内容正文:
专题03 化学反应的速率与限度
内容概览
考向1 化学反应速率的计算
考向2 影响化学反应速率的因素
考向3 化学平衡状态的判断
考向4 平衡转化率的计算
考向1 化学反应速率的计算
1.( 23-24高一下·云南昆明官渡区第一中学·期中)一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为
B.反应进行到1s时,
C.反应进行到6s时,B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)
D.反应进行到6s时,各物质的反应速率相等
2. (22-23高一下·云南开远第一中学校·期中)已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是( )
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O) C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
3. (23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)对于反应,下列表示中反应速率最大的是( )
A. mol⋅L⋅s B. mol⋅L⋅s
C. mol⋅L⋅s D. mol⋅L⋅min
4.(23-24高一下·云南大理白族民族中学·期中)在反应中,表示该反应速率最快的是
A.v(A)=1.5 mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.8 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.08 mol·L-1·s-1 D.v(D)=0.1 mol·L-1·s-1
5.(23-24高一下·云南昆明第十二中学·期中)反应A(g)+3B(g) = 2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别如下,其中反应速率最快的是
A.V(A)=0.15 mol/(L·min) B.V(B)=0.6 mol/(L·min)
C.V(C)=0.4 mol/(L·min) D.V(D)=0.5 mol/(L·min)
6.(23-24高一下·云南下关第一中学·期中)四个不同的密闭容器中,采用不同条件进行反应,根据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是
A. B.
C. D.
考向2 影响化学反应速率的因素
1.(23-24高一下·云南玉溪师范学院附属中学·期中)某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验方案如表。下列说法错误的是
实验编号
5.0mol•L-1盐酸
大理石
水
收集标准状况下0.56LCO2所需时间
①
100mL
5.0g碎块
0mL
5.0min
②
50.0mL
5.0g碎块
50.0mL
8.0min
③
100mL
5.0g粉末
amL
2.0min
A.实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响
B.实验①和③探究固体表面积对反应速率的影响,则a=0
C.实验③中用盐酸浓度变化表示的速率v(HCl)=0.5mol•L-1•min-1
D.该实验反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
2.(23-24高一下·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)某条件下,在一体积可变的密闭容器中投入和足量,发生反应:。下列说法正确的是
A.从体系中移出少量,的生成速率减小
B.保持体系压强不变,充入氖气,反应速率减小
C.保持容器体积不变。充入氖气,反应速率加快
D.使用合适催化剂可使全部转化为和
3.(23-24高一下·云南石林一中·期中)下列生产或实验事实引出的结论错误的是
选项
生产或实验事实
结论
A
其他条件相同,铁片和稀硫酸反应,适当升高溶液的温度,单位时间内产生的气泡增多
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
B
工业制硫酸过程中,在的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积,使的吸收速率加快
C
在容积可变的密闭容器中发生反应:,把容器的体积缩小一半
反应速率减慢
D
A、B两支试管中分别加入等体积5%的溶液,在B试管中加入2~3滴溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A.A B.B C.C D.D
4.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)一定温度下,关于稀硫酸和锌反应的说法正确的是
A.若将稀硫酸换成浓硫酸,则生成氢气的速率加快
B.加入和原反应一样的10g锌(形状、大小、密度等都一样),生成氢气的速率加快,最终生成氢气的体积增大
C.滴加少量CuSO4溶液,生成氢气的速率加快,但是最终生成的氢气的量减少
D.适当升高体系的温度,反应速率减慢。
5.(23-24高一下·云南文山砚山县第一中学·期中)在工业生产或实验中,下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.食品抽真空包装 B.碳酸钙与稀盐酸反应时适当升高温度
C.将与稀反应中的稀换成稀 D.氯酸钾分解制氧气时,添加少量
6.(22-23高一下·云南昆明第一中学·期中)下列措施对增大反应速率明显有效的是
A.Na与水反应时增大水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸
C.在溶液与溶液反应时,增大压强
D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验
考向3 化学平衡状态的判断
1.(23-24高一下·云南昆明官渡区第一中学·期中)可以证明可逆反应,已达到平衡状态的是
①一个键断裂的同时,有6个N-H键断裂;
②一个键断裂的同时,有3个H-H键断裂;
③其它条件不变时,混合气体平均相对分子质量不再改变;
④保持其它条件不变时,体系压强不再改变;
⑤恒温恒容时,密度保持不变;
⑥正反应速率,逆反应速率
A.①③④⑥ B.只有②③④⑤ C.只有③④⑤⑥ D.全部
2.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)在一恒温恒容容器中,当下列各项不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)已达到平衡状态的是
①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体的总质量⑧混合气体的总体积
A.②③⑤⑦ B.①③④⑤ C.②③⑤⑥⑦ D.③⑤⑥
3.(23-24高一下·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)一定温度下,在体积恒定的密闭容器中发生反应:,下列情况中能表明该反应已达到平衡状态的有
①单位时间内生成,同时消耗
②混合气体中的体积分数保持不变
③固体的质量不再变化
④混合气体的密度不再发生改变
⑤密闭容器中的压强保持不变
A.5项 B.4项 C.3项 D.2项
4.(23-24高一下·云南石林一中·期中)某化学小组利用硫代硫酸钠进行了相关的实验。
已知:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。
某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
40
V1
0.10
V2
0.50
V3
③
20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
(1)若V4=10.0,V5=6.0,则实验①、③可探究 对反应速率的影响。
将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g);反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol。
(2)用C表示10s内反应的平均反应速率为 。
(3)反应前A的物质的量浓度是 。
(4)10s末,生成物D的浓度为 。
(5)下列指标中,能作为判断反应已经达到平衡的标志有 :
A.气体的压强不再改变 B.气体的平均相对分子质量不再改变
C.气体的密度不再改变 D.气体的总物质的量不再改变
E.气体的颜色不再改变 F.气体的浓度不再改变
(6)达到平衡后,若充入He,生成D的速率 (“增大”“减小”“不变”)。
5.(23-24高一下·云南开远第一中学校·期中)如图表示在一定的温度下,容积固定的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间变化的情况。
试回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)0~t1s内气体B的平均反应速率为 。
(3)(t1+10)s时,B的物质的量分数为 (结果保留一位小数)。
(4)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.混合气体中不变
c.容器中气体密度不变 d.
(5)容器中(t1+10)s时的压强与起始时的压强之比为 。
考向4 平衡转化率的计算
1.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)在一定条件下,将3mol A和1mol B混合于固定容积为1L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(s)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min 末该反应达到平衡,生成了0.6molD,并测得C的浓度为0.3mol/L。下列判断正确的是
A.2min内用A表示的反应速率为0.45mol·L-1·min-1
B.x=2
C.当VB:VD=1:2时,反应达到了平衡状态
D.B的转化率为30%
2.(23-24高一下·云南昆明第十二中学·期中)一定条件下,将3 molA气体和1 mol B气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)4C(g)+ 2D(s)。2min末该反应达到平衡,生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是
A.若混合气体的平均摩尔质量不再改变时,该反应一定达到平衡状态
B.平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2
C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1
D.从开始到平衡,用D表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min)
3. (23-24高一下·云南下关第一中学·期中)Ⅰ.“碳中和”是指的排放总量和减少总量相当。
(1)下列措施不能有效促进碳中和的是___________(填序号)。
A.利用可燃冰代替现有化石能源 B.推动氢氧燃料汽车代替燃油汽车
C.扩大水力发电规模代替火力发电 D.研发二氧化碳人工合成淀粉技术
Ⅱ.为实现“碳中和”目标,我国科学家做出了卓越贡献,最新科研成果之一为在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇()。t℃时,反应原理为。
(2)加快该反应速率的措施有 、 (填两条)。
(3)下列能证明上述反应达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.的生成速率与的消耗速率相等时
