第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1.根据图示所得出的结论不正确的是
A.图甲表示反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H <0 不同温度时平衡常数K随压强的变化关系图,则T1>T2
B.图乙是恒温密闭容器中发生CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)反应时c(CO2)随反应时间变化的曲线,t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C.图丙表示1 mol N2H4(l)和1 mol O2(g)反应生成1 mol N2(g)和2 molH2O(1)过程中的能量变化曲线,则N2H2(l)的燃烧热 H = - 622 kJ·mol-1
D.图丁表示密闭容器中CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)到达平衡时, CH4的转化率与压强、温度的变化关系曲线,则p1
0 50 150 250 350
0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法正确的是
A.该反应在任何温度下均能自发进行
B.前50 s的平均速率
C.T℃时,该反应的平衡常数为0.025
D.若开始时充入,则平衡时
3.甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一,反应原理为,下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应的
B.该反应的平衡常数
C.该反应在低温条件自发进行
D.用E表示键能,该反应
4.已知反应S2O(aq)+2I-(aq)2SO(aq)+I2(aq),若起始向反应体系中加入含Fe3+的溶液,反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.S2O中硫元素显+7价
B.反应速率与Fe3+浓度无关
C.由图可知氧化性:Fe3+>S2O
D.若不加Fe3+,正反应的活化能比逆反应的小
5.实验室利用醋酸()与双氧水()在固体酸的催化下共热制备过氧乙酸(,沸点)。实验过程中,逐滴滴入浓度为的双氧水,温度维持在,待反应结束后分离反应器中的混合物,得到粗产品。下列说法错误的是
A.逐滴滴入的目的是提高双氧水的利用率
B.温度维持在的理由之一是防止分解
C.使用磁力搅拌器的目的是为了提高平衡产率
D.常压蒸馏可以分离提纯
6.当增大压强时,下列化学反应速率不会变大的是
A.碘蒸气和氢气化合生成碘化氢 B.稀硫酸和氢氧化钡溶液反应
C.二氧化碳通入澄清石灰水中反应 D.氨的催化氧化反应
7.下列叙述正确的是。
A.已知C(石墨,s)= C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
B.反应在室温下能自发进行,该反应的
C.达平衡后,缩小容器体积,平衡转化率不变
D.密闭容器中存在:,当时,该反应到达限度
8.一定条件下:2A(g)+B(s)C(g) △H<0。在测定C(g)的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最大的是.
A.温度130℃、压强60kPa B.温度0℃、压强60kPa
C.温度130℃、压强150kPa D.温度0℃、压强150kPa
9.下列有关反应原理的说法正确的是
A.对于且能自发进行的化学反应,其
B.向新制氯水中加适量石灰石不能增大溶液中的
C.对于的可逆反应来说,升高温度可加快反应速率,增大反应物的平衡转化率
D.反应物分子间的碰撞都能使化学反应发生,碰撞越多,反应速率越高
10.关于反应3O2(g)2O3(g),反应过程中能量的变化如图所示.下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是
A.ΔH<0 ΔS<0 B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH<0 ΔS>0 D.ΔH>0 ΔS>0
11.以、为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
不同压强下,按照投料,实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.图甲表示的是的平衡转化率随温度的变化关系
B.图乙中压强大小关系:
C.图乙时,三条曲线几乎交于一点,原因可能是此时以反应Ⅲ为主,压强改变对其平衡几乎没有影响
D.为同时提高的平衡转化率和的平衡产率,应选择高温高压的反应条件
12.相同的温度和压强下,有关下列两个反应的说法不正确的是
反应 △H/kJ mol-1 △n △S/J K mol-1
MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) 117.6 1 a
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 177.9 1 b
注:①其中△n表示反应方程式中气体系数差;
②△H-T△S<0的反应方向自发
A.因为△n相同,所以a与b大小相近
B.热分解温度:MgCO3(s)>CaCO3(s)
