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化学选择性必修1整理与复习单元测试当堂达标检测题
展开时间:75分钟,满分:100分
一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分。)
1.近年来,我国科技迅猛发展。下列科技成果中蕴含的化学知识叙述正确的是
A.新型手性螺环催化剂能降低化学反应的焓变
B.DNA存储技术中用于编码的DNA是核糖核酸
C.建造港珠澳大桥所采用的高强抗震螺纹钢属于合金
D.“天舟五号”飞船搭载的燃料电池放电时主要将热能转化为电能
2.下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.溶液中加入少量固体,促进分解
B.密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深
C.铁钉放入浓中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
3.某校化学社同学研究影响0.1 ml/LNa2S2O3溶液与0.1 ml/LH2SO4溶液反应速率的因素,设计实验如下:
下列说法不正确的是
A.①和②研究的是浓度对反应速率的影响
B.②和③研究的是温度对反应速率的影响
C.V1=V2=1
D.出现浑浊时间最短的是第③组实验
4.反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是
A.增大容器容积B.升高反应温度
C.分离出部分氢气D.等容下通入惰性气体
5.科学家利用金(Au)催化电解法在常温常压下实现合成氨,工作时某极区的微观示意图如下,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)和乙醇的有机溶液。下列说法正确的是
A.金(Au)为催化剂不参与反应
B.三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液不能导电
C.该电极方程式为:N2+6e-+6CH3CH2OH=2NH3+6CH3CH2O-
D.选择性透过膜只允许N2、NH3和H2O通过,其它离子不可通过
6.将等物质的量的A、B混合于2L的恒容密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g),2min后测得c(D)=0.5ml/L,c(A):c(B)=3:5,以C表示的平均速率v(C)=0.25ml/(L·min),下列说法正确的是
A.2min时,A的物质的量为1.5mlB.2min时,A的转化率为60%
C.反应速率v(B)=0.25ml/(L·min)D.该反应方程式中,x=1
7.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是
A.该反应的ΔH>0
B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1
8.催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
9.在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,内,
10.某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是
A.增大压强,,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时的浓度增大
C.恒容下,充入一定量的,平衡向正反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的,的平衡转化率增大
11.室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
下列说法正确的是
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率
B.实验③中,反应的离子方程式为:
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始越小,的去除效果越好
12.乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为,,在、时,若仅考虑上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性,下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO的选择性增大
C.一定温度下,增大可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入或选用高效催化剂,均能提高平衡时产率
13.标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0],下列说法不正确的是
A.
B.可计算键能为
C.相同条件下,的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:
14.恒容密闭容器中,在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.a为随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入,H2的平衡转化率增大
15.某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应,一段时间后达到平衡。下列说法错误的是
A.升高温度,若增大,则
B.加入一定量Z,达新平衡后减小
C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后增大
D.加入一定量氩气,平衡不移动
16. ,在存在时,该反应的机理为:
ⅰ.(快)
ⅱ.(慢)
下列说法正确的是
A.反应速率主要取决于的质量B.是该反应的催化剂
C.逆反应的活化能大于198kJ/mlD.反应ⅰ是决速步骤
