内容正文:
专题02 化学反应速率与平衡
4大高频考点概览
考点01 化学反应速率相关概念与计算
考点02 化学反应速率的测定实验
考点03 影响化学反应速率的因素
考点04化学平衡状态的判定
地 城
考点01
化学反应速率相关概念与计算
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)四个密闭容器中均发生反应,反应速率分别如下。其中反应最慢的是
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·广东惠州·期末)在反应中,表示反应速率最快的是
A. mol⋅L-1⋅min-1 B. mol⋅L-1⋅min-1
C. mol⋅L-1⋅s-1 D. mol⋅L-1⋅min-1
3.(23-24高二上·广东·期末)一定温度下,向的恒容密闭容器中(装有催化剂)通入和气体,反应后测得容器内剩余,则此段时间内为[单位为]
A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.06
4.(22-23高二上·广东湛江·期末)反应3Xg)+Y(g)=2Z(g)+2W(g)在2L 密闭容器中进行,5min后Y减少了0.5mol,则此反应的速率v为
A.v(X)=0.05mol/L·min B.v(Y)=0.10mol/L·min
C.v (Z)= 0.10mol/L·min D.v(W)=0.05mol/L·min
5.(24-25高二上·广东梅州·期末)反应2SO2+O22SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1,则这段时间为
A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s
6.(23-24高二上·广东揭阳·期末)反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
7.(24-25高二上·广东肇庆·期末)4molA气体和气体在的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:。若经后测得C的浓度为,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应平均速率为
②用物质B表示的反应的平均速率为
③时物质A的转化率为70%
④时物质B的浓度为
其中正确的是
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
8.(24-25高二上·广东江门·期末)某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的浓度分别为:c(X2)=0.4 mol·L-1,c(X2)=0.8 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1 。则该反应的反应式可表示为:
A.X2+2Y22XY2 B.2 X2+Y2 X2Y
C.3 X2+Y2 2X3Y D. X2+3 Y22XY3
9.(22-23高二上·广东广州·期末)在四个不同的容器中,分别进行不同条件下的反应。在相同时间内表示该反应速率最快的是
A.
B.
C.
D.
10.(24-25高二上·广东珠海·期末)一定温度下,在体积为的恒容密闭容器中,某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若,则内的平均化学反应速率为
D.温度、体积不变,时刻充入使压强增大,正、逆反应速率都增大
11.(24-25高二上·广东东莞·期末)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)⇌2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示。
下列说法中正确的是
A.30min~40min间该反应使用了催化剂
B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30min时降低温度,40min时升高温度
D.8min前A的平均反应速率为
12.(22-23高二上·广东湛江·期末)实验小组对可逆反应aX(g)+bY(g)=pZ(g)进行探究。T℃时,起始向10L恒容密闭容器中充入X、Y,测得反应过程中X、Y 、Z三种气体的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)a:b:p= 。
(2)Y的平衡转化率为 。
(3)0~4min内的反应速率v(Z)= 。
(4)下列事实能说明反应达到平衡状态的是 (填选项字母)。
A.容器内气体压强不再改变
B.混合气体密度不再改变
C.X的体积分数不再改变
(5)该温度下,该反应的平衡常数K的数值为: 。
(6)若在不同条件下进行上述反应,测得反应速率分别为:①v(X)=0.1mol·L-1·min-1、②v(Y)=0.4 mol·L-1·min-1、③v(Z)=0.5 mol·L-1·min-1,其中反应速率最快的是 (填序号)
13.(24-25高二上·广东惠州·期末)为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2含量及有效地开发利用CO2,工业上可用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2、3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:K= 。
(2)在3min末,反应速率v(正) v(逆)(选填>、<或=)。
(3)从反应开始到平衡,平均反应速率v(CO2)= 。达到平衡时,H2的转化率为 。
(4)下列措施可以加快反应速率的是 。
A.升高温度 B.加入催化剂 C.增大压强 D.及时分离出CH3OH
(5)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为:甲:v(H2)=0.45mol•L-1•s-1;乙:v(CO2)=0.2mol•L-1•s-1;丙:v(CH3OH)=6mol•L-1•min-1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。
地 城
考点02
化学反应速率的测定实验
1.(22-23高二上·广东·期末)下图是测定铁屑与稀硫酸反应速率的装置图(每次用相同体积的硫酸,忽略反应前后溶液体积变化),结合已学知识分析下列相关说法中正确的是
A.用一根导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通,操作更容易,结果更准确
B.将稀硫酸改为浓硫酸,反应速率明显加快
C.若第一次测得,第二次测得,则第一次速率大
D.每次测得反应速率均先加快,后逐渐减慢,说明硫酸的浓度先增大,后减小
2.(23-24高二下·广东佛山·期末)某温度下按如图安装好实验装置,在锥形瓶内盛6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸,将产生的H2收集在一个注射器中,用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(若折合成0℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL),下列说法不正确的是
A.用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1
B.忽略锥形瓶溶液体积的变化,用H+来表示10 s内该反应的速率0.01 mol·(L·s)-1
C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内反应的速率0.01 mol·(L·s)-1
D.用H2表示10 s内该反应的速率为0.004 mol·(L·s)-1
3.(23-24高二上·广东茂名·期末)家里长期使用的水壶底部会形成一层“水垢”,加入食醋可将水垢除去,发生的反应之一为。下列说法不正确的是(假设反应速率的单位为)
A.可用单位时间内浓度的增加表示反应速率
B.不能用或来表示反应速率
C.可通过观察产生气泡的快慢判断反应速率的大小
D.用和单位时间内的浓度变化表示的反应速率数值相同
4.(22-23高二上·广东佛山·期末)利用下列装置进行实验,能达到相应实验目的的是
A.图1测定中和反应反应热
B.图2探究不同催化剂对分解速率的影响
C.图3定量测定锌粒与硫酸反应的化学反应速率
D.图4所示操作可用于测定NaOH溶液的浓度
5.(23-24高二上·广东惠州·期末)用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.定量测定化学反应速率
B.配制溶液
C.准确测定中和反应的反应热
D.验证铁钉的吸氧腐蚀
A.A B.B C.C D.D
地 城
考点03
影响化学反应速率的因素
1.(24-25高二上·广东惠州·期末)浓度为的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是
① ② ③ ④
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
2.(24-25高二上·广东东莞·期末)一定量的铁粉和水蒸气在一个容积可变的密闭容器中进行反应:。下列条件能使该反应的化学反应速率增大的是
A.增加铁粉的质量 B.保持体积不变,充入,使体系压强增大
C.将容器的体积缩小一半 D.保持压强不变,充入,使容器的体积增大
3.(23-24高二上·广东广州·期末)恒容密闭容器中发生反应:,转化率随时间变化如图所示,要使反应由过程a变为过程b,可采取措施是
A.升高温度 B.增大压强 C.加催化剂 D.加大的投入量
4.(24-25高二上·广东中山·期末)在一定条件下,工业上可采用下列反应合成甲酸:,下列有关说法正确的是
A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
B.恒温条件下,增大压强,化学平衡常数增大
C.恒温恒压下,使用合适的催化剂,平衡转化率会提高
D.增大浓度,发生有效碰撞的活化分子数增多,反应速率增大
5.(22-23高二上·广东湛江·期末)用锡箔与3mol·L-1盐酸制SnCl2的反应速率较慢,下列措施能加快反应速率的是
①增大容器的压强 ②将反应液适当加热 ③再加入50mL 3mol·L-1盐酸 ④用浓盐酸代替 3mol·L-1盐酸 ⑤向反应液中加入NaCl固体
A.①②④ B.②④ C.②③④ D.①②③⑤
6.(23-24高二上·广东·期末)某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸反应的实验资料,具体如下。
资料1:室温下,过氧化氢溶液可与氢碘酸反应;
资料2:碘单质溶于水后,溶液为棕黄色。
资料3:实验数据见下表。
实验编号
溶液
溶液
蒸馏水
温度/
浓度
体积
浓度
体积
体积
Ⅰ
0.1
1
0.1
1
8
25
Ⅱ
0.1
1
0.1
1
40
Ⅲ
0.1
1
0.1
6
25
下列说法正确的是
A.