C.a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]
D.两个反应在不同温度下的△H和△S都大于零
13.下列说法正确的是
A.某温度下,反应,在密闭容器中达到平衡,恒容下,充入一定量的,的平衡转化率增大
B.恒温恒容情况下,发生反应:,当混合气体密度保持不变时,说明反应已达到平衡
C.合成氨工业中,恒温恒容情况下,充入惰性气体,体系压强增大,反应速率增大
D.某温度下,可逆反应的平衡常数为,若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则,并且增大
14.已知2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的速率方程为v=k·cn(N2O)(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得,N2O在催化剂X表面反应的变化数据如下:
t/min 0 10 20 30 40 50 60 70
c(N2O)/mol·L-1 0.100 0.080 c1 0.040 0.020 c2 c3 0
下列说法正确的是
A.t=10min时,v(N2O)=2.0×10-3mol·L-1·min-1
B.速率方程中n=1,表格中c1>c2=c3
C.相同条件下,增加N2O的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率
D.保持其他条件不变,若起始浓度为0.020mol·L-1,当减至一半时共耗时70min
15.某新型催化剂能将乙醇催化转化为乙酸和氢气,其反应历程如图所示。下列说法错误
A.物质I为催化剂 B.II→III的反应类型为氧化反应
C.该历程涉及非极性键的断裂和形成 D.该历程总反应的原子利用率为100%
二、填空题
16.醛类物质的用途广泛。如,甲醛蒸气可对空气消毒、甲醛溶液可用于生物标本的防腐等;脂肪醛类一般具有麻醉、催眠作用等。回答下列问题:
利用乙二醛(OHC—CHO)催化氧化法合成乙醛酸的反应原理为:2OHC—CHO(aq)+O2(g)2OHC—COOH(aq)
可能发生副反应有:2OHC—COOH(aq)+O2(g)2H2C2O4(草酸)
在反应瓶内加入含1molOHC—CHO(乙二醛)的反应液2L,加热至45~60℃,通入氧气并保持氧气压强为0.12MPa,反应3h达平衡状态,得到的混合液中含0.84molOHC—COOH(乙醛酸),0.12molH2C2O4(草酸),0.04molOHC—CHO(乙二醛)(溶液体积变化可忽略不计)。
(1)草酸的平均生成速率为___mol·L-1·h-1。
(2)通过化学反应原理分析,增大压强有利于加快反应速率,对于乙二醛的转化率的影响是__(填“增大”或“减小”)。
(3)如图所示为起始时氧醛比[]对乙醛酸产率的影响,则选择最佳氧醛比为___。
17.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)写出该反应的化学方程式_______。
(2)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
a.当X与Y的反应速率之比为1:1
b.混合气体的压强不变
c.X、Y、Z的浓度之比为1∶1∶2
d.X的浓度保持不变
(3)为使该反应的反应速率增大,可采取的措施是_______。
a.降低温度
b.减小容器的体积
c.保持体积不变,充入一定量Z
d.保持压强不变,充入He使容器的体积增大
18.根据我国目前汽车业发展速度,预计年汽车保有量超过亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此,如何有效处理汽车排放的尾气,是需要进行研究的一项重要课题。
(1)目前,汽车厂商常利用催化技术将尾气中的和转化成和,化学方程式为:_______________;
为研究如何提高该转化过程反应速率,某课题组进行了以下实验探究:
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同;
②使用相同的催化剂,当催化剂质量相等时,催化剂的比表面积对催化效率有影响.
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律,设计了以下对比实验。
(2)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 实验目的 T / ℃ 初始浓度 初始浓度 同种催化剂的比表面积
为以下实验作参照
①___________ 280
探究温度对尾气转化速率的影响 ②_________
【图象分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中浓度随时间变化的曲线图,如图:
(3)计算第组实验中,达平衡时的浓度为________;
(4)由曲线、可知,增大催化剂比表面积,汽车尾气转化速率____________________(填“增大”、“减小”、“无影响”)。
(5)下列措施中,能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是________.
A.制定严格的汽车尾气排放标准,并严格执行
B.开发清洁能源汽车,如氢能汽车、太阳能汽车等
C.将污染源移到人口密集度低的郊区
19.在一定条件下,xA+yB zC的反应达到平衡.
