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第二章化学反应速率与化学平衡单元测试题 2023-2024学年上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1
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第二章 化学反应速率与化学平衡 单元测试题
一、单选题
1.某研究小组以反应为例探究外界条件对化学反应速率的影响。实验时,分别量取溶液和酸性溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法错误的是
实验序号
实验温度/℃
酸性溶液
溶液
溶液颜色褪至无色所用时间/s
V/mL
V/mL
V/mL
①
20
2
0.02
4
0.1
0
②
20
2
0.02
2
0.1
2
8
③
45
2
0.02
2
0.1
x
A.
B.,
C.配制溶液时可用硫酸酸化
D.利用实验②③探究温度对化学反应速率的影响
2.下列实验目的、实验操作及实验现象都正确的是
选项
实验目的
实验操作
实验现象
A
验证支持燃烧
将点燃的导管伸入盛满的集气瓶中
安静地燃烧,发出淡蓝色火焰
B
探究晶体颗粒大小与溶液冷却速度的关系
把一小粒明矾晶体悬挂在40℃~50℃的饱和明矾溶液中,快速冷却
形成较大的明矾晶体
C
探究浓度对、相互转化的影响
取少量溶液于试管中,向其中滴加一定量稀硫酸,观察现象;再滴加一定量NaOH溶液,观察现象
滴加稀硫酸后溶液由黄色变为橙色,再滴加NaOH溶液,溶液又变为黄色
D
检验溴乙烷中含溴元素
加热溴乙烷与NaOH的混合液,然后滴加溶液
有淡黄色沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
3.一定温度下,在2 L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。下列描述正确的是
A.反应开始到10 s时,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应开始到10 s时,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应到达10 s时,c(Y)=0.105 mol·L-1·s-1
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g) 2Z(g)
4.下列实验的方案设计、现象和结论都正确的是
选项
实验
方案设计
现象和结论
A
检验某无色溶液中是否含有N
取少量该溶液于试管中,加稀盐酸酸化,再加入FeCl2溶液
若溶液变为黄色,则说明该溶液中含有N
B
探究SO2与O2反应的限度
将2.5体积SO2与1体积O2混合并通过灼热的催化剂充分反应,产物依次通过BaCl2溶液和品红溶液
前者溶液中产生白色沉淀,后者溶液褪色,则说明SO2与O2的反应有一定限度
C
探究浓度对反应速率的影响
取两支试管各加入4 mL 0.01 mol·L-1 酸性KMnO4溶液,再分别加入2 mL 0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液
前者比后者褪色需要的时间长。其他条件不变时,浓度越高,反应速率越快
D
探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性
取2 mL 20%的蔗糖溶液于试管中,加入适量稀 H2SO4后水浴加热5 min,再加入适量新制的Cu(OH)2悬浊液并加热
若没有砖红色沉淀生成,则说明蔗糖在酸性水溶液中稳定
A.A B.B C.C D.D
5.反应X→2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a为c(Y)随t的变化曲线
B.t1时,反应体系达到平衡状态
C.0~t1时,体系中X的消耗速率等于Y的生成速率
D.反应体系中始终存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z)
6.时,存在如下平衡:。该反应正、逆反应速率与的浓度关系为:,(是速率常数),且与的关系如图所示,下列说法正确的是
A.图中表示的是线Ⅱ
