专题03 化学反应的速率与限度(江西专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编
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内容正文:
专题03 化学反应的速率与限度
内容概览
考向1 化学反应速率的概念及计算
考向2 化学反应速率大小的比较
考向3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
考向4 反应限度及化学平衡状态的判断
考向5 化学平衡状态的简单计算
考向6 化学反应条件的控制及其应用
考向1 化学反应速率的概念及计算
1.(22-23高一下·江西吉安·期末)对可逆反应,下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,
B.单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol ,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:
2.(22-23高一下·江西南昌·期末)X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1。一定条件下,将1 molX和3 molY通入2L的恒容密闭容器,反应10 min,测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A.10 min内,Y的平均反应速率为0.03 mol·L-1·s-1
B.10 min内,消耗0.2 molX,生成0.4 molZ
C.第10 min时,X的反应速率为0.01 mol·L-1·min-1
D.10 min内,X和Y反应放出的热量为a kJ
3.(22-23高一下·江西九江·期末)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经6min后测得D的浓度为0.75mol/L,c(A):c(B)=3∶5,以C表示的平均反应速率υ(C)=0.125mol/(L·min),下列说法不正确的是
A.以A表示的平均反应速率为υ(A)=0.1875 mol/(L·min)
B.该反应方程式中,x=2
C.6min时,A的转化率为50%
D.6min时,C的物质的量分数为20%
4.(22-23高一下·江西萍乡·期末)反应在2L的恒温恒容体系中进行,下列有关说法正确的是
A.,,则3min时,生成
B.用表示的和用表示的,后者反应快
C.单位时间内,有2molH—H键断裂同时有4molN—H键断裂,说明该反应达到平衡状态
D.平衡后,移走部分,的消耗速率将增大
考向2 化学反应速率大小的比较
5.(22-23高一下·江西清江·期末)在不同条件下进行2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)的反应中,表示的反应速率最快的是
A.(A)=0.5mol·L-1·s-1 B.(C)=1.5mol·L-1·min-1
C.(B)=0.3mol·L-1·s-1 D.(D)=1mol·L-1·s-1
6.(22-23高一下·江西宜春·期末)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,反应速率最慢的是
A. B.
C. D.
考向3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
7.(22-23高一下·江西景德镇·期末)在的反应中,现采取下列措施:①缩小体积;②增加碳的量;③恒容下通入;④恒容下充入;⑤恒压下充入能够使反应速率增大的措施是
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
8.(22-23高一下·江西萍乡·期末)探究的分解反应,实验方案如图。
下列说法不正确的是
A.中既含有极性共价键又含有非极性共价键
B.向①中伸入带火星的小木条未见复燃,说明未分解
C.对比②③④,可探究温度对分解速率的影响
D.本实验可通过观察产生气泡的快慢来比较分解的速率
9.(22-23高一下·江西吉安·期末)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图所示。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
C.条件①,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为
D.条件②,内平均反应速率为
10.(22-23高一下·江西乐安·期末)某化学兴趣小组用铝片与稀硫酸反应制取氢气,以下能够加快该反应速率的是
①用98%的浓硫酸代替稀硫酸 ②加热 ③改用铝粉 ④增大稀硫酸的体积 ⑤加水 ⑥加入少量硫酸铜
A.②③⑥ B.①②③ C.②③④⑥ D.全部
考向4 反应限度及化学平衡状态的判断
11.(23-24高一下·江西宜春·期末)下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A.溶液中加入后颜色变深
B.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡
C.对,增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深
D.红棕色气体加压后颜色先变深后变浅
12.(23-24高一下·江西宜春·期末)CO和H2在一定条件下可以合成乙醇:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g),下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是( )
A.CO全部转化为乙醇 B.正反应和逆反应的化学反应速率均为0
C.CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成乙醇 D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
13.(23-24高一下·江西吉安·期末)工业上通过反应能实现煤的液化,已知该反应为放热反应,下列说法正确的是
A.因该反应为放热反应,故不加热就能发生
B.当时,反应达到平衡状态
C.达到平衡时,的浓度与的浓度一定相等
D.相同条件下,和的总能量一定高于的能量
考向5 化学反应速率与化学平衡状态的简单计算
14.(23-24高一下·江西赣州·期末)取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I−存在下分解:2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2的物质的量浓度(c),如下表:
t/min
0
20
40
60
80
c/(mol·L−1)
0.80
a
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是
A.反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况),则a=0.40
B.第30 min时的瞬时速率大于第40 min时的瞬时速率
C.60~80 min,H2O2分解的平均速率为0.0050 mol·(L·min)−1
D.MnO2和FeCl3对H2O2的分解也有催化作用
15.(23-24高一下·江西·期末)利用甲烷可消除NO2的污染:CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在1 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表。
组别
温度
时间/min n/mol
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
0.15
下列说法正确的是
A.组别①中,0~20 min内,NO2的降解速率为0.0125 mol·L-1·min-1
B.由实验数据可知实验控制的温度:T1<T2
C.40 min时,表格中T2对应的数据为0.17
D.0~10 min内,组别②中CH4的转化率:60%
16.(23-24高一下·江西·期末)某温度下,在恒容密闭容器中发生反应,有关数据如下:
时间段/min
产物Z的平均生成速率/
0~1
0.30
0~2
0.20
0~4
0.10
下列说法错误的是
A.时,Y的浓度是
B.时,该反应处于化学平衡状态
C.时,Z的体积分数约为66.7%
D.时,X的物质的量为
17.(23-24高一下·江西吉安·期末)溶液和的反应原理为,某温度下,反应体系中浓度的变化如下表所示:
0
10
20
30
40
…
1.0
0.6
0.4
0.3
0.3
…
下列说法错误的是
A.该反应由快变慢可能是因为反应物浓度逐渐减小
B.时,正、逆反应速率相等
C.时,
D.内,
考向6 化学反应条件的控制及其应用
18.(23-24高一下·江西抚州·期末)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.食盐中添加碘酸钾 B.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气增强火势
C.青香蕉和熟苹果放在一起催熟 D.液态植物油氢化成固态植物油储存
19.(22-23高一下·江西九江·期末)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.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气增强火势
B.将Fe与稀反应中的稀换成稀
C.食品抽真空包装
D.实验室制氢气时,用锌粉代替锌块
