实验中学·期中)研究NOx之间的转化对大气污染控制具有重要意义,已知:N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH>0。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(N2O4)和c(NO2)随t变化为曲线Ⅰ、Ⅱ,改变温度到T2,c(NO2)随t变化为曲线Ⅲ,下列判断正确的是
A.反应速率v(a)=v(b)
B.温度T1<T2
C.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
D.温度T1、T2下,反应分别达到平衡时,c(N2O4) 前者大
【答案】BD
【详解】A.升高温度,反应速率加快,达到平衡所需时间越短,则T2>T1,则反应速率v(a)>v(b),故A错误;
B.反应温度T1和T2,以c(NO2)随t变化曲线比较,Ⅱ比Ⅲ后达平衡,所以T1<T2,故B正确;
C.升高温度,正逆反应速率均增加,故C错误;
D.该反应为吸热反应,温度升高,平衡逆向移动,温度T1<T2,反应分别达到平衡时,c(N2O4) 前者大,故D正确;
答案选BD。
25.(23-24高一下·河南商丘·期中)在2L密闭容器中,800℃时,反应体系中,随时间的变化如下表所示,各物质的浓度一时间曲线如图所示。
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
回答下列问题:
(1)用表示的化学反应速率 。从表中可以看出,该反应化学反应速率逐渐减慢,原因是 。
(2)图中曲线a、b能表示变化的是 ,若要使变为另一条曲线,可以采取的方法是 。
(3)图中A点处反应 (填“已达到”或“未达到”)平衡状态,A点处v(正) (填“>”或“<”)B点处v(逆)。
(4)若要加快该反应速率,可以采取的措施是 (任写两点)。
(5)下列能够说明反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体的颜色不再变化
B.
C.混合气体平均摩尔质量保持不变
D.发生反应同时生成
(6)已知该反应为放热反应,若生成放出热量为Q,则通入与足量充分反应生成放出的热量 (填“>”“<”或“=”)Q。
【答案】(1) 随着反应进行,反应物浓度逐渐下降
(2) 曲线b 增加NO的起始量
(3) 未达到 >
(4)升温、加压(使用催化剂、增大反应物浓度等)
(5)AC
(6)<
【详解】(1)用O2表示的化学反应速率==;化学反应进行过程中,反应物被不断消耗,从表中可以看出,该反应化学反应速率逐渐减慢,原因是:随着反应进行,反应物浓度逐渐下降。
(2)反应开始时,c(NO)=0.010mol/L,则c曲线表示c(NO)浓度随时间的变化,从起点浓度看,化学反应方程式中,NO与NO2的化学计量数相等,则二者的浓度变化量都为0.0065mol/L,则图中曲线a、b能表示变化的是曲线b;a曲线中NO2的浓度变化量大,则反应物的变化量也应大,所以若要使变为另一条曲线,可以采取的方法是:增加NO的起始量。
(3)图中A点之后,NO、NO2的浓度继续改变,则A点处反应未达到平衡状态,此时反应物继续转化为生成物,则A点处v(正) >B点处v(逆)。
(4)增大浓度、升高温度、增大压强、加入催化剂,都可增大反应速率,则若要加快该反应速率,可以采取的措施是:升温、加压(使用催化剂、增大反应物浓度等)。
(5)A.混合气体的颜色不再变化,则NO2的浓度不变,反应达平衡状态,A符合题意;
B.,反应进行的方向相反,但速率之比不等于化学计量数之比,则反应未达平衡状态,B不符合题意;
C.反应前后气体的分子数不等,平衡前混合气体的平均相对分子质量在不断发生改变,当混合气体平均摩尔质量保持不变时,反应达平衡状态,C符合题意;
D.发生反应同时生成,反应进行的方向相同,不能肯定反应达平衡状态,D不符合题意;
故选AC。
(6)NO与O2作用生成NO2的反应为可逆反应,若生成放出热量为Q,则通入与足量,充分反应生成的物质的量小于2mol,放出的热量<Q。
26.(23-24高一下·河南南阳5校·期中)研究化学反应的快慢和限度,对工农业生产和人们生活有重要的意义。
Ⅰ.某化学课外小组的同学通过铁和稀盐酸的反应探究外界条件对化学反应速率的影响,实验过程中的数据及相关信息
如表所示。
序号
反应温度/℃
10gFe的形状
t/min
①
20
2
5
块状
1
②
20
210
0
块状
1
③
20
2
10
0
粉末
1
④
40
2
10
0
块状
1
注:气体体积均在相同条件下测得。
(1)实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响,为 ;实验②和③表明 对反应速率的影响。
(2)实验室在制氢气时,可在锌和盐酸反应的容器中加入少量硫酸铜固体,原因是 (用文字表达)。
(3)分析其中一组实验,发现产生氢气的速率随时间的变化情况都是开始速率逐渐增大,后来慢慢减小。前期速率逐渐增大的主要原因是 ;后期速率慢慢减小的主要原因是 。
Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为,在1L恒容绝热密闭容器中投入和适当过量的,在一定条件下充分反应,和的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(4)10min内,的反应速率为 ;平衡时的转化率为 (已知转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(5)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 (填字母序号)。
a.容器中压强不再改变 b.容器中气体密度不再改变
c.的物质的量浓度不再改变 d.的质量不再改变
e.
【答案】(1) 5 反应物之间的接触面积(或固体的比表面积)
(2)锌与硫酸铜反应,置换出铜,与锌形成原电池,反应速率增大
(3) 反应放热,温度升高,反应速率增大 反应物浓度减少,反应速率降低
(4) 70%
(5)b
【详解】(1)(1)根据控制变量法,实验①②探究盐酸浓度对反应速率的影响,溶液总体积应相等,即。实验②③中铁的形状不同,研究的是反应物之间接触面积(或固体比表面积)对反应速率的影响;
(2)锌与硫酸铜反应,置换出铜,与锌形成原电池,反应速率增大;
(3)金属与盐酸的反应为放热反应,随着反应进行,温度升高,反应速率加快,前期温度为影响反应速率的主要因素;随着反应进行盐酸浓度逐渐变小,后期浓度为影响反应速率的主要因素;
(4)二氧化硫为反应物,三氧化硫为生成物,根据化学反应速率数学表达式,;达到平衡时,消耗二氧化硫物质的量为,二氧化硫的转化率为;
(5)a.相同条件下,气体压强之比等于气体物质的量之比,该反应为气体分子数减小的反应,即当容器中压强不再改变,说明反应达到平衡,a项不符合题意;
b.参与反应的各组分都是气体,混合气体总质量不变,容器为恒容,混合气体总体积不变,根据密度的定义,混合气体密度始终不变,因此混合气体密度不变,不能说明反应达到平衡,b项符合题意;
c.根据化学平衡状态的定义,氧气物质的量浓度不再改变,说明反应达到平衡,c项不符合题意;
d.根据化学平衡状态的定义,三氧化硫的质量不再改变,说明反应达到平衡,d项不符合题意。说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,e项不符合题意;
综上所述,答案选b。
27.(21-22高一下·河南实验中学·期中)某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行,0~3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体):
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。
a.v(A)=2v(B)
b.容器内压强保持不变
c.2v逆(A)=v正(B)
d.容器内混合气体的密度保持不变
e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2
f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)在密闭容器里,通入a molA(g)、b molB(g)、c molC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是_______(填标号)。
A.降低温度 B.加入催化剂
C.增大容器体积 D.恒容下,充入He
(5)将a molA与b molB的混合气体通入5L的密闭容器中并发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(A)=n(B)=3n(C),则原混合气体中a∶b= ,此时A的物质的量分数为 。
【答案】(1)2A+B2C
(2)0.1mol·L-1·min-1
(3)bf
(4)AC
(5) 8:7 42.9%
【详解】(1)由图可知,A和B生成C的反应为可逆反应,反应达到平衡时,A、B、C的物质的量的变化量之比为(5—3)mol∶(2—1)mol∶(4—2)mol=2∶1∶2,由物质的变化量之比等于化学计量数之比可知,反应的化学方程式为2A+B2C,故答案为:2A+B2C;
(2)由图可知,反应开始至2min时,B的物质的量的变化量为(2—1)mol=1mol,则B的平均反应速率为=0.1mol·L-1·min-1,故答案为:0.1mol·L-1·min-1;
(3)a.v(A)=2v(B)不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
b.该反应是气体体积减小的反应,反应中容器内压强减小,则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
c.2v逆(A)=v正(B) 说明正逆反应速率不相等,反应未达到平衡,故错误;
d.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
f.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积减小的反应,反应的总物质的量减小,反应中混合气体的平均相对分子质量增大,则混合气体的平均相对分子质量保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
故选bf;
(4)A.降低温度,反应速率减小,故符合题意;
B.加入催化剂能降低反应的活化能,反应速率增大,故不符合题意;
C.增大容器体积,容器中气体的压强减小,反应速率减小,故符合题意;
D.恒容下充入氦气,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,故不符合题意;
故选AC;
(5)设反应到某时刻时消耗B的物质的量为xmol,由题意可建立如下三段式:
由n(A)=n(B)=3n(C)可得:a—2x=b—x=6x,解得x==,则a∶b=8∶7,A的物质的量分数为×100%≈42.9%,故答案为:8∶7;42.9%。
28.(21-22高一下·河南豫北名校·期中)在时,X、Y、Z三种气体在恒容密闭容器中反应时的浓度变化如图所示:
请回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 ,内的反应速率 。
(2)a、b、c三个相等的时间段内,X物质的浓度减少量的相对大小为 (用a、b、c表示)。
(3)平衡时,Y的体积分数为 ;下列事实能表明时该反应处于平衡状态的是 (填序号)。
A.容器内气体压强保持不变 B.生成Y、Z的速率之比为
C.气体的密度保持不变 D.
