内容正文:
专题03 化学反应的速率与限度
内容概览
考向1化学反应速率及影响因素
考向2 化学平衡状态及影响因素
考向3 化学平衡相关计算
考向1 化学反应速率及影响因素
1.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·期中)在密闭系统中有反应,能使反应速率加快的措施是
①通过减小容器体积增大压强 ②升高温度 ③将炭粉碎 ④恒容通入 ⑤增加炭的量 ⑥恒容条件下通入
A.①②③⑥ B.①②④⑥ C.①②③④ D.①②③④⑤
【答案】C
【详解】①反应有气体参加,减小容器体积增大压强,反应物的浓度增大,反应速率增大,故①正确;
②升高温度,反应速率增大,故②正确;
③将C粉碎,固体表面积增大,反应速率增大,故③正确;
④通恒容通入CO2气体,反应物的浓度增大,反应速率增大,故④正确;
⑤增加炭的量,固体的浓度不变,反应速率不变,故⑤错误;
⑥恒容条件下通入N2,参加反应的气体的浓度不变,反应速率不变,故⑥错误;
故选C。
2.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)下列过程中,需要加快化学反应速率的是
A.钢铁生锈
B.浮雕的腐蚀
C.牛奶变质
D.工业合成氨
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.金属腐蚀对人类生产生活没有好处,要做好金属腐蚀的防护,要减缓金属腐蚀的速率,故A错误;
B.浮雕是艺术品,减缓浮雕的腐蚀延长艺术品的寿命供人类长期参观,故B错误;
C.牛奶容易变质,但要放入冰箱中低温保存以求延长其食品保质期,故C错误;
D.工业上选择提高温度和压强来加快反应速率以求得到更多的氨气产率,故D正确;
故本题选D。
3.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)少量铁粉与的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变的产量,可以使用如下方法中的
①加 ②加固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加固体 ⑤加溶液
⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑧ C.⑤⑦⑧ D.③⑦⑧
【答案】D
【详解】①加H2O,使盐酸浓度降低,反应速率减慢,对氢气的产量无影响;
②加NaOH固体,能消耗盐酸,降低氢气的产量;
③滴入几滴浓盐酸,增加了盐酸浓度,能加快反应速率,由于盐酸本是过量的,对氢气的产量无影响,故符合题意;
④加CH3COONa固体,能结合氢离子,降低了氢离子浓度,使反应速率减慢;
⑤加NaCl溶液,使盐酸浓度降低,反应速率减慢,对氢气的产量无影响;
⑥滴入几滴硫酸铜溶液,能写出原电池,加快反应速率,但会消耗铁,使氢气的产量减少;
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),能加快反应速率,对氢气的产量无影响,故符合题意;
⑧改用10mL0.1mol/L盐酸,相当于增加了盐酸浓度,能加快反应速率,由于盐酸本是过量的,对氢气的产量无影响,故符合题意;
由分析可知,为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的③⑦⑧,故本题选D。
4.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)可逆反应:的v-t图像如图甲所示;若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图乙所示。现有下列叙述:
①a1=a2;②a1<a2;③b1=b2;④b1<b2;⑤t1>t2;⑥t1=t2;⑦甲图与乙图中阴影部分的面积相等;⑧图乙中阴影部分面积更大。则以上所述各项正确的组合为
A.②④⑤⑦ B.②④⑥⑧ C.②③⑤⑦ D.②④⑤⑧
【答案】A
【详解】加入催化剂的结果一是正、逆反应速率都增大,二是缩短了达到平衡的时间,由此可得:a1<a2、b1<b2、t1>t2,但不使平衡移动推知,阴影面积为反应物浓度的变化,由于催化剂不影响平衡移动,则两图中阴影部分面积相等,故选A。
5.(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)利用臭氧可以实现烟气脱硝,反应在体积固定的密闭容器中进行,反应过程中测得的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是
A.反应速率:a-b段>c-d段
B.若向容器内充入一定体积的,化学反应速率加快
C.该脱硝技术还可以将NO转化为,并通过碱液吸收后得到盐,据此判断是酸性氧化物
D.2~8min的化学反应速率
【答案】C
【详解】A.a-c段与c-d段相比,进行的时间短,氧气浓度的变化量大,故反应速率:a-b段>c-d段,A正确;
B.若向容器内充入一定体积的,增大了反应物的浓度,化学反应速率加快,故B正确;
C.二氧化氮与碱反应,得到硝酸盐和亚硝酸盐,发生了氧化还原反应,二氧化氮不是酸性氧化物,故C错误;
D.2~8min内,氧气的浓度变化量为1.2mol/L,则,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得,,故D正确;
故答案选C。
6.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)在四个不同的容器中,不同条件下进行的合成氨反应N2+3H22NH3,其中生成氨气速率最快的是
A.v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1 B.v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1
C.v(H2)=0.01 mol·L-1·s-1 D.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
【答案】A
【分析】在同一反应中,不同物质的反应速率之比等于其化学计量系数之比,计算各个选项中反应速率与相应计量数之比比较速率的快慢;同时要注意统一单位;
【详解】A.=0.3mol·L-1·min-1;
B.=0.25mol·L-1·min-1;
C. =mol·L-1·min-1;
D.=0.2mol·L-1·min-1;
数值大者反应速率就大,所以A选项生成氨气的速率最快。
故选:A。
7.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)依据在相同时间内测定的结果,判断反应进行最慢的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据物质反应时速率比等于方程式中化学计量数的比,都转化为用同一物质表示反应速率,且单位相同,然后再比较大小,不妨都转化为用H2浓度变化表示的反应速率。
【详解】A.v(NH3)=0.05 mol/(L•min),则v(H2)=v(NH3)= 0.075mol/(L•min);
B.v(H2)=0.03 mol/(L•min);
C.v(N2)=0.02 mol/(L•min),则v(H2)=3v(N2)=0.06 mol/(L•min);
D.v(H2)=0.001mol/(L•s)=0.06 mol/(L•min)。
可见用H2浓度变化表示反应速率时最慢的是v(H2)=0.03 mol/(L•min),合理选项是B。
8.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中,可使反应速率增大的措施是
①压缩容器体积 ②增加炭的量 ③恒容下通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2 ⑥升高温度
A.①③⑥ B.②④⑥ C.①③④ D.③⑤⑥
【答案】A
【分析】增大反应的化学反应速率,可通过增大浓度、升高温度、使用催化剂等措施,对于气体参加的反应,还可以增大压强。
【详解】①缩小容器体积,压强增大,反应速率加快,故①正确;
②C是固体,增加C的量,不影响反应速率,故②错误;
③恒容下通入CO2,CO2浓度增大,反应速率加快,故③正确;
④恒压下充入N2,体积增大,参加反应的气体的浓度减小,反应速率减小,故④错误;
⑤恒容下充入N2,参加反应的气体的浓度不变,反应速率不变,故⑤错误;
⑥恒容下通入CO,气体浓度增大,反应速率增大,故⑥正确。
故选A。
9.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·期中)在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,生成氨的化学反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】化学反应速率之比是相应的化学计量数之比,根据合成氨的化学方程式可知如果A、B、C、D四个选项都用氨气来表示化学反应速率,分别为、、、,则反应速率最快的是,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
10.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)实验室用锌粒与稀盐酸反应制氢气,下列措施不能使反应速率加快的是
A.升高温度 B.增大压强 C.将锌粒研磨成锌粉 D.适当加大盐酸的浓度
【答案】B
【详解】A.升高温度能加快锌粒和稀盐酸的反应速率,A项不符合题意;
B.该反应的反应物中无气体,增大压强,不能使反应速率加快,B项符合题意;
C.将锌粒研磨成锌粉,增大接触面积,可以加快反应速率,C项不符合题意;
D.适当加大反应物盐酸的浓度,可以加快反应速率,D项不符合题意;
故答案为:B。
11.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)一定条件下反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在10L的密闭容器中进行,测得2min内,N2的物质的量由20mol减小到8mol,则2min内N2的反应速率为
A.1.2mol•L-1•min-1 B.6mol•L-1•min-1
C.0.6mol•L-1•min-1 D.0.4mol•L-1•min-1
【答案】C
【详解】2min内的物质的量变化量为,根据速率计算公式,即,故选C。
考向2 化学平衡状态及影响因素
1.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)一定条件下,对于可逆反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),若 X、Y、Z 的起始浓度分别为 c1、c2、c3(均不为 0,单位 mol/L),达到平衡时,X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.08mol/L,则下列判断不正确的是
A.c1∶c2=1∶3 B.平衡时 Y 和 Z 的生成速率之比为 3∶2
C.X、Y 的转化率之比等于 1:3 D.c2 的取值范围为 0<c2<0.42 mol/L
【答案】C
【详解】A.设X转化的浓度为x,若从正反应建立平衡,则 ,,若从逆反应建立平衡,则,,故A正确;
B. 平衡时,正逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3:2,故B正确;
C. 按A分析,反应前后X、Y气体的浓度比为1:3、化学方程式中化学计量数之比为1:3,所以达到平衡状态时,转化率相同,故C错误;
