内容正文:
重难点04 化学反应速率及平衡图像问题的分析
内容概览
考向1 化学反应速率的计算、化学反应速率与化学计量数的关系
考向2 影响化学反应速率的因素
考向3 化学平衡状态的建立、本质、特征
考向4 化学平衡状态的判断方法
考向1 化学反应速率的计算、化学反应速率与化学计量数的关系
1.(23-24高一下·云南文山·期末)已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下化学反应速率如下,请判断出速率最快的是
A.v(N2)=0.4mol•L-1•min-1 B.v(NO2)=0.01mol•L-1•s-1
C.v(CO)=1.5mol•L-1•min-1 D.v(CO2)=1.1mol•L-1•min-1
2.(23-24高一下·云南德宏·期末)反应在2L密闭容器中进行,5min时Y减少了0.5mol,则0~5min内此反应的平均速率为
A. B.
C. D.
3.(23-24高一下·云南曲靖·期末)在2L密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2min,B的物质的量减少0.6mol,下列对该反应速率表示正确的是
A.在2min末的反应速率:v(B)=0.3mol•L-1•min-1
B.用A表示的反应速率为:v(A)=0.2mol•L-1•min-1
C.在这两分钟内,用C表示的速率的值逐渐增大,B表示的速率的值逐渐减小
D.分别用B、C表示的反应速率其比值为3:2
考向2 影响化学反应速率的因素
4.(21-22高一下·云南昭通·期末)制水煤气的反应为,下列措施能加快该化学反应速率的是
①增加碳的用量②将碳块制成碳粉③加催化剂④恒温恒压充入He⑤加热⑥恒温恒容充入He
A.①②③④ B.②③⑤ C.②③④⑤ D.③④⑤⑥
5.(20-21高一下·云南红河·期末)下列生产或实验事实引出的结论不正确的是是
选项
事实
结论
A.
在容积不变的密闭容器中发生反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),向其中通入氩气
反应速率减慢
B.
工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3
增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
C.
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
D.
A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
6.(19-20高一下·云南昆明·期末)制水煤气的反应为C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH>0,下列措施能加快该化学反应速率的是
①增加碳的用量②将碳制成碳粉③加催化剂④加热⑤恒容充入He⑥恒压充入He
A.①②③④ B.②③④ C.②③④⑤ D.③④⑤⑥
正确的有:②③④,答案选B。
7.(23-24高一下·云南普洱·期末)在恒温恒容的密闭容器中加入2molC和1mol的水发生反应:。下列说法正确的是
A.适当增加C(s)的用量,反应速率加快
B.充分反应后水被完全转化
C.当容器内压强不再改变时反应达到平衡状态
D.当CO与的物质的量浓度相等时,该反应达到平衡状态
考向3 化学平衡状态的建立、本质、特征
8.(22-23高一下·云南红河·期末)下列有关化学反应限度的说法不正确的是
A.任何可逆反应的进程都有一定限度
B.提高反应的限度可以提高反应物的利用率
C.化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度
D.化学反应达到最大限度时,可逆反应的正、逆反应速率为零
9.(10-11高一下·云南昆明·期末)在一定条件下,N2和H2在密闭容器内反应合成NH3。下列说法不正确的是
A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变
10.(18-19高一下·云南丽江·期末)CO2可与H2催化合成甲醇,于恒容密闭容器中,在催化剂作用下发生反应:CO2 (g)+ 3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g),下列描述能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A.CO2的生成速率与H2的生成速率相等时
B.容器内气体的总压强不再随时间而改变时
C.容器内气体的总质量不再改变时
D.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度相等时
11.(22-23高一下·云南文山·期末)在某一恒容密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列叙述不能说明该反应已达到化学平衡状态的是
A.容器内的总压强不随时间而变化
B.三种气体的浓度相等
C.NH3的分解速率与生成速率相等
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
考向4 化学平衡状态的判断方法
12.(10-11高一下·云南玉溪·期末)在恒温恒容条件,可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)达到平衡的标志是
A.容器中压强不再变化 B.A、B、C的浓度相等
C.A、B、C的分子数比为1:3:2 D.单位时间消耗nmolA,同时生成2nmolC
13.(20-21高一下·云南红河·期末)在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应N2 + 3H22NH3 达到平衡状态的标志是
A.N2、H2、NH3在容器中共存
B.混合气体的密度不再发生变化
C.混合气体的总物质的量不再发生变化
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
二、填空题
14.(20-21高一下·云南楚雄·期末)一定条件H2和CO2发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入一定量的H2、CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)t1min时,正、逆反应速率的大小关系为v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)4min内,CO2的转化率为 ;H2的平均反应速率v(H2)= 。
15.(21-22高一下·云南丽江·期末)某温度下,在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为 。
(2)反应起始至tmin(设t=5),Z的平均反应速率是 ,X的转化率为 (用百分数表示),Y的体积分数为 。
(3)下列可判断反应已达到平衡状态的是 。
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.体系的压强保持不变
C.混合气体的密度不变
D.生成1molZ的同时生成2molX
E.混合气体的平均分子质量不变
(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有 。
A.其他条件不变,及时分离出产物
B.适当降低温度
C.其他条件不变,增大X的浓度
D.保持温度不变,将容器体积压缩为1L
E.恒容条件下冲入氦气,使压强增大
一、单选题
1.(20-21高一下·云南昆明·期末)T℃,在恒容密闭容器中发生可逆反应,下列情况能说明该反应已达到化学平衡的是
①的转化率达到100%
②反应速率3v(H2)=2v(NH3)
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④容器内压强不再改变
⑤的物质的量浓度不再改变
⑥气体的密度保持不变
⑦键断裂的同时,有键断裂
A.全部 B.②③④⑤ C.③④⑤⑦ D.①③⑤⑥⑦
2.(20-21高一下·云南曲靖·期末)在一定条件下,在容积不变的密闭容器中,1molN2和3molH2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列说法正确的是
A.N2、H2和NH3的物质的量比为1:3:2时,该反应达到平衡
B.该反应达到平衡时,vNH3(正)=2vN2(逆)
C.达到平衡时,混合气体密度不随时间变化
D.提高该反应的温度,可以实现H2的完全转化
3.(22-23高一下·云南楚雄·期末)某温度下,在金表面上发生分解反应生成和,测得的实验结果如图所示。已知:化学上,将反应物消耗一半所用的时间称为半衰期。下列叙述正确的是
A.在金表面的分解反应是可逆反应 B.的半衰期与起始浓度成正比
C.在金表面,分解速率先快后慢 D.ab段的平均生成速率为
4.(20-21高一下·云南玉溪·期末)某温度下,在一固定容积的容器中进行反应:,下列情况一定能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A.混合气体的密度不随时间而改变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间而改变
C.和的生成速率相同
D.和的浓度比为1∶1
5.(22-23高一下·云南楚雄·期末)对于硫酸工业中SO2的催化氧化反应2SO2+O22SO3,下列说法错误的是
A.使用催化剂能加快化学反应速率
B.增大压强(减小容器容积)对反应速率无影响
C.降低反应温度,化学反应速率减慢
D.增大O2浓度,化学反应速率增大
二、填空题
6.(23-24高一下·云南曲靖·期末)联氨(分子式为)可用来制药,也用作火箭燃料,联氨作为高能燃料与氧气反应的化学方程式为。
回答下列问题:
(1)写出联氨的结构式: 。
(2)该反应过程的能量变化如图所示,则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)恒温恒容时,下列措施能使该反应正反应速率增大的是___________(填选项字母,下同)。
A.增加的浓度 B.选择高效催化剂
C.充入氩气 D.及时分离出
(4)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。
A.
