题型11:化学反应速率与平衡-2021届浙江省选考化学培优“题对题”提分狂练
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题型11:化学反应速率与平衡
1.煤的液化可获得乙醇:2CO(g)+4H2(g)C2H5OH(l)+H2O(l) ΔH= -1709.2 kJ·mol-1。下列说法正确的是( )
A.反应物的总能量小于生成物的总能量
B.升高温度可增大活化分子的数目及有效碰撞频率,因而温度越高越利于获得乙醇
C.使用合适的催化剂、增大压强均有利于提高原料的平衡转化率
D.在绝热密闭容器中进行时,容器中温度不再改变则说明已达平衡状态
【答案】D
【解析】A项,该反应是放热反应,说明反应物的总能量大于生成物的总能量,A错误;B项,升高温度可使更多的普通分子变为活化分子,活化分子的数目增大,有效碰撞频率次数增多,因而反应速率加快;但升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,所以温度越高越不利于获得乙醇,B错误;C项,使用合适的催化剂能够加快反应速率,但对化学平衡移动无影响,因此不能提高原料的平衡转化率,C错误;D项,该反应是放热反应,在绝热密闭容器中进行反应,当容器中温度不再改变时,说明已达平衡状态,D正确;故选D。
2.在一密闭容器中,反应 aA(气)bB(气)达平衡后,保持温度不变,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,A的浓度是原来的1.5倍,则下列说法不正确的是( )
A.平衡向正反应方向移动 B.物质A的转化率变小
C.物质B的质量分数增加了 D.a>b
【答案】B
【解析】保持温度不变,将容器体积缩小一半,假设平衡不移动,A和B的浓度应均是原来的2倍,但当达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.5倍,说明增大压强平衡正向移动,则说明a>b。A项,由上述分析可知,平衡正反应方向移动,A正确;B项,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,B错误;C项,平衡向正反应方向移动,B的质量增大,混合气体的总质量不变,故B的质量分数增大,C正确;D项,增大压强平衡向正反应方向移动,则说明a>b,D正确;故选B。
3.一定条件下可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列描述错误的是( )
A.若反应物投料n(N2)/n(H2)=1:1,达到平衡时转化率a:a(N2)/a(H2)=1:3
B.若反应物投料n(N2)/n(H2)=1:3,达到平衡时转化率a:a(N2)/a(H2)=1:1
C.达到平衡后,再增加n(N2),达到新平衡时转化率a,a(N2)减小,a(H2)增大
D.合成氨反应混合反应体系中,若要实现(NH3)%最大,则投料比n(N2)/n(H2)>1:3
【答案】D
【解析】A项,若反应物投料n(N2)/n(H2)=1:1,设参与反应N2的物质的量为xmol,则有:
平衡时转化率a:,故A正确;B项,若反应物投料n(N2)/n(H2)=1:3,设参与反应N2的物质的量为xmol,则有:
平衡时转化率a:,故B正确;C项,达到平衡后,再增加n(N2),平衡正移,转化率a(H2)增大,a(N2)增大,故C正确;D项,合成氨反应混合反应体系中,若要实现(NH3)%最大,则投料比n(N2)/n(H2)=1:3,故D错误。故选D。
4.臭氧(O3)是一种很好的消毒剂,可溶于水且在水中易分解产生游离氧原子[O],[O]具有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下:反应①O3O2+[O] ΔH>0平衡常数为K1;反应②O3+[O] 2O2 ΔH<0 平衡常数为K2;总反应为2O33O2 ΔH<0 平衡常数为K;下列叙述正确的是( )
A.适当升高温度,可提高消毒效率 B.K=K1+K2
C.使用合适催化剂,可使O3完全转化为O2 D.压强增大,K2减小
【答案】A
【解析】A项,适当升高温度,反应①平衡正向移动,反应②平衡逆向移动,都有利于增大[O]浓度,从而提高消毒效率,A正确;B项,K===K1∙K2,B不正确;C项,使用催化剂,加快反应速率,平衡不移动,不能改变反应物的转化率,所以不可使O3完全转化为O2,C不正确;D项,温度不变时,增大压强,不能改变反应的平衡常数,K2不变,D不正确;故选A。
5.室温下,向3 mL0.1 mol/L稀盐酸中加入1 mL0.1mol/L氯化钴溶液发生反应:
平衡时溶液呈浅紫色。下列说法不正确的是( )
A.加热,溶液会逐渐变成蓝色
B.向溶液中加AgNO3,如果生成白色沉淀.说明该反应存在限度
C.加入少量水,平衡会逆向移动
D.加入NaCl固体,平衡右移,但平衡常数不变
【答案】B
【解析】A项,正反应为吸热反应,加热,平衡正向移动,溶液变蓝色,故A正确,不符合题意;B项,盐酸过量,所以向溶液中加入硝酸银,会生成氯化银白色沉淀,不能说明反应存在限度,故B错误,符合题意;C项,加入水稀释,平衡逆向移动,故C正确,不符合题意;D项,加入氯化钠,氯离子浓度增大,平衡向右移动,但平衡常数只受温度影响,不平衡常数不变,故D正确,不符合题意。故选B。
6.5 mL 0.1mol·L−1KI溶液与10 mL 0.1 mol·L−1FeCl3溶液发生反应:2Fe3+(aq)+2I−(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq),达到平衡。下别说法不正确的是( )
A.加入一定量铁粉,平衡逆向移动
B.向该水溶液中加入CCl4,振荡,平衡正向移动
C.经过CCl4多次萃取分离后,向水溶液中滴加KSCN溶液,若溶液出现血红色,证明该化学反应存在限度
D.该反应的平衡常数
【答案】C
【解析】A项,加入铁粉,铁与Fe3+反应使Fe3+浓度降低,平衡2Fe3+(aq)+2I−(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq)逆向移动,A正确;B项,向该水溶液中加入CCl4,振荡,碘单质在CCl4中的溶解度大,碘单质被萃取到CCl4层,使溶液中碘单质的浓度降低,使平衡正向移动,B正确;C项,根据反应2Fe3+(aq)+2I−(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq)可知,Fe3+过量,经过CCl4多次萃取分离后,溶液中还一定存在Fe3+,向水溶液中滴加KSCN溶液,若溶液出现血红色,不能证明该化学反应存在限度,选项C不正确;D项,化学平衡常数等于生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积,则平衡常数,选项D正确;故选C。
7.一定条件下:2A(g) + B(s)C(g) ΔH<0。在测定C(g)的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最大的是( )
A.温度130℃、压强50 kPa
B.温度0℃、压强50 kPa
C.温度130℃、压强150 kPa
D.温度0℃、压强150 kPa
【答案】A
【解析】测定C(g)的相对分子质量,要使测定结果误差最大,应该使混合气体中C(g)的含量越少越好,为了实现该目的,应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应,可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动,则选项中,温度高的为130℃,压强低的为50kPa。故选A。
8.已知反应式:mX(g)+nY(?)pQ (g)+2mZ(g),达到平衡时c( X) =0.3 mol• L-1。其他条件不变,将容器体积缩小到原来的,重新平衡后c(X) =0.5 mol• L-1。下列说法正确的是( )
A.平衡逆方向移动 B.Y 可能是固体
C.系数n>m D.Z 的体积分数减小
【答案】C
【解析】平衡时c( X) =0.3 mol• L-1,将容器体积缩小到原来的的瞬间,X的浓度变为原来的2倍,即为0.6mol• L-1,重新平衡后c(X) =0.5 mol• L-1,说明平衡在增大压强时向正向移动了。A项,从以上分析可知,平衡正方向移动,故A错误;B项,增大压强,平衡向正向移动,说明反应物的系数之和大于生成物的系数之和,若Y 是固体,反应物的系数之和小于生成物的系数之和,所以Y是气体,故B错误;C项,根据B的分析,系数m+n>p+2m,即n>p+m,所以n>m,故C正确;D项,平衡正向移动,所以Z 的体积分数增大,故D错误;故选C。
9.向恒温恒容密闭容器中充入1 mol X 和1 mol Y,发生反应 X(g)+2Y(g) Z(g)+W(s),下列选项不能说明反应已达平衡状态的是( )
A.v正(X)=2v逆(Y) B.气体平均密度不再发生变化
C.容器内压强不再变化 D.X的浓度不再发生变化
【答案】A
【解析】A项,在任何时刻都存在:2v正(X)=v正(Y),若v正(X)=2v逆(Y),则v正(Y)= 2v正(X)=4 v逆(Y),说明反应正向进行,未达到平衡状态,A符合题意;B项,反应混合物中W是固体,若未达到平衡状态,则气体的质量、物质的量都会发生变化,气体的密度也会发生变化,所以当气体平均密度不再发生变化时,说明反应处于平衡状态,B不符合题意;C项,反应在恒容密闭容器中进行,反应前后气体的物质的量发生变化,所以若容器内压强不再变化,则反应处于平衡状态,C不符合题意;D项,反应在恒温恒容的密闭容器中进行,若反应未达到平衡状态,则任何气体物质的浓度就会发生变化,所以若X的浓度不再发生变化,说明反应处于平衡状态,D不符合题意;故选A。