B.时,往刚性容器中充入一定量,平衡后测得为,则平衡时
C.时,该反应的平衡常数
D.时向恒容密闭容器中充入,某时刻,则此时的转化率为
7.室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验
实验操作和现象
Ⅰ
用计测定溶液的为6.2
Ⅱ
取少量新制饱和氯水于试管中,向其中加入溶液至过量,产生大量无色气泡……
Ⅲ
向溶液中滴加少量溶液,溶液迅速变黄,稍后产生气体;再加入几滴溶液,溶液变红,一段时间后,溶液颜色明显变浅
Ⅳ
向溶液中滴加溶液,很快有大量气体逸出,后,蓝色溶液变为红色浑浊,继续加入溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液
下列有关说法错误的是
A.由实验Ⅰ可知,室温下
B.实验Ⅱ中还可观察到溶液的颜色逐渐变浅,最后消失
C.实验Ⅲ中一段时间后,溶液颜色明显变浅,原因是过量的有氧化作用
D.实验Ⅲ、Ⅳ表明溶液、溶液对溶液的分解均有一定的催化作用
8.近日,国际研究团队证明氮化钒纳米粒子这种高效选择性的催化剂,能够在温和的条件下实现电化学氮气还原反应,其反应历程如图所示:
下列叙述正确的是
A.上述循环中,N原子形成化学键数目保持不变
B.催化剂失活的原因之一是断裂了V—O
C.物质1是氮还原的催化剂,物质3是中间产物
D.反应h中N元素被氧化,反应d断裂σ键
9.利用和CO反应生成的过程中主要涉及的反应如下:
反应Ⅰ kJ⋅mol-1
反应Ⅱ kJ⋅mol-1
[的产率,的选择性]。保持温度一定,在固定容积的密闭容器中进行上述反应,平衡时和的产率及CO和的转化率随的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A.当容器内气体总压不变时,反应Ⅱ达到平衡状态75a
B.曲线c表示的产率随的变化
C.,反应达平衡时,的选择性为50%
D.随着增大,的选择性先增大后减小
10.Scripps研究所近期在温和条件下实现了苯乙酸的邻位羟基化反应,如图为其反应机理,下列说法错误的是
A.过程③中作为氧化剂 B.机理中存在非极性键的断裂
C.机理中所涉及物质N原子杂化方式均为 D.在转化过程中为催化剂
11.一定温度下,在体积为的恒容密闭容器中,某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若,则内,X的化学反应速率为
D.温度、体积不变,时刻充入使压强增大,正、逆反应速率都增大
12.某温度下,发生反应 ,的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.将1mol和3mol置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量小于92.4kJ
B.平衡状态由A到B时,平衡常数
C.上述反应在达到平衡后,增大压强,的产率减小
D.反应建立平衡后分离出部分时,浓度商Q大于平衡常数K
二、多选题
13.某兴趣小组同学将的酸性溶液和溶液按如下比例混合,探究浓度对反应速率的影响。
序号
温度
①
20℃
②
20℃
现象:实验①溶液很快由紫色变为青绿色,而实验②慢一点;变为青绿色后,实验②溶液很快褪至无色,而实验①褪色慢一点。
资料:与很难形成配合物;(青绿色),有强氧化性,而氧化性极弱。
下列说法错误的是
A.
B.溶液中能通过加盐酸酸化调
C.溶液由青绿色褪至无色过程中,实验①中较小,导致褪色速率较慢
D.由实验可知,加入越多,溶液由紫色褪至无色的速率越快
14.一定温度下,向容积为的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,达到化学平衡后体系中有A、B、C、D四种气体,反应中各气体物质的物质的量变化如图所示。则下列对该反应的推断合理的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应进行到时,
C.达到反应限度时,C的转化率为80%
D.反应进行到时,B的平均反应速率为
三、非选择题
15.水分解制氢是可再生能源领域的重要研究课题,其中一种非常有应用前景的方法是利用热化学循环将水分解成氢气和氧气。直接将水费解成氢气和氧气所需温度很高,利用一些具有氧化还原的物质作为介质,可以构造热化学循环,降低水分解的温度。
