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【化学】安徽省凤阳县博文国际学校2018-2019学年高二上学期元月3号卷(解析版)
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安徽省凤阳县博文国际学校2018-2019学年高二上学期元月3号卷
一、选择题(共25小题,每小题2分,共50分)
1.反应4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g),在5 L的密闭容器中进行,半分钟后,C的物质的量增加了0.30 mol。下列叙述正确的是( )
A. A的平均反应速率是0.010 mol•L﹣1•s﹣1
B. 容器中含D物质的量至少为0.45 mol
C. 容器中A、B、C、D的物质的量的比一定是4∶5∶4∶6
D. 容器中A的物质的量一定增加了0.30 mol
2.一定条件下,在2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量的O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol,若反应进行到前2 min末时,容器中n(SO2)为( )
A. 1.6 mol B. 1.2 mol C. 大于1.6 mol D. 小于1.2 mol
3.已知反应4NH3+5O24NO+6H2O,若在反应开始后5 s~10 s之间的反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则下列判断正确的关系是( )
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
4.用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是( )
A. OE段表示的平均速率最快
B. EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1
C. OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D. G点表示收集的CO2的量最多
5.T℃时,在0.5 L的密闭容器中,气体A与气体B反应生成气体C,反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是( )
A. 10 s时反应生成了0.2 mol C
B. 该反应进行到10 s时,消耗了0.15 mol A
C. 该反应的化学方程式为3A+B===2C
D. 10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
6.现有反应:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的 ( )
7.下列说法不正确的是( )
A. 中和热测定实验中,应迅速将NaOH溶液和盐酸在测定装置中混合
B. 为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
C. 探究催化剂对H2O2分解速率的影响:在相同条件下,向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O,向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液,观察并比较实验现象
D. 已知4H++4I﹣+O22I2+2H2O,为了利用该反应探究反应速率与温度的关系,所用试剂除1 mol•L﹣1KI溶液、0.1 mol•L-1稀硫酸外,还需要用到淀粉溶液
8.少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸(足量)反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成H2的总量,可使用如下方法中的:①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸 ⑨改用100 mL 0.1 mol·L-1的稀硝酸( )
A. ①⑥⑦ B. ③⑤⑧⑨ C. ③⑦⑧ D. ③⑦⑧⑨
9. 甲醛(CH2O)是一种重要的化工产品,可以利用甲醇(CH3OH)脱氢制备,反应式如下:
①CH3OH(g)===CH2O(g)+H2(g) ΔH1=84.2 kJ·mol-1
向反应体系中通入氧气,通过反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1提供反应①所需热量,要使反应温度维持在700 ℃,则进料中甲醇与氧气的物质的量之比为( )
A.5.74∶1 B.11.48∶1 C.1∶1 D.2∶1
10.在373 K时,密闭容器中充入一定物质的量的NO2和SO2,发生如下反应:NO2+SO2NO+SO3,达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A. SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
B. NO2和 SO2的物质的量一定相等
C. 平衡体系中反应物的总物质的量一定等于生成物的总物质的量
D. NO 和 SO3的物质的量一定相等
11.下列反应达到平衡后,升高温度可以使混合气体平均相对分子质量增大的是( )
A. H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0
B. 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0
C. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0
D. 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH>0
12.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断错误的是( )
A.x=1
B. 2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
C. B的转化率为50%
D. 若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应达到平衡状态
13.一定条件下,可逆反应NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)在容积不变的密闭容器中进行,当下列物理量不再随时间变化时,能说明该反应已达到平衡状态,该选项是( )
A. 混合气体的压强
B. NO2的消耗速率与NO的生成速率之比
C. 混合气体的颜色
D. 混合气体的平均摩尔质量
14.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH=﹣373.2 kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A. 加催化剂同时升高温度 B. 加催化剂同时增大压强
C. 升高温度同时充入N2 D. 降低温度同时增大压强
15.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是 ( )
A. 平均相对分子质量 B. SO3(g)的转化率
C. D.
16.重铬酸钾溶液中存在如下平衡:Cr2(橙色)+H2O2H++2Cr(黄色)
①向2 mL 0.1 mol•L﹣1K2Cr2O7溶液中滴入3滴6 mol•L﹣1NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色;向所得溶液中再滴入5滴浓H2SO4,溶液由黄色变为橙色。
②向2 mL 0.1 mol•L﹣1酸化的K2Cr2O7溶液中滴入适量(NH4)2Fe(SO4)2溶液,溶液由橙色变为绿色,发生反应:Cr2+14H++6Fe2+2Cr3+(绿色)+6Fe3++7H2O。
下列分析正确的是( )
A. 实验①和②均能证明K2Cr2O7溶液中存在上述平衡
B. 实验②能说明氧化性:Cr2>Fe3+
C. Cr和Fe2+在酸性溶液中可以大量共存
D. 稀释K2Cr2O7溶液时,溶液中各离子浓度均减小
17.在容积为2 L的密闭容器中,有反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),经过5 min达到平衡,此时各物质的变化为A物质的量浓度减少amol·L-1,B的平均反应速率v(B)=a/15 mol·L-1·min-1,C物质的量浓度增加2a/3 mol·L-1,这时若增大系统压强,发现A与C的百分含量不变,则m∶n∶p∶q为( )
A. 3∶1∶2∶2 B. 1∶3∶2∶2 C. 3∶1∶2∶1 D. 1∶1∶1∶1