B.恒温恒容时,混合气体的压强不再随时间变化
C.的物质的量不再变化
D.、、和四者的浓度之比为
(5)一定温度下,在容积为的恒温密闭容器中通入和,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①时, (填“>”“<”或“=”)。
②用的浓度变化表示内反应的平均速率是 (计算结果保留一位小数,下同)。
③反应达到平衡时,的转化率为 %。
三、解答题
7.(21-22高一下·云南文山·期末)I.一定条件下,将2molA气体和2molB气体加入2L的恒容密闭容器中进行反应:。2min后达化学平衡,测得C的浓度为,填写下列空白:
(1)2min内用A表示的平均反应速率为 。
(2)平衡时B的物质的量浓度为 。
(3)平衡时A的转化率是B的转化率的 倍。
(4)能说明该反应达到化学平衡状态的是: 。
A.A表示的平均反应速率等于C表示的平均反应速率
B.消耗1molA的同时生成0.5molB
C.分别用A、B、C表示的反应速率之比为2∶1∶2
D.C的物质的量不再变化
(5)要使该反应的化学反应速率加快,可采取的措施是: (任写两种)。
II.理论上,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。利用反应设计一种化学电池,回答下列问题:
(6)正极上发生的电极反应式为 。
(7)若导线上转移的电子为1mol,则消耗金属铜的质量为 。
8.(23-24高一下·云南昭通·期末)在生产和生活中,人们关注化学反应进行的快慢和程度,以提高生产效率和调控反应条件。
(1)是工业制硫酸的主要反应之一,该反应过程的能量变化如图甲所示,则反应物的总能量生成物中的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)在2L密闭容器内,500℃时,测得随时间的变化如下表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
图乙中表示的变化曲线是 (填序号)。
(3)用表示从0~2s内该反应的平均速率 。
(4)能使该反应的反应速率增大的是______(填序号)。
A.减少的通入量 B.适当升高温度
C.恒容下充入Ne D.选择更高效催化剂
(5)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是 (填序号)。
A. B.单位时间内消耗的同时消耗
C.容器中与的物质的量之比2:1 D.容器中气体的总物质的量不变
E.容器中的体积分数不变 F.容器中气体的总质量不变
9.(21-22高一下·云南玉溪·期末)硫元素是动植物生长不可缺少的元素,广泛存在于自然界中。
(1)硫酸是重要的化工原料,小组同学对硫酸的工业制备和性质进行探究。查阅资料,工业制硫酸的过程如图:
上述工业制硫酸过程中,没有发生氧化还原反应的过程是 (填“I”“II”或“III”)。
(2)500℃时,在2L密闭容器内发生的反应,其中随时间的变化如下表:
时间(s)
0
0
2
3
4
5
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: 。
②达平衡时的转化率为 。
③如图所示,表示变化曲线的是 。
(3)在一定条件下,将和以体积比2:1置于密闭容器中发生上述反应。下列能说明反应达到平衡状态的是_______。
A.在恒温恒容的容器中体系压强保持不变
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.单位时间内生成1mol的同时消耗了1mol
D.在恒温恒容的容器中,气体的平均摩尔质量不再变化
(4)实验室用Zn和硫酸制,为了加快反应速率,下列措施不可行的是 (填字母)。
a.加入浓硝酸 b.加入少量固体 c.用粗锌代替纯锌
d.加热 e.把锌粒弄成锌粉 f.用98.3%的浓硫酸
(5)氢气可用于制燃料电池,某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质,可传导生成水,B极上发生的电极反应为则A极是电池的 极;其电极反应式为 。
10.(23-24高一下·云南保山·期末)研究碳、氮及其化合物的转化对于节能和环境的改善有重大意义。回答下列问题:
(1)、、和是常用的燃料,上述物质分别完全燃烧生成及时,放出的热量依次为、、和。相同质量的这4种燃料完全燃烧,放出热量最多的是 (填化学式)。
(2)一定条件下,(石墨)转化为(金刚石)要吸收能量。在该条件下,热稳定性:金刚石 石墨(填“<”“>”或“=”)。
在密闭容器内,时和反应生成的体系中,随时间的变化如下表所示:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(3)该反应的平衡转化率= ;上述反应达到平衡后,在恒容条件下充入氖气, (填“<”“”或“=”)。
(4)图中表示变化曲线的是 ,用表示从内该反应的平均速率 。
(5)下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。
a.
b.容器内气体的相对分子质量保持不变
c.容器内压强保持不变
d.容器内密度保持不变
(6)新型高效的氢氧燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入和,内电路为溶液。电池负极的电极反应式为 ,在内电路中移向 (填“负极”或“正极”)。
11.(22-23高一下·云南·期末)碳中和是指人们在一定时间内直接或间接地将产生的二氧化碳排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳,实现相对“零排放”。以生产甲醇是实现“碳中和”的重要途径。其原理是。
(1)该反应的能量变化如图所示,则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在体积为的恒温密闭容器中,充入和,测得和的浓度随时间变化如图所示。
从到, (计算结果精确到小数点后2位),反应达到平衡状态时的转化率为 。
(3)能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.反应中与的物质的量浓度之比为
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成,同时生成
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(4)用和形成的质子交换膜燃料电池的结构如图。
①则电极是 (填“正极”或“负极”),其电极反应式为 。
②若线路中转移电子,则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
12.(22-23高一下·云南昭通·期末)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。在某温度下,恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)从反应开始到内,用Y的浓度变化表示的平均反应速率为 ,平衡时X的转化率为 。
(3)时,正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
(4)若在时,向容器中通入氩气(容器体积不变),X的反应速率将 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(5)下列能说明该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.X、Y、Z三种气体的浓度之比为
B.
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内消耗X和Z的物质的量之比为
13.(23-24高一下·云南楚雄·期末)化学反应速率和限度是研究化学反应的重要角度。回答下列问题:
Ⅰ.在催化剂作用下,可利用光能分解水制备氢气,已知断裂1mol,1mol中的化学键分别要吸收436kJ和496kJ能量,断裂1mol键需要吸收463kJ能量。
(1)2mol完全分解需 (填“放出”或“吸收”) kJ能量。
(2)下列能正确表示该过程能量变化的示意图是___________(填标号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.某兴趣小组将除去氧化膜的镁条投入少量稀盐酸中进行实验,速率实验测得氢气的产生速率变化情况如图所示。
(3)速率变化的主要原因是 。
(4)速率变化的主要原因是 。
Ⅲ.某课题研究小组利用活性炭处理氮氧化物,发生反应:。
(5)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,下列可以表明反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A. B.与的物质的量之比为1∶1
C.NO的体积分数不再改变 D.容器内气体总压强不再改变
(6)该小组在两个2L的密闭容器中分别加入活性炭(足量)和1.0molNO,测得两容器在不同温度下NO的物质的量变化如下表:
容器1(℃)
容器2(℃)
0
0
5min
9min
min
10min
12min
0
5min
9min
10min
/mol
1.00
0.58
0.42
0.40
0.40
1.00
1.00
0.50
0.34
0.34
①℃时,0~5min内,反应速率 。
②两容器内温度的关系为 (填“>”“<”或“=”)。
14.(23-24高一下·云南大理·期末)恒温条件下,在恒容密闭容器内充入,反应后达到平衡,此时的物质的量减少的物质的量浓度为内,生成的平均反应速率为。请回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)内, ,反应达到平衡状态时,的转化率为 。
(3)下列措施能够使该反应速率加快的是 (填标号)。
a.降低温度 b.扩大体积为 c.使用催化剂 d.充入氦气
(4)下列说法能判断该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.
B.容器内混合气体的压强不变
C.容器内混合气体密度不变
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不变
15.(23-24高一下·云南玉溪·期末)合成氨是目前人工固氮最重要的途径,研究合成氨的反应和氨气的用途具有重要意义,历史上诺贝尔化学奖曾经3次颁给研究合成氨的化学家。工业上合成氨的反应为:。请回答下列问题:
(1)t℃时,向体积为2L的密闭容器中充入一定量的和合成氨,实验中测得随时间的变化如下表所示:
时间/min
5
10
15
20
25
30
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
①10~15min内的平均反应速率 。
②下列措施能加快反应速率,缩短达到平衡所用时间的有 (填标号)。
a.压缩容器的体积 b.往容器中加入催化剂 c.降低温度
③若该反应在t℃,体积为2L的刚性密闭容器中发生,下列说法不能作为反应达到平衡状态的依据的是 (填标号)。
A.的体积分数不再变化
B.、、的物质的量之比为1:3:2
C.
D.的质量保持不变
(2)合成氨反应在Fe催化剂上进行,反应物和断键的过程要 (填“吸收”或“放出”)较多的能量。氮元素的非金属性较强,但氮气的化学性质却很稳定,从结构角度解释可能的原因: 。
(3)已知由反应物到生成物,在催化剂表面要经历:吸附(附着催化剂表面)、断键……成键、脱附(脱离催化剂表面)等过程,则和在催化剂表面合成的反应过程的顺序为c→ (用字母标号表示)。
(4)潜艇中使用的氨—氧燃料电池工作原理如图所示。
①电极b为电池的 (填“正极”或“负极”)。
②该电池的总反应为 。
16.(23-24高一下·云南德宏·期末)能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角,回答下列问题:
Ⅰ.天然气已成为我国主要的清洁能源,主要成分甲烷()燃烧时的能量变化如图所示:
(1)已知断开部分化学键需要的能量如下表所示:
化学键
断开1mol化学键键需要的能量(kJ/mol)
a
b
c
则形成1mol 释放的能量为 kJ。
(2)下列说法中正确的是_______(填字母)
A.甲烷完全燃烧时化学能全部转化为热能
B.由图可知二氧化碳比甲烷稳定
C.标准状况下,1mol甲烷完全燃烧时放出802kJ的热量
D.该反应中断键吸收的总能量低于形成键放出的总能量
Ⅱ.某温度时,在一个2L的密闭容器中,A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)从开始至2min,B的平均反应速率为 ;平衡时,C的物质的量为 。
(5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的 (填序号)。
A.A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3
B.相同时间内消耗3mol A,同时生成3mol C
C.