B.恒温恒容时,容器内气体的总压强不再随时间而改变时
C.容器内气体的总质量不再改变时
D.恒容时,、、、的浓度相等时
(4)t℃时,将3和4通入体积为2L的恒容密闭容器中发生催化反应,2min时的含量不再变化,此时测得的物质的量为1。请回答下列问题:
①从反应开始到达化学平衡,用表示的平均反应速率为 ;
②达到平衡状态时的转化率为 。
4. (23-24高一下·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)研究化学反应的快慢和限度对人类的生产、生活具有重要意义。在一定条件下,向体积恒为的密闭容器中通入和发生反应:,测得反应过程中的物质的量分数随时间的变化关系如图:
回答下列问题:
(1)点的 点的(填“>”“<”或“=”)。
(2)内,用表示的平均反应速率为 。
(3)该反应条件下,的平衡转化率约为 %(保留1位小数)。
(4)测得不同压强下(其他条件不变)上述反应达平衡状态时的物质的量分数如图所示。由图可得,影响该反应限度的一个因素是 ,为了促进更多的转化为生成物,可采取的措施是 。
5.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)工业上,常用水蒸气通过炽热的焦炭制得水煤气(主要成分为CO和),其反应的化学方程式为,请回答下列问题:
(1)上述反应的能量变化图像如图所示。下列反应的能量变化与上述反应相同的是_______。
A.碳酸钙高温分解
B.天然气的燃烧
C.氨水与稀硫酸的反应
D.氯化铵与的反应
(2)一定条件下,焦炭和水蒸气在体积一定的密闭容器中进行反应,下列有关说法正确的是_______。
A.充入He使容器压强增大,提高反应速率
B.,说明反应达到平衡状态
C.使用催化剂可以加快反应速率,平衡正向移动。
D.容器中焦炭的质量不再变化,说明反应达到平衡状态
(3)在体积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中,分别加入相同质量的一定量炭粉和3 mol水蒸气,在不同温度下反应的过程如图所示:
①甲容器中,0~1min内的平均反应速率 。
②甲容器中, (填“<”“>”或“=”下同)。
③反应过程中,两个容器温度:甲 乙。
(4)乙容器中C点时,H2O的转化率为 。
1.(23-24高一下·云南玉溪师范学院附属中学·期中)氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氨是一种重要的化工原料,可用于制备硝酸等。工业合成氨反应: 。实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气。下列有关说法不正确的是
A.绝热条件下当体系温度不变时,说明该反应达到平衡状态
B.在恒容容器内,反应达平衡后,通入Ar,压强增大,但v(正)和v(逆)都不变
C.断裂6molN—H键的同时,断裂键3molH—H,说明该反应达到平衡伏态
D.在容器中充入1molN2和3molH2,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量为6mol
2.(23-24高一下·云南开远第一中学校·期中)下列实验装置或方案能达到实验目的的是
A.比较C和Si的非金属性
B.制备并收集
C.收集NO气体
D.比较和催化效果
A.A B.B C.C D.D
3.(23-24高一下·云南开远第一中学校·期中)在密闭容器、800℃时的反应:体系中,随时间的变化如下表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
各物质的物质的量浓度随时间的变化关系如下图:
下列说法正确的是
A.如图中A点处,v(正)等于v(逆)
B.图中表示NO2的变化的曲线是a
C.及时分离出NO2气体能使该反应的反应速率增大
D.用O2表示从内该反应的平均速率
4.(23-24高一下·云南开远第一中学校·期中)某学习小组为了探究酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液反应速率的影响因素,该小组设计如下实验方案。
实验
0.2 mol·L-1NaHSO3溶液/mL
0.1 mol·L-1.KMnO4溶液/mL
0.6 mol·L-1H2SO4溶液/mL
0. 1 mol·L-1MnSO4溶液/mL
V(H2O)/mL
混合溶液褪色时间/min
1
3.0
2.0
1.0
0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0
0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
下列说法错误的是
A.该反应的离子方程式为
B.实验3从反应开始到反应结束这段时间内反应速率v(MnO4-)=0.0625mol·L-1·min-1
C.a=1.0、b=1.5
D.实验4与实验1相比,说明Mn2+可能是该反应的催化剂
5.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)如图是关于反应A2(g)+3B2(g)⇌2C(g) ΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是
A.升高温度,同时增大压强
B.降低温度同时减小压强
C.增大B2的浓度,同时使用催化剂
D.增大A2的浓度,同时减小C的浓度
6.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解
B.带活塞密闭容器内存在H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)平衡,向外拉动活塞颜色变浅
C.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.铁钉放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
7.(23-24高一下·云南下关第一中学·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。下列叙述正确的是
A.时刻,反应逆向进行
B.时刻,逆反应速率大于正反应速率
C.时刻,反应物在该条件下转化率不是最大
D.时刻,正反应速率等于逆反应速率且等于零
8.(23-24高一下·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量、发生反应:,该反应经历两步:①;②。图为该体系中X、Y、Z的浓度(c)随时间(t)变化的曲线。下列说法正确的是
A.曲线表示随的变化 B.时刻,的消耗速率大于生成速率
C.随着的减少,反应①、②速率均减小 D.时刻,
9.(23-24高一下·云南昆明第十二中学·期中)用溶液氧化废水中的还原性污染物M,为研究降解效果,设计如下对比实验,实验测得M的浓度与时间关系如图所示,下列说法不正确的是
实验编号
温度/℃
pH
①
25
1
②
45
1
③
25
7
④
25
1
A.实验①在15min内M的降解速率为
B.若其他条件相同,实验①②说明降低温度,M降解速率增大
C.若其他条件相同,实验①③证明pH越大,越不利于M的降解
D.该实验表明,温度、反应物浓度、pH对降解速率均有影响
10.(23-24高一下·云南昆明第一中学·期中)某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,探究镁与不同浓度盐酸的反应速率,两组实验所用试剂和实验结果如下,下列说法错误的是
序号
镁条的质量/g
盐酸
物质的量浓度/(mol/L)
体积/mL
1
0.01
1.0
2
2
0.01
0.5
2
A.由图可知,其他条件一定时,盐酸浓度越大,产生气体的压强越大
B.0~200s化学反应速率:
C.图中曲线a表示的是1mol/L盐酸与镁反应
D.理论上两组实验产生氢气的物质的量不相等
11.(23-24高一下·云南昆明第一中学·期中)是放热反应,反应过程中生成的气体体积(已折算成标准状况)随反应时间变化的情况如图所示,下列说法正确的是
A.若将块状改成粉末状,不能增大反应速率
B.在0~、~、~各相同的时间段里收集到气体最多的是~
C.~时间段主要是因为温度升高使反应速率加快
D.~时间段用的浓度变化表示的平均反应速率为:
12.(23-24高一下·云南玉溪师范学院附属中学·期中)H2、CO、CH4等都是重要的能源,也是重要的化工原料。
(1)下图表示氢气燃烧生成水蒸气的物质及能量变化。已知1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量245 kJ。
则图中x为 。
(2)水煤气中的CO和H2在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中,充入1molCO和5molH2,一定温度下发生反应:。测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示。
①从反应开始到6min,CO的平均反应速率 ,6min时,H2的转化率为 。
②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是 。(填字母)
a.容器中混合气体的密度保持不变
b.容器中混合气体的总压强保持不变
c.容器中CH4的体积分数保持不变
d.单位时间内每消耗1molCO,同时生成1molCH4
(3)甲烷燃料电池装置如图2,通入CH4一端电极反应方程式为: ;通入氧气的电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。
13.(23-24高一下·云南大理白族民族中学·期中)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
Ⅰ.某同学探究外界条件对分解速率的影响。
实验序号
溶液
温度
催化剂
收集112mL所需时间(s)
浓度(mol/L)
V(mL)
1
0.4
20
室温
无
几乎无气体产生
2
0.4
20
50℃
无
296
3
0.4
20
室温
0.5g粉末
45
4
0.4
20
室温
0.5g粉末
100
5
0.2
m
室温
0.5g粉末
n
(1)实验1、2的目的是探究 对分解速率的影响,结论为 。
(2)对比实验3、4,能推测出对分解的催化效果比的好吗? (填“能”或“不能”),请说明理由: 。
(3)若实验3、5是探究浓度对分解速率的影响。m为10,则还应添加的试剂及用量为 (混合后溶液体积变化忽略不计)。推测n 45(填“>”“<”“=”)。
Ⅱ.(红棕色)和(无色)之间可发生反应:。在一定温度下,将0.08mol气体充入容积为2L的密闭容器中,容器中的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(4)1~4四个点中,的点有 (填数字)。
(5)反应进行到16min时,的转化率是 。
(6)下列不能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.不再改变
B.v正(N2O4)=v逆(N2O4)
C.N2O4 与NO2物质的量之比为1:2
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.混合气体的密度不再变化
14.(23-24高一下·云南文山砚山县第一中学·期中)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应进行了一系列探究外界条件的改变对化学反应速率的影响实验,相关实验如下:
实验编号
实验温度
试管中所加试剂及其用量
溶液颜色褪至无色所需时间
溶液
溶液
稀硫酸
1
25
3.0
3.0
2.0
2.0
6.4
2
25
4.0
2.0
2.0
5.0
3
25
5.0
1.0
2.0
4
25
1.5
4.5
2.0
2.0
5
50
5.0
1.0
2.0
2.0
已知:呈绿色,在酸性条件下不稳定,迅速分解产生和。
