内容正文:
题型06 化学反应的速率与限度
1.(23-24高一下·福建师范大学附属中学·期末)少量铁粉与的稀盐酸反应,为了加快此反应速率且不改变生成的总量,以下方法可行的是
①适当升高温度;②再加入的稀盐酸;③滴入几滴硫酸铜溶液;④加入少量醋酸钠固体;⑤加几滴浓硫酸
A.①③ B.①③⑤ C.①⑤ D.②④
2.(22-23高一下·福州八县一中·期末)在10 L的密闭容器中,1 mol A和3 mol B在一定条件下发生反应: A(g)+xB(g)2C(g),2 min后反应达到平衡时,测得混合气体共2.8mol,生成0.8 mol C,则下列计算结果正确的是
A.平衡时,容器内的压强是起始时的0.7倍
B.x等于3
C.A的转化率为60%
D.C的平均反应速率为0.4mol•L-1•min-1
3.(22-23高一下·福州市六校联考·期末)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.从3min到9min,v(H2)为0.125mol·L-1·min-1
B.若混合气体密度不变时,该反应达平衡状态
C.平衡时向容器中充入Ne,反应速率不变
D.9min时,反应处于平衡状态
4.(23-24高一下·福州市九县(市、区)一中(高中)·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
5.(23-24高一下·福州市部分学校教学联盟·期末)某温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:,12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图所示)。下列说法中不正确的是
A.12s时,A的转化率为75%
B.0~2s,B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)
C.12s时容器内的压强为起始压强的
D.图中m点表示A的消耗速率等于A的生成速率
6.(22-23高一下·龙岩市·期末)某实验小组用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液和0.1mol·L-1H2SO4溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下:
实验序号
温度/℃
H2SO4溶液体积/mL
Na2S2O3溶液体积/mL
H2O体积/mL
出现沉淀所需的时间/s
I
30
10
5
5
t1
Ⅱ
30
5
5
a
t2
Ⅲ
60
10
5
5
t3
已知:①Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O;②实验结果:t2>t1>t3
下列说法错误的是
A.a=10
B.若实验I反应至恰好不再产生沉淀所需时间为t0s,则v(Na2S2O3)=mol·L-1·s-1
C.对比实验I、Ⅲ可知,升高温度能加快该反应速率
D.进行实验I、Ⅱ时,可依次向试管中加入H2SO4溶液、H2O、Na2S2O3溶液
7.(22-23高一下·厦门第一中学·期末)为白色微溶物,常温下某小组对和的反应进行如下探究实验,测得随时间变化如图,实验过程中测得温度几乎无变化,下列说法正确的是
实验
操作
现象
Ⅰ
向溶液中,加入溶液
几分钟后,出现大量灰黑色浑浊
Ⅱ
先向试管中加入几滴溶液,然后重复实验Ⅰ的操作
现象与实验Ⅰ相同
A.实验Ⅰ只发生反应:,灰黑色浑浊是单质Ag
B.图中由a→b急速变化的可能原因是生成的Ag起催化作用
C.图中由a→b急速变化的可能原因是反应放热
D.图中由a→b急速变化的可能原因是生成的起催化作用
8.(23-24高一下·福州第一中学·期末)铜-铈氧化物(,Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO,总反应为2CO+O2=2CO2,其反应过程与能量关系及可能机理如下图所示。
下列说法正确的是
A.(ii)中只有一种元素化合价发生变化
B.步骤(iii)中既有共价键的断裂,也有共价键的生成
C.反应过程中催化剂未参与反应
D.总反应为吸热反应
9.(21-22高一下·龙岩市·期末)Fenton法常用于处理含难降解有机物p-CP的工业废水,在控制p-CP的初始浓度相同时,探究有关因素对该降解反应速率的影响。下列说法不正确的是
实验编号
H2O2溶液
Fe2+溶液
蒸馏水
温度
①
1.5
3.5
10
298
②
1.5
3.5
10
313
③
3.5
3.5
x
298
A.实验①、②可探究温度对p-CP降解速率的影响
B.实验①、③可探究c(H2O2)对p-CP降解速率的影响
C.实验③中,x=10
D.温度过高时,降解反应速率减小,可能的原因是H2O2受热分解
10.(23-24高一下·福州市六校·期末)为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响,某同学进行如下实验,并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是
实验
序号
反应温度/℃
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
褪色时间/s
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
Ⅰ
20
10
0.001
10
0.10
0
t1
Ⅱ
20
10
0.001
5
0.10
V1
t2
Ⅲ
40
10
0.001
10
0.10
V2
t3
A.V1=5,V2=0
B.实验Ⅲ中,0~t3 s内的平均反应速率
C.实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响
D.反应的离子方程式为
11.(23-24高一下·福州时代华威中学·期末)一定温度下,向容积为的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应,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.内,
C.内,各物质的平均反应速率相等
D.内,的平均反应速率为
12.(23-24高一下·福清市·期末)将等物质的量的混合于的密闭容器中,发生反应:,经后,测得A的物质的量减少了的浓度为。下列说法不正确的是
A.内,用A表示的反应速率是
B.内,用A和B表示的反应速率之比为
C.
