第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题
一、单选题(共20题)
1.德国科学家Benjamin List获得2021年诺贝尔化学奖,他通过实验发现了脯氨酸可以催化羟醛缩合反应,其机理如下图所示。下列说法错误的是
A.有机物①能够降低反应的活化能
B.反应中涉及的氢离子均符合2电子稳定结构
C.反应中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
D.有机物⑥中含有2个手性碳原子
2.下列说法正确的是
A.100mL、的HA和HB分别与足量的锌充分反应,HA放出的氢气多,说明HA的酸性比HB弱
B.电解精炼铜时,阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属
C.在溶液中由于铵根的水解促进了水的电离,所以水的电离程度增大
D.在一密闭容器中发生反应,增大压强,平衡会正向移动,的值增大
3.下列离子方程式不正确的是
A.钠与水反应:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
B.草酸溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液:5C2O+2MnO+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
C.K2Cr2O7溶液中加入氢氧化钠溶液,溶液颜色由橙色变为黄色证明溶液中存在平衡:Cr2O+H2O2CrO+2H+
D.浓硝酸中加入少量铁粉并加热:Fe+3NO+6H+Fe3++3NO2↑+3H2O
4.一定温度下,可逆反应2NO22NO+O2在恒容密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2;
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO;
③混合气体的密度不再改变;
④混合气体的颜色不再改变;
⑤密闭容器中压强不再改变;
A.②③⑤ B.①④⑤ C.①③④ D.全部
5.CH4与CO2混合气体在某催化剂表面会发生积碳反应和消碳反应:
积碳反应 消碳反应
在其余条件不变的情况下,该催化剂表面积碳量随温度升高呈现先增后减的变化。下列关于升温过程中积碳、消碳反应的平衡常数(K)和反应速率(v)说法正确的是
A.K积减小、K消增加 B.v积减小、v消增加
C.K积减小倍数比K消减小倍数大 D.v消增加倍数比v积增加倍数大
6.还原1,1-二溴-1-烯烃机理如图所示。下列说法正确的是
A.为该反应的催化剂 B.反应过程中有非极性键的断裂和生成
C.结合键具有选择性 D.该反应的总反应为
7.下列反应在任何温度下都不能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
8.1889年,阿伦尼乌斯提出了反应速率常数与温度间关系的经验公式:(k为反应速率常数,R为摩尔气体常量,T为热力学温度,为活化能,A为比例系数),该公式可以用于计算基元反应(指在反应中一步直接转化为产物的反应)的活化能.下图是三个不同的基元反应的随变化的曲线图。下列关于上述基元反应的说法中错误的是
A.活化能由大到小的顺序是
B.一定温度下,活化能小的反应,化学反应速率大
C.对于不同反应,温度升高时活化能大的反应速率变化大
D.对于同一反应,反应速率随温度的升高而增大
9.在一定温度下的定容密闭容器中进行反应:,不能说明该反应已达到化学平衡的是
A.的体积分数不随时间变化而变化
B.压强不随时间变化而变化
C.混合气体的密度不再发生改变
D.单位时间内生成,同时生成
10.在容积不变的密闭容器中,一定量的SO2与O2发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。温度分别为t1和t2时,SO3的体积分数随时间的变化如图所示,下列关系式不正确的是
A.t1<t2 B.ΔH<0 C.ΔH>0 D.K1>K2
11.对以下三个化学反应,反应条件分别如下(其他条件相同),其反应速率最快的是( )
反应 温度 催化剂
甲:A(g)=2B(g)+C(g) 20℃ 无
乙:2D(g)=E(g)+3F(g) 100℃ 无
丙:G(g)=H(g)+Y(g) 500℃ 有
A.反应甲 B.反应乙 C.反应丙 D.不能确定
12.已知:A(g)+2B(g) 3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应,t1时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态II,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡 B.t2时改变的条件:向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数φ:φ(II)<φ(I) D.平衡常数K:
13.在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示(CO、CH2O为副产物).