(1)经典的S-I循环该热化学物坏以SO2、I2为工质其中第一步反应是SO2、I2和水蒸气反应生成一种含硫的物质A和一种合碘的物质B(反应1),该反应为低温下的放热反应,取少许反应所得溶液加入BaCl2,得到白色沉淀(反应2);而后A在约900℃下发生分解生成氧气(反应3),B在约400℃下即可分解产生氢气(反应4)。反应3和反应4的其他产物可以重新与水反应,实现循环。请写出反应1~4的化学方程式并配平(反应2写离子方程式): 、 、 、 。
(2)氧化物循环体系
S-I循环虽然反应温度较低,但存在中间产物腐蚀性强、产物分离困难等问题。为此,研究者构造了基于可变价氧化物的热化学循环,示意如下(未做配平):
水分解反应:
氧化物还原反应:
(其中MOred代表低价态氧化物,MOox代表高价态氧化物)
总反应:
根据相应反应的Gibbs自由能变随温度的变化,可以判断上述两个反应发生的温度范围,遴选潜在的氧化物体系。下图为H2O、氧化物体系(1)和氧化物体系(2)的生成反应的Gibbs自由能变随温度的变化图,其中M1和M2代指的是两种不同的金属,表示对应1molO原子(即化学反应式中O2的系数为1/2)时反应的标准Gibbs自由能变,设在整个温度范围内随温度呈线性变化。
①从热力学上看,氧化物体系(1)和氧化物体系(2)哪一个体系更适用于热化学循环分解水 ?简述理由 。
②对于更适用于热化学循环分解水的氧化物体系,说明发生水分解反应和氧化物还原反应对应的温度范围 (提示:注意看图并合理做标记,给出简要的文字说明)。
③氧化物循环体系的改进实例I
850℃下Mn3O4在Na2CO3存在下与水反应生成氢气(反应1),获得的固体产物分散在水中,通入CO2进行离子交换,全部被交换(反应2),而后将反应所得固体物质在850℃下加热处理再生Mn3O4(反应3)。写出反应1~3的化学方程式并配平: 、 、 。
④氧化物循环体系的改进实例II
利用金属锂及其氧化物和氢氧化物也可以构成热化学循环,有望进一步降低热化学循环的能耗。其中的一个关键步骤是加热Li2O固体,使之产生两种含锂物质,二者分别通过进一步反应产生氢气和氧气。请写出基于Li的热化学循环分解水制氢反应式并配平 。
16.现代制备乙烯常用乙烷氧化裂解法,主反应为C2H6(g)+O2(g) C2H4(g)+H2O(g) ΔH=−110kJ·mol-1,反应时还会生成CH4、CO、CO2等副产物(副反应均为放热反应),如图所示为温度对乙烷氧化裂解反应的影响。[乙烯选择性=×100%;乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]
(1)乙烷转化率随温度的升高而升高的原因是 ,反应的最佳温度为 。
A.650℃ B.700℃ C.775℃ D.850℃
(2)工业上,保持体系总压强恒定在100kPa下进行该反应,且通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体(惰性气体的体积分数为70%),掺入惰性气体的目的是 。
17.某学生为探究锌与稀盐酸反应的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00mol·L-1、2.00mol·L-1两种浓度,每次实验稀盐酸的用量为25.00mL,锌有细颗粒与粗颗粒两种规格,用量为6.50g。实验温度为25℃、35℃。(已知Zn2+对该反应的反应速率无影响)
(1)请在实验目的一栏中的空白项处填出对应的实验编号:
编号
t/℃
锌规格
盐酸浓度/mol·L-1
实验目的
①
25
粗颗粒
2.00
I.实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;
II.实验 探究温度对该反应速率的影响;
III.实验 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
②
25
粗颗粒
1.00
③
35
粗颗粒
2.00
④
25
细颗粒
2.00
(2)实验①记录如下(换算成标况):
时间/s
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
氢气体积/mL
16.8
39.2
67.2
224
420
492.8
520.8
543.2
554.4
560
①计算在30~40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)= (忽略溶液体积变化);