18.CO和NO都是汽车尾气中的有害物质,它们之间能缓慢地发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,现利用此反应,拟设计一种环保装置,用来消除汽车尾气对大气的污染,下列设计方案可以提高尾气处理效果的是 ( )
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度
③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③
19.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A. 图Ⅰ表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
B. 图Ⅱ表示反应A2(g)+ 3B2(g)2AB3(g),达到平衡时A2的转化率大小为b>a>c
C. 图Ⅲ表示0.1 mol MgCl2·6H2O在空气中充分加热时固体质量随时间的变化
D. 图Ⅳ表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则NaA溶液的pH大于同浓度NaB溶液的pH
20.为探究外界条件对反应:mA(g)+nB(g)cZ(g)ΔH的影响,以A和B物质的量之比为m∶n开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数,实验结果如图所示。下列判断正确的是( )
A. 在恒温恒压条件下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,达新平衡时,Z的物质的量分数不变
B. 升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡常数增大
C. ΔH>0,m+n>c
D. 温度不变,增大压强,平衡正向移动,达新平衡时,A的浓度比原平衡减小
21.在恒容密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO2的平衡浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A. 反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的 ΔH﹥0
B. 在T2时,若反应处于状态D,则一定有ν(正)﹥ν(逆)
C. 平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)大
D. 若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1﹤K2
22.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学反应方程式为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0按照相同的物质的量投料,测的CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 平衡常数:K(a)>K(c),K(b)=K(d)
B. 正反应速率:v(a)>v(c),v(b)>v(d)
C. 平均摩尔质量:M(a)<M(c),M(b)>M(d)
D. 平衡时a点一定有n(CO)∶n(H2)=1∶2
23.已知H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是( )
A. 甲、乙提高相同温度
B. 甲中加入0.1 mol He,乙不改变
C. 甲降低温度,乙不变
D. 甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2
24.已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。相同温度下,在容积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下:
下列说法中,不正确的是( )
A. 容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B. 容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C. 平衡时,两容器中CO2的浓度相等
D. 容器①时CO的反应速率等于H2O的反应速率
25.已知反应FeO(s)+C(s)===CO(g)+Fe(s)的ΔH>0,(假设ΔH,ΔS不随温度变化而变化),下列叙述中正确的是( )
A. 低温下为自发过程,高温下为非自发过程
B. 高温下为自发过程,低温下为非自发过程
C. 任何温度下为非自发过程
D. 任何温度下为自发过程
二、实验题(共3小题,共50分)
26.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3 ΔH< 0,已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91%。试回答:
(1)在生产中常用过量的空气,是为了______________________________________________;
(2)加热到400 ℃~500 ℃,是由于________________________________________________;
(3)压强采用________,原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水,是因为______________________________________
__________________________________;
(5)尾气中的SO2必须回收,是为了_________________________________________________
_______________________。
27.已知在酸性溶液中,碘酸钾和亚硫酸钠会发生如下一些反应:
①++3H++ I-(慢)
②+5I-+6H+3I2+3H2O(慢)
③I2++ H2O2I-++3H+(快)
分别配制下面溶液:
溶液A:0.9 g碘酸钾溶于少量温水中,再稀释到500 mL。
溶液B:0.45 g亚硫酸钠配成溶液,稀释到500 mL。
溶液C:取5 g可溶性淀粉,放在小烧杯中,加入25 mL冷水,搅拌成悬浊液。另取200 mL水加热至沸腾,趁沸腾时倒入淀粉悬浊液并迅速搅拌,使淀粉糊化、溶解。到溶液冷却后边搅拌边慢慢加入12.5 mL浓硫酸,最后也稀释到500 mL。
溶液 D:200 mL水+50 mL A液+50 mL C液
溶液 E:225 mL水+25 mL A液+50 mL C液
试回答下列问题:
(1)根据实验原理,化学反应速率由哪步反应决定________。(填①、②、③)
(2)当哪种离子耗尽时才能见到溶液变蓝色________。(选填:I-、、H+、)
(3)在盛放D液和E液的两只烧杯里同时加入50 mL B液。D、E两烧杯哪个溶液先变蓝色________(填:D、E)
28.影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验方法进行探究。
(1)取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行H2O2的分解实验,实验报告如下表所示(现象和结论略)。
①实验1、2研究的是__________对H2O2分解速率的影响。
②实验2、3的目的是_______________对H2O2分解速率的影响。
(2)查文献可知,Cu2+对H2O2分解也有催化作用,为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察_______,定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是_________。
②定量分析:如图乙所示,实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是__________。
(3)酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液可发生反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快。对此展开讨论:
①某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是______热反应,导致_______________;
②从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是________的影响。要证明你的猜想,实验方案是________________。
参考答案
1.B
【解析】依据化学平衡的三段式列式;半分钟后,C的物质的量增加了0.30 mol;
A的平均反应速率==0.0020 mol•L﹣1•s﹣1;故A错误;起始量不定,容器中含D物质的量至少为0.45 mol,且容器中A、B、C、D的物质的量的比不一定是4∶5∶4∶6,故B正确、C错误;容器中A一定减少了0.30 mol,故D错误;故选B。
