第2章《化学反应的方向、限度和速率》练习题(含解析)2022-2023上学期高二化学沪科版(2020)选择性必修1

第2章《化学反应的方向、限度和速率》练习题
一、单选题
1.在下,向的恒容密闭容器里按充入气体A,B,发生反应:。时达到平衡,测得部分数据如表所示:
物质及状态
平衡时的物质的量分数 40% 20%
平衡时的物质的量/ 4
下列说法正确的是
A.
B.起始时,充入的物质的量为
C.时,该反应的化学平衡常数
D.平衡时,的物质的量浓度为
2.氯气与水反应的化学方程式为,可用于自来水消毒。下列关于该反应的说法正确的是
A.升高温度能减慢反应速率 B.增大的浓度能加快反应速率
C.增大压强,对该反应的速率没有影响 D.达到化学平衡时,能100%转化
3.下列说法错误的是
A.用综合判据来判断反应的自发性更合理
B.△H<0,△S>0的反应在温度低时不能自发进行
C.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的△H<0
D.NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H=+185.57kJ mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
4.NH3是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业。工业上常用N2和H2合成NH3,实验室用加热NH4C1和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量NH3。在2.0L恒温恒容密闭容器中充入2.0molN2和6.0molH2,加入催化剂发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),N2、H2的物质的量随时间的变化如图所示。
下列有关说法正确的是
A.使用催化剂可以缩短到达平衡时所需的时间
B.t1min时,N2的生成速率等于N2的消耗速率
C.0~t2min内,v(NH3)=mol·L-1·min-1
D.反应中通入足量的N2,可使H2完全转化为NH3
5.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。如图,我国学者发现T°C时,气态条件下,甲醇(CH3OH)在铜基催化剂表面进行反应的机理与能量变化如下:
下列有关叙述错误的是
A.反应I与反应II均为吸热反应
B.正反应的活化能:反应I >反应II
C.反应物与铜基催化剂的接触面积增大可提高反应速率
D.反应I为CH3OH(g)= CO(g) + 2H2(g) ΔH> 0
6.一定条件下,在密闭容器中发生反应:,测得内,A的物质的量减小了,则内该反应的化学反应速率是
A. B.
C. D.
7.可逆反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)的关系如图,则下列说法正确的是
A. 放热反应 B. 吸热反应 C. 吸热反应 D. 放热反应
8.某温度下在容积为2L的密闭容器中,发生反应;,当充入2mol X和1mol Y,经20s达到平衡时生成了0.4mol W。下列说法正确的是
①升高温度,同时增大反应物和生成物活化分子百分数,同等程度增大于正逆反应速率
②以Y的浓度变化表示的反应速率为
③在其它条件不变的情况下,增加1mol X,则X和Y的转化率均提高
④增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小,则平衡向正反应方向移动
⑤再向容器中通入2mol X和1mol Y,达到平衡时,X、Y的转化率均增大
A.①⑤ B.⑤ C.②③④ D.④⑤
9.相同温度下,在三个密闭容器中分别进行反应:。达到化学平衡状态时,相关数据如下表。下列说法不正确的是
实验 起始时各物质的浓度/() 平衡时物质的浓度/()
Ⅰ 0.01 0.01 0 0.008
Ⅱ 0.02 0.02 0 a
Ⅲ 0.02 0.02 0.04
A.该温度下,反应的平衡常数为0.25
B.实验Ⅱ达平衡时, a=0.016
C.实验Ⅲ开始时,反应向生成的方向移动
D.达到化学平衡后,压缩三个容器的体积,反应体系颜色均加深,是平衡逆移的结果
10.化学反应中常常伴随有能量变化,某反应的能量变化图如图所示,下列叙述正确的是
A.该反应不一定需要加热
B.,加入催化剂,、及均减小
C.该反应的反应物一定比生成物稳定
D.该反应断开所有反应物化学键所吸收的能量小于形成所有生成物化学键所释放的能量
11.一定温度下,在甲、乙、丙三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生甲醇合成二甲醚的反应:,起始时各物质的物质的量及平衡时各物质的物质的量如表所示。下列说法错误的是
容器 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
甲 387 0.20 0.080 0.080