【答案】(1) 2X(g)2Y(g)+Z(g) 0.1mol·L-1·min-1
(2)a>b>c
(3) 50% A
【分析】由图可看出,反应中X的物质的量浓度减小,则X应为反应物,Y、Z的物质的量浓度增大,则Y、Z为生成物,根据浓度变化之比等于化学计量数之比可得:△c(X):△c(Y):△c(Z)=0.2mol/L:0.2mol/L:0.1moL/L=2:2:1,则该反应的热化学方程式为2X(g) 2Y(g)+Z(g)。
(1)
根据上述分析可知,该反应的化学方程式为2X(g)2Y(g)+Z(g);
内的反应速率=0.1mol·L-1·min-1;
(2)
随着反应的进行,X的浓度降低,反应速率减小,相等时间段内X的物质的浓度减少量降低,达平衡进浓度不变,故a、b、c三个相等的时间段内,X物质的浓度减少量的相对大小为a>b>c;
(3)
平衡时,X的浓度为0.2mol/L,Y的浓度为0.3 mol/L,Z的浓度为0.1 mol/L,故Y的体积分数为=50%;
A.反应为气体体积增大的反应,压强是变量,当容器内气体压强保持不变,根据“变量不变达平衡”可知反应达平衡,选项A正确;
B.化学反应速率之比等于计量数之比,只要反应进行,则生成Y、Z的速率之比始终为,无法说明反应达平衡,选项B错误;
C.反应在恒容容器中进行,所有反应物均为气体,故气体的密度始终保持不变,密度不变不能说明反应达平衡,选项C错误;
D.是特殊浓度关系,无法说明各组分的浓度保持不变,无法说明反应达平衡,选项D错误;
答案选A。
29.(21-22高一下·河南南阳六校·期中)已知反应:。将一定量气体充入某恒容密闭容器中,控制反应温度为T。
(1)该反应为吸热反应,则断开化学键所需要的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)形成化学键放出的总能量。
(2)下列可以说明该反应达到平衡的是 (填序号)。
A.气体的压强不再变化 B.
C.容器内气体的颜色不再变化 D.容器内气体的密度不再变化
(3)在温度为T的条件下,向某恒容密闭容器中充入,随时间的变化曲线如图所示。
①在图中画出时间段内,随时间的变化曲线 。
②内用表示的平均反应速率v(NO2)= ;四个点中,v正>v逆的点有 。
【答案】 大于 AC 3、4
【详解】
(1)断开化学键吸收能量,形成化学键放出能量,因该反应为吸热反应,则断开化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量;
(2)A.该反应是一个气体体积增大的反应,气体的压强不再改变说明各气体浓度保持不变,反应达到化学平衡状态,A项符合题意;
B.时,正逆反应速率不相等,反应没有达到化学平衡状态,当时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B项不符合题意;
C.容器内气体的颜色不变说明各气体浓度保持不变,反应达到化学平衡状态,C项符合题意;
D.由质量守恒定律可知,反应前后气体质量不变,恒容容器的体积不变,则密度始终不变,不能说明反应达到化学平衡状态,D项不符合题意;
答案选AC;
(3)①在温度为T的条件下,向某恒容密闭容器中充入,由方程式的化学计量数并结合图象可知,达到平衡过程中生成二氧化氮0.06mol/L,则消耗0.03mol/L四氧化二氮,在第12min达到平衡时,,12min以后四氧化二氮的物质的量浓度不再改变,则时间段内,随时间的变化曲线为;
②据图可知,在第4min时,,代入速率计算公式可得v(NO2)==;,说明反应正向进行,未达到平衡,故、两个点符合题意。
30.(23-24高一下·河南新未来联考·期中)Ⅰ.1mol和1mol 反应生成2mol NO的能量变化示意图如下:
(1)由示意图可知2mol 和2mol 充分反应会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
Ⅱ.高炉炼铁中存在可逆反应:。一定温度下,向1L密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,反应过程中气体的浓度与时间的关系如图所示。
(2)2min时,正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
(3)0~2min时间段内, 。反应达最大限度时,体系内混合气体的平均相对分子质量约为 (计算结果保留整数)。
(4)下列能判断反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a. b.
c.容器内气体总压强不再变化 d.混合气体的密度不再发生改变
Ⅲ.某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4溶液/mL
30
30
30
30
饱和溶液/mL
0
0.5
2.5
5
10
20
/mL
17.5
10
0
(5)①完成此实验设计,其中: mL。
②该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因: 。
【答案】(1) 吸收 366
(2)=
(3) 2 35
(4)bd
(5) 15 当加入溶液超过一定量时,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,减小了Zn与稀硫酸的接触面积,生成的速率会下降(或其他合理答案)
【详解】(1) 反应物断键吸收的能量-生成物形成键释放出的能量=,所以这是一个吸热反应,则2mol和2mol完全反应生成NO吸收366kJ的能量。
(2)2min时,反应物与生成物的物质的量浓度不变,反应达到平衡,此时,正、逆反应速率相等。
(3)0~2min时间段内,,反应达到平衡时,混合气体的平均相对分子质量为。
(4)反应物与生成物浓度相同不能证明反应达到平衡,a错误;因为,所以,能证明反应达到平衡,b正确;该反应前后气体物质的量不变,总压强一直不变,不能证明反应达到平衡,c错误;反应前后气体的质量发生改变,气体体积不变,则当气体的密度不再发生变化时,反应达到平衡,d正确。
(5)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,则只有硫酸铜的量不同,其他物质的量必须相同,即每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积相同。D组中溶液的总量应与F组相同,F组中溶液总量为50mL,所以;当加入溶液超过一定量时,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,减小了Zn与稀硫酸的接触面积,生成的速率会下降(或其他合理答案)。
31.(23-24高一下·河南郑州十校·期中)CI4分)某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率,所用试剂为溶液和溶液,所得溶液中的浓度随时间变化的曲线如图1和的速率随时间的变化关系如图2:
(1)请将该反应的离子方程式补充完整: 。
(已配平)
(2)根据实验数据可知,该反应在的平均反应速率 。
(3)下列说法正确的是
A.若纵坐标为的曲线与图2中的曲线不能重合
B.图中阴影部分的面积表示时间内的增大
C.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
(4)段该反应速率增大,为探究可能的原因,设计如下方案探究影响化学反应速率的因素:
已知:对该反应无影响;
可供选择的试剂有:A.固体 B.固体C. D. E.