2.D
【解析】根据化学反应速率的概念可知,进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol,此时反应的速率为v(SO2)===0.2 mol··;反应进行到前2 min末时设二氧化硫物质的量为x,依据速率定义可得v′(SO2)==;进行到2 min时的物质浓度大于4 min时的物质的浓度,所以反应时4 min的反应速率小于2 min的反应速率,即v′(SO2)==>0.2 mol··;整理得,x<1.2 mol;
故选D。
3.D
【解析】对于反应4NH3+5O24NO+6H2O,由速率之比等于化学计量数之比可得
v(NH3)∶v(O2)=4∶5,即v(O2)=v(NH3),故A错误;
v(O2)∶v(H2O)=5∶6,即v(H2O)=v(O2),故B错误;
v(NH3)∶v(H2O)=4∶6,即v(H2O)=v(NH3),故C错误;
故v(O2)∶v(NO)=5∶4,即v(NO)=v(O2),故D正确;
故选D。
4.D
【解析】斜率表示反应速率,斜率越大反应速率越大,EF段反应速率最大,A项错误;EF段生成的V(CO2)=672 mL-224 mL=448 mL,n(CO2)==0.02 mol,根据CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,可知参加反应的氯化氢为0.04 mol,盐酸的浓度变化量为=0.4 mol·L-1,v(HCl)=0.4 mol·L-1·min-1,B项错误;OE、EF、FG三段生成的二氧化碳体积分别为224 mL、448 mL、112 mL,用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL=2∶4∶1,C项错误;G点表示收集的二氧化碳为从开始到G点生成的二氧化碳,共784 mL,D项正确。
5.A
【解析】10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 mol·L-1×0.5 L=0.2 mol,消耗A的物质的量为(0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1)×0.5 L=0.1 mol,故A项正确,B项不正确;Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2 mol·L-1∶0.6 mol·L-1∶0.4 mol·L-1=1∶3∶2,故化学方程式应为A+3B===2C,C项不正确;10 s内用B表示的反应速率为=0.06 mol·L-1·s-1,D项不正确。
6.D
【解析】因35℃>25℃,则C、D中的反应速率大于A、B中,又D中反应物的浓度大于C中反应物的浓度,则D中反应速率最快,即在实验中就最先出现浑浊,故选D。
7.B
【解析】应迅速将NaOH溶液和盐酸在测定装置中混合,慢的话误差增大,故A正确; 氯水中的次氯酸能漂白pH试纸,不能用pH试纸测定新制氯水的pH值,故B错误;相同条件下,只有催化剂不同,试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液反应速率快,则可探究催化剂对H2O2分解速率的影响,故C正确;KI溶液在硫酸提供的酸性环境下,被氧气氧化成单质碘,碘单质遇到淀粉变蓝,通常利用此性质检验碘,所以除了碘化钾溶液、稀硫酸溶液外还必须使用的试剂是淀粉,故D正确。故选B。
8.C
【解析】①加H2O,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;②加NaOH固体,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;③滴入几滴浓盐酸,c(H+)增大,反应速率加快,故正确;④加CH3COONa固体,生成醋酸,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;⑤加NaCl溶液,c(H+)浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑥滴入几滴硫酸铜溶液,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故错误;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故正确;⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸,c(H+)浓度增大,反应速率加快,故正确;⑨改用100 mL 0.1 mol·L-1的稀硝酸,反应不生成氢气,故错误。故选C。
9. A
【解析】物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比,依据已知的热化学方程式分别计算出各自反应放出的热量进行解答。要使反应维持在一定温度持续进行,应保证反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1放出的热量恰好被反应CH3OH(g)===CH2O(g)+H2(g) ΔH1=84.2 kJ·mol-1全部利用,即CH3OH反应吸收的热量等于氢气燃烧放出的热量。
设需甲醇的物质的量为n(CH3OH),需氧气的物质的量为n(O2),则n(CH3OH)×84.2 kJ·mol-1=n(O2)×483.6 kJ·mol-1,=≈5.74。
10.D
【解析】平衡状态时SO2、NO2、NO、SO3的物质的量均不变,但不一定相等。因为不确定NO2和SO2的起始加入量,虽二者的变化量相等,但平衡时二者的量不一定相等。而NO 和 SO3起始量均为0,二者变化量相等,则平衡时二者的量一定相等。故A、B错误,D正确;
因为不确定NO2和SO2的起始加入量,也不知道各物质的变化量,所以平衡体系中反应物的总物质的量与生成物总物质的量间的关系不确定,故C错误;故选D。
11.B
【解析】混合气体的总质量不变,总的物质的量不变,平均相对分子质量始终不变,故A不符合;混合气体的总质量不变,温度升高平衡向逆反应方向移动,混合气体总的物质的量减小,平均相对分子质量增大,故B符合;混合气体的总质量不变,温度升高平衡向逆反应方向移动,混合气体总的物质的量增大,平均相对分子质量减小,故C不符合;混合气体的总质量不变,温度升高平衡向逆反应正反应方向移动,混合气体总的物质的量增大,平均相对分子质量减小,故D不符合;故选B。
12.C
【解析】
由题意得: 2a=0.8 mol,a=0.4 mol。
=0.2 mol·L-1,x=1,A正确;B项,v(A)===0.3 mol·L-1·min-1;C项,α(B)=×100%=40%;D项,由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变,所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。
13.C
【解析】若反应正向进行时,y发生改变,则“y不再随时间变化”可作为判断平衡的标志。若反应正向进行时,气体物质的量不变,压强不变,A不能作为平衡标志;B中前者表达v(正),后者表达v(正),方向相同,不能作为平衡标志;若反应正向进行时,NO2的浓度减小,颜色变浅,C能作为平衡标志;若反应正向进行时,混合气体的质量不变,分子数不变,M始终不变,D不能作为平衡标志。
14.B
【解析】由题意知反应是放热反应,反应后气体体积减小;加催化剂同时升高温度,催化剂加快反应速率,升温平衡逆向移动,NO转化率减小,故A错误;加催化剂同时增大压强,催化剂加快反应速率,增大压强平衡正向移动,NO转化率增大,故B正确;升高温度同时充入N2,升温速率增大,平衡逆向移动,加氮气平衡逆向移动,NO转化率减小,故C错误;降低温度反应速率减小,加压反应速率增大,无法确定反应速率的变化情况,故D错误;故选B。
15.B
【解析】A项,再充入SO3,在相当于原来的基础上增大压强,平衡逆向移动,气体总质量不变,气体总物质的量的减小,平均摩尔质量增大,故错误;B项,根据选项A的分析,SO3的转化率降低,故正确;C项,根据选项A的分析,c(SO3)增加,c(SO2)降低,因此两者比值增大,故错误;D项,此比值是化学平衡常数的倒数,化学平衡常数只受温度的影响,跟温度、压强等无关,故错误。
16.B
【解析】加入氢氧化钠溶液,溶液由橙色变为黄色,说明平衡正向进行,加入硫酸溶液由黄色变为橙色,说明平衡逆向进行,说明加入酸碱发生平衡移动,实验①能证明K2Cr2O7溶液中存在上述平衡,实验②不能证明K2Cr2O7溶液中存在上述平衡,故A错误;反应中Cr2+14H++6Fe2+2Cr3+(绿色)+6Fe3++7H2O,氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以实验②能说明氧化性:Cr2>Fe3+,故B正确;Cr具有氧化性,酸性溶液中氧化亚铁离子,Cr和Fe2+在酸性溶液中不可以大量共存,故C错误;稀释K2Cr2O7溶液时,平衡状态下离子浓度减小,氢离子浓度减小,由离子积不变可知,氢氧根离子浓度增大,故D错误;故选B。