上述合成甲醇的反应速率较慢,要加快其反应速率,主要需降低过程中能量变化的基元反应为
A. B.
C. D.
14.相同温度下,甲、乙两个恒容密闭容器均进行反应:X(g)+Y(g)W( )+2Z(g)△H<0。实验过程中部分数据如表所示。
容器 起始容积 物质的起始加入量 平衡时的物质的量浓度
甲 2L 1molX、1molY 0.6mol L-1
乙 5L 2molW、4molZ 0.48mol L-1
下列说法错误的是
A.该温度下W为非气态
B.平衡后正反应速率v正(X):甲<乙
C.该温度下反应的化学平衡常数K=9
D.适当降低乙容器的温度可能使c(Z)甲=c乙(Z)
15.下图是不同物质在密闭容器中反应的有关图像,下列对有关图像的叙述正确的是
A.图1:对达到平衡后,在时刻充入了一定的HI,平衡逆向移动
B.图2:该图像表示的方程式为
C.图3:对,图中
D.图4:对可表示X的百分含量
16.下列说法不正确的是
A.在其他外界条件不变的情况下,增大压强,不能增大活化分子的百分数
B. 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
C.焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.、的反应在任何温度下都能自发进行
17.反应X(g)+Y(g) 3Z(g) △H<0,达到平衡时,下列说法正确的是
A.减小容器体积,平衡向右移动 B.恒容时充入He气,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大 D.降低温度,Y的转化率增大
18.A、B、C、D 均为气体,对于A+ 3B2C + D 的反应来说,以下化学反应速率的表示中反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.4 mol/(L s) B.v(B)=0.8mol/(L s) C.v(C)=0.6 mol/(L s) D.v(D)=0.1mol/(L s)
19.在相同温度下(T=500 K),有相同体积的甲、乙两容器,且保持体积不变,甲容器中充入1 g SO2和1 g O2,乙容器中充入2 g SO2和2 g O2。下列叙述中错误的是( )
A.化学反应速率:乙>甲
B.平衡时O2的浓度:乙>甲
C.平衡时SO2的转化率:乙>甲
D.平衡时SO2的体积分数:乙>甲
20.对可逆反应下列达到平衡状态的标志是
A.达到化学平衡时
B.单位时间内生成的同时,消耗
C.的物质的量之比满足
D.单位时间里生成的同时消耗
二、非选择题(共5题)
21.已知反应:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH>0。
(1)此反应的平衡常数表达式为K= 。
(2)温度降低,则K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)已知1100℃时,K=0.263,此时测得c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.1 mol/L,此时该反应 (填“处于”或“不处于”)化学平衡状态,化学反应速率:正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率,其原因是 。
(4)分析下列反应,在任何温度下均能自发进行的是_______
A.2N2(g)+O2(g) 2N2O(g) ΔH= +163 kJ/mol
B.Ag(s)+Cl2(g) AgCl(s) ΔH= -127 kJ/mol
C.HgO(s) Hg(1)+O2(g) ΔH= +91 kJ/mol
D.H2O2(1) O2(g)+H2O(1) ΔH= -98 kJ/mol
22.在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和Na2SO3可发生如下反应:2+5+2H+=I2+5+H2O,生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某学生设计实验如下表所示(表格中体积单位均为mL):
0.01mol/LKIO3溶液的体积 某浓度的Na2SO3溶液的体积 H2O的体积 实验温度/℃ 溶液出现蓝色所需时间
实验1 5 5 V1 0 a
实验2 5 5 20 25 b
实验3 5 V2 15 25 c
(1)V1= mL,V2= mL。
(2)如果研究浓度对反应速率的影响,使用实验 和实验 。
(3)对比实验1和实验2,可以研究 对化学反应速率的影响。
(4)溶液出现蓝色所需的时间从多到少的顺序是 (用a、b、c表示)。
(5)已知反应:2Na2SO3(aq)+O2(aq)=2Na2SO4(aq)。在291.5K时,1.0 L溶液中Na2SO3初始量为10 mmol(1 mol=103 mmol),每5s记录一次溶解氧浓度,一段时间后实验结果如曲线,求0-40s内Na2SO3的平均反应速率为 。