D.末,D的物质的量浓度为
13.(23-24高一下·泉州市·期末)二氧化硫催化氧化反应[]是工业制硫酸的重要一步。在2L密闭容器中充入与,tmin后生成。下列说法正确的是
A.充分反应,生成的分子数为
B.加入催化剂能加快的生成速率
C.tmin内,
D.时,反应达到平衡状态
14.(22-23高一下·厦门市·期末)我国科学家研发了高效催化转化为NH3的路径,如图所示,下列说法错误的是
A.FeN3是催化剂
B.该路径中N元素化合价逐步降低
C.用15N标记,反应结束后会在FeN3中检测出15N
D.该路径的总反应式为:
1.(23-24高一下·龙岩市·期末)ToC时,某兴趣小组将和的混合溶液与乙醛()溶液混合后,得到随时间变化的关系如图,已知反应原理为。下列说法正确的是
A.可将替换为
B.反应到30.0s时减少了
C.30.0∼50.0s内乙醛的平均速率为
D.由以上数据可判断出对该反应具有催化作用
2.(23-24高一下·宁德市·期末)某兴趣小组拟测定+3=Cl-+3+3H+的反应速率,用10mL0.1mol/LKClO3溶液和10mL0.3mol/LNaHSO3溶液进行实验,所得实验数据如图所示。下列说法不正确的是
A.增大KClO3溶液的浓度可以加快反应速率
B.0~4min反应速率v(Cl-)=0.0025mol/(L·min)
C.0~12min反应速率加快的原因可能是反应放热,温度升高,反应速率加快
D.由图中曲线可以预测后期的反应速率仍持续增大,但增大的幅度变小
3.(23-24高一下·三明市·期末)往恒容密闭容器中加入和固体,在不同的温度下发生反应:,平衡时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A.点:再充入,正反应速率增大
B.点:的气体体积分数为
C.曲线为随温度的变化曲线
D.若改为,则反应更快达到平衡
4.(23-24高一下·福州市第八中学·期末)NH3原NO,其反应过程与能量关系如图1所示;有氧条件下,Fe3+催化NH3还原NO的反应历程如图2所示。下列说法正确的是
A.图1所示热化学方程式为
B.图1所示反应产物中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:3
C.图2所示过程中的物质的量减少
D.图2所示过程生成1mol氮气,转移电子的数目为2.4mol
5.(23-24高一下·福州第八中学·期末)向一定温度下的2L密闭容器中通入发生反应: 。的物质的量随时间(t)变化的曲线如图所示(图中的X、Y两条线代表有、无催化剂),下列叙述正确的是
A.Y线表示无催化剂
B.c点时的
C.X线上a点时的转化率为75%
D.X线前内的平均反应速率可表示为
6.(22-23高一下·宁德第一中学·期末)在容积为1L的恒容密闭容器中投入等物质的量的CO2 (g)和H2(g),进行反应:CO2 (g)+ 3H2 (g) CH3OH(g)+H2O(g)。CO2、CH3OH。 的物质的量随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.a点时,体系中
B. CO2的逆反应速率:
C.c点时,CO2的转化率为50%
D.CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量之比保持不变时,反应达到平衡
7.(22-23高一下·福州第三中学·期末)已知H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化如图曲线A所示,若在H2O2溶液中加入少量KI,则H2O2的分解过程可表示为:①H2O2+I-=H2O+IO-,②H2O2+IO-=H2O+O2+I-,其能量变化如图曲线B所示。下列有关说法不正确的是
A.上述反应①为吸热反应,反应②为放热反应
B.2molH2O2(aq)具有的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的总能量
C.I-在H2O2分解过程中起到催化剂作用
D.催化剂不参与化学反应,反应前后性质、质量不变
8.(22-23高一下·莆田华侨中学·期末)在2.0L恒温恒容密闭容器中充入2.0mol和6.0mol,发生反应: ,、的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.使用催化剂可以缩短到达平衡时所需的时间
B.2.0mol和6.0mol充分反应放出184.8kJ的热量
C.内,
D.单位时间内断裂3molH-H键,同时生成3molN-H键,说明反应已达平衡状态
9.(21-22高一下·三明市·期末)、、CO都是重要的能源物质,也是重要的化工原料。
(1)用一定质量的Zn跟足量的稀硫酸反应制氢气,实验过程如图所示。
①OE、EF、FG三段中, 段化学反应最块, 段收集的氢气最多。
②为了降低反应的速率且不影响氢气的量,可向溶液中加入的物质有 (填标号)。
a.蒸馏水 b.溶液 c.固体 d.固体
(2)已知:断裂1molH-H、1molO=O,1molH-O键吸收的能量依次为436kJ、498kJ、467kJ。在反应中,44.8L(标准状况)完全反应放出的能量为 。
(3)工业上可用CO和为原料制备,反应方程式为:。在体积固定的密闭容器中充入一定量的CO和,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.CO与的物质的量之比为1:1
B.混合气体的总压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1molCO,同时生成1mol
D.在混合气体中的质量分数保持不变
(4)为减少温室效应,有效利用,工业上可用生产甲醇。在体积为2L的密闭容器中充入1mol和3mol,一定条件下发生反应:,测得CHOH和的物质的量随时间变化如下图所示。
①从反应开始到平衡,的平均反应速率 。
②达到平衡时,的浓度为 。
10.(23-24高一下·福州市九县(市、区)一中(高中)·期末)研究NOx、SO2、CO等气体的无害化处理对建设生态文明有重要意义。
(1)利用反应2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示:
①X代表的物质是 (填化学式);
②从反应开始到达到平衡,v(NO)= 。
(2)可用电化学原理处理SO2制备硫酸,装置如图,电极为多孔材料。写出N极的电极方程式 ,若电路中有2mol电子转移,理论上可制得硫酸 g。
(3)转化反应CO(g)+N2O(g)⇌CO2(g)+N2(g),在Fe*的催化作用下反应历程可分为:
第一步:Fe*+N2O(g)=FeO*+N2(g);
第二步:FeO*+________=_______+________。
将第二步化学方程式补充完整: 。
(4)已知反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)中相关的化学键键能数据如表:
化学键
H-H
C-O
C≡O(CO)
H-O
C-H
E(kJ/mol)
436
343
1076
465
413
①若有1molCH3OH生成,该反应放出 kJ能量。
②一定温度下,在恒容的密闭容器中充入lmolCO和2molH2发生上述反应,对于该反应,下列说法正确的是 (填序号)。
A.反应过程中n(CO):n(H2)不变
B.容器内混合气体的密度不再发生变化时,说明在该条件下,此反应已达到了最大的限度
C.往容器中充入He,压强增大,反应速率加快
D.容器内混合气体的压强保持不变时说明反应已达平衡
11.(23-24高一下·福州市八县(市)协作校·期末)H2、CO、CH4等都是重要的能源,也是重要的化工原料。
(1)25℃,101kPa时,8.0gCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式: 。
(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,电池总反应为。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”),若通入0.1molCH4充分反应,计算用此燃料电池电解饱和食盐水,理论上得到氢气的体积(标准状况下) 。
12.(22-23高一下·福州格致中学·期末)氮的化合物广泛应用于工业、航天、医药等领域。
(1)氨气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3。在一定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(g)。该反应已达到平衡状态的标志是 。
a.12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键
b.容器内n(NO):n(NH3):n(N2):n(H2O)=6:4:5:6
c.容器内N2的物质的量分数不再变化
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(2)肼(N2H4)是火箭的高能燃料,该物质燃烧时生成水蒸气和氮气,已知某些化学键的键能如表:
化学键
O-H
N-N
N-H
O=O
N≡N
键能kJ/mol
467
160
391
498
945
则1molN2H4在氧气中完全燃烧的过程中放出的能量为 kJ。
(3)一定条件下,在5L密闭容器内,反应2NO2(g)N2O4(g),NO2的物质的量随时间变化如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO2)/mol
0.040
0.020
0.010
0.005
0.005
0.005
①用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率为 mol/(L·s)在第5s时,NO2的转化率为 。
②为加快反应速率,可以采取的措施是 。
a.升高温度 b.恒容时充入He(g) c.恒压时充入He(g) d.恒容时充入NO2
(4)已知:2N2O=2N2+O2,不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1 T2(填“>”、 “=”或“<”)。 当温度为T、起始压强为p0,反应至t1min时,此时体系压强p= (用p0表示)。
13.(22-23高一下·三明市·期末)Ⅰ.汽车是重要的交通工具,随着汽车量的激增,汽车尾气造成的环境污染也日益严重。
(1)汽车尾气中生成过程的能量变化如图所示,1mol和1mol完全反应生成应 (填“吸收”或“释放”) kJ能量。
(2)实验室在一恒容密闭容器中模拟汽车尾气和的转化,主要发生的反应是:
①下列方法能加快化学反应速率的是 (填标号)。
a.充入 b.升高温度 c.加入催化剂 d.及时分离出
②若容器为绝热容器,下列能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a. b.容器内的压强保持不变
c.容器内混合气体密度保持不变 d.容器内温度不再变化
Ⅱ.由制备甲醇()是实现“双碳”目标的重要途径。已知:,在体积为2L的密闭容器中,充入1mol催化剂和0.5mol,测得部分物质的物质的量随时间变化如下图所示:
(3)0~1min内, (保留两位有效数字)。
(4)时, (填“>”“<”或“=”)。
Ⅲ.煤燃烧排放的烟气中含有和,会污染大气,形成酸雨。
(5)将生石灰与含硫的煤混合后再燃烧,可将最终转化为,写出转化为的化学方程式 。
(6)如图是利用原电池原理将转化为的示意图。
a电极为 (填“正极”或“负极”);d口通入的气体是 (填“”或“”)。
14.(23-24高一下·福州第八中学·期末)活性炭、尿素[]、氨气等能还原烟气中氮氧化物()。
(1)在2L密闭容器中,一定温度下,反应体系中,随时间的变化如下表所示:
时间/s
0
1
2
3
4
5
/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①用表示从0-2s内该反应的平均速率v= 。2s时, (填“大于”、“小于”或“等于”)。
②下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
a.单位时间内消耗2mol NO同时生成1mol
b.容器内压强保持不变
c.