17.A
【解析】在化学反应中,物质的浓度或物质的量的改变量、反应速率等与化学计量数成正比关系。v(B)=a/15 mol·L-1·min-1,经过5 min,Δc(B)=a/3 mol·L-1,m∶n∶p=(amol·L-1)∶(a/3 mol·L-1)∶(2a/3 mol·L-1)=3∶1∶2,淘汰B和D;增大压强,A、C的百分含量不变,说明该反应为气体等分子数反应,m+n=p+q,C错误,A正确。
18.C
【解析】①使用催化剂,可以加快反应,提高尾气处理效果,故正确;②正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,降低尾气处理,故错误;③降低装置的压强,随着使平衡向正反应方向移动,但不太现实,故错误;④CO2是酸性氧化物,被碱石灰所吸收,减少生成物的浓度,促使反应向正反应方向移动,故正确;综上所述,选项C正确。
19.C
【解析】A项,图像中1 mol氢气完全燃烧生成的是水蒸气时放热241.8 kJ,不是氢气的燃烧热,故A错误;B项,根据图像可知,a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大,对于可逆反应来说,增大一种反应物的物质的量或浓度,有利于平衡向正反应方向移动,则另一种反应物的转化率增大,则达到平衡时A2的转化率大小为aHB,则同浓度的钠盐,水解程度:NaA
20.A
【解析】A项,在恒温恒压条件下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,为保持压强不变体积增大,为等效平衡,最后达到相同平衡状态,Z的含量不变,故A正确;
B项,升高温度正逆反应速率都加快,但因正反应是放热反应,所以平衡常数减小,故B错误;
C项,正反应是放热的,则ΔH<0,减小压强,化学平衡是向着气体系数和增加的方向进行的,所以有m+n>c,故C错误;
D项,由C知,ΔH<0m+n>c,温度不变,增大压强,体积减小,平衡正向移动,达新平衡时,体积改变其主要作用。所以A的浓度比原平衡增大,故D错误;
故选A。
21.B
【解析】A项,随着温度的升高,CO2的浓度增大,升高温度,平衡向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应方向是吸热反应,即ΔH>0,故说法正确;B项,曲线是平衡线,D达到平衡,移向B,CO2的浓度减小,反应向逆反应方向移动,即v(逆)>v(正),故说法错误;C项,升高温度,平衡向正反应方向移动,因此A点c(CO)>C点c(CO),故说法正确;D项,因为正反应是吸热反应,因此升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数只受温度的影响,因此化学平衡常数K2>K1,故说法正确。
22.A
【解析】该反应的正反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率减小,结合图像知,T1<T2<T3,b、d温度相同,所以平衡常数相同,即K(b)=K(d);温度T1<T3,温度越高,该反应的平衡常数越小,所以K(a)>K(c),故A正确;
b、d两点的温度相同,但b点的压强大于d点,故v(b)>v(d),a、c两点的压强相同,但c点的温度高,则v(a)<v(c),故B错误;
该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,一氧化碳的转化率越大,平均摩尔质量越大,所以平均摩尔质量:M(a)>M(c),M(b)>M(d),故C错误;
平衡时一氧化碳和氢气的物质的量与投入的二者的物质的量有关,题中数据无法计算a点一氧化碳和氢气的物质的量,故D错误;
23.C
【解析】本题考查化学平衡移动和恒温恒容条件下的等效平衡原理。根据化学平衡只与始、终态有关,与路径无关。甲、乙能达到同一平衡状态,HI浓度相等。升高温度HI浓度都减小,不能判断甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,A选项错误;向甲中充入氦气,因为容积不变,各物质浓度不变,平衡不移动,甲、乙中HI的平衡浓度相等,B选项错误;对甲降温,平衡向右移动,HI浓度增大,乙中HI浓度不变,C选项正确;甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2,甲、乙中HI浓度增大程度相等,使甲、乙中HI的平衡浓度相等,D选项错误。
24.C
【解析】A项,1 mol CO完全反应时放出热量为41 kJ,容器①中放出的热量为32.8 kJ,所以实际反应的CO的物质的量为0.8 mol,①中反应到达平衡时,α(CO)=80%;B项,由①可计算出化学平衡常数为1,根据化学平衡常数为1,可计算出容器②中CO2的平衡浓度,从而计算出CO2的转化率为80%;D项,v(CO)=v(H2O);C项,平衡时两容器中的CO2浓度不相等,①>②。
25.B
【解析】ΔH>0,ΔS>0,低温下,ΔG=ΔH﹣TΔS>0,反应不能自发进行,高温下,ΔG=ΔH﹣TΔS<0,反应能自发,故B正确;A、C、D错误;故选B。
26.(1)增大O2浓度,提高SO2的转化率
(2)保证催化剂活性达到所需要的最佳温度,以提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
(3)常压 常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%,若再加压,对设备及动力系统要求高,成本高
(4)用水吸收SO3易形成酸雾,吸收速率慢
(5)减少对环境的污染
【解析】(1)增大O2浓度,平衡正向移动,可提高SO2的转化率。
(2)此反应为放热反应,温度升高不利于合成SO3;温度过低会使反应速率减慢,因此选择适宜的温度以保证催化剂活性达到最高,提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
(3)常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%;再加压,平衡也能正向移动,提高转化率;但对设备及动力系统要求高,成本高,投入比产出更多。
27.(1)①②
(2)
(3)D
【解析】(1)化学反应总速率总是由反应慢的一步决定,如木桶装水,水量多少总是由组装木桶的最短木板高度决定。
(2)溶液的蓝色,是因为存在I2,如果溶液中I2含量减少,蓝色变浅甚至消失;由反应知I2和强还原性的离子能反应,满足要求。
(3)溶液先变蓝色,说明反应速率快;对溶液来说,反应物浓度越高,反应速率越快,D中溶液先变蓝色。
28.(1) ①温度 ②不同催化剂(或比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂) (2) ①产生气泡的快慢 对照实验只有一条件不同(或避免由于阴离子不同造成的干扰)(或其他合理答案) ②收集40 mL O2所需的时间 (3) ①放 溶液温度升高,反应速率加快 ②催化剂(或生成的Mn2+催化作用) 取两组等浓度等体积的酸性KMnO4和草酸溶液实验,一组加入少量MnSO4固体,一组不加,比较反应速率
【解析】(1)①分析实验1、2知实验1、2中其他条件相同,只有温度不同,故实验1、2研究的是温度对H2O2分解速率的影响;②实验2、3中其他条件相同,只是实验2的催化剂为FeCl3,实验3的催化剂为MnO2,故实验2、3的目的是 比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂对H2O2分解速率影响的差异(或比较FeCl3溶液和MnO2对H2O2分解的催化效果)。(2)①为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,由于催化剂不同,催化效果不同,反应速率不同,产生的气泡快慢不同,故可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。硫酸铜和氯化铁两种催化剂中阴离子是不同的,为排除阴离子的干扰,将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是控制阴离子相同,排除阴离子的干扰。②定量分析:实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,为测定反应速率,实验中需要测量的数据是以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,为测定反应速率,实验中需要测量的数据是收集40 mL气体所需时间。(3)①实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快,则可能的原因是KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快;②实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快,从影响化学反应速率的因素看,还可能是催化剂(Mn2+的催化作用)的影响。要证明该猜想的实验方案是用两组酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液作对比实验,一组加入少量MnSO4固体,一组不加,看反应速率快慢。