23.某小组利用弱酸H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液(H2SO4酸化)反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。该小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积来判断反应的快慢。设计实验方案如表:
编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度℃
浓度/mol L-1 体积/mL 浓度/mol L-1 体积/mL
① 0.10 20 0.10 30 25
② 0.20 20 0.10 30 25
③ 0.20 20 0.10 30 50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,MnO转化为Mn2+,写出该反应的离子方程式 ;每消耗1molH2C2O4,则反应中转移 mol电子。
(2)探究浓度对化学反应速率影响的实验编号是 ,实验②、③探究 对化学反应速率影响。本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。
(3)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
a.该反应放热,使体系温度升高;
b. 。
24.物质A~G是中学化学中常见的物质,这些物质有如图所示的转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A、B、F含有一种相同的元素,C、D、G含有一种相同的元素,F具有磁性,G为黑色非金属单质。
(1)物质A溶解于盐酸,然后加入KSCN溶液,溶液不变色,再滴加几滴氯水,溶液变为血红色,由此推知A的化学式为 。
(2)反应③的化学方程式是 。
(3)写出下列物质的化学式:E 、F 。
(4)若C是一种气体,在温度为1 100 ℃的某固定容积的密闭容器中发生反应:A(s)+C(g)??B(s)+D(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0),该温度下平衡常数K=0.263。若生成1 mol B,则吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)a kJ;若加入过量的A,则C的转化率 (选填“升高”、“不变”或“降低”);若容器内压强不再随时间变化,则该反应 (选填“达到”、“未达到”或“不一定达到”)化学平衡状态;该反应达到化学平衡状态时,若[C]=0.100 mol·L-1,则[D]= mol·L-1。
25.A、B、C、D都是中学化学中的常见化合物,均由周期表前18号元素组成,D为红棕色气体,甲、乙是两种单质,以上单质和化合物之间在如图1所示的反应关系(反应物和生成物均无省略)。
请回答下列问题:
(1)图1所示转化过程中包含的反应类型有 (填字母)。
a.置换反应 b.复分解反应 c.分解反应 d.化合反应
(2)图1中反应①的化学方程式是 。
(3)图1中反应③在一定条件下为可逆反应,反应的能量变化如图2所示,当该反应处于平衡状态时,下列措施中有利于提高C的平衡转化率的是 (填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强
D.减小压强 E.加入催化剂 F.增加C的量
(4)若将l.00 mol甲和2.00 mol C混合充入容积为2 L的密闭容器中,3分钟后反应达到平衡。平衡后混合气体总物质的量为2.55mol,用甲表示的化学反应速率为
mol L-1 min-1。
(5)容积均为2 L的四个密闭容器中均进行着(4)中的反应,某温度下,各物质物质的量(mol)及正逆反应速率关系如下表所示:
容器编号 n(甲) n(C) n (D) v正与v逆的关系
Ⅰ 0.20 0.10 0.20 v正=v逆
Ⅱ 0.20 0.40 1.00 ②
Ⅲ 0.60 1.20 0.80 ③
①若方程式系数为最简整数比,则该温度下的平衡常数K=
填写表中空格: ② ③
参考答案:
1.B
A.由图可知,有机物①是第一个反应的反应物,是最后一个反应的生成物,所以是该反应的催化剂,能降低反应所需活化能,故A正确;
B.H+离子中不含有电子,不符合2电子稳定结构,故B错误;
C.反应中,有机物①生成③,有极性键N—H、C=O极性键的断裂,C=N极性键的形成;有机物③生成有机物④的过程中有C=C非极性键的形成,有机物④生成⑥的过程中,有C=C键的断裂,所以反应中涉及极性键和非极性键的断裂与生成,故C正确;
D.由结构简式可知,有机物⑥中连接醇羟基、羧基的两个碳原子为手性碳原子,所以分子中含有2个手性碳原子,故D正确;
故选B。
2.A
mL 的酸HA和HB分别与足量的锌反应,HA放出的氢气多说明HA溶质浓度大,说明HA酸性比HB弱,故A正确;
B.电解精炼铜时,阳极泥中含有Ag、Au等不活泼金属,不会含有比铜活泼的Zn、Fe等金属,故B错误;
C.在溶液呈强酸性,氢离子抑制了水的电离,故C错误;
D.在一密闭容器中发生反应,增大压强,平衡会正向移动,由于温度不变,则平衡常数的值不变,故D错误;
故选A。
【点睛】体积相同,pH相同的盐酸和醋酸,由于醋酸存在电离平衡,所以酸的浓度:盐酸小于醋酸;若浓度相等的盐酸和醋酸,溶液中氢离子浓度:盐酸大于醋酸。