20.(22-23高一下·江西赣州·期末)利用甲烷消除NO2污染,发生的反应为CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在2L密闭容器中,控制不同温度(大于100℃),分别加入0.5molCH4和1.2molNO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表:
组别
温度
时间/min
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
x
0.15
下列说法不正确的是
A.40min时,②中x=0.15
B.0~40min,NO2的降解百分数:①>②
C.由实验数据可知实验控制的温度:T1>T2
D.①组达到平衡时容器内物质的总物质的量为2.1mol
1.(23-24高一下·江西抚州·期末)已知反应:D(s)+2A(g)B(g)+C(g)。温度T1时,向容积为2 L的密闭容器中加入D(足量)和A,发生反应;第15 min后,温度调整到T2(忽略调整温度时所用的时间),测得各时刻A的物质的量如下表所示,且反应中没有使用催化剂。下列说法错误的是
T1/℃
T2/℃
t/min
0
5 min
10 min
15 min
20 min
25 min
30 min
n/mol
2.00
1.50
1.25
1.15
1.00
0.95
0.93
A.0∼5 min,D的平均速率为0.05 mol/(L·min)
B.由表中数据可知T2>T1
C.可以利用混合气的平均相对分子质量不变,判断已达到平衡
D.20 min时,B的物质的量浓度为0.25 mol/L
2.(23-24高一下·江西·期末)在一定温度下,密闭容器中发生反应:,下列说法正确的是
A.其他条件不变时,向反应体系中增加碳的量可增大化学反应速率
B.其他条件不变时,向反应体系中加入过量的碳,可以使全部转化为和
C.其他条件不变时,增大碳的表面积可增大化学反应速率
D.反应体系中和物质的量的比值不变时,说明该反应已达到平衡状态
3.(23-24高一下·江西宜春·期末)用和催化合成乙烯的反应原理为:,向1L恒容密闭的催化反应器中充入和,测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是
A.容器内气体密度不变可以作为判断反应达到平衡状态的标志
B.生成乙烯的速率:M点一定大于N点
C.250℃时,反应5min后达到平衡状态,则5min内
D.升高温度,催化剂的催化效率降低
4.(23-24高一下·江西宜春·期末)在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中,发生反应:,下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有个
①容器内温度不变②混合气体的密度不变③A的物质的量浓度不变④混合气体的平均相对分子质量不变⑤混合气体的压强不变⑥容器内B、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1⑦某时刻且不等于零⑧单位时间内生成nmol D,同时生成2nmol B
A.3 B.4 C.5 D.6
5.(23-24高一下·江西宜春·期末)在催化剂表面的选择性催化还原NO的反应机理如下图所示(如)吸附在催化剂表面可表示为,Ea表示活化能)。
下列有关说法正确的是
A.该反应温度越高,反应速率越快
B.比NO更易被催化剂吸附
C.反应过程中有非极性键的断裂与极性键的形成
D.决定总反应速率的基元反应可表示为:
6.(22-23高一下·江西南昌·期末)目前国际空间站处理废气涉及的反应为,下列关于该反应的说法错误的是
A.钌催化剂能加快该反应的速率
B.升高温度能加快该反应的速率
C.达到平衡时,能100%转化为
D.达到平衡时,反应速率:
7.(22-23高一下·江西新余·期末)在体积都为2L的恒容容器中,200℃和T℃时,发生如下反应,A的物质的量浓度(单位:mol/L)随时间变化的有关实验数据见下表:
时间/min温度/℃
0
2
4
6
8
10
容器1
200
0.80
0.55
0.35
0.20
0.15
0.15
容器2
T
1.00
0.65
0.35
0.18
0.18
0.18
下列有关该反应的描述正确的是
A.在200℃时,6min内用B表示的化学反应速率为0.2mol/(L·min)
B.从表中可以看出T>200℃
C.T℃下,6min时反应刚好达到平衡状态
D.向容器1中通入氦气,容器中压强增大,可以加快反应速率
8.(22-23高一下·江西上犹·期末)盐酸跟过量的铁粉反应时,为减缓反应速率但不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的
①NaOH(s) ② ③ ④ ⑤NaCl(aq)
A.②③⑤ B.①②⑤ C.①②③ D.②④⑤
9.(23-24高一下·江西宜春·期末)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:,经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,,以C表示的平均速率,下列说法正确的是
A.反应速率 B.该反应方程式中,
C.2min时,A的物质的量为1.5mol D.2min时,A的转化率为60%
10.(23-24高一下·江西樟树·期末)某温度下,向2L恒容密闭容器中充入3molX(g)和2molY(s),发生反应,3.5min后反应达到平衡,此时测得,反应速率。下列说法错误的是
A.a=2
B.X的平衡转化率为70%
C.
D.内,随着反应的进行,容器内混合气体的密度逐渐增大
11.(23-24高一下·江西新余·期末)温度时,向容积为2L的密闭容器中加入A(足量)和B,发生反应,第15min时,温度调整到(忽略调整温度时所用的时间且反应中没有使用催化剂)。测得各时刻B的物质的量如下表所示。下列说法正确的是
t/min
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
n/mol
2.00
1.50
1.25
1.15
1.00
0.88
0.78
A.0~10min,用A表示该反应的平均化学反应速率为
B.混合气的密度保持不变时,无法判断反应是否达到平衡
C.由表中数据可知
D.若30min时反应达到平衡,B的转化率为39.0%
12.(23-24高一下·江西南昌·期末)氢气是极具发展潜力的清洁能源,氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1)氢化钠(NaH)是一种常用的储氢剂,请写出NaH的电子式 。
(2)H2和在一定条件下可合成甲醇是一个放热反应。将 和 H2充入体积为3L的恒温密闭容器中发生此反应。的物质的量随时间的变化如图中实线所示。
①其他条件不变,下列情况能说明反应已达平衡的是 (填字母,下同)。
A.体系的压强保持不变
B.混合物中的含量保持不变
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.单位时间体系内每减少 的同时生成
②观察图中实线,该反应在0~4min内的平均反应速率 mol/(L·min)(保留2位小数),比较b、c两点的正反应速率:b c(填“>”、“<”或“=”)。
③保持其他条件不变,小李同学在较高温度下完成该反应,H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。其他条件一定,关于该反应的说法正确的是 。
A.温度越高,H2的平衡转化率越大
B.温度越高,反应速率越快
C.温度越高,达到平衡时反应释放的热量越多
D.a点时,两种情况的瞬时速率相等
13.(23-24高一下·江西宜春·期末)Ⅰ、任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应,化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。
(1)H2可用于工业合成氨气,已知拆开1molH—H、1molN≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ,形成1molN-H会放出能量391kJ,则在反应N2+3H22NH3中,每生成2molNH3放出热量 kJ。
(2)电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染,设计装置如图所示。
①正极的电极反应式为 。
②若11.2L(标准状况)SO2参与反应,则迁移H+的物质的量为 。
Ⅱ、已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(3)从反应开始到12s时,用A的浓度变化表示的反应速率为 。
(4)经测定,前4s内v(C)=0.05mol•L-1•s-1,则该反应的化学方程式为 。
(5)在密闭容器里,通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是___________(填字母)。
A.降低温度 B.加入催化剂 C.增大容器容积 D.减小容器容积
(6)反应达到平衡时,B的转化率是 。
(7)能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 。
①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB
②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC
③用A、B、C表示的反应速率之比为a:b:c
④混合气体的密度不再改变
⑤气体B的体积分数不变
⑥混合气体的质量不再改变
14.(22-23高一下·江西·期末)近日,科学家开发钢基掺杂锌催化剂[]提高乙炔加氢制备乙烯的活性。
反应1: ;
反应2: 。
回答下列问题:
(1)已知:① ;
② ;
③ ;
④ ;
