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大一轮·练习(周星星·化学)
第七章 化学反应与能量
第1讲 化学反应的速率与影响因素
1.(23-24高三上·河南·期中)可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)正在逆向进行时,正反应速率和逆反应速率的大小是( )
A.v正>v逆 B.v正< v逆 C.v正=v逆 D.不能确定
2.(23-24高三下·辽宁·开学考试)下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.决定化学反应速率的主要因素有温度、浓度、压强和催化剂
B.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
C.对于放热的可逆反应,升高温度,逆反应速率加快,正反应速率减慢
D.从酯化反应体系中分离出水,反应速率减慢,但有利于提高酯的产率
3.(23-24高三上·全国·开学考试)下列关于化学反应速率的说法中,正确的是( )
①铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率
③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
④光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
⑤使用催化剂,使反应的活化能降低,反应速率加快
A.①⑤ B.④⑤ C.②④ D.③
4.(2024·广东梅州·一模)对于同一体系内存在竞争反应:①,②;测得反应速率与时间t关系如图,依据图像信息,下列说法不正确的是( )
A.反应①的反应限度大于反应②
B.加入催化剂定能有效降低反应活化能,加快反应速率
C.无催化剂时后反应①达到平衡
D.加入催化剂,可有效提高C的产率
5.(2024·浙江·一模)下表数据是在某高温下,金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时,在金属表面生成氧化薄膜的实验记录如下(a和b均为与温度有关的常数):
反应时间 t / h
1
4
9
16
25
MgO层厚Y / nm
0.05a
0.20a
0.45a
0.80a
1.25a
NiO层厚Y / nm
b
2b
3b
4b
5b
下列说法不正确的是( )
A.金属表面生成的氧化薄膜可以对金属起到保护作用
B.金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示
C.金属氧化膜的膜厚Y跟时间t所呈现的关系是:MgO氧化膜厚Y属直线型,NiO氧化膜厚Y′属抛物线型
D.Mg与Ni比较,金属镁具有更良好的耐氧化腐蚀性
6.(2024·湖南永州·三模)室温下,在P和Q浓度相等的混合溶液中,同时发生反应①P+Q=X+Z和反应②P+Q=Y+Z,反应①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数)。反应过程中,Q、X的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应开始后,体系中X和Y的浓度之比保持不变
B.45min时Z的浓度为0.4mol·L-1
C.反应①的活化能比反应②的活化能大
D.如果反应能进行到底,反应结束时,有40%的P转化为Y
7.(2024·安徽滁州·二模)利用天然气制乙炔,反应原理如下:
①
②
在1L恒容密闭反应器中充入适量的,发生上述反应,测得某温度时各含碳物质的物质的量随时间变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.M点正反应速率小于逆反应速率
B.反应前30min以乙烯生成为主
C.若60min后升温,乙曲线上移,甲曲线下移
D.0~40min内平均速率为2.
8.(23-24高三上·浙江·阶段考试)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I、II、II)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示,下列说法不正确的是( )
图1 光照时间/小时
A.0~30h内,CH4的平均生成速率v(Ⅰ),v(Ⅱ)和v(Ⅲ)的大小顺序为v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ)
B.当其他条件一定时,使用催化剂I,反应到达平衡的时间最短
C.反应开始后的12h内,在催化剂II作用下,得到的CH4最多
D.该反应的热化学方程式为CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+2O2(g) ΔH>0
