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人教版 (2019)化学必修第二册 周测小卷 第08周 单元达标测二
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这是一份人教版 (2019)化学必修第二册 周测小卷 第08周 单元达标测二,文件包含第08周单元达标测二解析版doc、第08周单元达标测二原卷版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。
第08周 单元达标测二
第六章 化学反应与能量
(限时:70分钟 满分100分)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法不正确的是
A.当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的
B.目前,全球仍处于化石能源时代
C.人体生命活动所需要的能量,是由氧化还原反应提供的
D.凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类
【答案】D
【详解】
A.人类目前运用最多的能源是化石燃料,其释放的能量由化学反应产生,A正确;
B.煤、石油、天然气三大化石燃料,是当今世界最重要的能源,故目前,全球仍处于化石能源时代,B正确;
C.人体内有机物所含能量的释放是有机物被氧化成简单无机物的过程,属于氧化还原反应,所以人体运动所消耗的能量与氧化还原反应有关,C正确;
D.化学反应放出的能量,可以造福人类,也可以给人类带来灾难,比如火灾,D错误;
故选D。
2.2020年9月22日,中国向全世界宣布,努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中减少的是
A.用氨水捕集废气中的,将其转化为氮肥
B.大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源
C.大力推广使用干冰实现人工增雨,缓解旱情
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的
【答案】C
【详解】
A.氨水能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵,则用氨水捕集废气中的二氧化碳,将其转化为氮肥有利于大气中二氧化碳的减少,故A不符合题意;
B.大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源可以减少化石能源的使用,从而减少二氧化碳气体的排放,有利于大气中二氧化碳的减少,故B不符合题意;
C.大力推广使用干冰实现人工增雨,会增加大气中二氧化碳的量,不利于大气中二氧化碳的减少,故C符合题意;
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的二氧化碳有利于大气中二氧化碳的减少,故D不符合题意;
故选C。
3.下列说法不正确的是( )
①在高温、高压条件下发生的反应一定是吸热反应
②在常温、常压下就能发生的反应一定是放热反应
③氧化还原反应都是放热反应,复分解反应除酸碱中和反应外都是吸热反应
④化合反应都是放热反应,分解反应都是吸热反应
A.②③ B.①②③
C.①③④ D.①②③④
【答案】D
【详解】
①反应为放热反应,①错误;
②为吸热反应,②错误;
③
为吸热反应,为放热反应,③错误;
④化合反应可能是吸热反应,如,分解反应可能是放热反应,如,④错误;
故①②③④均错误,故D符合;
故选D。
4.已知反应X+Y=M+N为吸热反应,对这个反应的下列说法中正确的是
A.X的能量一定低于M的能量,Y的能量一定低于N的能量
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
【答案】D
【详解】
A.X+Y=M+N为吸热反应,X和Y的总能量一定低于M和N的总能量,故A错误;
B.化学反应的吸放热与反应条件无关,有些吸热反应不需要加热就能进行,故B错误;
C.吸热反应,破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量,故C错误;
D.X+Y=M+N为吸热反应,X和Y的总能量一定低于M和N的总能量,故D正确;
选D。
5.最近,科学家用巨型计算机进行模拟后确认,由60个N原子可结合成N60分子,N60变成N2时放出巨大能量,下列说法中不正确的是
A.N60与N2都是氮的同素异形体
B.N60转化为N2属化学变化
C.N60的总能量高于N2的总能量
D.N60变为N2的反应是放热反应,说明N60比N2更稳定
【答案】D
【详解】
A.N60与N2为N元素形成的不同单质,都是氮的同素异形体,A正确;
B.N60和N2为不同的物质,N60转化为N2的过程有新物质生成,属化学变化,B正确;
C.N60变成N2时放出巨大能量,说明N60的总能量高于N2的总能量,C正确;
D.N60变为N2的反应是放热反应,说明N2的能量更低,则N2更稳定,D错误;
综上所述答案为D。
6.、两根金属棒插入溶液中构成如图所示装置,实验中电流表指针发生偏转,同时棒变粗,棒变细,则、、溶液可能是下列中的
编号
溶液
A
稀硫酸
B
硝酸银溶液
C
硫酸铜溶液
D
稀硫酸
【答案】B
【详解】
A.锌、铜在稀硫酸中构成原电池,X棒为活泼金属锌,做原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成锌离子,X棒变细,故A不符合题意;
B.锌、银在硝酸银溶液中构成原电池,X棒为不活泼金属银,做原电池的正极,银离子在正极得到电子发生还原反应生成银,X棒变粗,Y棒为活泼金属锌,做原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成锌离子,Y棒变细,故B符合题意;
C.铜、银在硫酸铜溶液中构成原电池,铜的金属性强于银,X棒为金属铜,做原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成铜离子,X棒变细,故C不符合题意;
D.锌、铜在稀硫酸中构成原电池,X棒为不活泼金属铜,做原电池的正极,氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气,X棒没有变化,故D不符合题意;
故选B。
7.有a、b、c、d四种金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减小,b极质量增大
b极有气体产生,c极无变化
d极溶解,c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a>b>d>c
【答案】C
【详解】
装置一:发生电化学腐蚀,a极质量减小,b极质量增加,a极为负极,b极为正极,所以金属的活动性顺序a>b;
装置二:发生化学腐蚀,b极有气体产生,c极无变化,所以金属的活动性顺序b>c;
