2024届高三高考化学一轮专题复习题----化学反应速率
一、单选题
1.(2023上·安徽·高二校联考阶段练习)反应,达平衡后改变某一条件,下列图像与条件变化一致的是
A.增大浓度 B.改变压强 C.升高温度 D.加入催化剂
A.A B.B C.C D.D
2.(2021上·河南信阳·高二校考阶段练习)下列不同条件下发生化学反应:A+B=C+D,反应速率由大到小的顺序正确的一组是
①常温下,20mL溶液中含A和B各0.001mol;
②常温下,100mL溶液中含A和B各0.01mol;
③常温下,向10mL含A和B各0.0005mol的溶液中再加入蒸馏水30mL;
④常温下,100mL溶液中含A0.01mol和B0.005mol。
A.①②③④ B.④③②① C.②④①③ D.②①④③
3.(2023下·河南焦作·高二统考开学考试)用铁的一种化合物(M-Fe)在弱酸性条件下处理甲酸的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.反应①为氧化还原反应
B.增大H+浓度会提高HCOOH的平衡转化率
C.反应②中存在极性键的断裂
D.M-Fe改变了反应历程,但单位体积内活化分子的数目不变
4.(2020上·安徽六安·高二六安市城南中学校考期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.光照新制的氯水时,溶液的c(Cl2)减小
B.加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C.在稀醋酸溶液里加入少量醋酸钠固体,溶液中的c(H+)减小
D.增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3
5.(2021上·安徽芜湖·高二芜湖一中校考阶段练习)下列说法正确的是
A.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.常温下,反应不能自发进行,则该反应的
D.反应,则该反应能在高温自发进行
6.(2021下·江西景德镇·高二浮梁县第一中学校考阶段练习)对于平衡体系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=b kJ·mol-1,下列结论中正确的是
A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,达到新平衡时A的浓度为原来的2.2倍,则m+n>p+q
B.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶n
C.保持其它条件不变,升高温度,D的体积分数增大说明该反应的ΔH<0
D.若m+n=p+q,则向含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量大于2a mol
7.(2020下·河南焦作·高一统考期末)SO2的催化氧化是工业制硫酸的重要步骤,是一个放热反应。下列关于该反应的说法错误的是
A.其他条件不变,增大反应物的浓度,反应速率加快
B.达到反应限度时,反应停止,正、逆反应速率均等于零
C.工业生产SO3时,要同时考虑化学反应速率和化学反应限度
D.其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率都增大
8.(2021上·湖南益阳·高二统考期末)粉末状大理石与2 mol/L盐酸反应制取 CO2,若要增大反应速率,可采取的措施是
A.改用1 mol/L的盐酸 B.改用块状大理石
C.适当降低温度 D.改用3 mol/L的盐酸
9.(2022上·北京顺义·高二牛栏山一中校考期中)分别向容积固定的2L密闭容器中充入A和6molB,发生反应:2A(g)+B(s)2D(g) △H<0,测得相关数据如表,下列说法正确的是
实验I 实验II 实验III
c(A)起始/mol L-1 1 2 1.2
c(A)平衡/mol L-1 0.5 1 0.95
放出的热量/kJ a b c
A.放出的热量关系为b=2a=4c
B.实验I、II、III均在同一温度下进行反应
C.依据实验I中的数据,计算出该温度下实验I的平衡常数为4
D.实验I、II、III初始反应速率最大的一定是II
10.(2022·内蒙古呼和浩特·统考一模)钒元素用途广泛,如图是一种钒的化合物催化某反应的反应机理。下列叙述不正确的是
A.是该反应的催化剂
B.过程①②④中反应的原子利用率为100%
C.该催化循环中V的成键数目发生变化
D.该反应的离子方程式为:H2O2+Cl-+ H+= HOCl+ H2O
11.(2021上·四川眉山·高二仁寿一中校考开学考试)下列说法正确的是
A.吸热反应一定不能自发进行