方案
假设
数据处理
具体实验操作
I
反应产物对反应有催化作用,加快了化学反应速率
取溶液于烧杯中,先加入_____(填字母),再加入溶液。
绘制溶液中浓度随时间变化的曲线与图1对比
Ⅱ
反应中溶液酸性增强,加快了化学反应速率
分别向两个烧杯中加入
溶液。
烧杯①:加入水:
烧杯②:加入_____(填字母)。
再分别向两个烧杯中加入
溶液。
①方案I中所选试剂 ,方案Ⅱ中所选试剂 。
②方案Ⅱ烧杯①中加入水的作用是 。
③除方案I和方案Ⅱ外,请再提出一种可能加快化学反应速率的假设 。
【答案】(1)
(2)
(3)C
(4) A D 进行空白实验,消除由于溶液体积改变带来的实验影响 温度升高,加快了化学反应速率
【详解】(1)具有氧化性,可以把氧化为,自身被还原为,则根据原子守恒、电荷守恒得到:;
(2)
(3)A.因为反应速率之比等于化学计量数之比,根据,则,因此若纵坐标为的曲线与图2中的曲线完全重合,错误;B.图中阴影部分的面积表示时间内的增加,错误;C.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少,单位时间内生成的减小,则逐渐减小,正确;故选C;
(4)方案I,假设反应产物对反应有催化作用,则根据变量控制法,方案I中所选试剂为固体,即选A;方案Ⅱ,假设反应中溶液酸性增强,加快了化学反应速率,则根据变量控制法,以及已知对该反应无影响,则方案Ⅱ中所选试剂为,故选D;方案Ⅱ烧杯①中加入水的作用是进行空白实验,消除由于溶液体积改变带来的实验影响;还有可能因为温度升高,加快了化学反应速率。
32.(23-24高一下·河南南阳六校联考·期中)t℃时,将1mol气体A和1mol气体B充入容积为2L的恒容密闭容器中,发生反应:,测得4min时体系中有0.4molB和C。请回答下列问题:
(1) ,0~4min内用A(g)表示的平均反应速率为 。
(2)下列表述能说明上述反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
a.相同时间内,消耗A(g)和生成C(g)的物质的量之比为1:2
b.物质B(g)的质量分数不再发生变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
d.混合气体的密度不再发生变化
(3)某化学兴趣小组的同学为了研究上述反应的反应速率,将A(g)、B(g)在一定条件下反应,测得C(g)的反应速率随时间的变化如图所示。
该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,后测得速率为0的原因是 。
(4)已知:1molA(g)、B(g)、C(g)中的化学键全部断裂形成气态原子所需要的能量如下表所示。
物质
A
B
C
能量/()
x
y
z
上述反应在6min时达到平衡,此时测得A的物质的量浓度为。
①A的平衡转化率为 ()。
②根据表中数据计算出该反应达到平衡过程中的能量变化为 kJ(用含x、y、z的代数式表示)。
【答案】(1) 3
(2)bc
(3) 放热 反应达到平衡状态,C浓度变化量为0
(4) 60% 放出
【详解】(1)4min时,B的物质的量变化量为1mol-0.4mol=0.6mol,C的物质的量变化量为,变化量之比等于化学计量数之比,则,解得m=3;同理,A的物质的量变化量为,=0.4mol,则0~4min内用A(g)表示的平均反应速率为;
(2)a.相同时间内,化学反应变化量之比等于化学计量数之比,消耗A(g)和生成C(g)的物质的量之比为1:2,无法证明达到平衡状态,a不选;
b.物质B(g)的质量分数是一个变化的量,不变时,可以证明达到平衡状态,b选;
c.该反应中质量守恒,气体总质量不变,气体总物质的量变小,平均相对分子质量变大,不变时,能证明达到平衡状态,c选;
d.该反应中质量守恒,气体总质量不变,容器体积不变,故气体的密度一直不变,密度不变无法证明达到平衡状态,d不选;
故选bc;
(3)①0~t1,随着反应进行反应速率加快,则该反应为放热反应,放出热量使反应速率加快;②当反应达到平衡时,C浓度的变化量为0,测得反应速率为0;
(4)①6min时达到平衡,此时测得A的物质的量浓度为,则A的物质的量变化量为,A的转化率为;
②根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比,可知A消耗0.6mol,B消耗0.9mol,C生成1.2mol,根据(3)可知该反应为放热反应,则达到平衡时该反应放出热量kJ。
33.(23-24高一下·河南信阳高级中学·期中)化学反应原理对指导实验和生产实际具有重要作用,请结合所学知识完成下列问题。
(1)某同学在用稀硫酸与铁块制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。
②为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量铁块的反应瓶中,收集产生的气体。记录获得相同体积的气体所需时间。
实验编号
A
B
C
D
E
F
30
饱和溶液
0
0.5
2.5
5
20
17.5
10
0
请完成此实验设计,其中: , ;该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。
请分析氢气生成速率下降的主要原因: 。
(2)下图是以铂()为电极的氢氧燃料电池示意图,电解质溶液为稀。
①电池的正极是 (填“a”或“b”)极,电池工作时,溶液中移向 (填“a”或“b”)极。
②若有参加反应,则理论上在b极获得电子的物质的量为 。
(3)已知合成氮反应:,在一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的和发生反应,测得各组分浓度随时间变化如下图所示。
①表示变化的曲线是 (填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)。
②下列描述一定能表示上述反应体系达平衡状态的是 (填字母)。
A.单位时间内消耗的,同时生成的
B.的转化率不变
C.容器内压强不再发生变化
D.的百分含量不变
E.
(4)已知:,不同温度(T)下,恒容容器中分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间),则 (填“>”、“=”或“<”),当温度为、起始压强为,反应至时,此时体系压强 (用表示)。
【答案】(1) CuSO4与Fe反应产生的Cu与Fe形成Fe—Cu原电池,加快了氢气产生的速率 30 10 加入的CuSO4较多时,生成的单质Cu会沉积在铁块的表面,降低了铁块与溶液的接触面积
(2) b a 4mol
(3) 曲线B BC
(4) >
【详解】(1)①CuSO4与Fe反应产生的Cu与Fe形成Fe—Cu原电池,加快了氢气产生的速率,故答案为:CuSO4与Fe反应产生的Cu与Fe形成Fe—Cu原电池,加快了氢气产生的速率;
②为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,须确保硫酸的浓度相等、加入的锌粒相同,因此加入的硫酸必须一样多,故V1=V2=V3=V4=V5 =30 mL;加入的饱和CuSO4溶液和水的体积之和也必须一样大,由F组可知二者体积之和应为20mL,故V6=10;加入的CuSO4较多时,生成的单质Cu会沉积在铁块的表面,降低了铁块与溶液的接触面积;
故答案为:30;10;加入的CuSO4较多时,生成的单质Cu会沉积在铁块的表面,降低了铁块与溶液的接触面积。
(2)①a极通入的H2发生氧化反应,为负极,b极通入的O2发生还原反应,为正极,所以电池的正极是b极,电池工作时,阴离子移向负极,则溶液中SO移向a极,故答案为:b;a;
②4g H2的物质的量为=2mol,由负极的电极反应H2+2e-=2H+可知,H2在a极失去4mol电子,由电子守恒可知,O2在b极获得电子的物质的量为4mol,故答案为:4mol。
(3)①根据反应方程式,转化量之比等于化学计量数之比,所以A曲线表示的变化随时间的关系,B曲线表示变化随时间的关系,C曲线表示的变化随时间的关系;
②A.单位时间内消耗的,同时生成的,都表示正反应速率,不能判断反应达平衡状态,A错误;
B.的转化率不变,反应达到平衡状态,B正确;
C.该反应在恒容条件下,气体分子数发生变化,压强发生变化,当容器内压强不再发生变化,反应达平达平衡状态,C正确;
D.根据第(3)题提供的图氮气,氢气起始浓度都是1mol/L,氮气的百分含量不论是开始还是过程中,还是平衡都是50%,不能说明反应达平达平衡状态,D错误;
E.,反应达平衡,E错误;
故答案为:BC。
(4)由图像可知,当压强一定时,T1对应的半衰期比T2对应的半衰期要短,说明T1条件下反应速率快,而其他条件相同时温度越高反应速率越快,因此T1>T2;设N2O起始物质的量2mol,则t1时,消耗1mol N2O,产生1mol N2和0.5molO2,此时气体的总物质的量为:2.5mol,根据压强比=气体物质的量之比,可得,此时压强p=,故答案为:>;。
34.(23-24高一下·河南新乡多校联考·期中)关注化学反应中的物质和能量变化是认识和研究化学反应的重要视角。
(1)在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0 mol 和6.0 mol ,发生反应:,反应t min时测得的物质的量为3.6 mol。
①0~t min内, mol⋅L⋅min(用含t的代数式表示)。
②反应至t min时,容器内压强与反应初始时压强之比为 ;
(2)甲烷可以消除氮氧化物的污染:。
①在不改变初始浓度的条件下,加快反应速率的措施有 (填一条)。
②若在恒温恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol 发生上述反应,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.、、的物质的量之比为1∶1∶2
B.混合气体中的物质的量分数保持不变
C.混合气体的密度不再改变
D.混合气体的压强不再改变
(3)在催化剂作用下,利用含的废气协同处理烟气中的,转化为无污染气体的同时得到S单质,该反应的化学方程式为 。
(4)催化剂可以催化脱除烟气中的NO。将和按物质的量之比为4∶1通入烟气中,NO被还原为无污染气体。
①该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
②将模拟烟气以一定流速通过催化剂反应管,反应相同时间,测得NO的转化率随温度的变化如图所示。反应温度高于380℃时,NO的转化率下降的原因可能为 (填一条)。
【答案】(1) 4∶5
(2) 适当升温、使用活性更强的催化剂等 BD
(3)
(4) 5∶4 催化剂活性下降,反应速率减慢(或与发生反应生成NO)
【详解】(1)①反应tmin时测得氢气的物质的量为3.6 mol,由方程式可知,0~tmin内,氨气的反应速率为= mol/(L·min),故答案为:;