17.反应,分别向的密闭容器中通入和一定量的,在不同温度下的平衡转化率与投料比的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.温度下,A点容器内的压强是反应开始时的0.8倍
C.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,说明反应达到平衡状态
D.温度下,反应开始至B点用时,的平均反应速率为
18.某温度时, 。该温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中,投入和,起始浓度如下:
平衡时,下列推断不正确的是
A.甲中的转化率为50%
B.乙中的转化率等于丙中的转化率
C.丁中各物质的物质的量相等
D.甲、乙、丁中关系为甲<乙<丁
二、非选择题(本题共5小题,共46分。)
19.某硫酸厂中发生的基本反应有,现将和通入体积为的密闭容器中,并置于某较高温度的恒温环境中,达到化学平衡后,测得反应器中有,求:
(1)该温度下反应的平衡常数 。
(2)、的平衡转化率 。
20.氢气既是重要的化工原料,又属于洁净能源,是未来人类重点开发的能源之一,请回答下列问题:
(1)氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔,其总反应式为:。已知部分反应如下:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.;
① ;说明反应Ⅱ在高温下可自发进行的原因为 。
②一定条件下,向的恒容密闭容器中加入足量碳粉和,发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,后容器内总压强不再变化,容器中为,为,为,内的平均反应速率 ,反应Ⅰ的平衡常数 (写出计算式)。
(2)氢气可以用于合成甲醇的反应为,在恒压条件下测得的平衡转化率与温度和投料比关系如图所示:
①已知,则 (填“>”“<”或“=”)0。
②由图可知,同温同压下越大,的平衡转化率越大,原因为 。
③写出一条可同时提高反应速率和平衡转化率的措施: 。
④保证该压强不变,向温度下,的平衡体系中再加入、、,则化学平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
21.已知反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),当反应达到平衡后,改变压强,其反应速率的变化曲线分别如图所示。
回答下列问题:
(1)①表示改变压强的方式是 (填“增大”或“减小”,下同)压强,化学平衡 (填“正向”“逆向”或“不”,下同)移动,m+n (填“>”“<”或“=”,下同)p+q。
(2)②表示改变压强的方式是 压强,化学平衡 移动,m+n p+q。
(3)③表示改变压强的方式是 压强,化学平衡 移动,m+n p+q。
22.已知反应:。某温度时,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0ml 和2.0ml ,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:
(1)0~50s内的平均反应速率 。
(2)250s时,容器中的物质的量是 ,的转化率是 。
(3)为加快该反应速率,可以采取的措施是 。
a.降低温度 b.使用催化剂 c.恒容时充入He气 d.恒压时充入He气
(4)已知:断开1 ml H—H键、1 ml N—H键、1 ml N≡N键分别需要吸收能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ,则生成1ml 过程中 (填“吸收”或“放出”)的能量为 kJ。
23.天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
①ΔH= kJ·ml−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有 、 。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为:r=k×,其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2= r1。
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是 。
A.增加甲烷浓度,r增大 B.增加H2浓度,r增大
C.乙烷的生成速率逐渐增大 D.降低反应温度,k减小
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图所示:
①阴极上的反应式为 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为 。
序号
Na2S2O3溶液体积/mL
H2SO4溶液体积/mL
加入水的体积/mL
混合前各溶液和水的温度/℃
混合后开始出现浑浊的时间
①
2
2
0
20
②
1
2
V1
20
③
1
2
V2
40
④
2
2
0
40
实验序号
水样体积/
纳米铁质量/
水样初始
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
起始浓度
甲
乙
丙
丁
0.10
0.10
0.20
0.20
0.10
0.20
0.10
0.20
t/s
0
50
150
250
350
0
0.24
0.36
0.40
0.40
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·ml−1)
-1560
-1411
-286
参考答案:
1.C
【详解】A.催化剂可改变反应历程,降低反应的活化能,加快反应速率,但是不改变焓变,A错误;
B.DNA存储技术中用于编码的DNA是脱氧核糖核酸,B错误;
C.合金是金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质;螺纹钢属于合金,C正确;
D.燃料电池放电时主要将化学能转化为电能,D错误;
故选C。
2.B
【详解】A.MnO2会催化 H2O2分解,与平衡移动无关,A项错误;