D. 反应为可逆反应,物质不可能完全转化,如从正反应建立平衡,则消耗X小于0.04mol⋅L−1、消耗X小于0.12mol⋅L−1,则c2<0.12mol⋅L−1+0.3mol⋅L−1=0.42mol⋅L−1,如反应从逆反应建立平衡,按已知条件,0<c2,故有0<c2<0. 42mol⋅L−1,故D正确;
答案选C。
2.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.2、0.1、0.2,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.为0.4 B.为0.25
C.、均为0.15 D.为0.2
【答案】B
【详解】A.SO3的浓度增大,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若SO2和O2完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol·L-1,完全反应SO3浓度才能为0.4mol·L-1,实际变化应小于该值,违背了可逆反应的特点,故错误;
B.若SO2为0.25mol·L-1,则O2为0.125mol·L-1,SO3为0.15mol·L-1,为各物质共存状态,符合可逆反应的特点,故B正确;
C.反应物、生产物的浓度不可能同时减小,一个减小,另一个一定增大,否则违背质量守恒定律,故C错误;
D.O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行,若SO3完全反应,则O2的浓度浓度变化为0.1mol·L-1,因可逆反应实际变化应小于该值,所以O2浓度小于0.2mol·L-1,故D错误;
本题选B。
3.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)在一恒温恒容容器中,发生反应下列描述中不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A.的质量保持不变 B.混合气体的密度保持不变
C.容器的压强保持不变 D.保持不变
【答案】B
【详解】A.反应无论正向还是逆向进行,CO2的质量都会改变,故的质量保持不变说明反应到达平衡,A不符合题意;
B.反应前后气体质量守恒,容器恒容,无论反应是否到达平衡,混合气体密度都不变,故混合气体密度不变无法判断反应是否到达平衡,B符合题意;
C.正反应是气体物质的量减小的反应,容器恒容,若反应正向进行,气体物质的量减小,压强减小,反之,反应逆向进行,压强增大,故压强不变说明反应到达平衡,C不符合题意;
D.反应无论正向还是逆向进行,都会改变,故保持不变说明反应到达平衡,D不符合题意;
本题选B。
4.(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)将置于恒容密闭容器中,升高温度发生分解反应:。下列能判断该反应达到平衡状态的个数为
①的浓度不再变化 ②不再变化 ③ ④ ⑤混合气体的密度不变 ⑥压强不变
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【详解】①为固体,浓度不发生变化,不能判断该反应达到平衡状态;
②不再变化,能判断该反应达到平衡状态;
③结合系数关系,为定值,不能判断该反应达到平衡状态;
④说明正逆反应速率相等,能判断该反应达到平衡状态;
⑤该反应为气体物质的量增大的反应,混合气体的密度不变,能判断该反应达到平衡状态;
⑥该反应为气体物质的量增大的反应,压强不变能判断该反应达到平衡状态;
故选C。
5.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)一定条件下,将与以体积比置于恒容密闭容器中发生反应:,下列能说明反应达到平衡状态的是
A.体系压强保持不变 B.混合气体颜色保持不变
C.和NO的体积比保持不变 D.每消耗1mol的同时生成1mol
【答案】B
【详解】A.该反应为反应前后气体化学计量数不变的可逆反应,在反应过程中,气体的总物质的量始终不变,又因为容器恒容,所以容器内压强始终不变,所以体系压强保持不变不能说明反应达到了化学平衡状态,故A错误;
B.该反应中NO2为红棕色气体,在恒容容器中,混合气体颜色保持不变说明NO2的浓度已不再变化,则NO2的正逆反应速率相等,即化学反应达到了平衡状态,故B正确;
C.将体积比为1:2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生反应,SO3与NO以1:1体积比生成,所以在反应过程中和平衡状态时SO3与NO体积比都是1:1,因此SO3与NO的体积比保持不变不能说明化学反应达到了平衡状态,故C错误;
D.消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应,不能说明化学反应达到了平衡状态,故D错误;
故选B。
6.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·期中)在一定温度下,可逆反应A2(g)+2B2(g)2C(g)达到平衡的标志是
A.A的消耗速率与C的生成速率之比为1:2
B.单位时间内生成nmolA的同时生成2nmolB
C.A、B的物质的量之比为2:1
D.A、B、C的浓度都不再变化
【答案】D
【详解】A.A的消耗速率与C的生成速率均是指正反应方向速率,不能说明达到平衡,A错误;
B.单位时间内生成n molA的同时生成2nmolB,表明的都是逆反应方向,不可作为反应到达平衡的标志,B错误;
C.A、B的物质的量之比为2:1,不能得出同一物质的正逆反应速率相等,不能说明已经平衡,C错误;
D.A、B、C的浓度都不再变化即单位时间内消耗和生成的量相等,可作为平衡标志,D正确;
故选D。
7.(23-24高一下·安徽阜阳太和中学·期中)一定温度下,在恒容密闭容器中发生可逆反应:。下列能说明反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的压强不再变化
B.C的消耗速率等于A的生成速率的3倍
C.容器内混合气体的密度不再变化
D.容器内B的体积分数不再变化
【答案】D
【详解】A.反应过程中容器内混合气体的压强恒定不变,不能作为判断平衡状态的标志,A项不符合;
B.C的消耗速率等于A的生成速率的3倍,仅为逆反应的速率关系,不能说明正逆反应速率相等,B项不符合;
C.反应过程中容器内混合气体的密度恒定不变,不能作为判断平衡状态的标志,C项不符合;
D.反应过程中容器内B的体积分数减小,不变时可以作为判断平衡状态的标志,D项符合;
故选D。
考向3 化学平衡相关计算
1.(23-24高一下·安徽阜阳太和中学·期中)一定条件下,在某恒容密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应达到平衡时,的转化率为
C.内,的平均反应速率是
D.反应达到平衡后,向反应容器内充入氦气,化学反应速率加快
【答案】B
【详解】A.内,∆c(A)=0.8mol/L、∆c(B)=0.4mol/L、∆c(C)=1.2mol/L,根据反应速率之比等于系数比,A、B、C的系数比,0.8:0.4:1.2=2:1:3,该反应的化学方程式为,A项错误;
B.反应达到平衡时,的转化率,B项正确;
C.内,的平均反应速率是,C项错误;
D.反应达到平衡后,向反应容器内充入氦气,恒容容器内气体浓度不变,故化学反应速率不变,D项错误;
故选B。
2.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·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。
3.(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)三氯氢硅是制备硅烷、多晶硅的重要原料。已知在催化剂作用下发生反应:。向容积为的恒容密闭容器中充入,测得相同时间内反应体系中的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示,已知:点之前未达到平衡,点之后(包括点)达到平衡。
下列说法错误的是
A.点的转化率为
B.若达到点所用时间为内,mol·L-1·min-1
C.点的物质的量浓度为
D.点的正反应速率大于点的逆反应速率
【答案】D
【详解】A.向容积为的恒容密闭容器中充入点的物质的量分数为,设消耗了,利用三段式分析如下:
的转化率为15%,A项正确;
B.b点的物质的量分数为,设此时转化了,利用三段式分析如下:
内用表示该反应的平均反应速率为,B项正确;
C.结合A,的物质的量浓度为;C项正确;
D.根据温度越高,反应速率越快,根据点之前未达到平衡,点之后(包括点)达到平衡,两点正反应速率,D项错误;
故选D。
4.(23-24高一下·安徽皖北县中联盟(重点高中)·期中)某实验小组用硫酸酸化的溶液和(草酸)溶液反应研究影响反应速率的因素。他们通过测定单位时间内生成的体积,探究某种影响化学反应速率的因素,设计方案如下。
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.2 mol·L溶液
30 mL 0.01 mol·L 溶液
②
20 mL 0.1 mol·L溶液
30 mL 0.01 mol·L 溶液
下列说法错误的是
A.该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响
B.实验停止前,相同时间内针筒中所得体积较大的是①
C.该反应的离子方程式为
D.测得反应速率如图二所示,速率变快的主要原因可能是反应物浓度增大
【答案】D
【详解】A.通过实验数据对比可知,该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响,A正确;
B.实验①中草酸浓度较大,反应速率较快,相同时间内针筒中所得CO2体积较大,B正确;
C.是弱酸,不能拆分,则离子方程式为:,C正确;
D.测得反应速率如图二,时间内速率变快的主要原因可能是:①反应放热;②反应生成的起催化作用,但时间内反应物浓度一直减小,D错误;
故选D。
5.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)一定温度下,在2L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,下列描述正确的是
A.反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为
B.反应开始到10s时,X的物质的量浓度减少了
C.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为
【答案】C
【分析】由图可知,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为反应物,Z为生成物。从反应开始到10s,X、Y、Z物质的量的变化量分别为0.79mol、0.79mol和1.58mol,则X、Y、Z三者化学计量数之比等于其物质的量之比为0.79mol:0.79mol:1.58mol=1:1:2。由于最终X、Y的物质的量未减少到0,说明反应不彻底,该反应为可逆反应,则可写出该反应的化学方程式为。
【详解】A.由图可知,从反应开始到10s,Z的物质的量变化量为1.58mol,用Z表示的反应速率为,故A错误;
B.由图可知,从反应开始到10s,X的物质的量变化量为0.79mol,则其物质的量浓度减少了,故B错误;
C.由图可知,从反应开始到10s,Y的物质的量变化量为0.79mol,则Y的转化率为,故C正确;
D.该反应为可逆反应,根据分析,该反应的化学方程式为,故D错误;
故答案选C。
