专题02 化学反应的限度和速率(期末真题汇编,上海专用)高二化学上学期
2025-11-27
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内容正文:
专题02 化学反应的限度和速率
3大高频考点概览
考点01 化学反应的限度
考点02 化学反应的速率
考点03 化学反应速率与限度综合分析
地 城
考点01
化学反应的限度
4.(23-24高二·上海市青浦高中·期末)下列有关化学反应速率和限度的说法中不正确的是
A.在金属钠与水的反应中,增加水的量能加快反应速率
B.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,反应速率明显加快
C.一定条件下,反应2SO2+O22SO3中,SO2不能全部转化为SO3
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2,若将块状的碳酸钙粉碎,则反应速率加快
【答案】A
【解析】A.水为纯液体,则增加水的量,反应速率不变,A项错误;
B.催化剂可加快反应速率,则加入MnO2后,反应速率明显加快,B项正确;
C.可逆反应不能完全转化,则SO2不能全部转化为SO3,C项正确;
D.增大接触面积,加快反应速率,则将块状的碳酸钙粉碎,反应速率加快,D项正确;
故选:A。
7.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)对于平衡体系2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),增大压强时(其它条件不变)
A.SO3含量降低 B.正反应速率加快
C.逆反应速率减慢 D.平衡向逆向移动
【答案】B
【解析】A.对于平衡体系2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),增大压强时平衡正向移动,SO3含量增加,故A错误;
B.对于平衡体系2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),增大压强,正、逆反应速率均加快,故B正确;
C.对于平衡体系2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),增大压强,正、逆反应速率均加快,故C错误;
D.对于平衡体系2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),增大压强时平衡正向移动,故D错误;
故答案为B。
5.(23-24高二·上海市华东师范大学附属东昌中学·期末)密闭容器中,一定量的和在一定条件下发生反应生成,经过足够长的时间,反应“停止”了。可以说明该反应是可逆反应的判断是
A.反应生成了 B.和消耗完了
C.只有和共同存在 D.、和共同存在
【答案】D
【解析】可逆反应是指在同一条件下,正反应和逆反应同时进行的反应,反应物不能完全转化为生成物,故可以说明该反应是可逆反应的判断是、和共同存在,故D正确;
故选D。
9.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)一定温度下,向某恒容密闭容器中充入和,在催化剂作用下发生反应:,下列说法正确的是
A.使用催化剂可实现的100%转化
B.以或浓度的变化均可表示反应速率,两者的数值相等
C.达到平衡状态时,与物质的量之比为
D.达到平衡状态时,的浓度不再发生变化
【答案】D
【解析】A.催化剂不能改变平衡状态,因此使用催化剂不能实现的100%转化,A错误;
B.以或浓度的变化均可表示反应速率,速率之比是化学计量数之比,所以根据方程式可判断两者的数值不相等,B错误;
C.达到平衡状态时,由于转化率不确定,所以与物质的量之比不一定为,C错误;
D.达到平衡状态时正逆反应速率相等,因此的浓度不再发生变化,D正确;
答案选D。
11.(23-24高二·上海市青浦高中·期末)下列说法不能用勒夏特列原理解释的是
A.实验室用排饱和食盐水法收集氯气 B.振摇后打开可乐瓶盖,观察到大量气泡产生
C.工业合成SO3选用V2O5作催化剂 D.棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅
【答案】C
【解析】A.溶于水,发生反应:,能用勒夏特列原理解释,选项A不符合;
B.可乐属于碳酸饮料,存在平衡:,能用勒夏特列原理解释,选项B不符合;
C.催化剂不影响可逆反应的平衡状态,不能用勒夏特列原理解释,选项C符合;
D.对平衡体系增大压强,体积变小,颜色变深,由于平衡正向移动,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,选项D不符合;
答案选C。
10.(24-25高二·上海市上海师范大学附属中学宝山分校·期末)脱硫。吸收液作用原理如下:①;②;③。一定条件下测得脱硫率与浓度以及溶液起始的关系如图所示。由图可知,当的浓度大于时,随着的浓度增大,脱硫率反而降低。请结合平衡移动的原理解释原因 。
【答案】图中当Fe3+的浓度大于10 g·L −1时,浓度越大,脱硫率越低,这是由于Fe3+浓度增大,pH减小,增加了氢离子浓度,反应①、②的化学平衡逆向移动,pH减小因素超过反应③中Fe3+浓度增大因素
【解析】图中当Fe3+的浓度大于10 g·L −1时,浓度越大,脱硫率越低,这是由于Fe3+浓度增大,pH减小,增加了氢离子浓度,反应①、②的化学平衡逆向移动,pH减小因素超过反应③中Fe3+浓度增大因素。
25.(24-25高二·上海市浦东新区·期末)璀璨多彩的珊瑚礁是重要的海洋资源。珊瑚礁的主要成分是碳酸钙。珊瑚虫能合成碳酸钙,在海洋中堆积形成珊瑚礁,可能涉及如下反应:
①Ca2+ + 2⇌CaCO3 + H2CO3 ② CO2+H2O⇌H2CO3
(1)一定条件下,能说明反应①达到化学平衡状态的是 。
A.Ca2+浓度保持不变 B.Ca2+和的浓度相等
C.CaCO3质量不再改变 D.2v逆(HCO3-) = v正(H2CO3)
(2)珊瑚藻是一种海洋植物,它能通过光合作用吸收CO2促进珊瑚礁的形成。结合上述反应,从平衡移动的角度解释原因。 。
【答案】(1)AC
(2)珊瑚藻通过光合作用吸收CO2,降低海水中H2CO3浓度,使反应①的平衡正向移动,生成更多的CaCO3,促进珊瑚礁的形成
【解析】(1)A.达到平衡时,离子浓度不变,Ca2+浓度保持不变说明达到平衡状态,A符合题意;
B.Ca2+和的浓度相等时,反应不一定达到平衡状态,B不符合题意;
C.CaCO3质量不再改变,说明离子浓度也不再变化,反应达到平衡状态,C符合题意
D.2v逆(HCO3-) = v正(H2CO3)不符合正逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,D不符合题意;
答案选AC;
