内容正文:
专题03 化学反应的速率与限度
内容概览
考向1 化学反应速率的表示、计算和比较
考向2 化学反应速率的影响因素
考向3 实验探究影响化学反应速率的因素
考向4 化学平衡状态的建立和特征、判断
考向5 化学反应速率、平衡图像问题
考向6 有关化学反应速率和化学平衡的计算
考向1 放热反应和吸热反应的判断
1.(23-24高一下·绵阳·期末)某温度下,在2L密闭容器中投入A和B,发生反应:,12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.方程式中
B.0~12s内容器内压强随反应进行而减小
C.当A和B的物质的量之比为2∶3时反应达化学平衡
D.0~2s内,D的平均反应速率为
2.(23-24高一下·乐山·期末)一定温度下,容积为的恒容密闭容器中发生气相反应,反应物和生成物的物质的量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.内,
C.时,正逆反应速率均为0
D.时,Y的转化率为50%
3.(23-24高一下·成都·期末)500℃时,将一定量的SO2和O2充入含有催化剂的恒容密闭容器中,二者充分反应,用气体传感器测得各组分的浓度如下表所示:
反应时间/s
0
10
20
30
40
50
60
c(SO2)/(mol/L)
10
7
5
3.5
2
1
1
c(O2)/(mol/L)
5
3.5
2.5
1.75
1
0.5
0.5
c(SO3)/(mol/L)
0
5
6.5
8
9
9
下列说法错误的是
A.x=3
B.0~20s内,
C.若容器内气体的密度不再改变,则表明该反应达到平衡
D.平衡时,SO2的转化率为90%
4.(23-24高一下·泸州·期末)在2L容器中发生与相互转化的反应,保持温度不变,与的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法错误的是
A.图中X表示的变化曲线
B.正反应为
C.4min时正逆反应的速率相等
D.0~4min内用X表示的平均反应速率为
考向2 化学反应速率的影响因素
5.(23-24高一下·宜宾·期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.增大压强一定能加快化学反应速率
B.固体的表面积是影响某些化学反应速率的外界条件之一
C.决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
D.实际生产生活中,化学反应速率越快越好
6.(23-24高一下·眉山·期末)下列措施中,不能加快相应化学反应速率的是
A.铁与稀硫酸反应制时,将稀硫酸改成浓硫酸
B.溶液与稀溶液反应时,适当升高温度
C.双氧水分解制时,加入几滴溶液
D.碳酸钙与稀盐酸反应制时,粉碎固体
7.(23-24高一下·自贡·期末)工业合成氨时,既要使原料的转化率增大,又要使反应速率加快,可采取的办法是
①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤及时从平衡混合气体中分离出
A.③④⑤ B.②⑤ C.② D.②③
考向3 实验探究影响化学反应速率的因素
8.(23-24高一下·成都外国语学校·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.(23-24高一下·成都·期末)硫代硫酸钠俗称大苏打、海波,广泛应用于照相定影等领域。某小组同学利用控制变量法探究影响溶液与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验。下列说法错误的是
实验序号
温度/℃
溶液
稀硫酸
溶液出现浑浊所需时间/s
V/mL
V/mL
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
10.0
0.10
5.0
0.50
5.0
3
20
10.0
0.10
5.0
0.50
A.实验1和3为探究硫酸浓度对反应速率的影响,
B.实验1和2为探究温度对反应速率的影响
C.溶液出现浑浊所需时间:
D.若将水换成溶液,对实验结果无影响
10.(23-24高一下·成都石室中学·期末)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应,探究影响化学反应速率的因素(反应方程式为Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S↓+ SO2↑+ H2O),设计了如表系列实验。下列说法不正确的是
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3
稀硫酸
H2O
反应停止所需时间
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
1
20
20.0
0.10
20.0
0.50
0
t1
2
40
20.0
0.10
20.0
0.50
0
t2
3
20
V1
0.10
8.0
0.50
V2
t3
A.设计该实验的基本原理为控制变量法
B.实验1和2可探究温度对反应速率的影响,可根据理论预测出t1>t2
C.若用实验1和3探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,则需V1=20.0,V2=12.0
D.若实验1不再产生沉淀的时间为5min,则v(H+) = 0.05mol·L-1·min-1
考向4 化学平衡状态的建立和特征、判断
11.(23-24高一下·巴中·期末)工业上合成氨的反应为,下列说法正确的是
A.温度越高,反应速率越快,生产上温度越高越好
B.使用合适的催化剂,可使转化完全
C.达到平衡时,反应速率,反应结束
D.可以通过调控反应条件,提高反应正向进行的程度
12.(23-24高一下·成都·期末)工业制硫酸中的一步重要反应是在400-500℃下的催化氧化:,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中错误的是
A.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,不可能100%转化为
C.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
D.达到平衡时,的浓度与的浓度一定相等
13.(23-24高一下·达州·期末)工业制备硫酸的一步重要反应是,其反应过程的能量变化如图。下列说法中正确的是
A.当正反应速率与逆反应速率均为零时,达平衡状态
B.控制反应在进行,可实现完全转化
C.使用催化剂可增大化学反应速率,提高生产效率
D.断开中的化学键放出的能量小于形成中的化学键所吸收的能量
14.(23-24高一下·成都石室中学·期末)在恒温恒容密闭容器中,发生反应,下列能说明反应已达到平衡状态的是
①混合气体的压强不再变化 ②混合气体的密度不再变化 ③混合气体平均相对分子质量不再发生变化 ④、CO、物质的量之比为1:1:1的时刻 ⑤化学反应速率关系为v正(H2O)=v逆(CO) ⑥化学反应速率关系为v正(H2O)=v正(H2)
A.①②③⑤ B.①②⑥ C.②③⑤⑥ D.①③④⑤⑥
考向5 化学反应速率、平衡图像问题
15.(23-24高一下·眉山·期末)容积为的密闭容器内,时反应体系中,随时间的变化如表:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
下列说法错误的是
A.图中表示的变化的曲线是a
B.用表示从内该反应的平均速率
C.到达平衡时,的转化率为
D.,说明该反应已达到平衡状态
16.(23-24高一下·乐山·期末)和催化合成乙烯的反应原理为:,向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.M点
B.N点,减小容器体积加压,和都增大
C.生成乙烯的速率:M点一定大于N点
D.升高温度,催化剂的催化效率降低
17.(23-24高一下·自贡·期末)向恒容密闭容器中充入气体,测得反应过程中三种气体的物质的量浓度与时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式为:
B.加足量的,可使完全反应
C.该反应达到平衡时,每消耗的同时,有生成
D.该反应达到最大限度时,反应仍在进行
考向6 有关化学反应速率和化学平衡的计算
18.(23-24高一下·成都树德中学·期末)肼()是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入,一定条件下体系中存在以下平衡:
I.
Ⅱ.
不同温度下达到平衡时,均几乎完全分解,分解产物的物质的量如图。下列说法正确的是
A.曲线a对应的物质是
B.低于M点对应温度时,以反应Ⅰ为主
C.体系中还存在
D.N点时,体系内为3:4
19.(23-24高一下·成都·期末)一定温度下,在2L恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量(n)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.0~2min内,
C.当混合气体密度不再发生改变,说明该反应已达平衡
D.该反应中X的转化率可达到100%
20.(23-24高一下·遂宁·期末)向恒温恒容密闭容器中通入和,发生反应,反应达到平衡状态,测得平衡时体积分数为20%。下列说法正确的是
A.CO和的平衡转化率均为60%
B.