d.容器内的气体密度保持不变
(2)尿素吸收液与汽车尾气在高温下混合反应,尿素分解生成和HNCO,在催化剂作用下,HNCO与反应生成和,和NO反应生成。
①已知8.5g 和NO完全反应生成和气态水,放出226kJ的热量,写出该反应的热化学方程式 。
②NO的脱除率随尿素吸收液反应温度变化的影响如图所示。当温度大于80℃时,NO的脱除率随温度升高而降低的可能原因是 。
(3)作为催化剂能在和之间改变氧化状态,将烟气中的NO先转化为易于吸收的NO并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物。铈氧化物发生的可能变化如图所示。
①NO能与反应生成中间体,该步反应的化学方程式为 。
②当1mol 氧化标准状况下2.24L NO后,生成的中x= 。
15.(23-24高一下·龙岩市·期末)用下列反应处理航天员呼吸产生的,可实现空间站中的循环利用。
Sabatier反应:
光解水反应:
(1)Sabatier反应的能量变化如图,该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。已知、、的键能分别为、、,则的键能为 。
(2)在恒温、恒容的密闭体系中,仅发生Sabatier反应,下列描述能说明该反应已经达到最大限度的是___________(填字母)。
A.的体积分数不再改变
B.、、、的物质的量之比为1:4:1:2
C.单位时间内,消耗同时生成
D.单位时间内,断裂键的同时断裂键
(3)120℃时将和通入的恒容密闭容器中发生Sabatier反应,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图。
①在0∼4min内, 。
②4min末,消耗的速率 生成的速率(填“>”“<”或“=”)。
(4)光解水反应是采用新型复合光催化剂(),使水在太阳光下高效分解,原理如图。
该反应的能量转化形式为 。反应Ⅰ的化学方程式为 。
试卷第1页,共3页
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题型06 化学反应的速率与限度
1.(23-24高一下·福建师范大学附属中学·期末)少量铁粉与的稀盐酸反应,为了加快此反应速率且不改变生成的总量,以下方法可行的是
①适当升高温度;②再加入的稀盐酸;③滴入几滴硫酸铜溶液;④加入少量醋酸钠固体;⑤加几滴浓硫酸
A.①③ B.①③⑤ C.①⑤ D.②④
【答案】C
【详解】①适当升高温度,反应速率加快,生成氢气总量不变,则①符合题意;
②再加入的稀盐酸,浓度不变,速率不变,故②不符合题意;
③滴入几滴硫酸铜溶液,置换出铜单质,形成盐酸原电池,加快反应速率,由于消耗了铁,导致生成氢气总量减少,故③不符合题意;
④加入少量醋酸钠固体,醋酸根和氢离子反应生成醋酸,氢离子浓度减低,反应速率减慢,故④不符合题意;
⑤加几滴浓硫酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,氢气总量不变,故⑤符合题意;
因此①⑤方法可行,故C符合题意.
2.(22-23高一下·福州八县一中·期末)在10 L的密闭容器中,1 mol A和3 mol B在一定条件下发生反应: A(g)+xB(g)2C(g),2 min后反应达到平衡时,测得混合气体共2.8mol,生成0.8 mol C,则下列计算结果正确的是
A.平衡时,容器内的压强是起始时的0.7倍
B.x等于3
C.A的转化率为60%
D.C的平均反应速率为0.4mol•L-1•min-1
【答案】A
【分析】根据已知条件列出“三段式”:
【详解】A.平衡时,容器内的压强是起始时的=0.7倍,故A正确;
B.由分析可知,A和B转化量之比为0.4mol:1.6mol=1:4,则x等于4,故B错误;
C.由分析可知,A的转化率为=40%,故C错误;
D.由分析可知,C的平均反应速率为 mol•L-1•min-1,故D错误;
故选A。
3.(22-23高一下·福州市六校联考·期末)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.从3min到9min,v(H2)为0.125mol·L-1·min-1
B.若混合气体密度不变时,该反应达平衡状态
C.平衡时向容器中充入Ne,反应速率不变
D.9min时,反应处于平衡状态
【答案】B
【详解】A.从3min到9min,v(H2)=3v(CO2)=3×=0.125mol·L-1·min-1,A正确;
B.反应前后均为气体,且容器体积不变,则混合气体密度一直保持不变,混合气体密度不变时,不能判断反应达平衡状态,B错误;
C.平衡时向容器中充入Ne,各物质浓度不变,反应速率不变,C正确;
D.9min时,CO2、CH3OH的浓度均不再改变,反应处于平衡状态,D正确;
故选B。
4.(23-24高一下·福州市九县(市、区)一中(高中)·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。
5.(23-24高一下·福州市部分学校教学联盟·期末)某温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:,12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图所示)。下列说法中不正确的是
A.12s时,A的转化率为75%
B.0~2s,B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)
C.12s时容器内的压强为起始压强的
D.图中m点表示A的消耗速率等于A的生成速率
【答案】D
【详解】A.由图可知,12s时A的转化率为=75%,故A正确;
B.由图可知,到12s时,A的变化量为0.6mol/L,B的变化量为0.2mol/L,C变化量为0.6mol/L,故反应的化学方程式为:,0~2s,A的平均反应速率为=0.15 mol/(L·s),则B的反应速率为=0.05 mol/(L·s),故B正确;
C.恒温恒容时,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,起始时容器内A的物质的量为0.8mol⋅L-1×2L=1.6 mol,B的物质的量为0.5mol⋅L-1×2L=1.0mol,12s时,容器内A的物质的量为0.2mol⋅L-1×2 L=0.4 mol,B的物质的量为0.3mol⋅L-1×2 L=0.6 mol,C的物质的量为1.2 mol,恒温恒容,压强之比等于物质的量之比,则起始时容器内的总物质的量为2.6mol,12 s时总物质的量为2.2mol,12s时容器内的总物质的量为起始总物质的量的,即12s时容器内的压强为起始压强的,故C正确;
D.m点没有达到平衡,反应正向进行,A的消耗速率大于A的生成速率,故D错误;
答案选D。
6.(22-23高一下·龙岩市·期末)某实验小组用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液和0.1mol·L-1H2SO4溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下:
实验序号
温度/℃
H2SO4溶液体积/mL
Na2S2O3溶液体积/mL
H2O体积/mL
出现沉淀所需的时间/s
I
30
10
5
5
t1
Ⅱ
30
5
5
a
t2
Ⅲ
60
10
5
5
t3
已知:①Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O;②实验结果:t2>t1>t3
下列说法错误的是
A.a=10
B.若实验I反应至恰好不再产生沉淀所需时间为t0s,则v(Na2S2O3)=mol·L-1·s-1
C.对比实验I、Ⅲ可知,升高温度能加快该反应速率
D.进行实验I、Ⅱ时,可依次向试管中加入H2SO4溶液、H2O、Na2S2O3溶液
【答案】B
【分析】探究外界条件对化学反应速率的影响时,要遵从控制单一变量原则,只有一个变量,其他的都要在相同条件下才可去比较,
【详解】A.实验Ⅰ和实验Ⅱ是在温度相同,探究H2SO4的浓度对反应速率的影响,要保持溶液的总体积相等,实验Ⅱ中H2SO4量少,H2O越多,产生的沉淀时间长,所以a=10符合题意,故A正确;
B. Na2S2O3的浓度应该是0.1mol/L×0.005÷0.020L=0.025mol/L,所以v(Na2S2O3)=,故B错误;
C.升高温度,反应速率会加快,对比实验I、Ⅲ可知,实验Ⅲ的温度高,升高温度能加快该反应速率,故C正确;
D.进行实验I、Ⅱ时,可向试管中先加入H2SO4溶液再加入H2O,二者混合会释放大量的热,待冷却至30℃时,再加Na2S2O3溶液可比较浓度不同对化学反应速率的影响,故D正确;
故本题选B.