(2)根据反应:Ca2+ + 2⇌CaCO3 + H2CO3 ② CO2+H2O⇌H2CO3可知,珊瑚藻通过光合作用吸收CO2,降低海水中H2CO3浓度,使反应①的平衡正向移动,生成更多的CaCO3,促进珊瑚礁的形成。
2.(23-24高二·上海市华东师范大学附属周浦中学·期末)在容积为1 L的恒温恒容密闭容器中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体,在一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(1)下列描述能说明反应达到平衡状态的是______。
A.密闭容器中CH4的体积分数保持不变
B.密闭容器中混合气体的密度保持不变
C.CH4和CO2的转化率相等
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)若上述反应达到平衡时CH4的平衡转化率为80%,再向上述达到平衡的恒容密闭容器中再充入CH4、CO2、CO、H2各0.1 mol,保持温度不变,则化学平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
【答案】(1)AD
(2)正向
【解析】(1)A.在反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)中,甲烷的物质的量减少,气体的总物质的量增加,CH4的体积分数减少,当密闭容器中CH4的体积分数保持不变,可以说明达到平衡状态,A正确;
B.密闭容器中混合气体的密度,气体质量不变,容积恒定保持不变,则气体密度始终不变,不能判定平衡,B错误;
C.反应中CH4和CO2的化学计量数相等,加入CH4和CO2各1mol的混合气体,反应中二者的转化率一直相等,故不能判定平衡,C错误;
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量,气体质量保持不变,气体的物质的量发生变化,当相对分子质量不变化时,可以证明达到平衡状态,D正确;
故答案为:AD;
(2)加入CH4和CO2各1 mol的混合气体,达到平衡时CH4的平衡转化率为80%,消耗0.8mol CH4,同时消耗0.8mol CO2、生成1.6mol CO和1.6mol H2,平衡时n(CH4)= n(CO2)=1mol-0.8mol=0.2mol,容积为1 L,此温度下平衡常数为,再充入CH4、CO2、CO、H2各0.1 mol,保持温度不变,此时,则化学平衡正向移动。
地 城
考点02
化学反应的速率
1.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)化学反应速率的大小首先取决于
A.温度 B.压强 C.催化剂 D.反应物的性质
【答案】D
【解析】化学反应速率的大小首先取决于反应物本身的性质,而温度、压强和催化剂的改变也会对其化学反应速率产生影响,故选D。
2.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物
A.体积的变化 B.物质的量的变化
C.质量的变化 D.物质的量浓度的变化
【答案】D
【解析】化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物物质的量浓度的变化,即v(B)=,故D正确。
3.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)对于反应,下列表示不同条件下的反应速率,反应进行得最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据速率之比等于化学计量数之比,换算成相同单位、同一物质表示的反应速率然后比较。
【解析】都转化成B物质表示的化学反应速率;
A.v(B)=3v(A)=3×0.02mol/(L∙s)=0.06mol/(L∙s)=3.6mol/(L∙min);
B.v(B)=0.05mol/(L∙s)=3mol/(L∙min);
C.v(B)=2.00mol/(L∙min);
D.v(B)=v(C)=×1mol/(L∙min)=1.5mol/(L∙min);
则反应进行得最快的是v(A)=0.02mol/(L∙s);答案选A。
4.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)在密闭容器中W与X反应生成Y和Z,其反应速率分别为、、、,已知存在如下关系:,,,则此反应可表示为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】在密闭容器中W与X反应生成Y和Z,则W、X为反应物,Y、Z是生成物,已知存在如下关系:,,,则得到,则此反应可表示为,故C正确。
综上所述,答案为C。
1.(23-24高二·上海市青浦高中·期末)在气体反应中,能使反应物活化分子百分数增大的方法是
①增大反应物的浓度②增大压强③升高温度④移去生成物⑤加入催化剂
A.③④ B.③⑤ C.②③ D.②⑤
【答案】B
【解析】①增大反应物浓度能增大单位体积内的活化分子数,但不能增大活化分子百分数,错误;
②增大压强等同于增大浓度,不能增大活化分子百分数,错误;
③升高温度能增大活化分子百分数也能增大反应物中的活化分子数,故正确;
④移去生成物,浓度减小,单位体积内活化分子数目减小,错误;
⑤加入催化剂能降低反应的活化能,增大活化分子百分数,也增大了活化分子数,故正确。
故选:B。
5.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)常温下,下列反应产生气泡速率最快的是
A.块状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应 B.块状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应
C.粉末状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应 D.粉末状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应
【答案】D
【解析】常温下,碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳时,碳酸钙的表面积越大,反应生成氢气的速率越快,块状大理石的表面积小于粉末状,反应生成氢气的速率较慢;酸溶液中氢离子浓度越大,反应生成氢气的速率越快,则C、D选项中,D中盐酸溶液的氢离子浓度最大,反应生成氢气的速率最快;
故选D。
6.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)对于可逆反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) −Q,能加快正反应速率的是