。化学上,曾用“热值”表示单位质量可燃物完全燃烧时政出热量的多少,下列四种可燃物中,热值最大的是 (填字母,下同)。
A. B. C. D.
(2)在恒容密闭容器中发生反应1: 。仅改变下列一个条件,能提高反应速率的是___________。
A.加入高效催化剂 B.增大氯气浓度 C.降低反应温度 D.充入惰性气体
(3)向恒温、恒容反应容器中充入和,同时发生反应1和反应2.下列情况能表明化学反应一定达到平衡状态的是___________。
A.容器内气体密度不随时间变化 B.容器内气体总压强不随时间变化
C.含碳分子的总浓度不随时间变化 D.容器内
(4)100℃下,在2L恒容反应器中充入和制备,实验测得单位时间内乙炔的转化率、乙烷的选择性[乙烷的选择性,即乙烷的物质的量与乙炔转化量之比]与中n值关系如图1所示,
中n最佳值为 。若在10min内乙炔转化率为80%,乙烷选择性为4%,则生成乙烯的反应速率为 。
(5)一定条件下,向密闭容器中充入和仅发生反应1,图2表示压强为0.1MPa和5.0MPa下的平衡转化率随温度的变化关系。
已知:相同温度下,压强增大,乙炔的平衡转化率增大。
①甲曲线代表的压强为 。乙曲线a点对应的平衡转化率为 %(保留3位有效数字)。
②根据图像可知,压强相同,随着温度升高,乙炔的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)乙烷—空气碱性燃料电池的能量转化率较高。下列叙述正确的是___________。
A.在正极上充入乙烷,负极上发生氧化反应
B.电池放电时,向负极迁移
C.负极反应式为
D.正极消耗11.2L(标准状况)气体时转移1mol电子
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专题03 化学反应的速率与限度
内容概览
考向1 化学反应速率的概念及计算
考向2 化学反应速率大小的比较
考向3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
考向4 反应限度及化学平衡状态的判断
考向5 化学平衡状态的简单计算
考向6 化学反应条件的控制及其应用
考向1 化学反应速率的概念及计算
1.(22-23高一下·江西吉安·期末)对可逆反应,下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,
B.单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol ,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:
【答案】A
【解析】A.达到化学平衡时正逆反应速率相等,各物质化学反应速率之比等于其化学计量数之比, ,A正确;B.任何时间生成x mol NO的同时,消耗x mol ,不能说明反应达到平衡,B错误;C.达到化学平衡时增加容器体积,各组分浓度都减小,正逆反应速率都减小,C错误;D.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比, ,D错误;故答案为:A。
2.(22-23高一下·江西南昌·期末)X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1。一定条件下,将1 molX和3 molY通入2L的恒容密闭容器,反应10 min,测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A.10 min内,Y的平均反应速率为0.03 mol·L-1·s-1
B.10 min内,消耗0.2 molX,生成0.4 molZ
C.第10 min时,X的反应速率为0.01 mol·L-1·min-1
D.10 min内,X和Y反应放出的热量为a kJ
【答案】B
【解析】反应10min,测得Y的物质的量为2.4mol,则,
A.10min内,Y的平均反应速率为,单位不符,故A错误;B.转化的Y为0.6mol,则消耗的X为0.2mol,生成的Z为0.4mol,故B正确;C.题给信息不能计算瞬时速率,可计算10min内X的平均速率为0.01mol•L-1•min-1,故C错误;D.物质的量与热量成正比,则10min内,X和Y反应放出的热量为0.2akJ,故D错误;故选:B。
3.(22-23高一下·江西九江·期末)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经6min后测得D的浓度为0.75mol/L,c(A):c(B)=3∶5,以C表示的平均反应速率υ(C)=0.125mol/(L·min),下列说法不正确的是
A.以A表示的平均反应速率为υ(A)=0.1875 mol/(L·min)
B.该反应方程式中,x=2
C.6min时,A的转化率为50%
D.6min时,C的物质的量分数为20%
【答案】D
【解析】A.经6min后测得D的浓度为0.75mol/L,则A的改变量为0.75mol/L×=1.125 mol/L,则以A表示的平均反应速率为,故A正确;B.根据A选项得到A的反应速率和已知C表示的平均反应速率υ(C)=0.125mol/(L·min),再根据速率之比等于计量系数之比,则该反应方程式中,x=2,故B正确;C.开始时加入nmolA和nmolB,6min时,,根据c(A):c(B)=3∶5,则解得4.5,则6min时A的转化率比例为,故C正确;D.6min时,C的物质的量分数为,故D错误。
综上所述,答案为D。
4.(22-23高一下·江西萍乡·期末)反应在2L的恒温恒容体系中进行,下列有关说法正确的是
A.,,则3min时,生成
B.用表示的和用表示的,后者反应快
C.单位时间内,有2molH—H键断裂同时有4molN—H键断裂,说明该反应达到平衡状态
D.平衡后,移走部分,的消耗速率将增大
【答案】C
【解析】A.的反应速率为平均速率,无法计算3min时生成氨气的量,A错误;B.用表示的转化为用H2表示时:,故前者的反应速率大,B错误;C.从方程式可以看出,断裂3molH-H键时断裂6molN-H键反应达到平衡状态,故单位时间内,有2molH—H键断裂同时有4molN—H键断裂,说明该反应达到平衡状态,C正确;D.平衡后,移走部分,产物浓度降低,的消耗速率也将减小,D错误;故选C。
考向2 化学反应速率大小的比较
5.(22-23高一下·江西清江·期末)在不同条件下进行2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)的反应中,表示的反应速率最快的是
A.(A)=0.5mol·L-1·s-1 B.(C)=1.5mol·L-1·min-1
C.(B)=0.3mol·L-1·s-1 D.(D)=1mol·L-1·s-1
【答案】C
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,转化为同种物质的反应速率比较快慢,以此来解答。
【解析】A.(A)=0.5mol·L-1·s-1,转化为(B)==0.5mol·L-1·s-1=0.25mol·L-1·s-1;B.(C)=1.5mol·L-1·min-1= mol·L-1·s-1=0.025 mol·L-1·s-1,转化为(B)== 0.025 mol·L-1·s-1=0.00833mol·L-1·s-1;C.(B)=0.3mol·L-1·s-1 ;D.(D)=1mol·L-1·s-1,转化为(B)== 1mol·L-1·s-1=0.25mol·L-1·s-1;显然C中速率最快,故答案为:C。
6.(22-23高一下·江西宜春·期末)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,反应速率最慢的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】同一反应,不同条件下,物质的反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,同时在进行比较时,要注意转化为同一单位,以此解题。
【解析】A.==0.1;B.==0.2;C.==0.6;D.==0.6
则速率最慢的是A;故选A。
考向3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