10.电镀废液中 Cr2O7 2-可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4 (s)+2H+(aq) ΔH<0,达到平衡。说法正确的是( )
A.升高温度,反应速率加快,平衡正向移动
B.增大溶液的pH,Cr2O72-的转化率减小
C.加入 Pb(NO3)2 固体,平衡逆向移动
D.该反应的平衡常数
【答案】D
【解析】A项,ΔH<0,反应为放热反应,升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,A说法错误;B项,增大溶液的pH,c(H+)减小,平衡正向移动,Cr2O72-的转化率增大,B说法错误;C项,加入Pb(NO3)2固体,Pb(NO3)2溶解,溶液中c(Pb2+)增大,平衡正向移动,C说法错误;D项,根据反应的离子方程式,该反应的平衡常数,D说法正确;故选D。
11.下列有关说法正确的是( )
A.镀锌铁皮制品,锌镀层可减缓制品的腐蚀
B.向纯水中加酸或加碱均能使水的电离平衡逆向移动,水的离子积减小
C.已知 2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,在测定 NO2 的相对分子质量时,高温高压下的测定结果误差最小
D.精炼粗镍:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),该反应能自发进行的原因是 ΔH>0
【答案】A
【解析】A项,镀锌铁皮制品,锌比铁活泼,在发生电化学腐蚀时,锌失去电子作负极,铁作正极,锌镀层可减缓制品的腐蚀,故A正确;B项,向纯水中加酸或加碱均能抑制水的电离,使水的电离平衡逆向移动,水的离子积只与温度有关,题中未说明加入酸碱后溶液温度的情况,若在温度不变的条件下,水的离子积不变;若加入的酸碱溶于水时放热,温度升高,则水的离子积增大,故B错误;C项,由于存在平衡2NO2(g) N2O4(g),N2O4的存在会影响二氧化氮的相对分子质量测定,故应采取措施使平衡向左移动,减小N2O4的含量,该反应正反应是体积减小的放热反应,减小压强平衡向逆反应移动,升高温度平衡向逆反应移动,故应采取高温低压,故C错误;D项,精炼粗镍过程中,Ni(CO)4(g)加热分解制得高纯镍,即反应Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)平衡逆向移动,升高温度,平衡逆向移动,有利于高纯镍的生成,则该反应为放热反应,ΔH<0,故D错误;故选A。
12.人体内的血红蛋白(Hb)可与O2结合,Hb 也可以与CO结合,涉及原理如下:
①Hb(aq)+O2(g)HbO2(aq) ΔH1<0
②Hb(aq)+CO(g)HbCO(aq) ΔH2<0
③HbO2(aq) +CO(g)HbCO(aq)+ O2(g) ΔH3<0
下列说法不正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.反应①与反应②在较低温度能自发进行
C.从平原初到高原,人体血液中c(HbO2)将降低造成缺氧
D.把CO中毒的人转到高压氧仓中治疗,反应①平衡正移,c(HbO2)增大, 反应③平衡正移
【答案】D
【解析】A项,根据盖斯定律,反应③可由反应②减反应①所得,ΔH3=ΔH2-ΔH1<0,则ΔH2<ΔH1,A正确;B项,反应①与反应②均是熵减反应,由ΔH-TΔS<0反应可自发进行可知,反应①与反应②在较低温度能自发进行,B正确;C项,从平原初到高原,氧气含量减少,反应③正向移动,则人体血液中c(HbO2)降低,C正确;D项,CO中毒的人体血液中c(HbCO)增大,转到高压氧仓中,反应③平衡逆向移动,D错误;故选D。
13.25℃,向40 mL 0.05 mol•L-1的FeCl3溶液中加入10 mL 0.15 mol•L-1的KSCN溶液,发生反应:FeCl3 + 3KSCNFe(SCN)3+ 3KCl,混合溶液中c(Fe3+)与反应时间(t)的变化如图所示。(盐类的水解影响、混合时溶液的体积变化均忽略不计)下列说法正确的是( )
A.t4时向溶液中加入少量KCl固体,平衡不移动
B.E点对应的坐标为(0,0.05)
C.该反应的平衡常数表达式为
D.在该反应过程中,A点的正反应速率小于B点的逆反应速率
【答案】A
【解析】A项,t4时向溶液中加入少量KCl固体,Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3的浓度都不发生改变,所以平衡不移动,A正确;B项,E点时,c(Fe3+)==0.04mol/L,所以对应的坐标为(0,0.04),B不正确;C项,该反应中,KCl没有参加反应,所以平衡常数表达式为,C不正确;D项,在该反应过程中,由于在D点时才达平衡,在此点之前,正反应速率都大于逆反应速率,所以A点的正反应速率大于B点的逆反应速率,D不正确;故选A。
14.高铁酸钾 (K2FeO4)是一种优良的水处理剂,将其溶于水中缓慢发生发应 4FeO42-+10H2O4Fe (OH)3+8OH -+3O2↑。在 pH=4.7 的溶液中,配成 c (K2FeO4)=1.0×10-3mol·L-1 试样,分别置于 20-60℃的恒 温水浴中,测定 K2FeO4 总量的变化如图,纵坐标为试样的浓度, 则下列说法不正确的是( )
A.试样溶液的酸性越强,K2FeO4 越不稳定
B.40℃时,在 0~120 min 内,K2FeO4 的分解速率为3.75×10-3 mol·Lˉ1·minˉ1
C.由图可知,反应体系温度越高,分解速率越快
D.当分解足够长时间后,四份试样的分解率相等
【答案】D
【解析】A项,根据反应4FeO42-+10H2O⇌4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑,溶液的酸性越强,反应进行的程度越大,K2FeO4越不稳定,故A正确;B项,40℃时,在0~120min内,K2FeO4的分解速率为mol•L-1•min-1 = 3.75×10-3mol•L-1•min-1,故B正确;C项,由图中数据可知,温度越高,相同时间内FeO42-浓度变化越快,分解速率越快,故C正确;D项,当分解足够长时间后,开始浓度相等,但是最后浓度不等,所以四份试样的分解率不会相等,故D错误;故选D。
15.一定压强下,向10 L密闭容器中充入1 mol S2Cl2和1 mol Cl2,发生反应S2Cl2(g)+Cl2(g) 2SCl2(g)。Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示,以下说法中不正确的是( )
A.正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.达到平衡后再加热,平衡向逆反应方向移动
C.A、B、C、D四点对应状态下,达到平衡状态的为B、D
D.一定温度下,在恒容密闭容器中,达到平衡后缩小容器体积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率不变
【答案】A
【解析】根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g)2SCl2 (g)可知,用氯气的消耗速率表示正反应速率和用SCl2的消耗速率表示逆反应速率,二者之比为1:2时转化为用同一种物质表示的正逆反应速率相等,达到平衡状态,由图像可知B、D点时的正逆反应速率之比为1:2,达到平衡状态;B、D点为平衡点,由图中数据可知,B、D点的状态对应的温度为250℃,300℃时,SCl2的消耗速率大于氯气的消耗速率的2倍,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH2<0。A项,正反应的活化能是发生反应所需要的能量,逆反应的活化能是反应中又释放出的能量,正反应的活化能减去逆反应的活化能就等于总反应的吸热放热量,由分析可知ΔH<0,正反应为放热反应,所以正反应的活化能小于逆反应的活化能,故A错误;B项,由分析可知ΔH<0,正反应为放热反应,加热后平衡向逆反应方向移动,故B正确;C项,根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g)2SCl2 (g)可知,用氯气的消耗速率表示正反应速率和用SCl2的消耗速率表示逆反应速率,二者之比为1:2时转化为用同一种物质表示的正逆反应速率相等,达到平衡状态,由图像可知B、D点时的正逆反应速率之比为1:2,达到平衡状态;B、D点为平衡点,故C正确;D项,根据反应S2Cl2 (g) +Cl2 (g)2SCl2 (g)反应物和产物都是气体,且反应物和产物的系数相等,所以改变压强不改变平衡移动,缩小容器体积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率不变,故D正确;故选A。
16.已知HF分子在一定条件下会发生二聚反应:2HF(g)⇌(HF)2(g)。经实验测得,不同压强下,体系的平均相对分子质量(M=)随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0 B.气体的压强:p(a)>p(b)=p(c)