(1)已知A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z之间的关系是___。
(2)已知C是气体,且x+y=z,在增大压强时,如果平衡发生移动,则向____移动.(填“正向”、“逆向”、“无法判断”)
(3)已知B、C是气体,当其他条件不变,增大A的物质的量时,平衡不移动,则A是_____态.(填“气”、“液”、“固”)
(4)加热后C的质量分数减少,则正反应是_____热反应。
三、计算题
20.化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用。工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应,已知下列3个热化学方程式(K为平衡常数):
①4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H1=-1266.8kJ mol-1 K1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H2=180.5kJ mol-1 K2
③4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H3 K3
则△H3=___________,K3=___________(用K1、K2表示)。
21.某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0~3分钟各物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)
(1)该反应的化学方程式为__________________。
(2)2分钟内A的平均速率__________。
(3)平衡时B的转化率__________。
四、实验题
22.高纯硅被誉为“信息革命的催化剂”。某小组同学模拟工业上用与在1357 K的条件下制备高纯硅,实验装置如图所示(加热及夹持装置已略去)。
已知:①的沸点为33.0℃,密度为1.34 ,易溶于有机溶剂,能与剧烈反应,在空气中易被氧化;
②;
③银氨溶液中存在:。
实验步骤:
①打开,向安全漏斗中加入足量乙醇,使装置A中的反应进行一段时间;
②加热装置C,打开,滴加mL ;
③加热装置D至1357 K;
④关闭;
⑤关闭。
回答下列问题:
(1)仪器M的名称为___________。
(2)相比长颈漏斗,安全漏斗使用时的优点是___________。
(3)干燥管B中盛装的试剂是___________。
(4)加热装置C之前,先进行装置A中的反应,这样操作的目的是___________。
(5)装置D中发生反应的化学方程式为___________。
(6)E中的作用是___________,实验过程中,E的上层溶液中观察到的现象是___________,尾气的主要成分是___________(填化学式)。
23.甲、乙两小组分别设计实验探究影响化学反应速率的因素。回答下列问题:
I.甲组同学设计实验定量探究不同催化剂对化学反应速率的影响。装置如图所示,锥形瓶中盛有足量的浓度相同的溶液。实验记录如下:
分别向锥形瓶中加入的试剂 相同条件下收集到的气体体积 反应时间 反应速率
1mL 溶液 20mL
1mL 溶液 20mL
(1)实验时检查该装置气密性的方法是___________
(2)加入溶液时锥形瓶中发生反应的化学方程式___________
(3)若,则___________,由此得出的结论是___________
(4)利用本装置还可以通过测定___________,从而确定不同催化剂对分解的催化效果。
Ⅱ.乙组同学按照如图所示的实验装置探究外界条件对化学反应速率的影响。
化学试剂有:硫代硫酸钠()溶液与稀硫酸。
通过A、B装置(加热仪器和夹持仪器均已省略),进行了三组实验,数据记录如下:
实验组号 温度 溶液 加入的体积 出现沉淀所需时间/s
体积 浓度/ 体积 浓度
Ⅰ 0℃ 5mL 10 5m 8
Ⅱ 0℃ 5mL 5 10m 12
Ⅲ 30℃ 5mL 5 10m 4
(5)实验时发生反应的离子方程式为___________