乙 387 0.40
丙 207 0.20 0.090 0.090
A.该反应的正反应为放热反应
B.甲容器中反应比丙容器中反应达到平衡状态所需时间长
C.平衡时,甲、乙容器中的转化率相同
D.若起始时向甲容器中充入、和,则反应向正反应方向进行
12.化学与生产、生活、环境息息相关,下列说法正确的是
A.煤的干馏属于物理变化
B.用酒曲酿酒是利用催化剂使化学平衡正向移动
C.碳、氮、硫的氧化物溶于雨水均能形成酸雨
D.冷链运输中可利用干冰、冰块等辅助保冷制冷
13.在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体的压强不再变化 B.混合气体的密度不再变化
C. D.且不再变化
二、填空题
14.一定条件下,用或作催化剂对燃煤烟气回收。反应为。
(1)其他条件相同、催化剂不同,的转化率随反应温度的变化如图1,和作催化剂均能使的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择的主要优点是_______。
(2)某科研小组用作催化剂,在时,分别研究了为1∶1、3∶1时转化率的变化情况(图2)。则图2中表示的变化曲线为_______(填“a”或“b”)。
15.能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。
(1)利用工业废气CO2可制取甲醇,已知常温常压下下列反应的能量关系如图:
则CO2与H2反应生成CH3OH的热化学方程式为_____________________
(2)CH4和H2O(g)通过下列转化也可以制得CH3OH;
I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1>0
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2<0
将1.0molCH4和3.0molH2O(g)通入反应室(容积为100L)中,在一定条件下发生反应I,CH4的转化率与温度、压强的关系如下图所示。
①已知温度为T1℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为________;
②图中的p1_______p2(填“<”、“>”或“=”),判断的理由是________________________。
③若反应Ⅱ在恒容密闭容器进行,下列能判断反应Ⅱ达到平衡状态的是_________(填序号)。
a.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b.混合气体的密度不变
c.混合气体的总物质的量不变
d.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
④在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中发生反应II,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol·L﹣1)变化如下表所示:
2min 5min 10min
CO 0.07 0.06 0.05
H2 0.14 0.12 0.20
CH3OH 0.03 0.04 0.05
若5min时只改变了某一条件,则所改变的条件是_____________;10min时测得各物质浓度如表,10min时v正_______v逆(填“<”、“>”或“=”)。
16.Ⅰ、在密闭容器中发生如下反应 ;达到平衡后,改变下列条件,判断平衡移动的方向(向正反应方向移动、向逆反应方向移动、不移动)
(1)升高温度,平衡___________;
(2)增大压强,平衡___________;
(3)加入C,平衡___________;
(4)加入催化剂,平衡___________。
Ⅱ、在下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率?
(5)石灰石煅烧时要粉碎成细小的矿粒___________;
(6)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2,则很快产生气体___________;
(7)同样大小的石灰石分别在0.1mol·L-1的盐酸和1mol·L-1的盐酸中反应速率不同___________;
(8)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象___________;
(9)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒与镁粒,产生气体的速率不同___________;
17.对于处于化学平衡状态的反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),请回答:
(1)如果降低温度有利于氢气的生成,那么,正反应是放热反应还是吸热反应____?
(2)如果要提高一氧化碳的转化率,应该采取哪些措施____?