7.(22-23高一下·厦门第一中学·期末)为白色微溶物,常温下某小组对和的反应进行如下探究实验,测得随时间变化如图,实验过程中测得温度几乎无变化,下列说法正确的是
实验
操作
现象
Ⅰ
向溶液中,加入溶液
几分钟后,出现大量灰黑色浑浊
Ⅱ
先向试管中加入几滴溶液,然后重复实验Ⅰ的操作
现象与实验Ⅰ相同
A.实验Ⅰ只发生反应:,灰黑色浑浊是单质Ag
B.图中由a→b急速变化的可能原因是生成的Ag起催化作用
C.图中由a→b急速变化的可能原因是反应放热
D.图中由a→b急速变化的可能原因是生成的起催化作用
【答案】B
【详解】A. 实验Ⅰ中有银离子和硫酸根离子,会生成硫酸银沉淀,由于几分钟后,出现大量灰黑色浑浊,因此还发生反应:,灰黑色浑浊是单质Ag,故A错误;
B. 根据题意几分钟后,出现大量灰黑色浑浊,说明图中由a→b急速变化的可能原因是生成的Ag起催化作用,故B正确;
C. 根据题意,实验过程中测得温度几乎无变化,故C错误;
D. 根据实验Ⅱ的现象是与实验Ⅰ相同,说明图中由a→b急速变化不可能是生成的起催化作用,故D错误。
综上所述,答案为B。
8.(23-24高一下·福州第一中学·期末)铜-铈氧化物(,Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO,总反应为2CO+O2=2CO2,其反应过程与能量关系及可能机理如下图所示。
下列说法正确的是
A.(ii)中只有一种元素化合价发生变化
B.步骤(iii)中既有共价键的断裂,也有共价键的生成
C.反应过程中催化剂未参与反应
D.总反应为吸热反应
【答案】B
【详解】A.由题干反应历程可知,(ii)为吸附过程,过程中没有有元素化合价发生变化,A错误;
B.步骤(iii)中氧气分子中共价键断裂,同时生成碳氧键,存在共价键的断裂和共价键的生成,B正确;
C.由题干反应历程图可知,反应过程中催化剂参与反应,只是反应前后不变,C错误;
D.由题干能量图可知,反应物总能量高于生成物总能量,故总反应为放热反应,D错误;
故答案为:B。
9.(21-22高一下·龙岩市·期末)Fenton法常用于处理含难降解有机物p-CP的工业废水,在控制p-CP的初始浓度相同时,探究有关因素对该降解反应速率的影响。下列说法不正确的是
实验编号
H2O2溶液
Fe2+溶液
蒸馏水
温度
①
1.5
3.5
10
298
②
1.5
3.5
10
313
③
3.5
3.5
x
298
A.实验①、②可探究温度对p-CP降解速率的影响
B.实验①、③可探究c(H2O2)对p-CP降解速率的影响
C.实验③中,x=10
D.温度过高时,降解反应速率减小,可能的原因是H2O2受热分解
【答案】C
【详解】A.根据表格数据可知:实验①、②只有实验温度不同,其它外界条件相同,可见该实验是探究温度对p-CP降解速率的影响,A正确;
B.实验①、③中加入H2O2的体积大小不同,通过向混合溶液中加入水,使溶液总体积相同,因而使c(H2O2)不同,故这两个实验可探究c(H2O2)对p-CP降解速率的影响,B正确;
C.根据实验①、②可知混合溶液总体积是1.5 mL+3.5 mL+10 mL=15 mL,则实验③中,3.5 mL+3.5 mL+x=15 mL,所以x=8 mL,C错误;
D.H2O2不稳定,受热易分解,在温度过高时,降解反应速率减小,可能的原因是H2O2受热分解,导致c(H2O2)减小,因而反应速率减缓,D正确;
故合理选项是C。
10.(23-24高一下·福州市六校·期末)为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响,某同学进行如下实验,并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是
实验
序号
反应温度/℃
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
褪色时间/s
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
Ⅰ
20
10
0.001
10
0.10
0
t1
Ⅱ
20
10
0.001
5
0.10
V1
t2
Ⅲ
40
10
0.001
10
0.10
V2
t3
A.V1=5,V2=0
B.实验Ⅲ中,0~t3 s内的平均反应速率
C.实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响
D.反应的离子方程式为
【答案】B
【详解】A.根据对比实验的单一变量原则,溶液总体积为20mL,V1=20-10-5=5,V2=0,故A正确;
B.实验Ⅲ中,0~t3 s内的平均反应速率,故B错误;
C.实验Ⅰ和实验Ⅲ的反应温度不同,其他条件相同,可探究温度对化学反应速率的影响,故C正确;
D.结合反应原理,高锰酸钾和草酸发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳和水,反应的离子方程式为,故D正确;
故选B。
11.(23-24高一下·福州时代华威中学·期末)一定温度下,向容积为的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应,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.内,
C.内,各物质的平均反应速率相等
D.内,的平均反应速率为
【答案】D
【详解】A.由图可知,B、C的物质的量减少,B、C为反应物,A、D的物质的量增加,则A、D为生成物,平衡时B、C、A、D的△n之比为(1.0-0.4):(1.0-0.2):(1.2-0):(0.4-0)=3:4:6:2,结合△n之比等于化学计量数之比可知化学方程式为3B+4C⇌6A+2D,故A错误;
B.根据反应方程式3B+4C⇌6A+2D,内,,故B错误;
C.化学反应速率之比等于其化学计量数之比,因此内,各物质的反应速率不相等,故C错误;
D.内,v(B)===0.05mol/(L•s),故D正确;
答案选D。
12.(23-24高一下·福清市·期末)将等物质的量的混合于的密闭容器中,发生反应:,经后,测得A的物质的量减少了的浓度为。下列说法不正确的是
A.内,用A表示的反应速率是
B.内,用A和B表示的反应速率之比为
C.
