高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 化学反应速率与反应限度同步练习题
展开一、单选题
1.一定温度下,在2 L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a点时,化学反应达平衡状态
B.反应的化学方程式为:3A 2B +C
C.反应开始到5 min,v(C) =0.04 ml/(L·min)
D.温度、体积不变,t时刻充入1 ml He使压强增大,正、逆反应速率都增大
2.在一定条件下,某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.时刻,反应逆向进行
B.时刻,反应停止进行
C.时刻,反应已达该条件下的限度
D.时刻,反应物的量逐渐增多
3.工业合成氨是重要的人工固氮的方式,在一个恒容容器中充入N2(g)和H2(g),一定条件下发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若温度保持不变,下列说法正确的是
A.当充入足够N2(g)后,H2(g)会全部转化
B.升温可以加快化学反应速率故工业合成氨时温度越高越好
C.正、逆反应速率相等时,N2与H2浓度比一定是1:3
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
4.一定条件下,向某恒温恒容密闭容器中通入一定量的氢气和溴蒸气,发生反应,下列说法错误的是
A.反应达到化学平衡状态前,正反应速率逐渐减小
B.向容器中充入气体,压强增大,反应速率加快
C.容器内的气体颜色不变时,说明反应达到平衡状态
D.容器内的气体的密度和压强始终保持不变
5.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下22.4LCHCl3含有C-Cl键的数目为3NA
B.25℃时pH=1的盐酸含有H+总数为0.1NA
C.1mlPCl3和1mlCl2在密闭容器中充分反应,生成物中P-Cl键的数目为5NA
D.100g质量分数为46%的乙醇溶液含有的氧原子总数为4NA
6.对于可逆反应M + 3N2Q达到平衡时,下列说法正确的是
A.反应已经停止
B.M、N全部变成了Q
C.反应混合物各组分的浓度不再变化
D.M、N、Q三种物质的浓度一定相等
7.合成氨是工业上的重要反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列说法不正确的是( )
A.反应达平衡状态后,各物质浓度不再改变
B.反应达平衡状态后,单位时间内生成1mlN2的同时消耗3mlH2
C.若改用新型高效催化剂,N2有可能100%转化为NH3
D.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率
8.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g) Y(g)+Z(s),下列叙述不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.v正 (X) = 2 v逆 (Y)
B.X的分解速率与Y的消耗速率相等
C.反应容器中Y的质量分数不变
D.单位时间内生成1 ml Y的同时生成2 ml X
9.汽车尾气系统中的催化转化器,可有效降低尾气中的CO、NO和NO2等向大气的排放。在催化转化器的前半部发生的反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。下列有关叙述正确的是
A.反应达平衡时,正、逆反应速率均为零
B.使用合适的催化剂,反应速率会加快
C.升高温度,反应速率可能减慢
D.反应达平衡时,尾气中CO2、N2的浓度之比为2:1
10.下列说法错误的是
A.水的生成与电解是可逆反应
B.温度升高,正、逆反应速率都增大
C.化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件来改变
D.化学反应达到平衡状态时,正反应速率与逆反应速率相等
二、填空题
11.在密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),当SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2时,能否说明该反应达到化学平衡状态 ?
12.现代社会中,人类的一切活动都离不开能量。化学反应中,不仅有新物质的生成,而且伴随着能量的变化,同时,化学电池也成为人类生产和生活的重要能量来源之一。回答下列问题:
(1)已知:键能是在标准状况下,将气态分子解离为气态原子所需的能量。请从断键和成键的角度分析下列反应中能量的变化。部分化学键的键能如表所示:
反应,生成放出热量 。
(2)若将反应设计成如图所示的原电池装置,已知电极为负极,则电极的电极反应式为 。
(3)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。硫及其部分化合物的“价类二维图”如图所示。
①将足量通入品红溶液中,溶液褪色,体现了的 性;将足量通入溴水中,溶液褪色,体现了的 性;气体和中,不能用的浓溶液干燥的是 (填化学式)。
②欲制备,从氧化还原角度分析,下列选项中合理的是 (填标号)。
A. B. C. D.
(4)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气体,发生反应:。反应过程中和的浓度与时间的关系如图所示。
①时,正、逆反应速率的大小关系为 (填“>”“<”或“=”)。
②内,的平均反应速率 。
③下列条件的改变能加快其反应速率的是 (填标号)。
A.升高温度
B.增加铁粉的质量
C.保持压强不变,充入He使容器的容积增大
D.保持容积不变,充入He使体系压强增大
④下列能说明上述反应已达平衡状态的是 (填标号)。
A.