②反应速率最大的时间段(如0~10s)为 ,可能原因是 ;
③反应速率后段明显下降的主要影响因素是 。
(3)测量氢气体积时,在不影响产生H2气体总量的情况下,往往在盐酸中分别加入相同体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为可行的是_______(填序号)。
A.NaNO3溶液 B.NaCl溶液 C.CuSO4溶液 D.Na2CO3溶液
(4)某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,设计了如图所示的实验。
①如图可通过观察 现象,比较得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论;
②某同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是 。
18.氮气转化为氮的化合物对于工业制备硝酸有着重要的意义。回答下列问题。
(1)
某反应(假设只涉及气体)的平衡常数表达式为,则该反应的热化学方程式为 。
(2)已知反应 的速率方程为,,其中、是正、逆反应的速率常数,只与温度有关,且随温度升高而增大。温度下,在2L恒容密闭容器中充入一定量气体发生上述反应,测得容器中不同时刻如表所示:
时间/s
0
1
2
3
4
5
2.00
1.60
1.32
1.14
1.00
1.00
①1~4s内该反应的平均反应速率 。
②温度下达到化学平衡时, 。
③若将容器的温度改为,其他条件不变,,则 (填“”或“=”)。
(3)对于反应 。保持其他初始条件不变,反应相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。
随温度的升高,NO的转化率先增大后减小的原因是 。
参考答案:
1.B
【详解】A.实验②和③只是温度不同,目的是探究温度对反应速率的影响,除温度外,其它条件应相同,则水的体积需要保持一致,因此x=2,故A正确;
B.分析表中数据可知,实验①和实验②只是浓度不同,则实验①和实验②是探究反应物浓度对化学反应速率的影响,且浓度越大,反应速率越大,可知t1<8,实验②和③只是温度不同,目的是探究温度对反应速率的影响,温度越高,反应速率越快,则t2<8,故B错误;
C.高锰酸钾能氧化氯离子生成氯气,配制KMnO4溶液时不能用盐酸酸化,应该用稀硫酸,故C正确;
D.实验①③中温度和草酸的浓度均是变量,不能利用实验①③探究温度对化学反应速率的影响,应该用实验②和③,故D正确;
故选B。
2.C
【详解】A.将点燃的导管伸入盛满的集气瓶中,安静地燃烧,发出苍白色火焰,实验现象叙述错误,A错误;
B.快速冷却会形成比较多的细小结晶颗粒,不会出现大颗粒结晶,实验操作错误,B错误;
C.取少量溶液于试管中,向其中滴加一定量稀硫酸,浓度增大,溶液黄色变为橙色,转化为,,再滴加一定量NaOH溶液,浓度降低,溶液又变为黄色,转化为,C正确;
D.加热溴乙烷与NaOH的混合液时,为确保溴乙烷水解完全,NaOH应过量,故反应后混合液中含有未反应的NaOH,需先加稀硝酸中和NaOH至溶液呈酸性,再滴加溶液检验溴离子,实验操作错误,D错误;
故选C。
3.D
【分析】各物质相关物理量的变化如表所示: 反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)。
X
Y
Z
物质的量变化/mol
1.20-0.41=0.79
1.00-0.21=0.79
1.58-0=1.58
浓度变化/mol·L-1
=0.395
=0.395
=0.79
反应速率/mol·L-1·s-1
0.039 5
0.039 5
0.079
反应速率之比
1∶1∶2
【详解】A.由图可知,10s内Z的物质的量变化量为1.58mol,用Z表示的反应速率为v(Z)=0.079moL/(L·s),故A错误;
B.由图可知,10s内X的物质的量变化量为0.79mol,X的物质的量浓度减少了△c==0.395mol·L-1,故B错误;
C.10s内,用Y表示的反应速率为v(Y)==0.0395moL/(L·s),故C错误;