6.(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)“碳达峰・碳中和”是我国社会发展重大战略之一,还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应为,某科研工作团队对该反应进行如下探究,请回答下列问题:
Ⅰ.一定温度下,向容积为的恒容密闭容器中通入和,反应中部分物质的物质的量随时间的变化如图1所示。
(1)B代表的物质为 (填化学式)。
(2)达到反应最大限度的点为 (填“1”或“2”);有同学认为若该容器中混合气体的密度恒定,则该反应达到平衡。请作出判断并说明理由: 。
(3)内,平均反应速率 (保留三位有效数字);点2时刻, 。
Ⅱ.研究该反应速率的影响因素。在不同条件下进行4组实验,起始时的物质的量浓度为一定值,的物质的量浓度为0,反应物的物质的量浓度随反应时间的变化如图2所示(已知:浓度、温度、催化剂三种因素中,只有催化剂不会改变化学反应限度)。
(4)比较实验①②得出的结论是 。
(5)曲线②③中加入催化剂的是 (填“②”或“③”);曲线④温度T 800℃(填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)
(2) 2 错误,根据质量守恒定律,混合气体的质量恒定,同时体积恒定,故密度是定值,不能判断达到平衡
(3) 2∶1
(4)其他条件相同,增大反应物浓度,化学反应速率加快
(5) ③ >
【详解】(1)根据反应方程式的计量数和图1的物质的量的变化,可知A、B、C分别代表CO、、,即B代表的物质为CO2;
(2)点2时,各组分的浓度不再变化,反应达到最大限度,混合气体的密度恒定,则该反应不一定达到平衡,因为密度等于质量除以体积;根据质量守恒定律,混合气体的质量恒定,同时体积恒定,故无论何时密度都是定值,不能判断是否达到平衡;
(3)A代表CO,60min内,物质的量增大了0.8mol,故=;由图可知,平衡时(点2时刻)、的物质的量分别为0.8mol、0.4mol,物质的量之比为2∶1;
(4)实验①②温度相同,浓度不同,①的反应物浓度大,反应速率快,得出的结论是其他条件相同,增大反应物浓度,化学反应速率加快;
(5)②③两者的温度、浓度均相同,且平衡限度相同,故③代表加入催化剂;④反应速率更快,代表温度T大于800℃。
1.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)在4L密闭容器中充入6mol A气体和5mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)⇌2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2mol C,经测定,D的浓度为0.5mol·L-1,下列判断正确的是
A.x=1
B.B的转化率为20%
C.平衡时A的浓度为1.50mol·L-1
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%
【答案】B
【分析】到平衡时,生成了2molC,D的物质的量为4L×0.5mol/L=2mol,则:
,进而可计算平衡时各物质的浓度、转化率等物理量,以此解答该题。
【详解】A.由以上分析可知x=2,A错误;
B.B的转化率=×100%=20%,B正确;
C.平衡时A的浓度为=0.75mol/L,C错误;
D.该反应前后气体的总物质的量不变,则压强不变,D错误。
答案选B。
2.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·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。
3.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)SO2和NOx是主要的大气污染物。某学习小组认为一定条件下,用NH3与NO2反应转化为无污染物质可进行汽车尾气无害化处理。
(1)写出实验室制取氨气的化学方程式为 。
(2)将NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好),烧杯Z中盛装NaOH溶液(已知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O),在一定温度下按如图装置进行实验。
①打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中,红棕色气体慢慢变浅。发生反应的化学方程式为 。
②将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温。打开K2,Z中NaOH溶液产生倒吸现象,原因是 。
(3)利用(2)中装置探究SO2能否与Na2O2发生反应。将Y中的药品更换为少量Na2O2,将注射器X中SO2缓慢推入Y中,Y装置中的现象为 。
(4)100℃时,在2L密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g),各气体浓度随时间变化的情况如图所示。
①当N2O4的浓度为0.06mol·L-1'时,反应时间为ts,则0~ts时,用NO2气体的浓度变化量表达该反应的平均速率为 。
②已知NO2(g)与SO2(g)发生可逆反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)(该反应正向为放热反应)。在一定条件下,向1L密闭容器中充入4molNO2(g)和2molSO2(g)充分反应,下列说法正确的是 。
a.只要经过足够长的时间,可使c(SO2)=0
b.每消耗1molSO2,同时生成1molNO2,说明该反应达到平衡状态
c.达到平衡状态时,各物质的物质的量浓度相等
d.当气体颜色不再变化时,若升高温度,气体的颜色会发生变化
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2) 6NO2+8NH3 7N2+12H2O 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外界大气压,故产生倒吸现象
(3)淡黄色粉末颜色变成白色
(4) bd
【分析】本实验为通过验证NO2与NH3的反应,以及SO2与Na2O2的反应,探究由SO2和NOx是主要的大气污染物转化为无污染物质的过程,据此分析回答问题。
【详解】(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热情况下反应生成氯化钙、水和氨气,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 ;
(2)①由题干可知,二氧化氮和氨气反应生成氮气和水,化学方程式为6NO2+8NH3 7N2+12H2O;
②室温下水为液态,由化学反应方程式可知反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外界大气压,故产生倒吸现象;
(3)过氧化钠与二氧化硫反应生成硫酸钠,故Y装置中的现象为淡黄色粉末颜色变成白色;
(4)①反应的过程中N2O4不断减少,NO2不断增加,故①为NO2,②为N2O4,当N2O4的浓度为0.06mol·L-1'时,N2O4变化的浓度为 ,由化学反应方程式可知,NO2变化的浓度为 ,故平均速率为 ;
②a.因反应是可逆反应,反应物与生成物共存,故c(SO2)不等于0,a错误;
b.每消耗1molSO2,同时生成1molNO2,正反应速率和逆反应速率相等,反应达到平衡状态,b正确;
c.二氧化氮与二氧化硫的物质的量不相等,根据化学反应方程式可知,二氧化氮与二氧化硫按照1:1发生反应,故达到平衡状态时,各物质的物质的量浓度不相等,c错误;
d.二氧化氮是红棕色的气体,当颜色不变说明反应达到平衡状态,反应正向为放热反应,升高温度平衡,逆向移动气体的颜色会变深,d正确;
故选bd。
4.(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)Ⅰ.在一定温度下,2L密闭的刚性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)写出反应的化学方程式: 。
(2)计算反应开始至时刻用N的浓度变化表示的平均反应速率 。
(3)时如果向体系中通入He气,则 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的标志是 。
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.混合气体的密度不随时间的变化而变化
e.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
Ⅱ.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气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)
50
120
232
290
310
(5)哪一时间段(用0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)反应速率最小 ,原因是 。
(6)求2~3min时间段,以单位时间产生气体的体积来表示的该反应速率 mL/min。
【答案】(1)
(2)
(3)不变
(4)bce
(5) 4~5min 随着反应的进行,溶液中浓度逐渐降低,反应速率降低,在上述几段时间内,4~5min段时间内的浓度最低(其他合理答案也得分)
(6)112mL/min
【详解】(1)由图可知,反应中N的物质的量减小,M的物质的量增多,则N为反应物,M为生成物,△n(N)∶△n(M)=(8-2)mol∶(5-2)mol=6mol∶3mol=2∶1,物质的量的变化之比等于化学计量数之比,且t3时反应达到平衡状态,该反应是可逆反应,所以反应的化学方程式为;
(2)反应开始至时刻N物质的量减小(8-6)=2mol,用N的浓度变化表示的平均反应速率为;
(3)时反应达到平衡状态,如果向体系中通入He气,恒容条件下各气体的浓度不变,则不变;
(4)a.不同物质的反应速率之比等于化学计量数比,反应速率没有说明反应速率的方向,无法说明该反应已达到平衡状态,a不符合题意;
b.该反应前后气体分子数不相等,气体总物质的量是变量,则压强是一变量,当容器内压强不再随时间而发生变化,说明反应已达到平衡状态,b符合题意;
c.容器内N的物质的量分数不再随时间而发生变化,即N的物质的量不再变化,说明反应已达到平衡状态,c符合题意;
d.恒容即体积不变,由质量守恒定律可知气体总质量不变,则混合气体的密度一直不变,不能说明反应已达到平衡状态,d不符合题意;
e.气体总质量不变,气体总物质的量是变量,混合气体的平均相对分子质量也是变量,当其不随时间的变化而变化,反应已达到平衡状态,e符合题意;
故选bce;
(5)由表格可知,0~1min内产生氢气体积为50mL,1~2min内产生氢气体积为(120-50)mL=70mL,2~3min内产生氢气体积为(232-120)mL=112mL,3~4min内产生氢气体积为(290-232)mL=58mL,4~5min内产生氢气体积为(310-290)mL=20mL,相同时间内产生气体体积最少的反应速率最小,则反应速率最小的时间段是4~5min,原因是随着反应的进行,溶液中浓度逐渐降低,反应速率降低,在上述几段时间内,4~5min段时间内的浓度最低;
(6)2~3min时间段,以单位时间产生气体的体积来表示的该反应速率。
5.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)已知锌与稀盐酸反应放热。某学生为了探究反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00、2.00两种浓度,每次实验稀盐酸的用量为25.00mL,锌有细颗粒与粗颗粒两种规格,用量为6.50g。实验温度为298K、308K。