C.混合气体的平均相对分子质量始终保持不变
D.若保持不变,可判断该反应已达到平衡状态
选C。
1.(23-24高一下·达州·期末)下列措施可减慢化学反应速率的是
A.葡萄糖转化为乙醇时,加入酒化酶
B.在糕点、月饼等食品的包装袋内放置除氧剂
C.煤燃烧时,向炉膛里鼓风,并用煤粉代替煤块
D.向铁屑与稀硫酸反应的溶液中加几滴CuSO4溶液
2.(23-24高一下·绵阳·期末)在不同条件下,用O2氧化一定浓度FeCl2溶液的过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是
A.内,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
C.由曲线①和③可知,温度越高,Fe2+的氧化速率越快
D.由曲线②和③可知,pH越大,Fe2+的氧化速率越快
3.(23-24高一下·成都·期末)苯和液溴反应进程中的能量变化如图所示。
已知:①断裂化学键所需要的能量(kJ/mol):
C−H
C−Br
Br−Br(g)
H−Br(g)
413
276
194
366
②
③
下列叙述正确的是
A.该反应为放热反应,ΔH=-55 kJ/mol
B.第一步是该反应的决速步骤
C.该反应的原子利用率约为 88%
D.可用NaOH溶液除去溴苯中混有的Br2
4.(23-24高一下·成都树德中学·期末)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g),发生如下反应:
反应②和③的速率方程分别为和,其中、分别为反应②和③的速率常数、反应③的活化能大于反应②,测得W(g)的浓度随时间的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
下列说法正确的是
A.内,W的平均反应速率为
B.若升高温度,平衡时减小
C.若,平衡时
D.若增大容器容积,平衡时Y的产率增大
5.(23-24高一下·眉山·期末)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是
A.Ⅰ中试管内的反应,体现的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象 D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
6.(23-24高一下·内江·期末)一定条件下,将3 mol M气体和1 mol N气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生反应:。2 min末该反应达到化学平衡状态,生成Q的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断错误的是
A.平衡时P的物质的量浓度为0.8 mol/L
B.反应过程中M和N的转化率相等
C.在0~2 min内,用Q表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min)
D.平衡时与起始时体系的压强相等
7.(23-24高一下·宜宾·期末)足量CaCO3粉末与100mL某浓度的稀盐酸反应,生成CO2的体积随时间变化关系如图所示。(CO2的体积已按标准状况折算,忽略溶液体积变化)
回答下列问题:
(1)CaCO3与稀盐酸反应的离子方程式是 。
(2)AB段,用HCl表示的平均反应速率是 mol/(L·min)。
(3)导致AB段反应速率加快的主要原因是 ,BC段反应速率减慢的原因是 。
(4)原稀盐酸中,c(HCl)= mol/L。
8.(23-24高一下·绵阳·期末)氮氧化物、均会对环境产生影响。
(1)用活性炭还原氮氧化物,可防止空气污染。向2L真空密闭容器中加入固体活性炭(无杂质,足量)和NO,在三种不同条件下发生反应:,NO物质的量变化如下表所示。
0
10
20
30
40
50
实验1/℃
2.00
1.60
1.30
1.10
1.00
1.00
实验2/℃
2.00
1.40
1.00
x
1.00
1.00
实验3/℃
2.00
1.58
1.26
1.04
1.04
1.04
①汽车尾气中常含有NO的原因是 (用方程式表示)。
②根据表格数据,可得实验2中0~20minNO的平均反应速率为 。
③10min时,NO的转化率,实验1 实验2(填“>”“<”或“=”)。
④若实验1与实验3控制的条件仅仅是温度不同,则 (填“>”“<”或“=”)。
⑤关于上述实验,下列说法正确的是 (填选项符号)。
a.与实验1相比,实验2可能改变了固体活性炭的用量
b.实验2,x数值为1.00
c.相同条件下,充入He(g)使压强增大,反应速率增大
d.容器中气体的密度不随时间变化时反应达平衡
(2)甲烷的转化与利用对环境和能源具有重要意义。一种将和反应转化为合成气(和CO)的原理如图所示:
①整个反应过程中ZnO作 。
②11.2L(标况下)通过以上两步反应最多可制得的物质的量为 。
9.(23-24高一下·成都·期末)能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。
Ⅰ.在一定温度下,在2L的恒容密闭容器中充入2molCO和发生反应:,测得CO(g)和的物质的量变化如图所示:
(1)时, (填“>”“<”或“=”)。
(2)从反应开始至达到平衡时,以表示该反应的化学反应速率: ,CO的转化率为 。
(3)下列措施能增大反应速率的是_______(填标号)。
A.升高温度 B.温度、体积不变,通入氦气 C.减小的浓度 D.加入合适的催化剂
(4)下列能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。
A.消耗的同时生成:
B.恒容密闭容器中压强保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.容器内气体的浓度
Ⅱ.某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠()与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素,设计了如下表系列实验:
序号
溶液
溶液
蒸馏水
温度
变浑浊时间/s
①
10mL
10mL
0mL
20℃
②
10mL
10mL
0mL
40℃
③
10mL
5mL
VmL
20℃
④
10mL
7mL
3mL
30℃
已知:。
(5)实验 (填序号)可探究温度对反应速率的影响。
(6)若用实验①③探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则 , (填“>”“<”或“=”)。
10.(23-24高一下·成都·期末)某温度时,在一个2 L的密闭容器中发生N2和H2合成氨的反应,三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。回答下列问题:
(1)图中Z代表的物质的电子式为 ;实验室用两种固体加热制备气体Z的化学方程式为 。
(2)反应开始至2 min时, 。
(3)下列能说明反应一定已达平衡的是___________(填标号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.混合气体的总质量不再变化
C.混合气体的分子总数不再变化 D.
(4)下列说法错误的是___________(填标号)。
A.保持容器压强不变,充入一定量氦气,会减小反应速率
B.加入高效催化剂,可以增大反应速率,提高生产效率
C.升高温度,分解速率减小
D.保持容器容积不变,充入一定量氦气,能增大反应速率
11.(23-24高一下·达州·期末)通过化学方法调控化学反应的速率与限度,科学利用化学反应中的能量变化,对于人类生产、生活及环境保护等具有重要意义。回答下列问题:
(1)一定条件下的恒容密闭容器中,发生可逆反应:充入与各,其中的物质的量随时间的变化曲线如图甲所示。
①内,用表示的平均反应速率为 的平衡转化率为 。
②下列描述能说明合成氨的反应已达平衡状态的是 (填选项字母)。
A.混合气体的密度保持不变
B.的质量分数保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗,同时消耗
(2)一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池工作原理示意如图乙:
①则电极B是 (填“正极”或“负极”),电极A的电极反应式为 。
②若外电路转移电子,则该燃料电池理论上消耗的体积为 (换算成标准状况下)。
12.(23-24高一下·凉山·期末)S及其化合物运用广泛,某化学兴趣小组的同学设计了如下一系列实验:
(1)实验室用溶液与溶液反应探究外界条件的改变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/mL
温度/℃
溶液出现浑浊的时间/s
溶液
水
1
2.0
0.0
2.0
25
2
1.0
V
2.0
25
①请写出该原理的离子反应方程式 。
②对比实验1和2来探究浓度对化学反应速率的影响,则 ,根据实验现象(),可得结论 。
(2)从下图选择合适装置依次验证的漂白性、酸性、氧化性,所选装置分别为 (填字母序号);写出与溶液反应的化学方程式 。
(3)利用下图装置可探究与的反应。
①写出A中反应的化学方程式 。
②D装置的作用是 。
③某同学认为与反应除生成和外,还有生成,为检验是否有生成,他们设计了如下实验方案。
上述方案(“合理”或“不合理”) ,理由 。
④取适量C中完全变白的固体于试管中加水配成溶液,滴加过量溶液,产生白色沉淀,过滤,取沉淀于试管中滴加过量盐酸,沉淀部分溶解并产生气泡,说明C中生成物含有的阴离子为 (写化学式)。
13.(23-24高一下·内江·期末)我国政府向全世界郑重承诺,力争在2060年前实现碳中和。
(1)以生产甲醇是实现“碳中和”的重要途径。其原理是。
①上述反应的能量变化如图,该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②恒容容器中,对于上述反应,保持其他条件不变,下列措施能加快反应速率的是 (填字母标号)。
a.升高温度 b.加入合适的催化剂 c.充入He d.不断分离出产物
③在温度相同、容积不变的条件下,下列情况能说明该反应已达化学平衡状态的是 (填字母标号)。
a.、均保持不变
b.的消耗速率与的消耗速率相等
c.