B.NO2转化为N2O4 的反应是放热反应,升温平衡逆向移动, NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B项正确;
C.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C项错误;
D.加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D项错误;
故选B。
3.D
【分析】影响化学反应速率的外部因素有浓度、温度、压强和催化剂等,若研究影响化学反应速率的因素,要控制单一变量,所以本实验要保证只有Na2S2O3溶液浓度不同,而硫酸溶液浓度相同,则实验②中需要加入1mL水,同样,在实验③中也要加入1mL水,以保证溶液总体积相同,即硫酸浓度在4个实验中是相同的,可以研究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响。
【详解】A.①和②温度相同,加入的硫酸体积相同,Na2S2O3溶液体积不同,所以研究的是Na2S2O3浓度对反应速率的影响,故A正确;
B.②和③只有温度不同,其他条件都相同,所以研究的是温度对反应速率的影响,故B正确;
C.由以上分析可知,V1=V2=1,故C正确;
D.实验③的温度虽然比①和②中高,但Na2S2O3溶液的浓度没有实验④大,所以速率最快的是实验④,出现浑浊时间最短的是第④组实验,故D错误;
故选D。
4.D
【详解】A.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,增大反应容器的容积,体系的压强减小,化学平衡正向移动,能提高乙烷平衡转化率,A不符合题意;
B.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,升高反应温度,化学平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,B不符合题意;
C.分离出部分氢气,减少了生成物浓度,平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,C不符合题意;
D.等容下通入惰性气体,体系的总压强增大,物质的浓度不变,因此化学平衡不移动,对乙烷的平衡转化率无影响,D符合题意;
故合理选项是D。
5.C
【详解】A.金(Au)虽然为催化剂,但是会参与反应,在整个过程不断被消耗、然后生成,总量不变,A错误;
B.该装置为电解池,电解液必须导电,即三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液导电,B错误;
C.据图可知,N2得电子后,和乙醇反应生成氨气和CH3CH2O-,根据电子守恒和元素守恒可得电极反应为N2+6e-+6CH3CH2OH=2NH3+6CH3CH2O-,C正确;
D.据图可知,水分子不能透过选择性透过膜,D错误;
综上所述答案为C。
6.A
【分析】由v(C)=0.25ml/(L·min)知,2min内C的浓度变化量Δc(C)= 0.25ml/(L·min) ×2min=0.5ml/L,设A、B初始浓度为a ml/L,结合题中数据,可列出“三段式”:
则2min时,c(A):c(B)=(a-0.75):(a-0.25)= 3:5,解得a=1.5
【详解】A.2min时,A的浓度为1.5-0.75=0.75 ml/L,物质的量为1.5ml,A正确;
B.2min时,A的转化率为= 50%,B错误;
C.v(B)= =0.125ml/(L·min),C错误;
D.由于Δc(C)= Δc(D),x=2,D错误;
故选A。
7.D
【详解】A.由图像可知,T1
B.由图像可知,T1
C.T2时由D→B点需降低c平(NO),即平衡向右移动,所以D点对应体系中,v(正)>v(逆),C错误;
D.由于反应物C为固体,故容积不变时,反应后气体质量增大,混合气体的密度增大,当密度不再变化时,可以判断反应达到平衡状态,D正确。
故选D。
8.C
【详解】A.由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A正确;
B.由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;
C.由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;
D.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确;
故选C。
9.D
【详解】A.由图可知,无催化剂时,随反应进行,生成物浓度也在增加,说明反应也在进行,故A错误;
B.由图可知,催化剂I比催化剂Ⅱ催化效果好,说明催化剂I使反应活化能更低,反应更快,故B错误;
C.由图可知,使用催化剂Ⅱ时,在0~2min 内Y的浓度变化了2.0ml/L,而a曲线表示的X的浓度变化了2.0ml/L,二者变化量之比不等于化学计量数之比,所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X浓度随时间t的变化,故C错误;
D.使用催化剂I时,在0~2min 内,Y的浓度变化了4.0ml/L,则(Y) ===2.0,(X) =(Y) =2.0=1.0,故D正确;
答案选D。
10.C
【详解】A.该反应是一个气体分子数减少的反应,增大压强可以加快化学反应速率,正反应速率增大的幅度大于逆反应的,故v正> v逆,平衡向正反应方向移动,但是因为温度不变,故平衡常数不变,A不正确;
B.催化剂不影响化学平衡状态,因此,加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度,B不正确;
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),H2O(g)的浓度增大,平衡向正反应方向移动,C正确;
D.恒容下,充入一定量的CH2=CH2 (g),平衡向正反应方向移动,但是CH2=CH2 (g)的平衡转化率减小,D不正确;
综上所述,本题选C。
11.C
【详解】A. 实验①中,0~2小时内平均反应速率,A不正确;
B. 实验③中水样初始=8,溶液显弱碱性,发生反应的离子方程式中不能用配电荷守恒,B不正确;