(1)通过实验,可探究 (填外部因素)对化学反应速率的影响.通过实验,可探究温度对化学反应速率的影响,则 ;实验得出 (填“>”“=”或“<”)。
(2)内,实验2中高锰酸钾的平均反应速率为 ,进行实验4时发现溶液几乎没有褪色,原因可能是 。
(3)草酸是一种二元弱酸,实验中发生反应的离子方程式为 。
(4)甲同学在实验中观察到溶液褪色速率开始时较慢,反应一段时间后溶液褪色速率突然加快的原因可能为 。
(5)乙同学将实验1中溶液调至1时再次做实验,发现溶液紫色并未直接褪去,而是先变为青色溶液,一段时间后青色溶液逐渐褪至无色,乙同学结合上述信息,推测紫色溶液变为青色溶液时,青色溶液中可能含有,指导老师否定了该猜想,理由是 。
15.(23-24高一下·云南昆明第十二中学·期中).在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图:
(1)比较时刻,正逆反应速率大小 。(填“>”“=”或“<”)
(2)若,计算反应开始至时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率 。
(3)时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为 。
(4)如果升高温度,则 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)下列叙述中,能说明该反应达到平衡状态的是___________。
A.单位时间内每消耗1mol N,同时生成0.5mol M
B.气体M的体积分数不再变化
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
.某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如下表所示:
序号
纯锌粉/g
硫酸溶液/mL
温度/℃
硫酸铜固体/g
加入蒸馏水/mL
2.0
50.0
25
0
0
2.0
40.0
25
0
10.0
2.0
50.0
25
0.2
0
2.0
50.0
25
4.0
0
(6)①本实验待测数据可以是 ,实验和实验可以探究 对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验和实验的目的是 。
(7)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号
体积V/mL
溶液
水
KI溶液
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
V
40
4.0
2.0
表中 。
16.(23-24高一下·云南昆明第一中学·期中)回答下列问题:
I.硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸的其中一步重要反应是
放热反应
一定条件下,恒容密闭容器中发生该反应,各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。
(1)反应开始至10分钟,的平均反应速率为 。
(2)图中a点,正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(3)当反应达到平衡时,的转化率为 %。
(4)下列能说明反应一定已达平衡的是_______(填标号)。
A.混合气体的密度不再变化 B.质量保持不变
C. D.、和的物质的量之比为2:1:2
(5)下列说法错误的是_______(填标号)。
A.提高反应时的温度,正反应的速率加快,逆反应的速率减慢
B.提高反应时的温度,可以实现的完全转化
C.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
D.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
II.燃料电池能有效提高能源利用率。
(6)写出甲醇空气燃料电池在碱性条件(KOH溶液)中的负极电极反应式 。
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专题03 化学反应的速率与限度
内容概览
考向1 化学反应速率的计算
考向2 影响化学反应速率的因素
考向3 化学平衡状态的判断
考向4 平衡转化率的计算
考向1 化学反应速率的计算
1.( 23-24高一下·云南昆明官渡区第一中学·期中)一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为
B.反应进行到1s时,
C.反应进行到6s时,B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)
D.反应进行到6s时,各物质的反应速率相等
【答案】C
【详解】A.根据图知,B、C是反应物而A、D是生成物,6s内n(A)=(1.2-0)mol=1.2mol、n(B)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、n(C)=(1.0-0.2)mol=0.8mol、n(D)=(0.4-0)mol=0.4mol,相同时间内A、B、C、D的计量数之比等于其物质的量之比=1.2mol:0.6mol:0.8mol:0.4mol=6:3:4:2,该反应方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g),A错误;
B.同一段时间内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,由A项分析可知,A、D的系数不相等,反应进行到1s时,所以,B错误;
C.反应进行到6s时,(B)===0.05 mol•L-1•s-1,C正确;
D.由题干图示信息可知,反应进行到6s时,各物质的物质的量保持不变,即各物质的正逆反应速率相等,根据不同物质的反应速率之比等于其化学计量系数之比可知,各物质的反应速率不相等,D错误;
故答案为:C。
2. (22-23高一下·云南开远第一中学校·期中)已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是( )
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O) C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
【答案】D
【分析】反应速率比等于系数比;
【详解】A.,A错误;
B.,B错误;
C.,C错误;
D.,D正确;
故选D。
3. (23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)对于反应,下列表示中反应速率最大的是( )
A. mol⋅L⋅s B. mol⋅L⋅s
C. mol⋅L⋅s D. mol⋅L⋅min
【答案】A
【分析】将选项中的速率都转化为用A物质表示的反应速率且统一单位。
【详解】A.v(A)=0.3mol·L-1·s-1;
B.v(B)=0.4mol·L-1·s-1,此时v(A)=v(B)≈0.133mol·L-1·s-1;
C.v(C)=0.5mol•L-1•s-1,此时v(A)=v(C)=0.25 mol·L-1·s-1;
D.v(D)=0.8mol•L-1•min-1,此时v(A)=v(D)=0.4mol•L-1•min-1≈0.0067mol•L-1•s-1;
综上所述,反应速率最大的为0.3mol·L-1·s-1,故选A。
4.(23-24高一下·云南大理白族民族中学·期中)在反应中,表示该反应速率最快的是
A.v(A)=1.5 mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.8 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.08 mol·L-1·s-1 D.v(D)=0.1 mol·L-1·s-1
【答案】B
【分析】比较一个化学反应速率的快慢,应用同一物质表示反应速率,所有选项换算成以B物质表示反应速率,单位均为。
【详解】A.换算成B物质表示反应速率;
B.
C.换算成B物质表示反应速率;
D.换算成B物质表示反应速率;
综上分析,表示的反应速率最快,B正确;
答案选B。
5.(23-24高一下·云南昆明第十二中学·期中)反应A(g)+3B(g) = 2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别如下,其中反应速率最快的是
A.V(A)=0.15 mol/(L·min) B.V(B)=0.6 mol/(L·min)
C.V(C)=0.4 mol/(L·min) D.V(D)=0.5 mol/(L·min)
【答案】D
【分析】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,单位要一致,据此分析解题。
【详解】A.;
B. ;
C.;
D.;
所以表示反应速率最快的是D;
故选D。
6.(23-24高一下·云南下关第一中学·期中)四个不同的密闭容器中,采用不同条件进行反应,根据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据速率比等于计量数之比,将各物质表示速率转化为以氮气表示:
A.
B.
C.
D.
综上,生成氨气速率最快的,答案选A;
考向2 影响化学反应速率的因素
1.(23-24高一下·云南玉溪师范学院附属中学·期中)某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验方案如表。下列说法错误的是
实验编号
5.0mol•L-1盐酸
大理石
水
收集标准状况下0.56LCO2所需时间
①
100mL
5.0g碎块
0mL
5.0min
②
50.0mL
5.0g碎块
50.0mL
8.0min
③
100mL
5.0g粉末
amL
2.0min
A.实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响
B.实验①和③探究固体表面积对反应速率的影响,则a=0
C.实验③中用盐酸浓度变化表示的速率v(HCl)=0.5mol•L-1•min-1
D.该实验反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
【答案】C
【详解】A.实验①和②盐酸浓度不同,其他条件相同,研究的是盐酸浓度对反应速率的影响,A项正确;
B.实验①和③研究反应物的固体表面积对速率的影响,必须使盐酸浓度相同,加入100mL盐酸则不需要再加入水,a=0,B项正确;
C.根据反应方程式:,,故,C项错误;
D.碳酸钙难溶于水,与盐酸反应的离子方程式为,D项正确;
故选C。
2.(23-24高一下·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)某条件下,在一体积可变的密闭容器中投入和足量,发生反应:。下列说法正确的是
A.从体系中移出少量,的生成速率减小
B.保持体系压强不变,充入氖气,反应速率减小
C.保持容器体积不变。充入氖气,反应速率加快
D.使用合适催化剂可使全部转化为和
【答案】B
【详解】A.C为固体,从体系中移出少量,各物质浓度均保持不变,所以的生成速率不变,故A错误;
B.保持体系压强不变,充入氖气,则容器体积增大,各物质浓度减小,反应速率减小,故B正确;
C.保持容器体积不变,充入氖气,各物质浓度不变,反应速率不变,故错误;
D.该反应为可逆反应,不可能实现反应物的转化,故D错误;
故答案为:B。
3.(23-24高一下·云南石林一中·期中)下列生产或实验事实引出的结论错误的是
选项
生产或实验事实
结论
A
其他条件相同,铁片和稀硫酸反应,适当升高溶液的温度,单位时间内产生的气泡增多
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
B
工业制硫酸过程中,在的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积,使的吸收速率加快