B.单位时间内生成的同时生成
C.容器中气体的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
13.将10mlA和5mlB放入容积为10L的密闭容器中,某温度发生反应3A(g)+B(g)2C(g)。
(1)在最初2s内,消耗A的平均速率为0.06ml·L-1·s-1,则在2s时,容器中有 mlA,此时C的物质的量浓度为 ml/L。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A.v(A)=2v(B)B.容器内压强保持不变
C.3v逆(A)=v正(B)D.容器内混合气体的密度保持不变
(3)在恒温恒容的密闭容器里,有CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应,对于以上反应,能加快反应速率的是 (填字母)。
A.降低温度B.充入HeC.加催化剂D.充入CO2
(4)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇,可以将CO2变废为宝。在体积为1L的密闭容器中充入lmlCO2和3mlH2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= ,平衡时,CO2的转化率是 ,平衡时容器的压强和最初容器的压强之比是 。
14.在 2 L的密闭容器中, 充入 1 ml N2 和 3 ml H2, 在一定的条件下反应, 在相同温度下,2 分钟后测得平衡时NH3的物质的量为0.4ml,已知该条件下生成2 ml NH3 放出92kJ热量。填写下列空白:
(1)2分钟内,H2的平均反应速率为 。反应放出热量 kJ
(2)N2的转化率为 。
(3)能说明这一反应已经达到化学平衡状态的是 。
A.N2的生成速率与分解的速率相等
B.N2、 H2、NH3的浓度相等
C.容器内压强不再发生改变
D.A、B、C的分子数之比为 1∶3∶2
15.在一定条件下,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图。回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)0~t1 s内A的反应速率为 。
(3)反应后与反应前的压强之比为 。
(4)(t1+10)s时,v正(A) (填“>”“<”或“=”)v逆(B)。
(5)关于该反应的说法正确的是 (填字母)。
a.到达t1 s时反应已停止
b.在t1 s之前B气体的消耗速率大于它的生成速率
c.在t1 s时C气体的正反应速率等于逆反应速率
16.I.将2mlSO2、1mlO2 和1mlSO3投入恒温恒容的密闭容器中发生: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应。
(1)下列说明反应达到平衡状态的是 (填序号)。
①气体密度不变;
②混合气体的总物质的量不变;
③混合气体的平均相对分子质量不变;
④SO2和O2的物质的量之比不变;
⑤消耗的SO2与消耗SO3的速率相等;
⑥2v(SO2)消耗= v(O2)生成;
(2)达到平衡时, n(SO3)的取值 范围 。
II.碘及其化合物在生产生活中有重要作用。
(3)将0.4ml氢气和0.2ml碘蒸气放入2L密闭容器中进行反应: H2(g)+I2(g) 2HI(g),反应经过5min测得碘化氢的浓度为0.1ml·L-1),碘蒸气的浓度为0.05ml·L-1
①前5min平均反应速率v(H2)= 。
②I2(g)的转化率为 。
③生成的HI(g)的体积分数为 (保留 三位有效数字)。
(4)某小组同学在室温下进行“碘钟实验”:将浓度均为0.01ml ·L-1的H2O2、H2SO4、 KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一段时间后溶液变为蓝色。
已知:“碘钟实验”的总反应的离子方程式为H2O2+2S2O+2H+=S4O+2H2O
反应分两步进行:
反应A: H2O2+2I-+2H+=I2 +2H2O
反应B: I2+2S2O=2I-+ S4O
①对于总反应,I-的作用是 。
②为探究溶液出现蓝色快慢的影响因素,进行实验I、II, 溶液浓度均为0.01ml·L-1。
溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验I是30min、实验II是40min。实验II中,Z所对应的数值是 ; 对比实验I、II, 可得出的实验结论是 。
17.一定条件下铁可以和 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下图所示:
(1)t1时,正、逆反应速率 大小关系为 v 正 v 逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)4 min 内,CO 的平均反应速率 v(CO)= 。
(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是 (填序号,下同)。
①降低温度
②减少铁粉的质量
③保持压强不变,充入 He 使容器的体积增大
④保持容积不变,充入 He 使体系压强增大
(4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是 。
①v(CO2)=v(CO)
②单位时间内生成 n ml CO2的同时生成 n ml CO
③容器中气体压强不随时间变化而变化
④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
18.某温度时,在0.5 L密闭容器中,某一可逆反应中气体A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)第4 min时,正、逆反应速率的大小关系为v正 v逆(填”>””<”或”=”)。