B.,,则
C.由,可知金刚石比石墨稳定
D.,则与反应一定放出57.3kJ热量
12.(2021·江西上饶·高二铅山县第一中学校考阶段练习)氙气和氟气按一定比例混合,在一定条件下可直接反应达到如下平衡:Xe(g)+2F2(g) XeF4(g)(正反应为放热反应),下列变化既能加快反应速率又能使平衡向逆反应方向移动的是
A.升高温度 B.加压 C.减压 D.适当降温
13.(2019上·广东湛江·高二统考期末)在恒容密闭容器中,由CO合成甲醇:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g),在其他条件不变的情况下,研究温度对反应的影响,实验结果如图所示,下列说法正确的是
A.平衡常数K=c(CH3OH)/c(CO)·c(H2)
B.T1>T2
C.CO合成甲醇的反应为吸热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时 c(H2) /c(CH3OH)增大
14.(2021上·辽宁铁岭·高三校联考阶段练习)氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。利用如图装置测定不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数Kp,实验步骤如下:
(Ⅰ)关闭K3,打开K1和K2,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1
(Ⅱ)关闭K2,缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变,读取压强数值。记录25℃、30℃下压强分别为12.0kPa、17.1kPa。下列说法错误的是
A.若保持温度和容器体积不变,平衡后再充入n(NH3):n(CO2)=2:1,再次达到平衡时c(NH3)不变
B.气体平均分子量不变不能作为判断反应达到平衡状态的依据
C.该反应25℃时的化学平衡常数Kp=2.56×1011Pa3
D.步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏低,Kp测量值偏大
二、填空题
15.(2023下·上海黄浦·高二卢湾高级中学校考期中)利用化学原理研究对废气进行脱硝处理,可实现绿色环保、废物利用,对构建生态文明有重要意义。合理应用和处理氮氧化合物,在生产生活中有着重要的意义。
I.
(1)闪电时空气中的和会发生反应: ,,若不考虑温度对该反应焓变的影响,则下列说法中正确的是___________。
A.在1000℃时,此反应能自发进行
B.在1000℃时,此反应不能自发进行
C.该反应能自发进行的最低温度约为730℃
D.该反应能自发进行的最高温度约为
II.已知,该反应在2404℃时的平衡常数。
(2)该温度下,向密闭容器中充入与各,平衡时的转化率是 %(保留整数)。
(3)该温度下,某时刻测得容器内、、的浓度分别为、、,此时反应 (填“处于化学平衡状态”“正向进行”或“逆向进行”)。请说明理由 。
(4)将、的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下图所示变化趋势正确的是 。
A. B. C.
(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的与,达到平衡状态后再向其中充入一定量,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中的体积分数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(2020上·河南郑州·高二校考期中)(1)目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。达平衡时容器内平衡时与起始时的压强之比 。
(2)有可逆反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) H>0。
①若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中,CO2的起始浓度为2.0mol/L,某温度时达到平衡,此时容器中CO的浓度为1.0mol/L,则该温度下上述反应的平衡常数K= 。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,如果改变下列条件,升高温度,反应混合气体中CO2的物质的量分数 变化(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