9.(2024·海南·二模)已知反应可用于合成烯烃。下列有关该反应的说法错误的是( )
A.增大压强可增大该反应速率
B.升高温度能增大的转化率
C.增大的浓度,该反应的平衡常数不变
D.密闭容器中,通入和,反应生成
10.(2024·山东淄博·一模)两个均充有H2S的刚性密闭容器,起始压强均为pkPa,以温度、Al2O3催化剂为条件变量,进行实验:2H2S(g)2H2(g)+S2(g),反应相同时间,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.温度升高,H2S分解的正,逆反应速率均增大
B.900℃,ts后达平衡,H2的平均生成速率为pkPa∙s−1
C.Al2O3催化剂使得正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.1100℃,曲线II、III重合,说明Al2O3催化剂失去活性
11.在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)⇌2XY(g) △H<0达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是( )
A. 图Ⅰ是加入反应物的变化情况
B. 图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况
C. 图Ⅲ是增大压强的变化情况
D. 图Ⅲ是升高温度的变化情况
12.(2024·山东·二模)某同学为探究浓度对化学反应速率的影响,设计以下实验。
①
②
③
④
试剂a
1mL0.01mol/L酸性高锰酸钾水溶液
1mL0.01mol/L酸性高锰酸钾水溶液
1mL0.01mol/L酸性高锰酸钾水溶液
1mL0.01mol/L酸性高锰酸钾水溶液
试剂b
2mL0.1mol/LH2C2O4水溶液
2mL0.2mol/LH2C2O4水溶液
1mL0.2mol/LH2C2O4水溶液
1mL以浓盐酸为溶剂配制的0.2mol/LH2C2O4水溶液
褪色时间
690s
677s
600s
下列说法错误的是( )
A.对比实验①、②可知,H2C2O4水溶液浓度增大,反应速率加快
B.对比实验②、③可知,酸性高锰酸钾水溶液浓度增大,反应速率加快
C.为验证H+浓度对反应速率的影响,设计实验④并与③对照
D.实验③的离子方程式为2+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O
13.(2024·黑龙江大庆·三模)在两个相同恒温()恒容密闭容器中仅发生反应: 。实验测得:;;、为速率常数,受温度影响。下列说法错误的是( )
容器编号
物质的起始浓度()
物质的平衡浓度()
Ⅰ
4
0
0
1
Ⅱ
1
2
0.5
A.平衡时容器1中再充入一定量的,体积分数增大
B.若将容器1改为恒容绝热条件,平衡时
C.反应刚开始时容器Ⅱ中的
D.当温度改变为时,若,则
14.(23-24高三下·广西·开学考试)恒容条件下,发生如下反应:。已知:,,分别为正、逆向反应速率常数(仅与温度有关),为物质的量分数。如图是不同温度下随时间的变化。下列说法不正确的是( )
A.已知电负性:,则与水反应的方程式为:
B.,该反应
C.时平衡体系中再充入,平衡正向移动,增大
D.当反应进行到处时,
15.在容积不变的密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0。下列各图表示当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中正确的是( )
A.图I表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高
B.图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
D.图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态
16.(2024·湖南·模拟预测)研究之间的转化对控制大气污染具有重要意义,已知: 。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为时,和随t变化曲线分别为Ⅰ、Ⅱ,改变温度到,随t变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是( )
A.反应速率
B.温度
C.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
D.温度和下,反应分别达到平衡时,前者小
17.(2024·河北·一模)某密闭容器中含有X和Y,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,其中为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.时,正反应速率