(1)完成以下实验设计(填写表格中空白项),并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
编号
T/K
锌规格
盐酸浓度
实验目的
①
298
粗颗粒
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;
(Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响;
(Ⅲ)实验①和 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
②
298
③
308
④
298
(2)实验①记录如下(换算成标况):
时间(s)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
氢气体积(mL)
16.8
39.2
67.2
224
420
492.8
520.8
543.2
554.4
560
反应速率最大的时间段为40s~50s,可能原因是 。
(3)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率:
A.溶液 B.溶液 C.NaCl溶液
你认为他上述做法中可行的是 (填相应字母);
(4)另有某温度时,在2L容器中X、Y、Z物质的量随时间的变化关系曲线如下图1所示,该反应的化学方程式为: ,从反应开始至达到平衡,以X表示的反应的平均反应速率为: 。
(5)在化学反应速率的学习中,某化学研究小组的同学为比较和对分解的催化效果,分别设计了如图2中甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
①定性分析:如图2甲可通过观察产生气泡的快慢,定性比较得出结论。有同学提出将改更为合理,其理由是 。
②定量分析:如图2乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已消除,实验中还需要的仪器是 。
【答案】(1) ③ ④
(2)反应放热,使反应速率加快
(3)C
(4) 0.06
(5) 使阴离子种类相同,排除阴离子不同对实验的影响 秒表/计时器
【分析】结合反应条件和变化物理量判断影响反应速率的因素;结合生成氢气的量计算HCl的变化浓度,再计算反应速率;根据影响反应速率的主要因素温度和浓度分析判断;根据达到平衡时X、Y、Z的变化物质的量计算化学计量数即可得反应方程式。
【详解】(1)探究外界条件对反应速率的影响,注意控制变量法的使用。实验①和②温度一样,锌颗粒大小一样,盐酸浓度不一样,所以实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;实验①和③其他条件相同,温度不同,所以是探究温度对该反应速率的影响;实验①和④其他条件相同,锌颗粒大小不同,所以是探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。故答案是③;④;
(2)通过表格分析,同样时间段,40~50s氢气的体积变化最大,则40~50s时是反应速率最大的时间段,此时反应物浓度不是最大,所以最大的可能原因是金属与酸反应放热,温度升高,使反应速率加快;
(3)A.加入CuCl2溶液,使锌与硫酸铜反应生成少量铜单质,形成铜锌原电池,可加快反应的进行,A项不符合题意;
B.加入NaNO3溶液,引入硝酸根离子,形成氧化性很强的硝酸,硝酸与金属锌反应不能生成氢气,B项不符题意;
C.加入NaCl溶液,相当于稀释盐酸溶液,使反应减慢,不影响氢气总量的生成,C项符合题意;
故答案选C;
(4)Y和X物质的量减小,是反应物,Z的物质的量增加,是生成物,5min后各物质物质的量不变达到平衡,体系中各物质均存在,说明是可逆反应,根据X、Y、Z的物质的量变化量分别为0.6mol、0.2mol、0.4mol,变化量之比等于化学计量数之比,可以得出反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z;到达平衡时是5min,用X表示的平均反应速率为=0.06;
(5)①甲中加入的试剂除了阳离子不同,阴离子也不同,而要探究和应当控制单一变量,故将改更为合理,可以使阴离子种类相同,排除阴离子不同对实验的影响;
②为了比较反应速率,还需要用秒表或者计时器记录时间。
6.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行, 在0~3分钟内各物质的量的变化情况如下图所示(A,B,C均为气体,且A气体有颜色)。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2分钟时,B的平均反应速率为 。
(3)下列措施能使该反应加快的是 (仅改变一个条件)。
a.降低温度 b.缩小容积 c.使用效率更高更合适的催化剂
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。
①单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol C
②单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol A
③容器内压强不再随时间而发生变化的状态
④用C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态
⑤混合气体的颜色不再改变的状态 ⑥混合气体的密度不再改变的状态
⑦v逆(A)=v正(C)
(5)由图求得平衡时A的转化率为 。
【答案】 2A + B⇌2C 0.1 mol·(L·min)−1 bc ①③⑤⑦ 40%
【分析】(1)反应物的物质的量逐渐减少,生成物的物质的量逐渐增多,根据物质的量的变化判断计量数之间的关系;
(2)根据 计算以气体Y表示的平均反应速率;
(3)根据影响反应速率的因素分析;
(4)根据平衡标志分析。
(5) A的转化率=A的变化量÷A的初始量×100%。
【详解】(1)由图象可知, C的物质的量逐渐增多,A、B的物质的量逐渐减少,则A、B为反应物,C为生成物,在相等的时间内A、B、C的物质的量变化之比为2:1:2,所以反应方程式应为:2A + B⇌2C;
(2) 0.1 mol·(L·min)−1;
(3)根据影响反应速率的因素,a.降低温度反应速率减慢; b.缩小容积,压强增大, 反应速率加快; c.使用效率更高更合适的催化剂,反应速率加快;故选bc。
(4)①单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol C,可知正逆反应速率相等,一定达到平衡状态,故选①;
②单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol A,都是逆反应速率,不一定平衡,故不选②;
③2A + B⇌2C反应前后气体物质的量是变量,容器体积不变,所以压强是变量,容器内压强不再随时间而发生变化,一定达到平衡状态,故选③;
④任意时刻以C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比都为2:2:1,所以不一定平衡,故不选④;
⑤混合气体的颜色不再改变,说明A的浓度不变,一定达到平衡状态,故选⑤;
⑥混合气体的总质量不变、容器体积不变,根据 ,混合气体的密度是恒量,混合气体的密度不再改变,不一定平衡,不选⑥;
⑦达到平衡状态时正逆反应速率之比等于系数比,所以v逆(A)=v正(C)达到平衡状态,故选⑦。
(5) A的转化率=A的变化量÷A的初始量×100%=2÷5×100%=40%。
7.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)某实验小组对H2O2的分解做了如下探究.下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据,将质量相同的粉末状和块状的MnO2分别加入盛有15ml 5%的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下:
MnO2触摸试管情况 观察结果 反应完成所需的时间
粉末状 很烫 剧烈反应,带火星的木条复燃 3.5min
块状 微热 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 30min
(1)写出上述实验中发生反应的化学方程式: ;
(2)实验结果表明,催化剂的催化效果与 有关;
(3)某同学在10mL H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如图所示,则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是 。
【答案】 2H2O22H2O+O2↑ 催化剂的表面积 C
【分析】(1)过氧化氢分解生成水和氧气;
(2)时间少,则反应速率快;
(3)由图可知,曲线斜率变小,反应速率减小。
【详解】(1)上述实验中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;
故答案为:2H2O22H2O+O2↑;
(2)时间少,则反应速率快,则实验结果表明,催化剂的催化效果与催化剂的表面积有关;
故答案为:催化剂的表面积;
(3)由图可知,曲线斜率变小,反应速率减小,则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是C;
故答案为C。
8.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1)降低温度,化学反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600℃时,在一容积为2L的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,在反应进行至10min和20min时,分别改变了影响反应速率的一个条件,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示,前10min正反应速率逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”);前15 min内用SO3表示平均反应速率为 。
(3)图中反应进程,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是 。
(4)根据上图判断,10min时改变的反应条件可能是 (填编号,下同);20min时改变的反应条件可能是 。
A.加入催化剂 B.缩小容器容积
C.降低温度 D.增加O2的物质的量
【答案】 减小 减小 1.33×10-3mol/(L•min) 15~20min和25~30min AB D
【分析】(1)结合温度对速率的影响分析。
(2)10~15min反应物浓度逐渐减小、生成物浓度逐渐增大,说明正反应速率逐渐减小、逆反应速率逐渐增大;根据n=计算前15min内用SO2表示的平均反应速率;
(3)当反应达到化学平衡状态时,各组分的浓度不随时间的变化而变化;
(4)10min到15min的时间段,化学反应速率加快,二氧化硫和氧气的量减小,三氧化硫的量增加;反应进行至20min时,氧气的物质的量增加,二氧化硫的减少,三氧化硫的增加,据此分析。
【详解】(1)降低温度,化学反应速率减小;
(2)根据图示可知,10~15min反应物浓度逐渐减小、生成物浓度逐渐增大,说明正反应速率逐渐减小;15min时三氧化硫的物质的量为0.04mol,前15min内用SO3表示的平均反应速率为:v(SO3)==1.33×10-3mol/(L•min);