18.Ⅰ.图象具有直观、线索清晰、引导性强等特点,有利于提高统筹思维和概括能力。图是氮元素的化合价与部分常见含氮物质的关系。
请回答下列问题:
(1)丙的化学式为_______
(2)写出实验室制备甲的化学方程式:_______;收集甲物质的常用方法是_______
(3)若己物质的水溶液呈浅绿色,向该溶液中加入稀硫酸,溶液变黄色,同时生成丙,写出该过程中发生反应的离子方程式:_______
(4)丁是一种有颜色的气体,写出丁与水反应生成丙和戊的化学方程式,并用双线桥表示电子转移的情况:_______
(5)常温下,戊的浓溶液可以用干燥的铁罐车运输,原因是_______
Ⅱ.将等物质的量的、混合于2L的固定体积的密闭容器中,在一定条件下反应合成氨,经5min后达到平衡,其中;若将混合气体中氨气分离,恰好能与250mL2mol/L的稀硫酸溶液反应生成正盐;
(6)原容器中的物质的量是_______
(7)5min后容器中的物质的量浓度_______
(8)的转化率是_______
19.在一定温度下,在容积为5.0 L的密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),起始时,充入的N2和H2的物质的量分别是3.0 mol和6.0 mol,2min达化学平衡状态,此时生成NH3的物质的量与总物质的量之比为12:31。试求:
(1)计算2min内N2的平均反应速率为_______g/min。
(2)H2的转化率是_______。
(3)平衡时混合气体中N2的体积分数是_______。
(4)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A.反应中N2与H2的物质的量之比为1:3
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.2v (N2)= v (NH3)
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
F.H2的转化率达到最大,且保持不变
(5)以下能使此反应速率加快的措施是_______。
① 通过减小容器体积增大压强
② 升高温度
③ 恒压条件通入He
④ 恒容条件下通入N2
20.一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应,2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为,回答下列问题:
(1)用B表示的反应速率_______。
(2)A的平衡转化率为_______。
(3)此温度下该反应的平衡常数_______。
(4)平衡时C的体积分数_______。
21.某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行,0~3min内各物质的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)反应开始至2min时,B的平均反应速率为_______,A的转化率为_______。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.单位时间内消耗n mol A的同时,生成n mol C
B.容器内压强保持不变
C.
D.容器内混合气体的密度保持不变
E.
F.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)该反应达到平衡状态时,平衡常数K=_______。
(5)当改变下列条件时,反应速率会减小的是_______(填标号)。
A.降低温度 B.加入正催化剂
C.增大容器体积 D.恒容下,充入He
22.一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂。McMorris测定和计算了在136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp:
2NO(g)+2ICl(g) 2NOCl(g)+I2(g) Kp1
2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g) Kp2
得到lg Kp1~和lg Kp2~均为线性关系,如下图所示:
(1)由图可知,NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
(2)反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=______(用Kp1、Kp2表示);该反应的ΔH_____0(填“大于”或“小于”),写出推理过程:___________。
23.回答下列问题:
(1)近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂的作用下合成甲醇()是其中的一个研究项目,该研究发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO与反应合成甲醇:
Ⅱ.与反应合成甲醇:
①上述反应符合原子经济性的是反应_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
②在一定温度下容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ,下列说法正确的是_______。
a.向其中充入Ar,压强增大,化学反应速率增大
b.通过调控反应条件,可以改变该反应进行的程度
c.同一方向的反应速率关系为
d.容器内压强不再发生变化,说明达到平衡
(2)一定条件下,容积2L的密闭容器中,将4molL气体和2molM气体混合,发生如下反应:,10min末达到平衡,生成0.6mol R,测得Q的浓度为0.9mol/L。计算:
①前10min内用M表示的化学反应速率为_______。
②化学方程式中x值为_______。
③L的转化率是_______。
④反应起始至平衡时,反应容器内气体的平均相对分子质量随着反应的进行而_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】根据三段式:,,,。
A.,A错误;
B.根据上述计算,,充入的为2a,为6mol,B正确;
C.根据以上三段式计算:,C错误;
D.平衡时,的物质的量为,浓度为,D错误;
故选B。
2.B
【详解】A.升高温度能加快反应速率,故A错误;
B.增大反应物的浓度,能加快反应速率,故B正确;
C.增大压强,能够增大在水中的溶解度,使反应物氯气的浓度增大,可以加快反应速率,故C错误;
D.反应为可逆反应,反应物的转化率不能100%转化,故D错误;
故选B。
3.B
【详解】A.大多数放热反应能自发进行,大多数熵减反应能自发进行,而ΔH-TΔS<0的反应任何温度下均能自发进行,描述正确,故A不符题意;
B.ΔG=ΔH-TΔS,△H<0,△S>0的反应ΔG恒小于0,说明任何温度下该反应均能自发进行,描述错误,故B符合题意;
C.根据物质物态变化,该反应正反应方向ΔS<0,室温下能自发进行,说明ΔG<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,可知只有△H<0时才有可能实现T较小时ΔG<0,描述正确,故C不符题意;
D.根据反应物态变化可知反应正向△S>0,当T值较大时可推得该反应可以出现ΔG<0,说明在较高温度时可以实现体系自发向混乱度增加的方向转变,描述正确,故D不符题意;
故答案选B。
4.A
【详解】A.催化剂可以加快反应速率,故可以缩短到达平衡时所需的时间,故A正确;
B.t1min时,反应正向移动,故N2的生成速率小于N2的消耗速率,故B错误;
C.0~t2min内,v(H2)=mol·L-1·min-1=mol·L-1·min-1,根据速率之比等于系数之比,可得v(NH3)=mol·L-1·min-1,故C错误;
D.可逆反应不能进行到底,反应物不能完全转化为生成物,故D错误;
故选A。
5.A
【详解】A.由图可知,反应II的反应物能量大于生成物的能量,为放热反应,A错误;
B.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,正反应的活化能:反应I >反应II,B正确;
C.反应物与铜基催化剂的接触面积增大利于甲醇(CH3OH)在铜基催化剂表面进行反应,可提高反应速率,C正确;
D.由图可知,反应I生成物能量大于反应物的能量,反应为吸热反应,焓变大于零,反应I为CH3OH(g)= CO(g) + 2H2(g) ΔH> 0,D正确;
故选A。
6.B
【分析】一定条件下,在2L密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g)═2C(g)+3D(g),测得5min内,A的物质的量减小了10mol,则B减少20mol,v(B)==2mol/(L min),根据化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算分析。
【详解】A.A为固体,一般不用固体的物质的量的变化表示化学反应速率,故A错误;
B.根据分析,v(B)==2mol/(L min),故B正确;
C.根据化学计量数,v(B)=,故C错误;
D.根据化学计量数,,故D错误;
故选:B。
7.D
【详解】温度升高反应速率加快,T2先达到平衡,可知T1< T2,由图可知升高温度,C的质量分数减小,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,故选D。
8.B
【详解】①升高温度,同时增大反应物和生成物活化分子百分数,正、逆反应速率都加快,由于正反应为放热反应,故逆反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度,平衡向逆反应方向移动,①错误;