(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是 (填序号,下同)。
①降低温度
②加入催化剂
③保持压强不变,充入He使容器的体积增大
④保持容积不变,充入He使体系压强增大
(4)能判断该反应在一定温度下达到化学平衡状态的依据是 。
①混合气体中A的浓度不再改变
②单位时间内生成n ml A的同时生成2n ml B
③容器中气体压强不随时间的变化而变化
④v(A)=2v(B)
⑤容器中气体密度不随时间的变化而变化
(5)平衡时混合气体中B的体积分数约为 。
(6)反应达到平衡时体系内压强与开始时的压强之比为 。
19.已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12s时,用A的浓度变化表示的反应速率为 。
(2)经测定,前4s内v(C)=0.05ml•L-1•s-1,则该反应的化学方程式为 。
(3)在密闭容器里,通入amlA(g)、bmlB(g)、cmlC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是 (填字母)。
A.降低温度B.加入催化剂C.增大容器容积D.减小容器容积
(4)反应达到平衡时,B的转化率是 。
(5)能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 。
①单位时间内生成amlA的同时生成bmlB
②单位时间内生成amlA的同时生成cmlC
③用A、B、C表示的反应速率之比为a:b:c
④混合气体的密度不再改变
⑤气体B的体积分数不变
⑥混合气体的质量不再改变
20.反应:aA(g)+bB(g) cC(g)在恒温恒容条件下进行,各物质的浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式中,a:b:c为 。
(2)反应从起始至20min内,A的平均反应速率v (A)= 。平衡时B的体积分数为 。
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填字母)。
A 压强不随时间改变
B A的物质的量分数不随时间改变
C 气体的密度不随时间改变
D 单位时间内消耗A和B的物质的量相等
(4)下列措施能增大反应速率的是 (填字母)。
A 升高温度 B 降低压强 C 减小C的浓度 D 加入合适的催化剂
(5)N点的正反应速率v正(C) (填“大于”“小于”或“等于”)M点的逆反应速率v逆(C)。
三、实验探究题
21.某化学课外小组的同学通过实验探究认识化学反应速率和化学反应限度。
Ⅰ.实验一:探究温度和浓度对反应速率的影响。
实验原理及方案:在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘,反应原理是2IO+5SO+2H+=I2+5SO+H2O,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
(1)则V1= mL,V2= mL。
Ⅱ.实验二:探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。
实验原理:2I-+2Fe3+I2+2Fe2+。
实验步骤:向5mL0.1ml·L-1KI溶液中滴加5~6滴0.1ml·L-1FeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙、丙三等份。
(2)向甲中滴加CCl4,充分振荡、静置,下层溶液出现 (填现象),说明有I2生成。
(3)向乙中滴加试剂 ,若现象为 ,则说明该反应有一定的限度。
Ⅲ.800℃时A、B、C三种气体在恒容密闭容器中反应时的浓度变化如图,分析图象回答问题:
(4)该反应的化学方程式为 。
(5)2min内,用C来表示的化学反应速率为 。
(6)在其他条件下,测得A的反应速率为0.05ml·L-1·min-1,此时的反应与800℃时相比, (填字母)。
A.比800℃时快 B.比800℃时慢 C.和800℃时速率一样
22.某化学课外小组的同学通过实验探究认识化学反应速率和化学反应限度
(1)实验一:通过实验室制备的反应探究外界条件对化学反应速率的影响,下表是实验过程中的数据及相关信息:
t表示收集CO2体积为a mL所需的时间,(注:气体体积均在相同条件下测得),分析表格中的信息可知,影响该化学反应速率的因素有 。
(2)实验二:已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。在酸性高锰酸钾溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显,但不久突然褪色,反应速率明显加快。
①针对上述实验现象,小组同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是 的影响。
②若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还需要的试剂最合理的是 (填字母)。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.二氧化锰 D.水
(3)实验三:探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。
Ⅰ、向5 mL 0.1 ml/LKI溶液中滴加5~6滴0.1 mlL FeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;
Ⅱ、向甲中滴加CCl4,充分振荡;Ⅲ、向乙中滴加试剂X。
请回答下列问题:
①步骤Ⅲ中,试剂X是 ;
②步骤Ⅱ和Ⅲ中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度,该实验现象是 。