C. 综合分析实验①和②可知,在相同时间内,实验①中浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;
D. 综合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始,的去除效果越好,但是当初始太小时,浓度太大,纳米铁与反应速率加快,会导致与反应的纳米铁减少,因此,当初始越小时的去除效果不一定越好,D不正确;
综上所述,本题选C。
12.B
【分析】根据已知反应①,反应②,且反应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更大一些,根据选择性的含义,升温时CO选择性增大,同时CO2的选择性减小,所以图中③代表CO的选择性,①代表CO2的选择性,②代表H2的产率,以此解题。
【详解】A.由分析可知②代表H2的产率,故A错误;
B.由分析可知升高温度,平衡时CO的选择性增大,故B正确;
C.一定温度下,增大,可以认为开始时水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平衡转化率降低,故C错误;
D.加入CaO同时吸收CO2和水蒸气,无法判断平衡如何移动,无法判断如何影响平衡时产率,故D错误;
故选B。
13.C
【分析】对比两个历程可知,历程Ⅱ中增加了催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应速率。
【详解】A.催化剂能降低活化能,但是不能改变反应的焓变,因此,A正确;
B.已知的相对能量为0,对比两个历程可知,的相对能量为,则键能为,B正确;
C.催化剂不能改变反应的平衡转化率,因此相同条件下,的平衡转化率:历程Ⅱ=历程Ⅰ,C错误;
D.活化能越低,反应速率越快,由图像可知,历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低,所以速率最快的一步反应的热化学方程式为:,D正确;
故答案为:C。
14.C
【详解】A.从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0,故A错误;
B.从图示可以看出,在恒容密闭容器中,随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少,则平衡随着温度升高正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化,故B错误;
C.容器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,故C正确;
D.BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的转化率不变,故D错误;
故选C。
15.C
【详解】A.根据勒夏特列原理可知,升高温度,化学平衡向着吸热反应方向移动,而增大,说明平衡正向移动,故则,A正确;
B.加入一定量Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,故达新平衡后减小,B正确;
C.加入等物质的量的Y和Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,由于X、Y均为固体,故K=c(Z),达新平衡后不变,C错误;
D.加入一定量氩气,加入瞬间,X、Z的浓度保持不变,故正、逆反应速率不变,故平衡不移动,D正确;
故答案为:C。
16.C
【详解】A.由反应机理可知,V2O5是该反应的催化剂,反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系,但V2O5的质量不是决定性因素,故A错误;
B.根据A选项分析,V2O5是该反应的催化剂,VO2是该反应中间产物,故B错误;
C.正反应的活化能-逆反应的活化能,所以逆反应的活化能大于198kJ/ml,故C正确;
D.慢反应是决速步骤,即反应ⅱ为决速步骤,故D错误;
答案为C。
17.D
【详解】A.正反应是放热反应,其他条件不变,温度升高平衡逆向移动,的平衡转化率降低,结合图可知,故A正确;
B.根据,同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,由图示可知
A点容器内和按等物质的量通入,平衡时的转化率为80%,利用列三段式或差量法可知平衡时压强是反应前的0.8倍,故B正确;
C.反应物和生成物均为气体且反应前后气体的物质的量不等,故随着反应的发生气体的平均相对分子质量会发生改变,当容器内气体的平均相对分子质量不变时,可以作为判断该反应达到平衡状态的标志,故C正确;
D.由图示可知B点容器内和按等物质的量通入,B点的转化率为60%,
反应用时,,则的平均反应速率为,故D错误。
故选D。
18.D
【详解】A.设甲容器中平衡时反应掉的二氧化碳的浓度为xml/L,根据K= =1,得x=0.05,所以CO 2的转化率为50%,H2的转化率也是50%,故A正确;
B.设乙容器中平衡时反应掉的二氧化碳的浓度为xml/L,则K= =1;设丙容器中平衡时反应掉的氢气的浓度为yml/L,则K= =1,所以x=y,乙中的转化率等于丙中的转化率,故B正确;
C.该反应是气体体积前后不变的反应,压强对平衡没有影响,丙的起始浓度为甲的2倍,成比例,所以甲和丙为等效平衡,由A的分析可知,平衡时甲容器中c(CO2 )是0.05ml/L,而甲和丙为等效平衡,但丙的起始浓度为甲的两倍,所以平衡时,丙中c(CO2)是0.1ml/L,则丁中各物质的物质的量均为0.1ml/L,故C正确;
D.由C可知,甲中c(H2)=0.05ml/L,丁中c(H2)=0.1ml/L,乙容器相当于在甲的基础上再充入CO2,平衡正向移动,c(H2)减小,甲、乙、丁中关系为乙<甲<丁,故D错误;
故选D。
19. ,
【分析】建立三段式进行计算平衡常数和转化率。
【详解】(1)则;故答案为:。
(2),;故答案为:;。
20.(1) 反应Ⅱ的,反应在高温下可自发进行
(2) < 一定条件下,增大其中一种反应物的浓度,平衡正向移动,另一种反应物的平衡转化率会提高 加压 不
【详解】(1)①由盖斯定律可知,;反应Ⅱ为气体分子数目增多的吸热反应,该反应的,故反应在高温下可自发进行。