(3)根据图示曲线变化可知,15~20min、25~30min时间段,各组分的浓度不随时间的变化而变化,说明反应达到化学平衡状态;
(4)根据图象所示信息,10min到15min的时间段,化学反应速率加快,可以是加了催化剂或者是增大压强,或缩小容器体积,故答案为AB;反应进行至20min时,氧气的物质的量增加,二氧化硫的减少,三氧化硫的增加,可以推断是增加了O2的量,故答案为D。
9.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)T℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA气体和3molB气体,发生如下反应:2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g),反应进行到10s末,达到平衡状态,测得A的物质的量为1.2mol,C的物质的量浓度为0.4mol/L。回答下列问题:
(1)x的值为 ,用D表示10s内反应的平均反应速率为 。
(2)0-10s容器内气体的平均摩尔质量变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),气体的密度变化是 。
(3)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”“减小”或“不变”):
①降低温度 ;
②增大A的浓度 ;
③恒容下充入氖气 。
(4)平衡时,气体A的转化率为 。
【答案】(1) 2
(2) 增大 不变
(3) 减小 增大 不变
(4)40%
【分析】由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可得:0.8∶0.8=2∶x,解得x=2,则该反应是气体体积减小的反应。
【详解】(1)由分析可知,x的值为2,10s内D的反应速率为=,故答案为:2;;
(2)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,该反应是气体体积减小的反应,反应中容器内气体的平均摩尔质量增大,故答案为:增大;不变;
(3)①降低温度,生成D的速率减小,故答案为:减小;
②增大A的浓度,生成D的速率增大,故答案为:增大;
③恒容下充入不参与反应的氖气,反应体系中各物质浓度不变,生成D的速率不变,故答案为:不变;
(4)由三段式数据可知,平衡时,气体A的转化率为×100%=40%,故答案为:40%。
10.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)汽车尾气中产生NO的反应为:,一定条件下,等物质的量的和在恒容密闭容器中发生上述反应,下图曲线a表示该反应在温度T下的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在只改变某一个起始反应条件时(不改变容器体积)的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
A.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
B.温度T下,内的平均反应速率
C.温度T下,和的体积分数相等,表明该反应已达到平衡
D.曲线b对应的条件改变可能是降低温度
【答案】B
【详解】A.反应前后气体总质量不变,容器容积不变,故混合气体密度不变,A错误;
B.由图知,N2的起始浓度为c0mol/L,t2时的浓度为c1,由,B正确;
C.由于,和都是反应物气体,而且二者的起始物质的量相等,反应的物质的量也相等,故剩余的物质的量也相等,因此体积分数也相等,体积分数不是变量,不能用来判断平衡,C错误;
D.由图知,b的反应速率是大于a的,降低温度,反应速率减慢,故b不是降低温度,D错误;
故选B。
11.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)一定温度下,在的密闭容器中,两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)反应的化学方程式为 。
(2)反应达到最大限度的时间是 ,该时间内的平均反应速率 ,N的转化率为 。
(3)判断该反应达到平衡状态的依据是___________(填序号)
A.该条件下,正、逆反应速率都为零
B.该条件下,混合气体的密度不再发生变化
C.该条件下,混合气体的压强不再发生变化
D.该条件下,单位时间内消耗的同时,消耗
(4)能加快反应速率的措施是_________(填序号)
A.升高温度
B.容器容积不变,充入惰性气体
C.容器压强不变,充入惰性气体
D.使用催化剂
【答案】(1)2N⇌M
(2) 6min 0.25mol/(L·min) 75%
(3)CD
(4)AD
【详解】(1)反应进行到6min时,N减少8mol-2mol=6mol,M增加5mol-2mol=3mol,因此反应的化学方程式为2N⇌M;
(2)根据题图可知反应进行到6min时物质的物质的量不再发生变化,因此反应达到最大限度的时间是6min,该时间内的平均反应速率;
(3)A达到平衡状态时正、逆反应速率相等,但不能为零,错误;B密度是混合气体的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此在该条件下,混合气体的密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态,错误;C正反应体积减小,则该条件下,混合气体的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态,正确;D该条件下,单位时间内消耗2molN表示正反有速率,消耗1molM,表示逆反应速率,一正一逆,速率之比为化学计量是数之比,说明反应达到平衡状态,正确。
(4)A升高温度反应速率加快;B容器容积不变,充入惰性气体 Ar,反应物浓度不变,反应速率不变;C容器压强不变,充入惰性气体Ar容器容积增大,反应物浓度减小,反应速率减小;D使用正催化剂,反应速率加快。
12.(23-24高一下·安徽阜阳太和中学·期中)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】
【实验内容及记录】
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6mol/L溶液
0.04mol/L溶液
3mol/L稀硫酸
1
1.0
4.0
3.0
2.0
6.4
2
2.0
a
3.0
2.0
5.2
3
3.0
2.0
3.0
2.0
2.0
回答下列问题:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 。
(2)利用实验3中数据计算,用的浓度变化表示的反应速率 。
(3)实验2中a的数值为 ,实验中加入的目的是 。
(4)该小组同学根据经验绘制了随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中随时间变化的趋势应如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设:生成的对该反应有催化作用。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6mol/L溶液
0.04mol/L溶液
3mol/L稀硫酸
4
3.0
2.0
3.0
2.0
(填化学式)
t
③现象及结论:依据现象 ,得出该小组同学提出的假设成立。
【答案】(1)其他条件相同时,增大的浓度(或反应物浓度),反应速率增大
(2)
(3) 3.0 保证只有浓度不同,和的浓度均相同
(4) 与实验3比较,溶液褪色所需时间短或所用时间(t)小于2.0min
【分析】溶液的总体积相同,硫酸和草酸的浓度相同,用量也相同,通过改变高锰酸钾的量来改变高锰酸钾的浓度,再根据高锰酸钾溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答,根据草酸和高锰酸钾的物质的量判断过量,然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率,由图乙可知反应开始后锰离子浓度增大,反应速率增加的比较快,所以探究的是硫酸锰在反应中的作用,作对比实验时,除了加入MnSO4不同外,其它量完全相同,若反应加快,说明Mn2+是催化剂,反应过程中溶液褪色时间减少。
【详解】(1)由表格中的实验数据可知,第3组实验溶液颜色褪色所用时间最短,所以第3组的速率是最快的,和其他两组作对比发现,这3组实验中,KMnO4与H2SO4的用量是一样的,所以可知当其他条件相同时,增大H2C2O4的浓度(或反应物浓度),反应速率增大;
(2)对于实验3,n(H2C2O4)=0.6mol/L×0.003L=0.0018mol,n(KMnO4)= 0.04mol/L×0.003L=0.00012mol,0.0018:0.00012=15:1,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后高锰酸钾的浓度为(0.04mol/L×0.003L)÷(0.003+0.002+0.003+0.002)L=0.012mol/L,则v(KMnO4)=0.012mol/L÷2min=0.006mol/L▪min;
(3)根据实验3数据对比实验2可知,溶液的总体积相同,草酸与硫酸的浓度相同,用量也相同,实验3中的溶液总体积为10mL,则实验2中,(2.0+a+3.0+2.0)mL=10mL,所以a=3.0mL;实验中加入H2O的目的是为了利用控制变量原则,让溶液的总体积相同,硫酸与高锰酸钾浓度均相同,来探究草酸浓度变化对化学反应速率的影响;
(4)②要验证假设是否成立,即生成的Mn2+对该反应是否有催化作用,则依据反应方程式,向试管中加入含有Mn2+的化合物即可,从方程式中可知,该物质是MnSO4;③验证生成的Mn2+对该反应是否有催化作用,依据现象是与实验3比较,溶液褪色所需时间短或所用时间(t)小于2.0min,则实验4可验证假设成立。
13.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)按要求回答下列问题:
(1)下列变化中属于吸热反应的是 。
铝片与稀盐酸的反应将胆矾加热变为白色干冰汽化 氯酸钾分解制氧气甲烷在氧气中的燃烧反应 与盐酸的反应
(2)反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。
增加的量 将容器的体积缩小一半保持体积不变,充入使体系压强增大 保持压强不变,充入使容器体积变大
(3)在体积为的密闭容器中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如下图所示:
从到, ;点时正 逆(填、或,下同);第分钟时 第分钟时。
若已知生成标准状况下时放出热量为,而上述反应的实际放热量总小于,其原因是 。
(4)甲、乙两位同学想探究铝电极在原电池中的作用,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入稀硫酸中,乙同学将电极放入溶液中,实验装置如下图所示。
写出甲中电池总反应的离子方程式: 。
写出乙种电池铝电极的电极反应式: 。
③某种熔融碳酸盐燃料电池以、为电解质,为燃料,空气为氧化剂。该电池的工作原理如下图丙所示。处通入的气体为 ;向 填“”或“”极移动;正极的电极反应式为 。
【答案】(1)②④⑥
(2)①③
(3) 该反应是可逆反应,和不可能完全反应,所以放出的热量总是小于
(4)
【详解】(1)①铝片与稀盐酸的反应是放热反应; ②将胆矾加热变为白色粉末是吸热反应; ③干冰汽化是物理变化; ④氯酸钾分解制氧气是吸热反应;⑤甲烷在氧气中的燃烧反应是放热反应; 与盐酸的反应是吸热反应;故答案为:②④⑥;