A.升高温度 B.减小压强 C.增加碳的量 D.移走 H2
【答案】A
【解析】A.该反应是吸热反应,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率增大,故A符合题意;
B.减小压强,浓度减小,正速率减慢,逆反应速率减慢,故B不符合题意;
C.增加碳的量,碳的浓度未变,速率不变,故C不符合题意;
D.移走 H2,减小生成物浓度,正速率减慢,逆反应速率减慢,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
4.(23-24高二·上海市华东师范大学附属东昌中学·期末)在一定条件下,某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是
A.时刻,反应逆向进行
B.时刻,正反应速率大于逆反应速率
C.时刻,达到反应进行的最大限度
D.时刻,反应处于静止状态
【答案】BC
【解析】A.由图可知t1时刻,正反应速率大于逆反应速率,所以反应正向进行,故A错误;
B.由图可知t2时刻,正反应速率大于逆反应速率,故B正确;
C.由图可知t3时刻,正反应速率等于逆反应速率,反应达到最大限度,故C正确;
D.由图可知t4时刻,正反应速率等于逆反应速率,且不等于零,反应处于平衡状态,故D错误;
故选:BC。
10.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)CaCO3与稀盐酸反应生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是
A.反应在2~4min内平均反应速率最大
B.反应在2~4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.1mol·L-1·min-1
C.反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大
D.4min后,反应速率减小的主要原因是c(H+)减小
【答案】B
【解析】A.相同时间内生成的二氧化碳气体越多,反应速率越快,据图可知2~4min内产生二氧化碳最多,反应速率最大,故A正确;
B.由图可知,2~4min产生二氧化碳的物质的量为0.2mol,缺容器的体积,无法计算二氧化碳的浓度和反应速率,故B错误;
C.反应开始后,反应物的浓度开始减小,反应速率应减小,但实际上反应速率增大,说明该反应为放热反应,随反应进行温度升高,反应速率逐渐上升说明温度比浓度对反应速率的影响大,故C正确;
D.4min后,反应消耗盐酸,导致溶液中氢离子浓度过低,浓度比温度对反应速率的影响大,所以反应速率减小,故D正确;
故选B。
地 城
考点03
化学反应速率与限度综合分析
5.(23-24高二·上海市尚德实验学校·期末)某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示。根据图中数据,填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率v(Z)= 。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的 倍。
②若此时将容器的体积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在t1~t6内反应速率与时间图象如图2所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是 (填字母)。
A.在t1时增大了压强
B.在t3时加入催化剂
C.在t4时降低了温度
D.t2~t3时X的转化率最高
【答案】 3X+Y2Z 0.05 mol·L-1·min-1 0.9 放热 B
【解析】(1) 在反应中,X、Y的物质的量逐渐减小,Z的物质的量逐渐增大,则X、Y为反应物,Z为生成物,相同时间内,化学反应中各物质的物质的量变化之比等于化学剂量数之比(0.3:0.1:0.2),则化学方程式为3X+Y2Z;
(2) 反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为v(Z)= =0.05 mol·L-1·min-1;
(3)①X、Y、Z均为气体时,反应前n(总)=2.0 mol,平衡时n(总)=0.7 mol+0.9 mol+0.2 mol=1.8 mol,所以p(平)∶p(始)=1.8 mol∶2.0 mol=0.9;
②将容器体积缩小,相当于增压,平衡正向移动,达平衡时,温度升高,说明正反应为放热反应;
(4)A.在t1时如果增大压强,则正、逆反应速率都增大且正反应速率大于逆反应速率,A错误;
B.在t3时应该是加入了催化剂,正、逆反应速率都增大,并且增大的倍数相同,平衡不移动,B正确;
C.在t4时如果是降低了温度,则正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率,C错误;
D.由图可以看出,从t1~t2,平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,从t2~t4,平衡不移动,A的转化率不变,从t4~t5,平衡继续向逆反应方向移动,A的转化率又降低,因此,t0~t1时A的转化率最高,D错误;
综上所述答案为B。
6.(23-24高二·上海市华东师范大学附属东昌中学·期末)某温度时,在2L容器中发生A、B两种气态物质间的转化反应,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至4minA的平均反应速率为 。
(3)4min时,反应是否达到化学平衡? (填“是”或“否”);8min时,正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(4)如果温度和容积保持不变,下列情况能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据有_______。
A.容器中气体的密度不随时间而变化 B.容器中A的浓度不再发生改变
C.容器中B的质量不再发生改变 D.容器中n(A):n(B)=2:1
【答案】(1)
(2)
(3)否 =
(4)BC
【分析】由图可知,反应AB的物质的量之比为(0.8-0.2):(0.5-0.2)=2:1,则反应方程式为: ;
【解析】(1)由分析可知,该反应的化学方程式为;
(2)由图可知,反应开始至4minA的平均反应速率为;
(3)4min后A物质的量继续减小,故反应没有达到化学平衡;8min时,各物质的量不再改变,反应平衡,则正反应速率等于逆反应速率;
(4)A.容器体积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,A错误;