D.混合气体的总压强不随时间的变化而变化
E.B的体积分数不再发生变化
(6)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是_______(填序号)。
A.恒压条件下充入氩气
B.降低温度
C.恒容条件下充入A
D.其他条件不变,缩小容器的容积
17.(23-24高一下·云南曲靖·期末)探究硫及其化合物的转化有重要的现实意义。如将、等污染物吸收和转化是保护环境和资源利用的有效措施。
(1)高温裂解转化为和硫蒸气(以形式存在),写出该反应的化学方程式: ;写出一种能加快该反应速率的方法: 。
(2)已知高温裂解是可逆反应,在恒温恒容密闭容器中,不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.生成1mol的同时生成1mol B.容器中总压强不再改变
C. D.混合气体的密度不再改变
(3)在2.0L恒容密闭容器中充入0.1mol,不同温度下测得的转化率与时间的关系如图所示。
①已知该反应的反应物总能量小于生成物的总能量,则该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②图中P点处: (填“”或“”或“”)。
③950℃时,0~1.25s生成的平均反应速率为 。
(4)写出的一项用途: 。
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重难点04 化学反应速率及平衡图像问题的分析
内容概览
考向1 化学反应速率的计算、化学反应速率与化学计量数的关系
考向2 影响化学反应速率的因素
考向3 化学平衡状态的建立、本质、特征
考向4 化学平衡状态的判断方法
考向1 化学反应速率的计算、化学反应速率与化学计量数的关系
1.(23-24高一下·云南文山·期末)已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下化学反应速率如下,请判断出速率最快的是
A.v(N2)=0.4mol•L-1•min-1 B.v(NO2)=0.01mol•L-1•s-1
C.v(CO)=1.5mol•L-1•min-1 D.v(CO2)=1.1mol•L-1•min-1
【答案】A
【分析】采用转化法,转到同一种物质来表示反应速率,借助速率之比等于化学计量数之比,注意单位换算,据此解答。
【解析】A.v(N2)=0.4mol•L-1•min-1,反应速率最快,故A符合题意;
B.v(NO2)=0.01mol•L-1•s-1,速率之比等于化学计量数之比,得v(N2)= 0.3mol•L-1•min-1,故B不符合题意;
C.v(CO)=1.5mol•L-1•min-1,速率之比等于化学计量数之比,得v(N2)=0.375mol•L-1•min-1,故C不符合题意;
D.v(CO2)=1.1mol•L-1•min-1,速率之比等于化学计量数之比,得v(N2)= mol•L-1•min-1,故D不符合题意;
答案选A。
2.(23-24高一下·云南德宏·期末)反应在2L密闭容器中进行,5min时Y减少了0.5mol,则0~5min内此反应的平均速率为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】密闭容器中进行,时减少了,;根据不同物质表示的速率比等于系数比,、、,故选C。
3.(23-24高一下·云南曲靖·期末)在2L密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2min,B的物质的量减少0.6mol,下列对该反应速率表示正确的是
A.在2min末的反应速率:v(B)=0.3mol•L-1•min-1
B.用A表示的反应速率为:v(A)=0.2mol•L-1•min-1
C.在这两分钟内,用C表示的速率的值逐渐增大,B表示的速率的值逐渐减小
D.分别用B、C表示的反应速率其比值为3:2
【答案】D
【解析】A.经2min,B的物质的量减少0.6mol,v(B)=,A错误;
B.A为固体,没有浓度,不能表示反应速率,B错误;
C.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减少,浓度的变化逐渐变小,因此用B和C表示的反应速率都逐渐减小,C错误;
D.反应速率之比等于化学计量数之比,因此,D正确;
故选D。
考向2 影响化学反应速率的因素
4.(21-22高一下·云南昭通·期末)制水煤气的反应为,下列措施能加快该化学反应速率的是
①增加碳的用量②将碳块制成碳粉③加催化剂④恒温恒压充入He⑤加热⑥恒温恒容充入He
A.①②③④ B.②③⑤ C.②③④⑤ D.③④⑤⑥
【答案】B
【解析】①固体的浓度视为常数,增加碳的用量,浓度不变化,反应速率不变,不选;
②将碳块制成碳粉,增大反应物接触面积,反应速率加快,选;
③加催化剂,能降低反应活化能,反应速率加快,选;
④恒温恒压充入He,容器体积增大,参与反应气体浓度减小,反应速率减小,不选;
⑤加热,能增大活化分子百分数,反应速率加快,选;
⑥恒温恒容充入He,容器总压强增大,参与反应气体分压不变,反应速率不变,不选;
综上分析,正确的有②③⑤,答案选B。
5.(20-21高一下·云南红河·期末)下列生产或实验事实引出的结论不正确的是是
选项
事实
结论
A.
在容积不变的密闭容器中发生反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),向其中通入氩气
反应速率减慢
B.
工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3
增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
C.
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
D.
A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
【答案】A
【解析】A.在容积不变的密闭容器中通入氩气,反应物浓度不变,反应速率不变,A错误;
B.用水直接吸收三氧化硫容易形成酸雾,所以工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3,可增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大,B正确;
C.升高溶液的温度,析出沉淀所需时间缩短,这说明当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快,C正确;
D.B试管中产生气泡快,这说明当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率,D正确;
答案选A。
6.(19-20高一下·云南昆明·期末)制水煤气的反应为C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH>0,下列措施能加快该化学反应速率的是
①增加碳的用量②将碳制成碳粉③加催化剂④加热⑤恒容充入He⑥恒压充入He
A.①②③④ B.②③④ C.②③④⑤ D.③④⑤⑥
【答案】B
【解析】①固体的浓度视为常数,增加碳的用量,浓度不变化,反应速率不变,不选;
②将碳制成碳粉,增大反应物接触面积,反应速率加快,选;
③加催化剂,能降低反应活化能,反应速率加快,选;
④加热,能增大活化分子百分数,反应速率加快,选;
⑤恒容充入He,容器总压强增大,气体分压不变,速率不变,不选;
⑥恒压充入He,体积增大,浓度减小,速率减小,不选;
正确的有:②③④,答案选B。
7.(23-24高一下·云南普洱·期末)在恒温恒容的密闭容器中加入2molC和1mol的水发生反应:。下列说法正确的是
A.适当增加C(s)的用量,反应速率加快
B.充分反应后水被完全转化
C.当容器内压强不再改变时反应达到平衡状态
D.当CO与的物质的量浓度相等时,该反应达到平衡状态
【答案】C
【解析】A.碳是固体,浓度是常数,增大用量,反应速率不变,A项错误;
B.该反应是可逆反应,水不可能完全转化,B项错误;
C.该反应反应物气体系数之和与生成物气体系数之和不相等,在恒容密闭容器内,压强是个变量,当压强不再改变时,反应达到平衡状态,C项正确;
D.反应中CO与的系数相等,不管平不平衡,反应生成的CO与的浓度均相等,D项错误;
故答案选C。
考向3 化学平衡状态的建立、本质、特征
8.(22-23高一下·云南红河·期末)下列有关化学反应限度的说法不正确的是
A.任何可逆反应的进程都有一定限度
B.提高反应的限度可以提高反应物的利用率
C.化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度
D.化学反应达到最大限度时,可逆反应的正、逆反应速率为零
【答案】D
【解析】A.任何可逆反应的进程都有一定限度,A正确;
B.提高反应的限度,可以使可逆反应向正向移动,提高反应物的利用率,B正确;
C.化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度,C正确;
D.化学反应达到最大限度时,可逆反应的正、逆反应速率相等,但速率不为零,D错误;
故选D。
9.(10-11高一下·云南昆明·期末)在一定条件下,N2和H2在密闭容器内反应合成NH3。下列说法不正确的是
A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变
【答案】B
【解析】A.因该反应是从反应物投料开始的,所以刚开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零,A项正确;
B.随着反应的进行,正反应速率的确逐渐减小,到达平衡状态后就不再变化,不可能为零,B项错误;
C.随着反应进行,生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,最终不变而达到平衡,C项正确;
D.随着反应进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小,最终不变而达到平衡,D项正确;
所以答案选择B项。
10.(18-19高一下·云南丽江·期末)CO2可与H2催化合成甲醇,于恒容密闭容器中,在催化剂作用下发生反应:CO2 (g)+ 3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g),下列描述能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A.CO2的生成速率与H2的生成速率相等时
B.容器内气体的总压强不再随时间而改变时
C.容器内气体的总质量不再改变时
D.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度相等时
