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第二章《化学反应的方向、限度与速率》复习题
一、单选题
1.在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系:2v(B)=3v(A)、3v(C)=2v(B),则此反应可表示为
A.2A+3B=2C B.3A+B=2C C.A+3B=2C D.A+B=C
2.下列说法正确的是
A.减小反应物浓度,可减小反应物分子中的活化分子百分数,使有效碰撞次数减小
B.升高温度能使化学反应速率增大,原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
C.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
D.催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率
3.已知在相同条件下,① K1;② K2 ③ K3。则K1,K2、K3的关系正确的是
A. B.
C. D.
4.一定温度下,反应在密闭容器中进行,下列措施能加快反应速率的是
A.室温下增大体积使压强减小 B.恒容,充入
C.恒容,充入氮气 D.恒压,充入氦气
5.以[Cu(H2O)]2+(蓝)+4Cl-[CuCl4]2-(黄)+4H2O △H>0为例,探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCl2溶液,分别进行下列实验,对实验现象的分析不正确的是
操作和现象
分析
A.
观察溶液为绿色
[Cu(H2O)]2+和[CuCl4]2-同时存在
B.
升高温度,溶液变为黄绿色
平衡正移,[CuCl4]2-的浓度增大
C.
加几滴AgNO3溶液,静置,上层清液为蓝色
平衡逆移,[CuCl4]2-的浓度减小
D.
加少量Zn片,静置,上层清液为浅黄绿色
平衡正移,[CuCl4]2-的浓度增大
A.A B.B C.C D.D
6.酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应的化学方程式为2 KMnO4 + 3H2SO4+5H2C2O4 =K2SO4 + 2 MnSO4 + 10 CO2↑+ 8 H2O ,下列措施不能使反应速率加快的是( )
A.增大酸性高锰酸钾溶液的浓度 B.增大草酸溶液的浓度
C.增大压强 D.升高温度
7.某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:,12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.12 s时,B的转化率为40%
B.0∼2 s内,D的平均反应速率为0.2 mol⋅L⋅s
C.化学计量系数之比,且
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率等于A的生成速率
8.化学为世界的绚丽多彩提供了可能性,也为我们创造绚丽多彩的世界提供了条件,下面关于控制化学反应速率的说法当中正确的是( )
A.影响化学反应速率的因素与化学物质本身无关
B.反应物颗粒越小,其表面积就越小,化学反应速率就越慢
C.加入催化剂一定能够加快化学反应速率
D.增大反应物的浓度和升高反应物的温度都可以加快化学反应速率
9.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(s)△H>0,若0~15s内c(HI)由0.1mol⋅L-1降到0.07mol⋅L-1,则下列说法正确的是( )
A.0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001mol⋅L-1⋅s-1
B.c(HI)由0.07mol⋅L-1降到0.05mol⋅L-1所需的反应时间10s
C.升高温度正反应速率加快,逆反应速率也加快
D.减小反应体系的体积,化学反应速率也减小
10.一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器(a<b<c)中分别投入2molNOCl,发生反应:2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)。tmin后,三个容器中NOCl的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述正确的是
A.A点延长反应时间,可以提高NOCl的转化率
B.A、B两点的压强之比为25∶28
C.容积为cL的容器NOCl的平衡转化率小于80%
D.容积为aL的容器达到平衡后再投入1molNOCl、1molNO,平衡不移动
11.反应C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行,下列说法能够成立的是
A.当 v(CO)(正)=v(H2)(正)时,反应达平衡状态
B.其他条件不变,适当增加C(s)质量会加快化学反应速率
C.保持体积不变,充入少量He使体系压强增大,化学反应速率一定增大
D.其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,化学反应速率一定增大
12.将固体置于密闭容器中,一定温度下发生反应:
①,②。
反应达到平衡时,,,则此温度下反应②的平衡常数为( )