B.容器中A的浓度不再发生改变,说明平衡不再移动,反应达到化学平衡状态,B正确;
C.容器中B的质量不再发生改变,说明平衡不再移动,反应达到化学平衡状态,C正确;
D.容器中n(A):n(B)=2:1,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应已达平衡,D错误;
故选BC。
1.(23-24高二·上海市华东师范大学附属周浦中学·期末)125℃时,在体积为2L的密闭容器中,A、B、C发生反应:A(g) + 2B(g)2C(g),A、B和C物质的量n(mol)随时间t的变化如图所示。已知达到平衡后,降低温度,A的转化率增大。
(1)此反应的平衡常数表达式K= ,从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为 。
以下图表表示此反应的反应速率v和时间t的关系图及各阶段的平衡常数:
t2~t3
t4~t5
t5~t6
t7~t8
K1
K2
K3
K4
(2)根据上图判断,在t3时刻改变的外界条件是 。
(3)K1、K2、K3、K4之间的关系为 (用“>”、“<”或“=”连接)。
(4)以上各段时间中,C的百分含量最高的时间段是 。
【答案】(1) 0.05mol·L-1·min-1
(2)升高温度
(3)K1>K2=K3=K4
(4)t2-t3
【解析】(1)该反应中反应物和产物都是气体,则该反应的平衡常数表达式K=。从反应开始到第一次平衡,共用时3min,消耗A的物质的量为0.3mol,则v(A)=0.3mol÷2L÷3min=0.05mol·L-1·min-1。
(2)t3时刻正逆反应速率同时增大,且逆反应增大的速率大于正反应速率,根据题干可知,降温A转化率增大,说明该反应正反应为放热反应,因此t3时刻改变的外界条件为升高温度。
(3)t3时刻为升高温度,化学平衡逆向移动,因此K1>K2,此后t5时刻正逆反应速率等幅增大,改变条件为使用了催化剂,t6时刻正逆反应速率都减小,且正反应速率减小幅度更大,t6时刻改变条件为增大体积减小压强,只有t3时刻改变了温度,K值变化,后续改变条件K值不变,因此K1>K2=K3=K4。
(4)根据(3)小问的分析可知,t1-t2时刻反应正向进行,C百分含量逐渐增大,随后t3时刻升温化学平衡逆向移动,t5时刻添加催化剂,不影响化学平衡,t6时刻减小压强化学平衡逆向移动,C的百分含量均减小,因此C百分含量最高的时间段为t2-t3。
6.(24-25高二·上海市上海师范大学附属中学宝山分校·期末)氢能被认为是未来能源的最佳选择之一,氢的制取、储存和利用是研究的热点。
I.镧镍合金(,La-镧、Ni-镍)是解决氢储存问题的重要材料。储氢原理为: 。
(1)镧镍合金被称为会“呼吸”的金属,根据化学平衡移动原理,让该合金实现“呼出”氢气,可改变的条件是 。(列举1条)
(2)写出上述反应的平衡常数表达式 。
(3)一定温度下,在镧镍合金中通入氢气,发生储氢反应。下图的横坐标为压强(通过改变容器体积引起压强变化),纵坐标的含义可以是_______。
A.曲线I:气体的质量
B.曲线I:氢气的转化率
C.曲线Ⅱ:反应放出的总热量
D.曲线Ⅱ:固体中镧元素质量分数
(4)一定温度下,镧镍合金与氢气的反应达到平衡,在时刻,其他条件不变,迅速缩小容器体积至原体积的1/2,在时刻达到新的平衡,请在下图中绘制时刻后的变化情况。
Ⅱ.催化重整是目前大规模制取氢气的重要方法。其反应原理为: 。
(5)该反应在 (选填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(6)下列操作中,能提高平衡转化率的是_______。
A.增大的浓度 B.分离出 C.恒温恒容下通入惰性气体 D.加入催化剂
【答案】(1)减小压强或升高温度
(2)
(3)BD
(4)
(5)高温
(6)B
【解析】(1)由题干反应方程式 可知,增大压强能使上述反应平衡正向移动,减小压强能使上述平衡逆向移动,升高温度能使上述平衡逆向移动,降低温度能使上述平衡正向移动,即通过控制温度或压强能够让该合金实现“呼出”和“吸入”氢气,故答案为:减小压强或升高温度;
(2)上述反应的平衡常数表达式:。
(3)由题干图像信息可知,随着压强增大曲线Ⅰ代表的数值在增大,曲线Ⅱ代表的数值在减小,据此分析解题:
A.根据题干反应方程式可知,增大压强能使上述反应平衡正向移动,气体的质量在减小,曲线I不能代表气体的质量,A不合题意;
B.根据题干反应方程式可知,增大压强能使上述反应平衡正向移动,H2的转化率增大,则曲线I可以代表氢气的转化率,B符合题意;
C.根据题干反应方程式可知,增大压强能使上述反应平衡正向移动,反应放出的总热量促进增多,故曲线Ⅱ不能代表反应放出的总热量,C不合题意;
D.根据题干反应方程式可知,增大压强能使上述反应平衡正向移动,则固体中H的质量分数逐渐增大,则镧元素质量分数逐渐减小,故曲线Ⅱ可以代表固体中镧元素质量分数,D符合题意;
故答案为:BD;
(4)
一定温度下,镧镍合金与氢气的反应达到平衡,在时刻,其他条件不变,迅速缩小容器体积至原体积的1/2,压缩容积增大压强,压缩后氢气浓度变为时的2倍,且平衡正向移动,氢气浓度逐渐减小,并在时刻达到平衡,温度不变,平衡常数不变,故氢气的平衡浓度不变,则图象为:。
(5),该反应,自发进行时ΔG=ΔH-T·ΔS <0,说明该反应在高温下能够自发进行。
(6)对于:
A. 增大反应物浓度平衡右移,能提高另一个反应物的转化率,自身的转化率通常降低,则增大的浓度通常不能提高平衡转化率,A不选;
B. 减小生成物浓度平衡右移,则分离出能提高平衡转化率,B选;
C. 恒温恒容下通入惰性气体不影响平衡,不能提高平衡转化率,C不选;
D. 加入催化剂不影响平衡,不能提高平衡转化率,D不选;
选B。
2.(24-25高二·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)乙烯是合成多种塑料的单体。我国科学家开发的特殊催化剂用制备,有利于实现“双碳”目标。
主反应:放热反应
(1)在容积为2L的恒容密闭容器中充和,若只发生主反应,反应时间2.0min,的转化率为20%,在这段时间内的平均反应速率为 。
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,若只发生主反应,下列情况不能说明反应达到平衡的是 (填编号)。
A.混合气体总压强保持不变 B.混合气体密度保持不变
C.乙烯体积分数保持不变 D.平均摩尔质量保持不变
达到平衡后能提高平衡转化率的措施是 (任填一条)。
(3)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是_______。
A.反应(放热反应),升高温度平衡向逆反应方向移动
B.采用高压有利于合成氨反应:
C.使用催化剂有利于合成氨反应:
D.氯水中有下列平衡:,当加入溶液后溶液颜色变浅
(4)下图表示反应放热反应在某段时间里的反应速率与反应过程的关系图,则C的百分含量最高的一段是_______。
A. B. C. D.
【答案】(1)0.01mol/(L•min)
(2)B 降低温度或是增大压强
(3)C
(4)A
【解析】(1)根据信息可知,CO2的反应速率为=0.02mol/(min•L),根据速率之比等于系数之比,可得CH2=CH2(g)的平均反应速率为ν==0.01mol/(min•L),故答案为:0.01mol/(L•min);
(2)对于主反应:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g),
A.反应前后气体分子数有变化,在恒温恒容下,压强与物质的量成正比,则混合气体总压强保持不变,说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.在密闭容器中混合气体的质量不变,且恒容,则混合气体密度一直保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故B正确;
C.乙烯体积分数保持不变说明乙烯的物质的量不再发生变化,说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.在密闭溶液中混合气体的质量不变,反应前后气体分子数有变化,则物质的量有变化,则气体平均摩尔质量保持不变时说明反应达到平衡状态,故D错误;
达到平衡后能提高CO2平衡转化率的措施为降低温度或是增大压强,故答案为:B;降低温度或是增大压强;
(3)A.该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向吸热方向逆反应方向移动,可以用平衡移动原理解释,故A不选;
B.该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,增大压强平衡向正反应方向移动,有利于合成氨反应,可以用平衡移动原理解释,故B不选;
C.催化剂同等程度改变正逆反应速率,平衡不移动,所以不能用平衡移动原理解释,故C选;
D.加入溶液与HCl反应生成AgCl,减小生成物浓度,平衡正向移动,溶液颜色变浅,可以用平衡移动原理解释,故D不选;
故选:C。
(4)由图可知,开始时平衡正向移动,t1→t2达到平衡,且t2→t3平衡逆向移动时t3→t4达到平衡,t4→t5时平衡不移动,则C的百分含量最高的一段是t1→t2,故选:A。
7.(23-24高二·上海市杨思高级中学·期末)一定温度下,在容积为的密闭容器内,通入一定量的和空气,在给定条件下发生反应生成的物质的量随时间的变化如下图所示:
(1)根据上图信息,从反应开始至达到平衡状态时,的平均反应速率为 。
(2)不能说明反应已达平衡状态的是_______。
A. B.压强不变
C.浓度不再发生变化 D.密度不变
(3)对于的转化反应,改变条件 (选填“能”或“不能”)使完全转化为。原因是 。升高温度,平衡 (选填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
【答案】(1)
(2)D
(3)不能 该反应为可逆反应 逆向
【解析】(1)由图可知,从反应开始到达到平衡时,共进行了4min,SO3的平均反应速率为
(2)反应方程式为,
A.不同物质表示正逆反应速率,且之比等于化学计量数之比,说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.反应为前后气体分子数不同的反应,压强随反应的进行发生变化,当压强不变时,反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.SO2浓度不再发生变化,即,反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.体系中物质均为气体,气体总质量不变,容器恒容密闭,根据可知,混合气体的密度始终保持不变,不能判断反应是否达到平衡状态,D符合题意;
故选D;
(3),该反应为可逆反应,即使改变条件,也不能完全转化为,且该反应为放热反应,升高温度,该反应向逆反应方向移动。
9.(23-24高二·上海市复兴高级中学·期末)2023年9月23日晚,杭州亚运会采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料,点亮了主火炬。工业上利用二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为: 。
(1)在下图的坐标系中,画出能体现上述反应特点的大致图像: 。
(2)在一体积为2L的密闭容器中投入1mol CO和3mol 模拟反应的过程。可以判断反应达到平衡状态的是___________。
A.断裂1.5个H—H键的同时,有个O—H键生成
B.容器内压强不再变化
C.和的体积分数之比保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)为探究该反应合适的反应温度,某小组进行了一系列测试,保证每次初始的原料气组成及反应时间一致,测得的转化率如图所示。试解释的转化率先增后降的原因 。
【答案】(1)
(2)BD
(3)在较低温时,反应体系未达到平衡,CO的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高反应速率增大,CO的转化率也增大;在较高温时,反应体系已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小
【解析】(1)该反应的焓变小于0,熵变小于0,在高温可以自发进行,如图所示:。
(2)A.断裂1.5个H—H键的同时,有个O—H键生成,均表示正反应速率,不能判断反应达到平衡,A不选;
B.该反应为体积减小的反应,容器内压强不再变化,反应达到平衡,B选;
C.和的体积分数之比始终为定值,故不能判断反应达到平衡,C不选;
D.该反应为体积减小的反应,混合气体的平均相对分子质量不变,反应达到平衡,D选;
故选BD。
(3)由图表可知,温度低于240℃时,CO2的转化率随着温度的升高而增大;温度高于240℃时,CO2的转化率随着温度的升高而减小,在较低温时,反应体系未达到平衡,CO2的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高反应速率增大,CO2的转化率也增大;在较高温时,反应体系已达到平衡,CO2的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO2的转化率减小。
26.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)一定温度下,在容积为2L的密闭容器内,通入一定量的SO2和空气,在给定条件下发生反应生成SO3的物质的量浓度变化如下图所示:
(1)不能说明反应已达平衡状态的是___________。(选填编号)
A.v(SO2)正=2v(O2)逆 B.压强不变
C.SO2浓度不再发生变化 D.密度不变
(2)根据图上信息,从反应开始到第一次达到平衡状态时,SO3的平均反应速率为 。
(3)在6min时,可能改变的条件是 。
(4)该反应,能否通过改变条件使SO2完全转化为SO3? (填“能”或“不能”),原因 。
【答案】(1)D
(2)
(3)降低温度、增大氧气浓度、增大压强等
(4)不能 该反应为可逆反应,反应物的转化率一定小于100%
【解析】(1)反应方程式为;
A.不同物质表示正逆反应速率,且正逆反应速率之比等于化学计量数之比,说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡状态,A符合题意;
B.反应为前后气体分子数不同的反应,压强随反应的进行发生变化,当压强不变时,反应达到平衡状态,B符合题意;
C.SO2浓度不再发生变化,即反应达到平衡状态,C符合题意;
D.体系中物质均为气体,气体总质量不变,容器恒容密闭,根据可知,混合气体的密度始终保持不变,不能判断反应是否达到平衡状态,D不符合题意;
故选D;
(2)由图可知,从反应开始到第一次达到平衡时,共进行了4min,SO3的平均反应速率为:;
(3)在6min时,条件改变的瞬间,SO3的浓度不变,但后来SO3的浓度增大,平衡正向移动,故可能改变的条件为:降低温度,平衡正向移动,SO3浓度增大;增加O2浓度,平衡正向移动,SO3浓度增大;增大压强,平衡正向移动,SO3浓度增大;
(4)该反应为可逆反应,反应物的转化率一定小于100%,所以不能通过改变条件,使SO2完全转化为SO3。
7.(23-24高二·上海市复兴高级中学·期末)尿素是一种很好用的保湿成分,它存在于肌肤的角质层当中,属于肌肤天然保湿因子NMF的主要成分。工业上以氨气和二氧化碳为原料合成尿素,反应分为如下两步:
反应①
反应②
(1)下列反应与反应②的热效应相同的是___________。
A.木炭与高温水蒸气反应 B.镁条与稀盐酸反应
C.小苏打与柠檬酸钠反应 D.氢气与氯气反应
(2)下图能表示上述两步反应能量变化的是___________。
A. B.
C. D.
(3)恒温恒容时,将2mol 和1mol 充入2L反应器中合成尿素,经10min测得反应器内气体压强变为起始的80%(已知此时尿素为固态。水为液态),则从反应开始至10min时,的平均反应速率 (写出计算过程)。
(4)若将2mol 和1mol 充入一容积可变的容器中进行,初始体积固定为V,10min后达到平衡时,随时间变化如图所示:
20min时压缩容器,使体积变为0.5V并保持不变,30min时达到新平衡,请在图中大致画出20min~40min内随时间t变化的曲线 。
(5)实际生产中,为节约成本并提高反应②的生产效率,尿素合成工厂通常将反应②的发生场所设置在反应①的发生场所附近,请说明理由: 。
【答案】(1)A
(2)D
(3)0.02
(4)
(5)反应①可以为反应②提供能量,且可以减少运输成本。
【解析】(1)反应②为吸热反应;木炭与高温水蒸气反应为吸热反应;镁条与稀盐酸反应为放热反应;小苏打与柠檬酸钠反应为放热反应;氢气与氯气反应为放热反应,故选A。
(2)反应① 的反应物的总能量高于生成物能量;反应②反应物的总能量低于生成物总能量;反应①、反应②相加可得总反应的焓变小于0,能表示上述两步反应能量变化的是D。
(3)恒温恒容时,将2molNH3和1molCO2充入2L反应器中合成尿素,经10min测得反应器内气体压强变为起始的80%,设达到平衡时发生反应的二氧化碳的物质的量为x,列出三段式:
恒温恒容时,气体压强之比等于其物质的量之比,则=,则解得x=0.2mol,则==0.02mol•L-1•min-1,故答案为:0.02。
(4)20min时压缩容器,使体积变为0.5V并保持不变,增大为原来的2倍,平衡正向移动,最终低于原平衡,则20min~40min内随时间t变化的曲线。
(5)实际生产中,为节约成本并提高反应②的生产效率,尿素合成工厂通常将反应②的发生场所设置在反应①的发生场所附近,理由:反应①可以为反应②提供能量,且可以减少运输成本。
试卷第1页,共3页
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专题02 化学反应的限度和速率
3大高频考点概览
考点01 化学反应的限度
考点02 化学反应的速率
考点03 化学反应速率与限度综合分析
地 城
考点01
化学反应的限度
4.(23-24高二·上海市青浦高中·期末)下列有关化学反应速率和限度的说法中不正确的是
A.在金属钠与水的反应中,增加水的量能加快反应速率
B.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,反应速率明显加快
C.一定条件下,反应2SO2+O22SO3中,SO2不能全部转化为SO3
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2,若将块状的碳酸钙粉碎,则反应速率加快
7.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)对于平衡体系2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),增大压强时(其它条件不变)
A.SO3含量降低 B.正反应速率加快
C.逆反应速率减慢 D.平衡向逆向移动
5.(23-24高二·上海市华东师范大学附属东昌中学·期末)密闭容器中,一定量的和在一定条件下发生反应生成,经过足够长的时间,反应“停止”了。可以说明该反应是可逆反应的判断是
A.反应生成了 B.和消耗完了
C.只有和共同存在 D.、和共同存在
9.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)一定温度下,向某恒容密闭容器中充入和,在催化剂作用下发生反应:,下列说法正确的是
A.使用催化剂可实现的100%转化
B.以或浓度的变化均可表示反应速率,两者的数值相等
C.达到平衡状态时,与物质的量之比为
D.达到平衡状态时,的浓度不再发生变化
11.(23-24高二·上海市青浦高中·期末)下列说法不能用勒夏特列原理解释的是
A.实验室用排饱和食盐水法收集氯气 B.振摇后打开可乐瓶盖,观察到大量气泡产生
C.工业合成SO3选用V2O5作催化剂 D.棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅
10.(24-25高二·上海市上海师范大学附属中学宝山分校·期末)脱硫。吸收液作用原理如下:①;②;③。一定条件下测得脱硫率与浓度以及溶液起始的关系如图所示。由图可知,当的浓度大于时,随着的浓度增大,脱硫率反而降低。请结合平衡移动的原理解释原因 。