(6)探究温度对反应速率影响时,选择的对比实验是___________(选填Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),由Ⅰ与Ⅱ两组数据得出的结论是___________
【参考答案】
一、选择题
1.A
解析:A.平衡常数只有温度有关,温度不变则平衡常数不变,该反应为放热反应,温度越高平衡常数越小,所以T1<T2,A错误;
B.该反应的平衡常数K= c(CO2),温度不变平衡常数不变,所以恒温条件下,缩小容器体积增大压强,平衡正向移动,再次平衡后c(CO2),B正确;
C.据图可知1 mol N2H4(l)和1 mol O2(g)反应生成1 mol N2(g)和2 molH2O(1)放出622kJ能量,即N2H2(l)的燃烧热 H = - 622 kJ·mol-1,C正确;
D.该反应为气体系数之和增大的反应,温度不变增大压强平衡逆向移动,CH4的转化率减小,所以p1
2.C
解析:A.该反应是吸热的熵增反应,该反应在高下能自发进行,故A错误;
B.前50 s的平均速率,故B错误;
C.T℃时达到平衡是三氯化磷、氯气物质的量都为0.2mol,五氯化磷物质的量为0.8mol,则该反应的平衡常数为;故C正确;
D.充入,平衡时,若开始时充入,可以理解为开始充入,分出一半后扩大体积,减小压强,平衡正向移动,则平衡时,故D错误。
综上所述,答案为C。
3.B
解析:A.该反应正向气体分子数增大,,故A错误;
B.由反应可知平衡常数,故B正确;
C.该反应、,在高温条件下自发进行,故C错误;
D.根据=反应物的键能和-生成物的键能和,可知,故D错误;
故选:B。
4.D
解析:A.硫最外层只有6个电子,不会显+7;S2O中含有过氧键存在-1价氧,使得硫元素显+6价,A项错误;
B.反应中铁离子参与反应生成亚铁离子,亚铁离子又转化为铁离子,则铁离子为催化剂,改变反应速率,故反应速率与Fe3+浓度有关,B项错误;
C.氧化剂氧化性大于氧化产物,由图示第二步反应可知,氧化性:Fe3+
故选D。
5.CD
解析:A.过氧化氢不稳定容易分解,逐滴滴入的目的是提高双氧水的利用率,A项正确;
B.过氧化氢受热分解生成氧气和水,温度维持在的理由之一是防止分解,B项正确;
C.使用磁力搅拌器的目的是为了增大反应物接触面积,加快反应速率,不能提高平衡产率,C项错误;
D.受热易分解,故采用减压蒸馏可以分离提纯出,D项错误;
故选CD。
6.B
解析:A.碘蒸气和氢气化合成碘化氢,增大压强,体积缩小,浓度增大,反应速率加快;A不符合题意;
B.稀硫酸和氢氧化钠溶液反应,物质都为液态,几乎不受压强影响;增加压强,反应速率不会变大,B符合题意;
C.二氧化碳通入澄清石灰水中,增大压强,体积缩小,二氧化碳浓度增大,反应速率加快;C不符合题意;
D.氨和氧气反应生成一氧化氮和水,增加压强,体积缩小,浓度增大,反应速率加快;D不符合题意;
故选B。
7.A
解析:A.根据能量最低原理,能量越低越稳定,C(石墨,s)= C(金刚石,s) ,为吸热反应,反应物总能量小于生成物总能量,所以石墨比金刚石稳定,故A正确;
B.对于反应,分子数减小的反应,,根据自发进行,该反应在低温下自发进行,所以该反应的,故B错误;
C.对于反应,属于分子数增多的反应,达平衡后,缩小容器体积,压强增大,平衡逆向进行,平衡转化率减小,故C错误;
D.对于可逆反应,当正逆反应速率相等且体系中各位物质的物质的量浓度保持不变时达平衡状态,对于反应:,当时,反应不一定达到平衡状态,故D错误;
故选A。
8.A
解析:由于存在平衡2A(g)+B(s)C(g),A的存在会影响C的相对分子质量测定,故应采取措施使平衡向右移动,减小A的含量,该反应正反应是体积减小的放热反应,减小压强平衡向逆反应移动,升高温度平衡向逆反应移动,故应采取低温、高压,平衡正向进行,测定结果误差最小,反之最大,故选:A。
9.A
解析:A.时反应自发进行,则且能自发进行的化学反应,其,故A正确;
B.由于碳酸钙可消耗盐酸,使平衡Cl2+H2OHCI+HClO向右移动,c(HClO)增大,B错误;
C.对△H<0的可逆反应来说,升高温度可使平衡逆向移动,减小反应物转化率,C错误;
D.分子发生有效碰撞时才能发生化学反应,D错误;
正确答案是A。
10.B