【答案】B
【解析】A.CO2的生成速率与H2的生成速率均指该反应的逆反应速率,其相等不能说明该反应已经达到化学平衡状态,A不符合题意;
B.该反应气体分子数发生改变,于恒容密闭容器中则气体总压强发生改变,则容器内气体的总压强不再随时间而改变时说明该反应已经达到化学平衡状态,B符合题意;
C.该反应体系各物质均是气体,根据质量守恒,气体的总质量始终不变,则容器内气体的总质量不再改变时不能说明该反应已经达到化学平衡状态,C不符合题意;
D.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度保持不变说明该反应已经达到化学平衡状态,相等时未必不再改变,故不能说明该反应已经达到化学平衡状态,D不符合题意;
故选B。
11.(22-23高一下·云南文山·期末)在某一恒容密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列叙述不能说明该反应已达到化学平衡状态的是
A.容器内的总压强不随时间而变化
B.三种气体的浓度相等
C.NH3的分解速率与生成速率相等
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
【答案】B
【解析】A.反应前后气体物质的量变化,容器体积不变,容器内总压强是变量,容器内的总压强不随时间而变化,说明反应达到平衡状态,A错误;
B.三种气体的浓度保持不变是平衡的标志,但浓度相同不能说明,B正确;
C.NH3的分解速率与生成速率相等证明氨气的正逆反应速率相同,说明反应达到平衡状态,C错误;
D.反应前后气体质量不变,但反应前后气体物质的量、混合气体的平均相对分子质量会变化,当混合气体的平均相对分子质量不再发生变化,说明反应达到平衡,D错误;
故选B。
考向4 化学平衡状态的判断方法
12.(10-11高一下·云南玉溪·期末)在恒温恒容条件,可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)达到平衡的标志是
A.容器中压强不再变化 B.A、B、C的浓度相等
C.A、B、C的分子数比为1:3:2 D.单位时间消耗nmolA,同时生成2nmolC
【答案】A
【解析】A.恒温恒容条件,反应前后气体分子数变化,压强是个变量,当压强不变时,反应达平衡状态,A正确;
B.A、B、C的浓度不变时,达平衡状态,B错误;
C.A、B、C的体积分数不变时,反应达平衡,C错误;
D.单位时间消耗nmolA,同时生成2nmolC,都表示正反应速率,无法判断反应是否达平衡状态,D错误;
故选A。
13.(20-21高一下·云南红河·期末)在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应N2 + 3H22NH3 达到平衡状态的标志是
A.N2、H2、NH3在容器中共存
B.混合气体的密度不再发生变化
C.混合气体的总物质的量不再发生变化
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
【答案】C
【分析】N2 + 3H22NH3为气体体积缩小的可逆反应,该反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量等变量不再变化,据此判断。
【解析】A.该反应为可逆反应,所以N2、H2、NH3在容器中共存,无法判断是否达到平衡状态,故A错误;
B.反应前后混合气体的质量和容器容积均不变,因此密度始终不变,不能据此判断是否达到平衡状态,故B错误;
C.该反应为气体体积缩小的反应,平衡前气体的总物质的量为变量,当混合气体的总物质的量不再发生变化时,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;
D.v正(N2)=2v逆(NH3),速率之比不等于系数之比,说明正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,故D错误;
故选C。
二、填空题
14.(20-21高一下·云南楚雄·期末)一定条件H2和CO2发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入一定量的H2、CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)t1min时,正、逆反应速率的大小关系为v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)4min内,CO2的转化率为 ;H2的平均反应速率v(H2)= 。
【答案】(1)>
(2)71.4% 0.125mol·L-1·min-1
【分析】从图中两天曲线得知,CO2的起始浓度0.7mol/L,4min时CO2气体和CO气体的浓度分别达到0.2mol/L和0.5mol/L,达到平衡状态。
(1)
t1min时,反应物CO2还要继续降低,生成物CO还要继续升高,即反应正向进行,故正、逆反应速率的大小关系为v正大于v逆。
(2)
4min内,CO2的浓度从0.7mol/L降到0.2mol/L,转化率为 ;CO2的反应速率为 ,不同物质表示的同一反应的速率,其比值等于化学计量数之比,故v(H2)= 0.125mol·L-1·min-1。
15.(21-22高一下·云南丽江·期末)某温度下,在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为 。
(2)反应起始至tmin(设t=5),Z的平均反应速率是 ,X的转化率为 (用百分数表示),Y的体积分数为 。
(3)下列可判断反应已达到平衡状态的是 。
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.体系的压强保持不变
C.混合气体的密度不变
D.生成1molZ的同时生成2molX
E.混合气体的平均分子质量不变
(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有 。
A.其他条件不变,及时分离出产物
B.适当降低温度
C.其他条件不变,增大X的浓度
D.保持温度不变,将容器体积压缩为1L
E.恒容条件下冲入氦气,使压强增大
【答案】(1)2X⇌3Y+Z
(2)0.04 mol·L-1·min-1 33.3% 37.5%
(3)BDE
(4)CD
【解析】(1)由图象可以看出X为反应物,Y和Z为生成物,当反应达到tmin时,Δn(X)=0.8mol,Δn(Y)=1.2mol,Δn(Z)=0.4mol,化学反应中,各物质的物质的量变化值与化学计量数呈正比,则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=2∶3∶1,所以反应的化学方程式为2X⇌3Y+Z,故答案为:2X⇌3Y+Z;
(2)反应起始至tmin(设t=5),X的平均反应速率v(Z)===0.04mol·L-1·min-1;X的转化率=;相同条件下,气体的体积分数等于其物质的量分数,则Y的体积分数=,故答案为:0.04 mol·L-1·min-1;33.3%;37.5%;
(3)A.X、Y、Z的化学计量数不相等,则X、Y、Z的反应速率也不会相等,不能反应达到化学平衡状态,A项错误;
B.反应前后的物质的量改变,则当体系的压强保持不变,能说明反应达到化学平衡状态,B项正确;
C.根据ρ=,由于反应体系的体积不变,气体的总质量不变,则混合气体的密度不变,不能说明反应达到化学平衡状态,C项错误;
D.当生成1molZ的同时生成2molX,说明正、逆反应速率相等,达到平衡状态,D项正确;
E.根据M=,由于反应前后的物质的量改变,气体的总质量不变,则混合气体的平均分子质量改变,当混合气体的平均分子质量不变时,能说明反应达到化学平衡状态,E项正确;
故答案为:BDE;
(4)A.其他条件不变,及时分离出产物,减小产物浓度,反应速率降低,A项不符合题意;
B.适当降低温度,反应速率移动减小,B项不符合题意;
C.其他条件不变,增大X的浓度,会使反应速率增大,C项符合题意;
D.保持温度不变,将容器体积压缩为1L,反应体系中各组分的浓度增大,反应速率加快,D项符合题意;
E.恒容条件下冲入氦气,使压强增大,但是反应体系中各组分的浓度不变,反应速率不变,E项不符合题意;
故答案为:CD。
一、单选题
1.(20-21高一下·云南昆明·期末)T℃,在恒容密闭容器中发生可逆反应,下列情况能说明该反应已达到化学平衡的是
①的转化率达到100%
②反应速率3v(H2)=2v(NH3)
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④容器内压强不再改变
⑤的物质的量浓度不再改变
⑥气体的密度保持不变
⑦键断裂的同时,有键断裂
A.全部 B.②③④⑤ C.③④⑤⑦ D.①③⑤⑥⑦
【答案】C
【解析】①可逆反应的转化率不能达到100%,故不选①;
②反应速率未指明反应方向,故不选②;
③该反应为气体体积缩小的反应,气体总质量不变,则混合气体平均相对分子质量为变量,当混合气体平均相对分子质量不再改变时,说明该反应达到平衡状态,故选③;
④该反应为气体体积缩小的反应,压强为变量,当体系压强不再改变时,说明各组分的浓度不再改变,该反应达到平衡状态,故选④;
⑤N2的物质的量浓度不再改变,说明该反应达到平衡状态,故选⑤;
⑥恒温恒容时,气体总质量不变,体积不变,混合气体的密度一直保持不变,因此不能根据混合气体的密度判断平衡状态,故不选⑥;
⑦键断裂的同时,有键断裂,表示的是正逆反应速率,且满足计量数关系,说明该反应达到平衡状态,故选⑦;
故选C。
2.(20-21高一下·云南曲靖·期末)在一定条件下,在容积不变的密闭容器中,1molN2和3molH2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列说法正确的是
A.N2、H2和NH3的物质的量比为1:3:2时,该反应达到平衡
B.该反应达到平衡时,vNH3(正)=2vN2(逆)
C.达到平衡时,混合气体密度不随时间变化
D.提高该反应的温度,可以实现H2的完全转化
【答案】B
【解析】A.反应达到平衡时,各组分的含量不变,而不是与系数成比例,A错误;
B.v正=v逆时,反应达到平衡,根据反应速率之比等于化学计量数之比,,故反应达到平衡时,vNH3(正)=2vN2(逆),B正确;
C.根据ρ=,该反应中的物质均为气体,根据质量守恒定律,反应前后m不变,该容器为容积不变的密闭容器,V不变,因此ρ不是变量,变量不变时反应才达到平衡,C错误;
D.可逆反应不能完全进行,D错误;
故选B。
3.(22-23高一下·云南楚雄·期末)某温度下,在金表面上发生分解反应生成和,测得的实验结果如图所示。已知:化学上,将反应物消耗一半所用的时间称为半衰期。下列叙述正确的是
A.在金表面的分解反应是可逆反应 B.的半衰期与起始浓度成正比
C.在金表面,分解速率先快后慢 D.ab段的平均生成速率为