①反应tmin时测得氢气的物质的量为3.6 mol,由方程式可知,t min时,气体总物质的量为8 mol—(6—3.6)mol×=6.4mol,由气体物质的量之比等于气体压强之比可知,t min时与反应初始的压强之比为,故答案为:4∶5;
(2)①在不改变初始浓度的条件下,适当升温、使用活性更强的催化剂等措施能加快反应速率,故答案为:适当升温、使用活性更强的催化剂等;
②A.N2、CO2、H2O的物质的量之比为1∶1∶2不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
B.混合气体中NO2的物质的量分数保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
D.该反应是气体体积增大的反应,反应中容器内压强增大,则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
故选BD;
(3)由题意可知,催化剂作用下,二氧化氮与硫化氢反应生成氮气、硫和水,反应的化学方程式为,故答案为:;
(4)①由题意可知,催化剂作用下氨气与一氧化氮、氧气反应生成氮气和水,设氨气和氧气的物质的量分别为4mol和1mol,由得失电子数目守恒可知,参与反应的一氧化氮的物质的量为=4 mol,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4,故答案为:5∶4;
②温度升高,一氧化氮转化率下降可能是催化剂活性下降,反应速率减慢所致;也可能是氨气被氧化为一氧化氮所致,故答案为:催化剂活性下降,反应速率减慢(或与发生反应生成NO)。
35.(23-24高一下·河南郑州中原区外国语集团五校联考·期中)甲醇不仅是一种重要的有机化工原料,也可作为燃料。合成甲醇的方法之一是:。
Ⅰ.在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2mol,一定条件下发生上述反应,测得反应过程中的能量变化如左图所示,CO和的物质的量变化如右图所示。
(1)已知断开1molCO(g)和2mol中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol中所有的化学键所需要吸收 kJ能量。
(2)从反应开始至达到平衡,以表示的平均反应速率 。
(3)下列标志能说明该反应已达到化学平衡状态的是______ (填字母序号)。
A. B.混合气体的总压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化 D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(4)达到平衡时,CO的转化率为 。
(5)达到平衡后,下列措施能增大逆反应速率的是______ (填字母)。
A.升高温度 B.降低压强 C.减小的浓度 D.加入合适的催化剂
Ⅱ.下图是将获得的甲醇作为燃料,利用其与氧气反应设计而成的一种微生物燃料电池。
已知:该电解质为稀硫酸,质子交换膜只允许通过。
(6)B为生物燃料电池的 (填“正极”或“负极”),其电极反应式为 。
【答案】(1)2052.8
(2)或
(3)BD
(4)
(5)AD
(6) 负极
【详解】(1)焓变=反应物的键能总和-生成物的键能总和,据此可知断开1mol甲醇所需的能量为:1924kJ+128.8kJ=2052.8kJ;
(2)2=;
(3)A.化学平衡状态是一种动态平衡,速率不为零,A错误;
B.该反应是左右气体系数和不相等的反应,故可以通过压强不变判定反应达到平衡状态,B正确;
C.反应为纯气体反应,气体的总质量不变,反应装置为恒容装置,故气体的总体积不变,故混合气体的密度始终不变,不能用于判断反应是否达到平衡状态,C错误;
D.反应为气体分子数发生改变的反应,故反应前后气体的总物质的量会发生变化,故气体平均相对分子质量可以用于判定反应是否达到平衡状态,D正确;
故选BD;
(4)根据图象可知,达到平衡时CO的转化率为75%;
(5)A.升高温度会增大正逆反应速率,A正确;
B.降低压强,会使正逆反应速率同时减小,B错误;
C.减小甲醇的浓度,会先使逆反应的速率减小,然后正反应速率也会减小,C错误;
D.加入合适的催化剂,会降低反应的活化能,正逆反应速率同时增大,D正确;
故选AD;
(6)通过图示可知,该电池为酸性甲醇燃料电池,通甲醇的一端为负极,氧气的一端为正极。负极的电极方程式为:。
36.(23-24高一下·河南南阳·期中)随着汽车量的激增,汽车尾气造成的环境污染也日益严重,汽车尾气中的有害成分主要有CO、NO、、颗粒物和臭氧等。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1mol和lmol完全反应生成NO会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
(2)一种新型催化剂用于NO和CO的反应:,已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号
t(℃)
NO初始浓度()
CO初始浓度()
催化剂的比表面积()
Ⅰ
280
82
Ⅱ
280
b
124
Ⅲ
350
a
82
①请将表中数据补充完整:a= 。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验 (填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线 (填“甲”或“乙”)。
(3)在容积固定的绝热容器中发生反应,不能说明已达到平衡状态的是 。
A.容器内混合气体温度不再变化 B.容器内的气体压强保持不变
C. D.容器内混合气体密度保持不变
E.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
(4)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:(提示:可在此固体电解质中自由移动)
①NiO电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子是从 电极流出(填“NiO”或“Pt”)。
③Pt电极上的电极反应式为 。
(5)用催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染,在一定条件下也可用于燃料电池。空气碱性燃料电池的能量转化率高,某甲烷燃料电池如图所示。放电时,电子由铂极流出,经电流表流向石墨电极。
①在石墨电极附近充入 (填“”或“空气”)。
②Pt电极上的电极反应式为 。
【答案】(1) 吸收 180
(2) 1.2×10﹣3 Ⅰ和Ⅲ 乙
(3)CD
(4) 氧化 NiO O2+4e-=2O2-
(5) 空气 CH4 + 10OH- - 8e- =+ 7H2O
【详解】(1)由图甲可知,1mol N2和1mol O2完全反应生成NO时,反应物中化学键断裂吸收的总能量为946 kJ+498 kJ =1444 kJ,形成生成物中化学键放出的总能量为2×632 kJ=1264 kJ,则反应时需要吸收1444kJ-1264kJ=180 kJ能量。
(2)①由表格数据可知,实验1、Ⅱ温度相同,催化剂的比表面积不同,实验目的是验证催化剂的比表面积对反应速率的影响,则温度和反应物的初始浓度要相同;实验1、Ⅲ催化剂的比表面积相同、温度不同,实验目的是验证温度对反应速率的影响,则反应物的初始浓度要相同,a应该为1.2×10-3;
②由表格数据可知,实验I、Ⅲ催化剂的比表面积相同,温度不同,实验目的是验证温度对反应速率的影响;
③因实验I、Ⅱ催化剂的比表面积不同,温度、反应物的初始浓度相同,催化剂的比表面积对平衡移动无影响,但实验Ⅱ的反应速率快,先达到化学平衡状态,故实验Ⅱ对应的为曲线乙。
(3)A.因反应在绝热容器中进行,容器内混合气体温度会变化,当温度不再变化时,说明反应已达到平衡状态,A不选;
B.该反应是一个气体体积减小的反应,恒容绝热容器内的气体压强保持不变,说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡状态,B不选;
C.平衡时,则时正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,C选;
D.由质量守恒定律可知,反应前后气体质量不变,容器的容积不变,则容器内混合气体密度一直保持不变,混合气体的密度不变不能说明反应已达到平衡状态,D选;
故选CD。
(4)①原电池中,NiO电极上NO失电子发生氧化反应生成NO2,则NiO电极为负极;
②外电路中,电子由负极(NiO电极)流出,经导线流入正极(Pt电极);
③原电池中,Pt电极为正极,O2在正极上发生还原反应生成O2-,电极反应式为O2+4e-=2O2-。
(5)CH4-空气碱性燃料电池工作时,电子由铂极流出,经电流表流向石墨电极,则Pt电极为负极,C电极为正极。
①在石墨电极附近,应通入氧化剂,则充入空气;
②在铂极上,CH4失电子产物与电解质反应,生成等,发生反应的电极反应式为CH4 + 10OH- - 8e- =+ 7H2O。
37.(23-24高一下·河南洛阳·期中)数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)可以准确测量气压、浓度、pH、温度等,在化学实验研究中的应用越来越广泛。回答下列问题:
I.将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,实验装置如图1所示。通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系,如图2所示。
(1)镁条与盐酸反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。图中a点之后压强逐渐减小的原因可能是 。
Ⅱ.向恒温恒容的密闭容器中,加入足量的碳和一定量NO,发生反应:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),数字传感器测得CO2浓度随时间变化如表:
反应时间/s
0
80
90
100
110
CO2浓度/(mol·L-1)
0.00
0.30
0.36
0.39
0.39
(2)能加快该反应速率的措施有 (写出两条)。
(3)0~90s用NO的浓度变化来表示该反应的平均速率为 。
(4)下列能说明反应达到平衡状态的是___________。
A.2ν(NO)=v(CO2) B.容器内压强不再改变
C.容器内碳的质量不再改变 D.N2的体积分数不再改变
(5)已知合成氨的生产在温度较低时,氨的产率较高。但在实际生产中,选定在400℃~500℃的较高温度下进行,原因是 。除传统方法外,近几年科学家在研究利用原电池原理进行常温常压下合成氨。一种通过原电池进行合成氨的装置如图,在该装置中,电极a为 (填“正”或“负”)极,该电极的电极方程式为 。
【答案】(1) 放热 Mg和稀盐酸反应放热,c点反应结束,不再产生热量,锥形瓶内温度逐渐下降,因此压强逐渐下降