3.B
A.钠与水反应产生NaOH、H2,根据物质的拆分原则,可知该反应的离子方程式为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,A正确;
B.草酸是二元弱酸,应该写化学式,该反应的离子方程式应该是:5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,B错误;
C.K2Cr2O7溶液中存在化学平衡:Cr2O+H2O2CrO+2H+,向其中加入NaOH溶液,NaOH电离产生的OH-中和溶液中H+,化学平衡正向移动,导致c(Cr2O)减小,c(CrO)增大,因此看到溶液颜色由橙色变为黄色,C正确;
D.反应符合事实,遵循物质的拆分原则及电子守恒、电荷守恒、原子守恒,D正确;
故合理选项是B。
4.B
可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的物理量不变,二氧化氮浓度不变,混合气体的颜色不变。
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,说明反应v正=v逆,达到平衡状态;
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO,无论反应是否达到平衡状态,反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达到平衡状态;
③容器体积不变,气体质量不变,所以密度始终不变,密度不变不能确定是否达到平衡;
④混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变,达到平衡状态;
⑤反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的压强不变;
综上所述①④⑤正确,故选B。
5.D
A.积碳、消碳反应的正反应都是吸热反应,升温,平衡正向移动,K积、K消均增加,故A错误;
B.升高温度,反应速率加快,则v积、v消均增加,故B错误;
C.从A选项分析可知,K积、K消均增加,故C错误;
D.积碳量随温度升高呈现先增后减,说明后面的消碳反应速率比积碳的快,即v消增加倍数比v积增加倍数大,故D正确;
答案选D。
6.C
A.为该反应的催化剂,为反应物,故A错误;
B.反应过程中无非极性键的断裂和生成,故B错误;
C.当碰到 中存在的两个键时,只与其中一个结合,说明结合键具有选择性,故C正确;
D.根据流程图,反应的总反应为 ,D错误;
选C。
7.A
ΔH-TΔS<0的反应可自发进行,反应的自发性取决于焓变、熵变的综合判据,以此解答该题。
A.的,ΔS<0,根据ΔH-TΔS<0的反应可自发进行可知,在任何温度下都不能自发进行,A符合;
B.的,ΔS>0,根据ΔH-TΔS<0的反应可自发进行可知,在高温下能自发进行,B不符合;
C.的,ΔS<0,根据ΔH-TΔS<0的反应可自发进行可知,在低温下能自发进行,C不符合;
D.的,ΔS<0,根据ΔH-TΔS<0的反应可自发进行可知,在低温下能自发进行,D不符合;
答案选A。
8.A
A.根据图象可知,当温度相同时反应Ⅰ对应lnk较大,根据lnk=lnA﹣,则此时Ea偏小,故活化能由大到小的顺序是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ,故A错误;
B.活化能越小,反应速率越大,故B正确;
C.根据lnk=lnA﹣,对于温度升高时活化能大的反应,其速率常数变化程度大,反应速率变化大,故C正确;
D.根据温度对反应速率的影响可知,升高温度反应速率加快,故D正确;
故选:A。
9.B
反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些会发生变化的量也不发生变化,由此进行判断。
A.该反应达到平衡状态时,各种气体的物质的量浓度不变,B的体积分数为,所以B的体积分数不随时间变化而变化能说明该反应达到平衡状态,故A不选;
B.该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,容器中的压强始终不发生变化,所以不能证明达到了平衡状态,故B选;
C.该容器的体积保持不变,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会变,所以容器内气体的密度会变,当容器中气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,故C不选;
D.单位时间内生成2n mol B,同时生成n molC,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D不选;
综上所述,答案为B。
10.C
从图像中可以看出t2先达到平衡,所以温度t2>t1,随着温度的升高,达平衡时SO2的体积分数降低,所以随着温度升高反应向逆反应方向移动,所以反应为放热反应,故ΔH<0,因为反应为放热反应,温度越高,平衡逆向进行,K值减小,K1>K2;
故答案为:C。
11.D
同一化学反应,反应条件不同,化学反应速率不同,不同的化学反应,化学反应速率主要取决于反应物的性质,不能用反应条件的不同加以比较,则无法确定甲乙丙三个反应的快慢,故选D。