【答案】B
【解析】A.由图可知,在金表面可完全分解,其分解反应不是可逆反应,A项错误;
B.由图可知, 的起始浓度越高,反应物消耗一半所用的时间越长,半衰期越长,的半衰期与起始浓度成正比,故B正确;
C.由图可知,单位时间内在金表面分解时的浓度变化量不变,C项错误;
D.ab段的平均消耗速率为,根据方程式可知,段的平均生成速率为=0.0005,D项错误;
故选B。
4.(20-21高一下·云南玉溪·期末)某温度下,在一固定容积的容器中进行反应:,下列情况一定能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A.混合气体的密度不随时间而改变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间而改变
C.和的生成速率相同
D.和的浓度比为1∶1
【答案】C
【解析】A.反应前后都是气体,体系气体总质量始终不变,固定容积则体积不变,故密度始终不变,则密度始终不随时间而改变所以不能判断平衡状态,故A错误;
B.反应前后都是气体,体系气体,质量始终是不变的,反应前后气体的总物质的量始终不变,故混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能作为判断平衡状态的标志,故B错误;
C.NO(g)和NO2(g)的生成速率相同,说明正、逆反应速率相等,状态一定是平衡状态,故C正确;
D.SO3(g)和NO(g)的浓度比为1 : 1,不能表明正、逆反应速率相等,状态不一定是平衡状态,浓度不在变化是平衡状态,故D错误;
故答案为C。
5.(22-23高一下·云南楚雄·期末)对于硫酸工业中SO2的催化氧化反应2SO2+O22SO3,下列说法错误的是
A.使用催化剂能加快化学反应速率
B.增大压强(减小容器容积)对反应速率无影响
C.降低反应温度,化学反应速率减慢
D.增大O2浓度,化学反应速率增大
【答案】B
【解析】A.使用催化剂可以使活化能降低,从而使化学反应速率加快,A正确;
B.对于有气体参加的反应,增大压强可以加快化学反应速率,B错误;
C.温度影响反应速率,温度降低,化学反应速率减慢,C正确;
D.增大反应物的浓度,化学反应速率加快,D正确;
故选B。
二、填空题
6.(23-24高一下·云南曲靖·期末)联氨(分子式为)可用来制药,也用作火箭燃料,联氨作为高能燃料与氧气反应的化学方程式为。
回答下列问题:
(1)写出联氨的结构式: 。
(2)该反应过程的能量变化如图所示,则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)恒温恒容时,下列措施能使该反应正反应速率增大的是___________(填选项字母,下同)。
A.增加的浓度 B.选择高效催化剂
C.充入氩气 D.及时分离出
(4)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。
A.
B.恒温恒容时,混合气体的压强不再随时间变化
C.的物质的量不再变化
D.、、和四者的浓度之比为
(5)一定温度下,在容积为的恒温密闭容器中通入和,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①时, (填“>”“<”或“=”)。
②用的浓度变化表示内反应的平均速率是 (计算结果保留一位小数,下同)。
③反应达到平衡时,的转化率为 %。
【答案】(1)
(2)放热
(3)AB
(4)BC
(5)> 0.8 66.7
【解析】(1)
1个联氨分子中含有4个N-H键和1个N-N键,结构式为;
(2)该反应物总能量高于生成物总能量,是放热反应;
(3)A.恒温恒容时,增加O2的浓度能增加活化分子数,可以加快化学反应速率,故A符合题意;B.选择高效催化剂能降低活化能,能加快化学反应速率,故B符合题意;C.恒温恒容充入氩气对反应物和生成物的浓度无影响,所以不会加快化学反应速率,故C不符合题意;D.及时分离出H2O会降低逆反应的反应速率,不会加快正反应速率,故D不符合题意;故答案:AB;
(4)A.由速率之比等于系数比,才能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.恒温恒容时,该反应的气体分子数增大,压强随着反应进行而增大,当混合气体的压强不再随时间变化,说明反应达到平衡,B正确;
C.的物质的量不再变化,即氮气的消耗速率等于生成速率,反应达到平衡状态,C正确;
D.、、和四者的浓度之比为与起始加入量和转化率有关,在反应过程中可能会出现该比值,不能说明反应达到平衡,D错误;
故选BC;
(5)①后反应物的物质的量仍在减少,说明反应正向进行,>;
②用的浓度变化表示内反应的平均速率是 ;
③反应达到平衡时,氮气的物质的量增加了8mol,则氧气消耗了8mol,的转化率为。
三、解答题
7.(21-22高一下·云南文山·期末)I.一定条件下,将2molA气体和2molB气体加入2L的恒容密闭容器中进行反应:。2min后达化学平衡,测得C的浓度为,填写下列空白:
(1)2min内用A表示的平均反应速率为 。
(2)平衡时B的物质的量浓度为 。
(3)平衡时A的转化率是B的转化率的 倍。
(4)能说明该反应达到化学平衡状态的是: 。
A.A表示的平均反应速率等于C表示的平均反应速率
B.消耗1molA的同时生成0.5molB
C.分别用A、B、C表示的反应速率之比为2∶1∶2
D.C的物质的量不再变化
(5)要使该反应的化学反应速率加快,可采取的措施是: (任写两种)。
II.理论上,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。利用反应设计一种化学电池,回答下列问题:
(6)正极上发生的电极反应式为 。
(7)若导线上转移的电子为1mol,则消耗金属铜的质量为 。
【答案】(1)0.4mol/(L·min)
(2)0.6mol/L
(3)2
(4)BD
(5)增加反应物的浓度、升高温度、增大气体的压强、使用催化剂等(任写两种即可)
(6)或
(7)32g
【分析】一定条件下,将2molA气体和2molB气体加入2L的恒容密闭容器中进行反应:。2min后达化学平衡,测得C的浓度为,则可得到三段式:,据此回答:
【解析】(1)2min内用A表示的平均反应速率为;
(2)据分析,平衡时B的物质的量浓度为0.6mol/L;
(3)平衡时A的转化率,B的转化率,则平衡时A的转化率是B的转化率的2倍;
(4)A.A表示的平均反应速率等于C表示的平均反应速率,但没有指明反应的方向,难以确定正逆反应速率是否相等,不能判断是否平衡,A不符合;
B.消耗1molA的同时生成0.5molB,则正逆反应速率相等,能判断平衡,B符合;
C.同一个方向的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,所以假如都是正反应速率始终满足:分别用A、B、C表示的反应速率之比为2∶1∶2,不能判断是否平衡,C不符合;
D.C的物质的量不再变化,满足平衡特征,D符合;
答案为:BD;
(5)增加反应物的浓度、升高温度、增大气体的压强、使用催化剂等等,均可加快化学反应速率;
(6)反应中,Cu元素化合价升高,发生氧化反应,Cu作负极,正极上,得电子生成,电极反应式为或;
(7)根据可知,转移1mol电子,消耗0.5molCu,则消耗的金属铜的质量为。
8.(23-24高一下·云南昭通·期末)在生产和生活中,人们关注化学反应进行的快慢和程度,以提高生产效率和调控反应条件。
(1)是工业制硫酸的主要反应之一,该反应过程的能量变化如图甲所示,则反应物的总能量生成物中的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)在2L密闭容器内,500℃时,测得随时间的变化如下表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
图乙中表示的变化曲线是 (填序号)。
(3)用表示从0~2s内该反应的平均速率 。
(4)能使该反应的反应速率增大的是______(填序号)。
A.减少的通入量 B.适当升高温度
C.恒容下充入Ne D.选择更高效催化剂
(5)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是 (填序号)。
A. B.单位时间内消耗的同时消耗
C.容器中与的物质的量之比2:1 D.容器中气体的总物质的量不变
E.容器中的体积分数不变 F.容器中气体的总质量不变
【答案】(1)大于
(2)b
(3)
(4)BD
(5)BDE
【解析】(1)由图中曲线变化可知反应物总能量高于生成物总能量,因此该反应为放热反应,则反应物的总能量大于生成物中的总能量;
(2)反应过程中的物质的量增加,,则上图中表示的变化的曲线是B;
(3)内二氧化硫的转化量,用表示从内该反应的平均速率;
(4)A.减少的通入量,浓度降低,反应速率减慢,A不选;
B.适当升高温度,反应速率增大,B选;
C.恒容下充入Ne,参与反应的物质浓度不变,反应速率不变,C不选;
D.选择更高效催化剂,反应速率增大,D选;
故选BD;
(5)A.才能说明正逆反应速率相等A不选;
B.单位时间内消耗,的同时消耗,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,B选;
C.容器中与的物质的量之比2:1不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.该反应是气体体积减小的反应,反应过程中气体总物质的量减小,当容器中气体的总物质的量不变时,说明反应达到平衡,D选;
E.容器中的体积分数不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,E选;
F.反应过程中气体总质量是定值,当容器中气体的总质量不变时,不能说明反应达到平衡,F不选;
故选BDE。
9.(21-22高一下·云南玉溪·期末)硫元素是动植物生长不可缺少的元素,广泛存在于自然界中。
(1)硫酸是重要的化工原料,小组同学对硫酸的工业制备和性质进行探究。查阅资料,工业制硫酸的过程如图:
上述工业制硫酸过程中,没有发生氧化还原反应的过程是 (填“I”“II”或“III”)。
(2)500℃时,在2L密闭容器内发生的反应,其中随时间的变化如下表:
时间(s)
0
0
2
3
4
5
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: 。
②达平衡时的转化率为 。
③如图所示,表示变化曲线的是 。
(3)在一定条件下,将和以体积比2:1置于密闭容器中发生上述反应。下列能说明反应达到平衡状态的是_______。
A.在恒温恒容的容器中体系压强保持不变
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.单位时间内生成1mol的同时消耗了1mol