(2)适当升温、加压(缩小体积)、增大NO的浓度、使用颗粒更细的碳粉、加入合适的催化剂等
(3)
(4)CD
(5) 若温度过低会导致反应速率过慢,单位时间内生成氨气的量偏少,则经济效益偏低 正
【详解】(1)金属与酸的反应为放热反应,则镁条与稀盐酸反应为放热反应,Mg和稀盐酸反应放热,a点反应结束,不再产生热量,锥形瓶内温度逐渐下降,因此压强逐渐下降;
(2)适当升温、加压(缩小体积)、增大NO的浓度、使用颗粒更细的碳粉、加入合适的催化剂等;
(3)由表格数据可知,90s时二氧化碳的浓度为0.36mol/L,由方程式可知,一氧化氮的反应速率为=0.008mol/(L·s);
(4)A.关系应该为且未标注正逆反应的速率,,无法判断反应是否达到平衡,A错误;
B.该反应是气体体积不变的反应,反应中容器内压强始终不变,则容器内压强始终保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,B错误;
C.容器内碳的质量不再改变,说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,C正确;
D.氮气的体积分数不再改变,说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,D正确;
故选CD;
(5)合成氨反应是放热反应,低温有利于提高产率,催化剂在400℃~500℃活性最高,同时若反应温度过低,会导致反应速率过慢,单位时间内生成氨气的量偏小,经济效益较低,所以实际生产中,选定的温度为400℃~500℃,由氢离子的移动方向可知,电极a为正极,酸性条件下,氮气在正极得到电子发生还原反应生成氨气,电极反应式为;
38.(23-24高一下·河南濮阳·期中)在体积为1L的恒温密闭容器中,充入1mol CO和4mol,一定条件下发生反应: ,测得CO和的浓度随时间变化如图所示。
回答下列问题:
(1)0~3 min,平均速率 。
(2)①若保持容器体积不变.向容器中充入Ne,则该反应达到平衡的时间t 8min(填“>”“<”或“=”)。
②若调节容器的体积为2L,则该反应中CO和浓度相等的时间t 3min(填“>”“<”或“=”)。
(3)第3min时,正、逆反应速率的大小关系为 (填“>”“<”或“=”)。
(4)能说明上述反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.反应中CO与的物质的量浓度之比为1∶1
B.混合气体中CO的浓度不再改变
C.单位时间内生成1 mol ,同时生成1 mol
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(5)平衡时的转化率为 。
(6)反应达到平衡时,体系内压强与开始时的压强之比为 。
(7)反应达到平衡后,若降低反应的温度,则该反应的逆反应速率将 (填“加快”“减慢”或“不变”)。
【答案】(1)或
(2) = >
(3)>
(4)BD
(5)37.5%
(6)7∶10
(7)减慢
【详解】(1)根据图示0~3 min内CO的浓度减小0. 5mol/L,则氢气浓度降低1mol/L,平均速率 。
(2)①若保持容器体积不变.向容器中充入Ne,反应物浓度不变,反应速率不变,则该反应达到平衡的时间不变,t=8min。
②若调节容器的体积为2L,压强减小,反应速率减慢,则该反应中CO和浓度相等的时间t>3min。
(3)第3min时,反应正向进行,正、逆反应速率的大小关系为>。
(4)A. 反应中CO与的物质的量浓度之比为1∶1,不能判断浓度是否还发生改变,反应不一定平衡,故不选A;
B. 混合气体中CO的浓度不再改变,反应一定达到平衡状态,故选B;
C. 单位时间内生成1 mol ,同时生成1 mol ,正逆反应速率不相等,反应不平衡,故不选C;
D. 反应前后气体总质量不变、反应后气体总物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量是变量,混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化,说明反应一定达到平衡状态,故选D;
选BD。
(5)平衡时CO的浓度减小0.7 5mol/L,则氢气浓度降低1.5mol/L,平衡时的转化率为;
(6)
反应达到平衡时,体系内压强与开始时的压强之比为
(7)降低温度,反应速率减慢,反应达到平衡后,若降低反应的温度,则该反应的逆反应速率将减慢。
39.(22-23高一下·河南南阳六校联考·期中)用可以消除氮氧化物的污染,发生的反应为。将和通入恒容密闭容器中,在一定温度下发生上述反应,各组分的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。
(1) 。
(2)曲线②表示的是 (填“NO”“”“”或“”)的浓度随时间的变化。
(3)图中达到平衡的点是 (填“A”“B”“C”或“D”)。
(4)A点时,NO的转化率为 (转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(5)10min末,其他条件不变,采用下列措施一定能加快上述反应速率的是_______(填字母)。
A.升高体系的温度 B.充入一定量的
C.将容器体积变为5L D.充入一定量氦气
(6)起始的压强与平衡时的压强之比为 (用分数表示),平衡时,混合气体的平均摩尔质量是 (保留两位小数)。
【答案】(1)2L
(2)
(3)D
(4)40%
(5)AB
(6) 23.40g/mol
【分析】生成物浓度随着反应进行在增大,反应物浓度随着反应进行在减小,根据可知,曲线①表示H2O(g)的浓度随时间的变化,曲线②表示N2的浓度随时间的变化,曲线③表示NO的浓度随时间的变化,曲线④表示NH3的浓度随时间的变化;
【详解】(1)由图可知,NH3的起始浓度为2mol/L,则;
(2)据分析可知,曲线②表示的是的浓度随时间的变化;
(3)达到平衡时,各物质浓度保持不变,则图中达到平衡的点是D;
(4)由图可知,A点时,生成H2O(g)浓度为1.2mol/L,其物质的量为2.4mol,则转化的NO的物质的量为2.4mol,NO的转化率为;
(5)A.升高体系的温度,反应速率加快,A符合题意;
B.充入一定量的,增大反应物浓度,反应速率加快,B符合题意;
C.将容器体积变为5L,扩大体积,相当于减压,反应速率减慢,C不符合题意;
D.充入一定量氦气,反应相关气体的浓度不变,反应速率不变,D不符合题意;
故选AB;
(6)平衡时,列三段式:
起始时气体的总物质的量=10mol,平衡时气体的总物质的量=10.6mol,由pV=nRT可知,恒温恒容条件下压强之比等于物质的量之比,则起始的压强与平衡时的压强之比为,平衡时,混合气体的平均摩尔质量=。
40.(22-23高一下·河南焦作·期中)氨气在工农业生产中有重要的作用。
(1)以氨气为原料制取氯胺(NH2Cl)的原理为。
①在某次实验中,测得容器内(NH2Cl及NH3的物质的量随时间的变化关系如图所示,图中正反应速率与逆反应速率相等的点为 (填字母)。
②已知NH2Cl(Cl为+1价,N为-3价)为共价化合物,是一种自来水的消毒剂。NH2Cl的电子式为 ,NH2Cl与水发生类似复分解反应的化学方程式为 。
(2)氨气是合成氮肥的主要原料。
①在2L密闭容器中进行反应:,测得相关数据如下表。
0
2
4
6
8
0.50
0.40
0.35
0.32
0.32
0~2min内用CO2的浓度变化表示的平均反应速率为 ,该条件下NH3的最大转化率为 。
②氨水可吸收二氧化碳生成常用的化肥碳铵(NH4HCO3),写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) c,d NH2Cl的电子式为: NH2Cl+H2O=HClO+NH3
(2) 0.0125mol.L-1.min-1; 36% NH3+CO2+H2O=NH4HCO3。
【分析】(1)①正反应速率与逆反应速率相等即达到平衡状态,气体的物质的量在一定时间内应保持不变。
②NH2Cl电子式中的N原子处于中心,2个H及Cl位于周围。(N为三价,而H及Cl均为一价)
(2)①根据反应可得NH3与CO2的物质的量比从而得到CO2的平均反应速率,最大转化率即平衡转化率,此时NH3的物质的量应保持不变,由表知6至8min时,NH3已无变化。
②由题意可知:氨水与二氧化碳反应生成NH4HCO3。
【详解】(1)①达到平衡时,气体的物质的量在一定时间内应保持不变,由图可知只有c,d两点符合题意。
②由NH2Cl(Cl为+1价,N为-3价)可知它与水发生类似复分解反应生成HClO和NH3:NH2Cl+H2O=HClO+NH3,
故答案为:①c,d
②NH2Cl的电子式为: ,NH2Cl+H2O=HClO+NH3
(2)①根据反应可知:∆n(CO2)=∆n(NH3),故v(CO2)= =0.0125mol.L-1.min-1。NH3的转化率=×100%=×100%=36%。
②由题意可知:氨水与二氧化碳反应生成NH4HCO3:NH3+CO2+H2O=NH4HCO3。
故答案为:①0.0125mol.L-1.min-1;36%。
②NH3+CO2+H2O= NH4HCO3。
试卷第1页,共3页
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题型05 化学反应速率及平衡图像问题的分析
1.(23-24高一下·河南洛阳·期中)在一定条件下,某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.t1时刻的逆反应速率大于t4时刻的正反应速率
B.t2时刻,正反应速率大于逆反应速率
C.t3时刻,在该条件下反应物转化为生成物达到了最大转化率
D.t4时刻,反应已经停止
2.(23-24高一下·河南洛阳·期中)在容积固定的2L密闭容器中,进行可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),并达到平衡,在此过程中,以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图所示,则图中阴影部分面积表示
A.X浓度的减少 B.Y物质的量的减少
C.Z浓度的增加 D.Z物质的量的增加
3.(23-24高一下·河南郑州十校·期中)常温下,将6mol和8mol充入体积为2L的恒容密闭容器中发生反应:,的物质的量与时间的关系如图所示。下列有关叙述正确的是
A.1~3min内,的平均反应速率为
B.8~10min内,的物质的量不变,反应已停止
C.0~8min内,生成的质量为64g
D.c点时反应达到平衡状态,此时
4.(23-24高一下·河南郑州第一中学·期中)在容积为2L的恒温密闭容器中,充入一定量的反应物发生化学后应,各物质(B为固体,其余物质均为气体)的含量随时间的变化如图所示,下列有关说法错误的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应达到平衡状态时混合气体的压强与起始时的压强之比为37:25