②以W的浓度变化表示的反应速率为=0.01mol/(L s),用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比,则以Y的浓度变化表示的反应速率为0.005mol/(L s),②错误;
③在其它条件不变的情况下,增加1molX,平衡向正反应方向移动,Y的转化率提高,X的转化率减小,③错误;
④增大压强,正、逆反应速率都增大,正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度,平衡向正反应方向移动,④错误;
⑤再向容器中通入2molX和1molY,相当于在原平衡的基础上将容器的体积缩小为1L,增大压强,平衡正向移动,X、Y的转化率均增大,⑤正确;
正确的只有⑤,答案选B。
9.D
【详解】A.由第I组数据可知,达到平衡时,==0.008mol/L,=0.004mol/L,该温度下,反应的平衡常数为,故A正确;
B.反应条件为恒温恒容,实验Ⅱ相对于实验I相当于加压,平衡不移动,则实验Ⅱ达平衡时,故a=0.016,故B正确;
C.温度不变,平衡常数不变,实验Ⅲ开始时,浓度商,故反应向逆反应方向,即生成的方向移动,故C正确;
D.该反应前后气体物质的量不变,加压,平衡不移动,反应体系颜色均加深,是因为容积减小,碘蒸气浓度造成的,故D错误;
故选D。
10.A
【详解】A.根据图中的数据,可以看出是反应物的能量小于生成物的能量,则反应是吸热反应,但是不一定需要加热才能发生,A正确;
B.催化剂只能改变反应的活化能,不会改变化学反应的反应热,E1、E2减小,但是△H不变, B 错误;
C.根据图示数据可以看出反应物的能量小于生成物的能量,不知道反应物和生成物具体的物质和种类个数,无法确定稳定性,C错误;
D.根据图中的数据,E1>E2,断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量,D错误;
故选A。
11.B
【详解】A.根据实验甲、丙可知:二者只有反应温度不相同,当反应达到平衡时,生成物的物质的量增大,说明降低温度,化学平衡正向移动,则该反应的正反应为放热反应,A正确;
B.其它条件相同时,温度越高反应速率越快,故甲容器中反应比丙容器中反应达到平衡状态所需时间短,B错误;
C.该反应是反应前后气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不发生移动,故平衡时,乙容器中CH3OH的转化率与甲容器中相同,C正确;
D.根据物质反应转化关系,对于甲容器的反应,平衡时c(CH3OH)=(0.20-0.08×2)mol/L=0.04 mol/L,c(CH3OCH3)=c(H2O)=0.080 mol/L,则该温度下的化学平衡常数K=;若起始时向甲容器中充入0.10 mol CH3OH(g)、0.15 mol CH3OCH3(g)和0.10 mol H2O(g),容器的容积是1 L,物质的浓度在数值上等于其物质的量,此时的浓度商Qc=<4,化学反应正向进行,D正确;
故选B。
12.D
【详解】A.煤的干馏发生的是化学变化,有新的物质生成,A错误;
B.催化剂只能改变化学反应速率不能改变平衡转化率,所以不能使化学平衡正向移动,B错误;
C.碳的氧化物溶于雨水不能形成酸雨,C错误;
D.冷链运输中可利用干冰、冰块等辅助保冷制冷,D正确;
故选D。
13.C
【详解】A.该反应体系温度和容积不变,反应的气体分子数改变,混合气体的压强发生变化,则当混合气体的压强不再变化,能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应体系容积不变,气体总质量发生改变,则混合气体的密度发生变化,则当混合气体的密度不再变化,能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.未指明反应速率的方向,其比值等于系数之比也不能说明反应达到平衡状态,C符合题意;
D.且不再变化,即反应体系各组分浓度不再改变,能说明反应达到平衡状态,D不符合题意;
故选C。
14.(1)作催化剂时,在相对较低温度可获得较高的转化率,从而节约能源
(2)a
【详解】(1)根据图1可知,和作催化剂均能使的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择的主要优点是作催化剂时,在相对较低温度可获得较高的转化率,从而节约能源。
(2)在其他条件不变时,增大的浓度,可以提高的平衡转化率。由图2可知转化率:,所以曲线a表示的变化曲线,曲线b表示的变化曲线。
15.(1)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-50kJ/mol
(2) 0.003mol/(L·min) < 该反应为反应前后气体体积增大的反应,温度相同时,压强越大,CH4的转化率越小,压强为P1的CH4的转化率高,所以P1<P2 cd 加1mol氢气 >