D.由图像可以看出,由图表可知,随反应进行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是生产物,l0s后X、Y、Z的物质的量为定值,不为0,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=1:1:2,参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(g)+Y(g)2Z(g),故D正确;
故选D。
4.C
【详解】A.在酸性条件下,H+、N起HNO3的作用,表现氧化性,Fe2+具有还原性,H+、N、Fe2+发生氧化还原反应,Fe2+变为Fe3+,使溶液变为黄色;N被还原变为NO,产生无色气体,气体遇空气变为红棕色NO2气体,因此可证明该溶液中含有N,若现象为溶液变为黄色只能说明Fe2+被氧化为Fe3+,不能说明该溶液中含有N,故A错误;
B.将2.5体积SO2与1体积O2混合并通过灼热的催化剂充分反应,SO2是过量的,产物依次通过BaCl2溶液和品红溶液,前者溶液中产生白色沉淀,后者溶液褪色,说明SO2未完全反应,但不能证明SO2与O2的反应有一定限度,故B错误;
C.取两支试管各加入4 mL 0.01 mol·L-1 酸性KMnO4溶液,再分别加入2 mL 0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液,可通过观察两支试管中溶液需要的时间来探究浓度对反应速率的影响,故C正确;
D.取2 mL 20%的蔗糖溶液于试管中,加入适量稀 H2SO4后水浴加热5 min,应该先向试管中加入过量的NaOH中和H2SO4后再加入适量新制的Cu(OH)2悬浊液并加热,故D错误;
故选C。
5.D
【分析】由题中信息可知,反应X=2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z,因此,图中呈不断减小趋势的a线为X的浓度c随时间t的变化曲线,呈不断增加趋势的线为Z的浓度c随时间t的变化曲线,先增加后减小的线为Y的浓度c随时间t的变化曲线。
【详解】A.由分析可知,a线为X的浓度c随时间t的变化曲线,故A错误;
B.由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻,因此,t时c(X)=c(Y)= c(Z),但之后X、Y、Z的物质的量还在变化,说明反应没有达到平衡状态,故B错误;
C.由图中信息可知,0~t1时,Y的浓度在不断增大,说明体系中Y的生成速率大于Y的消耗速率,此时反应没有达到平衡,故X的消耗速率大于Y的生成速率,故C错误;
D.反应X→2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z,反应刚开始时c(X)=c0mol/L,c(Z)=c(Y)=0mol/L,由反应的系数关系可知,X的消耗量等于Y的生产量,Y的消耗量等于Z生成量的一半,则反应体系中始终存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z),故D正确;
故选D。
6.C
【分析】因,则;,同理可得:,由函数关系可知的斜率大于,结合图像可知线Ⅰ应为,线Ⅱ应为,据此分析解答。
【详解】A.由以上分析可知线Ⅰ应为,故A错误;
B.由以上分析可知线Ⅱ应为,又,结合图像可知当=0时,=a,则,平衡后测得为,则平衡时,故B错误;
C.线Ⅰ应为,,当=0时,=a+2,则,反应达到平衡状态时:,==100,故C正确;
D.某时刻,此时,则此时的转化率=,故D错误;
故选:C。
7.D
【详解】A.忽略水的电离与过氧化氢的第二步电离,, ,A正确;
B.氯水中的Cl2与过氧化氢发生反应,可观察到溶液的颜色逐渐变浅,最后消失,B正确;
C.向溶液中滴加少量溶液,溶液迅速变黄,发生反应:,然后产生气体且加入KSCN溶液变红,说明催化过氧化氢分解,如果是与过氧化氢发生氧化还原反应则不会变红,一段时间后,溶液颜色明显变浅,有可能是过量的将SCN-氧化,C正确;
D.实验Ⅳ中Cu2+先被还原,最后又得到Cu2+,说明Cu2+有催化作用,而实验Ⅲ经C选项分析可知未作催化剂,D错误;
故选D。
8.B
【详解】A.观察图示,N原子形成共价键数目有2、3、4、5等,A项错误;
B.观察物质5和9,发生脱氧是催化剂失活的本质原因,B项正确;
C.物质5是催化剂,物质1是中间产物,C项错误;
D.反应h中N元素化合价降低,发生了还原反应,D项错误;
故选B。
9.B