C.若反应条件不改变,则在2~3min发生该变化的原因可能为生成的产物充当了反应的催化剂
D.时,反应达到平衡状态
5.(23-24高一下·河南商丘·期中)一定条件下,M、N、P三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应中,M、P为生成物
B.该反应在2min时达到化学反应限度
C.2min时,N、M、P的平均速率之比为2:2:1
D.前2min内M的平均反应速率为v(M)=0.15
6.(22-23高一下·河南南阳六校联考·期中)向5L恒容密闭容器中充入一定量和,发生反应:,其中、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0~10min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为
A.0.04 mol·L-1·min-1 B.0.02 mol·L-1·min-1
C.0.004 mol·L-1·min-1 D.0.008 mol·L-1·min-1
7.(23-24高一下·河南信阳高级中学·期中)为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定足量碳酸钙固体与一定量稀盐酸反应生成的体积(已换算为标况下的体积)随时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法中不正确的是
A.因反应放热,导致内的反应速率逐渐增大
B.后,影响反应速率的主要外界因素是盐酸的浓度
C.内,用盐酸的浓度变化表示该反应的速率为
D.若向反应体系中加入适量氯化钠溶液,则曲线甲可能将变成曲线乙
8.(23-24高一下·河南新乡多校联考·期中)保持温度240℃不变,在容积为2L的恒容密闭容器中充入和(物质的量之比为1∶3)发生反应:,其中的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图1中曲线Ⅰ所示,反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法错误的是
A.该反应是放热反应
B.平衡转化率为87.5%
C.0~30min内用H₂表示的平均反应速率 mol⋅L⋅min
D.图2中若水的状态为液态,则能量变化曲线可能为①
9.(23-24高一下·河南周口恒大中学·期中)密闭容器中,反应A(g) +2B(?)C(g)分别在三种不同的实验条件下进行,反应物A的物质的量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.③的温度一定高于① B.③一定是增大了压强
C.②一定是加入了催化剂 D.②平衡常数一定等于①
10.(23-24高一下·河南商丘·期中)在一定温度下,在体积为2L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 min时,反应达到化学平衡状态,反应停止
C.t min内X的平均反应速率
D.温度、体积不变,t时刻充入1mol He使压强增大,正、逆反应速率都增大
11.(23-24高一下·河南南阳·期中)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得 70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越大,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,NaOH溶液浓度越小,H2O2分解速率越慢
C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
12.(23-24高一下·河南南阳·期中)向绝热恒容密闭容器中通入和,使反应:在一定条件下达到平衡,正反应速率随时间变化的曲线如图所示,由图可得出的正确结论是
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物的总能量高于生成物的总能量
C.反应物浓度:a点小于b点
D.时,转化率:a-b段等于b-c段
13.(23-24高一下·河南洛阳·期中)NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g),反应过程放热,现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒容密闭容器中,NO2和N2O4浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是
A.a点时达到了化学平衡状态
B.反应速率v正(b点)>v正(c点)
C.25min时改变的条件是增大了N2O4的浓度
D.容器内混合气体的平均摩尔质量不变时可判断达到了化学平衡状态
14.(23-24高一下·河南南阳5校·期中)向绝热恒容密闭容器中通入和,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间变化的示意图如图所示,下列结论正确的个数为
①反应在C点达到平衡
②浓度:A点小于C点
③则AB段的消耗量小于BC段的消耗量
④体系压强不再变化,说明反应达到平衡
⑤逆反应速率图像在此时间段内和图中趋势相同
A.2 B.3 C.4 D.5
15.(22-23高一下·河南驻马店高级中学·期中)在101kPa、180℃时,将0.5mol和1.0mol 通入2L的恒容密闭容器中,反应生成甲醇蒸气()和某无机副产物,测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式:
B.在0~3min内用表示的平均化学反应速率为
C.当容器内混合气体密度不再变化时,表明反应已经达到平衡状态
D.在3~10min内,反应仍未达到平衡状态
16.(22-23高一下·河南焦作·期中)下列图示与对应的叙述正确的是
A.图1所示曲线表示HCN(g)转化为HNC(g)需要吸收59.3kJ的能量
B.图2所示的阴影部分面积可表示正反应速率的改变值
C.图3所示曲线中状态①的物质比状态②的物质稳定
D.图4是其他条件相同时,镁条与不同浓度盐酸反应曲线,其中曲线a表示的盐酸浓度比曲线b大
17.(22-23高一下·河南周口恒大中学·期中)如图所示为 800 ℃时A、B、C 三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是
A.发生的反应可表示为 2A(g)⇌2B(g)+C(g)
B.前 2 min A 的分解速率为 0.1 mol·L-1·s-1
C.2 min 时,A 的转化率为 50%
D.2 min 时,A、B、C 的浓度之比为 2:3:1
18.(22-23高一下·河南信阳·期中)等质量且足量的两份锌a、b,分别加入等量的稀H2SO4,同时向a中加入少量的CuSO4溶液,下列各图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
19.(22-23高一下·河南信阳·期中)一定温度下,在的密闭容器中投入一定是的气体气体发生反应生成气体时生成的物质的量为(过程如图)。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.内用气体表示的化学反应速率为
C.时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比为
D.时,气体的转化率为
20.(21-22高一下·河南南阳六校·期中)一定温度下,在某恒容密闭容器中发生反应:,其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等
B.从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是
C.达到平衡后气体的平均相对分子质量不再改变
D.达到平衡后,再充入氩气,反应速率增大
21.(21-22高一下·河南洛阳·期中)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列描述不正确的是
A.反应的化学方程式为X(g)+ Y(g)2Z(g)
B.反应开始到10 s,X的物质的量减少了0.79mol
C.反应到10s时,该反应达到平衡状态
D.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.79 mol/(L·s)
22.(21-22高一下·河南洛阳·期中)对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A.水样pH越大,M的分解速率越快
B.水样中添加Cu2+,不能加快M的分解速率
C.由①、③得,反应物浓度越大,M的分解速率越快
D.在0~20min内,②中M的分解速率为0.15mol·L-1·min-1
23.(21-22高一下·河南南阳·期中)下列有关图象说法错误的是
A
B
C
D
图阴影部分面积表示反应物浓度的净减少量
图虚线b表示反应加入催化剂后能量变化曲线
图为可逆反应的物质的量一时间图,化学反应方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)
图中装置实现了化学能转变为电能
A.A B.B C.C D.D
24.(22-23高一下·河南实验中学·期中)研究NOx之间的转化对大气污染控制具有重要意义,已知:N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH>0。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(N2O4)和c(NO2)随t变化为曲线Ⅰ、Ⅱ,改变温度到T2,c(NO2)随t变化为曲线Ⅲ,下列判断正确的是
A.反应速率v(a)=v(b)
B.温度T1<T2
C.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
D.温度T1、T2下,反应分别达到平衡时,c(N2O4) 前者大
25.(23-24高一下·河南商丘·期中)在2L密闭容器中,800℃时,反应体系中,随时间的变化如下表所示,各物质的浓度一时间曲线如图所示。
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
回答下列问题:
(1)用表示的化学反应速率 。从表中可以看出,该反应化学反应速率逐渐减慢,原因是 。
(2)图中曲线a、b能表示变化的是 ,若要使变为另一条曲线,可以采取的方法是 。
(3)图中A点处反应 (填“已达到”或“未达到”)平衡状态,A点处v(正) (填“>”或“<”)B点处v(逆)。
(4)若要加快该反应速率,可以采取的措施是 (任写两点)。
(5)下列能够说明反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体的颜色不再变化
B.