17.(2020上·重庆九龙坡·高二渝西中学校考阶段练习)(1)现有反应:mA(g)+nB(g) pC(g) ,达到平衡后,当升高温度,C的物质的量增大,则该反应的正反应为 热反应,(填“吸”或“放”)。
(2)可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g) △H<0,在一定条件下达到平衡,若改变条件,将变化情况(“增大”、“减小”、“不变”)填入空格:
①增大A的浓度,则A的转化率 。
②使用催化剂,C的物质的量 。
(3)一定条件下铁可以和 CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的 CO2气体,反应过程中 CO2气体和 CO 气体的浓度与时间的关系如图所示:
①t1时,正、逆反应速率的大小关系为 v (正) v (逆)(填“>”“<”或“=”)。
②下列条件的改变能减慢其反应速率的是 (填字母序号,下同)。
A.降低温度
B.减少铁粉的质量
C.保持压强不变,充入 He 使容器的体积增大
D.保持容积不变,充入 He 使体系压强增大
③下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是 。
A.v(CO2)=v(CO)
B.单位时间内生成 n mol CO2的同时生成 n mol CO
C.容器中气体压强不随时间变化而变化
D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
18.(2023上·全国·高二专题练习)压强变化对化学平衡移动的影响
实验原理 2NO2(红棕色) N2O4(无色)
实验步骤
活塞Ⅱ处→I处,压强增大 活塞I处→Ⅱ处,压强减小
实验现象 混合气体的颜色先 又逐渐 混合气体的颜色先 又逐渐
实验结论 活塞往里推,体积减小,压强增大,c(NO2)增大,颜色变深,但颜色又变浅,说明c(NO2)减小,平衡向 方向移动。 活塞往外拉,体积增大,压强 ,c(NO2)减小,颜色变浅,但气体颜色又变深,说明c(NO2)增大,平衡向 方向移动
19.(2023·全国·高三专题练习)一定温度下,反应在密闭容器中进行,回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大: ,原因是 。
(2)恒容充入: 。
(3)恒容充入: ,原因是 。
(4)恒压充入: 。
20.(2022上·河南郑州·高二校考期中)在下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率?
(1)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象 ;
(2)熔化的氯酸钾放出气泡很慢,撒入少量二氧化锰很快产生气体 ;
(3)工业上常将固体燃料粉碎,以提高燃烧效率 ;
(4)同浓度同体积的硫酸溶液和盐酸溶液与同样大小且质量相同的锌粒反应,产生气体有快有慢 ;
(5)将大理石研碎与盐酸反应加快反应速率 。
21.(2020下·湖南·高一校联考阶段练习)在密闭容器中投入1 mol CO(g)和1 mol H2S(g)发生反应:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。测得体系中H2的物貭的量与时间的变化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)COS的结构与CO2的相似,它的结构式为 。
(2)C、O、S的简单氢化物中,沸点最高的是 。
(3)M点正反应速率 逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”,下同)。N点正反应速率 M点逆反应速率。
(4)上述反应在0~5 min内CO的平均反应速率为 mol·min-1。
(5)上述反应达到平衡时,H2S的转化率为 %。混合物中COS的物质的量分数为 %。
22.(2020上·陕西延安·高二校考期中)某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号 0 10 20 30 40 50 60
1 800℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为v(A)= mol/(L min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2= mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3 v1(填>、<、=)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是 反应(选填吸热、放热)。