装置三:发生电化学腐蚀,d极溶解,所以d是负极,c极有气体产生,所以c是正极,所以金属的活动性顺序d>c;
装置四:发生电化学腐蚀,电流从a极流向d极,a极为正极,d极为负极,所以金属的活动性顺序d>a;
所以这四种金属的活动性顺序d>a>b>c,
故选:C。
8.下列有关装置的说法正确的是
A.装置Ⅰ中为原电池的负极
B.装置Ⅱ为一次电池
C.装置Ⅲ可构成原电池
D.装置Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向碳棒
【答案】D
【详解】
A.镁与氢氧化钠溶液不反应,铝能够与氢氧化钠溶液反应,装置Ⅰ中铝为负极,镁为正极,故A错误;
B.铅蓄电池是二次电池,可以放电充电,故B错误;
C.装置Ⅲ中的两个材料相同、都是Zn,不能构成原电池,故C错误;
D.装置Ⅳ为干电池,锌为负极,碳棒为正极,工作时,原电池中电子由负极沿导线流向正极,因此电子由锌通过导线流向碳棒,故D正确;
故选D。
9.对于化学反应,下列反应速率关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
W为固体,不能表示反应速率,故A、D项错误;
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,,则,,则,故B项错误,C项正确。
故选:C。
10.在一密闭容器中充入一定量的N2和H2,经测定反应开始后的2s内氢气的平均速率:v(H2)=0.45mol/(L·s),则2s末NH3的浓度为
A.0.45mol/L B.0.50mol/L
C.0.55mol/L D.0.60mol/L
【答案】D
【详解】
v(H2)=0.45mol/(L·s),则2s内氢气的浓度减少0.45mol/(L·s)×2s=0.9 mol/L,根据反应方程式,氨气的浓度为0.9 mol/L=0.6 mol/L,选D。
11.某小组设计如图所示实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是
A.该实验探究的是温度对反应速率的影响
B.该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同
C.实验中,H2O2的浓度越大越好
D.温度相同时,若用FeCl3代替MnO2,反应速率不相同
【答案】C
【详解】
A.两个装置中的变量是温度,所以该实验探究的是温度对反应速率的影响,A正确;
B.由于二氧化锰是催化剂,且探究的是温度对反应速率的影响,所以该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同,B正确;
C.双氧水浓度过大,反应速率过快,不易控制,所以实验中H2O2的浓度不宜过大,C错误;
D.温度相同时,若用FeCl3代替MnO2,由于改变了催化剂,则反应速率不相同,D正确;
答案选C。
12.下列叙述能说明在固定容积的密闭容器中进行的反应:已经达到平衡状态的是( )
A.X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗3 mol X,同时生成2 mol Z
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
【答案】B
【详解】
A.X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2时反应可能处于平衡状态,也可能未达到平衡,这与开始时加入的反应物的物质的量的多少及反应条件有关,A错误;
B.该反应是反应前后气体物质的量不同的反应,若压强不变时,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,B正确;
C.反应消耗X和生成Z表示的都是向正反应方向进行,不能据此判断反应是否达到平衡状态,C错误;
D.反应混合物都是气体,反应遵循质量守恒定律,混合气体的总质量始终不变,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,D错误;
故合理选项是B。
13.下列设计的实验方案能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
探究化学反应的限度
取5mL 0.1mol/L KI溶液,滴加0.1mol/L FeCl3溶液5~6滴,充分反应,可根据溶液中既含I2又含I-的实验事实判断该反应是可逆反应
B
比较Mg与Al的金属活动性
常温下,将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池
C
探究不同催化剂对同一反应速率的影响
相同条件下,向两支盛有等体积等浓度H2O2溶液的试管中分别滴入5滴等浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液
D
探究浓度对化学反应速率的影响
常温下,相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铁片先溶解完
【答案】C
【详解】
A.取5mL 0.1mol/L KI溶液,滴加0.1mol/L FeCl3溶液5~6滴,,充分反应KI过量,所以溶液中既含I2又含I-,不能确定该反应是可逆反应,故A不符合题意;
B.常温下,将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池,Al和NaOH溶液发生氧化还原反应作负极,Mg和NaOH溶液不反应作正极,所以不能通过该反应判断Mg与Al的金属活动性,故B不符合题意;
C.相同条件下,向两支盛有等体积等浓度H2O2溶液的试管中分别滴入5滴等浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液,根据产生气体的快慢程度可以判断不同催化剂对同一反应速率的影响,故C符合题意;
D.常温下,相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸与铁片发生钝化反应,不能先溶解完,故D不符合题意;
故答案:C。
14.已知:反应P(g)+Q(gM(g)+N(g)的正反应是放热反应。下列关于该反应的说法正确的是
A.P(g)的能量一定高于N(g)的
B.M(g)和N(g)的总能量大于P(g)和Q(g)的总能量
C.当反应达到平衡时,正反应速率、逆反应速率均为0
D.当反应达到平衡时,改变反应条件,化学平衡可能会被破坏
【答案】D
【分析】
P(g)+Q(gM(g)+N(g)的正反应是放热反应,说明P和Q的总能量大于M和N的总能量,结合化学平衡的特征和化学反应速率的影响因素分析判断。
【详解】
A.P和Q的总能量大于M和N的总能量,不能说明P(g)的能量一定高于N(g)的,故A错误;
B.P(g)+Q(gM(g)+N(g)的正反应是放热反应,说明P和Q的总能量大于M和N的总能量,故B错误;
C.当反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,但不等于0,故C错误;