一、选择题(共25小题,每小题2分,共50分)
1.反应4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g),在5 L的密闭容器中进行,半分钟后,C的物质的量增加了0.30 mol。下列叙述正确的是( )
A. A的平均反应速率是0.010 mol•L﹣1•s﹣1
B. 容器中含D物质的量至少为0.45 mol
C. 容器中A、B、C、D的物质的量的比一定是4∶5∶4∶6
D. 容器中A的物质的量一定增加了0.30 mol
2.一定条件下,在2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量的O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol,若反应进行到前2 min末时,容器中n(SO2)为( )
A. 1.6 mol B. 1.2 mol C. 大于1.6 mol D. 小于1.2 mol
3.已知反应4NH3+5O24NO+6H2O,若在反应开始后5 s~10 s之间的反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则下列判断正确的关系是( )
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
4.用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是( )
A. OE段表示的平均速率最快
B. EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1
C. OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D. G点表示收集的CO2的量最多
5.T℃时,在0.5 L的密闭容器中,气体A与气体B反应生成气体C,反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是( )
A. 10 s时反应生成了0.2 mol C
B. 该反应进行到10 s时,消耗了0.15 mol A
C. 该反应的化学方程式为3A+B===2C
D. 10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
6.现有反应:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的 ( )
7.下列说法不正确的是( )
A. 中和热测定实验中,应迅速将NaOH溶液和盐酸在测定装置中混合
B. 为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
C. 探究催化剂对H2O2分解速率的影响:在相同条件下,向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O,向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液,观察并比较实验现象
D. 已知4H++4I﹣+O22I2+2H2O,为了利用该反应探究反应速率与温度的关系,所用试剂除1 mol•L﹣1KI溶液、0.1 mol•L-1稀硫酸外,还需要用到淀粉溶液
8.少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸(足量)反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成H2的总量,可使用如下方法中的:①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸 ⑨改用100 mL 0.1 mol·L-1的稀硝酸( )
A. ①⑥⑦ B. ③⑤⑧⑨ C. ③⑦⑧ D. ③⑦⑧⑨
9. 甲醛(CH2O)是一种重要的化工产品,可以利用甲醇(CH3OH)脱氢制备,反应式如下:
①CH3OH(g)===CH2O(g)+H2(g) ΔH1=84.2 kJ·mol-1
向反应体系中通入氧气,通过反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1提供反应①所需热量,要使反应温度维持在700 ℃,则进料中甲醇与氧气的物质的量之比为( )
A.5.74∶1 B.11.48∶1 C.1∶1 D.2∶1
10.在373 K时,密闭容器中充入一定物质的量的NO2和SO2,发生如下反应:NO2+SO2NO+SO3,达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A. SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
B. NO2和 SO2的物质的量一定相等
C. 平衡体系中反应物的总物质的量一定等于生成物的总物质的量
D. NO 和 SO3的物质的量一定相等
11.下列反应达到平衡后,升高温度可以使混合气体平均相对分子质量增大的是( )
A. H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0
B. 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0
C. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0
D. 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH>0
12.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断错误的是( )
A.x=1
B. 2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
C. B的转化率为50%
D. 若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应达到平衡状态
13.一定条件下,可逆反应NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)在容积不变的密闭容器中进行,当下列物理量不再随时间变化时,能说明该反应已达到平衡状态,该选项是( )
A. 混合气体的压强
B. NO2的消耗速率与NO的生成速率之比
C. 混合气体的颜色
D. 混合气体的平均摩尔质量
14.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH=﹣373.2 kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A. 加催化剂同时升高温度 B. 加催化剂同时增大压强
C. 升高温度同时充入N2 D. 降低温度同时增大压强
15.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是 ( )
A. 平均相对分子质量 B. SO3(g)的转化率
C. D.
16.重铬酸钾溶液中存在如下平衡:Cr2(橙色)+H2O2H++2Cr(黄色)
①向2 mL 0.1 mol•L﹣1K2Cr2O7溶液中滴入3滴6 mol•L﹣1NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色;向所得溶液中再滴入5滴浓H2SO4,溶液由黄色变为橙色。
②向2 mL 0.1 mol•L﹣1酸化的K2Cr2O7溶液中滴入适量(NH4)2Fe(SO4)2溶液,溶液由橙色变为绿色,发生反应:Cr2+14H++6Fe2+2Cr3+(绿色)+6Fe3++7H2O。
下列分析正确的是( )
A. 实验①和②均能证明K2Cr2O7溶液中存在上述平衡
B. 实验②能说明氧化性:Cr2>Fe3+
C. Cr和Fe2+在酸性溶液中可以大量共存
D. 稀释K2Cr2O7溶液时,溶液中各离子浓度均减小
17.在容积为2 L的密闭容器中,有反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),经过5 min达到平衡,此时各物质的变化为A物质的量浓度减少amol·L-1,B的平均反应速率v(B)=a/15 mol·L-1·min-1,C物质的量浓度增加2a/3 mol·L-1,这时若增大系统压强,发现A与C的百分含量不变,则m∶n∶p∶q为( )
A. 3∶1∶2∶2 B. 1∶3∶2∶2 C. 3∶1∶2∶1 D. 1∶1∶1∶1
18.CO和NO都是汽车尾气中的有害物质,它们之间能缓慢地发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,现利用此反应,拟设计一种环保装置,用来消除汽车尾气对大气的污染,下列设计方案可以提高尾气处理效果的是 ( )