7.(22-23高一下·江西景德镇·期末)在的反应中,现采取下列措施:①缩小体积;②增加碳的量;③恒容下通入;④恒容下充入;⑤恒压下充入能够使反应速率增大的措施是
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
【答案】C
【解析】①缩小体积,增大压强,有气体参加反应,则反应速率加快,①符合;②C为纯固体,增加碳的量,反应速率不变,②不符合;③恒容下通入CO2,浓度增大,反应速率加快,③符合;④恒容下充入N2,反应体系中物质的浓度不变,反应速率不变,④不符合;⑤恒压下充入N2,反应体系的分压减小,反应速率减小,⑤不符合;能够使反应速率增大的措施是①③,故答案选C。
8.(22-23高一下·江西萍乡·期末)探究的分解反应,实验方案如图。
下列说法不正确的是
A.中既含有极性共价键又含有非极性共价键
B.向①中伸入带火星的小木条未见复燃,说明未分解
C.对比②③④,可探究温度对分解速率的影响
D.本实验可通过观察产生气泡的快慢来比较分解的速率
【答案】B
【解析】A.中既含有极性共价键H-O键,又含有非极性共价键O-O键,A正确;B.氧气浓度较大时,才可以使带火星的小木条复燃,故该操作不能说明未分解,B错误;C.根据对比实验的单一变量原则,对比②③④,可探究温度对分解速率的影响,C正确;D.产生气泡越快,分解速率越快,本实验可通过观察产生气泡的快慢来比较分解的速率,D正确;故选B。
9.(22-23高一下·江西吉安·期末)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图所示。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
C.条件①,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为
D.条件②,内平均反应速率为
【答案】A
【解析】A.曲线①③所用的催化剂浓度相等,但降冰片烯浓度不等,开始时降冰片烯的浓度:曲线①是曲线③的2倍,完全消耗时所需时间:曲线①是曲线③的2倍,则二者反应速率相等,所以其他条件相同时,降冰片烯浓度与反应速率无关,A错误;
B.根据图知,曲线①②开始时降冰片烯浓度相等,催化剂浓度:曲线②大于曲线①,完全消耗时所需时间:曲线①大于曲线②,则反应速率:曲线②大于曲线①,所以其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大,B正确;C.其半衰期为反应物消耗一半所需的时间,条件①中,降冰片烯起始浓度为3.0mol•L-1时,该物质完全消耗需要250min,则其半衰期为125min,C正确;D.条件②,内平均反应速率为===0.024mol•L-1•min-1,D正确;故答案为:A。
10.(22-23高一下·江西乐安·期末)某化学兴趣小组用铝片与稀硫酸反应制取氢气,以下能够加快该反应速率的是
①用98%的浓硫酸代替稀硫酸 ②加热 ③改用铝粉 ④增大稀硫酸的体积 ⑤加水 ⑥加入少量硫酸铜
A.②③⑥ B.①②③ C.②③④⑥ D.全部
【答案】A
【解析】①用98%的浓硫酸代替稀硫酸,铝与浓硫酸发生钝化,故①不符合题意;②加热,温度升高,速率加快,故②符合题意;③改用铝粉,增大接触面积,反应速率加快,故③符合题意;④增大稀硫酸的体积,浓度未变,速率不变,故④不符合题意;⑤加水,溶液稀释,浓度减小,反应速率减慢,故⑤不符合题意;⑥加入少量硫酸铜,铝先和铜离子反应生成铜单质,形成铝−铜−硫酸原电池,加快反应速率,故⑥符合题意;因此②③⑥加快反应速率,故A符合题意。综上所述,答案为A。
考向4 反应限度及化学平衡状态的判断
11.(23-24高一下·江西宜春·期末)下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A.溶液中加入后颜色变深
B.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡
C.对,增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深
D.红棕色气体加压后颜色先变深后变浅
【答案】C
【解析】A.溶液中存在Fe(SCN)3Fe3++3SCN-,加入固体KSCN,SCN-浓度增大,平衡逆向移动,颜色加深,能用勒夏特列原理解释,A不合题意;B.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,B不合题意;C.对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡体系增加压强容器体积减小,碘浓度增大而使颜色变深,压强增大但平衡不移动,不能用平衡移动原理解释,C符合题意;D.2NO2(g)N2O4(g),增大压强后,反应体系的体积减小,二氧化氮的浓度增大,导致气体颜色加深,增大压强平衡正向移动,单质气体颜色又变浅,所以能用勒夏特里原理解释,D不合题意;故答案为:C。
12.(23-24高一下·江西宜春·期末)CO和H2在一定条件下可以合成乙醇:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g),下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是( )
A.CO全部转化为乙醇 B.正反应和逆反应的化学反应速率均为0
C.CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成乙醇 D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
【答案】D
【解析】A.可逆反应中反应物不可能完全转化为生成物,A错误;B.可逆反应在一定条件下达到反应的限度即达到化学平衡状态,此时正、逆反应速率相等,都大于0,是动态平衡,B错误;C.只要反应发生,CO和H2就以1∶2的物质的量之比反应生成甲醇,C错误;D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化,说明正、逆反应速率相等,D正确。
答案选D。
13.(23-24高一下·江西吉安·期末)工业上通过反应能实现煤的液化,已知该反应为放热反应,下列说法正确的是
A.因该反应为放热反应,故不加热就能发生
B.当时,反应达到平衡状态
C.达到平衡时,的浓度与的浓度一定相等
D.相同条件下,和的总能量一定高于的能量
【答案】D
【解析】A.放热反应与反应条件无关,可能需要加热才发生,A项错误;B.时,该反应才是达平衡状态,B项错误;C.平衡时,各物质的浓度不变,浓度是否相等与起始量、转化率有关,C项错误;D.由于该反应为放热反应,相同条件下,反应物总能量大于生成物总能量,D项正确;答案选D。
考向5 化学反应速率与化学平衡状态的简单计算
14.(23-24高一下·江西赣州·期末)取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I−存在下分解:2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2的物质的量浓度(c),如下表:
t/min
0
20
40
60
80
c/(mol·L−1)
0.80
a
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是
A.反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况),则a=0.40
B.第30 min时的瞬时速率大于第40 min时的瞬时速率
C.60~80 min,H2O2分解的平均速率为0.0050 mol·(L·min)−1
D.MnO2和FeCl3对H2O2的分解也有催化作用
【答案】C