C.平衡常数:K(a)=K(b)<K(c) D.测定HF的相对分子质量要在低压、高温条件下
【答案】D
【解析】A项,温度升高平均摩尔质量减小,气体质量守恒,物质的量增大,说明平衡逆反应方向进行,升温平衡向吸热反应方向进行,正反应是放热反应,△H<0,故A错误;B项,b、c点是压强相同条件下的化学平衡,依据图象分析可知温度不变时,增大压强,气体物质的量减小,气体摩尔质量越大,p1>p2,气体的压强:p(a)<p(b)=p(c),故B错误;C项,平衡常数随温度变化不随压强变化,a、b、c点的温度不同,正反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,平衡常数:K(a)>K(c)>K(b),故C错误。
17.在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不正确的是
A.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度能提高NO转化率
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH>0
D.380℃下,c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
【答案】C
【解析 】A项,Y点所示条件下达到平衡状态,增大氧气浓度平衡正向移动,NO转化率提高,A正确;B项,X点没有达到平衡状态,平衡正向进行,延长时间导致消耗的NO量增多,导致NO转化率提高,B正确;C项,升高温度NO平衡转化率降低,说明升高温度,化学平衡逆向移动,根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热方向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应为放热反应,所以△H<0,C错误;D项,380℃下c起始(O2)=5.0×10-4mol/L,反应正向移动,则c平衡(O2)<5.0×10-4mol/L,NO平衡转化率为50%,则平衡时c(NO)=c(NO2),化学平衡常数K==2000,D正确。
18.1,3-丁二烯与 HBr 发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子( ); 第二步Br-进攻碳正离子完成1,2-加成或1, 4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃ 时,1,2-加成产物与1, 4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。
下列说法正确的是( )
A.1,2-加成产物比1,4-加成产物稳定
B.与0℃相比,40 ℃时1, 3-丁二烯的转化率增大
C.从0 ℃升至40 ℃,1,4-加成正反应速率增大,1, 2-加成正反应速率减小
D.从0 ℃升至40°C,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
【答案】D
【解析】A项,根据能量图可知,1,2-加成产物比1,4-加成产物能量高,则1,4-加成产物更稳定,故A错误;B项,根据反应进程和能量关系图可知,此反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,转化率减小,故B错误;C项,温度升高,各反应的正、逆反应速率均增大,故C错误;D项,温度升高,反应的正、逆反应速率都增大,根据题干信息可以看出,1,2-加成产物的产量减小,所以1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率增大程度,故D正确;故选D。
19.如图所示为接触法制硫酸的设备和工艺流程,其中关键步骤是SO2的催化氧化:2SO2+O22SO3 △H<0。下列说法正确的是
A.反应后气体分子数减少,增大反应容器内压强一定有利于提高生产效益
B.反应放热,为提高SO2转化率,应尽可能在较低温度下反应
C.工业生产要求高效,为加快反应速率,应使用催化剂并尽可能提高体系温度
D.沸腾炉流出的气体必须经过净化,并补充适量空气,再进入接触室
【答案】D
【解析】A项,反应后气体分子数减少,增大反应容器内压强,有利于平衡正向移动,但由于增大压强对设备要求和动力要求很高,成本太高,效率不佳,故A错误;B项,反应放热,为提高SO2转化率,应尽可能在较低温度下反应,但反应速率太慢,经济效率低,故B错误;C项,工业生产要求高效,为加快反应速率,应使用催化剂,还需要考虑催化剂的最佳活性温度,不一定温度越高反应速率越大,故C错误;D项,沸腾炉流出的气体含有许多粉尘和有害气体,会导致催化剂中毒,因此必须经过净化,第一阶段反应,氧气含量下降明显,因此净化后要补充适量空气,再进入接触室,故D正确。故选D。
20.在一恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。30 min改变某个影响因素,测得各物质浓度随时间变化如表所示:
下列说法正确的是( )
A.增加活性炭的质量,则10 min时c(NO)<0.58 mol/L
B.0~10 min平均反应速率为v(N2)=0.042 mol/(L·min)
C.30 min时加入了等物质的量的N2和CO2
D.20~30 min,混合气体中NO的质量分数保持不变
【答案】D
【解析】由表中数据,结合C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)中各成分改变值之间的相互关系,可得下表数据;
时间/min
0
10
20
30
40
50
c(NO)/ mol/L
1.0
0.58
0.40
0.40
0.44
c(N2)/ mol/L
0
0.21
0.30
0.30
0.28
c(CO2)/ mol/L
0
0.21
0.30
0.30
0.28
A项,活性炭是固体,增加活性炭的质量,对反应速率和化学平衡均无影响,则10 min时c(NO)=0.58 mol/L,A错误;B项,0~10 min平均反应速率为v(N2)=v(NO)= =0.021 mol/(L·min),B错误;C项,由40min时NO和N2的物质的量知,氮原子的物质的量始终是1.0mol,说明30 min时并没有补充含氮物质,故C错误;D项,结合分析知,20~30 min,处于化学平衡状态,故混合气体中NO的质量分数保持不变,D正确;故选D。
21.一定温度下,在 5 L 的恒容密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。反应过程中的部分数据如下表所示:
n/mol
t/min
N(N2)
N(H2)
N(NH3)
0
a
24
0
5
13
6
10
12
15
8
下列说法正确的是( )
A.N2 的初始浓度为16 mol·L−1
B.0~5 min 用H2表示的平均反应速率为0.24 mol·L−1·min−1
C.平衡状态时,c(N2)=2.6 mol·L−1
D.N2 的平衡转化率为 25%
【答案】D
【解析】将表中数据补充完整:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),反应在10min时达到平衡:
n/mol
t/min
N(N2)
N(H2)
N(NH3)
0
16
24
0
5
13
15
6
10
12
12
8
15
12
12
8
A项,N2的初始浓度为 mol·L−1,故A错误;B项,0~5 min 用H2表示的平均反应速率为= 0.36 mol·L−1·min−1,故B错误;C项,平衡状态时,c(N2)==2.4 mol·L−1,故C错误;D项,N2 的平衡转化率为=25%,故D正确。
22. TK时,向2.0L恒容密闭容器中充入0.10molCOCl2,发生反应COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),经过一段时间后反应达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
t/min
0
2
4
6
8
n(Cl2)/mol
0
0.030
0.039
0.040
0.040
下列说法正确的是( )
A.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.038mol•L-1,则反应的ΔH<0
B.前2min内的平均反应速率v(CO)=0.015mol•L-1•min-1
C.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.12molCOCl2、0.06molCl2和0.06molCO,反应达到平衡前的速率:v正<v逆
D.若反应过程中容器内气体的密度保持不变,即可判断该反应已达到化学平衡状态
【答案】C
【解析】A项,由表中数据可知,6min达到平衡,生成氯气为0.04mol,其浓度为0.04mol÷2L=0.02mol/L,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.038mol•L-1,可知升高温度平衡正向移动,即正反应为吸热热反应,反应的△H>0,故A错误;B项, 前2min生成氯气为0.030mol,由反应可知生成CO为0.0,30mol,前2min的平均速率v(CO)= ,故B错误;C项,由表中数据可知K= =0.013,起始时向容器中充入0.12molCOCl2、0.06molCl2和0.06molCO,Qc= =0.015>K=0.013,平衡逆向移动,可知达到平衡前的速率:v正