C.混合气体平均摩尔质量保持不变
D.发生反应同时生成
(6)已知该反应为放热反应,若生成放出热量为Q,则通入与足量充分反应生成放出的热量 (填“>”“<”或“=”)Q。
26.(23-24高一下·河南南阳5校·期中)研究化学反应的快慢和限度,对工农业生产和人们生活有重要的意义。
Ⅰ.某化学课外小组的同学通过铁和稀盐酸的反应探究外界条件对化学反应速率的影响,实验过程中的数据及相关信息
如表所示。
序号
反应温度/℃
10gFe的形状
t/min
①
20
2
5
块状
1
②
20
210
0
块状
1
③
20
2
10
0
粉末
1
④
40
2
10
0
块状
1
注:气体体积均在相同条件下测得。
(1)实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响,为 ;实验②和③表明 对反应速率的影响。
(2)实验室在制氢气时,可在锌和盐酸反应的容器中加入少量硫酸铜固体,原因是 (用文字表达)。
(3)分析其中一组实验,发现产生氢气的速率随时间的变化情况都是开始速率逐渐增大,后来慢慢减小。前期速率逐渐增大的主要原因是 ;后期速率慢慢减小的主要原因是 。
Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为,在1L恒容绝热密闭容器中投入和适当过量的,在一定条件下充分反应,和的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(4)10min内,的反应速率为 ;平衡时的转化率为 (已知转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(5)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 (填字母序号)。
a.容器中压强不再改变 b.容器中气体密度不再改变
c.的物质的量浓度不再改变 d.的质量不再改变
e.
27.(21-22高一下·河南实验中学·期中)某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行,0~3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体):
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。
a.v(A)=2v(B)
b.容器内压强保持不变
c.2v逆(A)=v正(B)
d.容器内混合气体的密度保持不变
e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2
f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)在密闭容器里,通入a molA(g)、b molB(g)、c molC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是_______(填标号)。
A.降低温度 B.加入催化剂
C.增大容器体积 D.恒容下,充入He
(5)将a molA与b molB的混合气体通入5L的密闭容器中并发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(A)=n(B)=3n(C),则原混合气体中a∶b= ,此时A的物质的量分数为 。
28.(21-22高一下·河南豫北名校·期中)在时,X、Y、Z三种气体在恒容密闭容器中反应时的浓度变化如图所示:
请回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 ,内的反应速率 。
(2)a、b、c三个相等的时间段内,X物质的浓度减少量的相对大小为 (用a、b、c表示)。
(3)平衡时,Y的体积分数为 ;下列事实能表明时该反应处于平衡状态的是 (填序号)。
A.容器内气体压强保持不变 B.生成Y、Z的速率之比为
C.气体的密度保持不变 D.
29.(21-22高一下·河南南阳六校·期中)已知反应:。将一定量气体充入某恒容密闭容器中,控制反应温度为T。
(1)该反应为吸热反应,则断开化学键所需要的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)形成化学键放出的总能量。
(2)下列可以说明该反应达到平衡的是 (填序号)。
A.气体的压强不再变化 B.
C.容器内气体的颜色不再变化 D.容器内气体的密度不再变化
(3)在温度为T的条件下,向某恒容密闭容器中充入,随时间的变化曲线如图所示。
①在图中画出时间段内,随时间的变化曲线 。
②内用表示的平均反应速率v(NO2)= ;四个点中,v正>v逆的点有 。
30.(23-24高一下·河南新未来联考·期中)Ⅰ.1mol和1mol 反应生成2mol NO的能量变化示意图如下:
(1)由示意图可知2mol 和2mol 充分反应会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
Ⅱ.高炉炼铁中存在可逆反应:。一定温度下,向1L密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,反应过程中气体的浓度与时间的关系如图所示。
(2)2min时,正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
(3)0~2min时间段内, 。反应达最大限度时,体系内混合气体的平均相对分子质量约为 (计算结果保留整数)。
(4)下列能判断反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a. b.
c.容器内气体总压强不再变化 d.混合气体的密度不再发生改变
Ⅲ.某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4溶液/mL
30
30
30
30
饱和溶液/mL
0
0.5
2.5
5
10
20
/mL
17.5
10
0
(5)①完成此实验设计,其中: mL。
②该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因: 。
31.(23-24高一下·河南郑州十校·期中)CI4分)某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率,所用试剂为溶液和溶液,所得溶液中的浓度随时间变化的曲线如图1和的速率随时间的变化关系如图2:
(1)请将该反应的离子方程式补充完整: 。
(已配平)
(2)根据实验数据可知,该反应在的平均反应速率 。
(3)下列说法正确的是
A.若纵坐标为的曲线与图2中的曲线不能重合
B.图中阴影部分的面积表示时间内的增大
C.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
(4)段该反应速率增大,为探究可能的原因,设计如下方案探究影响化学反应速率的因素:
已知:对该反应无影响;
可供选择的试剂有:A.固体 B.固体C. D. E.
方案
假设
数据处理
具体实验操作
I
反应产物对反应有催化作用,加快了化学反应速率
取溶液于烧杯中,先加入_____(填字母),再加入溶液。
绘制溶液中浓度随时间变化的曲线与图1对比
Ⅱ
反应中溶液酸性增强,加快了化学反应速率
分别向两个烧杯中加入
溶液。
烧杯①:加入水:
烧杯②:加入_____(填字母)。
再分别向两个烧杯中加入
溶液。
①方案I中所选试剂 ,方案Ⅱ中所选试剂 。
②方案Ⅱ烧杯①中加入水的作用是 。
③除方案I和方案Ⅱ外,请再提出一种可能加快化学反应速率的假设 。
32.(23-24高一下·河南南阳六校联考·期中)t℃时,将1mol气体A和1mol气体B充入容积为2L的恒容密闭容器中,发生反应:,测得4min时体系中有0.4molB和C。请回答下列问题:
(1) ,0~4min内用A(g)表示的平均反应速率为 。
(2)下列表述能说明上述反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
a.相同时间内,消耗A(g)和生成C(g)的物质的量之比为1:2
b.物质B(g)的质量分数不再发生变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
d.混合气体的密度不再发生变化
(3)某化学兴趣小组的同学为了研究上述反应的反应速率,将A(g)、B(g)在一定条件下反应,测得C(g)的反应速率随时间的变化如图所示。
该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,后测得速率为0的原因是 。
(4)已知:1molA(g)、B(g)、C(g)中的化学键全部断裂形成气态原子所需要的能量如下表所示。
物质
A
B
C
能量/()
x
y
z
上述反应在6min时达到平衡,此时测得A的物质的量浓度为。
①A的平衡转化率为 ()。
②根据表中数据计算出该反应达到平衡过程中的能量变化为 kJ(用含x、y、z的代数式表示)。
33.(23-24高一下·河南信阳高级中学·期中)化学反应原理对指导实验和生产实际具有重要作用,请结合所学知识完成下列问题。
(1)某同学在用稀硫酸与铁块制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。
②为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量铁块的反应瓶中,收集产生的气体。记录获得相同体积的气体所需时间。
实验编号
A
B
C
D
E
F
30
饱和溶液
0
0.5
2.5
5
20
17.5
10
0
请完成此实验设计,其中: , ;该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。
请分析氢气生成速率下降的主要原因: 。
(2)下图是以铂()为电极的氢氧燃料电池示意图,电解质溶液为稀。
①电池的正极是 (填“a”或“b”)极,电池工作时,溶液中移向 (填“a”或“b”)极。
②若有参加反应,则理论上在b极获得电子的物质的量为 。
(3)已知合成氮反应:,在一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的和发生反应,测得各组分浓度随时间变化如下图所示。
①表示变化的曲线是 (填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)。
②下列描述一定能表示上述反应体系达平衡状态的是 (填字母)。
A.单位时间内消耗的,同时生成的
B.的转化率不变
C.容器内压强不再发生变化
D.的百分含量不变
E.