23.(2019上·黑龙江鹤岗·高二鹤岗一中开学考试)向体积为2L的固定密闭容器中通入3molX气体,在一定温度下发生如下反应:2X(g) Y(g)+3Z(g)。
(1)经5min后达平衡,此时容器内压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的速率为 mol(L·min)。
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一时间内测得的反应速率分别为:甲:ν(X)=3.5mol(L·min);乙:ν(Y)=2mol(L·min);丙:ν(Z)=4.5mol(L·min);丁:ν(X)=0.075mol(L·s)。若其他条件相同,温度不同,温度由高到低的顺序是(填序号) 。
(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氮气,则平衡向 (填“左”“右”或“不”,下同)移动。
(4)若在相同条件下向达到(1)所述平衡体系中再充入0.5molX气体,则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比 。
A.无法确定 B.前者一定大于后者
C.前者一定等于后者 D.前者一定小于后者
24.(2020·浙江·校联考一模)甲烷水蒸气重整制取合成气的反应如下:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ mol-1。
请回答下列问题:
(1)上述反应能自发进行的理由是 ,条件是 (填“低温”、“高温”或“任何条件”)。
(2)向体积为2L的密闭容器中,按n(H2O)∶n(CH4)=1投料:
a.保持温度为T1时,测得CH4(g)的浓度随时间变化曲线如图1所示。
b.其他条件相同时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图2所示。
①结合图1,写出反应达平衡的过程中的能量变化:吸收 kJ(用含有x、y的代数式表示)。
②在图1中画出:起始条件相同,保持温度为T2(T2>T1)时,c(CH4)随时间的变化曲线 。
③根据图2判断:
ⅰ.a点所处的状态不是化学平衡状态,理由是 。
ⅱ.CH4的转化率:c>b,原因是 。
(3)①设起始=Z,在恒压(P0)下,平衡时φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图3所示:(其中φ(CH4)为CH4的体积分数)
比较图3中a、b与3的大小关系 (请按从大到小的顺序书写)。
②对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=px(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点时,Kp= 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.该反应是气体分子数减少的放热反应,的转化率随的增大而增大,A错误;
B.该反应是气体分子数减少的放热反应,由图像知,其他条件不变时,增大压强平衡正移,混合气体的平均摩尔质量增大,B正确;
C.该反应是气体分子数减少的放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数K减少,C错误;
D.催化剂能改变反应速率,不影响化学平衡,D错误;
故选B。
2.C
【分析】对于A(aq)+ B(ag)=C(aq)+ D(aq)反应,A、B浓度越大,反应速率越大,据此分析解答。
【详解】对于化学反应,反应物浓度越大,则反应速率越大,①中含A、B的浓度为:=0.05mol/L;②中含A、B的浓度为:=0.1mol/L;③含A、B的浓度为:=0.0125mol/L;④含A的浓度为:=0.1mol/L,含B的浓度为: =0.05mol/L;四者浓度的大小关系是②④①③,则四者反应速率的大小关系是②>④>①>③;
故答案选C。
3.C
【详解】A.由图可知,反应①中甲酸提供氢离子、M-Fe结合氢离子,各元素化合价没有改变,不是氧化还原反应,A错误;
B.增大H+浓度会抑制甲酸的电离,不利于提高HCOOH的平衡转化率,B错误;
C.反应②中甲酸根离子生成二氧化碳,存在碳氢极性键的断裂,C正确;
D.M-Fe改变了反应历程,降低了反应的活化能,单位体积内活化分子的数目增加,D错误;
故选C。
4.B
【详解】A.氯水中存在化学平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,光照使氯水中的次氯酸分解,次氯酸浓度减小,使得平衡向右移动,溶液中的c(Cl2)减小,能用勒夏特列原理解释,故A不选;