解析:该反应的反应物能量比生成物能量低,为吸热反应,ΔH>0,该反应是熵减的化学反应,ΔS<0,选B。
11.C
解析:A.图甲表示温度升高,的平衡产率降低,A项错误;
B.相同温度下,压强越大,的平衡产率越高,因此,B项错误;
C.反应Ⅲ气体体积不变,改变压强不影响的平衡转化率,C项正确;
D.由图甲、乙可知,为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压的反应条件,D项错误;
故选C。
12.B
解析:A.由方程式可知,两个反应中气体化学计量数差相等,则反应的熵变a和b大小相近,故A正确;
B.MgCO3和CaCO3均为离子晶体,镁离子和钙离子所带电荷相等,镁离子半径小于钙离子,MgO的晶格能大于CaO,镁离子更易与碳酸根离子中的氧离子结合,使碳酸根离子易分解为二氧化碳,则碳酸镁的分解温度小与碳酸钙,故B错误;
C.由方程式可知,两个反应中气体化学计量数差相等,则反应的熵变a和b的差值a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)],故C正确;
D.由表格数据可知,两个反应都是气体体积增加的吸热反应,故两个反应在不同温度下的ΔH和ΔS都大于零,故D正确;
故选B。
13.B
解析:.恒容下,充入一定量的,反应物浓度增大,平衡正向移动,(g)的平衡转化率增大,的平衡转化率减小,故错误;
B.该反应有固体物质参与反应,反应达到平衡前混合气体的总质量发生变化,恒容条件体积不变,则密度是一变量,当密度保持不变时,说明反应已达到平衡,故B正确;
C.充入惰性气体,反应物和产物浓度不变,则反应速率不变,故错误;
D.化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则,但温度不变化学平衡常数不变,故错误;
故选:B。
14.A
解析:A.t=10min时,v(N2O)==2.0×10-3mol·L-1·min-1,选项A正确;
B.根据表中数据分析,该反应的速率始终不变,N2O的消耗是匀速的,说明反应速率与c(N2O),所以速率方程中n=0,选项B错误;
C.速率方程中n=0,相同条件下增加N2O的浓度不能加快反应速率,选项C错误;
D.保持其他条件不变,该反应的反应速率不变,即为2.0×10-3mol·L-1·min-1,若起始浓度0.200mol·L-1,减至一半时所耗时间为=50min,选项D错误;
答案选A。
15.C
解析:A.由图可知,反应中物质I消耗又生成,为反应的催化剂,A正确;
B.II→III为去氢生成碳氧双键的反应,反应类型为氧化反应,B正确;
C.该历程只涉及氢分子中氢氢非极性键的生成,不涉及非极性键的断裂,C错误;
D.反应目的是乙醇催化转化为乙酸和氢气,该总反应为乙醇和水生成氢气和乙酸,反应为C2H5OH+H2O CH3COOH+2H2↑,反应中原子全部转化到期望产品中,故原子利用率为100%,D正确;
故选C。
二、填空题
16.02 增大 0.55
解析:(1)3h达到平衡后H2C2O4的物质的量为0.12mol,溶液体积为2L,则草酸的平均生成速率为;故答案为:0.02。
(2)正反应为气体体积减小的反应,故增大压强,平衡向正反应方向移动,转化率增大;故答案为:增大。
(3)根据图象,乙醛酸产率最高的氧醛比为:0.55;故答案为:0.55。
17. X+Y 2Z d bc
解析:(1)由图象可知,随着反应的进行, X、 Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,所以X、 Y是反应物,Z是产物,10s后X、 Y、Z的物质的量为定值,都不为0,即10s达到平衡状态,反应是可逆反应,且△n(X) ∶△n(Y) ∶△n(Z)=(1.20-0.41)mol∶(1.00-0.21)mol:1.58mol=1∶1∶2,加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,故反应化学方程式为X+Y 2Z,故答案为:X+Y 2Z。
(2) a.根据反应X+Y 2Z可知,X与Y的反应速率之比始终为1∶1,不能判定平衡,a项正确;
b.根据反应X+Y 2Z可知,反应前后气体体积没变,压强始终不变,不能判定平衡,b项错误;