D.末,D的物质的量浓度为
【答案】A
【详解】A.内,A表示的反应速率,A错误;
B.由速率之比等于化学计量数之比得,内,用A和B表示的反应速率之比为,B正确;
C.由C的浓度为,则C的物质的量为,由物质的量之比等于化学计量数之比得,C正确;
D.末,由物质得量浓度之比等于化学计量数之比,D的物质的量浓度为,D正确;
故选A。
13.(23-24高一下·泉州市·期末)二氧化硫催化氧化反应[]是工业制硫酸的重要一步。在2L密闭容器中充入与,tmin后生成。下列说法正确的是
A.充分反应,生成的分子数为
B.加入催化剂能加快的生成速率
C.tmin内,
D.时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.由于是可逆反应,即使充分反应,生成的分子数小于,故A错误;
B.加入催化剂能,降低了反应的活化能,可以加快的生成速率,故B正确;
C.tmin内,生成,则消耗氧气0.6mol,2L密闭容器,所以,故C错误;
D.若能保持不变,才能说明反应达到平衡状态,故D错误;
答案选B。
14.(22-23高一下·厦门市·期末)我国科学家研发了高效催化转化为NH3的路径,如图所示,下列说法错误的是
A.FeN3是催化剂
B.该路径中N元素化合价逐步降低
C.用15N标记,反应结束后会在FeN3中检测出15N
D.该路径的总反应式为:
【答案】C
【详解】A.反应开始时,FeN3参与反应,最后有生成FeN3,FeN3为该反应的催化剂,故A说法正确;
B.该路径中N元素的化合价分别为+5、+4、+3、+2、+1、0、-1、-2、-3,N元素的化合价逐步降低,故B说法正确;
C.FeN3为催化剂,路径分析得到,用15N标记NO,反应结束后,15N最后出现在NH3中,不会在FeN3中检测出,故答案为C说法错误;
D.分析可知,过程中有OH-生成,该路径的总反应式为NO+6H2O+8e-=NH3↑+9OH-,故D说法正确;
答案为C。
1.(23-24高一下·龙岩市·期末)ToC时,某兴趣小组将和的混合溶液与乙醛()溶液混合后,得到随时间变化的关系如图,已知反应原理为。下列说法正确的是
A.可将替换为
B.反应到30.0s时减少了
C.30.0∼50.0s内乙醛的平均速率为
D.由以上数据可判断出对该反应具有催化作用
【答案】B
【详解】A.高锰酸钾能氧化氯离子,不能将替换为,A错误;
B.初始时:,反应到30.0s时减少了,B正确;
C.化学反应速率之比等于化学计量数之比,30.0∼50.0s内乙醛的平均速率v(CH3CHO)=,C错误;
D.以上数据不能判断出对该反应具有催化作用,D错误;
故选B。
2.(23-24高一下·宁德市·期末)某兴趣小组拟测定+3=Cl-+3+3H+的反应速率,用10mL0.1mol/LKClO3溶液和10mL0.3mol/LNaHSO3溶液进行实验,所得实验数据如图所示。下列说法不正确的是
A.增大KClO3溶液的浓度可以加快反应速率
B.0~4min反应速率v(Cl-)=0.0025mol/(L·min)
C.0~12min反应速率加快的原因可能是反应放热,温度升高,反应速率加快
D.由图中曲线可以预测后期的反应速率仍持续增大,但增大的幅度变小
【答案】D
【详解】A.增大反应物浓度可以加快反应速率,A项正确;
B.由图中数据可知,该反应在0~4min的平均反应速率为,B项正确;
C.0~12min反应速率加快的原因可能是该反应为放热反应,温度升高,导致反应速率加快,可能生成的Cl-对反应有催化作用,可能溶液酸性增强,加快了化学反应速率,C项正确;
D.由图象可知:在反应过程中,随着反应物浓度减小,该反应的化学反应速率(曲线斜率)变化趋势为先增大后减小,D项错误;
答案选D。
3.(23-24高一下·三明市·期末)往恒容密闭容器中加入和固体,在不同的温度下发生反应:,平衡时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A.点:再充入,正反应速率增大
B.点:的气体体积分数为
C.曲线为随温度的变化曲线
D.若改为,则反应更快达到平衡
【答案】D
【分析】该反应前后气体分子数不变,反应前后氢气和水蒸气的物质的量之和为4mol,故a为H2O(g)。
【详解】A.点:再充入,反应物浓度增大,正反应速率增大,A正确;
B.点:的物质的量为0.4mol,根据分析,气体总物质的量为4mol,故氢气体积分数为,B正确;
C.根据分析,曲线为随温度的变化曲线,C正确;
D.为固体,不影响反应速率,不影响达到平衡时间,D错误;
故选D。
4.(23-24高一下·福州市第八中学·期末)NH3原NO,其反应过程与能量关系如图1所示;有氧条件下,Fe3+催化NH3还原NO的反应历程如图2所示。下列说法正确的是
A.图1所示热化学方程式为
B.图1所示反应产物中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:3
C.图2所示过程中的物质的量减少
D.图2所示过程生成1mol氮气,转移电子的数目为2.4mol
【答案】B
【详解】A.热化学方程式为4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能=(a-b)kJ/mol,A错误;
B.图1所示反应方程式为:4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g),反应产物中氧化产物与还原产物为N2,其中有4个N被氧化,6个N被还原,故氧化产物与还原产物物质的量之比为2:3,B正确;
C.由题干图示信息可知,图2所示过程中作催化剂,故其物质的量在反应前后保持不变,C错误;
D.由题干图示信息可知,图2所示过程发生的总反应为:4NH3+4NO+O24N2+6H2O,故生成1mol氮气,转移电子的数目为3mol,D错误;
故答案为:B。
5.(23-24高一下·福州第八中学·期末)向一定温度下的2L密闭容器中通入发生反应: 。的物质的量随时间(t)变化的曲线如图所示(图中的X、Y两条线代表有、无催化剂),下列叙述正确的是
A.Y线表示无催化剂
B.c点时的
C.X线上a点时的转化率为75%
D.X线前内的平均反应速率可表示为
【答案】B
【详解】A.该图像表示的是的物质的量随时间(t)变化的曲线,曲线Y先达到拐点,说明反应先达到化学平衡,速率较快,有催化剂催化,故A错误;
B.c点不再变化,说明该反应达到平衡状态,此时,故B正确;
C.到达a点时,的物质的量转化量为0.1mol,则转化率,故C错误;
D.X线前内的平均反应速率可表示为,则,故D错误;
答案选B。
6.(22-23高一下·宁德第一中学·期末)在容积为1L的恒容密闭容器中投入等物质的量的CO2 (g)和H2(g),进行反应:CO2 (g)+ 3H2 (g) CH3OH(g)+H2O(g)。CO2、CH3OH。 的物质的量随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.a点时,体系中
B. CO2的逆反应速率:
C.c点时,CO2的转化率为50%
D.CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量之比保持不变时,反应达到平衡
【答案】C
【详解】A.根据元素守恒,体系中,则,A错误;
B.b点与c点反应均未达到平衡,平衡正向进行,但随着反应进行反应物的浓度减小,则vb<vc,B错误;
C.c点时,CO2与CH3OH的物质的量相等,则CO2的转化率为50%,C正确;
D.CH3OH(g)和H2O(g)均为生成物且系数相等,其物质的量之比不管有无达到平衡,物质的量之比始终等于1,D错误;
故答案为:C。
7.(22-23高一下·福州第三中学·期末)已知H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化如图曲线A所示,若在H2O2溶液中加入少量KI,则H2O2的分解过程可表示为:①H2O2+I-=H2O+IO-,②H2O2+IO-=H2O+O2+I-,其能量变化如图曲线B所示。下列有关说法不正确的是