【详解】A.反应I、Ⅱ可以合并为反应2CO(g)+2H2(g)==CH4(g)+CO2(g),是气体总体积缩小的反应,当固定密闭容器内总压不变时则反应I、Ⅱ都达到平衡状态,A正确;
B.通过总反应式2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g),随着n(H2)的增加,超过1时,CH4的产率n(CO)受CO浓度影响,故CH4的产率曲线会先增大后平缓,应该是a曲线,B错误;
C.通过总反应式2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g),当=0.5时,生成物n(CH4)=n(CO),故CH4的选择性为50%,C正确;
D.随着的不断增加,作为反应Ⅱ的生成物浓度不断增加会抑制CO2的生成,故CO2选择性先增大后减小,D正确;
故选B。
10.C
【详解】A.Pd由变为的同时,降价,作为氧化剂,A正确;
B.Pd由变为的同时,断键为O-O,存在非极性键的断裂,B正确;
C.机理中所涉及物质N原子杂化方式为、,C错误;
D.PdCl2在反应物苯乙酸前参与反应,后生成,为催化剂,D正确。
故选C。
11.C
【详解】A.根据图示可知:在0~t min内,X减少0.8 mol,Y增加1.2 mol,Z增加0.4 mol,则X是反应物,Y、Z是生成物, X、Y、Z变化的物质的量的比为2:3:1;t min后各种物质都存在且物质的量不变,说明反应是可逆反应,因此该反应方程式为2X3Y+Z,选项A错误;
B.化学平衡是动态平衡,当反应进行到t min时,正、逆反应速率相等,但不等于0 ,因此反应仍然在继续进行,反应达到化学平衡状态,选项B错误;
C.若t=4,则0~t的X的物质的量减小0.8 mol,由于容器容积是2 L,则用X的浓度变化表示的化学反应速率为v(X)==0.1 mol/(L·min),选项C正确;
D.温度、体积不变,t时刻充入1 mol He使压强增大,由于反应混合物的浓度不变,因此正、逆反应速率都不变,选项D错误;
答案选C。
12.A
【分析】图像中横坐标表示压强,纵坐标表示的平衡转化率(),随着压强的增大的平衡转化率()增大,增大压强平衡向右移动,依此解题。
【详解】A.该反应为可逆反应,加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3,所以反应放出的热量小于92.4 kJ,A正确;
B.从状态A到状态B,改变的是压强,温度未发生变化,所以平衡常数不变,,B错误;
C.该反应是反应前后气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,的产率增大,C错误;
D.反应建立平衡后分离出部分时,生成物的浓度减小所以浓度商Q小于平衡常数K,D错误;
故选A。
13.BD
【详解】A.题目探究浓度对反应速率的影响,要控制单一变量,则设计实验时,除浓度外,其他量均相同,所以加水体积为,即,A正确;
B.溶液可与盐酸反应放出氯气,故不可用盐酸酸化,B错误;
C.由实验时溶液都是先变为青绿色后褪至无色可知,在反应过程中,先被还原为,后被还原为,由青绿色褪至无色的过程中,若浓度过大,平衡正向移动,导致浓度降低,褪色速率较慢,C正确;
D.由表中数据和实验现象可知,并不是加入越多,溶液由紫色褪至无色的速率越快,D错误;
故答案为:BD。
14.AC
【详解】A.由图可知,反应达到平衡时A物质增加了1.2mol、D物质增加了0.4mol、B物质减少了0.6mol、C物质了0.8mol,所以A、D为生成物,B、C为反应物,A、B、C、D物质的量之比为6:3:4:2,反应方程式为:,故A正确;
B.反应到1s时A和B的物质的量相等,但0~1s过程中A、B的改变值不一样,则二者的平均反应速率不相同,1s时二者的瞬时速率也不同,故B错误;
C. 到反应限度时达到平衡状态,C从1mol减少到0.2mol,则C的转化率为80%,故C正确;
D.反应进行到5s时, △n(B) = 1mol - 0.4mol = 0.6mol, ,v(B) == = 0.05mol/(L∙s),故D错误;
故答案:AC。
15.(1)
(2) 体系(1)更适合 理由:三条线与的线交点对应的温度为;即体系(2)高价氧化物分解产生低价氧化物和的温度高于水直接分解的温度 ;水分解反应温度范围:;氧化物还原反应温度范围: 反应1: 反应2: 反应3: 、、
【解析】略