D.当反应达到平衡时,改变反应条件,能够改变化学反应速率,化学反应速率改变后,正反应速率不一定等于逆反应速率,因此化学平衡可能会被破坏,故D正确;
故选D。
15.一定条件下,等物质的量的和在容积为的恒容密闭容器中发生如下反应:图表示该反应过程中的物质的量随反应时间()的变化。下列叙述正确的是
A.当反应达到平衡时,的转化率为
B.内反应的平均速率为
C.末的物质的量浓度为
D.点对应的化学反应速率:
【答案】A
【详解】
A.根据图示,当反应达到平衡时,氮气的物质的量由5mol变为2mol,和的投料相等,则的转化率为,故A正确;
B.内氮气的物质的量由5mol变为4mol,反应的平均速率为,故B错误;
C.内消耗1mol氮气,末的物质的量是2mol,NO的浓度为 ,故C错误;
D.点反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,对应的化学反应速率:,故D错误;
选A。
16.一定温度下,将和置于的恒容密闭反应器中发生反应:,Q、物质的量浓度与反应时间的关系如图。下列叙述正确的是
A.a=2
B.达到反应限度时的浓度为
C.达到反应限度时消耗
D.前平均反应速率:
【答案】D
【详解】
A.根据图像中Q和R的浓度变化为2:1,根据系数之比等于浓度变化之比,故a=1,故A错误;
B.平衡时Q生成了0.8mol/L,则M反应了0.4mol/L,则M剩余的浓度为1mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L,故B错误;
C.平衡时Q生成了0.8mol/L,则X反应了1.2mol/L,体积为1L,故消耗1.2molX,故C错误;
D.前平均反应速率:,故D正确;
故选D。
二、非选择题(52分)
17.(8分)(1)H2+Cl2=2HCl的反应过程如下图所示:
①根据上图填写下表:
化学键
断裂或形成1 mol
化学键时能量变化
反应中能量变化
Cl—Cl
吸收243 kJ
共吸收___________ kJ
H—H
吸收436 kJ
H—Cl
放出431 kJ
共放出___________ kJ
②该反应___________(填“放出”或“吸收”)___________ kJ热量。
(2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:
粗硅冶炼:(a)SiO2+2CSi+2CO↑。
精炼硅:(b)Si+3HClSiHCl3+H2;
(c)SiHCl3+H2Si+3HCl。
化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:
①(a)是___________反应,(b)是___________反应,(c)是___________反应(填“吸热”或“放热”)。
②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
【答案】(1)679 862 放出 183
(2)吸热 放热 吸热 小于
【详解】
(1)①断开H-H、Cl-Cl键,通过题目数据可知,共吸收243+436=679 kJ热量,形成H-Cl键共放出431+431=862kJ热量。
②根据放出和吸收热量数值的比较,可知该反应放出862-679=183 kJ热量。
(2)①根据化学反应与能量变化图可知,(a)是吸热反应,(b)是放热反应,(c)是吸热反应。
②反应(b)是个放热反应,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。
18.(10分)现有A、B、C、D四种金属片:
①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,A上有气泡产生;
②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,D发生还原反应;
③把A、C用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液中,电子流动方向为A→导线→C。
根据上述情况,回答下列问题:
(1)在①中,金属片___________发生氧化反应,金属片___________作正极;
(2)在②中,金属片___________作负极;___________金属更活泼。
(3)如果把B、D用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液,则金属片___________上有气泡产生;
(4)上述四种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。
【答案】(1) B A
(2) C C
(3)D
(4)B>A>C>D
【解析】
(1)把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,A上有气泡产生,所以A是正极,B是负极,该极上发生氧化反应,故答案为:B;A;
(2)把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,D发生还原反应,所以D是正极,C是负极,故答案为:C;
(3)根据①可知金属活泼性顺序为B>A,根据②可知金属活泼性顺序为C>D,根据③可知金属活泼性顺序为A>C,所以金属活泼性顺序是在原电池中,B>A>C>D,如果把B、D用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液,则D为正极,该电极上有气泡产生,故答案为:D;
(4)根据①可知金属活泼性顺序为B>A,根据②可知金属活泼性顺序为C>D,根据③可知金属活泼性顺序为A>C,所以金属活泼性顺序是在原电池中,B>A>C>D,故答案为:B>A>C>D。
19.(11分)反应Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑的能量变化趋势,如图所示:
(1)该反应为______________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是________(填字母)。
A.改锡片为锡粉 B.加入少量醋酸钠固体
C.滴加少量CuSO4 D.将稀硫酸改为98%的浓硫酸
(3)若将上述反应设计成原电池,石墨棒为原电池某一极材料,则石墨棒为________极(填“正”或“负”)。石墨棒上产生的现象为______________,该极上发生的电极反应为____________________,稀硫酸的作用是传导离子、____________________,原电池工作时溶液中的移向________极移动(填正或负)。
(4)实验后同学们经过充分讨论,观察原电池反应特点,认为符合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______________。
A.CO2+H2O=H2CO3 B.NaOH+HCl=NaCl+H2O
C.2H2+O2=2H2O D.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