【详解】(1)图1中的热化学方程式为①CO(g)+H2O(l)=CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol,②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-(510-419)kJ/mol=-91kJ/mol,依据盖斯定律②-①得:二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-50kJ/mol;
(2)①由图知道平衡时甲烷的转化率为0.5,所以△c(CH4)==0.005mol/L,所以v(CH4)==0.001mol/(L·min),速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=3v(CH4)=3×0.001mol/(L·min)=0.003mol/(L·min),故答案为0.003mol/(L·min);
②温度相同时,作垂直x轴的辅助线,压强为P1的CH4的转化率高,反应为前后体积增大的反应,压强增大平衡向体积减小的方向移动,即向逆反应移动,CH4的转化率降低,所以P1<P2,故答案为<;该反应为反应前后气体体积增大的反应,温度相同时,压强越大,CH4的转化率越小,压强为P1的CH4的转化率高,所以P1<P2;
③a、生成CH3OH的速率与消耗CO的速率都表示正反应速率,不能判断反应Ⅱ达到平衡状态,错误;b、容器的体积不变,气体的质量不变,混合气体的密度始终不变,不能判断反应Ⅱ达到平衡状态,错误;c、该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,混合气体的总物质的量不变,表示反应达到了平衡状态,正确;d、CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化,表示反应达到了平衡状态,正确;故选cd;
④对比6min和8min时各物质的浓度可知改变条件后反应反应向正方向进行,按照转化量之比等于计量系数之比△C(CO):△C(H2):△C(CH3OH)=0.01mol/L:0.02mol/L:0.01mol/L,所以8min后三种物质的浓度应为:(0.06-0.01)mol/L、(0.12-0.02)mol/L、(0.04+0.01)mol/L,而8min后氢气的浓度为0.2mol/L,所以多加了0.1mol/L×10=1mol的氢气;该温度下,甲醇的平衡浓度是0.06mol/L,氢气的平衡浓度是0.12mol/L,一氧化碳的平衡浓度是0.04mol/L所以平衡常数K==≈46.3,第10min时反应的浓度商Qc====25<K,反应向正反应方向进行,v正>v逆,故答案为加1mol氢气;>。
【点睛】考查了热化学方程式的书写、化学平衡移动的影响因素、化学平衡常数的计算和应用和盖斯定律求反应热的相关知识。
16.(1)向正反应方向移动
(2)向逆反应方向移动
(3)不移动
(4)不移动
(5)固体表面积
(6)催化剂
(7)浓度
(8)温度
(9)反应物本身的性质
【详解】(1)对于反应,由勒夏特列原理,该反应,为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向进行,所以向正反应方向移动,故填向正反应方向移动;
(2)该反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动,所以增大压强,该反应向逆反应方向移动,故填向逆反应方向移动;
(3)C为固体,平衡后改变固体或纯液体的量平衡不移动,所以加入C,平衡不移动,故填不移动;
(4)加入催化剂,正逆反应速率改变程度一致,平衡不移动,所以加入催化剂,平衡不移动,故填不移动;
(5)石灰石煅烧时要粉碎成细小的矿粒,改变了固体表面积,使比表面积增大,反应速率加快,影响因素为固体表面积,故填固体表面积;
(6)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2,在二氧化锰催化作用下,降低了反应的活化能,反应速率加快,很快产生气体,二氧化锰作为催化剂,所以影响因素为催化剂,故填催化剂;
(7)0.1mol·L-1的盐酸和1mol·L-1的盐酸中氢离子浓度不同,所以与石灰石反应的速率不同,浓度越大,单位体积内有效碰撞概率增大,反应速率加快,影响因素为浓度,故填浓度;
(8)夏天温度高,食品被氧化的速率加快,滋生细菌,易发生霉变,冬天温度低,食品被氧化的速率减慢,不易霉变,其影响因素为温度,故填温度;
(9)锌粒与镁粒的活泼性不同,镁比锌活泼,所以同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒与镁粒,加入镁粒的反应速率快,影响因素为反应物本身性质,故填反应物本身性质。
17.(1)放热
(2)降低温度、提高水蒸气的浓度
【详解】(1)降低温度有利于氢气的生成,说明降低温度平衡正向移动,则正反应为放热反应;