C
在容积可变的密闭容器中发生反应:,把容器的体积缩小一半
反应速率减慢
D
A、B两支试管中分别加入等体积5%的溶液,在B试管中加入2~3滴溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.其他条件相同,铁片和稀硫酸反应,适当升高溶液的温度,单位时间内产生的气泡增多,则反应速率增大,因此得出结论:当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快,A正确;
B.与不装瓷环相比,从塔顶喷淋下来的浓硫酸从与从塔底进入的气体在瓷环间隙充分接触,能加快反应速率,因此得出结论:增大气液接触面积,使的吸收速率加快,B正确;
C.在容积可变的密闭容器中发生反应:,把容器的体积缩小一半,则气体反应物浓度增大,反应速率也增大,C不正确;
D.A、B两支试管中分别加入等体积5%的溶液,在B试管中加入2~3滴溶液,B试管中产生气泡快,则反应速率增大,该对比实验中,变量为催化剂,因此得出结论:当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率D正确;
答案选C。
4.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)一定温度下,关于稀硫酸和锌反应的说法正确的是
A.若将稀硫酸换成浓硫酸,则生成氢气的速率加快
B.加入和原反应一样的10g锌(形状、大小、密度等都一样),生成氢气的速率加快,最终生成氢气的体积增大
C.滴加少量CuSO4溶液,生成氢气的速率加快,但是最终生成的氢气的量减少
D.适当升高体系的温度,反应速率减慢。
【答案】C
【详解】A.锌和浓硫酸发生氧化还原反应、不能产生氢气,而是释放出二氧化硫,故A错误;
B.加入或减少固体的量对反应速率无影响,故B错误;
C.Cu2+的氧化性强于H+,锌把铜置换出来,形成原电池,加快反应速率,锌少量时,由于一部分锌用于置换铜、则和稀硫酸反应的锌有所减少、最终生成的氢气的量减少,故C正确;
D.升高温度,反应速率增大,故D错误;
故选C。
5.(23-24高一下·云南文山砚山县第一中学·期中)在工业生产或实验中,下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.食品抽真空包装 B.碳酸钙与稀盐酸反应时适当升高温度
C.将与稀反应中的稀换成稀 D.氯酸钾分解制氧气时,添加少量
【答案】C
【详解】A.食品抽真空包装,降低氧气浓度,减慢食物氧化速率,A不符合题意;
B.升高温度,反应速率加快,B不符合题意;
C.将稀换成稀,铁与稀硝酸反应不能放出氢气,与反应速率无关,C符合题意;
D.氯酸钾分解制氧气时,作催化剂,反应速率加快,D不符合题意;
故选C。
6.(22-23高一下·云南昆明第一中学·期中)下列措施对增大反应速率明显有效的是
A.Na与水反应时增大水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸
C.在溶液与溶液反应时,增大压强
D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验
【答案】D
【详解】A.水是纯液体,增加用量浓度不变,钠和水反应的速率与水的多少无关,故A错误;
B.浓硫酸具有强氧化性,和铁常温下发生钝化,加热时生成二氧化硫气体,故B错误;
C.溶液与两溶液反应没有气体参加,而压强只改变有气体参加反应的化学反应速率,增大压强,反应速率不变,故C错误;
D.将Al片改成Al粉,增大了反应物的接触面积,所以能使反应速率加快,故D正确。
故选:D。
考向3 化学平衡状态的判断
1.(23-24高一下·云南昆明官渡区第一中学·期中)可以证明可逆反应,已达到平衡状态的是
①一个键断裂的同时,有6个N-H键断裂;
②一个键断裂的同时,有3个H-H键断裂;
③其它条件不变时,混合气体平均相对分子质量不再改变;
④保持其它条件不变时,体系压强不再改变;
⑤恒温恒容时,密度保持不变;
⑥正反应速率,逆反应速率
A.①③④⑥ B.只有②③④⑤ C.只有③④⑤⑥ D.全部
【答案】A
【详解】①一个键断裂的同时,有6个N-H键断裂,满足计量数关系,表示正、逆反应速率相等,说明达到平衡状态,故①选;
②一个键断裂的同时,有3个H-H键断裂,表示的都是正反应速率,无法判断平衡状态,故②不选;
③该反应为气体物质的量减少的反应,气体总质量不变,则混合气体平均相对分子质量为变量,当混合气体的相对分子质量不再改变时,说明达到平衡状态,故③选;
④保持其他条件不变时,体系压强不再改变,说明气体的物质的量不再改变,反应达到平衡状态,故④选;
⑤恒温恒容时,混合气体总质量、容器的容积均为定值,则密度为定值,不能根据混合气体的密度判断平衡状态,故⑤不选;
⑥正反应速率,逆反应速率,表示的是正逆反应速率相等,说明达到平衡状态,故⑥选;
故选A。
2.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)在一恒温恒容容器中,当下列各项不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)已达到平衡状态的是
①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体的总质量⑧混合气体的总体积
A.②③⑤⑦ B.①③④⑤ C.②③⑤⑥⑦ D.③⑤⑥
【答案】A
【详解】①该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,所以容器中的压强不再发生变化,不能证明达到了平衡状态,故①不选;
②该容器的体积保持不变,A是固态,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会变,所以当混合气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,故②选;
③反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的浓度等不再发生变化,所以各气体物质的物质的量浓度不再变化时,该反应达到平衡状态,故③选;
④该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,所以气体总物质的量不变,不能表明反应达到平衡状态,故④不选;
⑤容器中的气体平均相对分子质量M=,反应前后混合气体的质量会变化,该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应,所以当M不再发生变化时,表明已经平衡,故⑤选;
⑥C、D的化学计量数相同,则v(C)与v(D)的比值为定值,不能根据v(C)与v(D)的比值判断平衡状态,故⑥不选;
⑦A为固态,混合气体的总质量为变量,混合气体的总质量不变时,表明达到平衡状态,故⑦选;
⑧混合气体的总体积始终不变,不能根据混合气体的总体积判断平衡状态,故⑧不选;
综上,②③⑤⑦符合题意。
答案选A。
3.(23-24高一下·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)一定温度下,在体积恒定的密闭容器中发生反应:,下列情况中能表明该反应已达到平衡状态的有
①单位时间内生成,同时消耗
②混合气体中的体积分数保持不变
③固体的质量不再变化
④混合气体的密度不再发生改变
⑤密闭容器中的压强保持不变
A.5项 B.4项 C.3项 D.2项
【答案】B
【详解】①单位时间内生成,同时消耗,说明正、逆化学反应速率相等,能表明该反应已达到平衡状态,故①正确;
②在体积恒定的密闭容器中发生,与的物质的量之比始终为2∶1,即混合气体中的体积分数始终为,保持不变,所以混合气体中的体积分数保持不变不能说明该反应已达到平衡状态,故②错误;
③反应物的质量不再变化,说明正、逆化学反应速率相等,即能表明该反应已达到平衡状态,故③正确;
④恒温恒容体系,当混合气体的密度不再发生改变时,据可知,气体的总质量不再发生改变,由于该反应的反应物为固态,所以当混合气体的密度不再发生改变能说明该反应已达到平衡状态,故④正确;
⑤一定温度、体积恒定密闭容器中的压强保持不变时,说明气体的总物质的量保持不变,即二氧化碳和氨气的生成速率等于其消耗速率,即该反应已达到平衡状态,故⑤正确;
综上所述①③④⑤能说明该反应已达到平衡状态,故答案为:B。
4.(23-24高一下·云南石林一中·期中)某化学小组利用硫代硫酸钠进行了相关的实验。
已知:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。
某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
40
V1
0.10
V2
0.50
V3
③
20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
(1)若V4=10.0,V5=6.0,则实验①、③可探究 对反应速率的影响。
将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g);反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol。
(2)用C表示10s内反应的平均反应速率为 。
(3)反应前A的物质的量浓度是 。
(4)10s末,生成物D的浓度为 。
(5)下列指标中,能作为判断反应已经达到平衡的标志有 :
A.气体的压强不再改变 B.气体的平均相对分子质量不再改变
C.气体的密度不再改变 D.气体的总物质的量不再改变
E.气体的颜色不再改变 F.气体的浓度不再改变
(6)达到平衡后,若充入He,生成D的速率 (“增大”“减小”“不变”)。
【答案】(1)浓度
(2)0.04mol/(L·s)
(3)1.5mol/L
(4)0.4mol/L
(5)F
(6)不变
【详解】(1)实验①、③温度相同,所取稀硫酸量不同,故实验①、③则是探究浓度对反应速率影响;
(2)由已知,C浓度变化为0.4mol/L,故用C表示10s内反应的平均反应速率为v(C)==0.04mol/(L·s);
(3)反应到达平衡时生成C0.8mol,根据化学方程式的计量数关系,说明消耗A物质的量为1.2mol,平衡时A物质的量为1.8mol,故起始时A的物质的量为3mol,浓度为1.5mol/L;
(4)起始时只有反应物A、B,生成物C、D在化学方程式中计量数相同,故平衡时,C的物质的量为0.8mol,D的物质的量也为0.8mol,浓度为0.4mol/L;
(5)将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g):
A.反应前后气体体积数不变,容器体积不变,无论反应是否到达平衡,气体压强都不变,故气体的压强不再改变无法判断反应是否到达平衡,A错误;
B.反应前后无固体参与且气体体积数不变,故无论反应是否到达平衡气体的平均相对分子质量都不改变,B错误;
C.反应前后无固体参与,气体质量不变,容器体积不变,无论是否到达平衡气体的密度都不改变,C错误;
D.反应前后气体体积数不变,故无论是否到达平衡气体的总物质的量都不改变,D错误;
E.气体的颜色不再改变 ,题中没有说明各种气体是否有颜色,无法判断,E错误;
F.气体的浓度不再改变,说明反应到达平衡,F正确;
故选F;
(6)容器体积一定,充入惰性气体He,参与反应的各物质浓度都不变,即分压都不变,故生成D的速率不变。
5.(23-24高一下·云南开远第一中学校·期中)如图表示在一定的温度下,容积固定的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间变化的情况。
试回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)0~t1s内气体B的平均反应速率为 。
(3)(t1+10)s时,B的物质的量分数为 (结果保留一位小数)。
(4)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.混合气体中不变
c.容器中气体密度不变 d.