23.某课外活动小组的同学,在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中,甲同学认为产生的气体是二氧化硫,而乙同学认为除产生二氧化硫气体外,还可能产生氢气。为了验证哪位同学的判断正确,丙同学设计了如图所示的实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X,且该装置略去。已知C为CuO)。试回答:
(1)上述反应中能生成二氧化硫的化学方程式为 。
(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是 。
(3)A中加入的试剂可能是 ,作用是 ;B中加入的试剂可能是 ,作用是 。
(4)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是: 。
(5)如果去掉装置B,还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气? (填“能”或“不能”),原因是 。
(6)下列有关硫及其化合物的叙述正确的是___________。
A.食品中添加适量二氧化硫可以起到防腐和抗氧化等作用
B.SO2与CO2均为酸性氧化物,化学性质相同
C.2mlSO2与1mlO2在一定条件下反应能生成2ml的SO3
D.浓硫酸与红热的炭反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性
E.除去SO2中含有的少量HCl气体,可以使气体通过饱和Na2SO3溶液
化学键
键能
436
496
463
序号
试剂和用量(mL)
H2O2溶液
H2SO4溶液
Na2S2O3溶液
KI溶液含淀粉
H2O
实验I
5
4
8
3
0
实验II
5
2
X
Y
Z
实验序号
0.01ml·L-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
0.01ml·L-1Na2SO3溶液的体积/mL
水的体积/mL
实验温度/℃
出现蓝色的时间/s
①
5
5
V1
0
②
5
5
40
25
③
5
V2
35
25
序号
反应温度/℃
10g的形状
t/min
①
20
2
10
块状
t1
②
20
4
10
块状
t2
③
20
2
10
粉末
t3
④
40
2
10
粉末
t4
⑤
40
4
10
粉末
t5
参考答案:
1.B
【详解】A.各物质的n保持不变代表达达平衡状态,由图可以看出a点时,化学反应未达平衡状态,故A错误;
B.反应到5min时,存在,结合图中物质的变化趋势可写出反应的化学方程式为:3A 2B +C,故B正确;
C.反应开始到5 min,,故C错误;
D.温度、体积不变,t时刻充入1 ml He,反应中各物质的浓度不变,正、逆反应速率都不变,故D错误;
故选B。
2.C
【详解】A.时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A错误;
B.时刻,反应达到平衡状态,正逆反应速率相等且不等于0,反应没有停止进行,B错误;
C.时刻,反应达到平衡状态,反应已达该条件下的限度,C正确;
D.时刻,反应正向进行,反应物的量逐渐减少,D错误;
答案选C。
3.D
【详解】A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反应,当充入足够N2(g)后,H2(g)不会全部转化,故A错误;
B.升温可以加快化学反应速率,但温度过高催化剂活性降低,反应速率会减慢,且正反应放热,升高温度不利于氨气生成,故B错误;
C.正、逆反应速率相等时,反应达到平衡状态,但N2与H2浓度比不一定是1:3,故C错误;
D.增大压强,平衡正向移动,反应进行程度增大,故D正确;
选D。
4.B
【详解】A.反应达到化学平衡状态前,氢气和溴蒸气的浓度随反应而下降,则正反应速率逐渐减小,A正确;
B.压强对反应速率的影响必须通过浓度起作用,若压强改变使参加反应的气体的浓度增大、则反应速率增大;如使得参加反应的气体质的浓度不变、则反应速率不变;如使得气体反应物的浓度减小,则反应速率减小。现向容器中充入气体,气体总压强增大,然反应相关气体的浓度均不发生变化,故反应速率不变,B不正确;
C. 溴蒸气呈红棕色,容器内的气体颜色不变时,说明溴蒸气的浓度不变,说明反应达到平衡状态,C正确;
D.恒温恒容时,气体的压强之比等于物质的量之比,该反应是气体分子数不变的反应,故容器内的气体的密度和压强始终保持不变,D正确;
答案选B。
5.D
【详解】A.标准状况下CHCl3是液体,22.4LCHCl3的物质的量不是1ml,故A错误;
B.没有明确溶液体积,不能计算pH=1的盐酸含有H+数,故B错误;
C.PCl3+Cl2PCl5反应可逆,1mlPCl3和1mlCl2在密闭容器中充分反应,生成物中P-Cl键的数目小于5NA,故C错误;
D.100g质量分数为46%的乙醇溶液含有的氧原子总数 4NA,故D正确;
选D。
6.C
【详解】A.可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,且不等于0,即反应没有停止,A选项错误;
B.该反应为可逆反应,当反应达平衡时,M和N不能完全转化为Q,B选项错误;
C.可逆反应达到平衡时,各组分浓度保持不变,C选项正确;
D.可逆反应达到平衡时,各组分浓度保持不变,反应物和生成物的平衡浓度与起始投料及转化率有关,平衡状态时各组分浓度不一定相同,D选项错误;
答案选C。
【点睛】当以下几种情况出现时,可以判断反应已经达到平衡状态:
①vA(正方向)=vA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物质比较)
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
③借助颜色不变判断(有一种物质是有颜色的)
④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应xA+yBzC,x+y≠z)