B.实验原理为
C.若将实验Ⅱ温度调整为,溶液出现棕黄色的时间更短
D.对比上述实验数据,推测反应速率最快的是实验Ⅲ
7.(24-25高二上·广东广州·期末)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠与稀硫酸反应,设计了探究影响化学反应速率因素的系列实验(见下表)。下列说法不正确的是
实验序号
反应温度/℃
稀硫酸
蒸馏水
V/mL
c/()
V/mL
c/()
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
A.通过记录产生沉淀所需的时间可以比较反应的快慢
B.若实验1记录完全反应的时间为5min,则
C.实验1和3若探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则,
D.将蒸馏水更换为溶液,对实验结果无影响
8.(24-25高二上·广东·期末)为探究影响H2O2与KI溶液反应速率的因素,向四个试剂瓶中加入等量淀粉,利用上题试剂,设计实验如表所示:
序号
V(H2O2)/mL
V(KI)/mL
V(H2SO4)/mL
V(H2O)/mL
水浴温度/℃
变蓝时间/s
Ⅰ
10.0
10.0
8.0
0
25
t1
Ⅱ
5.0
10.0
x
y
25
t2
Ⅲ
10.0
10.0
4.0
z
25
t3
Ⅳ
10.0
10.0
8.0
0
45
t4
①实验Ⅰ和Ⅱ是探究H2O2浓度对反应速率的影响,x= mL,y= mL;t1<t2,说明 。
②实验Ⅰ和Ⅲ是探究酸性强弱对反应速率的影响,t1 t3 (填“>”、“<”或“=”),说明其他条件相同,酸性越强,反应速率越快。
③实验Ⅰ和Ⅳ是探究 对反应速率的影响。
9.(23-24高二上·广东深圳·期末)某学习小组用Na2S2O3和H2SO4溶液的反应探究外界条件对化学反应速率的影响。探究外界条件对化学反应速率的影响。
【反应原理】将一定体积0.10mol•L-1Na2S2O3溶液与过量的稀硫酸(浓度为上述标定浓度)反应。相关反应方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
【实验方案】
实验序号
实验温度/K
Na2S2O3溶液
H2SO4
H2O
S全部沉淀所需时间/s
V/mL
c/mol/L
V/mL
c/mol/L
V/mL
①
293
2.0
0.10
8.0
c
10.0
t1
②
293
2.0
0.10
10.0
c
V1
t2
③
313
2.0
0.10
V2
c
V3
t3
(1)实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②、③是探究温度对化学反应速率的影响。则V1= mL,V2= mL。
(2)温度影响化学反应速率是因为该因素改变了单位体积内 (填标号)。
A.分子总数 B.活化分子百分数 C.活化分子数
(3)实验②在0∼t2内用Na2S2O3表示的速率为 mol•L-1•s-1(用含t的代数式表示)。
(4)甲同学依据实验②、③试剂浓度及用量将实验试剂混合后分别置于20℃水浴和40℃水浴中,观察实验现象并记录S全部沉淀的时间,发现t2>t3。乙同学认为甲同学的操作有误,重新进行了优化,该操作为 。
10.(23-24高二上·广东佛山·期末)硫代硫酸钠晶体()是重要的还原剂,设计如下实验探究影响化学反应速率的因素。
Ⅰ.配制250Na2S2O3溶液:
(1)称取一定量硫代硫酸钠晶体,在烧杯中溶解后,转移到 (填仪器名称)中,洗涤2~3次后定容。
Ⅱ.标定浓度:取含的溶液于锥形瓶中,加入足量固体并摇晃,再加入稀硫酸,放置于暗处一段时间,发生反应:。
(2)用溶液滴定上述混合溶液,发生反应:,滴定到至淡黄色时,加入淀粉溶液, ,可判断达到滴定终点。消耗溶液15.00,溶液的浓度为 。
Ⅲ.探究溶液和溶液反应速率的影响因素,设计实验如下:
【限选试剂】上述溶液、0.10溶液、蒸馏水
序号
V(H2SO4)/mL
V(Na2S2O3)/mL
V(H2O)/mL
温度/℃
Ⅰ
6.0
4.0
0
25
Ⅱ
a
4.0
1.0
25
Ⅲ
6.0
b
1.0
25
Ⅳ
6.0
4.0
0
50
(3)写出该反应的离子方程式 。
(4)表中 , 。
(5)与实验Ⅰ对比,实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是 。
(6)对比实验 和 (填序号)可探究温度对反应速率的影响。
(7)已知:若有沉淀生成,溶液的光强度明显减弱。实验过程中用光源照射反应溶液,利用智能手机的光传感器测量反应过程溶液的光强度随时间变化曲线如图所示,由此可得出结论: 。
地 城
考点04
化学平衡状态的判定
1.(24-25高二上·广东佛山·期末)工业合成尿素[]的反应为: 。恒温恒容下,向反应器中通入一定物质的量的和,不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是
A.容器中压强不再变化 B.
C. D.混合气体密度不再变化
2.(24-25高二上·广东广州·期末)下列方法中可以说明已达到平衡的标志是
A.