(5)容器中(t1+10)s时的压强与起始时的压强之比为 。
【答案】(1)3A+B⇌2C
(2)
(3)33.3%
(4)ab
(5)9∶13
【详解】(1)由图象可知A、B的浓度降低,A、B为反应物,A的浓度变化量为0.8mol/L-0.2mol/L=0.6mol/L,B的浓度变化量为0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,C的浓度增大,为生成物,C的浓度变化量为0.4mol/L,浓度变化量之比等于化学计量数之比,故A、B、C的化学计量数之比为0.6mol/L:0.2mol/L:0.4mol/L=3:1:2,
故反应方程式为:3A(g)+B(g)⇌2C(g);
(2)0~t1s 内B气体物质的量浓度从0.5mol/L变为0.3mol/L,平均反应速率v===mol/(L•s);
(3)(t1+10)s时,平衡未移动,体系中c(A)=0.2mol/L,c(B)=0.3mol/L,c(C)=0.4mol/L,B的物质的量分数为;
(4)a.正反应是气体体积减小的反应,故容器中压强不变,说明达到平衡,a正确;
b.混合气体中c(A)保持不变,说明反应达到平衡,b正确;
c.反应前后气体质量不变,容器恒容,无论是否平衡,气体密度都不变,故气体密度不变不能说明反应到达平衡,c错误;
d.某时刻c(A)=c(B),并不能说明A、B浓度不变,无法说明反应到达平衡,d错误;
故选ab;
(5)起始时,c(A)=0.8mol/L,c(B)=0.5mol/L,(t1+10)s时,平衡体系,c(A)=0.2mol/L,c(B)=0.3mol/L,c(C)=0.4mol/L,平衡时气体总浓度和起始时之比为9:13,容器体积恒定,容器中(t1+10)s时的压强与起始时的压强之比为9:13。
考向4 平衡转化率的计算
1.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)在一定条件下,将3mol A和1mol B混合于固定容积为1L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(s)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min 末该反应达到平衡,生成了0.6molD,并测得C的浓度为0.3mol/L。下列判断正确的是
A.2min内用A表示的反应速率为0.45mol·L-1·min-1
B.x=2
C.当VB:VD=1:2时,反应达到了平衡状态
D.B的转化率为30%
【答案】D
【详解】A.A为固态,不能用A表示反应速率,故A错误;
B.1L的密闭容器中,C的浓度由0增加到0.3mol/L,即C的物质的量的变化量为0.3mol,而同一时间段内生成了0.6molD,即用D表示的速率为C的2倍,速率之比等于其化学计量数之比,所以x=1,故B错误;
C.任意时刻 VB:VD都等于其化学计量数之比,即等于1:2,所以当VB:VD=1:2时,反应不一定达到了平衡状态,故C错误;
D.三段式表示:,所以B的转化率为=30%,故D正确;
故答案为:D。
2.(23-24高一下·云南昆明第十二中学·期中)一定条件下,将3 molA气体和1 mol B气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)4C(g)+ 2D(s)。2min末该反应达到平衡,生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是
A.若混合气体的平均摩尔质量不再改变时,该反应一定达到平衡状态
B.平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2
C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1
D.从开始到平衡,用D表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min)
【答案】A
【分析】由图可知,2min后D的物质的量为0.8mol且不再改变,反应达到平衡状态。可列三段式
【详解】A.混合气体的平均摩尔质量等于气体的总质量除以气体的总物质的量,反应有固体生成,气体总质量随时间减小至平衡时不变,该反应前后气体分子数不变,因此气体平均摩尔质量不再改变时,反应一定达到平衡状态,A正确;
B.平衡时气体总物质的量为1.8+0.6+1.6=4mol,气体物质的量与起始相同,在一定条件下,体积恒定,平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为1∶1,B错误;
C.由分析可知A的转化率为=40%,B的转化率为=40%,A和B的转化率之比为1∶1,C错误;
D.D为固体,不能用单位时间内浓度的变化率来表示反应速率,D错误;
故选A。
3. (23-24高一下·云南下关第一中学·期中)Ⅰ.“碳中和”是指的排放总量和减少总量相当。
(1)下列措施不能有效促进碳中和的是___________(填序号)。
A.利用可燃冰代替现有化石能源 B.推动氢氧燃料汽车代替燃油汽车
C.扩大水力发电规模代替火力发电 D.研发二氧化碳人工合成淀粉技术
Ⅱ.为实现“碳中和”目标,我国科学家做出了卓越贡献,最新科研成果之一为在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇()。t℃时,反应原理为。
(2)加快该反应速率的措施有 、 (填两条)。
(3)下列能证明上述反应达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.的生成速率与的消耗速率相等时
B.恒温恒容时,容器内气体的总压强不再随时间而改变时
C.容器内气体的总质量不再改变时
D.恒容时,、、、的浓度相等时
(4)t℃时,将3和4通入体积为2L的恒容密闭容器中发生催化反应,2min时的含量不再变化,此时测得的物质的量为1。请回答下列问题:
①从反应开始到达化学平衡,用表示的平均反应速率为 ;
②达到平衡状态时的转化率为 。
【答案】(1)A
(2) 升高温度 增大压强或增大反应物浓度(合理即可)
(3)B
(4) 0.75 75%
【详解】(1)A.可燃冰燃烧产物是二氧化碳和水,利用可燃冰代替现有化石能源,不能降低二氧化碳排放,A选。
B.氢气燃烧的产物是水,推动氢氧燃料汽车代替燃油汽车,能降低二氧化碳排放,B不选;
C.扩大水力发电规模代替火力发电,降低煤炭的消耗量,能降低二氧化碳排放,C不选;
D.研发二氧化碳人工合成淀粉技术,可以减少空气中二氧化碳含量,有效促进碳中和,D不选。
答案选A。
(2)根据影响反应速率的因素可知,升高温度、增大压强、增大反应物浓度都能加快该反应速率。
(3)A.反应达到平衡状态时,正逆反应速率比等于系数比,的生成速率与的消耗速率比等于1∶3时,反应达到平衡状态,A不选;
B.反应前后气体系数和不同,恒温恒容时,压强是变量,容器内气体的总压强不再随时间而改变时,反应一定达到平衡状态,B选;
C.反应前后全是气体,气体总质量是恒量,容器内气体的总质量不再改变时,反应不一定平衡,C不选;
D.反应达到平衡状态时,各物质浓度不再改变,、、、的浓度相等时,浓度不一定不再改变,反应不一定平衡,D不选;
答案选B。
(4)t℃时,将3和4通入体积为2L的恒容密闭容器中发生催化反应,2min时的含量不再变化,此时测得的物质的量为1。三段式为
①从反应开始到达化学平衡,用表示的平均反应速率;
②达到平衡状态时的转化率为,即75%。
4. (23-24高一下·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)研究化学反应的快慢和限度对人类的生产、生活具有重要意义。在一定条件下,向体积恒为的密闭容器中通入和发生反应:,测得反应过程中的物质的量分数随时间的变化关系如图:
回答下列问题:
(1)点的 点的(填“>”“<”或“=”)。
(2)内,用表示的平均反应速率为 。
(3)该反应条件下,的平衡转化率约为 %(保留1位小数)。
(4)测得不同压强下(其他条件不变)上述反应达平衡状态时的物质的量分数如图所示。由图可得,影响该反应限度的一个因素是 ,为了促进更多的转化为生成物,可采取的措施是 。
【答案】(1)>
(2)0.05
(3)92.3
(4) 压强 增大压强
【详解】(1)a点反应还没有达到平衡,v正>逆,b点反应达到平衡,v正=v逆,反应过程中正反应速率逐渐减小,a点的v正大于b点的v正,故点的>点的。
(2)根据已知条件列出“三段式”
则有,x=0.4,内,用表示的平均反应速率为v(C)= =0.05。
(3)根据已知条件列出“三段式”
则有,x= mol,的平衡转化率约为=92.3%。
(4)由图可知,增大压强,D的物质的量分数增大,影响该反应限度的一个因素是压强,该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,为了促进更多的A(g)转化为生成物,可采取的措施是增大压强。
5.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)工业上,常用水蒸气通过炽热的焦炭制得水煤气(主要成分为CO和),其反应的化学方程式为,请回答下列问题:
(1)上述反应的能量变化图像如图所示。下列反应的能量变化与上述反应相同的是_______。
A.碳酸钙高温分解
B.天然气的燃烧
C.氨水与稀硫酸的反应
D.氯化铵与的反应
(2)一定条件下,焦炭和水蒸气在体积一定的密闭容器中进行反应,下列有关说法正确的是_______。
A.充入He使容器压强增大,提高反应速率
B.,说明反应达到平衡状态
C.使用催化剂可以加快反应速率,平衡正向移动。
D.容器中焦炭的质量不再变化,说明反应达到平衡状态
(3)在体积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中,分别加入相同质量的一定量炭粉和3 mol水蒸气,在不同温度下反应的过程如图所示:
①甲容器中,0~1min内的平均反应速率 。
②甲容器中, (填“<”“>”或“=”下同)。
③反应过程中,两个容器温度:甲 乙。
(4)乙容器中C点时,H2O的转化率为 。
【答案】(1)AD
(2)D
(3) 0.75mol·L-1·min-1 > >
(4)40%
【详解】(1)图像显示,反应物C(s)和H2O(g)的总能量低于生成物CO(g)和H2(g)的总能量,即为吸热反应。