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度
③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③
19.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A. 图Ⅰ表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
B. 图Ⅱ表示反应A2(g)+ 3B2(g)2AB3(g),达到平衡时A2的转化率大小为b>a>c
C. 图Ⅲ表示0.1 mol MgCl2·6H2O在空气中充分加热时固体质量随时间的变化
D. 图Ⅳ表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则NaA溶液的pH大于同浓度NaB溶液的pH
20.为探究外界条件对反应:mA(g)+nB(g)cZ(g)ΔH的影响,以A和B物质的量之比为m∶n开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数,实验结果如图所示。下列判断正确的是( )
A. 在恒温恒压条件下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,达新平衡时,Z的物质的量分数不变
B. 升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡常数增大
C. ΔH>0,m+n>c
D. 温度不变,增大压强,平衡正向移动,达新平衡时,A的浓度比原平衡减小
21.在恒容密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO2的平衡浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A. 反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的 ΔH﹥0
B. 在T2时,若反应处于状态D,则一定有ν(正)﹥ν(逆)
C. 平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)大
D. 若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1﹤K2
22.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学反应方程式为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0按照相同的物质的量投料,测的CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 平衡常数:K(a)>K(c),K(b)=K(d)
B. 正反应速率:v(a)>v(c),v(b)>v(d)
C. 平均摩尔质量:M(a)<M(c),M(b)>M(d)
D. 平衡时a点一定有n(CO)∶n(H2)=1∶2
23.已知H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是( )
A. 甲、乙提高相同温度
B. 甲中加入0.1 mol He,乙不改变
C. 甲降低温度,乙不变
D. 甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2
24.已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。相同温度下,在容积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下:
下列说法中,不正确的是( )
A. 容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B. 容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C. 平衡时,两容器中CO2的浓度相等
D. 容器①时CO的反应速率等于H2O的反应速率
25.已知反应FeO(s)+C(s)===CO(g)+Fe(s)的ΔH>0,(假设ΔH,ΔS不随温度变化而变化),下列叙述中正确的是( )
A. 低温下为自发过程,高温下为非自发过程
B. 高温下为自发过程,低温下为非自发过程
C. 任何温度下为非自发过程
D. 任何温度下为自发过程
二、实验题(共3小题,共50分)
26.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3 ΔH< 0,已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91%。试回答:
(1)在生产中常用过量的空气,是为了______________________________________________;
(2)加热到400 ℃~500 ℃,是由于________________________________________________;
(3)压强采用________,原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水,是因为______________________________________
__________________________________;
(5)尾气中的SO2必须回收,是为了_________________________________________________
_______________________。
27.已知在酸性溶液中,碘酸钾和亚硫酸钠会发生如下一些反应:
①++3H++ I-(慢)
②+5I-+6H+3I2+3H2O(慢)
③I2++ H2O2I-++3H+(快)
分别配制下面溶液:
溶液A:0.9 g碘酸钾溶于少量温水中,再稀释到500 mL。
溶液B:0.45 g亚硫酸钠配成溶液,稀释到500 mL。
溶液C:取5 g可溶性淀粉,放在小烧杯中,加入25 mL冷水,搅拌成悬浊液。另取200 mL水加热至沸腾,趁沸腾时倒入淀粉悬浊液并迅速搅拌,使淀粉糊化、溶解。到溶液冷却后边搅拌边慢慢加入12.5 mL浓硫酸,最后也稀释到500 mL。
溶液 D:200 mL水+50 mL A液+50 mL C液
溶液 E:225 mL水+25 mL A液+50 mL C液
试回答下列问题:
(1)根据实验原理,化学反应速率由哪步反应决定________。(填①、②、③)
(2)当哪种离子耗尽时才能见到溶液变蓝色________。(选填:I-、、H+、)
(3)在盛放D液和E液的两只烧杯里同时加入50 mL B液。D、E两烧杯哪个溶液先变蓝色________(填:D、E)
28.影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验方法进行探究。
(1)取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行H2O2的分解实验,实验报告如下表所示(现象和结论略)。
①实验1、2研究的是__________对H2O2分解速率的影响。
②实验2、3的目的是_______________对H2O2分解速率的影响。
(2)查文献可知,Cu2+对H2O2分解也有催化作用,为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察_______,定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是_________。
②定量分析:如图乙所示,实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是__________。
(3)酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液可发生反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快。对此展开讨论:
①某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是______热反应,导致_______________;
②从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是________的影响。要证明你的猜想,实验方案是________________。
参考答案
1.B
【解析】依据化学平衡的三段式列式;半分钟后,C的物质的量增加了0.30 mol;
A的平均反应速率==0.0020 mol•L﹣1•s﹣1;故A错误;起始量不定,容器中含D物质的量至少为0.45 mol,且容器中A、B、C、D的物质的量的比不一定是4∶5∶4∶6,故B正确、C错误;容器中A一定减少了0.30 mol,故D错误;故选B。
2.D