(2)该反应为放热反应,降低温度可以使平衡正向移动,提高CO的转化率;提高水蒸气的浓度也可以使平衡正向移动,提高CO的转化率。
18.(1)NO
(2) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 向下排空气法
(3)3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O
(4)
(5)常温下,浓硝酸可使铁表面产生一层致密的氧化膜,即发生“钝化”
(6)2mol
(7)0.25mol/L
(8)25%
【分析】依据氮元素的化合价与部分常见含氮物质的关系图可知,甲为NH3,乙为N2,丙为NO,丁为氮的正四价氧化物,戊为HNO3,己为硝酸盐。
【详解】(1)丙为含+2价氮的氧化物,丙为NO。
(2)由分析可知,甲为NH3,实验室加热氢氧化钙和氯化铵的混合物制取氨气,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,氨气密度比空气小、极易溶于水与水反应,常用向下排空气法收集氨气。
(3)己物质的水溶液呈浅绿色,己为硝酸亚铁,向该溶液中加入稀硫酸,硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性,与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和一氧化氮,反应的离子方程式为:3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O。
(4)丁为氮的正四价氧化物,是一种有颜色的气体,与水反应生成NO和HNO3,丁为NO2,氮元素化合价由+4价升高到+5价,由+4价降低到+2价,用双线桥表示该反应的电子转移情况为:。
(5)戊的浓溶液为浓硝酸,常温下,浓硝酸可使铁表面产生一层致密的氧化膜,即发生“钝化”,因此可用干燥的铁罐车运输。
(6)设氮气和氢气的物质的量均为amol,氮气的转化量为xmol,列三段式:
由平衡时可知,,解得x=;产生的氨气与稀硫酸反应生成正盐,反应为:2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,则n(NH3)=2n(H2SO4)=22mol/L0.25L=1mol,即2x=1mol,解得x=0.5mol,a=2mol,原容器中氮气的物质的量为2mol。
(7)5min后容器中的物质的量浓度为===0.25mol/L。
(8)氮气的转化率为100%=100%=25%。
19.(1)
(2)62.8%
(3)41.9%
(4)CEF
(5)①②④
【详解】(1)
根据生成NH3的物质的量与总物质的量之比为12:31可得:,解得x=。2min内N2的变化量是,2min内N2的平均反应速率为=g/min;
(2)氢气的转化率为;
(3)平衡时混合气体中N2的体积分数是;
(4)A.最开始的投料比为2:6=1:3即为反应的化学计量系数之比,反应中N2与H2的物质的量之比始终为1:3,不能作为平衡的标准,A错误;
B.该反应只有气体参与,质量守恒,混合气体的总质量不随时间的变化而变化,B错误;
C.该反应不是等体积反应,混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化可以作为标志,C正确;
D.反应的任何阶段存在:2v (N2)= v (NH3),D错误;
E.这是一个气体体积减小的反应,当混合气体的压强不随时间的变化而变化时达到平衡,E正确;
F.H2的转化率达到最大,且保持不变,氢气的含量不变,该反应达到平衡,F正确;
故选CEF。
(5)增大压强和升高温度,化学反应速率加快,①②正确;③恒压条件通入He,容器体积扩大,该反应速率减慢,错误;
④恒容条件下通入N2,增加反应物浓度,反应速率加快,正确;
故选①②④。
20.(1)
(2)60%
(3)0.5
(4)20%
【分析】根据三段式有:
0.2x=,解得x=2;
【详解】(1)用B表示的反应速率;
(2)A平衡转化率= ;
(3);
(4)平衡时C的体积分数=。
21.(1)
(2) 或 40%
(3)BF
(4)80/9(或8.9)
(5)AC
【详解】(1)根据图象可知,随着反应进行A和B物质的量减少为反应物,C的物质的量增大,C为生成物,0~2min变化物质的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)=(5-3)∶(2-1)∶(4-2)=2∶1∶2,即反应方程式为2A(g)+B(g)2C(g);故答案为2A(g)+B(g)2C(g);
(2)利用化学反应速率数学表达式,v(B)==0.1mol/(L·min);A的转化率为=40%;故答案为0.1mol/(L·min);40%;
(3)A.消耗A,生成C,反应方向均是向正反应方向进行,不能说明达到平衡,故A不符合题意;
B.相同条件下,气体压强之比等于气体物质的量之比,该反应为气体物质的量减少的反应,因此当容器内压强保持不变,说明反应达到平衡,故B符合题意;