D.在恒温恒容的容器中,气体的平均摩尔质量不再变化
(4)实验室用Zn和硫酸制,为了加快反应速率,下列措施不可行的是 (填字母)。
a.加入浓硝酸 b.加入少量固体 c.用粗锌代替纯锌
d.加热 e.把锌粒弄成锌粉 f.用98.3%的浓硫酸
(5)氢气可用于制燃料电池,某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质,可传导生成水,B极上发生的电极反应为则A极是电池的 极;其电极反应式为 。
【答案】(1)III
(2) 65% b
(3)AD
(4)af
(5)负
【解析】(1)过程I中硫元素、铁元素与氧元素化合价发生变化,过程II中硫元素和氧元素化合价发生变化,过程III中任何元素无化合价变化,故没有发生氧化还原反应的是过程III;
(2)由表知,0~2s内=0.012mol,则=0.006mol,=0.003mol/L,;
达平衡时的转化率为;
SO3为生成物,随着反应的进行浓度越来越大,都是不可能超过SO2的起始浓度,所以表示变化曲线的是b;
(3)A.该反应前后有体积差,压强是个变量,能说明反应达到平衡状态,A正确;
B.反应前后质量守恒,质量不变,恒容说明体积也不变,混合气体的密度是个不变的量,不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.单位时间内生成1mol的同时消耗了1mol都表示反应正向进行,不能说明反应达到平衡状态,C错误;
D.反应前后质量守恒,质量不变,物质的量改变,则气体的平均摩尔质量是个变量,能说明反应达到平衡状态,D正确;
(4)a.加入浓硝酸,不产生H2,a不可行;
b.加入少量固体,Zn与CuSO4溶液反应生成Cu,Zn和Cu构成原电池,加快反应速率,b可行;
c.用粗锌代替纯锌,粗锌可构成原电池,加快反应速率,c可行;
d.加热,加快反应速率,d可行;
e.把锌粒弄成锌粉,加快反应速率,e可行;
f.用98.3%的浓硫酸,不产生H2,f不可行;
(5)B极得电子,则A极失电子,则A极是电池的负极;其电极反应式为H2+-2e-=H2O。
10.(23-24高一下·云南保山·期末)研究碳、氮及其化合物的转化对于节能和环境的改善有重大意义。回答下列问题:
(1)、、和是常用的燃料,上述物质分别完全燃烧生成及时,放出的热量依次为、、和。相同质量的这4种燃料完全燃烧,放出热量最多的是 (填化学式)。
(2)一定条件下,(石墨)转化为(金刚石)要吸收能量。在该条件下,热稳定性:金刚石 石墨(填“<”“>”或“=”)。
在密闭容器内,时和反应生成的体系中,随时间的变化如下表所示:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(3)该反应的平衡转化率= ;上述反应达到平衡后,在恒容条件下充入氖气, (填“<”“”或“=”)。
(4)图中表示变化曲线的是 ,用表示从内该反应的平均速率 。
(5)下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。
a.
b.容器内气体的相对分子质量保持不变
c.容器内压强保持不变
d.容器内密度保持不变
(6)新型高效的氢氧燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入和,内电路为溶液。电池负极的电极反应式为 ,在内电路中移向 (填“负极”或“正极”)。
【答案】(1)
(2)
(3)0.65或
(4)
(5)
(6) 负极
【分析】分析表中数据可知反应在3s达到平衡此时NO物质的量为0.007mol,NO的平衡转化率为;反应达到平衡后,在恒容条件下充入氖气,容器内压强增大,但各组分浓度不变,化学反应速率不变,化学平衡不移动此时正逆反应速率相等;氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质溶液时,负极上氢气失电子,发生氧化反应,电极反应式为2H2-4e-+4OH=4H2O;正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-。
【解析】(1)完全燃烧1 mol C、CO、CH3CH2OH(l)(有水生成时水为液态)、 CH4,放出的热量依次为393.5 kJ、283.0 kJ和1366.8 kJ、890.3 kJ。设四种物质的质量为1g,则四种物质的物质的量分别是mol、mol、mol和mol,再根据已知数据可知,四种物质放出的热量分别是×393.5kJ≈32.79kJ、×283.0kJ≈10.11kJ、、×890.3kJ≈55.6kJ,综上所述,相同质量的上述4种物质完全燃烧,放出热量最多的是CH4, 故答案为:CH4;
(2)物质具有的能量越低越稳定。一定条件下,(石墨)转化为(金刚石)要吸收能量,物质具有的能量:金刚石>石墨,稳定性:金刚石<石墨,故答案为:<;
(3)分析表中数据可知反应在3s达到平衡此时NO物质的量为0.007mol,NO的平衡转化率为;反应达到平衡后,在恒容条件下充入氖气,容器内压强增大,但各组分浓度不变,化学反应速率不变,化学平衡不移动此时正逆反应速率相等,故答案为:0.65或;=;
(4)结合表中数据和图像可知NO起始浓度为:,c曲线代表NO浓度的变化,NO与氧气的反应使可逆反应,平衡时生成物NO2浓度一定小于0.01mo/L,故b曲线代表NO2浓度变化;内,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,在内该平均速率,故答案为:b;;
(5)a.任何时候,不能作为平衡的标志,故a不符合题意;
b.容器内气体的总质量不变,气体的分子总数是变化量,气体的总物质的量的是变化量,相对分子质量是个变化量,相对分子质量保持不变可作为平衡的标志,故b符合题意;
c.容器内气体的分子总数是变化量,气体的总物质的量的是变化量,温度体积一定时压强是个变化量,压强保持不变可作为平衡的标志,故c符合题意;
d.容器内气体的总质量不变,容器体积不变,密度是个不变的量,密度一直不变,不能作为平衡的标志,故D不符合题意;
故答案为:bc;
(6)氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质溶液时,负极上氢气失电子,发生氧化反应,电极反应式为2H2-4e-+4OH=4H2O;正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-;内电路中阴离子移向负极,移向负极,故答案为:2H2-4e-+4OH=4H2O;负。
11.(22-23高一下·云南·期末)碳中和是指人们在一定时间内直接或间接地将产生的二氧化碳排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳,实现相对“零排放”。以生产甲醇是实现“碳中和”的重要途径。其原理是。
(1)该反应的能量变化如图所示,则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在体积为的恒温密闭容器中,充入和,测得和的浓度随时间变化如图所示。
从到, (计算结果精确到小数点后2位),反应达到平衡状态时的转化率为 。
(3)能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.反应中与的物质的量浓度之比为
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成,同时生成
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(4)用和形成的质子交换膜燃料电池的结构如图。
①则电极是 (填“正极”或“负极”),其电极反应式为 。
②若线路中转移电子,则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
【答案】(1)放热
(2)0.04 75%
(3)BD
(4)负极 2CH3OH−12e−+2H2O=2CO2+12H+ 1.12
【分析】图1是反应过程中的能量变化情况,反应物即和的总能量高于生成物和的总能量,所以反应属于放热反应;
图2反映的是和的浓度随时间变化情况,起始浓度为1 mol/L,随着反应进行浓度逐渐降低,9 min时反应达到平衡浓度为0.25 mol/L,起始浓度为0,反应达到平衡时浓度为0.75 mol/L,3 min时二者浓度相同均为0.5 mol/L;
图3是和形成的质子交换膜燃料电池结构图,可知电子从电极c流出经过负载流入电极d,所以电极c是负极,发生氧化反应,所以是发生氧化反应,生成二氧化碳,其电极反应式为:,电极d是正极,发生还原反应,电极反应式为:。
【解析】(1)由图1可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应;
(2)由图2可知,3 min时CO2的浓度为0.50 mol/L,9 min时CO2的浓度为0.25 mol/L,所以从3min到9min用CO2表示速率为≈0.04 mol/(L·min);同样由图可知,从开始到平衡CO2的浓度变化量为0.75 mol/L,根据方程式可得H2的浓度变化量为3×0.75mol/L=2.25 mol/L,则的H2转化率为;
(3)A.CO2与CH3OH的浓度不再改变时达到平衡,当浓度比为1∶1时不能说明反应达到平衡状态,故A不符合题意;
B.正反应是气体体积减小的反应,总压强随着反应的进行而减小,当总压强不再改变则达到平衡,故B符合题意;
C.每生成3 mol H2,同时生成1 mol CH3OH时达到平衡状态,故C不符合题意;
D.正反应是气体物质的量减小的反应,随着反应的进行,平均相对分子质量(用=分析)增大,当平均相对分子质量不再改变,说明反应达到平衡状态,故D符合题意;
故选BD;
(4)电子流出的电极是负极,所以电极c是负极;负极通入可燃物甲醇,电极反应式为:;由电极反应式,可知消耗1 mol O2转移4 mol电子,则转移0.2mol电子消耗标准状况下的O2体积为=1.12 L。
12.(22-23高一下·云南昭通·期末)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。在某温度下,恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)从反应开始到内,用Y的浓度变化表示的平均反应速率为 ,平衡时X的转化率为 。
(3)时,正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
(4)若在时,向容器中通入氩气(容器体积不变),X的反应速率将 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(5)下列能说明该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.X、Y、Z三种气体的浓度之比为
B.