【解析】根据化学反应速率的概念可知,进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol,此时反应的速率为v(SO2)===0.2 mol··;反应进行到前2 min末时设二氧化硫物质的量为x,依据速率定义可得v′(SO2)==;进行到2 min时的物质浓度大于4 min时的物质的浓度,所以反应时4 min的反应速率小于2 min的反应速率,即v′(SO2)==>0.2 mol··;整理得,x<1.2 mol;
故选D。
3.D
【解析】对于反应4NH3+5O24NO+6H2O,由速率之比等于化学计量数之比可得
v(NH3)∶v(O2)=4∶5,即v(O2)=v(NH3),故A错误;
v(O2)∶v(H2O)=5∶6,即v(H2O)=v(O2),故B错误;
v(NH3)∶v(H2O)=4∶6,即v(H2O)=v(NH3),故C错误;
故v(O2)∶v(NO)=5∶4,即v(NO)=v(O2),故D正确;
故选D。
4.D
【解析】斜率表示反应速率,斜率越大反应速率越大,EF段反应速率最大,A项错误;EF段生成的V(CO2)=672 mL-224 mL=448 mL,n(CO2)==0.02 mol,根据CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,可知参加反应的氯化氢为0.04 mol,盐酸的浓度变化量为=0.4 mol·L-1,v(HCl)=0.4 mol·L-1·min-1,B项错误;OE、EF、FG三段生成的二氧化碳体积分别为224 mL、448 mL、112 mL,用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL=2∶4∶1,C项错误;G点表示收集的二氧化碳为从开始到G点生成的二氧化碳,共784 mL,D项正确。
5.A
【解析】10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 mol·L-1×0.5 L=0.2 mol,消耗A的物质的量为(0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1)×0.5 L=0.1 mol,故A项正确,B项不正确;Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2 mol·L-1∶0.6 mol·L-1∶0.4 mol·L-1=1∶3∶2,故化学方程式应为A+3B===2C,C项不正确;10 s内用B表示的反应速率为=0.06 mol·L-1·s-1,D项不正确。
6.D
【解析】因35℃>25℃,则C、D中的反应速率大于A、B中,又D中反应物的浓度大于C中反应物的浓度,则D中反应速率最快,即在实验中就最先出现浑浊,故选D。
7.B
【解析】应迅速将NaOH溶液和盐酸在测定装置中混合,慢的话误差增大,故A正确; 氯水中的次氯酸能漂白pH试纸,不能用pH试纸测定新制氯水的pH值,故B错误;相同条件下,只有催化剂不同,试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液反应速率快,则可探究催化剂对H2O2分解速率的影响,故C正确;KI溶液在硫酸提供的酸性环境下,被氧气氧化成单质碘,碘单质遇到淀粉变蓝,通常利用此性质检验碘,所以除了碘化钾溶液、稀硫酸溶液外还必须使用的试剂是淀粉,故D正确。故选B。
8.C
【解析】①加H2O,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;②加NaOH固体,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;③滴入几滴浓盐酸,c(H+)增大,反应速率加快,故正确;④加CH3COONa固体,生成醋酸,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;⑤加NaCl溶液,c(H+)浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑥滴入几滴硫酸铜溶液,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故错误;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故正确;⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸,c(H+)浓度增大,反应速率加快,故正确;⑨改用100 mL 0.1 mol·L-1的稀硝酸,反应不生成氢气,故错误。故选C。
9. A
【解析】物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比,依据已知的热化学方程式分别计算出各自反应放出的热量进行解答。要使反应维持在一定温度持续进行,应保证反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1放出的热量恰好被反应CH3OH(g)===CH2O(g)+H2(g) ΔH1=84.2 kJ·mol-1全部利用,即CH3OH反应吸收的热量等于氢气燃烧放出的热量。
设需甲醇的物质的量为n(CH3OH),需氧气的物质的量为n(O2),则n(CH3OH)×84.2 kJ·mol-1=n(O2)×483.6 kJ·mol-1,=≈5.74。
10.D
【解析】平衡状态时SO2、NO2、NO、SO3的物质的量均不变,但不一定相等。因为不确定NO2和SO2的起始加入量,虽二者的变化量相等,但平衡时二者的量不一定相等。而NO 和 SO3起始量均为0,二者变化量相等,则平衡时二者的量一定相等。故A、B错误,D正确;
因为不确定NO2和SO2的起始加入量,也不知道各物质的变化量,所以平衡体系中反应物的总物质的量与生成物总物质的量间的关系不确定,故C错误;故选D。
11.B
【解析】混合气体的总质量不变,总的物质的量不变,平均相对分子质量始终不变,故A不符合;混合气体的总质量不变,温度升高平衡向逆反应方向移动,混合气体总的物质的量减小,平均相对分子质量增大,故B符合;混合气体的总质量不变,温度升高平衡向逆反应方向移动,混合气体总的物质的量增大,平均相对分子质量减小,故C不符合;混合气体的总质量不变,温度升高平衡向逆反应正反应方向移动,混合气体总的物质的量增大,平均相对分子质量减小,故D不符合;故选B。
12.C
【解析】
由题意得: 2a=0.8 mol,a=0.4 mol。
=0.2 mol·L-1,x=1,A正确;B项,v(A)===0.3 mol·L-1·min-1;C项,α(B)=×100%=40%;D项,由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变,所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。
13.C
【解析】若反应正向进行时,y发生改变,则“y不再随时间变化”可作为判断平衡的标志。若反应正向进行时,气体物质的量不变,压强不变,A不能作为平衡标志;B中前者表达v(正),后者表达v(正),方向相同,不能作为平衡标志;若反应正向进行时,NO2的浓度减小,颜色变浅,C能作为平衡标志;若反应正向进行时,混合气体的质量不变,分子数不变,M始终不变,D不能作为平衡标志。
14.B
【解析】由题意知反应是放热反应,反应后气体体积减小;加催化剂同时升高温度,催化剂加快反应速率,升温平衡逆向移动,NO转化率减小,故A错误;加催化剂同时增大压强,催化剂加快反应速率,增大压强平衡正向移动,NO转化率增大,故B正确;升高温度同时充入N2,升温速率增大,平衡逆向移动,加氮气平衡逆向移动,NO转化率减小,故C错误;降低温度反应速率减小,加压反应速率增大,无法确定反应速率的变化情况,故D错误;故选B。
15.B
【解析】A项,再充入SO3,在相当于原来的基础上增大压强,平衡逆向移动,气体总质量不变,气体总物质的量的减小,平均摩尔质量增大,故错误;B项,根据选项A的分析,SO3的转化率降低,故正确;C项,根据选项A的分析,c(SO3)增加,c(SO2)降低,因此两者比值增大,故错误;D项,此比值是化学平衡常数的倒数,化学平衡常数只受温度的影响,跟温度、压强等无关,故错误。
16.B
【解析】加入氢氧化钠溶液,溶液由橙色变为黄色,说明平衡正向进行,加入硫酸溶液由黄色变为橙色,说明平衡逆向进行,说明加入酸碱发生平衡移动,实验①能证明K2Cr2O7溶液中存在上述平衡,实验②不能证明K2Cr2O7溶液中存在上述平衡,故A错误;反应中Cr2+14H++6Fe2+2Cr3+(绿色)+6Fe3++7H2O,氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以实验②能说明氧化性:Cr2>Fe3+,故B正确;Cr具有氧化性,酸性溶液中氧化亚铁离子,Cr和Fe2+在酸性溶液中不可以大量共存,故C错误;稀释K2Cr2O7溶液时,平衡状态下离子浓度减小,氢离子浓度减小,由离子积不变可知,氢氧根离子浓度增大,故D错误;故选B。
17.A