以KOH为电解质溶液,在所选反应设计成原电池,该电池负极反应为:__________________________。
【答案】(1)放热
(2)AC
(3)正 有气泡产生 2H++2e-=H2↑ 作正极反应物 负
(4) C H2+2OH--2e-=2H2O
【解析】
(1)从图象可知,反应物总能量高于生成物总能量,所以该反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)A.改锡片为锡粉,增大接触面积,反应速率增大,选项A正确;B.加入少量醋酸钠固体,与氢离子反应生成弱酸,使氢离子浓度降低,反应速率降低,选项B错误;C.滴加少量CuSO4,与锡反应产生铜与锡形成原电池,加快反应速率,选项C正确;D.改稀硫酸为98%的浓硫酸,具有强氧化性,与锡反应不生成氢气,选项D错误;答案选AC;
(3)该反应中锡为还原剂,作负极,则石墨为正极;石墨棒上氢离子得电子产生氢气,则产生的现象为有气泡产生,该极上发生的电极反应为2H++2e-=H2↑,稀硫酸的作用是传导离子、作正极反应物,原电池工作时溶液中的阴离子移向负极移动;
(4)A.反应CO2+H2O=H2CO3没有发生氧化还原反应,不能设计成原电池,选项A错误;B.反应NaOH+HCl=NaCl+H2O为复分解反应,不是氧化还原反应,不能设计成原电池,选项B错误;C.反应2H2+O2=2H2O中氢、氧化合价发生变化,属于自发的氧化还原反应,能设计成原电池,选项C正确;D.反应CuO+H2SO4=CuSO4+H2O为复分解反应,不是氧化还原反应,不能设计成原电池,选项D错误;答案选B;以KOH为电解质溶液,在所选反应设计成原电池,该电池负极上氢气失电子产生水,电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O。
20.(11分)燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。
(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
①A为生物燃料电池的________(填“正”或“负”)极。
②正极反应式为_____________。
③放电过程中,H+由________极区向________极区迁移(填“正”或“负”)。
④在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是________。
(2)一氧化碳无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大,尾气中一氧化碳的含量越高。
请回答:
①工作时,O2-由电极________向电极________移动(填“a”或“b”);
②电子由电极________通过传感器流向电极________(填“a”或“b”)。
【答案】(1)正 O2+4H++4e-=2H2O 负 正 22.4 L (2)b a a b
【详解】
(1)由图可知A为燃料电池的正极,电极反应为O2+4H++4e-=2H2O;B为燃料电池的负极,电极反应为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+;放电过程中,H+由负极区向正极区移动;葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,即1 mol O2~1 mol CO2,每消耗1 mol O2,理论上生成标准状况下CO2气体22.4 L。
(2)①b电极为正极,电极反应式为O2+4e-=2O2-,总反应为2CO+O2=2CO2,O2-由电极b向电极a移动;
②工作时电子由负极向正极移动,电子由电极a通过传感器流向电极b。
21.(12分)Ⅰ.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的恒温密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应:,测得CO2和的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3min到9min,___________(计算保留2位有效数字)。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成1mol H2,同时生成1mol CH3OH
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(3)平衡时CO2的转化率为___________。
(4)平衡混合气体中和的质量之比是___________。
(5)第3分钟时___________第9分钟时(填“>”“<”“=”或“无法比较”)。
Ⅱ.(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图所示。
①写出该反应的化学方程式(反应物或生成物用符号X、Y表示):___________。
②a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是___________。
(2)如图所示是可逆反应的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是___________(填字母)。
A. t1时,只有正方向反应在进行 B. t2时,反应达到最大限度
C. t2~t3,反应不再进行 D. t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
【答案】0.042 BD 75% 22:3 > bd BD
【详解】
Ⅰ(1)从3min到9min,CO2浓度变为,CO2反应速率为。
故答案为:0.042。
(2)A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点),不能说明反应达到平衡状态,A错误;B.混合气体的物质的量为变量,则压强为变量,随着反应的进行,混合气体的压强不随时间的变化而变化,此时反应达到平衡,B正确;C.单位时间内生成3mol H2,同时生成1mol CH3OH,则正、逆反应速率相等,C错误;D.混合气体的质量不变,混合气体的物质的量是变量,则平均相对分子质量不随时间的变化而变化,此时反应达到平衡,D正确;故选BD。
(3)由图像可知平衡时CO2的浓度为,则消耗的二氧化碳的浓度,CO2的转化率为;
故答案为:75%。
(4)
则平衡时混合气体中和的质量之比是;故答案为:22:3。
(5)第9分钟时达到平衡,,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,则第3分钟时大于第9分钟时;
故答案为:>。
Ⅱ(1)由题图可知,X为生成物,Y为反应物。0~10min X增加了,Y减小了,反应达到平衡状态,故X、Y的化学计量数之比为2:1,且该反应为可逆反应,反应的化学方程式为;b、d两点处于化学平衡状态;
故答案为:Y⇌ 2X。