n/mol
t/min
n(SO2)
n(O2)
n(SO3)
0
0.100
0.060
0
4
0.056
8
0.016
10
0.088
A.该反应的平衡常数K=
B.工业上应选择高温高压条件进行生产
C.平衡状态时,c(SO2)=0.006mol·L-1
D.0~4min用O2表示的平均反应速率为5.5×10-3mol·L-1·min-1
【答案】C
【解析】A项,反应的平衡常数为生成物的幂指数积与反应物的幂指数积的比值,则二氧化硫催化氧化反应的平衡常数为,故A错误;B项,二氧化硫催化氧化反应是一个气体体积减小的放热反应,高温条件下,平衡向逆反应方向移动,不利于三氧化硫的生成,工业上选择适宜的温度和高压条件进行生产,故B错误;C项,由表格数据可知,8min时,O2的物质的量变化量为(0.060—0.016)mol=0.044mol,由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知,SO3的物质的量为0.088mol,8min时SO3的物质的量和10min时SO3的物质的量相等,说明反应已达到平衡,则衡状态时,c(SO2)= =0.006mol·L-1,故C正确;D项, 0~4min时,SO2的物质的量变化量为(0.100—0.056)mol=0.044mol,由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知,O2的物质的量变化量为=0.022mol,则用O2表示的平均反应速率为=2.75×10-3mol·L-1·min-1,故D错误;故选C。
24.探究酸性KMnO4与H2C2O4溶液反应速率的影响因素,有关实验数据如下表所示:
实验编号
温度(℃)
催化剂用量(g)
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
KMnO4溶液褪色平均时间(min)
体积(mL)
浓度(mol·L-1)
体积(mL)
浓度(mol·L-1)
1
25
0.5
4
0.1
8
0.2
12.7
2
80
0.5
4
0.1
8
0.2
a
3
25
0.5
4
0.01
8
0.2
6.7
4
25
0
4
0.01
8
0.2
b
下列说法不正确的是( )
A.用KMnO4表示该反应速率,v(实验3)约为1.5×10-3 mol·L-1·min-1
B.表中数据a<12.7,b>6.7
C.用H2C2O4表示该反应速率,v(实验1)>v(实验3)
D.可通过比较收集相同体积的CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢
【答案】A
【解析】A项,反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O,实验3中,n(H2C2O4):n(KMnO4)=8×0.2:4×0.01=40:1>5:2,则H2C2O4过量,用KMnO4表示该反应速率v(KMnO4)=≈5.0×l0-4mol•L-1•min-1,故A错误;B项,温度越高反应速率越快,催化剂可加快反应速率,则a<12.7,b>6.7,故B正确;C项,1、3比较只有高锰酸钾的浓度不同,且实验1中浓度大,则反应速率:v(实验1)>v(实验3),故C正确;D项,判断反应速率快慢的方法:单位时间内产物的物质的量的变化量的多少或比较收集相同体积CO2所消耗的时间长短或单位时间内物质浓度的变化量等,所以比较收集相同体积CO2所消耗的时间,可判断反应速率快慢,故D正确;故选A。
25.在容积为500 mL的恒温恒容密闭容器中发生反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g),反应过程中的部分数据如表所示:
下列说法正确的是
A.0~2min用H2O表示的平均反应速率为0.70 mol·L-1·min-1
B.当CO2与H2的反应速率v(CO2):v(H2)=1:4时,反应达到化学平衡状态
C.容器内气体的密度不再变化时,反应达到化学平衡状态
D.相同条件下起始投料改为1 mol CH4和2 mol H2O,达到平衡状态所需时间少于4 min
【答案】D
【解析】A项,0~2min,, H2O表示的平均反应速率为 ,A错误;B项,没有指明正反应速率还是逆反应速率,实际上同一个方向的CO2与H2的反应速率之比是恒定的:v(CO2):v(H2)=1:4时,故不能判断是否已经达到化学平衡状态,B错误;C项, ,气体质量始终守恒不变,容积体积的不变,故气体密度不变不能说明已平衡, C错误;D项,相同条件下起始投料改为1 mol CH4和2 mol H2O,则CH4和H2O的起始浓度2 mol/L、4mol/L,起始浓度增加,反应速率增加,达到平衡状态所需时间缩短,故少于4 min,D正确;故选D。
26.在温度T1和 T2 时,分别将 0.50molNO 和 2.0mol 固体活性碳充入体积为 2L 的密闭容器中,发生如下反应: 2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g) 。 测得 n(NO)随时间变化数据如下表:
时间(min)
0
10
20
40
50
T1
n(NO)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(NO)
0.50
0.30
0.18
......
0.15
以下说法正确的是( )
A.温度T1时,前 l 0min 内, CO2的反应速率为 0.0075mol•L-1•min -1
B.温度T2比 T1时,活化分子个数、活化分子百分数、活化能均变大
C.温度T2时,NO(g)+l/2C(s) l/2N2(g)+1/2CO2(g), 此反应的平衡常数约为 1.17
D.温度T1时,平衡后向恒容容器中再充入 0.l 0molNO, 再次达到平衡时, NO 的百分含量增大
【答案】C
【解析】A项,温度T1时,前 l 0min 内,NO的变化物质的量为0.15mol,则CO2的变化量为=0.075mol,此时CO2的反应速率为=0.00375mol•L-1•min -1,故A错误;B项,温度T1时,前 l 0min 内,NO的变化物质的量为0.15mol,而温度T2时,前 l 0min 内,NO的变化物质的量为0.20mol,说明T2时反应速率快,即T2>T1,则温度T2比 T1时,活化分子个数、活化分子百分数均变化大,但反应活化能不变,故B错误;C项,温度T2时达到平衡时:
平衡常数K===1.17,故C正确;D项,温度T1时,反应方程式为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),两边气体的计量数相等,而平衡后向恒容容器中再充入0.1molNO,相当于增大压强,平衡不移动,所以NO的百分含量将不变,故D错误;故选C。
27.900 ℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入0.40 mol乙苯,发生反应:
一段时间后,反应达到平衡,反应过程中测定的部分数据如下表所示:
时间/min
0
10
20
30
40
n(乙苯)/mol
0.40
0.30
0.24
n2
n3
n(苯乙烯)/mol
0.00
0.10
n1
0.20
0.20
下列说法正确的是( )
A.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,则乙苯的转化率大于50.0%
B.反应在前20 min内的平均反应速率v(H2)=0.008 mol·L-1·min-1
C.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,体系的总压增大,平衡时苯乙烷的分压也增加。
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.10 mol乙苯、0.10 mol苯乙烯和0.30 mol H2,则达到平衡前:v正<v逆
【答案】D
【解析】A项,由表中数据可知,30min时处于平衡状态,平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol,由方程式可知,参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故乙苯的转化率为:×100%=50%.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,乙苯的转化率不变为50%,故A错误;B项,由表中数据可知,20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol-0.24mol=0.16mol,故v(乙苯)==0.004mol•L-1•min-1,速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=v(乙苯)=0.004mol•L-1•min-1,故B错误;C项,保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,平衡不移动,所以平衡时苯乙烷的物质的量不变,恒温、恒容条件气体的压强之比等于物质的量之比,所以苯乙烷的平衡分压不发生改变,故C错误;D项,由表中数据可知,30min时处于平衡状态,平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol,平衡时苯乙烯的浓度为=0.1mol/L,由方程式可知,氢气的平衡浓度为0.1mol/L,参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故平衡时乙苯的浓度为0.1mol/L,故平衡常数K==0.1.相同温度下,起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2,此时浓度商Qc==0.15> 0.1,反应向逆反应进行,故达到平衡前v正<v逆,故D正确;故选D。