A. 大多数分解反应为吸热反应,碳酸钙高温分解的反应就为吸热反应,故A正确;
B. 天然气的燃烧为放热反应,故B错误;
C. 酸碱中和为放热反应,所以氨水与稀硫酸的反应为放热反应,故C错误;
D. 氯化铵与的反应为吸热反应,故D正确;
故答案为:AD;
(2)A. 体积一定的密闭容器充入He使容器压强增大,由于体积不变,反应物的物质的量未变、浓度未变,反应速率不变,故A错误;
B. 用不同物质表示的化学速率之比等于其化学计量数之比,所以任意时刻,因此不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C. 使用催化剂可以加快反应速率,且使正、逆反应速率同等程度的加快,即平衡不移动,故C错误;
D. 容器中焦炭的质量不再变化,说明正、逆反应速率相等,即反应达到平衡状态,故D正确;
故答案为:D;
(3)①图像显示,甲容器中,0~1min内CO的物质的量的变化量为1.5mol,则0~1minCO的平均反应速率为,;
②甲容器中,B点为平衡点,,A点n(CO)小于B点n(CO),则A点n(H2O)大于B点n(H2O),A点c(H2O)大于B点c(H2O),A、B两点温度,所以>,又,所以>;
③为吸热反应,图像显示平衡时甲中n(CO)大于乙中n(CO),升温平衡向吸热方向移动、n(CO)增大,即其他条件相同、温度越高平衡时n(CO)越大,所以反应过程中,两个容器温度:甲>乙;
(4)体积为2L的恒容密闭容器中,起始加入一定量炭粉和3 mol水蒸气,乙容器中C点n(CO)=1.2mol,即CO的物质的量的变化量为1.2mol,H2O的物质的量的变化量与CO相等,即H2O的物质的量的变化量为1.2mol,所以H2O的转化率为。
1.(23-24高一下·云南玉溪师范学院附属中学·期中)氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氨是一种重要的化工原料,可用于制备硝酸等。工业合成氨反应: 。实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气。下列有关说法不正确的是
A.绝热条件下当体系温度不变时,说明该反应达到平衡状态
B.在恒容容器内,反应达平衡后,通入Ar,压强增大,但v(正)和v(逆)都不变
C.断裂6molN—H键的同时,断裂键3molH—H,说明该反应达到平衡伏态
D.在容器中充入1molN2和3molH2,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量为6mol
【答案】D
【详解】A.该反应为放热反应,绝热条件下随着反应进行,体系温度不断变化,体系温度不变,说明反应已达到平衡,A正确;
B.恒容容器中,反应达到平衡后,通入Ar,体系压强增大,但是反应物和生成物的浓度都不变,化学平衡不移动,正逆反应速率不变,B正确;
C.断裂6molN-H键的同时断裂3molH-H键,说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,C正确;
D.该反应为可逆反应,充入1molN2和3molH2,无法全部转化为2molNH3,转移电子的物质的量小于6mol,D错误;
故答案选D。
2.(23-24高一下·云南开远第一中学校·期中)下列实验装置或方案能达到实验目的的是
A.比较C和Si的非金属性
B.制备并收集
C.收集NO气体
D.比较和催化效果
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.发生强酸制取弱酸的反应,可知酸性为硫酸>碳酸>硅酸,可比较C和Si的非金属性强弱,故A正确;
B.氯化铵受热分解为氨气和氯化氢,两者在试管口又结合生成氯化铵,不能制取氨气,故B错误;
C.NO和氧气反应生成NO2气体,不能用排空气法收集NO气体,故C错误;
D.由于铁离子和铜离子浓度不同,不能比较和催化效果,故D错误;
故选A。
3.(23-24高一下·云南开远第一中学校·期中)在密闭容器、800℃时的反应:体系中,随时间的变化如下表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
各物质的物质的量浓度随时间的变化关系如下图:
下列说法正确的是
A.如图中A点处,v(正)等于v(逆)
B.图中表示NO2的变化的曲线是a
C.及时分离出NO2气体能使该反应的反应速率增大
D.用O2表示从内该反应的平均速率
【答案】D
【详解】A.根据图结合表中的数据可知,图中c线为NO的变化曲线,A点之后NO的物质的量浓度仍在减小,说明反应在向正反应方向进行,此时v(正)大于v(逆),A错误;
B.随着反应的进行,NO物质的量减小,NO2物质的量增大,由表格数据知,当反应达平衡状态时,参加反应的n(NO)=(0.020-0.007)mol=0.013mol,则反应生成的n(NO2)= n(NO)=0.013mol,,因此图中表示NO2的变化的曲线是b,B错误;
C.及时分离出NO2气体,反应物浓度降低,反应速率减慢,C错误;
D.时,,D正确;
故选D。
4.(23-24高一下·云南开远第一中学校·期中)某学习小组为了探究酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液反应速率的影响因素,该小组设计如下实验方案。
实验
0.2 mol·L-1NaHSO3溶液/mL
0.1 mol·L-1.KMnO4溶液/mL
0.6 mol·L-1H2SO4溶液/mL
0. 1 mol·L-1MnSO4溶液/mL
V(H2O)/mL
混合溶液褪色时间/min
1
3.0
2.0
1.0
0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0
0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
下列说法错误的是
A.该反应的离子方程式为
B.实验3从反应开始到反应结束这段时间内反应速率v(MnO4-)=0.0625mol·L-1·min-1
C.a=1.0、b=1.5
D.实验4与实验1相比,说明Mn2+可能是该反应的催化剂
【答案】B
【详解】A.酸性高锰酸钾溶液与亚硫酸氢钠溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、硫酸钠和水,反应的离子方程式为,故A正确;
B.由表格数据可知,高锰酸钾和亚硫酸氢钠的物质的量比为(0.2mol/L×4.0×10—3L):(0.1mol/L×2.0×10—3L)=4:1,则高锰酸钾溶液完全反应,从反应开始到反应结束这段时间内高锰酸根离子的反应速率为=0.00625 mol/(L·min),故B错误;
C.由表格数据可知,实验1、2的实验目的是探究稀硫酸的浓度对反应速率的影响,由探究实验变量唯一化原则可知,反应的总体积应保持不变,则a=8.0—7.0=1.0,同理可知,实验1、4的实验目的是探究硫酸锰对反应速率的影响,则a=8.0—6.5=1.5,故C正确;
D.由表格数据可知,实验1、4的实验目的是探究硫酸锰对反应速率的影响,加入硫酸锰溶液,酸性高锰酸钾溶液与亚硫酸氢钠溶液反应的反应速率迅速加快,说明锰离子能加快反应速率,是该反应的催化剂,故D正确;
故选B。
5.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)如图是关于反应A2(g)+3B2(g)⇌2C(g) ΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是
A.升高温度,同时增大压强
B.降低温度同时减小压强
C.增大B2的浓度,同时使用催化剂
D.增大A2的浓度,同时减小C的浓度
【答案】D
【分析】图像显示,一段时间反应达到平衡后,采取的措施使逆反应速率瞬间减慢、正反应速率瞬间加快。
【详解】A.升高温度,同时增大压强,正、逆反应速率瞬间都增大,故A错误;
B.降低温度同时减小压强,正、逆反应速率瞬间都减慢,故B错误;
C.B2为反应物,增大B2的浓度,正反应速率瞬间增大,同时使用催化剂,正、逆反应速率瞬间都增大,故C错误;
D.A2为反应物,增大A2的浓度,正反应速率瞬间增大,C为生成物,同时减小C的浓度,逆反应速率瞬间减慢,故D正确;
故答案为:D。
6.(23-24高一下·云南泸西县第一中学·期中)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解
B.带活塞密闭容器内存在H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)平衡,向外拉动活塞颜色变浅
C.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.铁钉放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
【答案】C
【详解】A.MnO2会催化H2O2分解,促进H2O2分解,但催化剂不能使平衡移动,不能用平衡移动原理解释,故A不符合题意;
B.反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)左右两边气体化学计量数之和相等,改变压强平衡不移动,向外拉动活塞颜色变浅,是因为容器体积增大导致I2(g)的浓度减小,与平衡移动无关,不能用平衡移动原理解释,故B不符合题意;
C.氯气和水反应:,排饱和食盐水收集氯气时,氯离子浓度增大,使平衡逆向移动,减少氯气的溶解,可以用勒夏特列原理解释,故C符合题意;
D.铁钉放入浓HNO3中会钝化,加热使表面的氧化膜溶解,在加热条件下铁和浓硝酸反应生成红棕色二氧化氮,与平衡移动无关,不能用平衡移动原理解释,故D不符合题意;
故答案为:C。
7.(23-24高一下·云南下关第一中学·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。下列叙述正确的是
A.时刻,反应逆向进行
B.时刻,逆反应速率大于正反应速率
C.时刻,反应物在该条件下转化率不是最大
D.时刻,正反应速率等于逆反应速率且等于零
【答案】C
【详解】A.时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A错误;
B.时刻,逆反应速率小于正反应速率,B错误;