B.内,X的平均反应速率
C.若升高温度,时容器中的比值减小
D.反应①的活化能大于反应②
18.(2024·河南·一模)控制变量法在化学实验探究中运用较多,它是指在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生或不发生变化,以便在研究过程中,找到事物变化发展的规律。根据因素和条件的性质,可分为实验变量(自变量)、反应变量(因变量)和无关变量。某研究小组用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应中溶液紫色消失的方法,来研究浓度对化学反应速率的影响。下列实验有关变量控制的操作错误的是( )
A.为控制无关变量的影响,将实验温度均确定为25°C、酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的体积均确定为4mL,不使用催化剂
B.可选择浓度分别为0.05mol/L、0. 01mol/L、0. 001mol/L的KMnO4酸性溶液和浓度均为0.001mol/L的H2C2O4溶液反应,来操纵实验变量,进行对照实验
C.可将单位时间内反应所生成的CO2体积作为实验变量(自变量)进行本实验研究
D.该实验研究中的反应变量(因变量)是溶液紫色褪去所消耗的时间
19.(2024·北京·一模)实验小组探究双氧水与KI的反应,实验方案如下表。
序号
①
②
③
实验装置及操作
实验现象
溶液无明显变化
溶液立即变为黄色,产生大量无色气体;溶液温度升高;最终溶液仍为黄色
溶液立即变为棕黄色,产生少量无色气体;溶液颜色逐渐加深,温度无明显变化;最终有紫黑色沉淀析出
下列说法不正确的是( )
A.对分解有催化作用
B.对比②和③,酸性条件下氧化的速率更大
C.对比②和③,②中的现象可能是因为分解的速率大于H2O2氧化的速率
D.实验②③中的温度差异说明,氧化的反应放热
20.(2024·河北·一模)某小组同学设计实验探究镁与铵盐溶液的反应,记录如下:
实验编号
①
②
③
④
溶液种类
1
0.5
0.1
0.48
0.48
0.48
0.48
V(溶液)
100
100
100
100
实验现象
有气体产生,并产生白色沉淀
有气体产生,并产生白色沉淀
有气体产生,并产生白色沉淀
几乎看不到现象
6h时
433
255
347
12
根据上述实验所得结论正确的是( )
A.实验②中发生的反应为
B.由实验①、③可得,溶液中越大,反应速率越快
C.由实验①、②可得,溶液中阴离子的种类对产生的速率有影响
D.由实验①~④可得,溶液的越小,产生的速率越快
21.(2024·上海闵行·三模)T℃时,向2.0L的恒容密闭容器中充入1.0molSO2和0.6molO2,发生如下反应:。20s时反应达到平衡,c(SO2)和c(O2)相等。
(1)0~20s内,v(SO2)= 。
(2)平衡后向容器中再充入0.4molSO3和0.3molO2,此时,_______。
A.大于 B.小于 C.等于 D.无法判断
(3)相同温度下,起始投料变为0.5molSO2和0.3molO2,SO2的平衡转化率_______。
A.增大 B.不变 C.减小 D.无法判断
22.(2024·上海虹口·一模)研究反应Ⅰ的逆反应对提高尿素产率有重要意义。某研究学习小组把一定量的氨基甲酸铵固体放入容积为2L的密闭容器中,在T℃下分解:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),t1时达到化学平衡。c(CO2)随时间t变化曲线如图所示。
(1)可以判断该分解反应已经达到平衡的是___________。
A.混合气体的平均摩尔质量不变 B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
(2)T时,该反应的化学平衡常数K的值为 。
(3)在0~t1时间内该化学反应速率v(NH3)= 。
(4)若其他条件不变,t2时将容器体积压缩到1L,t3时达到新的平衡。请在图中画出t2~t4时间内c(CO2)随时间t变化的曲线。
23. (1)T1温度时,向1 L的恒容反应器中充入2 mol CH4 ,仅发生反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0,反应过程中 0~15 min CH4的物质的量随时间变化如图,测得10~15 min时H2的浓度为1.6 mol·L-1。
①0~ 10 min内CH4表示的反应速率为________mol/(L·min)
②若图中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(CH4)变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是________(填“a”或 “b”)