28.温度下,向的密闭容器中充入NO,在催化剂作用下发生反应NO(g)NO2(g)+X(g) (未配平),反应过程中部分数据如图所示,下列说法正确的是( )
A.可能为N2
B.用表示的反应速率为2/3 mol·L−1·min−1
C.T1温度下,反应的平衡常数为2.0
D.T1温度下,保持体积不变,往容器中再通入少量NO气体,NO的体积分数变大
【答案】C
【解析】A项,若X为N2,则4NO(g)2NO2(g)+N2(g),NO、NO2的变化量比为2:1,与图象不符,故A错误;B项,由图象可知,NO、NO2的变化量比为3:1,根据得失电子守恒,反应方程式为3NO(g)NO2(g)+N2O(g),X是N2O,内生成1molN2O,用N2O表示的反应速率为,故B错误;C项,
T1温度下,反应的平衡常数为2.0,故C正确;D项,T1温度下,保持体积不变,往容器中再通入少量NO气体,相当于加压,平衡正向移动,NO的体积分数减小,故D错误;选C。
29.一定温度下,在 5 L 的恒容密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。反应过程中的部分数据如下表所示:
n/mol
t/min
N(N2)
N(H2)
N(NH3)
0
a
24
0
5
13
6
10
12
15
8
下列说法正确的是( )
A.N2 的初始浓度为16 mol·L−1
B.0~5 min 用H2表示的平均反应速率为0.24 mol·L−1·min−1
C.平衡状态时,c(N2)=2.6 mol·L−1
D.N2 的平衡转化率为 25%
【答案】D
【解析】将表中数据补充完整:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应在10min时达到平衡:
n/mol
t/min
N(N2)
N(H2)
N(NH3)
0
16
24
0
5
13
15
6
10
12
12
8
15
12
12
8
A项,N2的初始浓度为 mol·L−1,故A错误;B项,0~5 min 用H2表示的平均反应速率为= 0.36 mol·L−1·min−1,故B错误;C项,平衡状态时,c(N2)==2.4 mol·L−1,故C错误;D项,N2 的平衡转化率为=25%,故D正确。
30.反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为零,A的浓度(mol•L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号
时间
浓度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
下列说法正确的是( )
A.在实验1,反应在10至20分钟时间内物质A的平均速率为0.013mol/(L•min)
B.在实验2,A的初始浓度c2>1.0mol•L-1
C.设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3
【答案】A
【解析】A项,在实验1中,反应在10至20min时间内平均速率为v= =0.013 mol/(L•min),故A正确;B项,实验1和实验2达到平衡时A的浓度不再改变且相等,说明实验2与实验1其他条件完全相同,实验1与实验2中A的初始浓度应相等,起始浓度c2=1.0mol/L,故B错误;C项,在实验1中,反应在10至20min时间内平均速率为v==0.013mol/(L•min),在实验3中,反应在10至20min时间内平均速率为v==0.015mol/(L•min),故v3>v1,故C错误;D项,实验4中,该反应平衡时A的浓度为0.20mol•L-1,则在20min~30min可能已经达到平衡状态,故D错误;故选A。
31.化学反应2A(g) B(g) +D(g)在四个不同条件下进行。B、D起始为0,反应物A的浓度(mol·L-)1随反应时间(min)变化情况如下表:
实验序号
时间
浓度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.8
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c 2
0.8
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c 3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
下列说法不正确的是( )
A.实验1,反应在10至内
B.实验2,A的初始浓度c 2=1.0mol·L-1,还隐含的条件是加入了催化剂
C.实验3的反应速率v3<实验1的反应速率v1
D.比较实验4和实验1,可推测该反应为吸热反应
【答案】C
【解析】A项,在实验1中,反应在10至20 min时间内浓度降了0.13mol/L,时间用了10分钟,故平均速率为,故A正确;B项,实验1和实验2对比,反应温度相同,达到平衡时c(A)相同,但实验2先达到平衡状态,即实验2的反应速率快。考虑影响反应速率的因素(浓度、压强、温度、催化剂、反应颗粒大小)可知:c 2=1.0mol·L-1,且实验2使用催化剂,故B正确;C项,以相同时间段的反应速率为例,如10至20min内,在实验1中,反应在10至20min时间内平均速率为,在实验3中,反应在10至20min时间内平均速率为,故v3>v1,故C错误;D项,实验1和实验4对比,升高温度(由一个平衡状态到另一个平衡状态),c(A)由0.5 mol/L→0.2 mol/L,平衡正向移动,即该反应是吸热反应,故D正确;故选C。
32.在容积不变的容器中加入一定量的A和B,发生反应∶2A(g)+B(g)2C(g), 在相同时间内,测得不同温度下A的转化率如下表所示,下列说法正确的是( )
温度/°C
100
200
300
400
500
转化率
30%
75%
75%
50%
18%
A.该反应随着温度升高,反应速率先变大后变小
B.200°C,A的转化率为75%时,反应达到平衡状态
C.当单位时间内生成n mol B的同时消耗2n molC时,反应达到平衡状态
D.400°C时,B的平衡浓度为0.5 mol/L,则该反应的平衡常数K=2
【答案】D
【解析】A项,升高温度,化学反应速率增大,故该反应随着温度升高,反应速率增大,A错误;B项,根据表中数据可知,300°C反应物A的转化率降低,证明反应为放热反应,长高温度平衡逆向移动,无法说明200°C,A的转化率为75%时,反应就一定达到平衡状态,B错误;C项,当单位时间内生成n mol B的同时消耗2n molC时,不能说明正逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,C错误;D项,400°C时,A的转化率为50%,根据反应2A(g)+B(g)2C可知,平衡时c(A)=c(C),B的平衡浓度为0.5 mol/L,则该反应的平衡常数K====2L/mol,D正确。故选D。
33.硫化氢分解制取氢气和硫磺的反应原理为2H2S(g)S2(g)+2H2(g),在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0 mol H2S,反应过程中的部分数据如下表所示:
n/mol
t/min
n(H2S)
n(S2)
n(H2)
0
2.0
0
0
2
1.0
4
0.8
6
0.6
下列说法不正确的是( )
A.0~2min 生成H2的平均反应速率为0.25 mol·L-1·min-1
B.上述反应的平衡常数K=0.675
C.3分钟时,H2S的分解率一定小于60%
D.平衡后,向容器中通入少量O2,平衡正向移动
【答案】C
【解析】第2min时,n(H2)=1.0mol,说明生成了1.0mol H2,则生成0.5molS2,消耗1.0molH2S;第4min时,H2S还剩0.8mol,说明消耗了(2-0.8)molH2S,即消耗了1.2molH2S,则生成0.6molS2,生成1.2molH2;第6min时,n(S2)=0.6mol,说明生成了0.6molS2,则生成1.2molH2,消耗1.2molH2S;综上所述:
n/mol
t/min
n(H2S)
n(S2)
n(H2)
0
2.0
0
0
2
1.0
0.5
1.0
4
0.8
0.6
1.2
6
0.8
0.6
1.2
A项,0~2min 生成1.0molH2,则v(H2)== 0.25 mol·L-1·min-1,A正确;B项,结合上面的分析可知,第4min到第6min,体系中各组分的物质的量不变,则4min时,反应已平衡,且平衡时H2S、S2、H2的物质的量分别为:0.8mol、0.6mol、1.2mol,因为容器体积为2.0L,则H2S、S2、H2的平衡浓度分别为:0.4mol/L、0.3mol/L、0.6mol/L,所以,平衡常数Kc==0.675,B正确;C项,平衡时,H2S的分解率==60%,由分析可知,无法确定3min时是否已达平衡,若3min时反应已平衡,则H2S的分解率为60%,若3min时反应未平衡,则H2S的分解率小于60%,C错误;D项,S2为蒸汽,说明反应温度较高,向容器中通入少量O2,消耗硫磺和氢气,导致生成物浓度减小,平衡正向移动,D正确。故选C。