d.气体平均相对分子质量不变
(2)一定温度下,在2 L密闭容器中,某反应所涉物质M、N的物质的量(二者均为气体)随时间变化的曲线如图所示:
①该反应的化学方程式为 。
②时刻M的转化率为 ;时刻, (填“>”“=”或“<”)。
③化学反应的快慢程度也可用单位时间内某物质的量的变化来表示,则时段内用M表示的化学反应速率为 mol/min。
④平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为 。
14.(23-24高一下·绵阳·期末)汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理与利用是各国研究的热点。
(1)已知断裂1molN≡N、H-H、N-H分别需要吸收945kJ、436kJ、391kJ的能量,在一定条件下消耗了1molN2和3molH2生成2molNH3,该过程会 (填“吸收”或“释放”) kJ的能量。
(2)汽车排气管内安装的催化转化器可处理尾气的主要污染物(NO和CO),发生反应:2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)。某实验小组在200℃、5L恒容密闭容器中充入等物质的量的CO与NO模拟该过程,NO的物质的量随时间变化如表所示。
t/s
0
10
20
30
40
50
n(NO)/mol
0.40
0.35
0.31
0.30
0.30
0.30
①下列能判断该反应达到化学平衡状态的是 (填序号)。
A.反应速率v(NO)=v(CO) B.混合气体的压强不再改变
C. 混合气体中NO的物质的量分数保持不变 D. 混合气体的密度不再改变
②10s-20s内用N2表示该反应的平均反应速率为 。
③该条件下,CO的最大转化率为 ,平衡时,CO2的体积分数为 %(保留一位小数)。
④下列措施一定能增大该反应速率的是 (填序号)。
A.适当升高温度 B.充入Ne
C.适当减小容器的容积 D.及时分离出CO2、N2
(3)CO2是一种能引起温室效应的气体,有一种室温下“可呼吸”的Na-CO2电池装置可吸收一定量的CO2,装置如图所示,电池的总反应为3CO2+4Na=2Na2CO3+C。
①电极a为 极(填“正”或“负”)。
②电极b发生的电极反应为 。
(3)电极a失去电子发生氧化反应产生钠离子,为负极;电极b二氧化碳得电子发生还原反应产生C,发生的电极反应为3CO2+4e-=2+C。
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专题03 化学反应的速率与限度
内容概览
考向1 化学反应速率的表示、计算和比较
考向2 化学反应速率的影响因素
考向3 实验探究影响化学反应速率的因素
考向4 化学平衡状态的建立和特征、判断
考向5 化学反应速率、平衡图像问题
考向6 有关化学反应速率和化学平衡的计算
考向1 放热反应和吸热反应的判断
1.(23-24高一下·绵阳·期末)某温度下,在2L密闭容器中投入A和B,发生反应:,12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.方程式中
B.0~12s内容器内压强随反应进行而减小
C.当A和B的物质的量之比为2∶3时反应达化学平衡
D.0~2s内,D的平均反应速率为
【答案】C
【详解】A.12s时生成C的物质的量为0.8mol,C的浓度增加0.4mol/L,B的物质的量浓度减小0.2mol/L,△c(B)∶△c(C)= 0.2∶0.4=1∶2,浓度的变化量比等于系数比,则方程式中c=2,故A错误;
B.0~12s内反应向着正反应方向进行,反应正向是气体物质的量不变的反应,则容器内压强随反应进行而不变,故B错误;
C.由图可知,12s之后A和B的浓度不再发生变化,反应达到平衡,此时A和B的物质的量之比为2∶3,故C正确;
D.0~2s内,A的物质的量浓度减小0.8-0.5=0.3mol/L,A的平均反应速率为,根据反应速率之比等于系数比,D的平均反应速率为,故D错误;
故选C。
2.(23-24高一下·乐山·期末)一定温度下,容积为的恒容密闭容器中发生气相反应,反应物和生成物的物质的量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.内,
C.时,正逆反应速率均为0
D.时,Y的转化率为50%
【答案】B
【详解】A.反应中X的物质的量从0逐渐增大至不变,Y、Z的物质的量从最大逐渐减小至不变,所以X为生成物,Y、Z为反应物且反应为可逆反应,从开始到四分钟平衡,Y、Z、X的物质的量的变化量分别为6-2=4mol、4-2=2mol、4mol,所以该反应的化学方程式为,故A错误;
B.内,X的物质的量的变化量为2mol,,故B正确;
C.时反应达到动态平衡,正、逆反应速率相等,但不为零,故C错误;
D.时,转化的Y的物质的量为6-2=4mol,则Y的转化率为,故D错误;
故答案为:B。
3.(23-24高一下·成都·期末)500℃时,将一定量的SO2和O2充入含有催化剂的恒容密闭容器中,二者充分反应,用气体传感器测得各组分的浓度如下表所示:
反应时间/s
0
10
20
30
40
50
60
c(SO2)/(mol/L)
10
7
5
3.5
2
1
1
c(O2)/(mol/L)
5
3.5
2.5
1.75
1
0.5
0.5
c(SO3)/(mol/L)
0
5
6.5
8
9
9
下列说法错误的是
A.x=3
B.0~20s内,
C.若容器内气体的密度不再改变,则表明该反应达到平衡
D.平衡时,SO2的转化率为90%
【答案】C
【详解】A.由反应方程式:,0~10s内∆c(SO2)=3 mol/L,由变化的浓度之比等于系数比,则∆c(SO2)= ∆c(SO3)=3 mol/L,x=3,A正确;
B.0~20s内,,B正确;
C.气体的总质量不变,恒容密闭容器中体积不变,则气体的密度一直不变,不能表明该反应达到平衡,C错误;
D.平衡时,SO2的转化率为90%,D正确;
故选C。
4.(23-24高一下·泸州·期末)在2L容器中发生与相互转化的反应,保持温度不变,与的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法错误的是
A.图中X表示的变化曲线
B.正反应为
C.4min时正逆反应的速率相等
D.0~4min内用X表示的平均反应速率为
【答案】C
【分析】由图可知,0~8min时,X减少0.6mol,Y增加0.3mol,故X为NO2,Y为N2O4,正向反应为,由此分析回答;
【详解】A.由分析可知,图中X表示的变化曲线,A正确;
B.由分析可知,正反应为,B正确;
C.由图像可知,4min时,反应未达到平衡状态,正逆反应速率不相等,C错误;
D.0~4min内用X表示的平均反应速率为,D正确;
故选C。
考向2 化学反应速率的影响因素
5.(23-24高一下·宜宾·期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.增大压强一定能加快化学反应速率
B.固体的表面积是影响某些化学反应速率的外界条件之一
C.决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
D.实际生产生活中,化学反应速率越快越好
【答案】B
【详解】A.增大压强,如没有气体参加反应,则不能加快化学反应速率,如酸碱中和反应增大压强对反应速率无影响,故A错误;
B.增大固体的表面积可加快反应速率,是影响某些化学反应速率的外界条件之一,故B正确;
C.物质本身的性质决定化学反应速率,外界因素只是影响因素,故C错误;
D.实际生产生活中,需考虑生产成本以及安全,化学反应速率不是越快越好,故D错误;
故选B。
6.(23-24高一下·眉山·期末)下列措施中,不能加快相应化学反应速率的是
A.铁与稀硫酸反应制时,将稀硫酸改成浓硫酸
B.溶液与稀溶液反应时,适当升高温度
C.双氧水分解制时,加入几滴溶液
D.碳酸钙与稀盐酸反应制时,粉碎固体
【答案】A
【详解】A.与稀硫酸的化学性质有所不同,98%的浓硫酸具有强氧化性,与铁片常温下会发生钝化,不会产生氢气,也不能加快反应速率,A符合题意;
B.溶液与稀溶液反应时,适当升高温度,可增大分子间有效碰撞的次数,从而加快反应速率,B不符合题意;
C.双氧水分解制O2时,加入几滴FeCl3溶液,由于FeCl3是双氧水分解的催化剂,所以可加快反应速率,C不符合题意;
D.碳酸钙与稀盐酸反应制CO2时,粉碎固体,增大反应接触面积,可以加快反应速率,D不符合题意;
故答案选A。
7.(23-24高一下·自贡·期末)工业合成氨时,既要使原料的转化率增大,又要使反应速率加快,可采取的办法是
①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤及时从平衡混合气体中分离出