A. B. C. D.
13.在一定温度和压强下,在密闭容器中充入H2、N2、NH3,开始时其物质的量之比为3∶1∶1,反应达平衡后,H2、N2、NH3的物质的量之比为9∶3∶4,则此时氮气的转化率为
A.10% B.20%
C.15% D.30%
14.如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别装在盛有水的三个烧杯中,在①烧杯中加入CaO,在②烧杯中不加其他任何物质,在③烧杯中加入NH4Cl晶体,发现①中红棕色变深,③中红棕色变浅。已知:2NO2(红棕色)N2O4(无色),下列叙述正确的是
A.2NO2N2O4是吸热反应
B.NH4Cl溶于水时吸收热量
C.①烧瓶中平衡时混合气体的平均相对分子质量增大
D.③烧瓶中气体的压强增大
二、填空题
15.合成氨反应的速率
(1)提高合成氨反应速率的方法
(2)浓度与合成氨反应速率之间的关系
在特定条件下,合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),由速率方程可知: N2或H2的浓度, NH3的浓度,都有利于提高合成氨反应的速率。
16.化学平衡状态的建立
(1)以反应 为例,在一定温度下,将0.02molSO2和0.01molO2通入1L密闭容器中,依据反应进行阶段填空。
(2)在一定条件下的 中,正反应速率和逆反应速率随时间的变化如图所示。
17.在一定条件下进行反应:aX(g)+bY(g)cZ(g)。如图是不同温度下反应达到平衡时,反应混合物中Z的体积分数和压强关系示意图。
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:K= 。随着温度的升高,K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。当反应物初始浓度相同时,平衡常数K值越大,表明 (填字母)。
A.X的转化率越高 B.反应进行得越完全
C.达到平衡时X的浓度越大 D.化学反应速率越快
(2)如图所示,相同温度下,在甲、乙两容器中各投入1 mol X、2 mol Y和适量催化剂,甲、乙两容器的初始体积均为1 L。甲、乙容器达到平衡所用的时间:甲 乙(填“>”“<”或“=”,下同),平衡时X和Y的转化率:甲 乙。
18.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6kJ·mol-1,下表列出了不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率
温度\压强
1×105Pa
5×105Pa
1×106Pa
1×107Pa
400℃
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500℃
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600℃
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
(1)在生产中常用过量的空气是为了
(2)在实际生产中,操作温度选定400—500℃,是因为
(3)硫酸工业选定压强通常采用常压,做出这种选择的依据是
19.在体积恒定的密闭容器中投入物质A和物质B在适宜的条件下发生反应:A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)。
(1)相同的压强下,充入一定量的A、B后,在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图1所示。则T1 T2(填“>”、“<”或“=”),该反应的正反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)若该反应的逆反应速率与时间的关系如图2所示:
①由图可见,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了条件,则t8时改变的条件是 。
②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线 。
20.请根据教材“一些反应在298K和308K时的反应速率常数之比”表中数据与同学们交流研讨:
化学反应
NO+O3=NO2+O2
1.15
H2+I2=2HI(气体反应)
8.99
NH4CNO=(NH2)2CO
3.58
(1)温度对化学反应速率有怎样的影响 ?
(2)升高相同温度,对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗 ?
三、计算题
21.一定温度下,将气体和气体通入一容积固定为2L的密闭容器中,发生如下反应:,请回答下列问题:
(1)反应时测得剩余,C的浓度为,则内,B的平均反应速率为 ;为 。
(2)若反应经达到平衡,平衡时C的浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)若已知达到平衡时,该容器内混合气体总压强为p,混合气体起始压强为,请用、来表示达到平衡时反应物A的转化率为 。
试卷第1页,共3页
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1.A