C.时刻,反应物在该条件下未达到限度,转化率不是最大,C正确;
D.是平衡状态,正反应速率等于逆反应速率,但是不等于零,D错误;
答案选C。
8.(23-24高一下·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量、发生反应:,该反应经历两步:①;②。图为该体系中X、Y、Z的浓度(c)随时间(t)变化的曲线。下列说法正确的是
A.曲线表示随的变化 B.时刻,的消耗速率大于生成速率
C.随着的减少,反应①、②速率均减小 D.时刻,
【答案】D
【分析】根据①;②,X浓度逐渐减小,Y的浓度先增大,后减小,且最终转变为Z,且Z的浓度一直增大,故a代表X,b代表Z,c代表Y,据此解答。
【详解】A.曲线a、b、c分别表示X、Z、Y的浓度随时间的变化,A不符合题意;
B.从反应开始到达到最大值之前,不断增大,说明的消耗速率小于生成速率,不符合题意;
C.随的减小,先增大后减小,②的反应速率先增大后减小,不符合题意;
D.时刻,处于减小趋势,,则,D符合题意;
故选D。
9.(23-24高一下·云南昆明第十二中学·期中)用溶液氧化废水中的还原性污染物M,为研究降解效果,设计如下对比实验,实验测得M的浓度与时间关系如图所示,下列说法不正确的是
实验编号
温度/℃
pH
①
25
1
②
45
1
③
25
7
④
25
1
A.实验①在15min内M的降解速率为
B.若其他条件相同,实验①②说明降低温度,M降解速率增大
C.若其他条件相同,实验①③证明pH越大,越不利于M的降解
D.该实验表明,温度、反应物浓度、pH对降解速率均有影响
【答案】B
【详解】A.实验①在15min内M的降解速率为 ,故A正确;
B.若其他条件相同,实验①②说明升高温度,M降解速率增大,故B错误;
C.①③的变量是pH,若其他条件相同,实验①③证明pH越大,越不利于M的降解,故C正确;
D.该实验表明,温度、反应物浓度、pH对降解速率均有影响,故D正确;
选B。
10.(23-24高一下·云南昆明第一中学·期中)某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,探究镁与不同浓度盐酸的反应速率,两组实验所用试剂和实验结果如下,下列说法错误的是
序号
镁条的质量/g
盐酸
物质的量浓度/(mol/L)
体积/mL
1
0.01
1.0
2
2
0.01
0.5
2
A.由图可知,其他条件一定时,盐酸浓度越大,产生气体的压强越大
B.0~200s化学反应速率:
C.图中曲线a表示的是1mol/L盐酸与镁反应
D.理论上两组实验产生氢气的物质的量不相等
【答案】D
【详解】A.其他条件不变时,盐酸浓度越大,化学反应速率越快,单位时间内生成氢气的量多,压强大,A正确;
B.根据图像可知,0~200s内,曲线a氢气变化量比曲线b氢气变化量大,反应速率快,即反应速率:a>b,B正确;
C.其他条件不变,盐酸浓度越大,化学反应速率越快,根据图像可知,曲线a化学反应速率快,盐酸浓度大,即曲线a表示1.0mol/L盐酸与镁的反应,C正确;
D.镁与盐酸反应:Mg+2H+=Mg2++H2↑,金属镁的物质的量为≈0.0004mol,2mL1.0mol/L盐酸中n(H+)=2×10-3L×1.0mol/L=0.002mol,同理2mL0.5mol/L盐酸中n(H+)=0.001mol,显然金属镁不足,盐酸过量,理论上两组实验产生氢气的物质的量相等,D错误;
故选D。
11.(23-24高一下·云南昆明第一中学·期中)是放热反应,反应过程中生成的气体体积(已折算成标准状况)随反应时间变化的情况如图所示,下列说法正确的是
A.若将块状改成粉末状,不能增大反应速率
B.在0~、~、~各相同的时间段里收集到气体最多的是~
C.~时间段主要是因为温度升高使反应速率加快
D.~时间段用的浓度变化表示的平均反应速率为:
【答案】C
【详解】A.若将块状碳酸钙改成粉末状碳酸钙,碳酸钙固体的表面积增大,与盐酸的接触面积增大,反应速率加快,故A错误;
B.由图可知,~时间段里,碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳的速率最快,收集到二氧化碳气体最多,故B错误;
C.碳酸钙与盐酸反应时,盐酸的浓度减小,反应速率减小,由图可知,~时间段的反应速率大于0~时间段说明该反应是放热反应,反应放出的热量使反应温度升高,温度对反应速率大于浓度,所以~时间段主要是因为温度升高使反应速率加快,故C正确;
D.不能确定收集二氧化碳容器的体积,无法计算二氧化碳的浓度,由图可知,~时间段里,生成二氧化碳的体积为(V3—V2)×10—3L,则二氧化碳的平均反应速率为,故D错误;
故选C。
12.(23-24高一下·云南玉溪师范学院附属中学·期中)H2、CO、CH4等都是重要的能源,也是重要的化工原料。
(1)下图表示氢气燃烧生成水蒸气的物质及能量变化。已知1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量245 kJ。
则图中x为 。
(2)水煤气中的CO和H2在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中,充入1molCO和5molH2,一定温度下发生反应:。测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示。
①从反应开始到6min,CO的平均反应速率 ,6min时,H2的转化率为 。
②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是 。(填字母)
a.容器中混合气体的密度保持不变
b.容器中混合气体的总压强保持不变
c.容器中CH4的体积分数保持不变
d.单位时间内每消耗1molCO,同时生成1molCH4
(3)甲烷燃料电池装置如图2,通入CH4一端电极反应方程式为: ;通入氧气的电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。
【答案】(1)930
(2) 0.05mol·L-1·min-1 36% bc
(3) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 正极
【详解】(1)1mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出的热量为245kJ,因此有xkJ-(436+249)kJ=245kJ,解得x=930;故答案为930;
(2)①从反应开始到6min,CO的转化率为60%,即有0.6molCO被反应掉,则v(CO)==0.05mol·L-1·min-1;
6min时反应掉CO0.6mol,则反应掉H21.8mol,则H2的转化率为1.8mol÷5mol=36%;
②a.反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和生成物都是气体,无论是否达到平衡,混合气体的密度始终不变,a错误;
b.该反应不是等体积反应,且在恒容密闭容器中进行,随着反应进行,容器内压强不断变化,容器内压强不变说明反应达到平衡,b正确;
c.随着反应进行,容器内CH4的体积分数不断变化,容器内CH4的体积分数保持不变说明反应达到平衡,c正确;
d.单位时间内消耗1molCO生成1molCH4,两者均表示正反应速率,无法说明反应达到平衡,d错误;
故答案选bc;
(3)甲烷燃料电池中,通入甲烷的电极为负极,甲烷失电子结合氢氧根离子生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O。通入氧气的电极为电池的正极。
13.(23-24高一下·云南大理白族民族中学·期中)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
Ⅰ.某同学探究外界条件对分解速率的影响。
实验序号
溶液
温度
催化剂
收集112mL所需时间(s)
浓度(mol/L)
V(mL)
1
0.4
20
室温
无
几乎无气体产生
2
0.4
20
50℃
无
296
3
0.4
20
室温
0.5g粉末
45
4
0.4
20
室温
0.5g粉末
100
5
0.2
m
室温
0.5g粉末
n
(1)实验1、2的目的是探究 对分解速率的影响,结论为 。
(2)对比实验3、4,能推测出对分解的催化效果比的好吗? (填“能”或“不能”),请说明理由: 。
(3)若实验3、5是探究浓度对分解速率的影响。m为10,则还应添加的试剂及用量为 (混合后溶液体积变化忽略不计)。推测n 45(填“>”“<”“=”)。
Ⅱ.(红棕色)和(无色)之间可发生反应:。在一定温度下,将0.08mol气体充入容积为2L的密闭容器中,容器中的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(4)1~4四个点中,的点有 (填数字)。
(5)反应进行到16min时,的转化率是 。
(6)下列不能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.不再改变
B.v正(N2O4)=v逆(N2O4)
C.N2O4 与NO2物质的量之比为1:2
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.混合气体的密度不再变化
【答案】(1) 温度 升高温度,化学反应速率加快
(2) 不能 因为所用盐的酸根离子不同,对实验可能产生干扰
(3) 蒸馏水、10mL >
(4)1、2
(5)75%
(6)CE
【分析】Ⅰ实验目的为用控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响;Ⅱ是根据可逆反应达到化学平衡状态的标志“逆向相等、变量不变”判断,结合图中关键数据计算转化率。
【详解】(1)实验1、2中溶液的浓度、体积分别相等,都没有使用催化剂,只控制温度不同,故实验1、2的目的是其他条件相同时,研究温度对分解速率的影响;从表中的数据分析可知,室温下,几乎无气体生成,50℃,收集112mL所需时间296s,其他条件相同时,温度升高,分解速率加快;
故答案为:温度;升高温度,化学反应速率加快;
(2)实验3、4中溶液的浓度、体积分别相等,温度相同,实验3中加入0.5g、实验4中加入0.5g,两者不仅阳离子()不同、而且阴离子()也不同,故根据实验3、4不能推测对分解的催化效果比的催化效果好;