(2)对于可逆反应,反应开始后的任何时刻,正逆反应均在进行;根据题图可知0~t2,反应处于非平衡状态;t2后,该反应处于平衡状态,正逆反应速率相等,但不等于0;处于平衡状态时,各物质的浓度不再发生变化,故B、D正确;故答案为:BD。
第08周 单元达标测二
第六章 化学反应与能量
(限时:70分钟 满分100分)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法不正确的是
A.当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的
B.目前,全球仍处于化石能源时代
C.人体生命活动所需要的能量,是由氧化还原反应提供的
D.凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类
【答案】D
【详解】
A.人类目前运用最多的能源是化石燃料,其释放的能量由化学反应产生,A正确;
B.煤、石油、天然气三大化石燃料,是当今世界最重要的能源,故目前,全球仍处于化石能源时代,B正确;
C.人体内有机物所含能量的释放是有机物被氧化成简单无机物的过程,属于氧化还原反应,所以人体运动所消耗的能量与氧化还原反应有关,C正确;
D.化学反应放出的能量,可以造福人类,也可以给人类带来灾难,比如火灾,D错误;
故选D。
2.2020年9月22日,中国向全世界宣布,努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中减少的是
A.用氨水捕集废气中的,将其转化为氮肥
B.大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源
C.大力推广使用干冰实现人工增雨,缓解旱情
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的
【答案】C
【详解】
A.氨水能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵,则用氨水捕集废气中的二氧化碳,将其转化为氮肥有利于大气中二氧化碳的减少,故A不符合题意;
B.大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源可以减少化石能源的使用,从而减少二氧化碳气体的排放,有利于大气中二氧化碳的减少,故B不符合题意;
C.大力推广使用干冰实现人工增雨,会增加大气中二氧化碳的量,不利于大气中二氧化碳的减少,故C符合题意;
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的二氧化碳有利于大气中二氧化碳的减少,故D不符合题意;
故选C。
3.下列说法不正确的是( )
①在高温、高压条件下发生的反应一定是吸热反应
②在常温、常压下就能发生的反应一定是放热反应
③氧化还原反应都是放热反应,复分解反应除酸碱中和反应外都是吸热反应
④化合反应都是放热反应,分解反应都是吸热反应
A.②③ B.①②③
C.①③④ D.①②③④
【答案】D
【详解】
①反应为放热反应,①错误;
②为吸热反应,②错误;
③
为吸热反应,为放热反应,③错误;
④化合反应可能是吸热反应,如,分解反应可能是放热反应,如,④错误;
故①②③④均错误,故D符合;
故选D。
4.已知反应X+Y=M+N为吸热反应,对这个反应的下列说法中正确的是
A.X的能量一定低于M的能量,Y的能量一定低于N的能量
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
【答案】D
【详解】
A.X+Y=M+N为吸热反应,X和Y的总能量一定低于M和N的总能量,故A错误;
B.化学反应的吸放热与反应条件无关,有些吸热反应不需要加热就能进行,故B错误;
C.吸热反应,破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量,故C错误;
D.X+Y=M+N为吸热反应,X和Y的总能量一定低于M和N的总能量,故D正确;
选D。
5.最近,科学家用巨型计算机进行模拟后确认,由60个N原子可结合成N60分子,N60变成N2时放出巨大能量,下列说法中不正确的是
A.N60与N2都是氮的同素异形体
B.N60转化为N2属化学变化
C.N60的总能量高于N2的总能量
D.N60变为N2的反应是放热反应,说明N60比N2更稳定
【答案】D
【详解】
A.N60与N2为N元素形成的不同单质,都是氮的同素异形体,A正确;
B.N60和N2为不同的物质,N60转化为N2的过程有新物质生成,属化学变化,B正确;
C.N60变成N2时放出巨大能量,说明N60的总能量高于N2的总能量,C正确;
D.N60变为N2的反应是放热反应,说明N2的能量更低,则N2更稳定,D错误;
综上所述答案为D。
6.、两根金属棒插入溶液中构成如图所示装置,实验中电流表指针发生偏转,同时棒变粗,棒变细,则、、溶液可能是下列中的
编号
溶液
A
稀硫酸
B
硝酸银溶液
C
硫酸铜溶液
D
稀硫酸
【答案】B
【详解】
A.锌、铜在稀硫酸中构成原电池,X棒为活泼金属锌,做原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成锌离子,X棒变细,故A不符合题意;
B.锌、银在硝酸银溶液中构成原电池,X棒为不活泼金属银,做原电池的正极,银离子在正极得到电子发生还原反应生成银,X棒变粗,Y棒为活泼金属锌,做原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成锌离子,Y棒变细,故B符合题意;
C.铜、银在硫酸铜溶液中构成原电池,铜的金属性强于银,X棒为金属铜,做原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成铜离子,X棒变细,故C不符合题意;
D.锌、铜在稀硫酸中构成原电池,X棒为不活泼金属铜,做原电池的正极,氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气,X棒没有变化,故D不符合题意;
故选B。
7.有a、b、c、d四种金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减小,b极质量增大
b极有气体产生,c极无变化
d极溶解,c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a>b>d>c
【答案】C
【详解】
装置一:发生电化学腐蚀,a极质量减小,b极质量增加,a极为负极,b极为正极,所以金属的活动性顺序a>b;
装置二:发生化学腐蚀,b极有气体产生,c极无变化,所以金属的活动性顺序b>c;
装置三:发生电化学腐蚀,d极溶解,所以d是负极,c极有气体产生,所以c是正极,所以金属的活动性顺序d>c;
装置四:发生电化学腐蚀,电流从a极流向d极,a极为正极,d极为负极,所以金属的活动性顺序d>a;
所以这四种金属的活动性顺序d>a>b>c,
故选:C。
8.下列有关装置的说法正确的是
A.装置Ⅰ中为原电池的负极
B.装置Ⅱ为一次电池
C.装置Ⅲ可构成原电池