A.③④⑤ B.②⑤ C.② D.②③
【答案】C
【详解】合成氨的方程式为 ,在反应后气体体积减小,压强减小,该反应是放热反应,据此回答;
①减压使平衡逆反应方向移动,且反应速率减慢,故①错误;
②加压使平衡正反应方向移动,且反应速率加快,故②正确;
③升温虽然可以加快反应速率,但是使平衡向逆反应方向移动,故③错误;
④降温虽然平衡向合成氨方向移动,但是减少单位体积内的活化分子数,有效碰撞减少,反应速率减慢,故④错误;
⑤及时从平衡混合气体中分离出 NH3,虽然生成物的浓度减小,反应向正反应方向移动,但是达到新平衡后,气体浓度都比原来平衡小,所以速率慢,故⑤错误;
故选C。
考向3 实验探究影响化学反应速率的因素
8.(23-24高一下·成都外国语学校·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
【详解】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.(23-24高一下·成都·期末)硫代硫酸钠俗称大苏打、海波,广泛应用于照相定影等领域。某小组同学利用控制变量法探究影响溶液与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验。下列说法错误的是
实验序号
温度/℃
溶液
稀硫酸
溶液出现浑浊所需时间/s
V/mL
V/mL
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
10.0
0.10
5.0
0.50
5.0
3
20
10.0
0.10
5.0
0.50
A.实验1和3为探究硫酸浓度对反应速率的影响,
B.实验1和2为探究温度对反应速率的影响
C.溶液出现浑浊所需时间:
D.若将水换成溶液,对实验结果无影响
【答案】B
【分析】该实验目的为探究影响溶液与稀硫酸反应速率的因素,实验原理为在其他条件相同时,改变影响反应速率的一个条件的研究方法。
【详解】A.实验1和3温度相同,为探究硫酸浓度对反应速率的影响,需要溶液浓度相同,则混合后溶液总体积相同,实验1总体积为20mL,故实验3中,A正确;
B.实验1和2为探究温度对反应速率的影响,则需要溶液浓度相同、硫酸浓度相同,而实验1和实验2硫酸浓度不相同,B错误;
C.实验1和实验3温度相同,溶液浓度相同、硫酸浓度不同,实验3中硫酸浓度较小,反应速率较慢,故溶液出现浑浊所需时间较长,即,C正确;
D.该实验反应原理为,用于水产生的对实验无影响,故若将水换成溶液,对实验结果无影响,D正确;
答案选B。
10.(23-24高一下·成都石室中学·期末)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应,探究影响化学反应速率的因素(反应方程式为Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S↓+ SO2↑+ H2O),设计了如表系列实验。下列说法不正确的是
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3
稀硫酸
H2O
反应停止所需时间
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
1
20
20.0
0.10
20.0
0.50
0
t1
2
40
20.0
0.10
20.0
0.50
0
t2
3
20
V1
0.10
8.0
0.50
V2
t3
A.设计该实验的基本原理为控制变量法
B.实验1和2可探究温度对反应速率的影响,可根据理论预测出t1>t2
C.若用实验1和3探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,则需V1=20.0,V2=12.0
D.若实验1不再产生沉淀的时间为5min,则v(H+) = 0.05mol·L-1·min-1
【答案】D
【详解】A.从表中数据看,实验1、2应为探究温度对反应速率的影响,实验1、3应为探究浓度对反应速率的影响,所以设计该实验的基本原理为控制变量法,A正确;
B.实验1和2的温度不同,则各物质的浓度分别相同,所以可探究温度对反应速率的影响,升高温度,反应速率加快,可根据理论预测出t1>t2,B正确;
C.实验1、3的温度相同,若用实验1和3探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,则需Na2S2O3的浓度相等,稀硫酸的浓度不同,且溶液的总体积相等,则V1=20.0,V2=12.0,C正确;
D.实验1中加入0.02L×0.1mol/L=0.002mol Na2S2O3、0.02L×0.5mol/L=0.01mol硫酸,结合反应化学方程式可知,反应中硫酸过量、硫代硫酸钠完全反应,若实验1不再产生沉淀的时间为5min,则 v(H+)=2v(Na2S2O3)= =0.02mol⋅L−1⋅min−1,D错误;
故选D。
考向4 化学平衡状态的建立和特征、判断
11.(23-24高一下·巴中·期末)工业上合成氨的反应为,下列说法正确的是
A.温度越高,反应速率越快,生产上温度越高越好
B.使用合适的催化剂,可使转化完全
C.达到平衡时,反应速率,反应结束
D.可以通过调控反应条件,提高反应正向进行的程度
【答案】D
【详解】A.温度越高,反应速率越快,生产上温度越高能耗越高,成本越高,温度过高催化剂可能失活,A错误;
B.该反应为可逆反应,不能进行完全,催化剂只能加快反应速率不能使平衡移动,不能使转化完全,B错误;
C.达到平衡时,反应速率,反应处于动态平衡,并未结束,C错误;
D.可以通过调控反应条件,促进平衡正向移动,提高反应正向进行的程度,D正确;
故选D。
12.(23-24高一下·成都·期末)工业制硫酸中的一步重要反应是在400-500℃下的催化氧化:,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中错误的是
A.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,不可能100%转化为
C.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
D.达到平衡时,的浓度与的浓度一定相等
【答案】D
【详解】A.催化剂可加快反应速率,缩短生产时间,则提高生产效率,A正确;
B.该反应为可逆反应,则SO2不可能100%的转化为SO3,B正确;
C.通过调控反应条件,可使平衡正向移动,如增大压强,增大氧气浓度等措施,可以提高反应进行的程度,C正确;
D.平衡时,各物质的物质的量浓度不变,浓度是否相等,与起始量、转化率有关,D错误;
故选:D。
13.(23-24高一下·达州·期末)工业制备硫酸的一步重要反应是,其反应过程的能量变化如图。下列说法中正确的是
A.当正反应速率与逆反应速率均为零时,达平衡状态
B.控制反应在进行,可实现完全转化
C.使用催化剂可增大化学反应速率,提高生产效率
D.断开中的化学键放出的能量小于形成中的化学键所吸收的能量
【答案】C
【详解】A.可逆反应达化学平衡状态,正反应速率与逆反应速率相等,但不为零,A错误;
B.可逆反应无法完全进行,B错误;
C.使用催化剂可改变化学反应速率,提高生产效率,C正确;
D.根据能量变化图,反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,说明断开中的化学键吸收的能量小于形成中的化学键所放出的能量,D错误;
答案选C。
14.(23-24高一下·成都石室中学·期末)在恒温恒容密闭容器中,发生反应,下列能说明反应已达到平衡状态的是
①混合气体的压强不再变化 ②混合气体的密度不再变化 ③混合气体平均相对分子质量不再发生变化 ④、CO、物质的量之比为1:1:1的时刻 ⑤化学反应速率关系为v正(H2O)=v逆(CO) ⑥化学反应速率关系为v正(H2O)=v正(H2)
A.①②③⑤ B.①②⑥ C.②③⑤⑥ D.①③④⑤⑥
【答案】A
【详解】①反应前后气体的化学计量数不相等,即混合气体的压强是变量,当压强不变时,能说明反应达到平衡状态,正确;
②反应物中有固体,生成物全是气体,反应前后气体的质量不相等,恒容密闭容器中,密度随反应的进行发生变化,则当密度不变时,证明达到平衡状态,正确;
③的相对分子质量为18,而产物混合气体的平均相对分子质量为15,所以开始反应后,混合气体的平均相对分子质量逐渐变小,即混合气体平均相对分子质量是一变量,则当混合气体平均相对分子质量不变时,证明达到平衡状态,正确;
④、CO、物质的量之比为1:1:1的时刻不能说明反应进行的程度,不能证明反应是否达到平衡状态,错误;