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内消耗X和Z的物质的量之比为
【答案】(1)
(2))0.025 30%
(3)>
(4)不变
(5)BD
【解析】(1)结合图像:X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,又知化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比,内,,则反应的化学方程式为。
(2)从反应开始到内,用Y的浓度变化表示的平均反应速率为;
X的变化量为,起始量为,转化率为30%。
(3)由表格可知,后X、Y、Z的物质的量不再变化,说明反应达到平衡,则时,反应正向进行,正反应速率>逆反应速率。
(4)若在时,向容器中通入氩气(容器体积不变),X的浓度不变,X的反应速率将不变。
(5)A.X、Y、Z三种气体的浓度之比为时,不能证明反应达到平衡,A错误;
B.,可以证明反应达到平衡,B正确;
C.该反应过程中气体总质量和总体积都保持不变,混合气体密度是定值,当混合气体的密度不随时间变化时,不能说明反应达到平衡,C错误;
D.单位时间内消耗X和Z的物质的量之比为,说明正逆反应速率相等,证明反应达到平衡,D正确;
故答案为:BD。
13.(23-24高一下·云南楚雄·期末)化学反应速率和限度是研究化学反应的重要角度。回答下列问题:
Ⅰ.在催化剂作用下,可利用光能分解水制备氢气,已知断裂1mol,1mol中的化学键分别要吸收436kJ和496kJ能量,断裂1mol键需要吸收463kJ能量。
(1)2mol完全分解需 (填“放出”或“吸收”) kJ能量。
(2)下列能正确表示该过程能量变化的示意图是___________(填标号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.某兴趣小组将除去氧化膜的镁条投入少量稀盐酸中进行实验,速率实验测得氢气的产生速率变化情况如图所示。
(3)速率变化的主要原因是 。
(4)速率变化的主要原因是 。
Ⅲ.某课题研究小组利用活性炭处理氮氧化物,发生反应:。
(5)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,下列可以表明反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A. B.与的物质的量之比为1∶1
C.NO的体积分数不再改变 D.容器内气体总压强不再改变
(6)该小组在两个2L的密闭容器中分别加入活性炭(足量)和1.0molNO,测得两容器在不同温度下NO的物质的量变化如下表:
容器1(℃)
容器2(℃)
0
0
5min
9min
min
10min
12min
0
5min
9min
10min
/mol
1.00
0.58
0.42
0.40
0.40
1.00
1.00
0.50
0.34
0.34
①℃时,0~5min内,反应速率 。
②两容器内温度的关系为 (填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)吸收 484
(2)C
(3)该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快
(4)随着反应的进行,盐酸的浓度不断下降,使反应速率减慢
(5)C
(6)0.021 <
【解析】(1)2mol完全分解断键需要吸收的能量为kJ=1852kJ,生成2molH2和1molO2,成键释放的能量为kJ+496kJ=1368kJ,故吸收的能量为1852kJ-1368kJ=484kJ;
(2)由(1)计算可知,反应为吸热反应,反应物的总能量低于生成物,断键后吸收能量,能量会升高,故符合的是C项;
(3)从的原因是镁与酸的反应是放热反应,体系温度升高,反应速率逐渐增大;
(4)从的原因是盐酸的浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小;
(5)A.,此时正逆反应速率不等,不能说明反应达到平衡,故A不选;
B.由化学方程式可知,与始终按照物质的量之比为1∶1生成,则二者物质的量之比为1∶1不能说明反应达到平衡,故B不选;
C.NO的体积分数不再改变可以说明反应达到平衡,故C选;
D.该反应是气体体积相等的反应,容器内气体总压强始终不改变,不能说明反应达到平衡,故D不选;
答案选C。
(6)①℃时,0~5min内,=0.042, 0.021;
②由表格可知,T2时反应达到平衡状态所需时间短,反应速率快,温度高,故T1<T2。
14.(23-24高一下·云南大理·期末)恒温条件下,在恒容密闭容器内充入,反应后达到平衡,此时的物质的量减少的物质的量浓度为内,生成的平均反应速率为。请回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)内, ,反应达到平衡状态时,的转化率为 。
(3)下列措施能够使该反应速率加快的是 (填标号)。
a.降低温度 b.扩大体积为 c.使用催化剂 d.充入氦气
(4)下列说法能判断该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.
B.容器内混合气体的压强不变
C.容器内混合气体密度不变
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不变
【答案】(1)
(2)
(3)c
(4)BD
【解析】(1)平衡时,X的物质的量减少1mol,Y的物质的量浓度为,则此时Y的物质的量为0.2×5=1mol,0~5min内,的平均反应速率为,则生成Z的物质的量为,根据各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可得:X、Y、Z的系数比为:1∶1∶2,反应方程式为:;
(2)内,;反应达到平衡状态时,的转化率为;
(3)a.降低温度,反应速率降低,a错误;
b.扩大体积为,体积增大,浓度减小,反应速率降低,b错误;
c.使用催化剂,降低反应活化能,反应速率加快,c正确;
d.充入氦气,氦气为无关气体,总压强增大,但是反应物和生成物浓度不变,反应速率不变,d错误;故选c;
(4)A. ,并没有说明是正反应速率还是逆反应速率,无法判断反应是否已达平衡,A错误;
B. 该反应为气体分子数增加的反应,由压强之比等于物质的量之比,故容器内混合气体的压强不变时,反应已达平衡,B正确;
C. 由该反应中气体质量未改变,容器体积未改变,故容器内混合气体密度不会改变,混合气体密度不变不能判断反应已达平衡,C错误;
D. 该反应为气体分子数增加的反应,反应中气体质量未改变,容器内混合气体的平均相对分子质量不变能判断翻译已达平衡,D正确;故选BD。
15.(23-24高一下·云南玉溪·期末)合成氨是目前人工固氮最重要的途径,研究合成氨的反应和氨气的用途具有重要意义,历史上诺贝尔化学奖曾经3次颁给研究合成氨的化学家。工业上合成氨的反应为:。请回答下列问题:
(1)t℃时,向体积为2L的密闭容器中充入一定量的和合成氨,实验中测得随时间的变化如下表所示:
时间/min
5
10
15
20
25
30
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
①10~15min内的平均反应速率 。
②下列措施能加快反应速率,缩短达到平衡所用时间的有 (填标号)。
a.压缩容器的体积 b.往容器中加入催化剂 c.降低温度
③若该反应在t℃,体积为2L的刚性密闭容器中发生,下列说法不能作为反应达到平衡状态的依据的是 (填标号)。
A.的体积分数不再变化
B.、、的物质的量之比为1:3:2
C.