【解析】A.反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况),物质的量是0.224L÷22.4L/mol=0.01mol,根据2H2O2=2H2O+O2↑可知消耗双氧水的物质的量是0.02mol,反应前双氧水的物质的量是0.80mol/L×0.05L=0.04mol,因此剩余双氧水是0.02mol,其浓度是0.02mol÷0.05L=0.4mol/L,即a=0.40,故A正确;B.随着反应的不断进行,过氧化氢的浓度不断减小,某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小,故第30min时的瞬时速率大于第40min时的瞬时速率,故B正确;C.60~80min,消耗过氧化氢的浓度为(0.10-0.05)mol/L=0.05mol/L,则这段时间内的平均速率v=0.05mol/L÷20min=0.0025mol/(L•min),故C错误;D.I-在反应中起到催化的作用,故也可以利用MnO2和FeCl3代替,故D正确。
故选C。
15.(23-24高一下·江西·期末)利用甲烷可消除NO2的污染:CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在1 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表。
组别
温度
时间/min n/mol
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
0.15
下列说法正确的是
A.组别①中,0~20 min内,NO2的降解速率为0.0125 mol·L-1·min-1
B.由实验数据可知实验控制的温度:T1<T2
C.40 min时,表格中T2对应的数据为0.17
D.0~10 min内,组别②中CH4的转化率:60%
【答案】B
【解析】A.组别①中0∼20min内,CH4的降解速率为=0.0125 mol·L-1·min-1,化学反应速率之比等于化学计量数之比,则NO2的降解速率为v(NO2)=2v(CH4)=0.025mol⋅L−1⋅min−1,A错误;B.开始时CH4和NO2物质的量相同,10min后,T2温度时甲烷物质的量更小,说明反应速率快,温度越高反应越快,T1<T2,B正确;C.40min组别①中甲烷的物质的量不再改变,说明反应达到平衡,组别②反应速率比组别①更快,所以40min时组别②也已经达到平衡,所以表格中T2对应的数据为0.15,C错误;D.0~10 min内,组别②中Δn(CH4)=0.50mol-0.30mol=0.20mol,转化率为×100%=40%,D错误;综上所述答案为B。
16.(23-24高一下·江西·期末)某温度下,在恒容密闭容器中发生反应,有关数据如下:
时间段/min
产物Z的平均生成速率/
0~1
0.30
0~2
0.20
0~4
0.10
下列说法错误的是
A.时,Y的浓度是
B.时,该反应处于化学平衡状态
C.时,Z的体积分数约为66.7%
D.时,X的物质的量为
【答案】A
【分析】由表格数据可知,2min时,反应生成Z的浓度为0.20 mol/(L·min)×2min=0.4mol/L,4min时,反应生成Z的浓度为0.10 mol/(L·min)×4min=0.4mol/L,2min后Z的浓度不发生变化,说明反应已达到平衡,据此解答。
【解析】A.由表格数据可知,0~1min内反应生成Z的浓度为0.30 mol/(L·min)×1min=0.3mol/L,根据方程式可知生成Y浓度为0.15 mol/L,由于反应过程中反应速率逐渐减小,所以时,Y的浓度不是,故A错误;B.根据以上分析可知时,该反应处于化学平衡状态,故B正确;C.根据以上分析可知2min后Z的浓度不发生变化,说明反应已达到平衡,平衡时生成Z的浓度为0.4mol/L,根据方程式可知生成Y的浓度为0.2mol/L,X是固体,所以时,Z的体积分数约为≈66.7%,故C正确;D.根据以上分析可知2min后Z的浓度不发生变化,说明反应已达到平衡,则反应消耗X的物质的量为0.4mol/L×2L=0.8mol,所以时,X的物质的量为1.0mol-0.8mol=,故D正确;故选A。
17.(23-24高一下·江西吉安·期末)溶液和的反应原理为,某温度下,反应体系中浓度的变化如下表所示:
0
10
20
30
40
…
1.0
0.6
0.4
0.3
0.3
…
下列说法错误的是
A.该反应由快变慢可能是因为反应物浓度逐渐减小
B.时,正、逆反应速率相等
C.时,
D.内,
【答案】C
【解析】A.根据表格数据可知:在前30s内每10s中c(I−)改变值为0.4mol/L、0.2mol/L、0.1mol/L,说明反应物的浓度越小,反应速率越慢,A正确;B.在30s后,c(I−)不再发生变化,说明此时以后,反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等,B正确;C.在50s时反应达到平衡状态,c(I−)=0.3mol/L,反应消耗浓度Δc(I−)=1.0mol/L−0.3mol/L=0.7mol/L,故c()=0.7mol/L,C错误;D.在10∼20s内,Δc(I−)=0.2mol/L,则根据物质反应转化关系可知Δc(I2)=0.2mol/L,故v(I2)==0.02mol/(L⋅s)=1.2mol/(L⋅min),D正确;故答案选C。
考向6 化学反应条件的控制及其应用
18.(23-24高一下·江西抚州·期末)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.食盐中添加碘酸钾 B.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气增强火势
C.青香蕉和熟苹果放在一起催熟 D.液态植物油氢化成固态植物油储存
【答案】A
【解析】A.食盐中添加碘酸钾,是为了适当补充人体可能缺少的碘元素,防止人体碘缺乏病,与化学反应速率快慢无关,A符合题意;B.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气增强火势,目的是增大氧气的浓度,因而可以扩大氧气与矿石的接触面积,从而可加快化学反应速率,B不符合题意;C.从青香蕉和熟苹果放在一起催熟,可利用熟苹果产生的乙烯气体催熟青香蕉,加快香蕉变熟的速率,C不符合题意;D.液态植物油分子中含有不饱和的碳碳双键,容易被空气中的氧气氧化导致物质变质。将其进行氢化处理,就是使植物油与氢气发生加成反应,使不饱和的碳碳双键变为饱和的碳碳单键,物质状态由液态变为固态,物质的稳定性增强,因而更容易储存,这与化学反应速率有关,D不符合题意;故合理选项是A。
19.(22-23高一下·江西九江·期末)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.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气增强火势
B.将Fe与稀反应中的稀换成稀
C.食品抽真空包装
D.实验室制氢气时,用锌粉代替锌块
【答案】B
【解析】A.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气,氧气浓度增大,反应速率加快,火势增强,故不选A;B.将稀换成稀,铁与稀硝酸不能放出氢气,与反应速率无关,故选B;C.食品抽真空包装,降低氧气浓度,减慢食物氧化速率,故不选C;D.实验室制氢气时,用锌粉代替锌块,增大接触面积,反应速率加快,故不选D;选B。
20.(22-23高一下·江西赣州·期末)利用甲烷消除NO2污染,发生的反应为CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在2L密闭容器中,控制不同温度(大于100℃),分别加入0.5molCH4和1.2molNO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表:
组别
温度
时间/min
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
x
0.15
下列说法不正确的是
A.40min时,②中x=0.15
B.0~40min,NO2的降解百分数:①>②
C.由实验数据可知实验控制的温度:T1>T2
D.①组达到平衡时容器内物质的总物质的量为2.1mol
【答案】C
【分析】两组实验起始浓度相同,20min之前T2温度下甲烷变化量较大,因此T2下反应速率较快,T1<T2。