②当容器内总压强不再变化时可知反应达到平衡,反应前气体只有,反应后气体有、、、,根据氢元素守恒可知与消耗的物质的量均为,消耗的物质的量为,则内的平均反应速率,反应Ⅰ的平衡常数。
(2)①已知,由图可知温度越高的平衡转化率越低,所以反应为放热反应,。
②由图可知,同温同压下越大,的平衡转化率越大,原因为一定条件下,增大其中一种反应物的浓度,平衡正向移动,另一种反应物的平衡转化率会提高。
③可同时提高反应速率和平衡转化率的措施为加压。
④保证该压强不变,向温度下,的平衡体系中再加入、、,压强、温度、平衡比例均未发生变化,相当于等效平衡,则化学平衡不移动。
21.(1) 增大 逆向 <
(2) 减小 正向 <
(3) 减小 不 =
【详解】(1)图像①改变压强后,v′正、v′逆都增大,故改变压强的方式是增大压强;v′正小于v′逆,平衡向逆反应方向移动;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,故逆反应方向是气体体积减小的方向,即m+n
(2)图像②改变压强后,v′正、v′逆都减小,故改变压强的方式是减小压强;v′正大于v′逆,平衡向正反应方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,故正反应方向是气体体积增大的方向,即m+n
(3))图像③改变压强后,v′正、v′逆都减小,故改变压强的方式是减小压强;v′正、v′逆同等倍数地减小,化学平衡不移动,反应前后气体体积相等,即m+n=p+q。
22.(1)
(2) 10%
(3)b
(4) 放出 46
【详解】(1)由表可知0~50s内的平均反应速率,由速率之比等于系数比,则;
(2)0~250s内∆n(NH3)=0.4ml,则氮气消耗了∆n(N2)=∆n(NH3)=0.2ml,此时容器中的物质的量是2-0.2=,的转化率是;
(3)a.降低温度反应速率减慢,故a不选;
b.使用催化剂可加快反应速率,故b选;
c.恒容时充入He气,反应物浓度不变,则反应速率不变,故c不选;
d.恒压时充入He气会造成体积变大,反应物浓度变小,则速率减小,故d不选;故选:b;
(4)根据反应可知反应物断裂化学键需要吸收的总能量为946+3×436=2254kJ,生成物形成新的化学键释放的总能量为2×3×391=2346kJ,因此生成2ml时放出92kJ能量,则生成1ml 过程中放出能量为46kJ。
23. 137 升高温度 减小压强(增大体积) 1-α AD CO2+2e−=CO+O2− 6∶5
【分析】(1) ①先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式,然后根据盖斯定律进行计算,得到目标反应的∆H;
②反应C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)为气体体积增大的吸热反应,升高温度、减小压强平衡等都向正反应方向移动;
③根据已知乙烷的转化率,设起始时加入的乙烷和氢气各为1ml,列出三段式,求出平衡时各物质的分压,带入平衡常数的计算公式进行计算;
(2) ①根据r=k×,若r1=kc,甲烷转化率为甲烷的浓度为c(1-),则r2= kc(1-);
②根据反应初期的速率方程为:r=k×,其中k为反应速率常数,据此分析速率变化的影响因素;
(3) ①由图可知,CO2在阴极得电子发生还原反应,电解质传到O2-,据此写出电极反应;
②令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体体积比等于物质的量之比,再根据得失电子守恒,得到发生的总反应,进而计算出为消耗CH4和CO2的体积比。
【详解】(1)①由表中燃烧热数值可知:
①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g) +3H2O(l) ∆H1= -1560kJ∙ml-1;②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l) ∆H2= -1411kJ∙ml-1;③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H3= -286kJ∙ml-1;根据盖斯定律可知,①-②-③得C2H6(g) =C2H4(g) + H2(g),则∆H= ∆H1-∆H2-∆H3=( -1560kJ∙ml-1)-( -1411kJ∙ml-1)- ( -286kJ∙ml-1)=137kJ∙ml-1,故答案为137;
②反应C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)为气体体积增大的吸热反应,升高温度、减小压强平衡都向正反应方向移动,故提高该反应平衡转化率的方法有升高温度、减小压强(增大体积);
③设起始时加入的乙烷和氢气各为1ml,列出三段式,
C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)
起始(ml) 1 0 1
转化(ml) α α
平衡(ml) 1- 1+
平衡时,C2H6、C2H4和H2平衡分压分别为p、p和p,则反应的平衡常数为Kp=;
(2) ①根据r=k×,若r1= kc,甲烷转化率为甲烷的浓度为c(1-),则r2= kc(1-),所以r2=(1-)r1;
②A.增大反应物浓度反应速率增大,故A说法正确;
B.由速率方程可知,初期阶段的反应速率与氢气浓度无关,故B说法错误;
C.反应物甲烷的浓度逐渐减小,结合速率方程可知,乙烷的生成速率逐渐减小,故C说法错误;
D.化学反应速率与温度有关,温度降低,反应速率常数减小,故D正确。
答案选AD。
(3) ①由图可知,CO2在阴极得电子发生还原反应,电极反应为CO2+2e-=CO+O2-;
②令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体体积比等于物质的量之比,再根据得失电子守恒,得到发生的总反应为:6CH4+5CO2=2C2H4+ C2H6+5H2O+5CO,即消耗CH4和CO2的体积比为6:5。故答案为:6:5。
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