12.B
根据图象可知,向恒温恒容密闭容器中充入1molA和3molB发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应速率不断减小,t1-t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2-t3时间段,改变条件使正反应速率逐渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3以后反应达到新的平衡状态,据此结合图象分析解答。
A.容器内发生的反应为A(g)+2B(g) 3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,所以在恒温恒容条件下,气体的压强始终保持不变,则容器内压强不变,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.根据图象变化曲线可知,t2-t3过程中,t2时v正瞬间不变,平衡过程中不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图象,属于“渐变”过程,所以排除温度与催化剂等影响因素,改变的条件为:向容器中加入C,故B正确;
C.最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1:3,当向体系中加入C时,平衡逆向移动,最终A和B各自物质的量增加的比例为1:2,因此平衡时A的体积分数φ(II)>φ(I),故C错误;
D.平衡常数K只与温度有关,因该反应在恒温条件下进行,所以K保持不变,故D错误;
故选B。
13.A
根据图可知合成甲醇的过程中的活化能最大,反应速率最慢,决定整体反应速率,所以主要降低该步骤的能量变化,A符合题意,故答案为:A。
14.B
起始投料相当于甲的二倍;
甲为2L乙为4升(此时p甲=p乙),则甲乙等效,起始投料乙是甲的2倍,平衡量也是甲的2倍,把乙从4L变成5L时,相当于减压,乙的各组分物质的量不变,平衡不移动,故此反应为反应前后分子数不变的反应,即W为非气态,据此解题。
A.综上所述分析,W为非气态,故A正确;
B.乙中平衡时,X的物质的量浓度为0.8mol÷5L=0.16mol/L,甲中c(X)=0.4mol÷2L=0.2 mol/L,所以平衡后正反应速率v正(X):甲>乙,故B错误;
C.平衡常数,故C正确;
D.适当降温,因为正反应放热,可使乙中平衡向右移动,使c乙(Z)增大,能使c(Z)甲=c乙(Z),故D正确;
故选B。
15.C
A.图1,如果在t0时刻充入了一定的HI,逆反应速率瞬间增大,正反应速率瞬间不变,v正应与平衡点相连,故A错误;
B.从图像可知到t1时刻,A的浓度减少:(2.0-1.2)mol/L=0.8mol/L,B的浓度增加0.4mol/L,C的浓度增加1.2mol/L,达平衡时,反应物和生成物共存,反应为可逆反应,根据浓度变化之比等于化学计量数之比确定化学反应方程式为:,故B错误;
C.增大压强,反应速率增大,升高温度,反应速率增大,故先达到平衡,由先拐先平知p2>p1,T1>T2,压强越大平衡正向进行,C的百分含量增大,图像符合,温度越高,C%含量减小,升温平衡逆向进行,图像符合,故C正确;
D.由方程式看出,温度升高,平衡将逆向移动,X的百分含量将增大,图像不符合,故D错误;
故选:C。
16.C
A.在其他外界条件不变的情况下,增大压强,增大活化分子数目,但活化分子的百分数不变,即不能增大活化分子的百分数,故A正确;
B.反应焓变大于0,熵变大于0,反应向熵变增大的方向进行, 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,故B正确;
C.反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,反应自发进行需要焓变、熵变和温度共同决定,所以焓变或熵变单独作为反应自发性的判据有一定局限性,故C错误;
D.ΔH<0、ΔS>0,在任何温度下均满足ΔG=ΔH-T ΔS<0,所以在任何温度下都能自发进行,故D正确;
故选C。
17.D
A.该反应气态物质反应前后总物质的量不相等,减小体积平衡向左移动,故A错误;
B.恒容时充入He气,各物质速率不变,平衡不移动,产率不变,故B错误;
C.增大X物质浓度,平衡正向移动,但X的转化率减小,故C错误;
D.降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大,故D正确;
故答案选D。
18.A
用不同物质表示同一化学反应的化学反应速率时,其化学反应速率之比等于化学方程式中计量数之比,据此,各选项中反应速率都换算成用物质A表示的反应速率。
A.v(A)=0.4mol/(L s);
B.v(A)=v(B)÷3=0.8mol/(L s)÷3=0.27mol/(L s);
C.v(A)=c(C)÷2=0.6 mol/(L s)÷2=0.3 mol/(L s);
D.v(A)=v(D)= 0.1mol/(L s);根据上述分析,各选项中用A表示的化学反应速率大小关系是:A>C>D>B,即反应速率最快的是A。
答案选A。