【详解】由各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比可得:v(A)∶v(B)∶v(C)=∶v(B)∶=2∶3∶2,则中A与B反应生成C的方程式为2A+3B=2C,故A正确;
故选A。
2.B
【详解】A.减小反应物浓度,活化分子百分数不变,但单位体积活化分子数目减小,有效碰撞次数减小,故A错误;
B.升高温度可增大活化分子的百分数,有效碰撞次数增多,反应速率增大,故B正确;
C.增大压强活化分子的百分数不变,故C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,故D错误;
故答案选B。
3.D
【详解】根据盖斯定律可得,反应③=反应①+2×反应②,则,故选D。
4.B
【详解】A.室温下增大体积使压强减小,气体反应物和生成物浓度减小,反应速率减慢,A不符合;
B.恒容,充入增大反应物浓度,可以加快反应速率,B符合;
C.恒容,充入氮气,反应物和生成物浓度都不变,反应速率不变,C不符合;
D.恒压,充入氦气,体积变大,气体反应物和生成物浓度都减小,反应速率减慢,D不符合;
答案选B。
5.D
【详解】A.该反应为可逆反应,则[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-同时存在,溶液为绿色,故A正确;
B.焓变为正,为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,[CuCl4]2-的浓度增大,故B正确;
C.加几滴AgNO3溶液,氯离子浓度减小,平衡逆向移动,[CuCl4]2-的浓度减小,故C正确;
D.加少量Zn片,Zn和氯化铜溶液发生置换反应,Zn片上应覆盖红色固体,Cu2+浓度减小,溶液中[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-的浓度均减小,上层清液为浅黄绿色,与平衡移动无关,故D错误;
故选:D。
6.C
【详解】A.增大反应物的浓度,反应速率加快,所以增大高锰酸钾溶液的浓度,反应速率加快,故不选A;
B.增大反应物的浓度,反应速率加快,所以增大草酸溶液的浓度,反应速率加快,故不选B;
C.该反应在溶液状态下进行,反应物中无气体,增大压强不能加快反应速率,故选C;
D.升高温度,反应速率一定加快,故不选D;
答案选C。
7.A
【详解】A.12s时,B的物质的量浓度变化为0.5mol/L-0.3mol/L=0.2molL ,则B的转化率为×100%=40% ,故A正确;
B.D的状态为固体,通常不用物质的量浓度变化表示反应速率,故B错误;
C.12s时生成C的物质的量浓度变化为=0.4mol/L,二者的化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比,则b:c=0.2mol/L:0.4mol/L=1:2,故2v(B)=v(C),故C错误;
D.图中两曲线相交之后,A 、B的浓度继续变化,此时反应继续正向进行,则A的消耗速率大于A的生成速率,故D错误;
故答案选A。
8.D
【详解】A.物质本身的性质决定反应速率的快慢,故影响化学反应的主要因素为物质的本身性质,A说法错误;
B.反应物颗粒越小,其表面积就越大,物质间接触更充分,反应速率越大,B说法错误;
C.如为负催化剂,则减小反应速率,C说法错误;
D.增大反应物浓度,可增大单位体积活化分子数目,升高温度,可增大活化分子百分数,两种条件下均可增大反应速率,D说法正确。
故选:D。
9.C
【详解】A.不能利用固体表示化学反应速率,故A错误;
B.若c(HI)由0.1mol⋅L-1降到0.07mol⋅L-1时,需要15s,即减少0.03 mol⋅L-1需要15s,c(HI)由0.07mol⋅L-1降到0.05mol⋅L-1时,浓度减少0.02 mol⋅L-1,当速率与浓度变化成正比时,需要,但浓度越小,化学反应速率越小,需要的时间就长,所以需要时间大于10s,故B错误;
C.对于任何化学反应,升高温度,正逆反应速率均加快,故C正确;
D.该反应为气体体积增大的反应,减小体积,即增大压强,化学反应速率加快,故D错误;
综上所述,说法正确的是C项,故答案为C。
10.D
【详解】A.A点为平衡状态,延长时间可能平衡不移动,如使用负催化剂,则NOCl的转化率不变,故A错误;
B.A点时转化率为50%,消耗NOCl的物质的量是1mol,平衡时物质的量之和为1mol+1mol+0.5mol=2.5mol,B点转化率为80%,消耗NOCl的物质的量是1.6mol,平衡时物质的量之和为0.4mol+1.6mol+0.8mol=2.8mol,容器体积:a<b,则容器内压强:A>B,则A、B两点的压强之比大于25:28,故B错误;
C.由B点转化率为80%,体积增大时压强减小,减小压强平衡正向移动,转化率增大,则容积为cL的容器NOCl的平衡转化率大于80%,故C错误;
D.A点对应K=,容积为aL的容器达到平衡后再投入1mol NOCl、1mol NO,Qc==K,平衡不移动,故D正确;
故选D。
11.D
【详解】A.只要反应发生就有v(CO)(正)=v(H2)(正),与反应是否平衡无关,故A错误;
B.固体的量变但浓度不变,不影响反应速率,不改变平衡移动,故B错误;