⑤化学反应速率关系为v正(H2O)=v逆(CO),说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,正确;
⑥化学反应速率关系为v正(H2O)=v正(H2),不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,错误;
故选A。
考向5 化学反应速率、平衡图像问题
15.(23-24高一下·眉山·期末)容积为的密闭容器内,时反应体系中,随时间的变化如表:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
下列说法错误的是
A.图中表示的变化的曲线是a
B.用表示从内该反应的平均速率
C.到达平衡时,的转化率为
D.,说明该反应已达到平衡状态
【答案】A
【详解】A.是生成物随着反应进行而增加,根据表格可知3s时达到反应平衡,的物质的量变化了0.02mol-0.007mol=0.013mol,的物质的量变化了0.013mol,此时,综上所述图中表示的变化的曲线是b,A错误;
B.在内物质的量变化了0.02mol-0.008mol=0.012mol,该反应的平均速率,B正确;
C.到达平衡时,的物质的量变化了0.02mol-0.007mol=0.013mol,的转化率为,C正确;
D.正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,D正确;
故选A。
16.(23-24高一下·乐山·期末)和催化合成乙烯的反应原理为:,向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.M点
B.N点,减小容器体积加压,和都增大
C.生成乙烯的速率:M点一定大于N点
D.升高温度,催化剂的催化效率降低
【答案】B
【详解】A.M点二氧化碳转化率为40%,则反应0.4mol二氧化碳、1.2mol氢气,此时,A错误;
B.N点,减小容器体积加压,物质浓度增大,和都增大,B正确;
C.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,C错误;
D.150℃之前,温度升高,催化剂的催化效率升高,D错误;
故选B。
17.(23-24高一下·自贡·期末)向恒容密闭容器中充入气体,测得反应过程中三种气体的物质的量浓度与时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式为:
B.加足量的,可使完全反应
C.该反应达到平衡时,每消耗的同时,有生成
D.该反应达到最大限度时,反应仍在进行
【答案】B
【分析】相同条件下,化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比,前4min,X、Y、Z物质的量浓度变化分别为0.05、0.1、0.15,因此化学计量数之比为0.05∶0.1∶0.15=1∶2∶3,4min后反应物、生成物共存,说明该反应为可逆反应,即反应方程式为X(g)+2Y(g)⇌3Z(g),据此回答。
【详解】A.根据分析可知,该反应的化学方程式为:X(g)+2Y(g)⇌3Z(g),A正确;
B.该反应为可逆反应,即使加入足量的X,也不能使Y完全反应,B错误;
C.达到平衡状态时,每当消耗1molX的同时,有2molY生成,C正确;
D.该反应达到最大限度时,即达到化学平衡状态,反应仍在进行,为动态平衡,D正确;
故选B。
考向6 有关化学反应速率和化学平衡的计算
18.(23-24高一下·成都树德中学·期末)肼()是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入,一定条件下体系中存在以下平衡:
I.
Ⅱ.
不同温度下达到平衡时,均几乎完全分解,分解产物的物质的量如图。下列说法正确的是
A.曲线a对应的物质是
B.低于M点对应温度时,以反应Ⅰ为主
C.体系中还存在
D.N点时,体系内为3:4
【答案】C
【详解】A.图中为分解产物的物质的量,当温度升高时,NH3趋于0,以反应Ⅰ为主,根据反应,曲线a对应的物质是,故A错误;
B.低于M点对应温度时,NH3含量高,以反应Ⅱ为主,故B错误;
C.由图可知,不同温度下达到平衡时,均几乎完全分解,温度升高时,NH3趋于0,所以体系中还存在,故C正确;
D.N点时,,,体系内为2:3,故D错误;
故答案选C。
19.(23-24高一下·成都·期末)一定温度下,在2L恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量(n)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.0~2min内,
C.当混合气体密度不再发生改变,说明该反应已达平衡
D.该反应中X的转化率可达到100%
【答案】B
【详解】A.由图可知,反应的X、Y、Z的物质的量分别为0.1mol、0.3mol、0.2mol,故化学方程式为:X(g)+3Y(g)⇌2Z(g),选项A错误;
B.0~2min内,v(Y)== 0.075mol⋅L-1⋅min-1,选项B正确;
C.反应为全部为气体且体积不变的反应,在恒容条件下进行气体密度始终不变,故气体密度不再改变,不能说明该反应达到平衡,选项C错误;
D.2min时反应达到平衡,X的平衡转化率为=10%,选项D错误;
故答案选B。
20.(23-24高一下·遂宁·期末)向恒温恒容密闭容器中通入和,发生反应,反应达到平衡状态,测得平衡时体积分数为20%。下列说法正确的是
A.CO和的平衡转化率均为60%
B.
C.混合气体的平均相对分子质量始终保持不变
D.若保持不变,可判断该反应已达到平衡状态
【答案】C
【分析】 ,
平衡时体积分数为20%,则,x=0.3;
【详解】A.CO的平衡转化率为, 的平衡转化率均为,故A错误;
B.,故C错误;
C.反应前后气体总质量不变、气体总物质的量不变,所以混合气体的平均相对分子质量始终保持不变,故C正确;
D.COS、H2都是生成物,始终等于1,保持不变,反应不一定达到平衡状态,故D错误;
选C。
1.(23-24高一下·达州·期末)下列措施可减慢化学反应速率的是
A.葡萄糖转化为乙醇时,加入酒化酶
B.在糕点、月饼等食品的包装袋内放置除氧剂
C.煤燃烧时,向炉膛里鼓风,并用煤粉代替煤块
D.向铁屑与稀硫酸反应的溶液中加几滴CuSO4溶液
【答案】B
【详解】A.葡萄糖转化为乙醇时,加入酒化酶作催化剂,能够加快反应速率,A不合题意;
B.在糕点、月饼等食品的包装袋内放置除氧剂,减小食品包装袋内O2的浓度,从而减慢反应速率,B符合题意;
C.煤燃烧时,向炉膛里鼓风以增大氧气浓度,并用煤粉代替煤块以增大固体与气体的接触面积,均能加快反应速率,C不合题意;
D.向铁屑与稀硫酸反应的溶液中加几滴CuSO4溶液,铁置换出铜附在铁上形成原电池反应,从而加快反应速率,D不合题意;
故答案为:B。
2.(23-24高一下·绵阳·期末)在不同条件下,用O2氧化一定浓度FeCl2溶液的过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是
A.内,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
C.由曲线①和③可知,温度越高,Fe2+的氧化速率越快
D.由曲线②和③可知,pH越大,Fe2+的氧化速率越快
【答案】D
【详解】A.内,随时间延长,Fe2+的氧化率呈上升趋势,A正确;
B.由曲线②和③可知,温度及时间相同时,pH越小,Fe2+的氧化率越高,说明氢离子浓度越大越有利于Fe2+的氧化,可推测氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O ,B正确;
C.由曲线①和③可知,在相同时间内,温度越高,Fe2+的氧化率越高,即Fe2+的氧化速率越快,C正确;
D.由曲线②和③可知,在相同温度下,相同时间内时,pH=1.5时的Fe2+的氧化率高于pH=2.5时的Fe2+的氧化率,即pH越小,Fe2+的氧化率越高,D错误;
答案选D。
3.(23-24高一下·成都·期末)苯和液溴反应进程中的能量变化如图所示。
已知:①断裂化学键所需要的能量(kJ/mol):
C−H
C−Br
Br−Br(g)
H−Br(g)
413
276
194
366
②
③
下列叙述正确的是
A.该反应为放热反应,ΔH=-55 kJ/mol
B.第一步是该反应的决速步骤
C.该反应的原子利用率约为 88%
D.可用NaOH溶液除去溴苯中混有的Br2
【答案】D
【详解】
A.(l)+Br2(g)→(l)+HBr(g),利用∆H=反应物的总键能-生成物的总键能,则有∆H=[(413+194)-(276+366)]kJ/mol=-35kJ/mol,Br2(l)=Br2(g) ∆H=+30kJ/mol,两式相加,得出(l)+Br2(l)→(l)+HBr(g) ∆H=-5kJ/mol,该反应为放热反应,故A错误;