(2)①C是固体,增加C的量对反应速率几乎无影响; ②将容器的体积缩小一半,各组分的浓度都增大,反应速率增大;③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,各组分的浓度不变,反应速率不变; ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大,容器体积变大,各组分的浓度都减小,反应速率减小;故答案为:①③;
(3)①从3min到9min,v(H2)=3v(CO2)== 0.125mol/(L·min);3min之后,CO2的浓度仍在减小,CH3OH的浓度仍在增大,说明平衡向正反应方向移动,a点时v(正)>v(逆);第9分钟时反应达到平衡状态,则有v正(CH3OH)=v逆(CH3OH),反应3min到9min过程是建立平衡的过程,v正(CH3OH)逐渐减小,第9分钟时v逆(CH3OH)<第3分钟时v正(CH3OH)。故答案为:0.125;>;<;
②若已知生成标准状况下2.24LCH3OH(g)时放出热量为4.9kJ,而上述反应的实际放热量总小于49kJ,其原因是反应是可逆反应,不能进行彻底。故答案为:反应是可逆反应,不能进行彻底;
(4)①甲中电池,Al和Mg均能和盐酸反应,但是Mg金属性交Al强,所以总反应为Mg和盐酸反应,离子方程式为;故答案为;
②乙中只有Al能和氢氧化钠反应,所以Al作负极,发生氧化反应反应,方程式为;故答案为;
③a处失去电子,则a处是负极,甲烷的燃料电池中,通甲烷一极为负极,处通入的气体为CH4;根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,则CO向M电极移动;通入空气一极为正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO。故答案为CH4、M、O2+2CO2+4e-=2CO。
14.(23-24高一下·安徽皖北县中联盟(重点高中)·期中)恒温下,将16 mol 与24 mol 的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:。回答下列问题:
(1)合成氨反应中的能量变化如图所示,该反应中反应物化学键断裂吸收的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物化学键形成放出的总能量。
(2)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填选项字母)。
a.的物质的量保持不变
b.三种气体的浓度相等
c.密闭容器内气体压强不再发生变化
d.反应后混合气体的密度不再发生变化
e.单位时间内消耗1 mol ,同时生成2 mol
(3)①若反应进行到某时刻时,mol,此时 mol;
②反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),和的转化率之比 ;原混合气体与平衡时混合气体的压强之比p(始)∶p(平)= 。
(4)若改变下列一个条件,推测该反应的速率发生的变化。
①升温,化学反应速率 ;(填“加快”、“减慢”或“不变”,下同)
②恒温恒容下,充入一定量的稀有气体使容器中的压强增大,化学反应速率 。
【答案】(1)小于
(2)ac
(3) 13 1∶2 5∶4
(4) 加快 不变
【详解】(1)合成氨反应为放热反应,能量变化图中反应物总能量高于生成物总能量,反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成放出的总能量;
故答案为:小于;
(2)a.是反应物,的物质的量保持不变,可以证明反应达到平衡,a正确;
b三种气体的浓度相等,不能判断是否还发生改变,反应不一定平衡,b错误;
c该反应前后气体计量系数不同,故密闭容器内气体压强不发生变化时,可以证明反应达到平衡,c正确;
d反应前后气体总质量不变,容器体积不变,气体密度是恒量,反应后混合气体的密度不再发生变化,反应不一定平衡,d错误;
e单位时间内消耗1 mol,同时生成2 mol ,都是正反应,不能证明反应达到平衡,e错误;
故答案为:ac;
(3)①若反应进行到某时刻时,mol,,则反应消耗3 mol,此时molmol;
故答案为:13;
②反应后气体的物质的量为mol;三段式可得反应生成8 mol ,消耗4 mol 和12 mol ,所以达到平衡时,和的转化率之比;
原混合气体的物质的量为16molmolmol,反应后混合气体的物质的量为32 mol,同温同体积下,压强比等于物质的量之比,
原混合气体与平衡时混合气体的压强之比p(始)∶p(平);
故答案为:1∶2;5∶4;
(4)①升温,化学反应速率加快;
②恒温恒容下,充入一定量的稀有气体使容器中的压强增大,并没有改变各物质的浓度,化学反应速率不变;
故答案为:加快;不变。
15.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·期中)Ⅰ.化学反应中伴随着能量的变化。
(1)下列变化中属于吸热反应的是 (填序号)。
①冰融化②碳与水蒸气制取水煤气(和)③苛性钠固体溶于水④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥干冰升华⑦晶体和氯化铵晶体反应
Ⅱ.在的恒容密闭容器中充入和,一定条件下发生反应:,测得和的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(2)从反应开始至达到平衡,以表示的反应的平均反应速率 。平衡时的转化率为 。
(3)下列措施能增大反应速率的是_______(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
(4)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A.和三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗的同时生成
(5)已知断开和中的化学键需要吸收的能量为,则断开中的化学键所需要吸收 的能量。
【答案】(1)②④⑦
(2) 0.125 75%
(3)AD
(4)C
(5)2052.8
【详解】(1)①冰融化,是吸热过程,但不发生化学反应,①不符合题意;
②碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2),反应吸收热量,②符合题意;
③苛性钠固体溶于水,放出大量的热,但属于物理过程,③不符合题意;
④氯酸钾分解制氧气,属于分解反应,吸收热量,④符合题意;
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰,反应放出热量,⑤不符合题意;
⑥干冰升华,吸收热量,但只发生状态改变,属于物理过程,⑥不符合题意;
⑦Ba(OH)2∙8H2O晶体和氯化铵晶体反应,反应吸收热量,⑦符合题意;
故属于吸热反应的是②④⑦。
(2)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)==0.125mol·L-1·min-1;平衡时的转化率为;
(3)A.升高温度,反应速率增大;
B.降低压强,反应速率减小;
C.减小CH3OH的浓度,反应速率减小;
D.加入合适的催化剂,反应速率增大;
故选AD。
(4)A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等,正、逆反应速率不一定相等,反应不一定达平衡状态;
B.混合气体的质量和体积都不变,则密度始终不变,当密度不随时间的变化而变化时,反应不一定达平衡状态;
C.反应前后气体分子数不等,随着反应进行,气体的物质的量不断发生改变,当混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化时,反应达平衡状态;
D.单位时间内消耗2mol H2的同时生成1mol CH3OH,反应进行的方向相同,不一定达平衡状态;
故选C。
(5)设1mol CH3OH(g)的键能为x,则1924kJ-x=-128.8kJ,x=2052.8kJ,则断开1mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收2052.8kJ的能量。
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专题03 化学反应的速率与限度
内容概览
考向1化学反应速率及影响因素
考向2 化学平衡状态及影响因素
考向3 化学平衡相关计算
考向1 化学反应速率及影响因素
1.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·期中)在密闭系统中有反应,能使反应速率加快的措施是
①通过减小容器体积增大压强 ②升高温度 ③将炭粉碎 ④恒容通入 ⑤增加炭的量 ⑥恒容条件下通入
A.①②③⑥ B.①②④⑥ C.①②③④ D.①②③④⑤
2.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)下列过程中,需要加快化学反应速率的是
A.钢铁生锈
B.浮雕的腐蚀
C.牛奶变质
D.工业合成氨
A.A B.B C.C D.D
3.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)少量铁粉与的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变的产量,可以使用如下方法中的
①加 ②加固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加固体 ⑤加溶液
⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑧ C.⑤⑦⑧ D.③⑦⑧
4.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)可逆反应:的v-t图像如图甲所示;若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图乙所示。现有下列叙述:
①a1=a2;②a1<a2;③b1=b2;④b1<b2;⑤t1>t2;⑥t1=t2;⑦甲图与乙图中阴影部分的面积相等;⑧图乙中阴影部分面积更大。则以上所述各项正确的组合为
A.②④⑤⑦ B.②④⑥⑧ C.②③⑤⑦ D.②④⑤⑧
5.(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)利用臭氧可以实现烟气脱硝,反应在体积固定的密闭容器中进行,反应过程中测得的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是
A.反应速率:a-b段>c-d段
B.若向容器内充入一定体积的,化学反应速率加快
C.该脱硝技术还可以将NO转化为,并通过碱液吸收后得到盐,据此判断是酸性氧化物
D.2~8min的化学反应速率
6.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)在四个不同的容器中,不同条件下进行的合成氨反应N2+3H22NH3,其中生成氨气速率最快的是
A.v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1 B.v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1
C.v(H2)=0.01 mol·L-1·s-1 D.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
7.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)依据在相同时间内测定的结果,判断反应进行最慢的是
A.