C.保持体积不变,充入少量He使体系压强增大,反应体系中各组分的浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,反应体系中气体反应物和生成物的浓度均增大,化学反应速率一定增大,故D正确;
故答案为D。
【点睛】考查了化学平衡状态的判断,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
12.D
【详解】平衡时,HI分解生成的的浓度为,分解生成的HI的浓度为,则平衡时HI的浓度为,所以反应②的平衡常数
,D符合题意故选D。
答案选D
13.A
【详解】由题意设H2、N2、NH3的物质的量分别为3 mol、1 mol、1 mol。平衡时N2转化了a mol,根据三段式知:
则=,解之得a=0.1 mol
N2的转化率为a(N2)=×100%=10%;
答案选A。
14.B
【详解】A.①中红棕色变深,则平衡向逆反应方向移动,而CaO和水反应放出热量,说明升高温度,平衡逆向移动,即逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,故A错误;
B.③中红棕色变浅,说明平衡正向移动,因正反应是放热反应,则氯化铵溶于水时吸收热量,故B正确;
C.①中平衡逆向移动,气体的总质量不变,而平衡时混合气体的物质的量增大,则体系中平衡时混合气体的平均相对分子质量减小,故C错误;
D.③中红棕色变浅,说明平衡正向移动,气体的物质的量减小,则③烧瓶中的压强必然减小,故D错误;
故答案选B。
15. 增大 减小
【详解】在特定条件下,合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),由速率方程可知:增大N2或H2的浓度,减小NH3的浓度,都有利于提高合成氨反应的速率。
16.(1)
(2)可逆反应
【解析】略
17.(1) 减小 AB
(2) > <
【详解】(1)
根据平衡常数的定义,;根据图象,升高温度,Z减少,平衡逆向移动,K减小;当反应物起始浓度相同时,平衡常数K值越大,表明反应进行得越完全,反应物转化率越高;
(2)根据图象加压,Z含量增加,平衡正向移动,a+b>c;所以反应中甲容器的压强变小,乙容器的压强不变,甲、乙容器达到平衡所用时间:甲>乙,平衡时X和Y的转化率:甲<乙。
18.(1)增大氧气浓度,提高成本较高的SO2的转化率
(2)温度较低时,催化剂活性低,反应速率慢;温度过高,SO2的平衡转化率会降低
(3)在常压及400~500 ℃时,SO2的转化率已经很高;若加压会增加设备、增大投资和能量消耗
【详解】(1)二氧化硫转化为三氧化硫的反应是可逆反应,通入过量的空气,可以增大反应物氧气浓度,使平衡向正反应方向移动,提高成本较高的二氧化硫的转化率,增大经济效益,故答案为:增大氧气浓度,提高成本较高的SO2的转化率;
(2)二氧化硫转化为三氧化硫的反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,会降低二氧化硫的转化率,若温度低于400~500 ℃时,催化剂活性低,反应速率慢,不利于反应进行,400~500 ℃时催化剂活性最高,可最大限度提高反应速率,缩短反应达到平衡所需的时间,故答案为:温度较低时,催化剂活性低,反应速率慢;温度过高,SO2的平衡转化率会降低;
(3)由表格数据可知,400~500 ℃时,常压条件下二氧化硫的转化率已经很高,若再增大压强,会增加设备、增大投资和能量消耗,会增加成本,降低经济效益,所以实际生产中常采用常压,故答案为:在常压及400~500 ℃时,SO2的转化率已经很高;若加压会增加设备、增大投资和能量消耗。
19.(1) > >
(2) 使用催化剂
【详解】(1)根据先拐先平衡,如图1T1>T2,温度高C的百分含量也大,所以升温平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,故答案为:>;>;
(2)①t8后,正逆反应速率同等程度增大,反应前后气体体积不相同,只能是使用了催化剂,故答案为:使用催化剂;
②t4时降压,则逆反应速率瞬间变小后逐渐增大,平衡正向移动,t5时达到平衡逆反应速率不变,t6时增大反应物的浓度,逆反应瞬间没变,但随后速率也会慢慢增加,所以请在图2中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线如图:,故答案为:
20.(1)温度对化学反应速率的影响是多种多样的。对于大多数反应,温度升高化学反应速率加快,但加快的程度不同
(2)不同的化学反应的活化能不同,所以温度对反应速率的影响不同
【解析】略
21. 2 小于
【详解】(1)反应时测得剩余,容器体积为2L,则列三段式有:
1min内,B的平均反应速率,且据题给数据可知,,解得。
(2)因为从反应物开始投料,所以随着反应的进行,正反应速率不断减慢,内生成的C的量要比少。由题给数据知,反应进行时,C的浓度为,,若反应继续进行至达到平衡还需,内,则平衡时C的浓度必小于。
(3)设达到平衡时,转化的B为,则
根据恒温恒容时,气体的压强之比等于其物质的量之比,即,所以,则A的转化率。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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