B.恒温恒容,容器内压强不再变化
C.恒温恒容,混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.恒温恒容,混合气体的颜色不再变化
3.(24-25高二上·广东东莞·期末)逆水煤气变换反应为:,这是实现资源化利用的有效途径。在一定条件下,下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.CO的浓度保持不变 B.正、逆反应速率相等且等于零
C.和完全转化为CO和 D.、、CO、的浓度一定相等
4.(24-25高二上·广东江门·期末)已知和存在平衡:(),将一定量置于恒容容器中,下列说法不能作为达到平衡状态的判断依据是
A. B.气体颜色不再改变
C.气体的密度不再改变 D.气体平均摩尔质量不再改变
5.(24-25高二上·广东广州·期末)在体积不变的密闭容器中发生反应,下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是
A.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B.当有3molH-H键断裂时,有6molN-H键断裂
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内生成2amol NH3,同时消耗amolN2
6.(24-25高二上·广东梅州·期末)一定温度下将1 mol N2O4充入某恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
7.(24-25高二上·广东茂名·期末)一定温度下,向密闭容器中充入、两种气体,发生反应。该反应达到化学平衡状态后,下列情况一定存在的是
A.和的物质的量相等 B.正逆反应速率均为0
C.的质量保持不变 D.完全转化为
8.(24-25高二上·广东珠海·期末)在恒容隔热容器中,下列说法可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是①1mol N≡N键断裂的同时,有6mol N-H键断裂
②v(H2)=0.9 mol·L-1·min-1,v(NH3)=0.6 mol·L-1·min-1
③保持其他条件不变时,体系气体密度不再改变
④NH3、N2、H2的体积分数都不再改变
⑤体系温度不再改变
A.②③④ B.①③⑤ C.①④⑤ D.③④⑤
9.(24-25高二上·广东汕头·期末)在一定条件下,可逆反应达到平衡时,下列说法不正确的是
A.正、逆反应速率相等 B.、、的百分含量一定相等
C.的浓度不再随时间发生变化 D.容器中、、三者共存
10.(24-25高二上·广东·期末)在一定温度下的定容容器中,能表明反应A(s)+4B(g)⇌3C(g)+D(g)已达平衡状态的是
①A的质量不再改变
②单位时间内生成amolA,同时消耗3amolC
③容器中混合气体的压强不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥B的物质的量浓度不再改变
⑦n(B)=4n(D)
A.②④⑤ B.①④⑤⑥ C.①③⑥⑦ D.全部
11.(24-25高二上·广东深圳·期末)工业制硫酸的一步反应是SO2+O2SO3若用标记O2,下列说法错误的是
A.反应过程中,SO2、O2和始终共存
B.达到化学平衡状态时,SO2、O2和中均存在
C.的浓度不再改变,说明该反应达到化学平衡状态
D.SO2和O2的物质的量之比为2:1,说明该反应达到化学平衡状态
试卷第1页,共3页
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专题02 化学反应速率与平衡
4大高频考点概览
考点01 化学反应速率相关概念与计算
考点02 化学反应速率的测定实验
考点03 影响化学反应速率的因素
考点04化学平衡状态的判定
地 城
考点01
化学反应速率相关概念与计算
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)四个密闭容器中均发生反应,反应速率分别如下。其中反应最慢的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.X是固体,不能用单位时间内浓度的变化衡量反应速率;
B.
C.
D.
答案选D。
2.(23-24高二上·广东惠州·期末)在反应中,表示反应速率最快的是
A. mol⋅L-1⋅min-1 B. mol⋅L-1⋅min-1
C. mol⋅L-1⋅s-1 D. mol⋅L-1⋅min-1
【答案】C
【详解】根据速率之比是相应化学计量数之比可知,、、即,,所以表示反应速率最快的是,故本题选C。
3.(23-24高二上·广东·期末)一定温度下,向的恒容密闭容器中(装有催化剂)通入和气体,反应后测得容器内剩余,则此段时间内为[单位为]
A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.06
【答案】B
【详解】一定温度下,向3L的恒容密闭容器中(装有催化剂)通入2 mol N2和 3 mol H2,反应后测得容器内剩余,根据三段式有:
则此段时间内为=0.2;
答案选B。
4.(22-23高二上·广东湛江·期末)反应3Xg)+Y(g)=2Z(g)+2W(g)在2L 密闭容器中进行,5min后Y减少了0.5mol,则此反应的速率v为
A.v(X)=0.05mol/L·min B.v(Y)=0.10mol/L·min
C.v (Z)= 0.10mol/L·min D.v(W)=0.05mol/L·min
【答案】C
【分析】在2L密闭容器中进行,5min后Y减少了0.5mol,则v(Y)= = 0.05mol/(L·min),不同物质表示反应速率之比等于其化学计量数之比。
【详解】A.v(X)=3v(Y)=0.15mol/(L·min),A错误;
B.v(Y)= = 0.05mol/(L·min),B错误;
C.v(Z)=2v(Y) =0.10mol/(L·min),C正确;
D.v(W)=2v(Y)=0.10mol/(L·min),D错误;
故选C。
5.(24-25高二上·广东梅州·期末)反应2SO2+O22SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1,则这段时间为
A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s
【答案】C
【详解】用O2表示的反应速率为0.04mol•L-1•s-1,由速率之比等于化学计量数之比可知,v(SO3)=2v(O2)= 0.08mol·L-1·s-1,这段时间内SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,根据0.08mol·L-1·s-1,则这段时间为5s,故选:C。
6.(23-24高二上·广东揭阳·期末)反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,则不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
【详解】A. ,故不符;
B. ,故不符;
C. ,故符合;
D. ,故不符;
故选C。
7.(24-25高二上·广东肇庆·期末)4molA气体和气体在的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:。若经后测得C的浓度为,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应平均速率为
②用物质B表示的反应的平均速率为
③时物质A的转化率为70%
④时物质B的浓度为
其中正确的是
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
【答案】B
【详解】利用三段式进行解答,三段式如下:
①根据三段式:,①正确;
②根据三段式:,②错误;
③2s 时物质 A 的转化率,③错误;
④根据三段式可以看出2s 时物质 B 的浓度为0.7 mol/L,④正确;
答案选B。
8.(24-25高二上·广东江门·期末)某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的浓度分别为:c(X2)=0.4 mol·L-1,c(X2)=0.8 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1 。则该反应的反应式可表示为:
A.X2+2Y22XY2 B.2 X2+Y2 X2Y
C.3 X2+Y2 2X3Y D. X2+3 Y22XY3
【答案】C
【分析】X2和Y2浓度都是1 mol·L-1,达到平衡时:c(X2)=0.4 mol·L-1,c(X2)=0.8 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1,则X2、Y2、Z的反应速率之比等于浓度的变化量之比=(1-0.4):(1-0.8):(0.4-0)=3:1:2,故反应为,根据原子守恒可知,Z为,故反应可以表示为;
【详解】由以上分析可知,选C。