D.装置Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向碳棒
【答案】D
【详解】
A.镁与氢氧化钠溶液不反应,铝能够与氢氧化钠溶液反应,装置Ⅰ中铝为负极,镁为正极,故A错误;
B.铅蓄电池是二次电池,可以放电充电,故B错误;
C.装置Ⅲ中的两个材料相同、都是Zn,不能构成原电池,故C错误;
D.装置Ⅳ为干电池,锌为负极,碳棒为正极,工作时,原电池中电子由负极沿导线流向正极,因此电子由锌通过导线流向碳棒,故D正确;
故选D。
9.对于化学反应,下列反应速率关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
W为固体,不能表示反应速率,故A、D项错误;
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,,则,,则,故B项错误,C项正确。
故选:C。
10.在一密闭容器中充入一定量的N2和H2,经测定反应开始后的2s内氢气的平均速率:v(H2)=0.45mol/(L·s),则2s末NH3的浓度为
A.0.45mol/L B.0.50mol/L
C.0.55mol/L D.0.60mol/L
【答案】D
【详解】
v(H2)=0.45mol/(L·s),则2s内氢气的浓度减少0.45mol/(L·s)×2s=0.9 mol/L,根据反应方程式,氨气的浓度为0.9 mol/L=0.6 mol/L,选D。
11.某小组设计如图所示实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是
A.该实验探究的是温度对反应速率的影响
B.该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同
C.实验中,H2O2的浓度越大越好
D.温度相同时,若用FeCl3代替MnO2,反应速率不相同
【答案】C
【详解】
A.两个装置中的变量是温度,所以该实验探究的是温度对反应速率的影响,A正确;
B.由于二氧化锰是催化剂,且探究的是温度对反应速率的影响,所以该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同,B正确;
C.双氧水浓度过大,反应速率过快,不易控制,所以实验中H2O2的浓度不宜过大,C错误;
D.温度相同时,若用FeCl3代替MnO2,由于改变了催化剂,则反应速率不相同,D正确;
答案选C。
12.下列叙述能说明在固定容积的密闭容器中进行的反应:已经达到平衡状态的是( )
A.X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗3 mol X,同时生成2 mol Z
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
【答案】B
【详解】
A.X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2时反应可能处于平衡状态,也可能未达到平衡,这与开始时加入的反应物的物质的量的多少及反应条件有关,A错误;
B.该反应是反应前后气体物质的量不同的反应,若压强不变时,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,B正确;
C.反应消耗X和生成Z表示的都是向正反应方向进行,不能据此判断反应是否达到平衡状态,C错误;
D.反应混合物都是气体,反应遵循质量守恒定律,混合气体的总质量始终不变,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,D错误;
故合理选项是B。
13.下列设计的实验方案能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
探究化学反应的限度
取5mL 0.1mol/L KI溶液,滴加0.1mol/L FeCl3溶液5~6滴,充分反应,可根据溶液中既含I2又含I-的实验事实判断该反应是可逆反应
B
比较Mg与Al的金属活动性
常温下,将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池
C
探究不同催化剂对同一反应速率的影响
相同条件下,向两支盛有等体积等浓度H2O2溶液的试管中分别滴入5滴等浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液
D
探究浓度对化学反应速率的影响
常温下,相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铁片先溶解完
【答案】C
【详解】
A.取5mL 0.1mol/L KI溶液,滴加0.1mol/L FeCl3溶液5~6滴,,充分反应KI过量,所以溶液中既含I2又含I-,不能确定该反应是可逆反应,故A不符合题意;
B.常温下,将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池,Al和NaOH溶液发生氧化还原反应作负极,Mg和NaOH溶液不反应作正极,所以不能通过该反应判断Mg与Al的金属活动性,故B不符合题意;
C.相同条件下,向两支盛有等体积等浓度H2O2溶液的试管中分别滴入5滴等浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液,根据产生气体的快慢程度可以判断不同催化剂对同一反应速率的影响,故C符合题意;
D.常温下,相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸与铁片发生钝化反应,不能先溶解完,故D不符合题意;
故答案:C。
14.已知:反应P(g)+Q(gM(g)+N(g)的正反应是放热反应。下列关于该反应的说法正确的是
A.P(g)的能量一定高于N(g)的
B.M(g)和N(g)的总能量大于P(g)和Q(g)的总能量
C.当反应达到平衡时,正反应速率、逆反应速率均为0
D.当反应达到平衡时,改变反应条件,化学平衡可能会被破坏
【答案】D
【分析】
P(g)+Q(gM(g)+N(g)的正反应是放热反应,说明P和Q的总能量大于M和N的总能量,结合化学平衡的特征和化学反应速率的影响因素分析判断。
【详解】
A.P和Q的总能量大于M和N的总能量,不能说明P(g)的能量一定高于N(g)的,故A错误;
B.P(g)+Q(gM(g)+N(g)的正反应是放热反应,说明P和Q的总能量大于M和N的总能量,故B错误;
C.当反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,但不等于0,故C错误;
D.当反应达到平衡时,改变反应条件,能够改变化学反应速率,化学反应速率改变后,正反应速率不一定等于逆反应速率,因此化学平衡可能会被破坏,故D正确;
故选D。
15.一定条件下,等物质的量的和在容积为的恒容密闭容器中发生如下反应:图表示该反应过程中的物质的量随反应时间()的变化。下列叙述正确的是
A.当反应达到平衡时,的转化率为
B.内反应的平均速率为