B.催化剂可以改变反应速率,但不改变化学平衡状态,不能用勒夏特列原理解释,故B选;
C.在稀醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加入少量醋酸钠固体,CH3COO-的浓度增大,使醋酸的电离平衡逆向移动,溶液中的c(H+)减小,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.SO2与O2反应生成SO3是气体物质的量减少的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,故D不选;
答案选B。
5.C
【详解】判断化学反应进行的方向从焓变和熵变两个维度去判断,当<0,>0时,一定能够自发进行,当<0,<0时低温下能够自发进行,当>0,>0时,高温下能够自发进行,当>0,<0时,一定不能自发进行,据此分析解题:
A.由分析可知,放热反应不一定都是自发的,吸热反应也不都是非自发的,A错误;
B.由分析可知,自发反应的熵不一定增大,非自发反应的熵也不一定减小,B错误;
C.常温下,反应该反应的>0,故其常温下不能自发进行,是因为该反应的,必须高温时才能自发进行,C正确;
D.反应,该反应的<0,该反应能在低温下自发进行,D错误;
故答案为C。
6.B
【详解】A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,假如平衡不发生移动,则达到新平衡时A的浓度为原来的2倍,实际上A的浓度是原来的2.2倍,说明增大压强,化学平衡逆向移动,逆反应为气体体积减小的方向,故m+n<p+q,A错误;
B.A、B两种物质发生反应时,转化的物质的量的比是m∶n,若平衡时,A、B的转化率相等,则反应开始时,加入的A、B的物质的量之比为m∶n,B正确;
C.保持其它条件不变,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。若升高温度后D的体积分数增大,说明升高温度化学平衡正向移动,该反应正反应是吸热反应,故该反应的ΔH>0,C错误;
D.若m+n=p+q,则该反应是反应前后气体体积不变的反应,向含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于a mol+a mol=2a mol,D错误;
故合理选项是B。
7.B
【详解】A.其他条件不变,增大反应物的浓度,增大单位体积内的活化分子数,反应速率加快,故A正确,不选;
B.达到反应限度时,反应没有停止,正、逆反应速率相等,但不等于零,故B错误,符合题意;
C.工业生产SO3时,要同时考虑化学反应速率和化学反应限度,速率太慢,转化率太低均不符合工业生产的要求,故C正确,不选;
D.其他条件不变,升高温度,单位体积内活化分子百分数提高,正、逆反应速率都增大,故D正确,不选;
故选B。
8.D
【详解】A.改用1mol/L盐酸,盐酸浓度降低,反应速率减小,选项A错误;
B.改用块状大理石,固体接触面积减小,反应速率减小,选项B错误;
C.适当降低温度,活化分子百分数减小,反应速率降低,选项C错误;
D.改用3mol/L盐酸,盐酸浓度增大,反应速率增大,选项D正确。
答案选:D。
9.A
【详解】A.反应均为2L恒容容器,根据图表可知,3个实验反应的A分别为0.5mol/L、1mol/L、0.25mol/L,则放热关系为b=2a=4c,故A正确;
B.反应为恒容的气体分子数不变的反应,实验III投料为I的1.2倍,而反应的A更少,说明平衡逆向移动,反应温度较高,故实验I、III不会是在同一温度下进行反应,故B错误;
C.依据实验I中的数据,平衡时A、D的浓度分别为0.5mol/L、0.5mol/L,则该温度下实验I的平衡常数为,故C错误;
D.由分析可知,实验I、II投料与反应的A为正比,是同温下的反应;反应为放热反应,实验III投料为I的1.2倍,而反应的A更少,则实验III温度高于实验I、II,升高温度反应速率加快,故不能判断初始反应速率最大的是谁,故D错误;
故选A。
10.B
【详解】A.过程①和过氧化氢反应,在反应④中生成 ,则为催化剂,故A正确;
B.反应②中有水生成,原子利用率没有达到100%,故B错误;
C.过程①中H2O2转化为-H和-OOH,有氢氧键的断裂和形成,过程②中有氢氧键的断裂,则该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成,故C正确;
D.由图可知,每次循环的反应物有H2O、H+、H2O2和Cl-,生成物有HOCl和H2O,所以整个反应体系中每次循环的净反应为H++H2O2+Cl-=HOCl+H2O,故D正确;
故选:B。
11.B
【详解】A.氢氧化钡晶体和氯化铵反应是吸热反应,能自发进行,故A错误;