16.(1) 温度升高,反应速率增大,转化率增大 D
(2)促使平衡正向移动
【详解】(1)放热反应,温度升高,平衡逆向移动,转化率降低,但此处转化率随温度升高而升高,说明反应均未达到平衡状态,则转化率受反应速率影响,随温度升高,反应速率增大,转化率增大。对比选项中4个温度发现,850 ℃下,对应乙烷的转化率较高,乙烯的选择性较高,副产物相对较少,且乙烯收率较高;故答案为:温度升高,反应速率增大,转化率增大;D。
(2)该反应的正反应是气体分子数增大的反应,恒压条件下充入惰性气体相当于增大容器体积,降低体系压强,有利于平衡正向移动,提高反应物的转化率;故答案为:促使平衡正向移动。
17.(1) ①和③ ①和④
(2) 0.056mol·L-1·s-1 40~50s 反应放热,温度升高,且此时盐酸浓度较大 浓度
(3)B
(4) 生成气泡的快慢 排除阴离子不同造成的干扰
【详解】(1)探究外界条件对反应速率的影响,注意控制变量法的使用。实验①和②温度一样,锌颗粒大小一样,盐酸浓度不一样,所以实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;实验①和③其他条件相同,温度不同,所以是探究温度对该反应速率的影响;实验①和④其他条件相同,锌颗粒大小不同,所以是探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
故答案是①和③;①和④;
(2)①根据反应速率的计算公式得,30s~40s氢气体积的变化量是156.8mL,则物质的量变化是0.007mol,则反应的盐酸的物质的量是0.014mol,浓度变化量是0.56mol/L,ν(HCl)==0.056mol/(L·s);
②通过表格分析,同样时间段,40~50s氢气的体积变化最大,则40~50s时是反应速率最大的时间段,此时反应物浓度不是最大,所以最大的可能原因是金属与酸反应放热,温度升高,速率变大;
随着浓度不断减小,反应速率后段明显下降;
综上,答案是0.056mol/(L·s);40~50s;反应放热,温度升高,且此时盐酸浓度较大;浓度;
(3)事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,在不影响产生H2气体总量的情况下,你认为他上述做法中可行的是:
A.加入NaNO3溶液,引入硝酸根离子,形成氧化性很强的硝酸,硝酸与金属锌反应不能生成氢气,A项不符题意;
B.加入NaCl溶液,相当于稀释盐酸溶液,使反应减慢,不影响氢气总量的生成,B项符合题意;
C.加入CuSO4溶液,使锌与硫酸铜反应生成少量铜单质,形成铜锌原电池,可加快反应的进行,C项不符合题意;
D.加入Na2CO3,稀盐酸与Na2CO3反应,消耗氢离子,影响最终氢气的生成,D项不符合题意;
故答案选B。
(4)①Fe3+和Cu2+对H2O2分解生成氧气,其他条件不变时,通过观察溶液中气泡产生的快慢,比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。
②同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是阴离子也可能会对反应速率产生影响,控制变量,与硫酸铜的酸根一致,避免FeCl3中的氯离子对反应有影响;
故答案是溶液中气泡产生的快慢;阴离子也可能会对反应速率产生影响,所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3可以控制阴离子相同,排除阴离子不同造成的干扰。
18.(1)
(2) 0.25 >
(3)400℃前,反应未达到平衡,随温度升高,反应速率加快,NO转化率增大;400℃后,反应达到平衡,随温度升高,平衡左移,NO转化率降低(合理即可)
【详解】(1)根据盖斯定律可以得到,,所以热化学方程式为 。
(2)①根据表中数据,1~4s内二氧化氮浓度减少,1~4s内二氧化氮的平均反应速率是。
②利用三段式求K;
化学反应达到平衡时,,,。
③如果将温度变为,其,得到,平衡常数变大,说明平衡正向移动,该反应是吸热反应,所以。
(3)400℃以前反应未达到平衡,随温度升高,反应速率加快,NO转化率增大;400℃以后,反应达到平衡,随温度升高,平衡左移,NO转化率降低。
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