A.上述反应①为吸热反应,反应②为放热反应
B.2molH2O2(aq)具有的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的总能量
C.I-在H2O2分解过程中起到催化剂作用
D.催化剂不参与化学反应,反应前后性质、质量不变
【答案】D
【详解】A.由图可知,反应①生成物能量大于反应物为吸热反应,反应②生成物能量低于反应物为放热反应,A正确;
B.过氧化氢分解生成水和氧气总反应为放热反应,故2molH2O2(aq)具有的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的总能量,B正确;
C.反应中碘离子被消耗又生成,在H2O2分解过程中起到催化剂作用,C正确;
D.催化剂反应前后性质、质量不变,但可以参与化学反应,D错误;
故选D。
8.(22-23高一下·莆田华侨中学·期末)在2.0L恒温恒容密闭容器中充入2.0mol和6.0mol,发生反应: ,、的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.使用催化剂可以缩短到达平衡时所需的时间
B.2.0mol和6.0mol充分反应放出184.8kJ的热量
C.内,
D.单位时间内断裂3molH-H键,同时生成3molN-H键,说明反应已达平衡状态
【答案】A
【详解】A.催化剂可以加快反应速率,使用催化剂可以缩短到达平衡时所需的时间,A正确;
B.根据反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=−92.4kJ⋅mol−1,可知此反应为可逆反应,加入2.0molN2和6.0molH2不能完全反应,反应放出小于184.8kJ的热量,B错误;
C.根据图中信息可知,0min n(H2)=6.0mol,t2时(H2)=3.6mol,v(H2)===mol⋅L−1⋅min−1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,可知v(NH3)=×mol⋅L−1⋅min−1=mol⋅L−1⋅min−1,C错误;
D.单位时间内,断裂3molH-H键,同时断裂6molN-H键,才能表示的是正逆反应速率,才能说明达到了平衡状态,D错误;
故选A。
9.(21-22高一下·三明市·期末)、、CO都是重要的能源物质,也是重要的化工原料。
(1)用一定质量的Zn跟足量的稀硫酸反应制氢气,实验过程如图所示。
①OE、EF、FG三段中, 段化学反应最块, 段收集的氢气最多。
②为了降低反应的速率且不影响氢气的量,可向溶液中加入的物质有 (填标号)。
a.蒸馏水 b.溶液 c.固体 d.固体
(2)已知:断裂1molH-H、1molO=O,1molH-O键吸收的能量依次为436kJ、498kJ、467kJ。在反应中,44.8L(标准状况)完全反应放出的能量为 。
(3)工业上可用CO和为原料制备,反应方程式为:。在体积固定的密闭容器中充入一定量的CO和,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.CO与的物质的量之比为1:1
B.混合气体的总压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1molCO,同时生成1mol
D.在混合气体中的质量分数保持不变
(4)为减少温室效应,有效利用,工业上可用生产甲醇。在体积为2L的密闭容器中充入1mol和3mol,一定条件下发生反应:,测得CHOH和的物质的量随时间变化如下图所示。
①从反应开始到平衡,的平均反应速率 。
②达到平衡时,的浓度为 。
【答案】(1) EF EF ab
(2)498kJ
(3)BD
(4) 0.0375 0.375
【详解】(1)①OE、EF、FG三段中,从图中曲线的斜率可看出,EF段化学反应最块,三段中EF段的纵坐标升高最大,EF段收集的氢气最多;
②a.蒸馏水,稀释氢离子浓度,反应速率下降,且总量不变,符合题意; b.溶液,稀释氢离子浓度,反应速率下降,且总量不变,符合题意;c.固体,溶液生成HNO3,反应得到NO,H2的量减少,不符合题意;d.固体,得到Cu2+先与Zn反应,Zn的量减少,氢气总量下降,不符合题意;故选ab。
(2)依题意,44.8L(标准状况)物质的量为2mol,完全反应放出的能量为形成生成物放出总能量减去断裂反应物吸收总能量,即467kJ×2×2-436kJ×2-498kJ=498kJ。
(3)A. CO与的物质的量之比为1:1,不能说明其量保持不变,故不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B. 该反应气体分子说发生改变,容器体积固定,故混合气体的总压强不随时间的变化而变化,说明反应达到平衡状态,B符合题意;
C. 单位时间内每消耗1molCO,同时生成1mol,二者均是指正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,故不能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D. 是生成物,其在混合气体中的质量分数保持不变,说明反应达到平衡状态,D符合题意;
故选BD。
(4)①从反应开始到平衡,的改变量是1.00-0.25=0.75(mol),用时10min,容器体积为2L,故平均反应速率=0.0375mol·L-1·min-1;
②达到平衡时,CO2减少了0.75mol,则减少了0.75×3=2.25(mol),则平衡时H2的物质的量为3-2.25=0.75(mol),其浓度为=0.375mol/L。
10.(23-24高一下·福州市九县(市、区)一中(高中)·期末)研究NOx、SO2、CO等气体的无害化处理对建设生态文明有重要意义。
(1)利用反应2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示:
①X代表的物质是 (填化学式);
②从反应开始到达到平衡,v(NO)= 。
(2)可用电化学原理处理SO2制备硫酸,装置如图,电极为多孔材料。写出N极的电极方程式 ,若电路中有2mol电子转移,理论上可制得硫酸 g。
(3)转化反应CO(g)+N2O(g)⇌CO2(g)+N2(g),在Fe*的催化作用下反应历程可分为:
第一步:Fe*+N2O(g)=FeO*+N2(g);
第二步:FeO*+________=_______+________。
将第二步化学方程式补充完整: 。
(4)已知反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)中相关的化学键键能数据如表:
化学键
H-H
C-O
C≡O(CO)
H-O
C-H
E(kJ/mol)
436
343
1076
465
413
①若有1molCH3OH生成,该反应放出 kJ能量。
②一定温度下,在恒容的密闭容器中充入lmolCO和2molH2发生上述反应,对于该反应,下列说法正确的是 (填序号)。
A.反应过程中n(CO):n(H2)不变
B.容器内混合气体的密度不再发生变化时,说明在该条件下,此反应已达到了最大的限度
C.往容器中充入He,压强增大,反应速率加快
D.容器内混合气体的压强保持不变时说明反应已达平衡
【答案】(1) CO2 0.016
(2) 1mol
(3)FeO*+CO=CO2+Fe*
(4) 99 AD
【详解】(1)①平衡时生成X是1.6mol,消耗NO和CO均是1.6mol,根据方程式可知X代表的物质是CO2;
②从反应开始到达到平衡消耗NO是1.6mol,浓度是0.8mol/L,则v(CO)= =0.016;