【解析】A.T1温度下,40min时反应达到平衡;T2温度高,反应速率快,40min时反应一定达到平衡,②中x=0.15,故A正确;B.0~40min,反应①消耗0.4mol甲烷,则同时消耗0.4mol NO2,NO2的降解百分数为 ;反应②消耗0.35mol甲烷,则同时消耗0.35mol NO2,NO2的降解百分数为,所以①>②,故B正确;C.反应②速率快,由实验数据可知实验控制的温度:T1<T2,故C错误;D.根据反应方程式CH4+NO2N2+CO2+2H2O,每1mol甲烷参加反应,气体总物质的量增加1mol,①组达到平衡时消耗0.4mol甲烷,容器内物质的总物质的量为(0.5+1.2+0.4)=2.1mol,故D正确;选 C。
1.(23-24高一下·江西抚州·期末)已知反应:D(s)+2A(g)B(g)+C(g)。温度T1时,向容积为2 L的密闭容器中加入D(足量)和A,发生反应;第15 min后,温度调整到T2(忽略调整温度时所用的时间),测得各时刻A的物质的量如下表所示,且反应中没有使用催化剂。下列说法错误的是
T1/℃
T2/℃
t/min
0
5 min
10 min
15 min
20 min
25 min
30 min
n/mol
2.00
1.50
1.25
1.15
1.00
0.95
0.93
A.0∼5 min,D的平均速率为0.05 mol/(L·min)
B.由表中数据可知T2>T1
C.可以利用混合气的平均相对分子质量不变,判断已达到平衡
D.20 min时,B的物质的量浓度为0.25 mol/L
【答案】A
【解析】A.物质D是固体物质,其浓度不变,因此不能使用D物质浓度变化表示反应速率,A错误;B.T1温度下,10~15 min,△n(A)=1.25 mol-1.15 mol=0.10 mo1,v(A)==0.010 mol/(L·min);在第15 min时,温度调整到T2,T2温度下,15~20 min中,△n(A)=1.15 mol-1.0 mol=0.15 mol,v(A)==0.0150 mol/(L·min);反应物浓度减小,但反应速率快,说明反应温度:T2>T1,B正确;C.反应在2 L恒容密闭容器中进行,气体的体积不变。D(s)+2A(g)B(g)+C(g),反应中D为固体,其余物质都是气体,气体的质量会发生改变,若平衡发生移动时,气体质量变化,若气体物质的量不变,当混合气的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,C正确;D.从反应开始至20 min时,A物质的物质的量减小1.00 mol,根据物质反应转化关系可知反应会生成0.5 mol B,由于容器的容积是2 L,故20 min时,B的物质的量浓度为c(B)==0.25 mol/L,D正确;故合理选项是A。
2.(23-24高一下·江西·期末)在一定温度下,密闭容器中发生反应:,下列说法正确的是
A.其他条件不变时,向反应体系中增加碳的量可增大化学反应速率
B.其他条件不变时,向反应体系中加入过量的碳,可以使全部转化为和
C.其他条件不变时,增大碳的表面积可增大化学反应速率
D.反应体系中和物质的量的比值不变时,说明该反应已达到平衡状态
【答案】C
【解析】A.碳为固体,反应体系中增加碳的量不影响化学反应速率,A错误;B.该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,不可能全部转化为和,B错误;C.其他条件不变时,增加碳的表面积可增大反应物的接触面积,从而加快化学反应速率,C正确;D.无论反应是否达到平衡状态,反应体系中和物质的量的比值都是,无法判断是否达到平衡状态,D错误;故答案为:C。
3.(23-24高一下·江西宜春·期末)用和催化合成乙烯的反应原理为:,向1L恒容密闭的催化反应器中充入和,测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是
A.容器内气体密度不变可以作为判断反应达到平衡状态的标志
B.生成乙烯的速率:M点一定大于N点
C.250℃时,反应5min后达到平衡状态,则5min内
D.升高温度,催化剂的催化效率降低
【答案】C
【解析】A.,m、V不变,密度不可以作为判断反应达到平衡状态的标志,A错误;B.温度升高使反应速率增大的程度与催化剂失去活性使反应速率减小的程度无法比较大小,则N点和M点生成乙烯速率快慢无法判断,B错误;C.根据题意,H2和CO2的投料比等于改反应的系数之比,则平衡是图示CO2平衡转化率50%,H2平衡转化率也为50%,故,C正确;D.250℃之前,温度升高,催化剂的催化效率升高,D错误;故选C。
4.(23-24高一下·江西宜春·期末)在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中,发生反应:,下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有个
①容器内温度不变②混合气体的密度不变③A的物质的量浓度不变④混合气体的平均相对分子质量不变⑤混合气体的压强不变⑥容器内B、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1⑦某时刻且不等于零⑧单位时间内生成nmol D,同时生成2nmol B
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】①该反应在绝热恒容容器中进行,任何化学反应都伴随着能量变化,即反应吸热或者放热,反应前后有温度的升高或降低,当温度不变时可判断反应达到平衡状态,①正确;②混合气体的密度等于混合气体的总质量与容器体积之比,体系为恒容体系,由于A为固体,根据质量守恒规律,建立平衡过程中气体的总质量增大,恒容容器中混合气体的密度增大,当密度不变时,反应达到平衡,②正确;③A为固体,反应过程中浓度保持恒定,A的浓度不变时不能判断反应达到平衡,③不正确;④A呈固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,混合气体分子总物质的量始终不变,混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时,表明反应达到平衡状态,④正确;⑤该反应前后气体分子数不变,建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变,由于是绝热容器,建立平衡过程中容器温度变化,混合气体压强发生变化,当混合气体压强不变时,表明反应达到平衡,⑤正确;⑥达到平衡时B、C、D的浓度保持不变,但不一定等于2∶1∶1,即不一定达到平衡状态,⑥不正确;⑦某时刻且不等于零,没有指明是正反应速率还是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,⑦不正确;⑧单位时间内生成nmol D一定消耗2nmol B,同时生成2nmol B,B的浓度不变时,表明反应达到平衡状态,⑧正确;综上,正确的是①②④⑤⑧,共5个;故答案选C。
5.(23-24高一下·江西宜春·期末)在催化剂表面的选择性催化还原NO的反应机理如下图所示(如)吸附在催化剂表面可表示为,Ea表示活化能)。
下列有关说法正确的是
A.该反应温度越高,反应速率越快
B.比NO更易被催化剂吸附
C.反应过程中有非极性键的断裂与极性键的形成
D.决定总反应速率的基元反应可表示为:
【答案】D
【解析】A.由图,NH3、NO与催化剂CuMn2O4结合的过程是放热的,温度高不利于结合,总反应不会温度越高反应速率越快,A错误;B.NO与催化剂CuMn2O4结合的过程放热更多,即结合后更稳定,NO比NH3更易被催化剂CuMn2O4吸附,B错误;C.反应过程中有极性键的断裂与非极性键的形成,C错误;D.NH3更不易被催化剂CuMn2O4吸附并产生H,是较慢的一步,为决定总反应速率的基元反应,D正确;本题选D。
6.(22-23高一下·江西南昌·期末)目前国际空间站处理废气涉及的反应为,下列关于该反应的说法错误的是
A.钌催化剂能加快该反应的速率
B.升高温度能加快该反应的速率
C.达到平衡时,能100%转化为
D.达到平衡时,反应速率:
【答案】C
【解析】A.钌催化剂能加快该反应的速率,A正确;B.升高温度可使反应速率加快,B正确;C.可逆反应的转化率均小于100%,C错误;D.达到平衡时,正逆反应均在进行且速率相等,D正确;故选C。