C.末的物质的量浓度为
D.点对应的化学反应速率:
【答案】A
【详解】
A.根据图示,当反应达到平衡时,氮气的物质的量由5mol变为2mol,和的投料相等,则的转化率为,故A正确;
B.内氮气的物质的量由5mol变为4mol,反应的平均速率为,故B错误;
C.内消耗1mol氮气,末的物质的量是2mol,NO的浓度为 ,故C错误;
D.点反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,对应的化学反应速率:,故D错误;
选A。
16.一定温度下,将和置于的恒容密闭反应器中发生反应:,Q、物质的量浓度与反应时间的关系如图。下列叙述正确的是
A.a=2
B.达到反应限度时的浓度为
C.达到反应限度时消耗
D.前平均反应速率:
【答案】D
【详解】
A.根据图像中Q和R的浓度变化为2:1,根据系数之比等于浓度变化之比,故a=1,故A错误;
B.平衡时Q生成了0.8mol/L,则M反应了0.4mol/L,则M剩余的浓度为1mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L,故B错误;
C.平衡时Q生成了0.8mol/L,则X反应了1.2mol/L,体积为1L,故消耗1.2molX,故C错误;
D.前平均反应速率:,故D正确;
故选D。
二、非选择题(52分)
17.(8分)(1)H2+Cl2=2HCl的反应过程如下图所示:
①根据上图填写下表:
化学键
断裂或形成1 mol
化学键时能量变化
反应中能量变化
Cl—Cl
吸收243 kJ
共吸收___________ kJ
H—H
吸收436 kJ
H—Cl
放出431 kJ
共放出___________ kJ
②该反应___________(填“放出”或“吸收”)___________ kJ热量。
(2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:
粗硅冶炼:(a)SiO2+2CSi+2CO↑。
精炼硅:(b)Si+3HClSiHCl3+H2;
(c)SiHCl3+H2Si+3HCl。
化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:
①(a)是___________反应,(b)是___________反应,(c)是___________反应(填“吸热”或“放热”)。
②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
【答案】(1)679 862 放出 183
(2)吸热 放热 吸热 小于
【详解】
(1)①断开H-H、Cl-Cl键,通过题目数据可知,共吸收243+436=679 kJ热量,形成H-Cl键共放出431+431=862kJ热量。
②根据放出和吸收热量数值的比较,可知该反应放出862-679=183 kJ热量。
(2)①根据化学反应与能量变化图可知,(a)是吸热反应,(b)是放热反应,(c)是吸热反应。
②反应(b)是个放热反应,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。
18.(10分)现有A、B、C、D四种金属片:
①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,A上有气泡产生;
②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,D发生还原反应;
③把A、C用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液中,电子流动方向为A→导线→C。
根据上述情况,回答下列问题:
(1)在①中,金属片___________发生氧化反应,金属片___________作正极;
(2)在②中,金属片___________作负极;___________金属更活泼。
(3)如果把B、D用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液,则金属片___________上有气泡产生;
(4)上述四种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。
【答案】(1) B A
(2) C C
(3)D
(4)B>A>C>D
【解析】
(1)把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,A上有气泡产生,所以A是正极,B是负极,该极上发生氧化反应,故答案为:B;A;
(2)把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,D发生还原反应,所以D是正极,C是负极,故答案为:C;
(3)根据①可知金属活泼性顺序为B>A,根据②可知金属活泼性顺序为C>D,根据③可知金属活泼性顺序为A>C,所以金属活泼性顺序是在原电池中,B>A>C>D,如果把B、D用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液,则D为正极,该电极上有气泡产生,故答案为:D;
(4)根据①可知金属活泼性顺序为B>A,根据②可知金属活泼性顺序为C>D,根据③可知金属活泼性顺序为A>C,所以金属活泼性顺序是在原电池中,B>A>C>D,故答案为:B>A>C>D。
19.(11分)反应Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑的能量变化趋势,如图所示:
(1)该反应为______________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是________(填字母)。
A.改锡片为锡粉 B.加入少量醋酸钠固体
C.滴加少量CuSO4 D.将稀硫酸改为98%的浓硫酸
(3)若将上述反应设计成原电池,石墨棒为原电池某一极材料,则石墨棒为________极(填“正”或“负”)。石墨棒上产生的现象为______________,该极上发生的电极反应为____________________,稀硫酸的作用是传导离子、____________________,原电池工作时溶液中的移向________极移动(填正或负)。
(4)实验后同学们经过充分讨论,观察原电池反应特点,认为符合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______________。
A.CO2+H2O=H2CO3 B.NaOH+HCl=NaCl+H2O
C.2H2+O2=2H2O D.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
以KOH为电解质溶液,在所选反应设计成原电池,该电池负极反应为:__________________________。
【答案】(1)放热
(2)AC
(3)正 有气泡产生 2H++2e-=H2↑ 作正极反应物 负
(4) C H2+2OH--2e-=2H2O
【解析】