34.某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物R也能催化氯酸钾的分解,且R和二氧化锰的最佳催化温度均在500℃左右,于是对R和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收满500mL氧气为准(其他可能影响实验的因素均已忽略)。
表 1 用 MnO2 作催化剂
实验序号
KClO3 质量(g)
MnO2 质量(g)
反应温度(℃)
待测数据
1
8.00
1.00
500
a
2
8.00
2.00
500
b
表 2 用R 作催化剂
实验序号
KClO3 质量(g)
R 质量(g)
反应温度(℃)
待测数据
3
8.00
1.00
500
c
4
8.00
2.00
500
d
下列说法不正确的是( )
A.待测数据一定为时间
B.实验测得 a>b,说明适当增加催化剂的量可以加快反应速率
C.通过实验 2 和 4 可比较 MnO2 和催化剂R 的催化效果
D.升高温度,实验 3 中c 的值一定会减小
【答案】D
【解析】A项,通过测定个收集500mL氧气所消耗得时间,因此待测数据一定为时间,故A正确;B项,实验测得时间a>b,说明加1g二氧化锰催化剂的反应速率比加2g二氧化锰催化剂的反应速率慢,说明适当增加催化剂的量可以加快反应速率,故B正确;C项,通过实验2和4可比较MnO2和催化剂R的催化效果,其他变量都相同,只有不同的催化剂,因此可以比较,故C正确;D项,根据题意R和二氧化锰的最佳催化温度均在500℃左右,升高温度,催化剂活性降低,因此实验3中C的值不一定会减小,可能会增大,故D错误。故选D。
35.已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH = - 49.0 kJ•mol-1。向3个恒容的密闭容器中分别投入物质的量比为 3∶4 的CO2和H2,H2的物质的量(mol)随时间(min)变化如下表(T表示温度),下列说法正确的是( )
A.在第I组在0~8 min内CO2的平均反应速率为2 mol·L-1·min-1,且放出98 kJ热量
B.第I组第10 min后,恒温,再充入1 mol CO2(g)和3 mol H2O(g),则v 正
D.对比第I和第III组,在 0~4 min内,能说明H2的平均反应速率随温度升高而增大
【答案】B
【解析】A项,根据表格数据可知:在第I组在0~8 min内H2的物质的量改变6.0 mol,则CO2的物质的量变化2.0 mol,CO2平均反应速率v(CO2)==0.125 mol·L-1·min-1,A错误;B项,第I组第10 min后,恒温,再充入1 mol CO2(g)和3 mol H2O(g),由于生成物H2O(g)浓度增大的多于反应物CO2(g)浓度的增大,则反应速率v 正
下列说法正确的是( )
A.0~5 min 用 CO 表示的平均反应速率为 0.08mol·L−1·min−1
B.该反应在 10 min 后才达到平衡
C.温度升高至 800℃时,反应平衡常数为 0.64,则正反应为吸热反应
D.保持其他条件不变,起始时向容器中充入 0.60 molCO 和 1.20 molH2O,达到平衡时 n(CO2)=0.4mol
【答案】D
【解析】5 min时,CO减少1.20mol-0.80mol=0.40mol,H2O也减少0.40mol,0.60mol-0.40mol=0.20mol,说明5min时已经达到平衡。A项,0~5 min 用 CO 表示的平均反应速率为=0.04mol·L−1·min−1,故A错误;B项,该反应在 5 min 时已经达到平衡,故B错误;C项,600℃时,原平衡常数为 =1,温度升高至 800℃时,反应平衡常数为 0.64,升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故C错误;D项,保持其他条件不变,起始时向容器中充入 0.60 molCO 和 1.20 molH2O,达到平衡时 ,设n(CO2)=x,由平衡常数=,x=n(CO2)=0.4mol,故D正确;故选D。
37.一定温度下,10mL0.40mol•L-1H2O2在MnO2作用下发生反应:2H2O2 ( aq)=2H2O(l )+O2( g) △H <0, 不同时刻测定生成O2的物质的量如下表所示:
t/min
0
3
6
10
…….
n(O2)/mol
0.0
0.0008
0.001
0.0012
…….
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计) ( )
A.升高温度,可加快H2O2 的分解速率
B.若增大溶液起始浓度,则收集到 0.0 008 mol O2 的时间会小于3 min
C.反应至 6min 时,溶液 中 c(H2O2)=0.2mol• L-1
D.反应至 12min 时,H2O2分解率为 65%
【答案】D
【解析】A项,升高温度,反应速率加快,所以升高温度,可加快H2O2 的分解速率,A正确;B项,若增大溶液起始浓度,反应速率加快,则收集到 0.0008 mol O2 的时间会小于3 min,B正确;C项,反应至 6min 时,收集到0.001mol氧气,根据反应方程式,消耗的H2O2为0.002mol,所以溶液中 c(H2O2)= = 0.2mol• L-1,C正确;D项,反应至12min时,若H2O2分解率为65%,则生成氧气的物质的量为= 0.0013mol。从第6min到10min,生成氧气的物质的量为0.0012-0.001=0.0002mol,而从第10min到第12min,生成氧气的物质的量为0.0013-0.0012=0.0001mol,即第6min到10min和第10min到第12min两个时间段的速率相等,但随着反应进行,H2O2浓度降低,反应速率应该减慢,所以反应至12min时,H2O2分解率应小于65%,D错误;故选D。
38.在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得实验数据如下表:
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
下列说法不正确的是( )
A.实验①中,若5min未测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速v(N)=1.0×10-3mol·L-1·min-1
B.实验②中,达到平衡时,Y的转化率为20%
C.实验③中,该反应的平衡常数K=1.0
D.实验④中,达到平衡时, b>0.060
【答案】D
【解析】A项,实验①中,若5min未测得n(M)=0.050mol,则n(N)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速,故A正确;B项,实验②中,达到平衡时,n(M)=0.080mol,则Δn(M)=0.080mol,Δn(Y)=0.080mol,平衡时,则Y的转化率为,故B正确;C项,实验③与实验②温度相同,因此平衡常数相同,根据实验②求出该反应的平衡常数,因实验②中n(M)=0.080mol,n(N)=0.080mol,Δn(M)=0.080mol,则Δn(Y)= Δn(X)=0.080mol,平衡时n(X)=0.1mol−0.080mol=0.02mol,n(Y)=0.3mol−0.080mol=0.32mol,,故C正确;D项,实验④中,当在800℃达到平衡时,,c = 0.060mol,实验①中,在700℃达到平衡时, ,从700℃到800℃,升温,平衡常数减小,逆向移动,逆向是吸热反应,正向是放热反应,实验④中,在900℃达到平衡时,平衡逆向移动,因此b<0.060mol,故D错误。故选D。
39.T℃时,向2.0L恒容密闭容器中充入0.80molA,发生反应:A(g) B(g)+C(g) ,经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见表:
时间/min
0
10
20
30
40
0.80
0.60
0.48
0.00
0.20
0.40
0.40
下列说法不正确的是( )
A.该反应在30min时已达到平衡
B.反应在前20min的平均速率为
C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,,则
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.10molA、0.10molB和0.30molC,达到平衡前的反应速率:v逆>v正
【答案】D
【解析】前30min,B的物质的量增大了0.40mol,30min之后,B的物质的量不再增大,说明该反应在30min时已达到平衡。因为A和B的计量数都为1,A的物质的量减小量=B的物质的量增大量=0.40mol,所以n2=n3=0.80mol-0.40mol=0.40mol。A项,30min之后,B的物质的量不再改变,说明该反应在30min时已达到平衡,A正确;B项,反应在前20min的平均速率,所以v(C)=v(A)=,B正确; C项,由分析可知,T℃时达到平衡,c(A)=,保持其他条件不变,升高温度,平衡时,<0.2,说明升高温度,平衡正向移动,该反应的正反应为吸热反应,>0,即,C正确;D项,T℃平衡时,c(B)=c(C)=,c(A)= 该反应的平衡常数K==0.2mol/L,相同温度下,起始时向容器中充入0.10molA、0.10molB和0.30molC,QC==0.15mol/L,QC<K,平衡正向进行,v逆<v正,D错误。故选D。