7.(22-23高一下·江西新余·期末)在体积都为2L的恒容容器中,200℃和T℃时,发生如下反应,A的物质的量浓度(单位:mol/L)随时间变化的有关实验数据见下表:
时间/min温度/℃
0
2
4
6
8
10
容器1
200
0.80
0.55
0.35
0.20
0.15
0.15
容器2
T
1.00
0.65
0.35
0.18
0.18
0.18
下列有关该反应的描述正确的是
A.在200℃时,6min内用B表示的化学反应速率为0.2mol/(L·min)
B.从表中可以看出T>200℃
C.T℃下,6min时反应刚好达到平衡状态
D.向容器1中通入氦气,容器中压强增大,可以加快反应速率
【答案】B
【解析】A.B是固体,不能用B的浓度变化表示化学反应速率,故A错误;B.根据表格数据,T℃时反应速率快,所以T>200℃,故B正确;C.根据表格数据,T℃下,可能6min前反应就达到平衡状态,故C错误;D.向容器1中通入氦气,反应体系的浓度不变,反应速率不变,故D错误;选B。
8.(22-23高一下·江西上犹·期末)盐酸跟过量的铁粉反应时,为减缓反应速率但不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的
①NaOH(s) ② ③ ④ ⑤NaCl(aq)
A.②③⑤ B.①②⑤ C.①②③ D.②④⑤
【答案】A
【分析】为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,应降低溶液中氢离子的浓度,而不影响氢离子的总的物质的量,据此进行分析。
【解析】①加入NaOH固体,NaOH会和盐酸反应,消耗氢离子,生成氢气的总量减少,①错误;②加入水,盐酸浓度降低,反应速率减小,氢离子总物质的量不变,生成氢气的总量不变,②正确;③加入CH3COONa固体生成弱酸:CH3COOH,H+浓度降低,反应速率减慢,但H+的总的物质的量不变,不影响生成氢气的总量,③正确;④加入NaNO3固体,NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能与铁粉反应生成NO和水,消耗了氢离子影响了生成氢气的总量,④错误;⑤因为NaCl(aq)不与盐酸或铁粉反应,加入NaCl(aq)相当于加水,盐酸浓度降低,反应速率减小,生成氢气的总量不变,⑤正确;综上所述,②③⑤正确;故选A。
9.(23-24高一下·江西宜春·期末)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:,经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,,以C表示的平均速率,下列说法正确的是
A.反应速率 B.该反应方程式中,
C.2min时,A的物质的量为1.5mol D.2min时,A的转化率为60%
【答案】C
【解析】A.由题意可知,2min时D的浓度为0.5mol/L,由方程式可知,B的反应速率为=0.125mol/(L·min),故A错误;B.由题意可知,2min时D的浓度为0.5mol/L,C的反应速率为0.25 mol/(L·min),由变化量之比等于化学计量数之比可得:0.5mol/L∶0.25mol/(L·min)×2min=x∶2,解得x=2,故B错误;C.设A、B的起始物质的量均为amol,由题意可知,2min时D的浓度为0.5mol/L,A、B的浓度之比为3:5,由方程式可得:(a-0.5×2×)∶(a-0.5×2×)=3∶5,解得a=3,则A的物质的量为(3-0.5×2×)mol=1.5mol,故C正确;D.2min时,A的转化率为×100%=50%,故D错误;故选C。
10.(23-24高一下·江西樟树·期末)某温度下,向2L恒容密闭容器中充入3molX(g)和2molY(s),发生反应,3.5min后反应达到平衡,此时测得,反应速率。下列说法错误的是
A.a=2
B.X的平衡转化率为70%
C.
D.内,随着反应的进行,容器内混合气体的密度逐渐增大
【答案】C
【解析】A.反应,3.5min后反应达到平衡,此时测得,,所以反应式中M和N的系数比为1:1,所以a=2;故A正确;B.该反应3.5min后反应达到平衡,此时测得,所以消耗了2.1mol的X,所以X的平衡转化率为,故B正确;C.不能用固体物质的浓度表示化学反应速率,故C错误;D.该反应为气体体积增大的反应,3.5min后反应达到平衡,所以内,随着反应的进行,容器内混合气体的密度逐渐增大,故D正确;故答案选C。
11.(23-24高一下·江西新余·期末)温度时,向容积为2L的密闭容器中加入A(足量)和B,发生反应,第15min时,温度调整到(忽略调整温度时所用的时间且反应中没有使用催化剂)。测得各时刻B的物质的量如下表所示。下列说法正确的是
t/min
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
n/mol
2.00
1.50
1.25
1.15
1.00
0.88
0.78
A.0~10min,用A表示该反应的平均化学反应速率为
B.混合气的密度保持不变时,无法判断反应是否达到平衡
C.由表中数据可知
D.若30min时反应达到平衡,B的转化率为39.0%
【答案】C
【解析】A.物质A是固体,不能用其浓度变化表示反应速率,故A错误;B.反应中A为固体,平衡发生移动时,气体质量变化,容器容积不变,当混合气的密度保持不变时,说明反应达到平衡状态,故B错误;C.T1温度下,10~15min,Δn(B)=1.25mol-1.15mol=0.10mol,第15min时,温度调整到T2,T2温度下,15~20min中,Δn(B)=1.15mol-1.0mol=0.15mol,随着反应的进行,反应物浓度降低,但是反应速率加快了,可知,故C正确;D.若30min时反应达到平衡,B的转化率为,故D错误;答案选C。
12.(23-24高一下·江西南昌·期末)氢气是极具发展潜力的清洁能源,氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1)氢化钠(NaH)是一种常用的储氢剂,请写出NaH的电子式 。
(2)H2和在一定条件下可合成甲醇是一个放热反应。将 和 H2充入体积为3L的恒温密闭容器中发生此反应。的物质的量随时间的变化如图中实线所示。
①其他条件不变,下列情况能说明反应已达平衡的是 (填字母,下同)。
A.体系的压强保持不变
B.混合物中的含量保持不变
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.单位时间体系内每减少 的同时生成
②观察图中实线,该反应在0~4min内的平均反应速率 mol/(L·min)(保留2位小数),比较b、c两点的正反应速率:b c(填“>”、“<”或“=”)。
③保持其他条件不变,小李同学在较高温度下完成该反应,H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。其他条件一定,关于该反应的说法正确的是 。
A.温度越高,H2的平衡转化率越大
B.温度越高,反应速率越快
C.温度越高,达到平衡时反应释放的热量越多
D.a点时,两种情况的瞬时速率相等
【答案】(1)
(2)AB 0.16 > B
【解析】(1)
NaH是离子化合物,由钠离子和H-通过离子键形成,电子式;(2)①A.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),反应前后计量数之和不相等,当体系的压强保持不变时,各组分的物质的量不变,证明反应平衡,A符合;B.混合物中的含量保持不变,即氢气的物质的量不再减小,说明反应达到平衡,B符合;C.恒容恒温密闭容器,容器中混合气体的总质量不变,体积不变,密度一直保持不变,无法证明反应平衡,C不符合;D.单位时间体系内每减少3molH2(g),同时生成1molH2O(g),都是指正反应方向速率,消耗H2O(g)的物质的量未知,无法知道是否平衡,D不符合;故答案选AB;②该反应在0~4min内消耗H2的物质的量为n(H2)=8mol-2.3mol=5.7mol,根据方程式可知生成CH3OH(g)的物质的量为n(CH3OH)=×5.7mol=1.9mol,CH3OH(g)平均反应速率为;b、c两点温度相同,图像显示b点氢气浓度比c浓度大,故两点的正反应速率b>c;③A.因为ΔH<0,放热反应,温度升高,平衡逆向移动,H2的平衡转化率越小,A错误;B.温度越高,活化分子浓度及百分数增大,活化分子碰撞机会越多,反应速率越快,B正确;C.温度升高,平衡逆向移动,反应物转化率低,故达到平衡时反应释放的热量变少,C错误;D.a点时,两种情况的浓度相等,但是温度不同,温度高的瞬时速率大,D错误;综上所述B正确;故答案为:AB;0.16;>;B。