故答案为:不能;因为所用盐溶液的酸根离子不同,对实验可能产生干扰;
(3)实验3、5是其他条件相同时,探究浓度对该化学反应速率的影响,故实验3、5中只能改变溶液的浓度,若m=10mL,溶液,要使溶液的浓度变成,还应添加的试剂为蒸馏水,用量为10mL;实验5比实验3溶液的浓度小,分解速率小,收集112mL所需时间>45s;
故答案为:蒸馏水、10mL;>;
(4)根据图象可知,的物质的量浓度随着时间的推移逐渐增加,平衡时保持不变;点3、4所表示的物质的量浓度没有达到最大值,没有达到平衡状态,,点1、2所表示的物质的量浓度达到最大值,保持不变,达到平衡状态,;
故答案为:1、2;
(5)反应进行到16min时,物质的量浓度为,根据三段式分析计算,,的转化率是;
故答案为:75%;
(6)A.可逆反应达到平衡状态时,各组成成分浓度保持不变,不再改变能说明该反应达到平衡状态,A错误;
B.可逆反应达到平衡状态时,,故能说明该反应达到平衡状态,B错误;
C.可逆反应达到平衡状态时,各组成成分浓度保持不变,与物质的量之比为1:2不能说明该反应达到平衡状态,C正确;
D.在该反应条件下,反应物、生成物都是气体,混合气体质量不变,气体物质的量增大,随反应进行混合气体的平均相对分子质量减小,混合气体的平均相对分子质量不再变化能说明该反应达到平衡状态,D错误;
E.在该反应条件下,反应物、生成物都是气体,混合气体质量不变,密闭容器体积保持不变,则随反应进行混合气体的密度保持不变,故混合气体的密度不再变化不能说明该反应达到平衡状态,E正确;
故答案为:CE。
14.(23-24高一下·云南文山砚山县第一中学·期中)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应进行了一系列探究外界条件的改变对化学反应速率的影响实验,相关实验如下:
实验编号
实验温度
试管中所加试剂及其用量
溶液颜色褪至无色所需时间
溶液
溶液
稀硫酸
1
25
3.0
3.0
2.0
2.0
6.4
2
25
4.0
2.0
2.0
5.0
3
25
5.0
1.0
2.0
4
25
1.5
4.5
2.0
2.0
5
50
5.0
1.0
2.0
2.0
已知:呈绿色,在酸性条件下不稳定,迅速分解产生和。
(1)通过实验,可探究 (填外部因素)对化学反应速率的影响.通过实验,可探究温度对化学反应速率的影响,则 ;实验得出 (填“>”“=”或“<”)。
(2)内,实验2中高锰酸钾的平均反应速率为 ,进行实验4时发现溶液几乎没有褪色,原因可能是 。
(3)草酸是一种二元弱酸,实验中发生反应的离子方程式为 。
(4)甲同学在实验中观察到溶液褪色速率开始时较慢,反应一段时间后溶液褪色速率突然加快的原因可能为 。
(5)乙同学将实验1中溶液调至1时再次做实验,发现溶液紫色并未直接褪去,而是先变为青色溶液,一段时间后青色溶液逐渐褪至无色,乙同学结合上述信息,推测紫色溶液变为青色溶液时,青色溶液中可能含有,指导老师否定了该猜想,理由是 。
【答案】(1) 反应物浓度 2.0 >
(2) 0.008 草酸的量少,高锰酸钾有较多剩余
(3)
(4)反应产生了,它对与的反应具有催化作用
(5)酸性条件下不稳定,易分解生成和黑色的沉淀,而实验过程中未观察到溶液中产生黑色沉淀
【详解】(1)实验中草酸的浓度不同,故根据控制变量法可判断,通过实验,可探究反应物浓度对化学反应速率的影响;实验中温度不同,故通过实验,可探究温度对化学反应速率的影响,其余的量应完全相同,故,温度越高,速率也越快,因此。
(2)由实验1可知,溶液的总体积为10.0mL,故,内,实验2中高锰酸钾的平均反应速率为,结合实验4的量,草酸的量很低,高锰酸钾过量,故进行实验4时发现溶液几乎没有褪色,原因可能是草酸的量少,高锰酸钾有较多剩余。
(3)草酸具有还原性,高锰酸钾具有氧化性,发生氧化还原反应得到锰离子和二氧化碳和水,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平该离子方程式为。
(4)根据反应方程式可知,反应产生了,它对与的反应具有催化作用。
(5)根据信息可知,酸性条件下不稳定,易分解生成和黑色的沉淀,而实验过程中未观察到溶液中产生黑色沉淀。
15.(23-24高一下·云南昆明第十二中学·期中).在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图:
(1)比较时刻,正逆反应速率大小 。(填“>”“=”或“<”)
(2)若,计算反应开始至时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率 。
(3)时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为 。
(4)如果升高温度,则 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)下列叙述中,能说明该反应达到平衡状态的是___________。
A.单位时间内每消耗1mol N,同时生成0.5mol M
B.气体M的体积分数不再变化
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
.某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如下表所示:
序号
纯锌粉/g
硫酸溶液/mL
温度/℃
硫酸铜固体/g
加入蒸馏水/mL
2.0
50.0
25
0
0
2.0
40.0
25
0
10.0
2.0
50.0
25
0.2
0
2.0
50.0
25
4.0
0
(6)①本实验待测数据可以是 ,实验和实验可以探究 对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验和实验的目的是 。
(7)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号
体积V/mL
溶液
水
KI溶液
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
V
40
4.0
2.0
表中 。
【答案】(1)>
(2)
(3)75%
(4)增大
(5)BD
(6) 相同时间内收集氢气得体积多少 硫酸的浓度 探究硫酸铜的质量对反应速率的影响
(7)2.0
【详解】(1)时刻,反应物N还在不断放热减小,M在不断得增大,平衡正向进行,故>
(2)时刻M物质的量变化为2mol,
(3)时刻化学反应达到平衡,反应物的物质的量得变化量为6mol,故转化率为
(4)升高温度,化学反应速率加快,故增大。
(5)A.单位时间内每消耗1mol N,同时生成0.5mol M,都指正反应速率,A错误;
B.气体M的体积分数不再变化,说明气体M浓度不在改变,故可以说明达到平衡,B正确;
C.根据质量守恒定律可知气体得质量不变,容器体积不变,密度始终不变,不能确定是否达到平衡,C错误;
D.根据质量守恒定律可知气体质量不变,该反应为,物质的量改变,根据公式可知,混合气体的平均相对分子质量不再变化可以判断,D正确;
故选BD。
(6)通过控制变量法进行探究,故采用相同时间内收集氢气得体积多少来反应锌与稀硫酸反应速率得快慢;实验和实验 加入硫酸的体积不同,故硫酸的浓度不同,故探究的为硫酸的浓度对反应速率的影响;实验和实验加入的硫酸铜的质量不同,故目的是探究硫酸铜的质量对反应速率的影响。
(7)实验目的为探究溶液浓度对化学反应速率的影响,故应该保证每组实验中其他物质的浓度相等,即溶液的总体积相等。故2.0
16.(23-24高一下·云南昆明第一中学·期中)回答下列问题:
I.硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸的其中一步重要反应是
放热反应
一定条件下,恒容密闭容器中发生该反应,各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。
(1)反应开始至10分钟,的平均反应速率为 。
(2)图中a点,正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(3)当反应达到平衡时,的转化率为 %。
(4)下列能说明反应一定已达平衡的是_______(填标号)。
A.混合气体的密度不再变化 B.质量保持不变
C. D.、和的物质的量之比为2:1:2
(5)下列说法错误的是_______(填标号)。
A.提高反应时的温度,正反应的速率加快,逆反应的速率减慢
B.提高反应时的温度,可以实现的完全转化
C.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
D.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
II.燃料电池能有效提高能源利用率。
(6)写出甲醇空气燃料电池在碱性条件(KOH溶液)中的负极电极反应式 。
【答案】(1)
(2)>
(3)90
(4)BC
(5)AB
(6)
【详解】(1)反应开始至10分钟,的平均反应速率为,故答案为:。
(2)图中a点反应还未达到平衡状态,反应正向进行,正反应速率>逆反应速率,故答案为:>。
(3)反应开始至60分钟左右,之后达到平衡,的转化率为,故答案为:90。
(4)A.反应中混合气体的密度为,反应为恒容密闭容器,因此V不变,反应前后均为气体,质量不变化,因此密度不是变量,不可以用于判断平衡状态,A错误;
B.反应中三氧化硫为产物,当质量保持不变时,反应达到平衡,B正确;
C.速率有正有逆,比值等于计量数之比,因此时,反应达到平衡,C正确;
D.、和的物质的量之比为2:1:2不能用于判断,D错误;
故答案为:BC。
(5)A.升高温度,体系中达到反应活化能的粒子百分比增大,可以增大正、逆反应速率,A错误;
B.该反应是可逆反应,根据题给信息,提高反应时的温度,平衡逆向移动,不可能完全转化,且转化率还会降低,B错误;
C.利用勒夏特列原理,通过调控反应条件,使平衡正向移动,则可以提高该反应进行的程度,C正确;
D.催化剂能提高反应速率,使用催化剂是为了增大反应速率,提高单位时间内的生产效率,D正确;
故答案为:AB。
(6)甲醇(CH3OH)、空气燃料电池,在碱性条件(KOH溶液)中,负极CH3OH失电子产物与电解质反应生成等,电极反应式为,答案为:。
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