9.(22-23高二上·广东广州·期末)在四个不同的容器中,分别进行不同条件下的反应。在相同时间内表示该反应速率最快的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据速率与计量系数之比分析,谁大速率则大,,则速率最大的,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
10.(24-25高二上·广东珠海·期末)一定温度下,在体积为的恒容密闭容器中,某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若,则内的平均化学反应速率为
D.温度、体积不变,时刻充入使压强增大,正、逆反应速率都增大
【答案】C
【详解】A.由图象可以看出,反应中X物质的量减小,Y、Z的物质的量增多,则X为反应物,Y、Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.8mol:1.2mol:0.4mol=2:3:1,反应最后达到平衡状态,是可逆反应,则该反应的化学方程式为:2X⇌3Y+Z,故A错误;
B.时,正、逆反应继续进行,且正、逆反应速率相等,反应达到化学平衡,是动态平衡,故B错误;
C.若t=4,则0~t的X的化学反应速率v==,故C正确;
D.温度、体积不变,t时刻充入1 mol He使压强增大,反应物和生成物的浓度不变,正、逆反应速率不变,故D错误;
答案选C。
11.(24-25高二上·广东东莞·期末)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)⇌2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示。
下列说法中正确的是
A.30min~40min间该反应使用了催化剂
B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30min时降低温度,40min时升高温度
D.8min前A的平均反应速率为
【答案】D
【详解】A.由图象可知,30~40 min正逆反应速率同等程度降低,反应物与生成物的浓度瞬时降低,反应仍处于平衡状态,不可能是温度变化,而是降低了压强,故A错误;
B.由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知x=1,反应前后气体体积不变,则增大压强平衡不移动,40min时,正逆反应速率都增大,应该是升高温度,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故B错误;
C.由图象可知,30min反应物与生成物的浓度瞬时降低,反应仍处于平衡状态,不可能是温度变化,而是降低了压强,40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,应是升高温度,故C错误;
D.由图可知8min前A的浓度减小了2mol•L-1-1.36mol•L-1=0.64mol•L-1,所以A的反应速率为 =0.08mol•L-1•min-1,故D正确;
选D。
12.(22-23高二上·广东湛江·期末)实验小组对可逆反应aX(g)+bY(g)=pZ(g)进行探究。T℃时,起始向10L恒容密闭容器中充入X、Y,测得反应过程中X、Y 、Z三种气体的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)a:b:p= 。
(2)Y的平衡转化率为 。
(3)0~4min内的反应速率v(Z)= 。
(4)下列事实能说明反应达到平衡状态的是 (填选项字母)。
A.容器内气体压强不再改变
B.混合气体密度不再改变
C.X的体积分数不再改变
(5)该温度下,该反应的平衡常数K的数值为: 。
(6)若在不同条件下进行上述反应,测得反应速率分别为:①v(X)=0.1mol·L-1·min-1、②v(Y)=0.4 mol·L-1·min-1、③v(Z)=0.5 mol·L-1·min-1,其中反应速率最快的是 (填序号)
【答案】(1)1:2:3
(2)50%
(3)0.0375mol/(L·min)
(4)C
(5)K=6.75
(6)②
【详解】(1)根据反应的变化量之比等于化学计量系数之比,则a:b:p =(0.1-0.05):(0.2-0.1):(0.15-0)=1:2:3;
(2)由题干图示信息可知,Y的平衡转化率为;
(3)0~4min内的反应速率v(Z)= =0.0375mol/(L·min);
(4)A.由上述分析可知,方程式为X(g)+2Y(g) ⇌3Z(g),则反应过程中容器的压强始终保持不变,则容器内气体压强不再改变不能说明反应达到平衡状态,A不合题意;
B.反应过程中,容器为密闭容器,体积不变,质量不变,容器内混合气体的密度始终保持不变,则混合气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态,B不合题意;
C.化学平衡的特征之一为各组分的浓度、百分含量保持不变,则X的体积分数不再改变说明反应达到平衡状态,C符合题意;
故答案为:C;
(5)K===6.75;
(6)方程式为X(g)+2Y(g) ⇌3Z(g),根据反应速率之比等于化学计量数之比;
则①v(X)=0.1mol·L-1·min-1;②v(Y)=0.4 mol·L-1·min-1,则v(X)=0.2mol·L-1·min-1,③v(Z)=0.5 mol·L-1·min-1,则v(X)≈0.167mol·L-1·min-1,则可知其中反应速率最快的是②。
13.(24-25高二上·广东惠州·期末)为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2含量及有效地开发利用CO2,工业上可用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2、3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:K= 。
(2)在3min末,反应速率v(正) v(逆)(选填>、<或=)。
(3)从反应开始到平衡,平均反应速率v(CO2)= 。达到平衡时,H2的转化率为 。
(4)下列措施可以加快反应速率的是 。
A.升高温度 B.加入催化剂 C.增大压强 D.及时分离出CH3OH
(5)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为:甲:v(H2)=0.45mol•L-1•s-1;乙:v(CO2)=0.2mol•L-1•s-1;丙:v(CH3OH)=6mol•L-1•min-1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。
【答案】(1)K=
(2)>
(3) 0.0375mol•L-1•min-1 75%
(4)ABC
(5)乙>甲>丙
【详解】(1)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,该反应的化学平衡常数表达式:。
(2)在3min末这时正向建立平衡,还未达到平衡,因此反应速率υ(正) >υ(逆);故答案为:>。
(3)从反应开始到平衡,二氧化碳改变量为0.75mol,氢气改变量为2.25mol,则平均反应速率υ(CO2)=,达到平衡时,H2的转化率为;故答案为:0.0375 mol∙L−1∙min−1;75%。
(4)A.升高温度,反应速率加快,故A符合题意;B.加入催化剂,反应速率加快,故B符合题意;C.增大压强,浓度增大,反应速率加快,故C符合题意;D.及时分离出CH3OH,生成物浓度减小,速率减小,故D不符合题意;综上所述,答案为:ABC。
(5)根据题意将丙换成单位得到丙:υ(CH3OH)=4.8 mol∙L−1∙min−1=0.08 mol∙L−1∙s −1,甲:υ(H2)=0.3 mol∙L−1∙s−1;乙:υ(CO2)=0.12 mol∙L−1∙s−1;根据,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙;故答案为:乙>甲>丙。
地 城
考点02
化学反应速率的测定实验
1.(22-23高二上·广东·期末)下图是测定铁屑与稀硫酸反应速率的装置图(每次用相同体积的硫酸,忽略反应前后溶液体积变化),结合已学知识分析下列相关说法中正确的是
A.用一根导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通,操作更容易,结果更准确
B.将稀硫酸改为浓硫酸,反应速率明显加快
C.若第一次测得,第二次测得,则第一次速率大
D.每次测得反应速率均先加快,后逐渐减慢,说明硫酸的浓度先增大,后减小
【答案】A
【详解】A.用导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通,可起到平衡气压和减小误差的作用,稀硫酸更容易滴下,也能避免将加入硫酸的体积当做生成的体积,选项A正确;
B.铁遇浓硫酸会钝化,选项B错误;
C.反应速率要用同一物质比较才能直接比较大小,根据方程式:,第二次,比第一次速率大,选项C错误;
D.反应速率先加快是因为该反应放热,温度升高,后减慢是因为硫酸浓度减小,选项D错误;
答案选A。