7.C
【详解】A.反应达到平衡状态,是一个动态平衡,正逆反应速率相等,各物质浓度不变,A正确;
B.生成N2为逆反应速率,消耗H2为正反应速率,单位时间内生成1ml N2的同时消耗3ml H2表明反应正逆反应速率相等,B正确;
C.可逆反应的特点是反应物不能完全转化为产物,催化剂不能改变转化率,所以在上述条件下,N2不可能100%转化为NH3,C错误;
D.使用催化剂可以同等条件加快正逆反应速率,不会引起平衡的移动,可以改变生产效率,D正确;
故选C。
8.B
【详解】A.化学反应速率与系数成正比,v正 (X) = 2 v逆 (Y)= v逆 (X),正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故A不选;
B.X的分解速率与Y的消耗速率相等,正逆反应速率比不等于系数比,反应没有达到平衡状态,故B选;
C.反应容器中Y的质量分数不变,说明Y的物质的量不变,反应达到平衡状态,故C不选;
D.单位时间内生成1ml Y的同时生成2ml X,正逆反应速率比等于系数比,反应达到平衡状态,故D不选;
故选B。
9.B
【详解】A.化学平衡为动态平衡,反应达平衡时正逆反应速率相同,但不为0,A错误;
B.催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率,加入催化剂可以加快反应速率,B正确;
C.升高温度,活化分子百分数增加,反应速率加快,C错误;
D.反应达到平衡以后,尾气中混有CO2和N2,但由于CO2存在于汽油在气缸燃烧后的气体中也存在于催化转化后的气体中,N2存在于气缸中未反应的气体中,因此无法判断尾气中CO2和N2的浓度,D错误;
故答案选B。
10.A
【详解】A.H2与O2在点燃条件下发生反应生成水,电解水生成H2与O2,两个反应条件不同,因此水的生成与电解不能互为可逆反应,A错误;
B.温度升高,物质的内能增加,活化分子数百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增加,正、逆反应速率都增大,B正确;
C.影响化学反应的外界条件有温度、浓度、压强、催化剂等,因此可以通过化学反应条件来改变化学反应的速率;化学反应限度是在一定条件下的进行的,因此化学反应限度在一定条件下的限度,若外界条件发生改变,化学反应限度被破坏,就会建立新条件的新的化学反应限度,故反应限度也可通过改变化学反应条件来改变,C正确;
D.化学反应达到平衡状态时,任何物质的浓度不再发生变化,则用同一物质表示的正反应速率与逆反应速率相等,D正确;
故合理选项是A。
11.11.不能,因为不能说明各组分的浓度一定不变。也不能说明该反应的正、逆反应速率相等
【解析】略
12.(1)484
(2)
(3) 漂白 还原 B
(4) > 0.125ml·L-1·min-1 A BD
【详解】(1)的,则生成可以放出热量是;
(2)将反应设计成原电池装置,已知电极为负极,则作负极,电极反应式为,B为正极,电极反应式为;
(3)①根据硫及其部分化合物的“价类二维图”可知,为、为、C为亚硫酸盐、D为;将足量通入品红溶液中,溶液褪色,体现了的漂白性;将足量通入溴水中,溶液褪色,发生反应,体现了的还原性;气体和,不能用浓干燥的气体是,这是因为可以与浓硫酸发生氧化还原反应。
②中元素平均化合价为+2,可以用含有硫元素的物质发生氧化还原反应制备,则含有元素的物质中元素的化合价应该有高于+2和低于+2的。中元素化合价分别是、0,都小于,A项错误;中元素化合价分别是、0,B项正确;中元素化合价分别是+4、+6,都大于+2,C项错误;中元素化合价分别是,都大于,D项错误。
(4)①根据图象可知,在之后,浓度增大,浓度减小,说明反应末达到平衡,反应向正向进行,因此时;
②根据图象可知,内的平均反应速率,;
③升高温度能加快反应速率,A项正确;由于固体的浓度不变,所以增加铁粉的质量,物质的反应速率不变,B项错误;保持压强不变,充入He使容器的体积增大,反应体系中物质的物质的量浓度降低,单位体积内活化分子数减少,有效碰撞次数减少,化学反应速率降低,C项错误;保持体积不变,充入使体系压强增大,由于体系内参加反应的物质的物质的量浓度不变,所以化学反应速率不变,D项错误。
④未指明反应是正向还是逆向进行,因此不能判断是否为平衡状态,A项错误;单位时间内生成的同时必然会消耗,又生成,则反应达到平衡状态,B项正确;该反应是反应前后气体体积不变的反应,任何条件下体系的压强都不变,因此不能据此判断反应是否为平衡状态,C项错误;反应前后气体的体积不变,而气体的质量会发生变化,则气体的摩尔质量会发生变化,由于当摩尔质量以为单位时,数值上等于物质的相对分子质量,所以若容器中气体的平均分子量不随时间而变化,则反应达到平衡状态,D项正确。
13.(1) 8.8 0.08
(2)B
(3)CD
(4) 0.225ml/(L•min) 75% 5:8或
【详解】(1)在最初2s内,消耗A的平均速率为0.06ml·L-1·s-1,可知A的物质的量的变化为,将其代入三段式中有:
可知,容器中有:8.8mlA,此时C的物质的量浓度为,故答案为:8.8;0.08ml/L;
(2)A.v(A)=2v(B)不能说明正反应和逆反应的关系,故不能判断反应是否达到平衡状态,故A错误;
B.该反应为前后气体体积变小的反应,随着反应的进行,气体的物质的量不断减小,压强也减小,当容器内压强保持不变时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B正确;
C.v逆(A)=3v正(B)正说明正逆反应速率相等,则3v逆(A)=v正(B)不能说明反应达平衡状态,故C错误;
D.该反应中各物质均为气态,反应前后气体的总质量保持不变,容器的体积也保持不变,因此容器内混合气体的密度始终保持不变,不能判断反应是否达到平衡状态,故D错误;
故选B;
(3)A.降低温度,活化分子数减小,反应速率减慢,A错误;
B.充入He,体积不变,则参加反应的物质的浓度不变,反应速率不变,B错误;