③15 min时,若改变外界反应条件,导致n(CH4)发生图中所示变化,则改变的条件可能是_______________________________________________________________________(任答一条即可)
(2)实验测得反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0的v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2) 其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关,T1温度时k正与k逆的比值为_____________(填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数v正______v逆(选填“>”“=”或“<”),判断的理由是____________________________________________________________________________
24. 某小组进行实验:向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠的混合溶液,一段时间后溶液变蓝。查阅资料知体系中存在两个主要反应:
反应i:H2O2(aq) + 2I-(aq) + 2H+(aq)===I2(aq)+2H2O(l) ΔH1=-247.5 kJ·mol-1
反应ii:I2(aq)+2S2O(aq)===2I-(aq) + S4O(aq) ΔH2=-1 021.6 kJ·mol-1
(1)下列实验方案可证实上述反应过程。将实验方案补充完整(所用试剂浓度均为0.01 mol·L-1)
a.向酸化的H2O2溶液中加入_____________溶液,溶液几秒后变为蓝色
b.____________________________________________________________________,溶液立即褪色
(2)探究c(H+)对反应速率的影响,实验方案如下表所示。(所用试剂除H2O以外,浓度均为0.01 mol·L-1)
实验序号
a
b
试剂
H2O2/mL
5
H2SO4/mL
4
2
Na2S2O3/mL
8
KI(含淀粉)/mL
3
H2O
0
将上述溶液迅速混合观察现象
溶液变蓝所需时间为t1秒
溶液变蓝所需时间为t2秒
①将实验b补充完整
②对比实验a和实验b,t1________(填“>”或“<”)t2
③结合(1)中现象解释溶液混合后一段时间才变蓝的原因:_______________________________________
④利用实验a的数据,计算t1秒内H2O2与S2O反应的平均反应速率(用H2O2浓度的变化表示)__________mol·L-1·s-1
答案及解析
1.【答案】B
【解析】可逆反应,正反应和逆反应同时进行,正速率大就正向进行,逆速率大就逆向进行,两者相等处于平衡状态,但仍在进行,没有停止。现逆向进行,说明逆反应速率大于正反应速率,答案选B。
2.【答案】D
【解析】A.决定化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质,温度、浓度、压强和催化剂等均是外因,A错误;B.增大反应物浓度,可以提高单位体积内活化分子百分数,从而提高反应速率,活化分子百分数不变,B错误;C.对于可逆反应,升高温度,正逆反应速率均加快,C错误;D.从酯化反应体系中分离出水,相当于降低生成物浓度,反应速率减慢,平衡正向移动,有利于提高酯的产率,D正确;答案选D。
3.【答案】B
【解析】①常温下铁在浓硫酸中钝化,得不到氢气,故①错误;②增加反应物的用量,不一定会增大化学反应速率,例如改变固体的质量,故②错误;③决定化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质,如钠和冷水剧烈反应,但铁需要高温下才能与水蒸气反应,故③错误;④有些物质在光照条件下反应,如次氯酸的分解等,因此光是影响某些化学反应速率的外界条件之一,故④正确;⑤使用催化剂,使反应的活化能降低,反应速率加快,故⑤正确;故正确的是④⑤,答案为B。
4.【答案】B
【解析】A.反应①和反应②相互竞争,未加入催化剂时,B的速率更大,浓度更大,说明反应①的反应限度大于反应②,加入催化剂后虽然C速率更大,是因为催化剂导致的速率增大,不是浓度因素导致的速率更大,故A正确;B.加入催化剂C的速率明显增大,B的速率略有减小,说明加入催化剂加快了生成C的反应速率,不一定加快了生成B的反应速率,选项没有指明对于哪个反应,故B错误;C.反应速率不变时浓度不反应到达平衡,无催化剂时t2后反应①达到平衡,C正确;D.加入催化剂,C的速率明显增大,能更快产生C,提高了C的产率,D正确;本题选B。
5.【答案】D