2.(23-24高二下·广东佛山·期末)某温度下按如图安装好实验装置,在锥形瓶内盛6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸,将产生的H2收集在一个注射器中,用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(若折合成0℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL),下列说法不正确的是
A.用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1
B.忽略锥形瓶溶液体积的变化,用H+来表示10 s内该反应的速率0.01 mol·(L·s)-1
C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内反应的速率0.01 mol·(L·s)-1
D.用H2表示10 s内该反应的速率为0.004 mol·(L·s)-1
【答案】C
【详解】Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
65g 1mol 1mol 22.4L
0.13g 0.004mol 0.002mol 0.0448L
A.用锌粒来表示10s内该反应的速率为=0.013g/s,故A正确;
B.v(H+)=(0.004mol÷0.04L)÷10s=0.01mol/(L·s),故B正确;
C.v(Zn2+)=v v(H+)=0.005 mol/(L·s) ,故C错误;
D.用H2来表示10s内该反应的速率为=0.004 mol/(L·s),故D正确;
答案选C。
3.(23-24高二上·广东茂名·期末)家里长期使用的水壶底部会形成一层“水垢”,加入食醋可将水垢除去,发生的反应之一为。下列说法不正确的是(假设反应速率的单位为)
A.可用单位时间内浓度的增加表示反应速率
B.不能用或来表示反应速率
C.可通过观察产生气泡的快慢判断反应速率的大小
D.用和单位时间内的浓度变化表示的反应速率数值相同
【答案】D
【详解】A.反应速率是可用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示,故可用单位时间内浓度的增加表示反应速率,A正确;
B.已知CaCO3是固体、H2O为纯液体,在反应过程中二者浓度保持不变,故不能用或来表示反应速率,B正确;
C.该反应过程中可以观察到产生大量的气泡,故可通过观察产生气泡的快慢判断反应速率的大小,C正确;
D.根据反应速率之比等于化学计量系数比可知,用和单位时间内的浓度变化表示的反应速率数值不相同,为2:1,D错误;
故答案为:D。
4.(22-23高二上·广东佛山·期末)利用下列装置进行实验,能达到相应实验目的的是
A.图1测定中和反应反应热
B.图2探究不同催化剂对分解速率的影响
C.图3定量测定锌粒与硫酸反应的化学反应速率
D.图4所示操作可用于测定NaOH溶液的浓度
【答案】C
【详解】A.图1测定中和反应反应热因缺少环形玻璃搅拌棒而不能达到实验目的,A不合题意;
B.图2中存在催化剂和浓度的不同,故探究不同催化剂对分解速率的影响应该采用相同浓度的H2O2溶液,不能达到实验目的,B不合题意;
C.根据收集气体的体积和时间,可计算反应速率,故图3定量测定锌粒与硫酸反应的化学反应速率,能达到实验目的,C正确;
D.盐酸能够腐蚀碱式滴定管下端的橡胶管,应该装在酸式滴定管中,故图4所示操作不可用于测定NaOH溶液的浓度,不能达到实验目的,D不合题意;
故答案为:C。
5.(23-24高二上·广东惠州·期末)用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.定量测定化学反应速率
B.配制溶液
C.准确测定中和反应的反应热
D.验证铁钉的吸氧腐蚀
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.定量测定化学反应速率要用分液漏斗,气体会从长颈漏斗管口逸出,同时缺少秒表,故A项错误;
B.不能在容量瓶中进行固体的溶解等操作,故B项错误;
C.为减少热量损失,应用玻璃搅拌器,不能用金属搅拌器,故C项错误;
D.试管发生吸氧腐蚀的反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,消耗氧气,氧气浓度会降低,故D项正确;
故答案为D。
地 城
考点03
影响化学反应速率的因素
1.(24-25高二上·广东惠州·期末)浓度为的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是
① ② ③ ④
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
【答案】A
【详解】①向反应液中加入硫酸钾溶液相当于稀释盐酸,溶液中的氢离子浓度减小,反应速率减慢,溶液中氢离子的物质的量不变,所以不影响氢气的生成量,故正确;
②向反应液中加入醋酸钠溶液,醋酸钠溶液与盐酸反应生成弱酸醋酸,溶液中的氢离子浓度减小,反应速率减慢,但溶液提供氢离子的物质的量不变,所以不影响氢气的生成量,故正确;
③向反应液中加入硫酸铜溶液,锌与硫酸铜溶液反应生成的铜在溶液中构成原电池,原电池反应加快锌与盐酸的反应,故错误;
④向反应液中加入碳酸钠溶液,碳酸钠溶液与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,溶液中氢离子的物质的量减小,氢气的生成量减小,故错误;
综上所述,①②正确,故选A。
2.(24-25高二上·广东东莞·期末)一定量的铁粉和水蒸气在一个容积可变的密闭容器中进行反应:。下列条件能使该反应的化学反应速率增大的是
A.增加铁粉的质量 B.保持体积不变,充入,使体系压强增大
C.将容器的体积缩小一半 D.保持压强不变,充入,使容器的体积增大
【答案】C
【详解】A.铁粉为固态,增加铁粉的量不影响化学反应速率,A不符题意;
B.体积不变充入N2,体系压强增大,但N2不参加反应,体系内H2、H2O(g)的浓度不变,化学反应速率不变,B不符题意;
C.将容器的体积缩小一半,体系内H2、H2O(g)的浓度增大,反应速率增大,C符合题意;
D.压强不变充入N2,容器的体积增大,体系内H2、H2O(g)的浓度减小,反应速率减小,D不符题意。
答案选C。
3.(23-24高二上·广东广州·期末)恒容密闭容器中发生反应:,转化率随时间变化如图所示,要使反应由过程a变为过程b,可采取措施是
A.升高温度 B.增大压强 C.加催化剂 D.加大的投入量
【答案】A
【分析】过程a变为过程b,反应速率加快,二氧化硫转化率减小。
【详解】A.正反应放热,升高温度,反应逆向进行,二氧化硫转化率减小,同时反应速率加快, A正确;
B.正反应为分子总数减小的反应,增大压强,反应正向进行,二氧化硫转化率增大,同时反应速率加快,B错误;
C.加催化剂,加快反应速率,平衡不移动,二氧化硫转化率不变,C错误;
D.加大的投入量,平衡正向进行,二氧化硫转化率增大,同时反应速率加快,D错误;
故答案为:A。
4.(24-25高二上·广东中山·期末)在一定条件下,工业上可采用下列反应合成甲酸:,下列有关说法正确的是
A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
B.恒温条件下,增大压强,化学平衡常数增大
C.恒温恒压下,使用合适的催化剂,平衡转化率会提高
D.增大浓度,发生有效碰撞的活化分子数增多,反应速率增大
【答案】D
【详解】A.升高温度,虽然平衡逆向移动,但正反应速率增大,逆反应速率增大,A不正确;
B.对于一个确定的化学反应,化学平衡常数只受温度变化的影响,恒温条件下,增大压强,化学平衡常数不变,B不正确;
C.催化剂能改变反应速率,缩短反应到达平衡的时间,但不能使平衡发生移动,恒温恒压下,使用合适的催化剂,平衡转化率不变,C不正确;
D.增大浓度,单位体积内的活化分子数增多,有效碰撞的次数增多,化学反应速率增大,D正确;
故选D。
5.(22-23高二上·广东湛江·期末)用锡箔与3mol·L-1盐酸制SnCl2的反应速率较慢,下列措施能加快反应速率的是
①增大容器的压强 ②将反应液适当加热 ③再加入50mL 3mol·L-1盐酸 ④用浓盐酸代替 3mol·L-1盐酸 ⑤向反应液中加入NaCl固体
A.①②④ B.②④ C.②③④ D.①②③⑤
【答案】B
【详解】①反应在溶液中进行,压强对反应速率几乎没有影响,①不符合题意;
②温度升高,反应速率加快,②符合题意;
③浓度不变,对化学反应速率没有影响,③不符合题意;
④用浓盐酸代替盐酸,反应物浓度增大,反应速率加快,④符合题意;
⑤加入氯化钠固体,实际参加反应的氢离子浓度不变,反应速率不变,⑤不符合题意。
故选B。
6.(23-24高二上·广东·期末)某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸反应的实验资料,具体如下。
资料1:室温下,过氧化氢溶液可与氢碘酸反应;
资料2:碘单质溶于水后,溶液为棕黄色。
资料3:实验数据见下表。
实验编号
溶液
溶液
蒸馏水
温度/
浓度
体积
浓度
体积
体积
Ⅰ
0.1
1
0.1
1
8
25
Ⅱ
0.1
1
0.1
1
40
Ⅲ
0.1
1
0.1
6
25
下列说法正确的是
A.