B.正反应活化能越大,反应速率越慢,是决速步骤,根据图像可知,第二步活化能最大,是该反应的决速步骤,故B错误;
C.由原子利用率=,期望产物溴苯的质量为157g,生成物总质量为157+81=138g,则原子利用率约为≈66%,故C错误;
D.溴可与氢氧化钠反应,而溴苯不反应,可用于除杂,故D正确;
答案为D。
4.(23-24高一下·成都树德中学·期末)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g),发生如下反应:
反应②和③的速率方程分别为和,其中、分别为反应②和③的速率常数、反应③的活化能大于反应②,测得W(g)的浓度随时间的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
下列说法正确的是
A.内,W的平均反应速率为
B.若升高温度,平衡时减小
C.若,平衡时
D.若增大容器容积,平衡时Y的产率增大
【答案】B
【详解】A.由表格数据可知,2min时W的浓度为0.080mol/L,则0∼2min内,W的反应速率为=0.040 mol/(L·min),故A错误;
B.反应③的活化能大于反应②说明X转化为Z的反应为放热反应,升高温度,反应②平衡向逆反应方向移动,Z的浓度减小,故B正确;
C.由反应达到平衡时,正逆反应速率相等可得:=,若,则X和Z的浓度关系为,故C错误;
D.由转化关系可知,反应①为W完全分解生成X和Y,Y只参与反应①,所以增大容器容积,平衡时Y的物质的量不变、产率不变,故D错误;
故选B。
5.(23-24高一下·眉山·期末)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是
A.Ⅰ中试管内的反应,体现的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象 D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
【答案】C
【分析】Ⅰ中发生反应,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成S沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色。
【详解】A.Ⅰ中试管内发生反应 ,氢元素化合价不变, 不体现氧化性,故A错误;
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的漂白性,故B错误;
C.Ⅰ试管内发生反应,Ⅲ试管内发生反应,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故C正确;
D.撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,故D错误;
故选C。
6.(23-24高一下·内江·期末)一定条件下,将3 mol M气体和1 mol N气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生反应:。2 min末该反应达到化学平衡状态,生成Q的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断错误的是
A.平衡时P的物质的量浓度为0.8 mol/L
B.反应过程中M和N的转化率相等
C.在0~2 min内,用Q表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min)
D.平衡时与起始时体系的压强相等
【答案】C
【详解】A.根据图示可知平衡时生成0.8 mol Q,根据物质反应转化关系可知会同时反应产生1.6 mol P,由于反应容器的容积是2 L,故平衡时P的物质的量浓度为c(P)==0.8 mol/L,A正确;
B.反应时加入3 mol M气体和1 mol N气体,二者反应消耗的物质的量的比是3:1,因此在反应过程中的任何时刻,M和N的转化率都相等,B正确;
C.Q是固体物质,其浓度不变,因此不能用Q物质的浓度变化表示反应速率,C错误;
D.根据反应方程式可知:该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,反应在恒容密闭容器中进行,因此反应体系的压强始终不变,故平衡时与起始时体系的压强相等,D正确;
故合理选项是C。
7.(23-24高一下·宜宾·期末)足量CaCO3粉末与100mL某浓度的稀盐酸反应,生成CO2的体积随时间变化关系如图所示。(CO2的体积已按标准状况折算,忽略溶液体积变化)
回答下列问题:
(1)CaCO3与稀盐酸反应的离子方程式是 。
(2)AB段,用HCl表示的平均反应速率是 mol/(L·min)。
(3)导致AB段反应速率加快的主要原因是 ,BC段反应速率减慢的原因是 。
(4)原稀盐酸中,c(HCl)= mol/L。
【答案】(1)
(2)0.4
(3) 该反应放热,温度升高,化学反应速率加快 盐酸浓度减小,且对反应速率的影响大于温度的影响,故化学反应速率减慢
(4)0.7
【详解】(1)CaCO3与稀盐酸反应的离子方程式为;
(2)AB段产生的CO2为:,由于反应中n(HCl):n(CO2)=2:1,所以该段消耗HCl=0.04 mol,时间为1 min,所以用盐酸表示的AB段平均反应速率为:;
(3)由于该反应放热,温度升高,故AB段化学反应速率加快;随着反应的进行,盐酸浓度减小,且对反应速率的影响大于温度的影响,故BC段的化学反应速率减慢;
(4)由图知,产生分二氧化碳的总物质的量为,由n(HCl):n(CO2)=2:1,则原稀盐酸的物质的量为0.07mol,则原稀盐酸中, 。
8.(23-24高一下·绵阳·期末)氮氧化物、均会对环境产生影响。
(1)用活性炭还原氮氧化物,可防止空气污染。向2L真空密闭容器中加入固体活性炭(无杂质,足量)和NO,在三种不同条件下发生反应:,NO物质的量变化如下表所示。
0
10
20
30
40
50
实验1/℃
2.00
1.60
1.30
1.10
1.00
1.00
实验2/℃
2.00
1.40
1.00
x
1.00
1.00
实验3/℃
2.00
1.58
1.26
1.04
1.04
1.04
①汽车尾气中常含有NO的原因是 (用方程式表示)。
②根据表格数据,可得实验2中0~20minNO的平均反应速率为 。
③10min时,NO的转化率,实验1 实验2(填“>”“<”或“=”)。
④若实验1与实验3控制的条件仅仅是温度不同,则 (填“>”“<”或“=”)。
⑤关于上述实验,下列说法正确的是 (填选项符号)。
a.与实验1相比,实验2可能改变了固体活性炭的用量
b.实验2,x数值为1.00
c.相同条件下,充入He(g)使压强增大,反应速率增大
d.容器中气体的密度不随时间变化时反应达平衡
(2)甲烷的转化与利用对环境和能源具有重要意义。一种将和反应转化为合成气(和CO)的原理如图所示:
①整个反应过程中ZnO作 。
②11.2L(标况下)通过以上两步反应最多可制得的物质的量为 。
【答案】(1) N2+O22NO 0.025 mol·L-1·min-1 < < b、d
(2) 催化剂 1.5 mol
【详解】(1)①汽车尾气中常含有NO的原因是空气中的氮气和氧气在汽车汽缸内的高温环境下通过电火花放电发生反应的产物,反应为:N2+O22NO;
②实验2中0~20minNO的平均反应速率为:;
③10min时,实验1中 NO的转化率为,实验2中 NO的转化率为,因此10min时,NO的转化率,实验1<实验2;
④若实验1与实验3控制的条件仅仅是温度不同,温度不同导致最终建立的不是同一个平衡,反应速率也不同,从数据看,实验3的反应速率更快,温度越高,反应速率越快,因此<;
⑤a.由表知,与实验1相比,实验2反应速度更快,建立平衡所需的时间更短,但最终达到的是同一个平衡状态,因此使用了效率更高的催化剂,改变活性炭的固体用量不能改变反应的速率,故a错误;
b.由实验2中数据可知,在20min时反应已达到平衡,因此x数值为1.00,故b正确;
c.恒温恒容的条件下,充入He(g)使压强增大,但各组分的分压不变,并且容器也不变,各组分的浓度也不变,因此反应速率不变,故c错误;
d.该反应中,由于碳单质是固体,气体的密度会随着反应变化,故容器中气体的密度不随时间而变化,即意味着各组分的量不再改变,能说明反应已达平衡,故d正确;
故答案选b、d。
(2)①反应中ZnO在第ⅰ步中被消耗,在第ⅱ步中生成,因此ZnO作催化剂;
②如图所示可知总反应为:,标况下,为,根据反应可知,0.5mol通过以上两步反应最多可制得1.5mol。