B.相同条件下,同种物质的气态比液态能量高,则,故B正确;
C.由,说明相同条件下,金刚石的能量高于石墨,能量越高,越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故C错误;
D.与反应虽然生成1molH2O,但同时生成了硫酸钡沉淀,则放出的热量一定不是57.3kJ,故D错误;
本题答案B。
12.A
【详解】A. 升高温度能增加单位体积内活化分子百分数,增大反应速率,同时正反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,故A符合;
B. 加压平衡向气体体积减小的方向移动,即正向移动,故B不符;
C. 减压,气体体积增大,反应速率降低,故C不符;
D. 适当降温,反应速率降低,故D不符;
故选A。
13.D
【详解】A.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数表达式k= ,故A错误;
B.由图可知,T2温度下到达平衡所以时间较短,反应速率较快,故温度T2>T1,故B错误;
C.由图可知,T2温度下到达平衡所以时间较短,反应速率较快,故温度T2>T1.温度越高,平衡时甲醇的物质的量越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以合成甲醇的反应为放热反应,故C错误;
D.由图可知,处于A点的反应体系从T1变到T2,温度增大,平衡向逆反应方向移动,氢气物质的量增大,甲醇的物质的量减小, 增大,故D正确;
故选:D。
14.D
【详解】A.温度体积不变,额外加入的NH3和CO2的量也为2:1,则整个体系中n (NH3):n(CO2)比值没有改变,依然为2:1,那么化学平衡常数表达式可表示为:K=c2(NH3)c(CO2)=c2(NH3)×c(NH3)=c3(NH3) ,温度不变,k值不变,NH3平衡浓度也不会改变,A正确;
B.根据NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),=== g/mol,气体平均分子量始终不变,不能表明平衡,B正确;
C.根据NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),设CO2的压强为xPa,则NH3的压强为2xPa,总压强为12.0kPa,则P(CO2)==4000Pa,p(NH3)=2p(CO2)=8000Pa,则Kp =P(CO2)×p(NH3)=2.56×1011Pa,C正确;
D.步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏低,则证明左侧气压高于右侧,Kp测量值偏小,D错误;
故选D。
15.(1)A
(2)4
(3) 正向进行 Qc=<,此时反应正向进行
(4)AC
(5)不变
【详解】(1)反应的吉布斯自由能△G=△H-T△S<0时,反应能自发进行,闪电时空气中的和会发生反应: ,,在1000℃时,T=1273.15K,则△G=△H-T△S=-1273.15K×<0,在此温度下能自发进行,当△G=△H-T△S<0时,-T<0,解得T>,该反应能自发进行的最低温度约为,故选A。
(2)该温度下,向密闭容器中充入与各,列出“三段式”:
K=,解得x= ,平衡时的转化率是=4%。
(3)该温度下,某时刻测得容器内、、的浓度分别为、、,则Qc=<,此时反应正向进行。
(4)A.该反应的正反应为吸热反应,则升高温度平衡向正反应进行,平衡常数增大,故A正确;
B.加入催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,故B错误;
C.T1温度时,反应反应先达到平衡,说明T1>T2,反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,N2的平衡转化率增大,正确;
故选AC。
(5)该反应中,气体的化学计量数之和前后相等,压强对平衡移动没有影响,只要是在相同温度下,则平衡状态相同,与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数不变。
16. 5:8 1.0 减小
【详解】(1)根据图象可知平衡时甲醇的浓度是0.75mol/L,体积为1L,则其物质的量是0.75mol,根据方程式可知同时生成水蒸气0.75mol,消耗二氧化碳0.75mol,氢气2.25mol,剩余二氧化碳0.25mol,氢气0.75mol,由于压强之比是物质的量之比,则达平衡时容器内平衡时与起始时的压强之比。
(2)①根据三段式可知
则该温度下上述反应的平衡常数K=。
②正反应吸热,升高温度平衡正向进行,因此反应混合气体中CO2的物质的量分数减小。