B.实验原理为
C.若将实验Ⅱ温度调整为,溶液出现棕黄色的时间更短
D.对比上述实验数据,推测反应速率最快的是实验Ⅲ
【答案】B
【详解】A.结合控制变量思维可知,第Ⅰ和第Ⅲ组温度恒定,故对比的是的浓度对反应速率的影响,第Ⅰ和第Ⅱ组是温度对反应速率的影响,所以,A错误;
B.该实验是过氧化氢溶液与氢碘酸反应,过氧化氢为氧化剂,反应方程式为,B正确;
C.温度到及以上时,受热会快速分解,影响该反应的发生,此时反应速率反而下降,棕黄色出现的时间变长,C错误;
D.实验Ⅱ温度高,反应速率应该最快,D错误;
故选B。
7.(24-25高二上·广东广州·期末)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠与稀硫酸反应,设计了探究影响化学反应速率因素的系列实验(见下表)。下列说法不正确的是
实验序号
反应温度/℃
稀硫酸
蒸馏水
V/mL
c/()
V/mL
c/()
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
A.通过记录产生沉淀所需的时间可以比较反应的快慢
B.若实验1记录完全反应的时间为5min,则
C.实验1和3若探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则,
D.将蒸馏水更换为溶液,对实验结果无影响
【答案】B
【分析】硫代硫酸钠和稀硫酸反应的离子方程式:,据此分析。
【详解】A.由分析可知,实验现象为有淡黄色沉淀和刺激性气味气体产生。通过记录沉淀出现的时间比较反应速率是合理的,时间越短反应越快,A正确;
B.由分析,反应的比例关系~2H+,反应1中硫代硫酸钠的物质的量为0.001 mol,的物质的量为,酸过量,根据得到参与反应的H+的浓度变化为0.002 mol/0.02 L=0.1 mol/L,反应时间5 min,速率应为0.1/5 mol/(L·min)=0.02 mol/(L·min),而非0.05,B错误;
C.实验1和3需保持总体积20 mL,V4=10.0mL(Na2S2O3体积不变),V5=6.0mL(补足体积),硫酸浓度被稀释,C正确;
D.Na2SO4为产物,替换水不改变反应物浓度,对速率无影响,D正确;
故选B。
8.(24-25高二上·广东·期末)为探究影响H2O2与KI溶液反应速率的因素,向四个试剂瓶中加入等量淀粉,利用上题试剂,设计实验如表所示:
序号
V(H2O2)/mL
V(KI)/mL
V(H2SO4)/mL
V(H2O)/mL
水浴温度/℃
变蓝时间/s
Ⅰ
10.0
10.0
8.0
0
25
t1
Ⅱ
5.0
10.0
x
y
25
t2
Ⅲ
10.0
10.0
4.0
z
25
t3
Ⅳ
10.0
10.0
8.0
0
45
t4
①实验Ⅰ和Ⅱ是探究H2O2浓度对反应速率的影响,x= mL,y= mL;t1<t2,说明 。
②实验Ⅰ和Ⅲ是探究酸性强弱对反应速率的影响,t1 t3 (填“>”、“<”或“=”),说明其他条件相同,酸性越强,反应速率越快。
③实验Ⅰ和Ⅳ是探究 对反应速率的影响。
【答案】 8.0 5.0 其他条件相同,H2O2浓度越大,反应速率越快 < 温度
【详解】
(3)①实验过程需符合控制变量的思想,实验Ⅰ和Ⅱ是探究H2O2浓度对反应速率的影响,只能改变H2O2的浓度,硫酸浓度需相同,即x=8.0,加蒸馏水保证溶液总体积相等,y=5.0;t1<t2,说明其他条件相同,H2O2浓度越大,反应速率越快。答案为:8.0;5.0;其他条件相同,H2O2浓度越大,反应速率越快;
②其他条件相同,酸性越强,反应速率越快,实验Ⅰ和Ⅲ对比,实验Ⅰ酸性更强,反应速率更快,即t1<t3。答案为:<;
③实验Ⅰ和Ⅳ的反应条件仅有温度不同,故探究的是温度对化学反应速率的影响。答案为:温度。
9.(23-24高二上·广东深圳·期末)某学习小组用Na2S2O3和H2SO4溶液的反应探究外界条件对化学反应速率的影响。探究外界条件对化学反应速率的影响。
【反应原理】将一定体积0.10mol•L-1Na2S2O3溶液与过量的稀硫酸(浓度为上述标定浓度)反应。相关反应方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
【实验方案】
实验序号
实验温度/K
Na2S2O3溶液
H2SO4
H2O
S全部沉淀所需时间/s
V/mL
c/mol/L
V/mL
c/mol/L
V/mL
①
293
2.0
0.10
8.0
c
10.0
t1
②
293
2.0
0.10
10.0
c
V1
t2
③
313
2.0
0.10
V2
c
V3
t3
(1)实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②、③是探究温度对化学反应速率的影响。则V1= mL,V2= mL。
(2)温度影响化学反应速率是因为该因素改变了单位体积内 (填标号)。
A.分子总数 B.活化分子百分数 C.活化分子数
(3)实验②在0∼t2内用Na2S2O3表示的速率为 mol•L-1•s-1(用含t的代数式表示)。
(4)甲同学依据实验②、③试剂浓度及用量将实验试剂混合后分别置于20℃水浴和40℃水浴中,观察实验现象并记录S全部沉淀的时间,发现t2>t3。乙同学认为甲同学的操作有误,重新进行了优化,该操作为 。
【答案】
(1) 8.0 10.0
(2)C
(3)