9.(23-24高一下·成都·期末)能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。
Ⅰ.在一定温度下,在2L的恒容密闭容器中充入2molCO和发生反应:,测得CO(g)和的物质的量变化如图所示:
(1)时, (填“>”“<”或“=”)。
(2)从反应开始至达到平衡时,以表示该反应的化学反应速率: ,CO的转化率为 。
(3)下列措施能增大反应速率的是_______(填标号)。
A.升高温度 B.温度、体积不变,通入氦气 C.减小的浓度 D.加入合适的催化剂
(4)下列能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。
A.消耗的同时生成:
B.恒容密闭容器中压强保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.容器内气体的浓度
Ⅱ.某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠()与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素,设计了如下表系列实验:
序号
溶液
溶液
蒸馏水
温度
变浑浊时间/s
①
10mL
10mL
0mL
20℃
②
10mL
10mL
0mL
40℃
③
10mL
5mL
VmL
20℃
④
10mL
7mL
3mL
30℃
已知:。
(5)实验 (填序号)可探究温度对反应速率的影响。
(6)若用实验①③探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则 , (填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)=
(2) 75%
(3)AD
(4)BC
(5)①②
(6) 5mL <
【详解】(1)时,各物质浓度保持不变,反应达到了平衡状态,则=,故答案为:=;
(2)化学反应速率之比等于化学计量数之比,,则,CO的转化率为,故答案为:;75%;
(3)A.升高温度,可以提高单位体积内活化分子的百分数,可以加快反应速率,故A选;
B.温度、体积不变,通入氦气,各物质的浓度不变,反应速率不变,故B不选;
C.减小反应物浓度,反应速率减慢,故C不选;
D.加入合适的催化剂,可以降低反应的活化能,提高反应速率,故D选;
故选AD;
(4)A.消耗的同时生成,均表示逆反应速率,则不能说明达到化学平衡状态,故A不选;
B.该反应正反应是气体体积减小的反应,若恒容密闭容器中压强保持不变,说明各物质浓度不变,可以说明达到化学平衡状态,故B选;
C.该反应前后是气体体积改变的反应,混合气体的平均相对分子质量不变,说明各物质浓度保持不变,可以说明达到化学平衡状态,故C选;
D.容器内气体的浓度,不能说明各物质浓度保持不变,则不能说明达到化学平衡状态,故D不选;
故选BC;
(5)若探究温度对反应速率的影响,则需保持反应物浓度一致,故答案为:①②;
(6)若用实验①③探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则需要保持温度和溶液总体积一致,则需要向第③组实验加入5mL蒸馏水,浓度越高反应速率越快,则第①组实验反应速率快,变浑浊时间更短,故答案为:5mL;<;
10.(23-24高一下·成都·期末)某温度时,在一个2 L的密闭容器中发生N2和H2合成氨的反应,三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。回答下列问题:
(1)图中Z代表的物质的电子式为 ;实验室用两种固体加热制备气体Z的化学方程式为 。
(2)反应开始至2 min时, 。
(3)下列能说明反应一定已达平衡的是___________(填标号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.混合气体的总质量不再变化
C.混合气体的分子总数不再变化 D.
(4)下列说法错误的是___________(填标号)。
A.保持容器压强不变,充入一定量氦气,会减小反应速率
B.加入高效催化剂,可以增大反应速率,提高生产效率
C.升高温度,分解速率减小
D.保持容器容积不变,充入一定量氦气,能增大反应速率
【答案】(1) 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2
(2)0.075mol∙L-1∙min-1
(3)C
(4)CD
【分析】由图可知,N2和H2是反应物,Z是生成物,反应前2min内X、Y、Z的物质的量变化△n(X)=1.0mol-0.9mol=0.1mol、△n(Y)=1.0mol-0.7mol=0.3mol、△n(Z)=0.2mol,△n(X)∶△n(Y)∶△n(Z)=0.1mol∶0.3mol∶0.2mol=1∶3∶2,即化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
【详解】(1)
图中Z代表的物质的电子式为;实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物来制取氨气,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2。故答案为:;2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2;
(2)反应开始至2 min时, =0.075mol∙L-1∙min-1。故答案为:0.075mol∙L-1∙min-1;
(3)A. 反应体系中各物质均为气体,恒温恒容条件下混合气体的密度始终不变,根据可知,混合气体的密度不再变化的状态不一定是平衡状态,故A错误;
B. 混合气体的总质量始终不变,则混合气体的总质量不再变化的状态不一定是平衡状态,故B错误;
C. 该反应是气体分子数减小的反应,混合气体的分子总数不再变化的状态是平衡状态,故C正确;
D. 时,不符合,不能判断是否是平衡状态,故D错误;
故答案为:C;
(4)A. 保持容器压强不变,充入一定量氦气,容器体积V增大,反应混合物的溶液均减小,会减小反应速率,故A正确;
B. 加入高效催化剂,可以增大反应速率,提高生产效率,故B正确;
C. 升高温度,分解速率增大,故C错误;
D. 保持容器容积不变,充入一定量氦气,不影响反应混合物的浓度,反应速率不变,故D错误;
故答案为:CD。
11.(23-24高一下·达州·期末)通过化学方法调控化学反应的速率与限度,科学利用化学反应中的能量变化,对于人类生产、生活及环境保护等具有重要意义。回答下列问题:
(1)一定条件下的恒容密闭容器中,发生可逆反应:充入与各,其中的物质的量随时间的变化曲线如图甲所示。
①内,用表示的平均反应速率为 的平衡转化率为 。
②下列描述能说明合成氨的反应已达平衡状态的是 (填选项字母)。
A.混合气体的密度保持不变
B.的质量分数保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗,同时消耗
(2)一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池工作原理示意如图乙:
①则电极B是 (填“正极”或“负极”),电极A的电极反应式为 。
②若外电路转移电子,则该燃料电池理论上消耗的体积为 (换算成标准状况下)。
【答案】(1) 0.1 B、C
(2) 正极 11.2
【详解】(1)①内,消耗0.6mol氢气,则同时消耗0.2mol氮气、生成0.4mol氨气,用表示的平均反应速率为的平衡转化率为。
②A.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,混合气体的密度保持不变,反应不一定平衡,故不选A;
B.的质量分数保持不变,说明氮气的浓度不变,反应一定达到平衡状态,故选B;
C.气体总质量不变,反应后气体物质的量减小,平均摩尔质量是变量,混合气体的平均摩尔质量保持不变,反应一定达到平衡状态,故选C;
D.单位时间内消耗,同时消耗,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选D;
选BC。
(2)①B电极氧气得电子发生还原反应,则电极B是正极;A电极氨气失电子生成氮气和水,电极A的电极反应式为。
②正极反应式为,若外电路转移电子,则该燃料电池理论上消耗0.5mol,消耗氧气的体积为11.2。
12.(23-24高一下·凉山·期末)S及其化合物运用广泛,某化学兴趣小组的同学设计了如下一系列实验:
(1)实验室用溶液与溶液反应探究外界条件的改变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/mL
温度/℃
溶液出现浑浊的时间/s
溶液
水