13.(23-24高一下·江西宜春·期末)Ⅰ、任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应,化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。
(1)H2可用于工业合成氨气,已知拆开1molH—H、1molN≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ,形成1molN-H会放出能量391kJ,则在反应N2+3H22NH3中,每生成2molNH3放出热量 kJ。
(2)电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染,设计装置如图所示。
①正极的电极反应式为 。
②若11.2L(标准状况)SO2参与反应,则迁移H+的物质的量为 。
Ⅱ、已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(3)从反应开始到12s时,用A的浓度变化表示的反应速率为 。
(4)经测定,前4s内v(C)=0.05mol•L-1•s-1,则该反应的化学方程式为 。
(5)在密闭容器里,通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是___________(填字母)。
A.降低温度 B.加入催化剂 C.增大容器容积 D.减小容器容积
(6)反应达到平衡时,B的转化率是 。
(7)能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 。
①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB
②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC
③用A、B、C表示的反应速率之比为a:b:c
④混合气体的密度不再改变
⑤气体B的体积分数不变
⑥混合气体的质量不再改变
【答案】(1)92
(2) 1mol
(3)0.05mol•L-1•s-1
(4)3A(g)+ B(g) 2C(g)
(5)AC
(6)40%
(7)②⑤
【解析】(1)根据反应热=反应物键能和-生成物键能和,则反应,该反应为放热反应,每生成2molNH3放出92kJ,故答案为:92。
(2)①过氧化氢具有强氧化性,过氧化氢吸收SO2生成硫酸根离子和水,二氧化硫发生氧化反应,则石墨1为负极,石墨2为正极,过氧化氢得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为:;②若11.2L(标准状况为0.5mol)SO2参与反应,二氧化硫中硫化合价由+4变为+6,转移电子0.5mol×2=1.0mol,则迁移H+的物质的量为1mol。
(3)从反应开始到12s,反应达到平衡,0-12s内,A物质的浓度变化量为0.6mol/L,则用A表示的反应速率为v(A)=。
(4)平衡时B的浓度变化量为0.2mol/L,则A与B的系数之比为3:1;物质的化学计量数之比等于反应速率之比,前4s内v(A)=0.075mol·L-1·s-1,同时根据前4s内A、C的速率之比可知,A与C的系数之比为3:2,则该反应的化学方程式为3A+B2C。
(5)A.降低温度,反应速率减小,A正确;B.加入合适的催化剂,反应速率增大,B错误;C.增大容器容积,反应物和生成物的浓度均减小,反应速率减小,C正确;D.减小容器容积,反应物和生成物的浓度均增大,反应速率增大,D错误;故答案选AC。
(6)从图中可知,12s时反应达到平衡,此时消耗B的浓度为0.2mol/L,则达到平衡时B的转化率为=40%。
(7)①单位时间内生成a mol A的同时生成b mol B,两者均表示逆反应速率,无论是否达到平衡,该情况始终成立,①错误;②单位时间内生成a mol A的同时生成c mol C,生成a mol A的同时消耗c mol C,则C的生成速率和消耗速率相同,反应达到平衡,②正确;③物质的反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡,A、B、C的反应速率之比始终为a:b:c,③错误;④该反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和产物均为气体,无论是否达到平衡,混合气体的密度始终不变,④错误;⑤随着反应进行气体B的体积分数不断变化,当气体B的体积分数不变,说明反应达到平衡,⑤正确;⑥反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和产物均为气体,无论是否达到平衡,混合气体的质量不变,⑥错误;故答案选②⑤。
14.(22-23高一下·江西·期末)近日,科学家开发钢基掺杂锌催化剂[]提高乙炔加氢制备乙烯的活性。
反应1: ;
反应2: 。
回答下列问题:
(1)已知:① ;
② ;
③ ;
④ ;
。化学上,曾用“热值”表示单位质量可燃物完全燃烧时政出热量的多少,下列四种可燃物中,热值最大的是 (填字母,下同)。
A. B. C. D.
(2)在恒容密闭容器中发生反应1: 。仅改变下列一个条件,能提高反应速率的是___________。
A.加入高效催化剂 B.增大氯气浓度 C.降低反应温度 D.充入惰性气体
(3)向恒温、恒容反应容器中充入和,同时发生反应1和反应2.下列情况能表明化学反应一定达到平衡状态的是___________。
A.容器内气体密度不随时间变化 B.容器内气体总压强不随时间变化
C.含碳分子的总浓度不随时间变化 D.容器内
(4)100℃下,在2L恒容反应器中充入和制备,实验测得单位时间内乙炔的转化率、乙烷的选择性[乙烷的选择性,即乙烷的物质的量与乙炔转化量之比]与中n值关系如图1所示,
中n最佳值为 。若在10min内乙炔转化率为80%,乙烷选择性为4%,则生成乙烯的反应速率为 。
(5)一定条件下,向密闭容器中充入和仅发生反应1,图2表示压强为0.1MPa和5.0MPa下的平衡转化率随温度的变化关系。
已知:相同温度下,压强增大,乙炔的平衡转化率增大。
①甲曲线代表的压强为 。乙曲线a点对应的平衡转化率为 %(保留3位有效数字)。
②根据图像可知,压强相同,随着温度升高,乙炔的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)乙烷—空气碱性燃料电池的能量转化率较高。下列叙述正确的是___________。
A.在正极上充入乙烷,负极上发生氧化反应
B.电池放电时,向负极迁移
C.负极反应式为
D.正极消耗11.2L(标准状况)气体时转移1mol电子
【答案】(1)-174.4 D
(2)AB
(3)B
(4)0.2 0.0384或
(5)5.0MPa 44.4 减小
(6)BC
【解析】(1)根据盖斯定律可知,①+④-②得目标反应1:。由计算可知,单位质量的、、和中完全燃烧放出热量最多的是。
(2)加入催化剂,能提高反应速率,A项正确;增大氨气浓度,反应速率增大,B项正确;降低温度,反应速率减小,C项错误;充入惰性气体,反应速率不变,D项错误。
(3)气体总质量不变,故密度始终不变,A项错误:恒温恒容条件下,压强不变时说明反应达到平衡,B项正确;乙炔与氢气生成乙烯、乙烷,含碳分子总数始终相等,C项错误;乙烯、乙炔浓度相等与平衡没有必然联系,D项错误。
(4)从图1看出,乙炔的转化率最高,乙烷的选择性较低的n最佳值为0.2.。
(5)相同温度下,增大压强,乙炔的平衡转化率增大,故甲曲线代表的压强为5.0MPa.乙曲线代表的压强为0.1MPa。
氢气的平衡转化率。
(6)正极上充入氧气,A项错误;电池放电时,阴离子向负极迁移,B项正确;负极发生氧化反应,生成碳酸根离子,C项正确;正极上被还原:,参与反应时转移2mol电子,D项错误,故选BC。
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