40.一定温度下,在体积为2L的恒容器闭谷器甲发生反应:4A(g)+bB(s) cC(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)。反应过程中的部分数据如下表所示:
n/(mol)
t/min
n(A)
n(B)
n(C)
0
4.0
1.0
0
2
0.6
0.2
4
0.4
6
2.8
0.3
下列说法正确的是( )
A.t=2min时,c(A)=3.2mol·L-1
B.反应开始后,不管t取何值,A与B的转化率均不可能相等
C.反应达到平衡状态时,用B表示的平均反应速率为0.075mol·L-1·min-1
D.t=6min时,反应放出的热量为0.6Q
【答案】B
【解析】A项,t=2min时,n(B)=0.6mol,n(C)=0.2mol,则∆n(B)=0.4mol,∆n(C)=0.2mol,物质的量变化量之比等于计量系数之比,∆n(B):∆n(C)=b:c=0.4:0.2=2:1,则恒容器闭容器甲发生反应为:4A(g)+2B(s)C(g),可得:∆n(A)=4×0.2mol=0.8mol,则t=2min时,n(A)=4mol-0.8mol=3.2mol,c(A)= mol·L-1,故A错误;B项,起始A与B的物质的量之比为4:1,根据A项分析,A与B的消耗的物质的量之比为2:1,则不管t取何值,A与B的转化率均不可能相等,故B正确; C项,根据反应4A(g)+2B(s)⇌ C(g),B为固体,不能用来表示该反应的反应速率,故C错误;D项,根据反应:4A(g)+2B(s)⇌C(g) ΔH=-QkJ·mol-1可知,反应完全进行生成1molC时放出的热量为QkJ,t=6min时,该可逆反应生成C的物质的量为0.3mol,反应放出的热量为0.3Q,故D错误;故选B;D项,反应是气体体积减小的放热反应,测定HF的相对分子质量应使平衡逆向进行,需要在低压高温条件下进行提高HF的纯度,故D正确;故选D。
41.一定温度下,将1 mol X和3 mol Y置于2 L的恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+3Y(g)⇌2Z(g),反应过程中部分数据如表所示:
t/min
0
10
20
30
40
p/kPa
32
28.8
27.2
26.88
26.88
下列说法正确的是( )
A.10min时,用Y表示的平均反应速率为0.03 mol·L-1·min-1
B.X和Y的转化率之比保持不变时,可判断反应达到平衡状态
C.平衡状态时,c(Z)=0.32 mol·L-1
D.用气体分压代替物质的量浓度计算该反应的平衡常数,数值不变
【答案】C
【解析】根据反应情况,列出三段式如下:
A项,根据阿伏伽德罗定律及推论,在同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,所以0-10min时, ,解得x=0.2,用Y表示0-10min的平均反应速率为,10min时为瞬时速率,A错误;B项,X的转化率为 ,Y的转化率为 ,转化率之比一直保持不变,不能作为判断反应达到平衡的依据,B错误;C项,根据阿伏伽德罗定律及推论,在同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,所以平衡时, ,解得x=0.32,用Z表示的浓度为,C正确;D项,用气体分压代替物质的量浓度计算的平衡常数与用浓度计算的平衡常数,数值和单位都不相同,D错误;故选C。
42.在100℃时,容积为5L的真空密闭容器中加入一定量的N2O4,容器内N2O4和NO2的物质的量变化如下表所示:
时间/s
0
2
10
30
60
90
n(N2O4)/mol
0.3
0.25
0.15
0.125
b
0.12
n(NO2)/mol
0
0.1
a
0.35
0.36
0.36
下列说法正确的是( )
A.10s时,以NO2浓度变化表示的该反应速率为0.006mol•L•-1•s-1
B.该温度下反应2(NO2g)⇌N2O4(g)的平衡常数K=0.216
C.35s时容器内压强为反应前的1.6倍
D.其它条件不变,90s后向容器中再加入0.3molNO2建立新平衡时,与原平衡时比较,气体平均相对分子质量增大
【答案】D
【解析】根据表格数据分析,60s时反应已经达到平衡,则b=0.12mol,根据反应N2O4(g) ⇌2NO2(g),10s时,N2O4物质的量的变化量=0.3mol-0.15mol=0.15mol,变化的物质的量之比等于化学计量数之比,则a=0.3mol。A项,10s内,以NO2浓度变化表示的该反应平均速率为0.006mol·L-1·s-1,10s时为瞬时速率,小于0.006mol·L-1·s-1,故A错误;B项,根据分析,60s时反应达到平衡,平衡时,N2O4为0.12mol,NO2为0.36mol,容积为5L,该温度下反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡常数K==4.63,故B错误;C项,35s时若反应体系达到平衡状态,根据气体的物质的量之比等于压强之比,则=1.6,但根据题中表格数据,35s时容器可能不一定平衡,压强不一定是反应前的1.6倍,故C错误;D项,其它条件不变,90s后向容器中再加入0.3molNO2,因为容器体积不变,充入NO2或N2O4越多,N2O4的体积分数越大,建立新平衡时,与原平衡时比较,气体平均相对分子质量增大,故D正确;故选D。
43.下表数据是在某高温下,金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时,在金属表面生成氧化薄膜的实验记录如下(a和b均为与温度有关的常数):
反应时间 t / h
1
4
9
16
25
MgO层厚Y / nm
0.05a
0.20a
0.45a
0.80a
1.25a
NiO层厚Y / nm
b
2b
3b
4b
5b
下列说法不正确的是( )
A.金属表面生成的氧化薄膜可以对金属起到保护作用
B.金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示
C.金属氧化膜的膜厚Y跟时间t所呈现的关系是:MgO氧化膜厚Y属直线型,NiO氧化膜厚Y′属抛物线型
D.Mg与Ni比较,金属镁具有更良好的耐氧化腐蚀性
【答案】D
【解析】A项,有些金属表面被氧化时,会生成致密的氧化物薄膜,可以起到保护金属的作用,例如铝等,A项正确;B项,金属腐蚀即金属失去电子被氧化的过程,因此可以用氧化膜的生长速率表示金属在高温下被氧化腐蚀的速率,B项正确;C项,表格中列举的数据,时间间隔分别是1h,3h,5h,7h,9h;对于MgO,结合MgO厚度的数据分析可知,MgO氧化膜每小时增加的厚度是定值即0.05a,因此其随时间变化呈现线性关系;结合NiO厚度的数据分析,NiO氧化膜厚度随时间推移,增长的越来越缓慢,所以NiO氧化膜与时间呈现抛物线形的关系,C项正确;D项,根据表格数据分析可知,MgO氧化膜随时间推移,厚度呈现线性递增的趋势,而NiO氧化膜随时间推移,厚度增加越来越缓慢,说明NiO氧化膜的生成能够逐渐减缓Ni单质被氧化的速率,所以Ni的耐氧化腐蚀性能更好,D项错误;故选D。
44.大气固氮(闪电时N2转化为NO)和工业固氮(合成氨)是固氮的重要形式,下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值:
N2+O2 2NO
N2+3H22NH3
温度
25℃
2000℃
25℃
400℃
K
3.84×10-31
0.1
5×108
1.88×104
下列说法正确的是( )
A.在常温下,工业固氮非常容易进行
B.人类可以通过大规模模拟大气固氮利用氮资源
C.大气固氮与工业固氮的K值受温度和压强等的影响较大
D.大气固氮是吸热反应,工业固氮是放热反应
【答案】D
【解析】由表中给出的不同温度下的平衡常数值可以得出,大气固氮反应是吸热反应,工业固氮是放热反应。评价一个化学反应是否易于实现工业化,仅从平衡的角度评价是不够的,还要从速率的角度分析,如果一个反应在较温和的条件下能够以更高的反应速率进行并且能够获得较高的转化率,那么这样的反应才是容易实现工业化的反应。A项,仅从平衡角度分析,常温下工业固氮能够获得更高的平衡转化率;但是工业固氮,最主要的问题是温和条件下反应速率太低,这样平衡转化率再高意义也不大;所以工业固氮往往在高温高压催化剂的条件下进行,A项错误;B项,分析表格中不同温度下的平衡常数可知,大气固氮反应的平衡常数很小,难以获得较高的转化率,因此不适合实现大规模固氮,B项错误;C项,平衡常数被认为是只和温度有关的常数,C项错误;D项,对于大气固氮反应,温度越高,K越大,所以为吸热反应;对于工业固氮反应,温度越高,K越小,所以为放热反应,D项正确;故选D。
45.在甲、乙、丙三个恒温恒容的密闭容器中,分别加入足量活性炭和一定量的NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),测得各容器中c(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示,下列说法正确的是
容器(温度)