(4)已知:,不同温度(T)下,恒容容器中分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间),则 (填“>”、“=”或“<”),当温度为、起始压强为,反应至时,此时体系压强 (用表示)。
34.(23-24高一下·河南新乡多校联考·期中)关注化学反应中的物质和能量变化是认识和研究化学反应的重要视角。
(1)在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0 mol 和6.0 mol ,发生反应:,反应t min时测得的物质的量为3.6 mol。
①0~t min内, mol⋅L⋅min(用含t的代数式表示)。
②反应至t min时,容器内压强与反应初始时压强之比为 ;
(2)甲烷可以消除氮氧化物的污染:。
①在不改变初始浓度的条件下,加快反应速率的措施有 (填一条)。
②若在恒温恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol 发生上述反应,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.、、的物质的量之比为1∶1∶2
B.混合气体中的物质的量分数保持不变
C.混合气体的密度不再改变
D.混合气体的压强不再改变
(3)在催化剂作用下,利用含的废气协同处理烟气中的,转化为无污染气体的同时得到S单质,该反应的化学方程式为 。
(4)催化剂可以催化脱除烟气中的NO。将和按物质的量之比为4∶1通入烟气中,NO被还原为无污染气体。
①该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
②将模拟烟气以一定流速通过催化剂反应管,反应相同时间,测得NO的转化率随温度的变化如图所示。反应温度高于380℃时,NO的转化率下降的原因可能为 (填一条)。
35.(23-24高一下·河南郑州中原区外国语集团五校联考·期中)甲醇不仅是一种重要的有机化工原料,也可作为燃料。合成甲醇的方法之一是:。
Ⅰ.在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2mol,一定条件下发生上述反应,测得反应过程中的能量变化如左图所示,CO和的物质的量变化如右图所示。
(1)已知断开1molCO(g)和2mol中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol中所有的化学键所需要吸收 kJ能量。
(2)从反应开始至达到平衡,以表示的平均反应速率 。
(3)下列标志能说明该反应已达到化学平衡状态的是______ (填字母序号)。
A. B.混合气体的总压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化 D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(4)达到平衡时,CO的转化率为 。
(5)达到平衡后,下列措施能增大逆反应速率的是______ (填字母)。
A.升高温度 B.降低压强 C.减小的浓度 D.加入合适的催化剂
Ⅱ.下图是将获得的甲醇作为燃料,利用其与氧气反应设计而成的一种微生物燃料电池。
已知:该电解质为稀硫酸,质子交换膜只允许通过。
(6)B为生物燃料电池的 (填“正极”或“负极”),其电极反应式为 。
36.(23-24高一下·河南南阳·期中)随着汽车量的激增,汽车尾气造成的环境污染也日益严重,汽车尾气中的有害成分主要有CO、NO、、颗粒物和臭氧等。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1mol和lmol完全反应生成NO会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
(2)一种新型催化剂用于NO和CO的反应:,已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号
t(℃)
NO初始浓度()
CO初始浓度()
催化剂的比表面积()
Ⅰ
280
82
Ⅱ
280
b
124
Ⅲ
350
a
82
①请将表中数据补充完整:a= 。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验 (填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线 (填“甲”或“乙”)。
(3)在容积固定的绝热容器中发生反应,不能说明已达到平衡状态的是 。
A.容器内混合气体温度不再变化 B.容器内的气体压强保持不变
C. D.容器内混合气体密度保持不变
E.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
(4)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:(提示:可在此固体电解质中自由移动)
①NiO电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子是从 电极流出(填“NiO”或“Pt”)。
③Pt电极上的电极反应式为 。
(5)用催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染,在一定条件下也可用于燃料电池。空气碱性燃料电池的能量转化率高,某甲烷燃料电池如图所示。放电时,电子由铂极流出,经电流表流向石墨电极。
①在石墨电极附近充入 (填“”或“空气”)。
②Pt电极上的电极反应式为 。
37.(23-24高一下·河南洛阳·期中)数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)可以准确测量气压、浓度、pH、温度等,在化学实验研究中的应用越来越广泛。回答下列问题:
I.将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,实验装置如图1所示。通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系,如图2所示。
(1)镁条与盐酸反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。图中a点之后压强逐渐减小的原因可能是 。
Ⅱ.向恒温恒容的密闭容器中,加入足量的碳和一定量NO,发生反应:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),数字传感器测得CO2浓度随时间变化如表:
反应时间/s
0
80
90
100
110
CO2浓度/(mol·L-1)
0.00
0.30
0.36
0.39
0.39
(2)能加快该反应速率的措施有 (写出两条)。
(3)0~90s用NO的浓度变化来表示该反应的平均速率为 。
(4)下列能说明反应达到平衡状态的是___________。
A.2ν(NO)=v(CO2) B.容器内压强不再改变
C.容器内碳的质量不再改变 D.N2的体积分数不再改变
(5)已知合成氨的生产在温度较低时,氨的产率较高。但在实际生产中,选定在400℃~500℃的较高温度下进行,原因是 。除传统方法外,近几年科学家在研究利用原电池原理进行常温常压下合成氨。一种通过原电池进行合成氨的装置如图,在该装置中,电极a为 (填“正”或“负”)极,该电极的电极方程式为 。
38.(23-24高一下·河南濮阳·期中)在体积为1L的恒温密闭容器中,充入1mol CO和4mol,一定条件下发生反应: ,测得CO和的浓度随时间变化如图所示。
回答下列问题:
(1)0~3 min,平均速率 。
(2)①若保持容器体积不变.向容器中充入Ne,则该反应达到平衡的时间t 8min(填“>”“<”或“=”)。
②若调节容器的体积为2L,则该反应中CO和浓度相等的时间t 3min(填“>”“<”或“=”)。
(3)第3min时,正、逆反应速率的大小关系为 (填“>”“<”或“=”)。
(4)能说明上述反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.反应中CO与的物质的量浓度之比为1∶1
B.混合气体中CO的浓度不再改变
C.单位时间内生成1 mol ,同时生成1 mol
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(5)平衡时的转化率为 。
(6)反应达到平衡时,体系内压强与开始时的压强之比为 。
(7)反应达到平衡后,若降低反应的温度,则该反应的逆反应速率将 (填“加快”“减慢”或“不变”)。
39.(22-23高一下·河南南阳六校联考·期中)用可以消除氮氧化物的污染,发生的反应为。将和通入恒容密闭容器中,在一定温度下发生上述反应,各组分的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。
(1) 。
(2)曲线②表示的是 (填“NO”“”“”或“”)的浓度随时间的变化。
(3)图中达到平衡的点是 (填“A”“B”“C”或“D”)。
(4)A点时,NO的转化率为 (转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(5)10min末,其他条件不变,采用下列措施一定能加快上述反应速率的是_______(填字母)。
A.升高体系的温度 B.充入一定量的
C.将容器体积变为5L D.充入一定量氦气
(6)起始的压强与平衡时的压强之比为 (用分数表示),平衡时,混合气体的平均摩尔质量是 (保留两位小数)。
40.(22-23高一下·河南焦作·期中)氨气在工农业生产中有重要的作用。
(1)以氨气为原料制取氯胺(NH2Cl)的原理为。
①在某次实验中,测得容器内(NH2Cl及NH3的物质的量随时间的变化关系如图所示,图中正反应速率与逆反应速率相等的点为 (填字母)。
②已知NH2Cl(Cl为+1价,N为-3价)为共价化合物,是一种自来水的消毒剂。NH2Cl的电子式为 ,NH2Cl与水发生类似复分解反应的化学方程式为 。
(2)氨气是合成氮肥的主要原料。
①在2L密闭容器中进行反应:,测得相关数据如下表。
0
2
4
6
8
0.50
0.40
0.35
0.32
0.32
0~2min内用CO2的浓度变化表示的平均反应速率为 ,该条件下NH3的最大转化率为 。
②氨水可吸收二氧化碳生成常用的化肥碳铵(NH4HCO3),写出该反应的化学方程式: 。
试卷第1页,共3页
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