c.X、Y、Z的浓度之比为1∶1∶2,与起始量、转化率有关,不能判定平衡,c项不正确;
d. X的浓度保持不变,说明反应已达到化学平衡,故能判定反应达到平衡状态,d项正确;
答案选d。
(3)根据影响反应速率的因素可知:a.降低温度,反应速率减小,a项错误;
b.减小容器的体积,相当于增大浓度,所以反应速率增大,b项正确;
c.保持体积不变,充入一定量Z,Z的浓度增大,随着反应逆向进行,X、Y的浓度增大,所以正、逆反应速率都会增大,c项正确;
d.保持压强不变,充入He使容器的体积增大,实则减小了浓度,所以反应速率减小,d项错误;
答案选bc。
18. 2NO + 2CO2CO2 + N2 探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响 6.50×10—3 3.50×10—3 mol/L 增大 AB
解析:(1)利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成氮气和二氧化碳,反应的化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2;
(2)影响反应速率的因素有浓度、压强、温度和催化剂的比表面积,而要想探究一种影响因素,必须保持其他影响因素是一致;Ⅰ、Ⅱ比较不同的是催化剂的比表面积,则实验目的是探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响;Ⅲ是探究温度对尾气转化速率的影响,温度是变量,其余保持不变,则NO的初始浓度为6.50×10—3mol/L;
(3)通过图象可知,第Ⅰ组实验中达到平衡时CO的平衡浓度为1.00×10—3mol/L,可得出CO的浓度该变量△C(CO)=4.00×10—3mol/L-1.00×10—3 mol/L=3.00×10—3 mol/L,在一个反应中,各物质的浓度的该变量之比等于计量数之比,故NO的浓度的该变量△c(NO)=3.00×10—3mol/L,故NO的平衡浓度c(NO)=6.50×10—3 mol/L-3.00×10—3mol/L=3.50×10—3mol/L;
(4)由图象可知,增大催化剂比表面积后,缩短了到达平衡的时间,故增大了反应速率。
(5)A.制定严格的汽车尾气排放标准,并严格执行,能减少或控制汽车尾气污染,A正确;
B.开发清洁能源汽车,如氢能汽车、太阳能汽车等,能减少或控制汽车尾气污染,B正确;
C.将污染源移到人口密集度低的郊区,不能减少或控制汽车尾气污染,C错误;
答案选AB。
19. x+y>z 逆向 液或固 放
解析:在一定条件下xA+yB zC的反应达到平衡。
(1)已知A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则逆反应方向一定是气体分子数增大的方向,所以x+y>z,故答案为:x+y>z;
(2)已知C是气体,且x+y=z,若A、B都是气体,在增大压强时,平衡不会发生移动;若A、B中只有一种是气体或都不是气体,在增大压强时,平衡一定向逆反应方向移动。因此,如果平衡发生移动,则平衡一定逆向移动,故答案为:逆向;
(3)已知B、C是气体,当其他条件不变,增大A的物质的量时,平衡不发生移动,说明A的浓度不随A的物质的量的增大而增大,则A是非气态物质,即固体或液体,故答案为:液或固;
(4)加热后C的质量分数减少,根据升高温度化学平衡向吸热反应方向移动,可以判断正反应是放热反应,故答案为:放。
三、计算题
20. -905.8kJ·mol-1 K3=K1·K22
解析:利用盖斯定律可知,①式+②式×2得:4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g),;
同理平衡常数作对应的乘(除)、幂运算,即。
21. 2A(g)+B(g)2C(g) 0.2 mol/(L·min) 50%
解析:(1)由图可知,反应时A、B的物质的量减少,为反应的反应物,C物质的量增大,为反应的生成物,2分钟时A、B、C的物质的量不变,说明反应达到平衡,该反应为可逆反应,0~2分钟内A、B、C的物质的量改变量分别为2mol、1mol、2mol,则该反应的化学方程式为2A(g)+B(g) 2C(g),故答案为:2A(g)+B(g)2C(g);