(1)从图象可知,反应物总能量高于生成物总能量,所以该反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)A.改锡片为锡粉,增大接触面积,反应速率增大,选项A正确;B.加入少量醋酸钠固体,与氢离子反应生成弱酸,使氢离子浓度降低,反应速率降低,选项B错误;C.滴加少量CuSO4,与锡反应产生铜与锡形成原电池,加快反应速率,选项C正确;D.改稀硫酸为98%的浓硫酸,具有强氧化性,与锡反应不生成氢气,选项D错误;答案选AC;
(3)该反应中锡为还原剂,作负极,则石墨为正极;石墨棒上氢离子得电子产生氢气,则产生的现象为有气泡产生,该极上发生的电极反应为2H++2e-=H2↑,稀硫酸的作用是传导离子、作正极反应物,原电池工作时溶液中的阴离子移向负极移动;
(4)A.反应CO2+H2O=H2CO3没有发生氧化还原反应,不能设计成原电池,选项A错误;B.反应NaOH+HCl=NaCl+H2O为复分解反应,不是氧化还原反应,不能设计成原电池,选项B错误;C.反应2H2+O2=2H2O中氢、氧化合价发生变化,属于自发的氧化还原反应,能设计成原电池,选项C正确;D.反应CuO+H2SO4=CuSO4+H2O为复分解反应,不是氧化还原反应,不能设计成原电池,选项D错误;答案选B;以KOH为电解质溶液,在所选反应设计成原电池,该电池负极上氢气失电子产生水,电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O。
20.(11分)燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。
(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
①A为生物燃料电池的________(填“正”或“负”)极。
②正极反应式为_____________。
③放电过程中,H+由________极区向________极区迁移(填“正”或“负”)。
④在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是________。
(2)一氧化碳无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大,尾气中一氧化碳的含量越高。
请回答:
①工作时,O2-由电极________向电极________移动(填“a”或“b”);
②电子由电极________通过传感器流向电极________(填“a”或“b”)。
【答案】(1)正 O2+4H++4e-=2H2O 负 正 22.4 L (2)b a a b
【详解】
(1)由图可知A为燃料电池的正极,电极反应为O2+4H++4e-=2H2O;B为燃料电池的负极,电极反应为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+;放电过程中,H+由负极区向正极区移动;葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,即1 mol O2~1 mol CO2,每消耗1 mol O2,理论上生成标准状况下CO2气体22.4 L。
(2)①b电极为正极,电极反应式为O2+4e-=2O2-,总反应为2CO+O2=2CO2,O2-由电极b向电极a移动;
②工作时电子由负极向正极移动,电子由电极a通过传感器流向电极b。
21.(12分)Ⅰ.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的恒温密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应:,测得CO2和的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3min到9min,___________(计算保留2位有效数字)。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成1mol H2,同时生成1mol CH3OH
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(3)平衡时CO2的转化率为___________。
(4)平衡混合气体中和的质量之比是___________。
(5)第3分钟时___________第9分钟时(填“>”“<”“=”或“无法比较”)。
Ⅱ.(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图所示。
①写出该反应的化学方程式(反应物或生成物用符号X、Y表示):___________。
②a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是___________。
(2)如图所示是可逆反应的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是___________(填字母)。
A. t1时,只有正方向反应在进行 B. t2时,反应达到最大限度
C. t2~t3,反应不再进行 D. t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
【答案】0.042 BD 75% 22:3 > bd BD
【详解】
Ⅰ(1)从3min到9min,CO2浓度变为,CO2反应速率为。
故答案为:0.042。
(2)A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点),不能说明反应达到平衡状态,A错误;B.混合气体的物质的量为变量,则压强为变量,随着反应的进行,混合气体的压强不随时间的变化而变化,此时反应达到平衡,B正确;C.单位时间内生成3mol H2,同时生成1mol CH3OH,则正、逆反应速率相等,C错误;D.混合气体的质量不变,混合气体的物质的量是变量,则平均相对分子质量不随时间的变化而变化,此时反应达到平衡,D正确;故选BD。
(3)由图像可知平衡时CO2的浓度为,则消耗的二氧化碳的浓度,CO2的转化率为;
故答案为:75%。
(4)
则平衡时混合气体中和的质量之比是;故答案为:22:3。
(5)第9分钟时达到平衡,,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,则第3分钟时大于第9分钟时;
故答案为:>。
Ⅱ(1)由题图可知,X为生成物,Y为反应物。0~10min X增加了,Y减小了,反应达到平衡状态,故X、Y的化学计量数之比为2:1,且该反应为可逆反应,反应的化学方程式为;b、d两点处于化学平衡状态;
故答案为:Y⇌ 2X。
(2)对于可逆反应,反应开始后的任何时刻,正逆反应均在进行;根据题图可知0~t2,反应处于非平衡状态;t2后,该反应处于平衡状态,正逆反应速率相等,但不等于0;处于平衡状态时,各物质的浓度不再发生变化,故B、D正确;故答案为:BD。
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