(2)电极M通入二氧化硫失去电子被氧化转化为硫酸,因此为负极;N极是正极,氧气得到电子,电极方程式为;电极M通入二氧化硫失去电子被氧化转化为硫酸,因此为负极;M极的电极方程式为:SO2+2H2O-2e-=+4H+,若电路中有2mol电子转移,理论上可制得硫酸1mol;
(3)Fe*是催化剂,FeO*是中间产物,第一步是Fe*和N2O(g)反应,第二步是FeO*和CO(g)反应生成CO2和Fe*,即FeO*+CO=CO2+Fe*;
(4)①若有1mol生成,断键吸收的能量是1076kJ+2×436kJ=1948kJ,形成化学键放出的能量是3×413kJ+343kJ+465kJ=2047kJ,所以该反应放出2047kJ-1948kJ=99kJ能量。
②A.由于反应物CO和和氢气是按照化学计量数之比充入的,所以反应过程中不变,A正确;
B.恒容的密闭容器,气体的质量不发生变化,密度为恒定值,不能说明在该条件下此反应已达到了最大的限度,B错误;
C.往容器中充入He,压强增大,浓度不变,反应速率不变,C错误;
D.该反应前后气体的体积是发生改变的变量,容器内混合气体的压强保持不变时说明反应已达平衡,D正确;
故先AD;
11.(23-24高一下·福州市八县(市)协作校·期末)H2、CO、CH4等都是重要的能源,也是重要的化工原料。
(1)25℃,101kPa时,8.0gCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式: 。
(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,电池总反应为。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”),若通入0.1molCH4充分反应,计算用此燃料电池电解饱和食盐水,理论上得到氢气的体积(标准状况下) 。
【答案】(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.2kJ/mol
(2) 0.05mol·L-1·min-1 36% bc
(3) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 正极 8.96L
【详解】(1)8gCH4物质的量为0.5mol,完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ的热量,则该反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.2kJ/mol。
(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%。
②
a.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,通入0.1molCH4充分反应,转移0.8mol电子,电解饱和食盐水时阴极上电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,转移0.8mol电子生成0.4mol氢气,标况下体积为8.96L。
12.(22-23高一下·福州格致中学·期末)氮的化合物广泛应用于工业、航天、医药等领域。
(1)氨气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3。在一定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(g)。该反应已达到平衡状态的标志是 。
a.12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键
b.容器内n(NO):n(NH3):n(N2):n(H2O)=6:4:5:6
c.容器内N2的物质的量分数不再变化
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(2)肼(N2H4)是火箭的高能燃料,该物质燃烧时生成水蒸气和氮气,已知某些化学键的键能如表:
化学键
O-H
N-N
N-H
O=O
N≡N
键能kJ/mol
467
160
391
498
945
则1molN2H4在氧气中完全燃烧的过程中放出的能量为 kJ。
(3)一定条件下,在5L密闭容器内,反应2NO2(g)N2O4(g),NO2的物质的量随时间变化如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO2)/mol
0.040
0.020
0.010
0.005
0.005
0.005
①用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率为 mol/(L·s)在第5s时,NO2的转化率为 。
②为加快反应速率,可以采取的措施是 。
a.升高温度 b.恒容时充入He(g) c.恒压时充入He(g) d.恒容时充入NO2
(4)已知:2N2O=2N2+O2,不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1 T2(填“>”、 “=”或“<”)。 当温度为T、起始压强为p0,反应至t1min时,此时体系压强p= (用p0表示)。
【答案】(1)cd
(2)591kJ
(3) 0.0015 87.5% ad
(4) > 1.25p0
【详解】(1)a.12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键,均表示正反应速率,不能判断反应达到平衡状态,a错误;
b.物质的量之比与起始量和转化量都有关,不能说明正逆反应速率相等或者浓度不变,b错误;
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明浓度不再改变,能判断反应达到平衡状态,c正确;
d.该反应混合气体的总质量不变,总物质的量在变化,当混合气体的平均相对分子质量不变时达到平衡状态,d正确;
故选cd。
(2)N2H4在氧气中完全燃烧的化学方程式为:N2O4(g)+O2(g)= N2(g)+ 2H2O(g),根据反应热△H=反应物的键能和-生成物的键能和,得:△H= E(N-N)4E(N-H)+ E(O=O)-E(N≡N)-4E(O-H)= (160+4391+498-945-467) kJ/mol=-591kJ/mol,△H<0,该反应为放热反应,1mol N2H4在氧气中完全燃烧放出591kJ能量。
(3)①由表格数据可知2s内,,,在第5s时,NO2的转化率为。
②)a.升高温度可以提高活化分子百分数,增加有效碰撞次数,加快反应速率,a正确
b.恒容时充入He(g),对反应物和生成物的浓度无影响,对速率不影响,b错误;
c.恒压时充入He(g),容器体积增大,各物质的浓度减小,反应速率减小,c错误
d.恒容时充入NO2,增大了反应物的浓度,加快反应速率,d正确;
故选ad。
(4)由图像可知,当压强一定时,T1对应的半衰期比T2对应的半衰期要短,说明T1条件下反应速率快,而其他条件相同时温度越高反应速率越快,因此T1 >T2;设N2O起始物质的量2mol,则t1时,消耗1molN2O,产生1molN2和0.5molO2,此时气体的总物质的量为:2.5mol,根据压强比=气体物质的量之比,可得,此时压强。
13.(22-23高一下·三明市·期末)Ⅰ.汽车是重要的交通工具,随着汽车量的激增,汽车尾气造成的环境污染也日益严重。
(1)汽车尾气中生成过程的能量变化如图所示,1mol和1mol完全反应生成应 (填“吸收”或“释放”) kJ能量。
(2)实验室在一恒容密闭容器中模拟汽车尾气和的转化,主要发生的反应是:
①下列方法能加快化学反应速率的是 (填标号)。
a.充入 b.升高温度 c.加入催化剂 d.及时分离出