(4)将实验②、③中Na2S2O3溶液、H2SO4溶液和H2O分别置于20℃水浴和40℃水浴中到指定温度后,再迅速混合并开始计时,观察实验现象,记录开始出现沉淀的时间
【详解】
(1)实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响,则溶液总体积相同,变量是硫酸的浓度,则2.0+8.0+10.0=2.0+10.0+ V1,解得V1=8.0mL,实验②、③是探究温度对化学反应速率的影响,则变量是温度,其他条件相同,则V2=10.0mL;
(2)升高温度,普通分子获得能量转化为活化分子,分子总数不变,改变了单位体积内活化分子数,故选C;
(3)实验②中硫酸过量,在0∼t2内;
(4)甲同学依据实验②、③试剂浓度及用量将实验试剂混合后分别置于20℃水浴和40℃水浴中,达到指定温度前反应物已经开始反应,故优化的操作为将实验②、③中Na2S2O3溶液、H2SO4溶液和H2O分别置于20℃水浴和40℃水浴中到指定温度后,再迅速混合并开始计时,观察实验现象,记录开始出现沉淀的时间。
10.(23-24高二上·广东佛山·期末)硫代硫酸钠晶体()是重要的还原剂,设计如下实验探究影响化学反应速率的因素。
Ⅰ.配制250Na2S2O3溶液:
(1)称取一定量硫代硫酸钠晶体,在烧杯中溶解后,转移到 (填仪器名称)中,洗涤2~3次后定容。
Ⅱ.标定浓度:取含的溶液于锥形瓶中,加入足量固体并摇晃,再加入稀硫酸,放置于暗处一段时间,发生反应:。
(2)用溶液滴定上述混合溶液,发生反应:,滴定到至淡黄色时,加入淀粉溶液, ,可判断达到滴定终点。消耗溶液15.00,溶液的浓度为 。
Ⅲ.探究溶液和溶液反应速率的影响因素,设计实验如下:
【限选试剂】上述溶液、0.10溶液、蒸馏水
序号
V(H2SO4)/mL
V(Na2S2O3)/mL
V(H2O)/mL
温度/℃
Ⅰ
6.0
4.0
0
25
Ⅱ
a
4.0
1.0
25
Ⅲ
6.0
b
1.0
25
Ⅳ
6.0
4.0
0
50
(3)写出该反应的离子方程式 。
(4)表中 , 。
(5)与实验Ⅰ对比,实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是 。
(6)对比实验 和 (填序号)可探究温度对反应速率的影响。
(7)已知:若有沉淀生成,溶液的光强度明显减弱。实验过程中用光源照射反应溶液,利用智能手机的光传感器测量反应过程溶液的光强度随时间变化曲线如图所示,由此可得出结论: 。
【答案】(1)250容量瓶
(2) 溶液变蓝,继续滴定至蓝色褪去且半分钟内不恢复原色
(3)
(4) 5.0 3.0
(5)使溶液总体积保持一致
(6) I IV
(7)反应物浓度越大,反应速率越快
【分析】本实验是为了探究影响化学反应速率的因素,需采用控制变量法,由此来解题。
【详解】(1)实验是配制250Na2S2O3溶液,则称取一定量硫代硫酸钠晶体,在烧杯中溶解后,转移到250容量瓶中。
(2)用溶液滴定上述混合溶液,滴定到至淡黄色时,存在少量I2,加入淀粉溶液,溶液变蓝,继续滴定至蓝色褪去且半分钟内不恢复原色,可判断达到滴定终点。根据和可知n(Na2S2O3)=2n(I2)=6n()=,则c(Na2S2O3)=。
(3)溶液和溶液反应生成S、SO2、H2O和Na2SO4,该反应的离子方程式为。
(4)实验I和实验II是为了探究H2SO4浓度不同对反应速率的影响,必须保证的浓度相同,则溶液总体积保持一致,,实验II和实验III是为了探究浓度不同对反应速率的影响,必须保证H2SO4的浓度相同,则溶液总体积保持一致,。
(5)实验I和实验II是为了探究H2SO4浓度不同对反应速率的影响,必须保证的浓度相同,则溶液总体积保持一致,则与实验Ⅰ对比,实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是使溶液总体积保持一致。
(6)探究温度对反应速率的影响,温度是唯一变量,则应对比实验I和IV。
(7)实验I对比实验II,H2SO4浓度不同且实验II的H2SO4浓度更小,根据题意,若有沉淀生成,溶液的光强度明显减弱,结合图像可知,实验I溶液的光强度减弱比实验II更快一点,说明实验I反应速率更快,由此可得出结论:反应物浓度越大,反应速率越快。
地 城
考点04
化学平衡状态的判定
1.(24-25高二上·广东佛山·期末)工业合成尿素[]的反应为: 。恒温恒容下,向反应器中通入一定物质的量的和,不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是
A.容器中压强不再变化 B.
C. D.混合气体密度不再变化
【答案】B
【详解】A.该反应正向气体的物质的量总和减少,反应达到平衡之前,随反应进行,容器内的压强越来越小,当压强不再变化时,说明反应达到了平衡状态,A不符合题意;
B.若初始投料比例为,因二者的化学计量数之比也为2:1,二者消耗的物质的量之比也是2:1,任意时刻二者的物质的量均存在这个比例关系,不能依此作为是否平衡的判据,B符合题意;
C.根据反应式,氨气和二氧化碳的速率之比一直存在关系:,当时,说明反应的正逆反应速率相等,则反应达到了平衡状态,C不符合题意;
D.容器体积不变,而气体总质量随反应减少,混合气体的密度在反应达到平衡之前一直在变化,混合气体的密度不再变化表明反应已达到平衡,D不符合题意;
故答案选B。
2.(24-25高二上·广东广州·期末)下列方法中可以说明已达到平衡的标志是
A.