C.用不同物质的反应速率表示反应达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,即时,说明反应达到平衡,故C不符合题意;
D.容器为恒容,气体体积始终保持不变,根据质量守恒,气体质量始终保持不变,混合气体密度始终保持不变,即容器内混合气体的密度保持不变,不能说明该反应达到平衡,故D不符合题意;
E.物质的量浓度之比不能说明反应达到平衡,故E不符合题意;
F.该反应为气体物质的量减少的反应,组分都是气体,气体总质量保持不变,根据,因此当混合气体平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡,故F符合题意;
答案为BF;
(4)根据化学平衡常数的定义,该反应的平衡常数K==;故答案为;
(5)A.降低温度,反应速率减缓,故A符合题意;
B.加入正催化剂,加快反应速率,故B不符合题意;
C.增大容器的体积,组分浓度降低,化学反应速率减缓,故C符合题意;
D.容器为恒容,充入He,组分浓度不变,化学反应速率不变,故D不符合题意;
答案为AC。
22.(1)大于
(2) Kp1·Kp2 大于 设T1>T2,即<,由题图可知,lg Kp2随着的增大而减小,即lg Kp2(T2)<lg Kp2(T1);lg Kp1随着的增大而增大,即lg Kp1(T2)>lg Kp1(T1)。由题给图象斜率可知,由T2到T1,lg Kp1与lg Kp2的变化量的关系为lg Kp2(T1)-lg Kp2(T2)>lg Kp1(T2)-lg Kp1(T1),lg Kp1(T1)+lg Kp2(T1)>lg Kp1(T2)+lg Kp2(T2),lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)],则Kp1(T1)·Kp2(T1)>Kp1(T2)·Kp2(T2),则K(T1)>K(T2),即温度升高,K增大,则ΔH>0
【详解】(1)纵坐标为lg Kp1、lg Kp2,横坐标为×103;由题图可知,lg Kp2随着的增大逐渐减小,即Kp2随着温度的降低逐渐减小,说明对于反应2NOCl(g)??2NO(g)+Cl2(g),降低温度,平衡逆向移动,则ΔH大于0;
(2)2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g) Kp1(ⅰ);
2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g) Kp2(ⅱ);
根据盖斯定律,由(ⅰ)+(ⅱ)可得2ICl(g)I2(g)+Cl2(g) 则K=Kp1·Kp2;
设T1>T2,即,由题图可知,lg Kp2随着的增大而减小,即lg Kp2(T2)<lg Kp2(T1);lg Kp1随着的增大而增大,即lg Kp1(T2)>lg Kp1(T1);由题给图象斜率可知,由T2到T1,lg Kp1与lg Kp2的变化量的关系为lg Kp2(T1)-lg Kp2(T2)>lg Kp1(T2)-lg Kp1(T1),lg Kp1(T1)+lg Kp2(T1)>lg Kp1(T2)+lg Kp2(T2),lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg [Kp1(T2)·Kp2(T2)],则Kp1(T1)·Kp2(T1)>Kp1(T2)·Kp2(T2),则K(T1)>K(T2),即温度升高,K增大,则ΔH>0。
23.(1) Ⅰ bd
(2) 0.06mol/(L·min) 3 60% 增大
【解析】(1)①反应Ⅰ属于化合反应,原子利用率100%,符合原子经济性;反应Ⅱ除生成甲醇外,还生成水,原子利用率不是100%,不符合原子经济性;故答案为Ⅰ;②a.恒温恒容时,充入Ar,随压强增大,但组分浓度不变,即化学反应速率不变,故a说法错误;b.该反应为可逆反应,可以通过改变温度、压强、浓度等,改变该反应进行程度,故b说法正确;c.化学反应速率之比等于化学计量数之比,即3v(CO2)=v(H2),故c说法错误;d.该反应为气体物质的量减少的反应,相同条件下,压强之比等于气体物质的量之比,因此压强不再改变,说明反应Ⅱ达到平衡,故d说法正确;答案为bd;
(2)①10min末达到平衡,生成0.6molR,同时消耗M的物质的量为1.2mol,用M表示反应速率v(M)==0.06mol/(L·min);故答案为0.06mol/(L·min);②达到平衡时,生成Q的物质的量为0.9mol/L×2L=1.8mol,则有,解得x=3;故答案为3;③生成生成0.6molR,同时消耗L的物质的量为2.4mol,则L的转化率为=60%;故答案为60%;④x=3,推出该反应为气体物质的量减少的反应,组分都是气体,则气体总质量保持不变,根据,随着反应进行,气体平均相对分子质量增大;故答案为增大。
答案第1页,共2页
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