25.(24-25高二·上海市浦东新区·期末)璀璨多彩的珊瑚礁是重要的海洋资源。珊瑚礁的主要成分是碳酸钙。珊瑚虫能合成碳酸钙,在海洋中堆积形成珊瑚礁,可能涉及如下反应:
①Ca2+ + 2⇌CaCO3 + H2CO3 ② CO2+H2O⇌H2CO3
(1)一定条件下,能说明反应①达到化学平衡状态的是 。
A.Ca2+浓度保持不变 B.Ca2+和的浓度相等
C.CaCO3质量不再改变 D.2v逆(HCO3-) = v正(H2CO3)
(2)珊瑚藻是一种海洋植物,它能通过光合作用吸收CO2促进珊瑚礁的形成。结合上述反应,从平衡移动的角度解释原因。 。
2.(23-24高二·上海市华东师范大学附属周浦中学·期末)在容积为1 L的恒温恒容密闭容器中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体,在一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(1)下列描述能说明反应达到平衡状态的是______。
A.密闭容器中CH4的体积分数保持不变
B.密闭容器中混合气体的密度保持不变
C.CH4和CO2的转化率相等
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)若上述反应达到平衡时CH4的平衡转化率为80%,再向上述达到平衡的恒容密闭容器中再充入CH4、CO2、CO、H2各0.1 mol,保持温度不变,则化学平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
地 城
考点02
化学反应的速率
1.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)化学反应速率的大小首先取决于
A.温度 B.压强 C.催化剂 D.反应物的性质
2.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物
A.体积的变化 B.物质的量的变化
C.质量的变化 D.物质的量浓度的变化
3.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)对于反应,下列表示不同条件下的反应速率,反应进行得最快的是
A. B.
C. D.
4.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)在密闭容器中W与X反应生成Y和Z,其反应速率分别为、、、,已知存在如下关系:,,,则此反应可表示为
A. B.
C. D.
1.(23-24高二·上海市青浦高中·期末)在气体反应中,能使反应物活化分子百分数增大的方法是
①增大反应物的浓度②增大压强③升高温度④移去生成物⑤加入催化剂
A.③④ B.③⑤ C.②③ D.②⑤
5.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)常温下,下列反应产生气泡速率最快的是
A.块状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应 B.块状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应
C.粉末状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应 D.粉末状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应
6.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)对于可逆反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) −Q,能加快正反应速率的是
A.升高温度 B.减小压强 C.增加碳的量 D.移走 H2
4.(23-24高二·上海市华东师范大学附属东昌中学·期末)在一定条件下,某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是
A.时刻,反应逆向进行
B.时刻,正反应速率大于逆反应速率
C.时刻,达到反应进行的最大限度
D.时刻,反应处于静止状态
10.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)CaCO3与稀盐酸反应生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是
A.反应在2~4min内平均反应速率最大
B.反应在2~4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.1mol·L-1·min-1
C.反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大
D.4min后,反应速率减小的主要原因是c(H+)减小
地 城
考点03
化学反应速率与限度综合分析
5.(23-24高二·上海市尚德实验学校·期末)某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示。根据图中数据,填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率v(Z)= 。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的 倍。
②若此时将容器的体积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在t1~t6内反应速率与时间图象如图2所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是 (填字母)。
A.在t1时增大了压强
B.在t3时加入催化剂
C.在t4时降低了温度
D.t2~t3时X的转化率最高
6.(23-24高二·上海市华东师范大学附属东昌中学·期末)某温度时,在2L容器中发生A、B两种气态物质间的转化反应,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至4minA的平均反应速率为 。
(3)4min时,反应是否达到化学平衡? (填“是”或“否”);8min时,正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(4)如果温度和容积保持不变,下列情况能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据有_______。
A.容器中气体的密度不随时间而变化 B.容器中A的浓度不再发生改变
C.容器中B的质量不再发生改变 D.容器中n(A):n(B)=2:1