C.加催化剂,活化能降低,反应速率加快,C正确;
D.充入CO2,则二氧化碳的浓度增大,反应速率变快,D正确;
故选CD;
(4)根据题中提供的信息可得三段式如下,
则从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=;平衡时,CO2的转化率=;压强之比等于气体的物质的量之比,则平衡时容器的压强和最初容器的压强之比=,故答案为:5:8或。
14. 0.15 ml/L· min 18.4 20% AC
【详解】(1)由题意可知,化学反应方程式为N2+3H2 2NH3,根据c= ,所以生成的NH3的物质的量浓度为c=0.2ml/L,根据v= ,所以NH3的反应速率为 =0.1ml/L min,根据化学反应速率之比等于系数之比,所以 ,故 =0.15 ml/L min;因为反应放出的热量与物质的量成比例,设生成0.4ml NH3放出热量x,所以 ,x=18.4。
(2)设N2反应为y,所以 ,解得y=0.2ml,所以N2的转化率为 ;
(3) A.N2的生成速率与分解的速率相等,同一物质正逆反应速率相等,达到化学平衡状态,A正确;
B.N2、 H2、NH3的浓度相等,可能是中间某一状态,所以不能确定是否达到化学平衡状态,B错误;
C.因反应前后体积不相等,所以容器内压强不再发生改变可确定达到化学平衡状态,C正确;
D.A、B、C的分子数之比为 1∶3∶2,可能是中间某一状态,所以不能确定是否达到化学平衡状态,D错误;
故选AC。
15. 3A+B⇌2C 0.6/T1 ml·L-1·s-1 9∶13 > bc
【分析】
【详解】(1)分析图象中A、B、C的物质的量浓度的变化量分别为0.6、0.2、0.4,确定化学方程式为:3A+B2C;
(2)由化学反应速率的表达式求得A气体的反应速率为 ml•L-1•s-1;
(3)因为反应后与反应前的压强比等于气体的物质的量之比,为0.9:1.3= 9:13;
(4)A的体积分数为,因为此时是平衡状态,同一物质正反应速率等于逆反应速率,不同物质,速率之比等于计量系数之比,所以结合化学方程式确定v(A)正>v(B)逆;
(5)a.到达t1 s时,反应达到平衡状态,但反应未停止,错误;
b.在t1 s之前,正反应速率大于逆反应速率,则B气体的消耗速率大于它的生成速率,正确;
c.在t1 s时,反应达到平衡状态,C气体的正反应速率等于逆反应速率,正确;故答案为:bc。
16.(1)②③⑤
(2)0
(4) 作催化剂 2 其他条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率
【详解】(1)可逆反应中,当某个量在反应过程中发生了改变,当其不变时说明达到平衡状态:
①该反应在恒容密闭容器中,气体总质量不变,气体密度始终不变,故气体密度不变不能说明达到平衡状态;
②该反应总气体分子数发生改变,则混合气体的总物质的量发生改变,故混合气体的总物质的量不变,能说明达到平衡状态;
③混合气体的平均相对分子质量等于气体总质量除以气体总物质的量,根据质量守恒,气体总质量始终不变,气体总物质的量发生改变,则气体平均相对分子质量发生改变,故混合气体的平均相对分子质量不变,能说明达到平衡状态;
④SO2 和O2的投入量等于化学计量数之比,则两者比值始终不变,故SO2 和O2的物质的量之比不变,不能说明达到平衡状态;
⑤消耗SO2指正反应速率,消耗SO3指逆反应速率,两者化学计量数相等,则说明速率相等,即反应达到平衡状态;
⑥2v(SO2)消耗= v(O2)生成,则v(SO2)消耗: v(O2)生成=1:2,不等于化学计量数之比,故不能说明达到平衡状态;
故选择②③⑤;
(2)用极值法,若该反应全部正向反应,则n(SO3)为3ml,若该反应全部逆向反应,则n(SO3)为0,故达到平衡时,n(SO3)的取值范围:0
①前5min平均反应速率v(H2)== 0.01ml·L-1·min-1;
②I2(g)的转化率为=50%;
③气体的体积分数等于其物质的量分数,生成的HI(g)的体积分数为:33.3%;
(4)①根据反应物和生成物物质种类分析,对于总反应,I-反应前后不变,故其作用是作催化剂;
②探究实验应保持单一变量原则,实验I、II两组实验探究的是蓝色快慢的影响因素,从两组的数据可知,单一变量是H2SO4溶液,故X应为8mL,Y应为3mL,为保持溶液总体积相等,则Z应为2mL;对比实验I、II,实验I氢离子浓度较大无色变为蓝色的时间30min、实验II是40min,可得出的实验结论是:其他条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率。
17.(1)>
(2)0.125 ml∙L-1∙min-1
(3)①③
(4)②④
【详解】(1)根据图象可知,在t1后,CO浓度增大、CO2浓度减小,说明反应未达到平衡,正向进行,因此v正>v逆;
(2)根据图象可知,4分钟内CO的平均反应速率,v(CO)==0.125 ml∙L-1∙min-1;
(3)①.降低温度,物质的内能降低,活化分子数减小,有效碰撞次数减少,化学反应速率降低,故a符合题意;
②.由于固体的浓度不变,所以减少铁粉的质量,物质的反应速率不变,故b不符合题意;
③.保持压强不变,充入He使容器的体积增大,反应体系中物质浓度降低,单位体积内活化分子数减少,有效碰撞次数减少,化学反应速率降低,故c符合题意;
④.保持体积不变,充入He使体系压强增大,由于体系内的物质浓度不变,所以化学反应速率不变,故d不符合题意;
故答案为:①③;
(4)①.未指明反应是正向还是逆向进行,因此不能判断是否为平衡状态,故a错误;
②.单位时间内生成nmlCO2的同时必然会消耗n mlCO,又生成n ml CO,则CO的物质的量不变,反应达到平衡状态,故b正确;
③.该反应是反应前后气体体积不变的反应,任何条件下体系的压强都不变,因此不能据此判断反应是否为平衡状态,故c错误;