D.的质量保持不变
(2)合成氨反应在Fe催化剂上进行,反应物和断键的过程要 (填“吸收”或“放出”)较多的能量。氮元素的非金属性较强,但氮气的化学性质却很稳定,从结构角度解释可能的原因: 。
(3)已知由反应物到生成物,在催化剂表面要经历:吸附(附着催化剂表面)、断键……成键、脱附(脱离催化剂表面)等过程,则和在催化剂表面合成的反应过程的顺序为c→ (用字母标号表示)。
(4)潜艇中使用的氨—氧燃料电池工作原理如图所示。
①电极b为电池的 (填“正极”或“负极”)。
②该电池的总反应为 。
【答案】(1)0.008 ab AD
(2)吸收 氮分子内两个氮原子间以共价三键结合,断开该化学键需要较多的能量
(3)b→e→a→d
(4)b 4NH3+3O2=2N2+6H2O
【解析】(1)①根据表格的数据,10~15min内的平均反应速率 =0.008;
②a.压缩容器的体积,压强增大,能加快反应速率,故a选;
b.往容器中加入催化剂,能加快反应速率,故b选;
c.降低温度,反应速率减慢,故c不选;
答案为ab;
③A.N2体积分数不再变化,即N2的浓度不再改变,反应已达到平衡,故A选;
B.、、的物质的量之比为1:3:2,但无法判断是否还会发生变化,不能说明达到平衡,故B不选;
C.,速率之比不等于计量数之比,正逆反应速率不等,没有达到平衡,故C不选;
D.的质量保持不变,说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D选;
答案为AD;
(2)反应物和断键的过程要吸收能量;由于氮分子内两个氮原子间以共价三键结合,断开该化学键需要较多的能量,所以氮气化学性质稳定;
(3)已知由反应物到生成物,在催化剂表面要经历:吸附(附着催化剂表面)、断键……成键、脱附(脱离催化剂表面)等过程,则和在催化剂表面合成的反应过程:b表示吸附、e表示断键、a表示成键、d表示脱附,即过程为:c→b→e→a→d;
(4)①根据装置图,电极a上NH3→N2和H2O,N的化合价由-3价升高为0价,根据原电池工作原理,电极a为负极,则电极b为正极;
②该电池的总反应是氨气与氧气生成氮气和水,反应方程式为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。
16.(23-24高一下·云南德宏·期末)能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角,回答下列问题:
Ⅰ.天然气已成为我国主要的清洁能源,主要成分甲烷()燃烧时的能量变化如图所示:
(1)已知断开部分化学键需要的能量如下表所示:
化学键
断开1mol化学键键需要的能量(kJ/mol)
a
b
c
则形成1mol 释放的能量为 kJ。
(2)下列说法中正确的是_______(填字母)
A.甲烷完全燃烧时化学能全部转化为热能
B.由图可知二氧化碳比甲烷稳定
C.标准状况下,1mol甲烷完全燃烧时放出802kJ的热量
D.该反应中断键吸收的总能量低于形成键放出的总能量
Ⅱ.某温度时,在一个2L的密闭容器中,A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)从开始至2min,B的平均反应速率为 ;平衡时,C的物质的量为 。
(5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的 (填序号)。
A.A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3
B.相同时间内消耗3mol A,同时生成3mol C
C.
D.混合气体的总压强不随时间的变化而变化
E.B的体积分数不再发生变化
(6)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是_______(填序号)。
A.恒压条件下充入氩气
B.降低温度
C.恒容条件下充入A
D.其他条件不变,缩小容器的容积
【答案】(1)
(2)CD
(3)
(4) 2.4mol
(5)DE
(6)AB
【解析】(1)△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,甲烷燃烧的△H=4a+2b-2c-4E(O-H)=-(882-80)kJ/mol,则E(O-H)=,即形成1mol O−H释放的能量为;
(2)A.甲烷燃烧过程中大部分化学能转化为热能,但也有部分化学能转化为光能等,A错误;
B.能量越低越稳定,但图中无法比较二氧化碳和甲烷的能量大小,无法确定二氧化碳比甲烷稳定,B错误;
C. 根据图示,1 mol CH4燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量是(882-80)kJ=802kJ,C正确;
D.该反应是放热反应,则反应中断键吸收的总能量低于形成键放出的总能量,D正确;
故答案为:CD;
(3)根据图像可知:0~2min内A浓度减小1.2mol/L,B浓度增加0.4mol/L,C浓度增加1.2mol/L,根据不同物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比可得化学方程式为:3A⇌B+3C;
(4)①从开始到2min,B的浓度增加了0.4mol/L,则;
②根据图表可得平衡时C的浓度为1.2mol/L,体积为2L,则C的物质的量为2.4mol;
(5)A.恒容条件下,A、B、C的物质的量之比和平衡无关,故A不符合题意;
B.消耗3molA,同时消耗3molC才说明反应达到平衡,B不符合题意;
C.未说明是正反应速率还是逆反应速率,C不符合题意;
D.恒容条件下,建立平衡的过程中混合气体的总压强是变量,混合气体的总压强不随时间的变化而变化能说明反应达到平衡状态,D符合题意;
E.B的体积分数不再变化,反应达到平衡,E符合题意;
故选DE。
(6)A.恒压条件下充入氩气,体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小,A符合题意;
B.降低温度能减小反应速率,B符合题意;
C.恒容条件下充入A,A浓度增大,化学反应速率增大,C不符合题意;
D.缩小体积,反应物浓度增大,反应速率增大,D不符合题意;
故答案选AB。
17.(23-24高一下·云南曲靖·期末)探究硫及其化合物的转化有重要的现实意义。如将、等污染物吸收和转化是保护环境和资源利用的有效措施。
(1)高温裂解转化为和硫蒸气(以形式存在),写出该反应的化学方程式: ;写出一种能加快该反应速率的方法: 。
(2)已知高温裂解是可逆反应,在恒温恒容密闭容器中,不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.生成1mol的同时生成1mol B.容器中总压强不再改变
C. D.混合气体的密度不再改变
(3)在2.0L恒容密闭容器中充入0.1mol,不同温度下测得的转化率与时间的关系如图所示。
①已知该反应的反应物总能量小于生成物的总能量,则该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②图中P点处: (填“”或“”或“”)。
③950℃时,0~1.25s生成的平均反应速率为 。
(4)写出的一项用途: 。
【答案】(1) 选择适用的催化剂
(2)AB
(3)吸热 > 0.008
(4)有机溶剂及冷冻剂、作为工业生产原料、熏蒸剂、防腐剂、消毒剂、还原剂、还原性漂白剂、用作农药、人造纤维、染料等(任写一种)
【解析】(1)高温裂解转化为和硫蒸气反应为:,加快该反应速率的方法为选择适用的催化剂,故答案为:;选择适用的催化剂。
(2)A.生成为正反应方向,生成为逆反应方向,且符合计量数之比,说明反应平衡,故A正确;
B.在恒温恒容密闭容器中,根据反应方程式可知,正反应压强变大,当容器中总压强不再改变时,说明各组分分压不变,即浓度保持不变,反应平衡,故B正确;
C.正逆反应速率相等时,反应达到平衡,当,即,反应达到平衡,故C错误;
D.在恒温恒容密闭容器中,反应前后都为气体,总质量不变,体积不变,密度一直不变,D错误;
故答案选AB。
(3)①已知该反应的反应物总能量小于生成物的总能量,则该反应是吸热反应,故答案为:吸热;
②图中P点未达平衡状态,在这种状态下最终达平衡状态,硫化氢的转化率变大,反应向正反应方向进行,所以>;
③,在2.0L恒容密闭容器中充入0.1molH2S,此时硫化氢的转化率为:20%,则氢气的变化量为:0.1×0.2=0.02mol,所以;
(4)二氧化硫的常见用途包括:用作有机溶剂及冷冻剂,并用于精制各种润滑油;用于生产三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫代硫酸盐,也用作熏蒸剂、防腐剂、消毒剂、还原剂等;用作还原性漂白剂等;用作农药、人造纤维、染料等工业部门;用于生产硫以及作为杀虫剂、杀菌剂等,故答案为:有机溶剂及冷冻剂、作为工业生产原料、熏蒸剂、防腐剂、消毒剂、还原剂、还原性漂白剂、用作农药、人造纤维、染料等(任写一种)。
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