②若容器为绝热容器,下列能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a. b.容器内的压强保持不变
c.容器内混合气体密度保持不变 d.容器内温度不再变化
Ⅱ.由制备甲醇()是实现“双碳”目标的重要途径。已知:,在体积为2L的密闭容器中,充入1mol催化剂和0.5mol,测得部分物质的物质的量随时间变化如下图所示:
(3)0~1min内, (保留两位有效数字)。
(4)时, (填“>”“<”或“=”)。
Ⅲ.煤燃烧排放的烟气中含有和,会污染大气,形成酸雨。
(5)将生石灰与含硫的煤混合后再燃烧,可将最终转化为,写出转化为的化学方程式 。
(6)如图是利用原电池原理将转化为的示意图。
a电极为 (填“正极”或“负极”);d口通入的气体是 (填“”或“”)。
【答案】(1) 吸收 180
(2) bc bd
(3)
(4)=
(5)或,
(6) 负极
【详解】(1)根据图示,断键吸收的总能量是946 kJ +498 kJ =1444kJ,成键放出的总能量为2mol×632 kJ/mol=1264 kJ,放出的能量小于吸收的能量,所以1mol N2和1molO2完全反应生成NO,会吸收1444kJ-1264kJ=180kJ的能量。
(2)①a.充入各物质浓度不变,反应速率不变,a不选;
b.升高温度,反应速率加快,b选;
c.加入催化剂,反应速率加快,c选;
d.及时分离出,导致各物质浓度减小,速率减慢,d不选;
故选bc。
②a.根据化学计量数关系,反应达到平衡,a不选;
b.该反应为体积减小的反应,容器内的压强保持不变,反应达到平衡,b选;
c.容器体积不变,密度为定值,混合气体密度保持不变,不能判断反应达到平衡,c不选;
d.反应过程存在热量变化,容器内温度不再变化,反应达到平衡,d选;
故选bd。
(3)0~1min内,氢气物质的量由0.5mol减小到0.3mol,。
(4)根据图示,3min时反应达到平衡,时,反应已经达到平衡状态,则等于。
(5)将生石灰与含硫的煤混合后再燃烧,可将最终转化为,化学方程式或,。
(6)原电池中,电子由负极经导线流向正极,则a电极为负极;转化为,在负极失去电子发生氧化反应,则c口通入,d口通入的气体是。
14.(23-24高一下·福州第八中学·期末)活性炭、尿素[]、氨气等能还原烟气中氮氧化物()。
(1)在2L密闭容器中,一定温度下,反应体系中,随时间的变化如下表所示:
时间/s
0
1
2
3
4
5
/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①用表示从0-2s内该反应的平均速率v= 。2s时, (填“大于”、“小于”或“等于”)。
②下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
a.单位时间内消耗2mol NO同时生成1mol
b.容器内压强保持不变
c.
d.容器内的气体密度保持不变
(2)尿素吸收液与汽车尾气在高温下混合反应,尿素分解生成和HNCO,在催化剂作用下,HNCO与反应生成和,和NO反应生成。
①已知8.5g 和NO完全反应生成和气态水,放出226kJ的热量,写出该反应的热化学方程式 。
②NO的脱除率随尿素吸收液反应温度变化的影响如图所示。当温度大于80℃时,NO的脱除率随温度升高而降低的可能原因是 。
(3)作为催化剂能在和之间改变氧化状态,将烟气中的NO先转化为易于吸收的NO并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物。铈氧化物发生的可能变化如图所示。
①NO能与反应生成中间体,该步反应的化学方程式为 。
②当1mol 氧化标准状况下2.24L NO后,生成的中x= 。
【答案】(1) 大于 d
(2) 当温度大于80℃时,尿素分解产生氨气速率加快,氨气逸出使NO的脱除率降低
(3) 0.1
【详解】(1)①内,根据速率之比等于系数之比,内该平均速率,从表中数据可知一氧化氮的量继续减少,反应继续向右进行,所以此时大于,答案为:,大于;
②a.单位时间内消耗同时生成 ,均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,a错误;
b.该反应反应物和生成物气体的系数之和相等,容器体积一定时压强始终保持不变,所以容器内压强保持不变时,不能说明反应达到平衡状态,b错误;
c.反应中系数之比等于速率之比,当时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,c错误;
d.反应向右进行时,混合气体质量增大,容器恒容,则容器内的气体密度是个变量,当其保持不变时反应达到平衡状态,d正确;
故选d。
(2)①由题意知与完全反应生成和气态水,放出的热量,即0.5摩尔氨气完全反应放出的热量,所以4摩尔氨气完全反应放出的热量,则该反应的热化学方程式为 ;故答案为:;
②当温度大于时,尿素分解产生氨气速率加快,不能完全和反应,使的脱除率降低,故答案为:当温度大于时,尿素分解产生氨气速率加快,氨气逸出使的脱除率降低;
(3)①作为催化剂能在和之间改变氧化状态,所以能与反应生成中间体和,该步反应的化学方程式为:;
②由题意可知总反应为:,当氧化标准状况下后,可知两者的物质的量之比为1∶=1∶0.1,生成的中0.1,答案为:0.1。
15.(23-24高一下·龙岩市·期末)用下列反应处理航天员呼吸产生的,可实现空间站中的循环利用。
Sabatier反应:
光解水反应:
(1)Sabatier反应的能量变化如图,该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。已知、、的键能分别为、、,则的键能为 。
(2)在恒温、恒容的密闭体系中,仅发生Sabatier反应,下列描述能说明该反应已经达到最大限度的是___________(填字母)。
A.的体积分数不再改变
B.、、、的物质的量之比为1:4:1:2
C.单位时间内,消耗同时生成
D.单位时间内,断裂键的同时断裂键
(3)120℃时将和通入的恒容密闭容器中发生Sabatier反应,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图。
①在0∼4min内, 。
②4min末,消耗的速率 生成的速率(填“>”“<”或“=”)。
(4)光解水反应是采用新型复合光催化剂(),使水在太阳光下高效分解,原理如图。
该反应的能量转化形式为 。反应Ⅰ的化学方程式为 。
【答案】(1) 放热 462
(2)AD
(3) =
(4) 光能转化为化学能(或太阳能转化为化学能)
【详解】(1)该反应反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应;由图可知,Sabatier反应的反应热= -260kJ/mol=反应物总键能-生成物总键能,设O-H键的键能为xkJ/mol,故,解得x=462,故的键能为:462kJ/mol;
(2)A. 的体积分数不再改变时,该反应达到最大限度,A正确;
B. 、、、的物质的量之比为1:4:1:2,不能判断达到最大限度,B错误;
C. 单位时间内,消耗同时生成,均为正反应方向,不能判断达到最大限度,C错误;
D. 单位时间内,断裂(消耗1molH2)键的同时断裂键(消耗0.5mol H2O),正逆反应速率相等,能判断达到最大限度,D正确;
故选AD;
(3)①在0∼4min内,;
②4min末,消耗氢气4mol,生成甲烷1mol,10min时甲烷的物质的量仍为1mol,故4min已经达到平衡,正逆反应速率相等,故消耗的速率=生成的速率;
(4)由图可知:反应I为,反应II为:。
水在太阳光下高效分解,能量转化形式为:光能转化为化学能(或太阳能转化为化学能);反应Ⅰ的化学方程式为:。
试卷第1页,共3页
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