1.(23-24高二·上海市华东师范大学附属周浦中学·期末)125℃时,在体积为2L的密闭容器中,A、B、C发生反应:A(g) + 2B(g)2C(g),A、B和C物质的量n(mol)随时间t的变化如图所示。已知达到平衡后,降低温度,A的转化率增大。
(1)此反应的平衡常数表达式K= ,从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为 。
以下图表表示此反应的反应速率v和时间t的关系图及各阶段的平衡常数:
t2~t3
t4~t5
t5~t6
t7~t8
K1
K2
K3
K4
(2)根据上图判断,在t3时刻改变的外界条件是 。
(3)K1、K2、K3、K4之间的关系为 (用“>”、“<”或“=”连接)。
(4)以上各段时间中,C的百分含量最高的时间段是 。
6.(24-25高二·上海市上海师范大学附属中学宝山分校·期末)氢能被认为是未来能源的最佳选择之一,氢的制取、储存和利用是研究的热点。
I.镧镍合金(,La-镧、Ni-镍)是解决氢储存问题的重要材料。储氢原理为: 。
(1)镧镍合金被称为会“呼吸”的金属,根据化学平衡移动原理,让该合金实现“呼出”氢气,可改变的条件是 。(列举1条)
(2)写出上述反应的平衡常数表达式 。
(3)一定温度下,在镧镍合金中通入氢气,发生储氢反应。下图的横坐标为压强(通过改变容器体积引起压强变化),纵坐标的含义可以是_______。
A.曲线I:气体的质量
B.曲线I:氢气的转化率
C.曲线Ⅱ:反应放出的总热量
D.曲线Ⅱ:固体中镧元素质量分数
(4)一定温度下,镧镍合金与氢气的反应达到平衡,在时刻,其他条件不变,迅速缩小容器体积至原体积的1/2,在时刻达到新的平衡,请在下图中绘制时刻后的变化情况。
Ⅱ.催化重整是目前大规模制取氢气的重要方法。其反应原理为: 。
(5)该反应在 (选填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(6)下列操作中,能提高平衡转化率的是_______。
A.增大的浓度 B.分离出 C.恒温恒容下通入惰性气体 D.加入催化剂
2.(24-25高二·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)乙烯是合成多种塑料的单体。我国科学家开发的特殊催化剂用制备,有利于实现“双碳”目标。
主反应:放热反应
(1)在容积为2L的恒容密闭容器中充和,若只发生主反应,反应时间2.0min,的转化率为20%,在这段时间内的平均反应速率为 。
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,若只发生主反应,下列情况不能说明反应达到平衡的是 (填编号)。
A.混合气体总压强保持不变 B.混合气体密度保持不变
C.乙烯体积分数保持不变 D.平均摩尔质量保持不变
达到平衡后能提高平衡转化率的措施是 (任填一条)。
(3)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是_______。
A.反应(放热反应),升高温度平衡向逆反应方向移动
B.采用高压有利于合成氨反应:
C.使用催化剂有利于合成氨反应:
D.氯水中有下列平衡:,当加入溶液后溶液颜色变浅
(4)下图表示反应放热反应在某段时间里的反应速率与反应过程的关系图,则C的百分含量最高的一段是_______。
A. B. C. D.
7.(23-24高二·上海市杨思高级中学·期末)一定温度下,在容积为的密闭容器内,通入一定量的和空气,在给定条件下发生反应生成的物质的量随时间的变化如下图所示:
(1)根据上图信息,从反应开始至达到平衡状态时,的平均反应速率为 。
(2)不能说明反应已达平衡状态的是_______。
A. B.压强不变
C.浓度不再发生变化 D.密度不变
(3)对于的转化反应,改变条件 (选填“能”或“不能”)使完全转化为。原因是 。升高温度,平衡 (选填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
9.(23-24高二·上海市复兴高级中学·期末)2023年9月23日晚,杭州亚运会采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料,点亮了主火炬。工业上利用二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为: 。
(1)在下图的坐标系中,画出能体现上述反应特点的大致图像: 。
(2)在一体积为2L的密闭容器中投入1mol CO和3mol 模拟反应的过程。可以判断反应达到平衡状态的是___________。
A.断裂1.5个H—H键的同时,有个O—H键生成
B.容器内压强不再变化
C.和的体积分数之比保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)为探究该反应合适的反应温度,某小组进行了一系列测试,保证每次初始的原料气组成及反应时间一致,测得的转化率如图所示。试解释的转化率先增后降的原因 。
26.(23-24高二·上海市陆行中学·期末)一定温度下,在容积为2L的密闭容器内,通入一定量的SO2和空气,在给定条件下发生反应生成SO3的物质的量浓度变化如下图所示:
(1)不能说明反应已达平衡状态的是___________。(选填编号)
A.v(SO2)正=2v(O2)逆 B.压强不变
C.SO2浓度不再发生变化 D.密度不变
(2)根据图上信息,从反应开始到第一次达到平衡状态时,SO3的平均反应速率为 。
(3)在6min时,可能改变的条件是 。
(4)该反应,能否通过改变条件使SO2完全转化为SO3? (填“能”或“不能”),原因 。
7.(23-24高二·上海市复兴高级中学·期末)尿素是一种很好用的保湿成分,它存在于肌肤的角质层当中,属于肌肤天然保湿因子NMF的主要成分。工业上以氨气和二氧化碳为原料合成尿素,反应分为如下两步:
反应①
反应②
(1)下列反应与反应②的热效应相同的是___________。
A.木炭与高温水蒸气反应 B.镁条与稀盐酸反应
C.小苏打与柠檬酸钠反应 D.氢气与氯气反应
(2)下图能表示上述两步反应能量变化的是___________。
A. B.
C. D.
(3)恒温恒容时,将2mol 和1mol 充入2L反应器中合成尿素,经10min测得反应器内气体压强变为起始的80%(已知此时尿素为固态。水为液态),则从反应开始至10min时,的平均反应速率 (写出计算过程)。
(4)若将2mol 和1mol 充入一容积可变的容器中进行,初始体积固定为V,10min后达到平衡时,随时间变化如图所示:
20min时压缩容器,使体积变为0.5V并保持不变,30min时达到新平衡,请在图中大致画出20min~40min内随时间t变化的曲线 。
(5)实际生产中,为节约成本并提高反应②的生产效率,尿素合成工厂通常将反应②的发生场所设置在反应①的发生场所附近,请说明理由: 。
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