1
2.0
0.0
2.0
25
2
1.0
V
2.0
25
①请写出该原理的离子反应方程式 。
②对比实验1和2来探究浓度对化学反应速率的影响,则 ,根据实验现象(),可得结论 。
(2)从下图选择合适装置依次验证的漂白性、酸性、氧化性,所选装置分别为 (填字母序号);写出与溶液反应的化学方程式 。
(3)利用下图装置可探究与的反应。
①写出A中反应的化学方程式 。
②D装置的作用是 。
③某同学认为与反应除生成和外,还有生成,为检验是否有生成,他们设计了如下实验方案。
上述方案(“合理”或“不合理”) ,理由 。
④取适量C中完全变白的固体于试管中加水配成溶液,滴加过量溶液,产生白色沉淀,过滤,取沉淀于试管中滴加过量盐酸,沉淀部分溶解并产生气泡,说明C中生成物含有的阴离子为 (写化学式)。
【答案】(1) 1 其它条件相同,的浓度越大反应速率越快
(2) B、D、C 2H2S+SO2=3S↓+2H2O
(3) Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+H2O 防倒吸 不合理 能被硝酸氧化为
【分析】A制备二氧化硫,B干燥二氧化硫,C中二氧化硫和过氧化钠反应,D是安全瓶防倒吸,E吸收二氧化硫,防止污染。
【详解】(1)①与溶液反应生成硫酸钠、二氧化硫、硫和水,该原理的离子反应方程式为 ;
②对比实验1和2来探究浓度对化学反应速率的影响,根据控制变量法,为使硫酸浓度相等,应控制溶液总体积为4mL,则1;根据实验现象(),可得结论其它条件相同,的浓度越大反应速率越快。
(2)二氧化硫能使品红溶液褪色,用品红溶液检验二氧化硫的漂白性;二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸能使石蕊变红,用石蕊溶液检验酸性,用H2S和二氧化硫反应生成S沉淀和水,二氧化硫表现氧化性,用H2S溶液检验二氧化硫的氧化性;依次验证的漂白性、酸性、氧化性,所选装置分别为B、D、C; 与溶液反应生成S沉淀和水,化学方程式2H2S+SO2=3S↓+2H2O。
(3)①A中亚硫酸钠和较浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+H2O。
②二氧化硫易溶于氢氧化钠, D装置是安全瓶,作用是防倒吸。
③
能被硝酸氧化为,所以上述方案不合理。
④取沉淀于试管中滴加过量盐酸,沉淀部分溶解并产生气泡,说明沉淀为BaSO3和BaSO4,则C中生成物含有的阴离子为。
13.(23-24高一下·内江·期末)我国政府向全世界郑重承诺,力争在2060年前实现碳中和。
(1)以生产甲醇是实现“碳中和”的重要途径。其原理是。
①上述反应的能量变化如图,该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②恒容容器中,对于上述反应,保持其他条件不变,下列措施能加快反应速率的是 (填字母标号)。
a.升高温度 b.加入合适的催化剂 c.充入He d.不断分离出产物
③在温度相同、容积不变的条件下,下列情况能说明该反应已达化学平衡状态的是 (填字母标号)。
a.、均保持不变
b.的消耗速率与的消耗速率相等
c.
d.气体平均相对分子质量不变
(2)一定温度下,在2 L密闭容器中,某反应所涉物质M、N的物质的量(二者均为气体)随时间变化的曲线如图所示:
①该反应的化学方程式为 。
②时刻M的转化率为 ;时刻, (填“>”“=”或“<”)。
③化学反应的快慢程度也可用单位时间内某物质的量的变化来表示,则时段内用M表示的化学反应速率为 mol/min。
④平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为 。
【答案】(1) 放热 ab ad
(2) 25% > 7:10
【详解】(1)①上述反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应。
②a.升高温度能加快反应速率,a选;
b.加入合适的催化剂,能加快反应速率,b选;
c.充入He各物质浓度不变,反应速率不变,c不选;
d.不断分离出产物,导致参加反应的物质减少,反应速率减慢,d不选;
故选ab.
③a.、均保持不变,说明该反应已达化学平衡状态,a选;
b.结合系数关系,的消耗速率与的消耗速率相等,不能说明该反应已达化学平衡状态,b不选;
c.不能说明该反应已达化学平衡状态,c不选;
d.该反应为气体的物质的量、气体体积减小的反应,气体平均相对分子质量不变,说明该反应已达化学平衡状态,d选;
故选ad。
(2)①M的物质的量减小8-2=6mol,为反应物,N的物质的量增加5-2=3mol,为生成物,根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比,该反应的化学方程式为。
②时刻M的转化率为;时刻,反应向正反应方向进行,>。
③时段内用M的物质的量的变化表示的化学反应速率为=mol/min。
④根据压强之比等于物质的量之比,平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为(2+5):(8+2)=7:10。
14.(23-24高一下·绵阳·期末)汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理与利用是各国研究的热点。
(1)已知断裂1molN≡N、H-H、N-H分别需要吸收945kJ、436kJ、391kJ的能量,在一定条件下消耗了1molN2和3molH2生成2molNH3,该过程会 (填“吸收”或“释放”) kJ的能量。
(2)汽车排气管内安装的催化转化器可处理尾气的主要污染物(NO和CO),发生反应:2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)。某实验小组在200℃、5L恒容密闭容器中充入等物质的量的CO与NO模拟该过程,NO的物质的量随时间变化如表所示。
t/s
0
10
20
30
40
50
n(NO)/mol
0.40
0.35
0.31
0.30
0.30
0.30
①下列能判断该反应达到化学平衡状态的是 (填序号)。
A.反应速率v(NO)=v(CO) B.混合气体的压强不再改变
C. 混合气体中NO的物质的量分数保持不变 D. 混合气体的密度不再改变
②10s-20s内用N2表示该反应的平均反应速率为 。
③该条件下,CO的最大转化率为 ,平衡时,CO2的体积分数为 %(保留一位小数)。
④下列措施一定能增大该反应速率的是 (填序号)。
A.适当升高温度 B.充入Ne
C.适当减小容器的容积 D.及时分离出CO2、N2
(3)CO2是一种能引起温室效应的气体,有一种室温下“可呼吸”的Na-CO2电池装置可吸收一定量的CO2,装置如图所示,电池的总反应为3CO2+4Na=2Na2CO3+C。
①电极a为 极(填“正”或“负”)。
②电极b发生的电极反应为 。
【答案】(1) 释放 93
(2) BC 0.0004 mol/(Ls) 25% 13.3 AC
(3) 负 3CO2+4e-=2+C
【详解】(1)1molN2和3molH2生成2molNH3时,反应物断键时所需要吸收的能量为945+3×436 kJ=2253 kJ,形成6molN-H所释放的能量为391×6 kJ=2346 kJ,则释放的能量为2346-2253 kJ=93 kJ。
(2)①A.反应速率v(NO)=v(CO),在任意状态均成立,不能说明平衡状态;
B.恒温恒容条件下,气体压强与气体的物质的量成正比,2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)反应前后气体分子数改变,故气体压强为变量,混合气体的压强不再改变可以说明平衡状态;
C. 混合气体中NO的物质的量分数未平衡时逐渐减小,保持不变可以说明平衡状态;
D. 混合气体的总质量保持不变,混合气体体积不变,故密度一直改变,故不可以说明平衡状态。
选BC。
②10s-20s内用N2表示该反应的平均反应速率为NO的一半,则;
③该条件下,达到平衡时NO共消耗0.1mol,则CO的最大转化率为;易知平衡时NO、CO、CO2、N2的物质的量分别为0.3mol、0.3mol、0.1mol、0.05mol,故CO2的体积分数为。
④A.适当升高温度,反应速率增加,正确;B.恒容条件下充入Ne,反应物浓度不变,速率不变;
C.适当减小容器的容积,反应物浓度增大,反应速率增加,正确;D.及时分离出CO2、N2,浓度减小,速率减小。故选AC。
(3)电极a失去电子发生氧化反应产生钠离子,为负极;电极b二氧化碳得电子发生还原反应产生C,发生的电极反应为3CO2+4e-=2+C。
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