【解析】A.有些金属表面被氧化时,会生成致密的氧化物薄膜,可以起到保护金属的作用,例如铝等,A项正确;B.金属腐蚀即金属失去电子被氧化的过程,因此可以用氧化膜的生长速率表示金属在高温下被氧化腐蚀的速率,B项正确;C.表格中列举的数据,时间间隔分别是1h,3h,5h,7h,9h;对于MgO,结合MgO厚度的数据分析可知,MgO氧化膜每小时增加的厚度是定值即0.05a,因此其随时间变化呈现线性关系;结合NiO厚度的数据分析,NiO氧化膜厚度随时间推移,增长的越来越缓慢,所以NiO氧化膜与时间呈现抛物线形的关系,C项正确;D.根据表格数据分析可知,MgO氧化膜随时间推移,厚度呈现线性递增的趋势,而NiO氧化膜随时间推移,厚度增加越来越缓慢,说明NiO氧化膜的生成能够逐渐减缓Ni单质被氧化的速率,所以Ni的耐氧化腐蚀性能更好,D项错误;答案选D。
6.【答案】D
【解析】A.根据①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数),反应开始后,体系中X和Y的浓度之比为,保持不变,故A正确;B.根据反应①P+Q=X+Z和反应②P+Q=Y+Z方程式,可知每消耗1molQ同时生成1molZ,反应到45min时,Q的浓度降低0.4mol/L, 则Z的浓度为0.4mol·L-1,故B正确;C.反应到20min时,Q的浓度降低0.3mol/L,反应①中X浓度增大0.12mol/L,则反应②中Y浓度增大0.18mol/L,反应②的速率大于反应①,所以反应①的活化能比反应②的活化能大,故C正确;D.反应到20min时,Q的浓度降低0.3mol/L,反应①中X浓度增大0.12mol/L,则反应②中Y浓度增大0.18mol/L,如果反应能进行到底,反应结束时,有60%的P转化为Y,故D错误;选D。
7.【答案】B
【分析】根据题干方程式特点,随反应进行,甲烷含量逐渐减小,乙烯物质的量先增大后减小,产物乙炔物质的量只增大,因此曲线甲代表乙炔、乙代表甲烷、丙代表乙烯;根据曲线变化,30 min前以乙烯生成为主,30 min后,以乙炔生成反应为主。
【解析】A.由分析可知,乙代表甲烷,M点时,甲烷的物质的量减小,说明反应向正向进行,则正反应速率大于逆反应速率,A项错误;B.由分析可知,30 min前以乙烯生成为主,B项正确;C.根据题干,两反应均属于吸热反应,升高温度,平衡正移,甲烷物质的量减少,乙炔物质的量增大,则乙曲线下移,甲曲线上移,C项错误;D.乙代表甲烷,0~40min内平均速率为,D项错误;答案选B。
8.【答案】B
【解析】A.由图1可知,不同催化剂作用下,0~30h内,CH4的平均生成速率的大小顺序为v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ),故A正确;B. 当其他条件一定时,使用催化剂I的催化效果最差,反应达到平衡的时间最长,故B错误;C. 由图1可知反应开始后的12h内,在催化剂II作用下,得到的CH4最多,故C正确;D. 由图2可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,正反应为吸热反应,所以该反应的热化学方程式为CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+2O2(g) ΔH>0,故D正确;故答案选B。
9.【答案】D
【解析】A.增大压强可以增大单位体积内活化分子数,从而提高有效碰撞几率,所以可加快该反应速率,故A正确;B.该反应吸热,升高温度平衡正向移动,可以提高的转化率,故B正确;C.增大的浓度不能改变平衡常数,故C正确;D.密闭容器中,通入2molCO2和6molH2,因为反应可逆不可进行到底,故生成的 C2H4小于1mol,故D错误;故选D。
10.【答案】C
【解析】A.温度升高,反应速率均增大即H2S分解的正,逆反应速率均增大,故A正确;B.900℃,ts后达平衡,硫化氢的转化率为50%,则氢气的压强为0.5pkPa,则H2的平均生成速率为,故B正确;C.根据图中曲线分析,升高温度,硫化氢的转化率增大,因此该反应是吸热反应,则正反应的活化能大于逆反应的活化能,而加入Al2O3催化剂使正反应和逆反应活化能都降低,但正反应的活化能仍大于逆反应的活化能,故C错误;D.催化剂需要适宜温度,在1100℃,曲线II、III重合,说明Al2O3催化剂可能几乎失去活性,故D正确。综上所述,答案为C。
11.【答案】D
【解析】加入反应物的瞬间,反应物浓度增大、生成物浓度不变,则正反应速率增大、逆反应速率不变,I中改变条件瞬间正逆反应速率都增大,图象不符合,故A错误;B.该反应前后气体物质的量之和不变,则压强不影响平衡移动,增大容器体积,反应物和生成物浓度都减小,所以正逆反应速率都减小,图象不符合,故B错误;C.增大压强化学反应速率增大,达到平衡状态的时间减小,但是压强不影响该反应平衡移动,所以达到平衡状态时应该甲、乙中的含量相同,图象不符合,故C错误;D.该反应的正反应是放热反应,升高温度化学反应速率增大,缩短反应到达平衡状态时间,且平衡逆向移动,的含量减小,图象符合,故D正确;故选:D。