19.D
相同温度下(T=500 K),有相同体积的甲、乙两容器,且保持体积不变,甲容器中充入1g SO2和1g O2,乙容器中充入2g SO2和2g O2,平衡时,乙相当于两个甲容器增大压强的结果,发生的反应为2SO2+O2 2SO3,据此分析解答。
A.乙中浓度大,则化学反应速率:乙>甲,故A正确;
B.平衡时,乙相当于两个甲容器增大压强的结果,则平衡时O2的浓度:乙>甲,故B正确;
C.乙中压强大,2SO2+O2 2SO3平衡正向进行的程度大,则平衡时SO2的转化率:乙>甲,故C正确;
D.乙中压强大,2SO2+O2 2SO3平衡正向进行的程度大,则平衡时SO2的体积分数:乙<甲,故D错误;
故选D。
20.A
A.表示的反应不同向,且速率比等于方程式中的化学计量数之比,故判断为平衡状态,A符合题意;
B.表示的化学反应是同向的,故不能说明反应达到化学平衡,B不合题意;
C.反应中各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比,不一定是平衡状态,C不合题意;
D.表示的反应同向,故不能说明反应达到化学平衡,D不合题意;
故答案为:A。
21.(1)
(2)减小
(3) 不处于 > ,反应未达到平衡状态,且反应正向进行
(4)D
(1)平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比,固体和液体不写入平衡常数表达式,则该反应的平衡常数表达式为,故答案为:;
(2)该反应为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,K值减小,故答案为:减小;
(3)1100℃时,c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.1 mol/L,则,反应未达到平衡状态,由于,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,故答案为:不处于;,反应未达到平衡状态,且反应正向进行;
(4)当ΔH-TΔS<0时,反应自发进行;
A.2N2(g)+O2(g) 2N2O(g) ΔH= +163 kJ/mol的ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,任何温度下均不能自发进行,故A不符合题意;
B.Ag(s)+Cl2(g) AgCl(s) ΔH= -127 kJ/mol的ΔH<0,ΔS<0,在高温下不能自发进行,故B不符合题意;
C.HgO(s) Hg(1)+O2(g) ΔH= +91 kJ/mol的ΔH>0,ΔS>0,在低温下不能自发进行,故C不符合题意;
D.H2O2(1) O2(g)+H2O(1) ΔH= -98 kJ/mol的ΔH<0,ΔS>0,任何时候均存在ΔH-TΔS>0,任何温度下都能自发进行,故D符合题意;
故答案选D。
22. 20 10 2 3 温度 a,b,c 1.25×10-5mol·L-1·s-l或1.25×10-5mol/(L·s)
(1)表中数据判断实验目的,由实验2可以看出混合液的总体积为30mL,V1为20mL,V2为10mL;
(2)实验2和实验3可知,温度相等,实验目的是探究该反应速率与浓度的关系;
(3)实验1和实验2可知,浓度相等,实验目的是探究该反应速率与温度的关系;
(4)温度越高,反应速率越快,浓度越大,反应速率越快,
(5)用溶解氧浓度变化来计算O2的平均反应速率,由速率之比等于化学计量数之比来计算Na2SO3的平均反应速率。
(1)表中数据判断实验目的,由实验2可以看出混合液的总体积为30mL,V1为20mL,V2为10mL,故答案为:20;10;
(2)探究该反应速率与浓度的关系,需要控制温度相等,所以实验2和实验3能达到目的,故答案为:2;3;
(3)实验1和实验2可知,浓度相等,实验目的是探究该反应速率与温度的关系,故答案为:温度;
(4)实验3温度最高,浓度最大,所以速率最快,蓝色出现时间最短,实验2比实验1的温度高,所以反应速率快,出现蓝色用的时间比1的短,故答案为:abc;
(5)0-40s内溶解氧浓度变化为:(9.6-1.6)mg/L=8mg/L,则0-40s内O2的平均反应速率为,由速率之比等于化学计量数之比可知,Na2SO3的平均反应速率为,故答案为:1.25×10-5mol·L-1·s-l。
23.(1) 5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 2mol
(2) ①和② 温度 KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需的时间)
(3)产物Mn2+(或MnSO4)具有催化作用
【解析】(1)
根据反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,利用化合价升降相等写出反应的化学方程式为:,改写成离子方程式为:;H2C2O4中碳元素的化合价为+3价,变成二氧化碳后化合价总共升高了2(4 3)价,所以每消耗1molH2C2O4转移2mol电子;
(2)