【解析】在化学反应中,物质的浓度或物质的量的改变量、反应速率等与化学计量数成正比关系。v(B)=a/15 mol·L-1·min-1,经过5 min,Δc(B)=a/3 mol·L-1,m∶n∶p=(amol·L-1)∶(a/3 mol·L-1)∶(2a/3 mol·L-1)=3∶1∶2,淘汰B和D;增大压强,A、C的百分含量不变,说明该反应为气体等分子数反应,m+n=p+q,C错误,A正确。
18.C
【解析】①使用催化剂,可以加快反应,提高尾气处理效果,故正确;②正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,降低尾气处理,故错误;③降低装置的压强,随着使平衡向正反应方向移动,但不太现实,故错误;④CO2是酸性氧化物,被碱石灰所吸收,减少生成物的浓度,促使反应向正反应方向移动,故正确;综上所述,选项C正确。
19.C
【解析】A项,图像中1 mol氢气完全燃烧生成的是水蒸气时放热241.8 kJ,不是氢气的燃烧热,故A错误;B项,根据图像可知,a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大,对于可逆反应来说,增大一种反应物的物质的量或浓度,有利于平衡向正反应方向移动,则另一种反应物的转化率增大,则达到平衡时A2的转化率大小为aHB,则同浓度的钠盐,水解程度:NaA
【解析】A项,在恒温恒压条件下,向已达到平衡的体系中加入少量Z,为保持压强不变体积增大,为等效平衡,最后达到相同平衡状态,Z的含量不变,故A正确;
B项,升高温度正逆反应速率都加快,但因正反应是放热反应,所以平衡常数减小,故B错误;
C项,正反应是放热的,则ΔH<0,减小压强,化学平衡是向着气体系数和增加的方向进行的,所以有m+n>c,故C错误;
D项,由C知,ΔH<0m+n>c,温度不变,增大压强,体积减小,平衡正向移动,达新平衡时,体积改变其主要作用。所以A的浓度比原平衡增大,故D错误;
故选A。
21.B
【解析】A项,随着温度的升高,CO2的浓度增大,升高温度,平衡向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应方向是吸热反应,即ΔH>0,故说法正确;B项,曲线是平衡线,D达到平衡,移向B,CO2的浓度减小,反应向逆反应方向移动,即v(逆)>v(正),故说法错误;C项,升高温度,平衡向正反应方向移动,因此A点c(CO)>C点c(CO),故说法正确;D项,因为正反应是吸热反应,因此升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数只受温度的影响,因此化学平衡常数K2>K1,故说法正确。
22.A
【解析】该反应的正反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率减小,结合图像知,T1<T2<T3,b、d温度相同,所以平衡常数相同,即K(b)=K(d);温度T1<T3,温度越高,该反应的平衡常数越小,所以K(a)>K(c),故A正确;
b、d两点的温度相同,但b点的压强大于d点,故v(b)>v(d),a、c两点的压强相同,但c点的温度高,则v(a)<v(c),故B错误;
该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,一氧化碳的转化率越大,平均摩尔质量越大,所以平均摩尔质量:M(a)>M(c),M(b)>M(d),故C错误;
平衡时一氧化碳和氢气的物质的量与投入的二者的物质的量有关,题中数据无法计算a点一氧化碳和氢气的物质的量,故D错误;
23.C
【解析】本题考查化学平衡移动和恒温恒容条件下的等效平衡原理。根据化学平衡只与始、终态有关,与路径无关。甲、乙能达到同一平衡状态,HI浓度相等。升高温度HI浓度都减小,不能判断甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,A选项错误;向甲中充入氦气,因为容积不变,各物质浓度不变,平衡不移动,甲、乙中HI的平衡浓度相等,B选项错误;对甲降温,平衡向右移动,HI浓度增大,乙中HI浓度不变,C选项正确;甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2,甲、乙中HI浓度增大程度相等,使甲、乙中HI的平衡浓度相等,D选项错误。
24.C
【解析】A项,1 mol CO完全反应时放出热量为41 kJ,容器①中放出的热量为32.8 kJ,所以实际反应的CO的物质的量为0.8 mol,①中反应到达平衡时,α(CO)=80%;B项,由①可计算出化学平衡常数为1,根据化学平衡常数为1,可计算出容器②中CO2的平衡浓度,从而计算出CO2的转化率为80%;D项,v(CO)=v(H2O);C项,平衡时两容器中的CO2浓度不相等,①>②。
25.B
【解析】ΔH>0,ΔS>0,低温下,ΔG=ΔH﹣TΔS>0,反应不能自发进行,高温下,ΔG=ΔH﹣TΔS<0,反应能自发,故B正确;A、C、D错误;故选B。
26.(1)增大O2浓度,提高SO2的转化率
(2)保证催化剂活性达到所需要的最佳温度,以提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
(3)常压 常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%,若再加压,对设备及动力系统要求高,成本高
(4)用水吸收SO3易形成酸雾,吸收速率慢
(5)减少对环境的污染
【解析】(1)增大O2浓度,平衡正向移动,可提高SO2的转化率。
(2)此反应为放热反应,温度升高不利于合成SO3;温度过低会使反应速率减慢,因此选择适宜的温度以保证催化剂活性达到最高,提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
(3)常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%;再加压,平衡也能正向移动,提高转化率;但对设备及动力系统要求高,成本高,投入比产出更多。
27.(1)①②
(2)
(3)D
【解析】(1)化学反应总速率总是由反应慢的一步决定,如木桶装水,水量多少总是由组装木桶的最短木板高度决定。
(2)溶液的蓝色,是因为存在I2,如果溶液中I2含量减少,蓝色变浅甚至消失;由反应知I2和强还原性的离子能反应,满足要求。
(3)溶液先变蓝色,说明反应速率快;对溶液来说,反应物浓度越高,反应速率越快,D中溶液先变蓝色。
28.(1) ①温度 ②不同催化剂(或比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂) (2) ①产生气泡的快慢 对照实验只有一条件不同(或避免由于阴离子不同造成的干扰)(或其他合理答案) ②收集40 mL O2所需的时间 (3) ①放 溶液温度升高,反应速率加快 ②催化剂(或生成的Mn2+催化作用) 取两组等浓度等体积的酸性KMnO4和草酸溶液实验,一组加入少量MnSO4固体,一组不加,比较反应速率
【解析】(1)①分析实验1、2知实验1、2中其他条件相同,只有温度不同,故实验1、2研究的是温度对H2O2分解速率的影响;②实验2、3中其他条件相同,只是实验2的催化剂为FeCl3,实验3的催化剂为MnO2,故实验2、3的目的是 比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂对H2O2分解速率影响的差异(或比较FeCl3溶液和MnO2对H2O2分解的催化效果)。(2)①为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,由于催化剂不同,催化效果不同,反应速率不同,产生的气泡快慢不同,故可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。硫酸铜和氯化铁两种催化剂中阴离子是不同的,为排除阴离子的干扰,将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是控制阴离子相同,排除阴离子的干扰。②定量分析:实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,为测定反应速率,实验中需要测量的数据是以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,为测定反应速率,实验中需要测量的数据是收集40 mL气体所需时间。(3)①实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快,则可能的原因是KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快;②实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快,从影响化学反应速率的因素看,还可能是催化剂(Mn2+的催化作用)的影响。要证明该猜想的实验方案是用两组酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液作对比实验,一组加入少量MnSO4固体,一组不加,看反应速率快慢。
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