12.【答案】C
【解析】A. 对比实验①、②可知,两实验中只有H2C2O4水溶液浓度不同,且浓度大的褪色时间较短,故H2C2O4水溶液浓度增大,反应速率加快,选项A正确;B.对比实验②、③可知,两实验中只有H2C2O4水溶液的体积不同,且前者大,则相当于高锰酸钾水溶液的浓度小,褪色时间长,则酸性高锰酸钾水溶液浓度增大,反应速率加快,选项B正确;C.若为验证H+浓度对反应速率的影响,设计实验④并与③对照,则氯离子也可能对反应速率有影响,从而引起干扰,无法得到验证,选项C错误;D.实验③高锰酸钾氧化草酸生成二氧化碳,反应的离子方程式为2+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O,选项D正确;答案选C。
13.【答案】A
【解析】A.平衡时容器1中再充入一定量的,相当于增大压强,平衡逆向移动,体积分数减小,A错误;B.该反应为吸热反应,若将容器1改为恒容绝热条件,反应过程中容器的温度降低,平衡逆向移动,平衡时,B正确;C.容器Ⅰ平衡时,=1mol/L,=4mol/L,=2mol/L,平衡常数K==64,容器Ⅱ开始时Qc==8<K,平衡正向移动,,C正确;D.时K=64;根据、,可知K=,当温度改变为时,若,即K=1,正反应吸热,则,故D正确;故选A。
14.【答案】C
【解析】A.已知电负性:,则中氯氢为负价、硅为正价,其与水反应生成硅酸、氯化氢和氢气,方程式为:,A正确;B.因两曲线对应的状态只是温度不同,由图像知达到平衡所需时间T2K温度下比T1K短,温度越高反应速率越快,达到平衡所需时间越短,所以温度:T2>T1。又T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数比T1K时小,说明升温平衡向正反应方向移动,由此推知该反应为吸热反应,焓变大于0,B正确;C.恒温恒容条件下再充入1molSiHCl3,相当于增大压强,而反应前后气体分子数不变的反应,所以改变压强,平衡不移动,再次达到平衡时不变,C错误;D.反应进行到a处时,=0.8,此时,由反应可知转化的SiHCl3为0.2mol,生成SiH2Cl2、SiCl4均为0.1mol,,则,平衡时,,结合反应中转化关系可知,则,则,D正确;故选C。
15.【答案】B
【解析】A.图Ⅰ中乙到达平衡时间较短,乙的温度较高,正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,SO3的转化率减小,乙的温度较高,故A错误;B.图Ⅱ在t0时刻,正逆反应速率都增大,但仍相等,平衡不发生移动,应是加入催化剂的原因,故B正确;C.增大反应物的浓度瞬间,正反速率增大,逆反应速率不变,之后逐渐增大,图Ⅲ改变条件瞬间,正、逆速率都增大,正反应速率增大较大,平衡向正反应移动,应是增大压强的原因,故C错误;D.曲线表示平衡常数与温度的关系,曲线上各点都是平衡点,故D错误;故选B。
16.【答案】B
【解析】A.升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间变短,根据图像,温度T2>T1,故反应速率,A错误;B.升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间变短,根据图像,温度T2>T1,B正确;C.升高温度,正、逆反应速率均增大,C错误;D.该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,所以温度和下,反应分别达到平衡时,前者大,D错误;本题选B。
17.【答案】A
【解析】A.由图可知,初始生成M的速率大于N,则,时两个反应均达到平衡状态,由于、,则正反应速率,A正确;B.①②反应中XQ的系数均为1,则内,X的平均反应速率,B错误;C.后M浓度减小,可能为Q浓度增大导致①逆向移动所致,不确定2个反应的吸热放热情况,不能确定升高温度,时容器中的比值变化情况,C错误;D.由图可知,初始生成M的速率大于N,则反应①的话化能小于反应②,D错误;故选A。
18.【答案】C
【解析】A.相同的反应物及体积和温度,一个使用催化剂,一个不使用催化剂,催化剂为无关变量,所以该过程为控制无关变量的影响,A正确;B.H2C2O4溶液的浓度0.001mol/L,KMnO4酸性溶液的浓度分别为0.05mol/L、0. 01mol/L、0.001mol/L,通过控制不同浓度的高锰酸钾溶液来进行对照试验,即控制自变量的影响,B正确;C.观察单位时间内反应所生成的CO2体积为反应变量,即为因变量,该实验的目的是通过对照观察单位时间内反应所生成的CO2体积,探究化学反应速率的快慢,即控制因变量,C错误;D.反应变量是溶液紫色褪去所消耗的时间,该实验研究中的反应变量为因变量,即控制因变量的影响, D正确;综上所述,本题正确选项C。
19.【答案】D