B.恒温恒容,容器内压强不再变化
C.恒温恒容,混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.恒温恒容,混合气体的颜色不再变化
【答案】D
【详解】A.当体系达到平衡状态时,浓度比可能为2:1:1,也可能不是,与各物质的初始浓度及转化率有关,各物质浓度可能仍在变化,无法确定平衡,A错误;
B.反应前后气体物质的量总和相等,恒温恒容时压强始终不变,不能作为平衡标志,B错误;
C.反应前后总质量和总物质的量均不变,平均相对分子质量始终为定值,无法判断平衡,C错误;
D.为有色气体,混合气体的颜色不再变化,说明其浓度恒定,即碘蒸气的物质的量不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡,D正确;
故答案选D。
3.(24-25高二上·广东东莞·期末)逆水煤气变换反应为:,这是实现资源化利用的有效途径。在一定条件下,下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.CO的浓度保持不变 B.正、逆反应速率相等且等于零
C.和完全转化为CO和 D.、、CO、的浓度一定相等
【答案】A
【详解】A.当反应达到平衡时,所有物质的浓度均不再随时间变化。CO作为反应物之一,其浓度保持不变是平衡状态的直接标志,A正确;
B.平衡时正、逆反应速率相等,但速率不为零(动态平衡)。若速率为零,则反应停止,不符合平衡特征,B错误;
C.该反应为可逆反应,平衡时反应物(CO2和H2)与生成物(CO和H2O)共存,不可能完全转化,C错误;
D.平衡时各物质浓度取决于初始投料和平衡常数,不一定相等,只有、、CO、的浓度不变,才能说明反应达到了平衡状态,D错误;
故选A。
4.(24-25高二上·广东江门·期末)已知和存在平衡:(),将一定量置于恒容容器中,下列说法不能作为达到平衡状态的判断依据是
A. B.气体颜色不再改变
C.气体的密度不再改变 D.气体平均摩尔质量不再改变
【答案】C
【详解】A.符合正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.NO2为红棕色,气体颜色不再改变,说明NO2浓度不变,反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.气体密度始终为定值,气体的密度不再改变不能作为达到平衡的判断依据,C符合题意;
D.气体平均摩尔质量等于气体质量除以气体的物质的量,气体质量为定值,气体的物质的量为变量,气体平均摩尔质量为变量,当气体平均摩尔质量不再改变时,反应达到平衡状态,D不符合题意;
答案选C。
5.(24-25高二上·广东广州·期末)在体积不变的密闭容器中发生反应,下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是
A.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B.当有3molH-H键断裂时,有6molN-H键断裂
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内生成2amol NH3,同时消耗amolN2
【答案】B
【详解】A.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2时,正逆反应速率不一定相等,所以反应不一定达平衡状态,A不正确;
B.当有3molH-H键断裂时,有6molN-H键断裂,反应进行的方向相反,且H2、NH3的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,所以反应达平衡状态,B正确;
C.混合气体的质量不变、体积不变,密度始终不变,则当密度不随时间变化时,反应不一定达平衡状态,C不正确;
D.单位时间内生成2amol NH3,同时消耗amolN2,虽然物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,但反应进行的方向相同,所以反应不一定达平衡状态,D不正确;
故选B。
6.(24-25高二上·广东梅州·期末)一定温度下将1 mol N2O4充入某恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】D
【分析】一定温度下将1 mol N2O4充入某恒压密闭容器中,发生反应:N2O4(g)2NO2(g)。
【详解】①反应在恒压密闭容器中进行,且该反应为气体分子数增大的反应,随着反应的反应发生气体体积增大,则气体密度减小,当反应达到化学平衡,体积不变,密度不变,①项选;
②反应过程中,焓变不会变化,无法根据焓变判断反应是否达到化学平衡,②项不选;
③图象中表示的只有正反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,③项不选;
④四氧化二氮的转化率不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,④项选;
答案选D。
7.(24-25高二上·广东茂名·期末)一定温度下,向密闭容器中充入、两种气体,发生反应。该反应达到化学平衡状态后,下列情况一定存在的是
A.和的物质的量相等 B.正逆反应速率均为0
C.的质量保持不变 D.完全转化为
【答案】C
【详解】A.M和N的物质的量相等不一定平衡,平衡时物质的量取决于初始量和转化率,与系数无关,A不符合题意;
B.化学平衡是动态平衡,正逆反应速率相等但不为零,B不符合题意;
C.平衡时各物质浓度(或质量)不再变化,N的质量必然保持不变,C符合题意;
D.可逆反应无法完全转化,M不可能全部转化为N,D不符合题意;
故选C。
8.(24-25高二上·广东珠海·期末)在恒容隔热容器中,下列说法可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是①1mol N≡N键断裂的同时,有6mol N-H键断裂
②v(H2)=0.9 mol·L-1·min-1,v(NH3)=0.6 mol·L-1·min-1
③保持其他条件不变时,体系气体密度不再改变
④NH3、N2、H2的体积分数都不再改变
⑤体系温度不再改变
A.②③④ B.①③⑤ C.①④⑤ D.③④⑤
【答案】C
【详解】①1mol N≡N键断裂的同时,有6mol N-H键断裂,说明正逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,故①选;②v(H2)=0.9 mol·L-1·min-1,v(NH3)=0.6 mol·L-1·min-1,因未说明二者表示的是正反应速率还是逆反应速率,则不能说明正逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,故②不选;③根据质量守恒可知,该反应在反应前后质量不变,又因容器恒容,所以反应体系的密度始终不变,则体系气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态,故③不选;④NH3、N2、H2的体积分数都不再改变,说明正逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,故④选;⑤因该反应是在恒容隔热容器中进行,则体系温度不再改变,说明反应达到了平衡状态,故⑤选,综上所述,答案选C。
9.(24-25高二上·广东汕头·期末)在一定条件下,可逆反应达到平衡时,下列说法不正确的是
A.正、逆反应速率相等 B.、、的百分含量一定相等
C.的浓度不再随时间发生变化 D.容器中、、三者共存
【答案】B
【详解】A.平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,故A正确;
B.平衡时各组分浓度不变,但反应物和生成物的百分含量不一定相等,故B错误;
C.平衡时各组分的浓度不再发生变化,则平衡时的浓度不再随时间发生变化,故C正确;
D.该反应为可逆反应,反应不能进行彻底,平衡时各物质共存,故D正确;
故选:B。
10.(24-25高二上·广东·期末)在一定温度下的定容容器中,能表明反应A(s)+4B(g)⇌3C(g)+D(g)已达平衡状态的是
①A的质量不再改变
②单位时间内生成amolA,同时消耗3amolC
③容器中混合气体的压强不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥B的物质的量浓度不再改变
⑦n(B)=4n(D)
A.②④⑤ B.①④⑤⑥ C.①③⑥⑦ D.全部
【答案】B
【详解】①A的质量不再改变能说明反应到平衡;②单位时间内生成amolA,同时消耗3amolC都在说逆反应速率,故不能说明到平衡;③该反应为前后气体物质的量相等的反应,故容器中混合气体的压强不再改变不能说明反应到平衡;④该反应中非气体物质,故混合气体的密度不再改变可以说明反应到平衡;⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变说明气体总质量不变,反应到平衡;⑥B的物质的量浓度不再改变说明反应到平衡。
⑦n(B)=4n(D)不能说明反应到平衡。
故选B。
11.(24-25高二上·广东深圳·期末)工业制硫酸的一步反应是SO2+O2SO3若用标记O2,下列说法错误的是
A.反应过程中,SO2、O2和始终共存
B.达到化学平衡状态时,SO2、O2和中均存在
C.的浓度不再改变,说明该反应达到化学平衡状态
D.SO2和O2的物质的量之比为2:1,说明该反应达到化学平衡状态
【答案】D
【详解】A.反应是可逆反应,故反应物与生成物共存,反应过程中,、和始终共存,故A正确;
B.反应是可逆反应,正逆反应方向同时进行,达到化学平衡状态时,、和中均存在,故B正确;
C.的浓度不再改变,则正逆反应速率相等,说明该反应达到化学平衡状态,故C正确;
D.和的物质的量之比为,但是下一秒是否会变化无法确定,所以不能说明反应达到平衡,故D错误;
答案选D。
试卷第1页,共3页
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