④.反应前后气体的体积不变,而气体的质量会发生变化,则气体的摩尔质量会发生变化,由于摩尔质量当以g/ml为单位时,数值上等于物质的相对分子质量,所以若容器中气体的平均分子量不随时间而变化,则反应达到平衡状态,故d正确;
故答案为:②④。
18.(1)
(2)>
(3)①③
(4)①②③
(5)71.4%
(6)7:10
【详解】(1)由图可知,从反应开始,A的物质的量减少,B的物质的量增加,则A为反应物、B为生成物,最终A、B的物质的量都不再改变时都不是零,说明为可逆反应,开始至平衡时,Δn(A)=0.8ml-0.2ml=0.6ml,Δn(B)=0.5ml-0.2ml=0.3ml,则A、B的化学计量数比为2:1,所以反应方程式为,故答案为:;
(2)第4min后A的物质的量继续减小,B的物质的量继续增加,反应仍在向右进行,所以v正>v逆,故答案为:>;
(3)①降低温度,反应速率减慢,故正确;
②加入催化剂,降低反应活化能,反应速率加快,故错误;
③保持压强不变,充入He使容器的体积增大,浓度减小,反应速率减慢,故正确;
④保持体积不变,充入He使体系压强增大,但不影响反应物和生成物的浓度,所以化学反应速率不变,故错误;
故选:①③;
(4)①混合气体中A的浓度不再改变说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故①正确;
②单位时间内生成n ml A的同时生成2n ml B说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故②正确;
③反应前后气体分子数发生变化,体系压强改变,容器中压强不变,可以说明化学反应达到化学平衡,故③正确;
④v(A)=2v(B)不能说明正逆反应速率相等,不能判断平衡状态,故④错误;
⑤反应前后气体质量守恒,容器恒容,则整个反应过程容器中气体密度不变,不能说明化学反应是否达到化学平衡,故⑤错误;
故答案为:①②③;
(5)平衡时A和B的物质的量分别是0.2ml、0.5ml,则混合气体中B的体积分数约为×100%≈71.4%,故答案为:71.4%;
(6)容器恒容则压强之比等于气体的物质的量之比,初始时气体总物质的量为0.2ml+0.8ml=1.0ml,平衡时气体总物质的量为0.2ml+0.5ml=0.7ml,压强之比为0.7:1.0=7:10,故答案为:7:10。
19.(1)0.05ml•L-1•s-1
(2)3A+B2C
(3)AC
(4)40%
(5)②⑤
【详解】(1)从反应开始到12s,反应达到平衡,0-12s内,A物质的浓度变化量为0.6ml/L,则用A表示的反应速率为v(A)=。
(2)平衡时B的浓度变化量为0.2ml/L,则A与B的系数之比为3:1;物质的化学计量数之比等于反应速率之比,前4s内v(A)=0.075ml·L-1·s-1,同时根据前4s内A、C的速率之比可知,A与C的系数之比为3:2,则该反应的化学方程式为3A+B2C。
(3)A.降低温度,反应速率减小,A正确;
B.加入合适的催化剂,反应速率增大,B错误;
C.增大容器容积,反应物和生成物的浓度均减小,反应速率减小,C正确;
D.减小容器容积,反应物和生成物的浓度均增大,反应速率增大,D错误;
故答案选AC。
(4)从图中可知,12s时反应达到平衡,此时消耗B的浓度为0.2ml/L,则达到平衡时B的转化率为=40%。
(5)①单位时间内生成a ml A的同时生成b ml B,两者均表示逆反应速率,无论是否达到平衡,该情况始终成立,①错误;
②单位时间内生成a ml A的同时生成c ml C,生成a ml A的同时消耗c ml C,则C的生成速率和消耗速率相同,反应达到平衡,②正确;
③物质的反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡,A、B、C的反应速率之比始终为a:b:c,③错误;
④该反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和产物均为气体,无论是否达到平衡,混合气体的密度始终不变,④错误;
⑤随着反应进行气体B的体积分数不断变化,当气体B的体积分数不变,说明反应达到平衡,⑤正确;
⑥反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和产物均为气体,无论是否达到平衡,混合气体的质量不变,⑥错误;
故答案选②⑤。
20. 1:1:2 0.05ml/(L·min) 40% B AD 大于
【分析】根据图象可知,反应在20min时达到平衡状态,A的物质的量浓度由2.0ml/L变为1.0ml/L,B由3.0ml/L变为2.0ml/L,C为生成物,由0ml/L变为2.0ml/L,化学反应计量数之比等于物质的浓度变化之比,则a:b:c=1:1:2,方程式为A(g)+B(g)2C(g)。
【详解】(1)分析可知,反应的化学方程式中,a:b:c=1:1:2;
(2)A的平均反应速率v(A)==0.05ml/(L·min);平衡时B的体积分数=×100%=40%;
(3)A.该反应为气体的物质的量不变的反应,则压强自始至终不随时间改变,A不能判断是否平衡;
B.反应达到平衡状态时,A的物质的量不再改变,则A的物质的量分数不再改变,B已达到平衡状态;
C.反应体系中,各物质均为气体,且反应容器的体积不变,则气体的密度自始至终不随时间改变,C不能判断是否平衡;
D.反应物中A、B的计量数相同,则单位时间内消耗A和B的物质的量自始至终相等,D不能判断是否平衡;
答案为B。
(4)A.升高温度单位体积内活化分子的百分含量增大,有效碰撞的几率增大,反应速率增大,A正确;
B.降低压强、体积增大,体系中各物质的浓度减小,反应速率减小,B错误;
C.减小C的浓度,生成物的反应速率减小,C错误;
D.加入合适的催化剂,导致单位体积内活化分子的百分含量增大,有效碰撞的几率增大,反应速率增大,D正确;
答案为AD。
(5)N点时C的浓度大于M点,浓度越大反应速率越大,故N点的v正(C)大于M点的v逆(C)。
21.(1) 40 10
(2)紫红色
(3) KSCN溶液 溶液变红
(4)2A2B+C或2A(g)2B(g)+C(g)