B.
C.
D.
8.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中,可使反应速率增大的措施是
①压缩容器体积 ②增加炭的量 ③恒容下通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2 ⑥升高温度
A.①③⑥ B.②④⑥ C.①③④ D.③⑤⑥
9.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·期中)在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,生成氨的化学反应速率最快的是
A. B.
C. D.
10.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)实验室用锌粒与稀盐酸反应制氢气,下列措施不能使反应速率加快的是
A.升高温度 B.增大压强 C.将锌粒研磨成锌粉 D.适当加大盐酸的浓度
11.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)一定条件下反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在10L的密闭容器中进行,测得2min内,N2的物质的量由20mol减小到8mol,则2min内N2的反应速率为
A.1.2mol•L-1•min-1 B.6mol•L-1•min-1
C.0.6mol•L-1•min-1 D.0.4mol•L-1•min-1
考向2 化学平衡状态及影响因素
1.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)一定条件下,对于可逆反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),若 X、Y、Z 的起始浓度分别为 c1、c2、c3(均不为 0,单位 mol/L),达到平衡时,X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.08mol/L,则下列判断不正确的是
A.c1∶c2=1∶3 B.平衡时 Y 和 Z 的生成速率之比为 3∶2
C.X、Y 的转化率之比等于 1:3 D.c2 的取值范围为 0<c2<0.42 mol/L
2.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.2、0.1、0.2,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.为0.4 B.为0.25
C.、均为0.15 D.为0.2
3.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)在一恒温恒容容器中,发生反应下列描述中不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A.的质量保持不变 B.混合气体的密度保持不变
C.容器的压强保持不变 D.保持不变
4.(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)将置于恒容密闭容器中,升高温度发生分解反应:。下列能判断该反应达到平衡状态的个数为
①的浓度不再变化 ②不再变化 ③ ④ ⑤混合气体的密度不变 ⑥压强不变
A.2 B.3 C.4 D.5
5.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)一定条件下,将与以体积比置于恒容密闭容器中发生反应:,下列能说明反应达到平衡状态的是
A.体系压强保持不变 B.混合气体颜色保持不变
C.和NO的体积比保持不变 D.每消耗1mol的同时生成1mol
6.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·期中)在一定温度下,可逆反应A2(g)+2B2(g)2C(g)达到平衡的标志是
A.A的消耗速率与C的生成速率之比为1:2
B.单位时间内生成nmolA的同时生成2nmolB
C.A、B的物质的量之比为2:1
D.A、B、C的浓度都不再变化
7.(23-24高一下·安徽阜阳太和中学·期中)一定温度下,在恒容密闭容器中发生可逆反应:。下列能说明反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的压强不再变化
B.C的消耗速率等于A的生成速率的3倍
C.容器内混合气体的密度不再变化
D.容器内B的体积分数不再变化
考向3 化学平衡相关计算
1.(23-24高一下·安徽阜阳太和中学·期中)一定条件下,在某恒容密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应达到平衡时,的转化率为
C.内,的平均反应速率是
D.反应达到平衡后,向反应容器内充入氦气,化学反应速率加快
2.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·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
3.(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)三氯氢硅是制备硅烷、多晶硅的重要原料。已知在催化剂作用下发生反应:。向容积为的恒容密闭容器中充入,测得相同时间内反应体系中的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示,已知:点之前未达到平衡,点之后(包括点)达到平衡。
下列说法错误的是
A.点的转化率为
B.若达到点所用时间为内,mol·L-1·min-1
C.点的物质的量浓度为
D.点的正反应速率大于点的逆反应速率
4.(23-24高一下·安徽皖北县中联盟(重点高中)·期中)某实验小组用硫酸酸化的溶液和(草酸)溶液反应研究影响反应速率的因素。他们通过测定单位时间内生成的体积,探究某种影响化学反应速率的因素,设计方案如下。
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.2 mol·L溶液
30 mL 0.01 mol·L 溶液
②
20 mL 0.1 mol·L溶液
30 mL 0.01 mol·L 溶液
下列说法错误的是
A.该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响
B.实验停止前,相同时间内针筒中所得体积较大的是①
C.该反应的离子方程式为
D.测得反应速率如图二所示,速率变快的主要原因可能是反应物浓度增大
5.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)一定温度下,在2L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,下列描述正确的是
A.反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为
B.反应开始到10s时,X的物质的量浓度减少了
C.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为
6.(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)“碳达峰・碳中和”是我国社会发展重大战略之一,还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应为,某科研工作团队对该反应进行如下探究,请回答下列问题:
Ⅰ.一定温度下,向容积为的恒容密闭容器中通入和,反应中部分物质的物质的量随时间的变化如图1所示。
(1)B代表的物质为 (填化学式)。
(2)达到反应最大限度的点为 (填“1”或“2”);有同学认为若该容器中混合气体的密度恒定,则该反应达到平衡。请作出判断并说明理由: 。
(3)内,平均反应速率 (保留三位有效数字);点2时刻, 。
Ⅱ.研究该反应速率的影响因素。在不同条件下进行4组实验,起始时的物质的量浓度为一定值,的物质的量浓度为0,反应物的物质的量浓度随反应时间的变化如图2所示(已知:浓度、温度、催化剂三种因素中,只有催化剂不会改变化学反应限度)。
(4)比较实验①②得出的结论是 。
(5)曲线②③中加入催化剂的是 (填“②”或“③”);曲线④温度T 800℃(填“>”“=”或“<”)。
1.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)在4L密闭容器中充入6mol A气体和5mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)⇌2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2mol C,经测定,D的浓度为0.5mol·L-1,下列判断正确的是
A.x=1
B.B的转化率为20%
C.平衡时A的浓度为1.50mol·L-1
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%
2.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·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
3.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)SO2和NOx是主要的大气污染物。某学习小组认为一定条件下,用NH3与NO2反应转化为无污染物质可进行汽车尾气无害化处理。
(1)写出实验室制取氨气的化学方程式为 。
(2)将NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好),烧杯Z中盛装NaOH溶液(已知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O),在一定温度下按如图装置进行实验。
①打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中,红棕色气体慢慢变浅。发生反应的化学方程式为 。
②将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温。打开K2,Z中NaOH溶液产生倒吸现象,原因是 。
(3)利用(2)中装置探究SO2能否与Na2O2发生反应。将Y中的药品更换为少量Na2O2,将注射器X中SO2缓慢推入Y中,Y装置中的现象为 。
(4)100℃时,在2L密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g),各气体浓度随时间变化的情况如图所示。
①当N2O4的浓度为0.06mol·L-1'时,反应时间为ts,则0~ts时,用NO2气体的浓度变化量表达该反应的平均速率为 。
②已知NO2(g)与SO2(g)发生可逆反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)(该反应正向为放热反应)。在一定条件下,向1L密闭容器中充入4molNO2(g)和2molSO2(g)充分反应,下列说法正确的是 。
a.只要经过足够长的时间,可使c(SO2)=0
b.每消耗1molSO2,同时生成1molNO2,说明该反应达到平衡状态
c.达到平衡状态时,各物质的物质的量浓度相等
d.当气体颜色不再变化时,若升高温度,气体的颜色会发生变化
4.(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)Ⅰ.在一定温度下,2L密闭的刚性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)写出反应的化学方程式: 。
(2)计算反应开始至时刻用N的浓度变化表示的平均反应速率 。
(3)时如果向体系中通入He气,则 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的标志是 。
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.混合气体的密度不随时间的变化而变化
e.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
Ⅱ.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气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)
50
120
232
290
310
(5)哪一时间段(用0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)反应速率最小 ,原因是 。
(6)求2~3min时间段,以单位时间产生气体的体积来表示的该反应速率 mL/min。
5.(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)已知锌与稀盐酸反应放热。某学生为了探究反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00、2.00两种浓度,每次实验稀盐酸的用量为25.00mL,锌有细颗粒与粗颗粒两种规格,用量为6.50g。实验温度为298K、308K。
(1)完成以下实验设计(填写表格中空白项),并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
编号
T/K
锌规格
盐酸浓度
实验目的
①
298
粗颗粒