t(min)
c(mol∙L-1)
0
40
80
120
160
甲(400℃)
c(NO)
2.00
1.50
1.10
0.80
0.80
乙(400℃)
c(NO)
1.00
0.80
0.65
0.53
0.45
丙(T℃)
c(NO)
2.00
1.40
1.10
1.10
1.10
A.达到平衡状态时,2v正c(NO)=v逆c(N2)
B.容器内压强不再改变说明反应已达平衡
C.丙容器中从反应开始到建立平衡的平均反应速率v c(NO)=0.01125 mol·L-1·min-1
D.由表格数据可知:T>400
【答案】D
【解析】A项,达到平衡状态时,v正c(NO)与v逆c(N2)比值等于计量系数比2:1,因此v正c(NO)=2v逆c(N2),故A错误;B项,该反应是等体积反应,压强不随反应进行而改变,当容器内压强不再改变不能说明反应已达平衡,故B错误;C项,丙容器中在什么时间达到平衡不清楚,无法计算从反应开始到建立平衡的平均反应速率,故C错误;D项,根据上面图中表格丙与甲比较得出丙的反应速率快,而达到平衡时转化率发生改变,说明是温度发生改变,单位时间改变量大,速率快,说明该过程是升温,T>400,故D正确。故选D。
46.在相同的密闭容器中,不同温度下发生反应:2A(g)2B(g)+C(g) ΔH>0,气体A的浓度随时间t变化如下表所示。
下列说法不正确的是( )
A.实验的温度:T2>T1
B.实验①前20min的平均反应速率v(C)=3.5×10-5mol•L-1•min-1
C.实验②比实验①提前10min达到平衡
D.实验②中A的平衡转化率为9%
【答案】C
【解析】A项,在相同的密闭容器中,根据反应,实验①中,A平衡是浓度为0.048mol/L,B平衡浓度为0.002mol/L,C平衡浓度为0.001mol/L,平衡常数=。同理,实验②中A平衡是浓度为0.091mol/L,B平衡浓度为0.009mol/L,C平衡浓度为0.00045mol/L,平衡常数=,由于反应为吸热反应,温度越高,平衡正向进行的程度越大,平衡常数越大,故实验的温度T2>T1,由化学反应速率的大小关系也可以得到这个结论,A正确;B项,实验①前20min的平均反应速率 ,B正确;C项,实验②在30min时已平衡,实验①在40min时已平衡,但是由于记数间隔是10min,无法判断具体的平衡时间, C不正确;D项,实验②中,平衡是A的浓度为0.091mol/L,平衡转化量=0.091 mol/L -0.10 mol/L =0.009 mol/L,,D正确。故选C。
47.探究Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 反应的速率影响因素,设计了以下实验,下列说法正确的是
锥形瓶
0.1molLNa2S2O3 溶液/mL
蒸馏水
0.2mol/L H2SO4 溶液
反应温度
浑浊出现时间/s
备注
1
10
0
10
20℃
10
2
10
5
5
20℃
16
3
10
0
10
50℃
5
第10 秒开始浑浊不再增多
4
10
6
4
50℃
8
A. 该反应也可通过测SO2的体积变化来表示化学反应速率的快慢
B. 3号瓶用Na2S2O3 来表示速率为0.0lmol/(L•s)
C. 由2号瓶和3号瓶实验结果可得温度越高反应速率越快
D. 由1号瓶和4号瓶实验结果可得温度越高反应速率越快
【答案】D
【解析】A项,体积受温度的影响较大,因此不能通过SO2的体积的变化来表示化学反应速率的快慢,A错误;B项,3号瓶第10s开始浑浊不再增多,说明实验完全,v(Na2S2O3)=mol/(L·s)=0.005mol/(L·s),B错误;C项,2号和3号对比,3号硫酸的浓度以及温度比2号多,不能说明哪个影响化学反应速率,C错误;D项,1号和4号对比,1号硫酸的浓度高于4号,1号的温度低于4号的温度,但4号的反应速率高于1号,因此说明温度越高,反应速率越快,D正确。
48.一定温度下,在三个容积均为 1.0L 的恒容密闭容器中发生反应: CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH(g) △H<0。下列说法正确的是( )
容器编号
温度/K
物质的起始浓度/mol/L
乙酸的平衡浓度/ mol/L
平衡常数
c(CH3OH)
c(CH3OH)
c(CH3COOH)
c(CH3COOH)
I
530
0.50
0.5
0
0..40
K1
II
530
0.20
0.2
0.4
K2
III
510
0
0
0.5
K3
A.三个容器中的平衡常数 K1<K2< K3
B.达平衡时,容器I与容器II中的总压强之比为3 : 4
C.达平衡时,容器I中CH3OH转化率与容器 III 中CH3COOH转化率之和小于l
D.达平衡时,容器III中的正反应速率比容器I中的大
【答案】C
【解析】A项,平衡常数只于温度有关,温度不变平衡常数不变,则 K1=K2,反应体系△H<0,降低温度,平衡正向移动,平衡常数增大,则K1=K2< K3,故A错误;B项,根据理想气体状态方程pV=nRT,容器为恒容装置,V不变,则有p=cRT,容器Ⅰ与容器Ⅱ温度相同,则体系压强与体系中反应物总浓度成正比,温度不变,化学平衡常数不变,容器Ⅰ中平衡时c(CH3OH)=0.5mol/L−0.4mol/L=0.1mol/L,c(CO)=0.5mol/L−0.4mol/L=0.1mol/L,c(CH3COOH)=0.4mol/L,K===40,设容器Ⅱ反应到达平衡时CH3OH转化cmol/L,所以达平衡时,容器I与容器II中的总压强之比为= ==,容器ⅡQc==10<K=40,可知容器Ⅱ中反应向右进行,则c为正值,所以达平衡时,容器I与容器II中的总压强之比大于3:4,故B错误;C项,容器Ⅲ与容器Ⅰ刚好为互为逆反应过程,对于容器I,容器I中CH3OH 转化率容器Ⅰ中CH3COOH 转化率之和刚好为1,容器Ⅲ温度低于容器I,正反应为放热反应,温度降低对正反应有利,所以容器Ⅲ中CH3COOH转化率低于容器Ⅰ以等量CH3COOH起始时的CH3COOH转化率,所以达平衡时,容器I中CH3OH 转化率与容器III中CH3COOH 转化率之和小于1,故C正确;D项,容器Ⅲ与容器Ⅰ刚好互为逆反应过程,但容器Ⅰ温度高于容器Ⅲ,温度越高,化学反应速率越大,所以达到化学平衡时容器III中的正反应速率比容器I中的小,故D错误;故选C。
49.有两个相同带活塞的容器,向容器a中充入NO2(g)待颜色不再变化,再向容器b中充入溴蒸汽,使两容器的颜色和体积相等〔注意:同浓度的NO2和Br2蒸汽颜色相同,2NO2(g)N2O4(g)(无色),迅速将两容器同时压缩(假设气体不液化),下列说法正确的是( )
A.a→a′过程中,颜色突然加深,然后逐渐变浅,最终颜色比原来的浅
B.若对a和b以极慢的速度缓缓压缩,则a和b的颜色均慢慢加深,但在每一个相同的时间点,b的颜色总比a的深
C.假设容器和活塞均为无色,从容器左侧观察a和a′,a′的颜色比a浅
D.气体的物质的量:na一定大于nb′
【答案】B
【解析】a→a′过程中,增大压强,2NO2N2O4平衡正向移动,有一定量的NO2转化成N2O4,但是新平衡时各气体物质的浓度均比旧平衡时大;b→b′过程中,溴蒸汽的物质的量不变,浓度增大。A项,a→a′过程中,开始时容器的容积瞬间减小,NO2的浓度瞬间增大,则颜色突然加深,2NO2⇌N2O4平衡正向移动,NO2的浓度逐渐减小,则颜色又逐渐变浅,但是新平衡时各气体物质的浓度均比旧平衡时大,则最终颜色比原来的深,故A错误;B项,在以极慢的速度缓缓压缩的过程中,a中2NO2⇌N2O4平衡正向移动,有一定量的NO2转化成N2O4,而b→b′过程中,溴蒸汽的物质的量不变,但在每一个相同的时间点,溴蒸汽的浓度总是比NO2的浓度大,故b的颜色总比a的深,故B正确;C项, 由A项分析知,从容器左侧观察a和a′,a′的颜色更深,故C错误;D项,起始时,两容器中气体的浓度和体积相等,即气体物质的量相等,b→b′过程中,溴蒸汽的物质的量不变,故气体的物质的量:na等于nb′,故D错误;故选B。
50.可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g) Ng)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示,下列判断不正确的是
A.反应①的正反应是放热反应
B.达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为10:11
C.达平衡(I)时,X的转化率为20%
D.在平衡(I)和平衡(II)中,M的体积分数不相等
【答案】C
【解析】A项,降温由平衡(Ⅰ)向平衡(Ⅱ)移动,同时X、Y、Z的总物质的量减少,说明平衡向右移动,正反应放热,逆反应为吸热反应,故A正确;B项,平衡时,右边物质的量不变,由图可以看出达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为:,故B正确;C项,达平衡(Ⅰ)时,右边气体的物质的量不变,仍为2mol,左右气体压强相等,设平衡时左边气体的物质的量为xmol,则有:,x=mol,即物质的量减少了(3-)mol=mol,所以达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为, 故C错误;D项,由平衡(Ⅰ)到平衡(Ⅱ),化学反应②发生平衡的移动,则M的体积分数不相等,故D正确;故选C。
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