探究反应物浓度对化学反应速率影响,除了浓度不同,其他条件完全相同的实验编号是①和②,实验②、③探究温度对化学反应速率影响,本实验还可通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需的时间)来比较化学反应速率;
(3)
开始反应物的浓度最大,随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减少,反应速率应该变慢,但反应速率t1~t2时间内速率却变快的主要原因可能是a.该反应放热,使体系温度升高;b.产物Mn2+(或MnSO4)具有催化作用。
24. FeO CO2+2MgC+2MgO O2 Fe3O4 等于 不变 不一定达到 0.0263
由G为黑色非金属单质,可判断反应(3)为Mg在点燃的条件下与CO2的反应,因此D、G分别为CO2和单质碳。E与单质碳反应生成CO2,则E为氧气,由F具有磁性知F为Fe3O4,进而推知B为Fe,结合(1)中信息知A为FeO,(4)中C若为一种气体,应为CO,根据上述推断可以知道反应A(s)+C(g) B(s)+D(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0)就是FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0),A为固体FeO,加入该物质对平衡的移动没有影响,不会提高CO的转化率;上述反应是一个反应前后气体分子数不变的反应,因此容器内压强自始至终是一个恒量,故压强不变不能作为达到化学平衡状态的判断标准;若c(CO)= 0.100 mol·L-1,根据c(CO2)=K×c(CO)计算c(CO2)。
由G为黑色非金属单质,可判断反应(3)为Mg在点燃的条件下与CO2的反应,因此D、G分别为CO2和单质碳。E与单质碳反应生成CO2,则E为氧气,由F具有磁性知F为Fe3O4,进而推知B为Fe,结合(1)中信息知A为FeO,(4)中C若为一种气体,应为CO,根据上述推断可以知道反应A(s)+C(g) B(s)+D(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0)就是FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0),A为固体FeO,
(1)由上述分析可以知道,A为FeO,
因此,本题正确答案是:FeO;
(2)反应(3)的化学方程式是:CO2+2MgC+2MgO,
因此,本题正确答案是:CO2+2MgC+2MgO;
(3)由上述分析可以知道:E为O2、F为Fe3O4,
因此,本题正确答案是:O2;Fe3O4;
(4)C若为一种气体,应为CO,根据上述推断可以知道反应A(s)+C(g) B(s)+D(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0)就是FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0),A为固体FeO,加入该物质对平衡的移动没有影响,不会提高CO的转化率,若生成1mol B,则吸收的热量等于a kJ;上述反应是一个反应前后气体分子数不变的反应,因此容器内压强自始至终是一个恒量,故压强不变不能作为达到化学平衡状态的判断标准;
若c(CO)=0.100mol/L,因为c(CO2)=K×c(CO),故c(CO2)=0.263×0.1mol/L=0.0263mol/L,
因此,本题正确答案是;等于;不变;不一定达到;0.0263。
25.(1)c、d
(2)4NH3+5O24NO + 6H2O
(3)BC
(4)0.075
(5) 40 < >
D为红棕色气体,则D是NO2,因此反应③是NO和氧气发生的氧化还原反应,即甲是氧气,C是NO。氧气和B反应生成物也是NO,这说明B是氨气,反应①属于氨的催化氧化,则A是H2O,电解水得到氢气和氧气,所以乙是氢气。
(1)由图中物质转化可知,②、③分别是分解反应和化合反应,①是氧化还原反应,故选c、d。答案为:c、d;
(2)反应①为氨气发生的催化氧化反应,化学方程式为4NH3+5O24NO + 6H2O。答案为:4NH3+5O24NO + 6H2O;
(3)反应③的反应式为2NO+O22NO2,根据图象可判断,反应是放热反应。所以要提高转化率可以通过降低温度,或增大压强来提供转化率。催化剂不能影响平衡状态,转化率不变;增加C的物质的量,平衡向正反应方向移动,但C的转化率会降低,故选B、C。答案为:B、C;
(4)若将l.00 mol甲和2.00 mol C混合充入容积为2 L的密闭容器中,3分钟后反应达到平衡。平衡后混合气体总物质的量为2.55mol。设参加反应O2的物质的量为x,则可建立如下三段式:
由此得出:2-2x+1-x+2x=2.55,解得x=0.45mol。所以用甲表示的化学反应速率为=0.075 mol L-1 min-1。答案为:0.075;
(5)正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,所以平衡常数K==40。
在Ⅱ中,Qc==62.5>40,所以v正<v逆。在Ⅲ中,Qc==1.48<40,所以v正>v逆。答案为:40;<;>。
【点睛】同时改变反应物和生成物的投入量,判断平衡移动时,可利用浓度商与平衡常数进行比较分析