(2)由图可知,0~2分钟内A的物质的量变化量为2mol,则A的平均速率为0.2 mol/(L·min),故答案为:0.2 mol/(L·min);
(3)由图可知,B的起始物质的量为2mol,平衡时B的物质的量的变化量为1mol,则平衡时B的转化率×100%=50%,故答案为:50%。
四、实验题
22.(1)分液漏斗
(2)漏斗下端不需插入液体中即可液封
(3)无水氯化钙(或)
(4)排尽装置内的空气(或其他合理答案)
(5)
(6) 防止倒吸 产生白色沉淀
解析:(1)从仪器的结构可知M为分液漏斗;
(2)安全漏斗中“安全” 主要是防气体从漏斗中逸出,漏斗颈部残留液体能起到液封作用,
使用时的优点是安全漏斗下端可以不插入液体中即可液封,而长颈漏斗下端必须插入液面下;
(3)依题意,乙醇蒸气被无水氯化钙吸收,干燥管B中盛装无水氯化钙除去氢气中的乙醇蒸气;
(4)根据提示信息,加热装置C之前,先进行装置A中的反应,这样操作的目的是实验前利用氢气排尽装置内的空气,否则氢气和氧气在高温下会反应、SiHCl3在空气中易被氧化;
(5)D装置SiHCl3与H2反应生成Si和氯化氢,化学方程式为SiHCl3 + H2Si + 3HCl;
(6)装置E有三个功能:吸收氯化氢、防倒吸、吸收未反应的SiHCl3,“防倒吸” 原理:氯化氢不溶于四氯化碳,当氯化氢进入四氯化碳层时装置内气压不会剧减,故不会产生倒吸现象。根据平衡移动原理,NH3·H2O+ HCl= NH4Cl+ H2O,使反应Ag+ + 2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++ 2H2O的平衡向逆反应方向移动,银离子浓度增大,导致离子积c(Ag+)·c(Cl-)大于氯化银的溶度积,生成氯化银白色沉淀,H2进入尾气。
23.(1)外拉注射器活塞,关闭分液漏斗的活塞,将注射器的活塞由右向左慢推一段距离,若松开手后活塞能返回原刻度处,说明装置气密性良好
(2)
(3) 大于 Fe3+的催化效果强于Cu2+
(4)相同条件下,相同时间内收集O2的体积
(5)S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O
(6) Ⅱ与Ⅲ 其他条件相同时,溶液中H+浓度越大,反应速率越快
【分析】由题意可知,甲、乙两实验小组分别探究催化剂、温度和浓度对反应速率的影响。
解析:(1)该装置的气密性检查方法是外拉注射器活塞,在锥形瓶内形成一定的气压,然后关闭分液漏斗的活塞,将注射器的活塞由右向左慢推一段距离,使锥形瓶内气体压强压强增大,若松开手后,活塞在瓶内气压的作用下能返回原刻度处,说明装置气密性良好,故答案为:外拉注射器活塞,关闭分液漏斗的活塞,将注射器的活塞由右向左慢推一段距离,若松开手后活塞能返回原刻度处,说明装置气密性良好;
(2)加入氯化铁溶液时锥形瓶中发生的反应为过氧化氢在氯化铁做催化剂作用下发生分解反应生成氧气和水,反应的化学方程式,故答案为:;
(3)若,说明铁离子做催化剂时,过氧化氢分解的反应速率快于铜离子,催化效果强于铜离子,故答案为:大于;Fe3+的催化效果强于Cu2+;
(4)由反应速率公式可知,利用本装置还可以通过测定相同条件下,相同时间内收集氧气的体积确定不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果,故答案为:相同条件下,相同时间内收集O2的体积;
(5)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成硫酸钠、硫沉淀、二氧化硫气体和水,反应的离子方程式为S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O,故答案为:S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O;
(6)由变量唯一化原则可知,实验Ⅱ与Ⅲ探究其他条件相同时,温度对反应速率的影响;实验Ⅰ与Ⅱ探究其他条件相同时,氢离子浓度的大小对反应速率的影响,由两组数据可得溶液中氢离子浓度越大,出现沉淀所需时间越少,反应速率越快,故答案为:Ⅱ与Ⅲ;其他条件相同时,溶液中H+浓度越大,反应速率越快。