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;
(Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响;
(Ⅲ)实验①和 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
②
298
③
308
④
298
(2)实验①记录如下(换算成标况):
时间(s)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
氢气体积(mL)
16.8
39.2
67.2
224
420
492.8
520.8
543.2
554.4
560
反应速率最大的时间段为40s~50s,可能原因是 。
(3)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率:
A.溶液 B.溶液 C.NaCl溶液
你认为他上述做法中可行的是 (填相应字母);
(4)另有某温度时,在2L容器中X、Y、Z物质的量随时间的变化关系曲线如下图1所示,该反应的化学方程式为: ,从反应开始至达到平衡,以X表示的反应的平均反应速率为: 。
(5)在化学反应速率的学习中,某化学研究小组的同学为比较和对分解的催化效果,分别设计了如图2中甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
①定性分析:如图2甲可通过观察产生气泡的快慢,定性比较得出结论。有同学提出将改更为合理,其理由是 。
②定量分析:如图2乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已消除,实验中还需要的仪器是 。
6.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行, 在0~3分钟内各物质的量的变化情况如下图所示(A,B,C均为气体,且A气体有颜色)。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2分钟时,B的平均反应速率为 。
(3)下列措施能使该反应加快的是 (仅改变一个条件)。
a.降低温度 b.缩小容积 c.使用效率更高更合适的催化剂
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。
①单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol C
②单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol A
③容器内压强不再随时间而发生变化的状态
④用C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态
⑤混合气体的颜色不再改变的状态 ⑥混合气体的密度不再改变的状态
⑦v逆(A)=v正(C)
(5)由图求得平衡时A的转化率为 。
7.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)某实验小组对H2O2的分解做了如下探究.下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据,将质量相同的粉末状和块状的MnO2分别加入盛有15ml 5%的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下:
MnO2触摸试管情况 观察结果 反应完成所需的时间
粉末状 很烫 剧烈反应,带火星的木条复燃 3.5min
块状 微热 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 30min
(1)写出上述实验中发生反应的化学方程式: ;
(2)实验结果表明,催化剂的催化效果与 有关;
(3)某同学在10mL H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如图所示,则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是 。
8.(23-24高一下·马鞍山中加双语学校·期中)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1)降低温度,化学反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600℃时,在一容积为2L的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,在反应进行至10min和20min时,分别改变了影响反应速率的一个条件,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示,前10min正反应速率逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”);前15 min内用SO3表示平均反应速率为 。
(3)图中反应进程,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是 。
(4)根据上图判断,10min时改变的反应条件可能是 (填编号,下同);20min时改变的反应条件可能是 。
A.加入催化剂 B.缩小容器容积
C.降低温度 D.增加O2的物质的量
9.(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)T℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA气体和3molB气体,发生如下反应:2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g),反应进行到10s末,达到平衡状态,测得A的物质的量为1.2mol,C的物质的量浓度为0.4mol/L。回答下列问题:
(1)x的值为 ,用D表示10s内反应的平均反应速率为 。
(2)0-10s容器内气体的平均摩尔质量变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),气体的密度变化是 。
(3)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”“减小”或“不变”):
①降低温度 ;
②增大A的浓度 ;
③恒容下充入氖气 。
(4)平衡时,气体A的转化率为 。
10.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)汽车尾气中产生NO的反应为:,一定条件下,等物质的量的和在恒容密闭容器中发生上述反应,下图曲线a表示该反应在温度T下的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在只改变某一个起始反应条件时(不改变容器体积)的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
A.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
B.温度T下,内的平均反应速率
C.温度T下,和的体积分数相等,表明该反应已达到平衡
D.曲线b对应的条件改变可能是降低温度
11.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)一定温度下,在的密闭容器中,两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)反应的化学方程式为 。
(2)反应达到最大限度的时间是 ,该时间内的平均反应速率 ,N的转化率为 。
(3)判断该反应达到平衡状态的依据是___________(填序号)
A.该条件下,正、逆反应速率都为零
B.该条件下,混合气体的密度不再发生变化
C.该条件下,混合气体的压强不再发生变化
D.该条件下,单位时间内消耗的同时,消耗
(4)能加快反应速率的措施是_________(填序号)
A.升高温度
B.容器容积不变,充入惰性气体
C.容器压强不变,充入惰性气体
D.使用催化剂
12.(23-24高一下·安徽阜阳太和中学·期中)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】
【实验内容及记录】
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6mol/L溶液
0.04mol/L溶液
3mol/L稀硫酸
1
1.0
4.0
3.0
2.0
6.4
2
2.0
a
3.0
2.0
5.2
3
3.0
2.0
3.0
2.0
2.0
回答下列问题:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 。
(2)利用实验3中数据计算,用的浓度变化表示的反应速率 。
(3)实验2中a的数值为 ,实验中加入的目的是 。
(4)该小组同学根据经验绘制了随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中随时间变化的趋势应如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设:生成的对该反应有催化作用。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6mol/L溶液
0.04mol/L溶液
3mol/L稀硫酸
4
3.0
2.0
3.0
2.0
(填化学式)
t
③现象及结论:依据现象 ,得出该小组同学提出的假设成立。
13.(23-24高一下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)按要求回答下列问题:
(1)下列变化中属于吸热反应的是 。
铝片与稀盐酸的反应将胆矾加热变为白色干冰汽化 氯酸钾分解制氧气甲烷在氧气中的燃烧反应 与盐酸的反应
(2)反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。
增加的量 将容器的体积缩小一半保持体积不变,充入使体系压强增大 保持压强不变,充入使容器体积变大
(3)在体积为的密闭容器中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如下图所示:
从到, ;点时正 逆(填、或,下同);第分钟时 第分钟时。
若已知生成标准状况下时放出热量为,而上述反应的实际放热量总小于,其原因是 。
(4)甲、乙两位同学想探究铝电极在原电池中的作用,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入稀硫酸中,乙同学将电极放入溶液中,实验装置如下图所示。
写出甲中电池总反应的离子方程式: 。
写出乙种电池铝电极的电极反应式: 。
③某种熔融碳酸盐燃料电池以、为电解质,为燃料,空气为氧化剂。该电池的工作原理如下图丙所示。处通入的气体为 ;向 填“”或“”极移动;正极的电极反应式为 。
14.(23-24高一下·安徽皖北县中联盟(重点高中)·期中)恒温下,将16 mol 与24 mol 的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:。回答下列问题:
(1)合成氨反应中的能量变化如图所示,该反应中反应物化学键断裂吸收的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物化学键形成放出的总能量。
(2)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填选项字母)。
a.的物质的量保持不变
b.三种气体的浓度相等
c.密闭容器内气体压强不再发生变化
d.反应后混合气体的密度不再发生变化
e.单位时间内消耗1 mol ,同时生成2 mol
(3)①若反应进行到某时刻时,mol,此时 mol;
②反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),和的转化率之比 ;原混合气体与平衡时混合气体的压强之比p(始)∶p(平)= 。
(4)若改变下列一个条件,推测该反应的速率发生的变化。
①升温,化学反应速率 ;(填“加快”、“减慢”或“不变”,下同)
②恒温恒容下,充入一定量的稀有气体使容器中的压强增大,化学反应速率 。
15.(23-24高一下·安徽合肥一中肥东分校·期中)Ⅰ.化学反应中伴随着能量的变化。
(1)下列变化中属于吸热反应的是 (填序号)。
①冰融化②碳与水蒸气制取水煤气(和)③苛性钠固体溶于水④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥干冰升华⑦晶体和氯化铵晶体反应
Ⅱ.在的恒容密闭容器中充入和,一定条件下发生反应:,测得和的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(2)从反应开始至达到平衡,以表示的反应的平均反应速率 。平衡时的转化率为 。
(3)下列措施能增大反应速率的是_______(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
(4)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A.和三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗的同时生成
(5)已知断开和中的化学键需要吸收的能量为,则断开中的化学键所需要吸收 的能量。
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