(5)0.05ml·L-1·min-1
(6)B
【详解】(1)根据控制变量法,为控制三次实验中碘酸钾的浓度相等,混合后的总体积必须相等,V1=40mL,V2=10mL;
(2)CCl4可以萃取碘水中的碘单质,向甲中滴加CCl4,充分振荡、静置,下层溶液出现紫红色,说明有I2生成。
(3)该反应中FeCl3的量不足,若反应后的溶液中存在Fe3+,说明该反应可逆,向乙中滴加KSCN溶液,若现象为溶液变红,则说明该反应有一定的限度。
(4)A的浓度减小0.2ml/L,A是反应物,B、C的浓度分别增大0.2ml/L、0.1ml/L,B、C是生成物,2min后浓度不再改变,说明反应可逆,浓度的变化量比等于系数比,所以反应方程式为2A2B+C;
(5)2min内,用C来表示的化学反应速率为ml·L-1·min-1;
(6)800℃时,A的反应速率为ml·L-1·min-1 ,在其他条件下,测得A的反应速率为0.05ml·L-1·min-1,此时的反应与800℃时相比,比800℃时慢,故选B。
22. 反应物浓度、反应物接触面积、温度 生成的Mn2+对反应有催化作用 B KSCN溶液 Ⅱ中可观察到溶液分层,下层呈现紫红色,Ⅲ中可观察到溶液变红
【详解】(1)通过测定收集相同体积CO2气体所需时间反映化学反应速率快慢,根据化学反应速率不同分析化学反应速率的影响因素,由①②或④⑤实验可知,化学反应速率与反应物浓度有关,由①③实验可知,化学反应速率与反应物接触面积有关,由③④实验可知,化学反应速率与温度有关,故答案为:反应物浓度、反应物接触面积、温度;
(2)①影响该反应的反应速率的主要外界因素为:温度、浓度和催化剂,KMnO4与H2C2O4反应生成Mn2+过程中会放热,温度升高会使化学反应速率增大,因为反应速率明显加快,可以考虑催化剂的影响,则生成的Mn2+对KMnO4与H2C2O4反应具有催化作用,能够加快化学反应速率,故答案为:生成的Mn2+对反应有催化作用;
②要想验证锰离子的催化作用,在做对比实验时时加入硫酸锰观察反应速率(产生气泡的快慢)是否变化即可,故答案为B;
(3)①反应有一定的限度,即反应物和产物共存,因反应物中KI明显过量,若要说明反应有一定限度,就需要证明有I2生成,同时有反应物Fe3+存在,利用KSCN溶液检验反应后的溶液里存在Fe3+,故答案为:KSCN溶液;
②当Ⅱ中可观察到溶液分层,下层呈现紫红色是可知反应后的溶液里有I2,Ⅲ中滴加KSCN溶液后可观察到溶液变红,可知溶液里存在Fe3+,由此可推出反应存在一定限度,故答案为:Ⅱ中可观察到溶液分层,下层呈现紫红色,Ⅲ中可观察到溶液变红。
23.(1)Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O
(2)当Zn与浓硫酸反应时,浓硫酸逐渐变稀,Zn与稀硫酸反应可产生H2
(3) 品红溶液 检验SO2 浓硫酸 吸收水蒸气
(4)C中黑色粉末变成红色,D中白色粉末变成蓝色
(5) 不能 因为混合气体中可能含水蒸气,会干扰H2的检验
(6)A
【分析】该实验的实验目的是验证锌与浓硫酸反应生成的气体成分,装置A中盛有的品红溶液用于检验是否含有二氧化硫生成,盛有酸性高锰酸钾溶液吸的洗气瓶用于吸收二氧化硫、验证二氧化硫是否除尽,装置B中盛有浓硫酸用于干燥气体,装置C中盛放的氧化铜和装置D中盛放的无水硫酸铜用于检验是否有氢气生成,装置E中盛有的碱石灰,用于吸收空气中的水蒸气,防止空气中的水蒸气进入装置D中干扰实验。
【详解】(1)由题意可知,锌与浓硫酸共热反应生成硫酸锌、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O,故答案为:Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O;
(2)当锌与浓硫酸共热反应时,浓硫酸被消耗,且反应生成水,浓硫酸逐渐变稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,所以乙同学认为锌与浓硫酸共热反应还可能产生氢气,故答案为:当Zn与浓硫酸反应时,浓硫酸逐渐变稀,Zn与稀硫酸反应可产生H2;
(3)由分析可知,装置A中盛有的品红溶液用于检验是否含有二氧化硫生成,装置B中盛有浓硫酸用于干燥气体,防止水蒸气进入装置D干扰氢气的检验,故答案为:品红溶液;检验SO2;浓硫酸;吸收水蒸气;
(4)若X中含有氢气,氢气与氧化铜共热反应生成铜和水,实验中可观察到C中黑色粉末变成红色,D中白色粉末变成蓝色,则证明气体X中含有氢气的实验现象是C中黑色粉末变成红色,D中白色粉末变成蓝色,故答案为:C中黑色粉末变成红色,D中白色粉末变成蓝色;
(5)由分析可知,装置B中盛有浓硫酸用于干燥气体,防止水蒸气进入装置D干扰氢气的检验,所以去掉装置B则不能根据D中的现象判断气体X中有氢气,故答案为:不能;因为混合气体中可能含水蒸气,会干扰H2的检验;
(6)A.二氧化硫具有较强还原性,食品中添加适量二氧化硫可以起到防腐和抗氧化等作用,故正确;
B.二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,但二氧化硫具有漂白性和还原性,而二氧化碳不具有漂白性和还原性,所以两者的化学性质不同,故错误;
C.一定条件下二氧化硫与氧气的催化氧化反应是可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以2ml二氧化硫与1ml氧气在一定条件下反应不能生成2ml三氧化硫,故错误;
D.浓硫酸与碳共热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应中浓硫酸只表现强氧化性,故错误;
E.二氧化硫能亚硫酸钠溶液反应生成亚硫酸氢钠,所以不能用亚硫酸钠溶液除去二氧化硫中混有的氯化氢,应选用饱和亚硫酸氢钠溶液除去氯化氢,故错误;
故选A。
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