【解析】A.比较实验①②的现象可知,对分解有催化作用,A正确;B.对比②和③,由实验③的现象溶液立即交为棕黄色,产生少量无色气体;溶液颜色逐渐加深,温度无明显变化;最终有紫黑色沉淀析出溶液无明显变化,可知酸性条件下氧化的速率更大,B正确;C.对比②和③,②中的现象为溶液立即变为黄色,产生大量无色气体;溶液温度升高;最终溶液仍为黄色,实验③现象为:溶液立即交为棕黄色,产生少量无色气体;溶液颜色逐渐加深,温度无明显变化;最终有紫黑色沉淀析出溶液无明显变化,故可能是因为分解的速率大于H2O2氧化的速率,C正确;D.实验②中主要发生H2O2分解,温度明显升高,而实验③中主要发生H2O2氧化KI的反应,温度无明显变化,说明H2O2催化分解是一个放热反应,不能说明氧化的反应放热,D错误;故答案为:D。
20.【答案】C
【解析】A.离子方程式电荷不守恒,A错误;B.实验①、③,Cl-浓度不同,无法得出越大,反应速率越快的结论,B错误;C.实验①、②,溶液中浓度相同,故阴离子种类对产生的速率有影响,C正确;D.实验②0.5溶液pH<实验③0.1溶液,但是产生氢气的速率更慢,D错误;故选C。
21.【答案】(1)0.02(2)A(3)C
【解析】(1)根据三段式可知
,20s后反应达到平衡,和相等,则0.5-2x=0.3-x,解得x=0.2,所以0.4mol/L÷20s=0.02,平衡常数为;
(2)平衡后向容器中再充入和,此时浓度熵为,平衡正向进行,则v(正)>v(逆);
(3)相同温度下,起始投料变为和,相当于是减小压强,平衡逆向进行,则的平衡转化率减小。
22.【答案】(1)BC
(2)0.0005
(3)0.10/t1 mol·L-1·s-1
(4)
【解析】(1)A.该反应的反应物为固体,混合气体的平均摩尔质量由生成物决定,而两种生成物的物质的量之比为定值,故混合气体的平均摩尔质量始终保持不变,故A不能说明平衡;B.密闭容器中总压强取决于气体的物质的量,只要此反应未达到平衡,则气体的物质的量始终发生变化,则压强始终变化,故压强不变可以说明平衡,故B正确;C.气体的密度等于气体的质量除以容器的体积,容器的体积不变,只要此反应未达到平衡,则气体的质量始终发生变化,则密度始终变化,故密度不变可以说明平衡,故C正确;D.密闭容器中氨气和二氧化碳的比例始终为2:1,则氨气的体积分数始终为定值,故密闭容器中氨气的体积分数不变不能说明平衡,故D错误; 故选BC。
(2)该反应的化学平衡常数,平衡时c(CO2)=0.05mol/L,而氨气和二氧化碳的比例始终为2:1,故c(NH3)=0.1mol/L,故
(3)在0~t1时间内,氨气的浓度变化值为0.1mol/L,故该化学反应速率v(NH3)= 0.10/t1 mol·L-1·s-1;
(4)若其他条件不变,t2时将容器体积压缩到1L,则在那一刻二氧化碳的浓度达到0.1mol/L,t3时达到新的平衡时,根据且温度不变可知二氧化碳的浓度应该回到0.05mol/L才能保证平衡常数不变。
23、(1)①0.16 ②b ③升高温度或减小压强
(2)12.8 > 温度升高,v正、v逆都增大,平衡向正向移动
解析:(1)①v(H2)==0.16 mol/(L·min),v(H2)=v(CH4)=0.16 mol/(L·min);②催化剂表面积越大,催化效果越好,速率越快,达到平衡所需的时间越短,所以曲线b的催化剂表面积较大,③15 min时,若改变外界反应条件,导致n(CH4)减小,说明平衡向消耗CH4的方向移动,所以改变的条件可能是升高温度或减小压强;
T1温度时,该反应的平衡常数K===12.8,且达到平衡时有v正=v逆,即k正c2(CH4)=k逆c(C2H4)·c2(H2),则k正/k逆=c(C2H4)·c2(H2)/c2(CH4)=K=12.8。该反应为吸热反应,所以升高温度,平衡正向移动,v正>v逆。
24、(1)a.淀粉碘化钾 b.向a中所得蓝色溶液中加入硫代硫酸钠溶液
(2)①5 8 3 2
②<
③反应ⅰ慢,反应ⅱ快,反应ⅰ生成的I2立即与S2O反应,直至S2O被消耗尽,再生成的I2才能使淀粉变蓝
④
解析:(1)a.向酸化的H2O2溶液中加入淀粉碘化钾溶液,碘离子被氧化生成碘单质使淀粉变蓝,故溶液几秒后变为蓝色;b.向a中所得蓝色溶液中加入硫代硫酸钠溶液,碘被还原生成碘离子,溶液立即褪色。(2)①探究c(H+)对反应速率的影响,为使探究时每次只改变一个条件,所加溶液总体积必须相等,则实验b中数据分别为5、8、3、2;②对比实验a和实验b,实验a中c(H+)较大,浓度越大化学反应速率越快,故t1<t2;③反应ⅰ慢,反应ⅱ快,反应ⅰ生成的I2立即与S2O反应,直至S2O被消耗尽,再生成的I2才能使淀粉变蓝,因此溶液混合一段时间后才变蓝;④利用实验a的数据,用H2O2浓度的变化表示t1秒内H2O2与S2O反应的平均反应速率为×= mol·L-1·s-1。
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