17. 吸 减小 不变 > AC BD
【详解】(1)当升高温度,C的物质的量增大,说明平衡正向移动,则该反应的正反应为吸热反应,故答案为:吸;
(2)①可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g) △H<0,增大A的浓度,平衡正向移动,B的转化率增大,而A的转化率减小,故答案为:减小;
②使用催化剂,不改变平衡状态,C的物质的量不变,故答案为:不变;
(3)①t1时,反应还没有达到平衡,反应还要正向移动,则v (正) > v (逆),故答案为:>;
②A.降低温度,反应速率减慢,故A选;
B.Fe粉是固体,减少铁粉的质量,不会改变反应速率,故B不选;
C.保持压强不变,充入 He 使容器的体积增大,各参与反应的气体浓度降低,反应速率减慢,故C选;
D.保持容积不变,充入 He 使体系压强增大,各参与反应的气体浓度不变,反应速率不变,故D不选;
故答案为:AC;
③A.没有表明正、逆反应,不能说明反应达到平衡,故A不选;
B.单位时间内生成 n mol CO2的同时生成 n mol CO,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故B选;
C.该反应是气体体积不变的反应,反应过程中压强一直不变,容器中气体压强不随时间变化而变化时,不能说明反应达到平衡,故C不选;
D.该反应是气体体积不变的反应,反应过程中气体总物质的量一直不变,但质量在变,平均相对分子质量在变,容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化时,说明反应达到平衡,故D选;
故答案为:BD。
18. 变深 变浅 变浅 变深 正反应 减小 逆反应
【详解】活塞Ⅱ处→Ⅰ处,活塞往里推,体积减小,压强增大,一开始c(NO2)增大,混合气体的颜色先变深,后平衡向正反应方向移动,c(NO2)减小,混合气体的颜色又逐渐变浅。活塞Ⅰ处→Ⅱ处,活塞往外拉,体积增大,压强减小,一开始c(NO2)减小,混合气体的颜色先变浅,后平衡向逆反应方向移动,c(NO2)增大,混合气体的颜色又逐渐变深。
19.(1) 增大 单位体积内,活化分子数目增加,有效碰撞的次数增多
(2)增大
(3) 不变 单位体积内活化分子数不变
(4)减小
【详解】(1)缩小容器体积可使参加反应的物质的浓度增大,单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞的次数增多,化学反应速率增大;
(2)恒容条件下充入N2,增大了N2的浓度,化学反应速率增大;
(3)恒容条件下充入He,没有改变反应物和生成物的浓度,单位体积内活化分子数不变,化学反应速率不变;
(4)恒压条件下充入He,容器体积增大,反应物和生成物的浓度减小,化学反应速率减小。
20.(1)反应温度
(2)催化剂
(3)固体表面积
(4)浓度
(5)固体表面积
【详解】(1)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象,因反应温度影响反应速率;
(2)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体,催化剂影响反应速率;
(3)工业上常将固体燃料粉碎,固体表面积增加,则反应速率增大;
(4)同浓度同体积的硫酸溶液和盐酸溶液中H+的浓度不同,产生气体有快有慢说明了反应物的浓度对反应速率有影响;
(5)稀盐酸溶解大理石时,将大理石研碎,固体表面积增大,反应物的接触面积增大,加快反应速率。
21. O=C=S H2O 大于 大于 0.1 50 25
【详解】(1)CO2的结构为O=C=O,COS的结构与CO2的相似,COS的结构为O=C=S;
(2)C、O、S的简单氢化物分别为CH4、H2O、H2S,H2O分子间有氢键,而其它两种物质分子间只有范德华力,所以H2O的沸点最高;
(3)由图象可知,M点还未达到平衡状态,H2的含量是上升趋势,即反应在向正反向进行,故有v正>v逆;由图象可知,N点已经处于化学平衡状态,此时v正=v逆,N点H2的浓度> M点H2的浓度,浓度越大,反应速率越快,故N点的v逆>M点的v逆,所以N点的v正>M点的v逆;
(4)由图象可知,0~5 min内H2的平均反应速率为,反应速率化学计量数成正比,故0~5 min内CO的平均反应速率也为0.1mol/min;
(5)根据题意可得
H2S的转化率为;混合物中COS的物质的量分数为;
【点睛】本题注意第(4)题,题目中没有给出容器的体积,故此处的反应速率用题目中的mol/min做单位。
22. 0.013 1.0 加入催化剂 > 吸热
【分析】实验1和实验2达到平衡时A的浓度不再改变且相等,说明实验2与实验1其他条件完全相同,即c2=1.0mol/L,实验2到达平衡的时间,比实验1小,说明某个因素加快反应速率,经过分析只能是催化剂,因此推测实验2中隐含的条件是催化剂;实验3和实验1达到平衡的时间相同,但达到平衡A的浓度大于实验1的,说明c3>1.0mol/L,比较实验4和实验1可知平衡时实验4反应物A的浓度小,由实验1到实验4升高温度,由此分析。
【详解】(1)在实验1中,反应在10至20min时间内平均速率为v(A)=== 0.013mol/(L min);
(2)实验1和实验2达到平衡时A的浓度不再改变且相等,说明实验2与实验1其他条件完全相同,实验1与实验2中A的初始浓度应相等,起始浓度c2=1.0mol/L,实验2较其他实验达到平衡时间最短,是使用了合适的催化剂;
(3)由表格中数据可知,实验3和实验1温度相同,达到平衡的时间相同,实验3中10到20min时,v(A)=== 0.017mol/(L min),实验1中v(A)=== 0.013mol/(L min);反应速率较快,即v3>v1,实验1的起始浓度为1.0mol/L,由平衡时浓度可知在实验3的起始浓度大于1.0mol/L;
(4)实验4和实验1比较,实验4的温度升高了,平衡时A的浓度也比实验1少,说明实验4升高温度向正方向移动,故正反应是吸热反应。
23. 0.03 丁>乙>甲>丙 不 B
【详解】(1)达到平衡时容器内的压强为起始时的1.2倍,则反应后的气体物质的量为:3mol×1.2=3.6mol,增加了0.6mol,根据反应方程式可知
2X(g)Y(g)+3Z(g) △n
2 1 3 2
变化的物质的量 0.6mol 0.3mol 0.9mol 0.6mol
则用Y的物质的量浓度变化表示的速率为=0.03 mol/(L·min);
(2)反应速率分别为甲:v(X)=3.5mol/(L·min),乙:v(Y)=2mol/(L·min),则用X表示为v(X)=4mol/(L·min),丙:v(Z)=4.5mol/(L·min),则用X表示为v(X)=3mol/(L·min),丁:v(X)=0.075mol/(L·s)=4.5mol/(L·min);其它条件相同,温度越高,速率越快,则温度由高到低的顺序是丁>乙>甲>丙;
(3)若向恒容的密闭容器中充入氮气,容积不变,浓度不变,则平衡不移动;
(4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体,由于反应物只有一种,则相当于增大压强,平衡逆向移动,所以X的转化率降低,答案选B。
24. ΔS>0 高温 412(x-y) 催化剂不能改变物质的平衡转化率;750℃时,反应相同时间,a点对应的CH4的转化率低于使用Ⅰ时CH4的转化率 温度升高,反应速率增大 b>3>a 0.054P02
【详解】(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ mol-1,该反应的ΔH>0,ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS,要使反应自发进行,高温时ΔG<0,故反应高温下自发进行;
(2)①结合图1,转化为甲烷为(x-y)mol/L×2L=2(x-y)mol,且物质的量与热量成正比,由CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ mol-1可知,1mol甲烷完全反应吸收206kJ的热量,平衡时转化的甲烷为2(x-y)mol,共吸收412(x-y)kJ的热量;
②起始条件相同,保持温度为T2(T2>T1)时,温度越高,达到平衡的时间越短,CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ mol-1,温度越高,平衡正向移动,甲烷的转化率会增大,故c(CH4)随时间的变化曲线;
③ⅰ.催化剂不能改变物质的平衡转化率;750℃时,反应相同时间,a点对应的CH4的转化率低于使用Ⅰ时CH4的转化率,a点所处的状态不是化学平衡状态;
ⅱ.相同催化剂时,升高温度平衡正行移动,转化率增大,温度c>b,CH4的转化率:c>b;
(3)起始=Z=3,Z越小,说明甲烷相对越多,达到平衡时甲烷的含量越多,则b>3>a;
②X点时,Z=3,设甲烷的的起始物质的量为a,水蒸气为3a,甲烷的消耗量为x,结合三段式可以得到:
X点时,甲烷的体积分数为10%,=10%,解得a=2x,平衡时混合气体的总物质的量=4a+2x=10x,平衡时甲烷的物质的量分数等于=0.1,水蒸气的物质的量分数等于=0.5,一氧化碳的物质的量分数等于=0.1,氢气的物质的分数为=0.3,Kp=。
答案第1页,共2页
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