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考点16 化学反应的速率与限度(测试)——2023年高中化学学业水平考试专项精讲+测试(人教版2019必修1+必修2)
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测试16 化学反应的速率与限度
一、选择题
1.反应在四种不同的情况下进行,表示该反应的化学反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】首先将各物质速率的单位统一为,其中,改为,然后都转化为用D物质表示的反应速率进行比较。A项,,;B项,,;C项,,;D项,;所以速率关系为C>A>B>D,C项表示的反应速率最快;故选C。
2.一定温度下,体积不变的密闭容器中,可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)达到平衡的标志是( )
A.气体总质量保持不变 B.X、Y、Z的浓度都相等
C.X、Y、Z的浓度不再发生变化 D.X、Y、Z的分子数之比为1∶3∶2
【答案】C
【解析】反应物和生成物都是气体,故气体总质量保持不变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故A错误;平衡时X、Y、Z的浓度取决于物质的起始物质的量和转化率,故X、Y、Z的浓度都相等不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故B错误; X、Y、Z的浓度不再发生变化,说明达到平衡状态,故C正确;平衡时X、Y、Z的分子数之比决于物质的起始物质的量和转化率,故X、Y、Z的分子数之比为1:3:不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故D错误。
3.在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明反应X2(g)+Y2(g) 2XY(g)已达到平衡状态的是( )
A.容器内气体的密度不再变化
B.容器内气体总物质的量不随时间变化而变化
C.每断开1个X—X键的同时,有2个X—Y键形成
D.XY的分解速率是Y2的消耗速率的两倍
【答案】D
【解析】A项,该反应的反应物和生成物都是气体,混合气的总质量不变,容器体积恒定,所以容器内气体密度一直不变,所以不能根据容器内气体密度不再变化确定反应达到平衡状态;B项,反应前后化学计量数之和相等,反应容器内总物质的量不随时间变化而变化,不能判断反应达到平衡;C项,根据化学方程式,每断开1个X—X键的同时,一定有2个X—Y键形成,不能判断反应达到平衡;D项,XY的分解速率是Y2的消耗速率的两倍即正逆反应速率相等,可以证明达到平衡状态;故选D。
4.常温下,可逆反应2NO22NO+O2在恒容密闭容器中进行,下列叙述能够说明反应已达到平衡状态的是( )
A.单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
B.单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
C.混合气体的密度不再改变
D.容器中NO2、NO、O2的物质的量之比为2∶2∶1
【答案】A
【解析】A项,单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故A正确;B项,单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO都代表正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故B错误;C项,由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故C错误;D项,容器中NO2、NO、O2的物质的量之比为2∶2∶1不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故D错误;故选A。
5.工业制硫酸中一步重要的反应是: SO2在400~ 500 °C的条件下进行催化氧化: 2SO2+O22SO3,其正反应为放热反应,如果该反应是在密闭容器中进行的,下列有关说法中错误的是( )
A.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,反应达平衡时容器中存在SO2、O2、SO3三种物质
C.达到平衡时,正逆反应速率为0
D.通过调控反应条件,可以提高反应进行的程度
【答案】C
【解析】A项,催化剂只能改变反应速率,可以提高单位时间内的生产效率,A正确;B项,该反应为可逆反应,反应达到平衡时,各种物质都存在于反应体系内,B正确;C项,对于可逆反应来说,反应达到平衡时,正逆反应速率相等但不为0,C错误;D项,通过控制反应条件,可以使平衡发生移动,提高反应限度,D正确;故选C。
6.一定条件下,将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g) x C(g) +2D(s),在2min末测得剩余B的物质的量为1.2mol,生成C的物质的量为2.4mol。下列有关说法错误的是( )
A.x的数值为3
B.2min末,A的浓度为0.2 mol∙L−1
C.2min内,用D表示的反应的平均速率为
D.将容器的容积变为3L,化学反应速率将减小
【答案】C
【解析】A项,在2min末测得剩余B的物质的量为1.2mol,则B消耗的物质的量为0.8mol,生成C的物质的量为2.4mol,根据该变量之比等于计量系数之比,则x的数值为3,故A正确;B项,在2min末测得剩余B的物质的量为1.2mol,则B消耗的物质的量为0.8mol,根据该变量之比等于计量系数之比得到A消耗了1.6mol,则剩余0.4mol,2min末,则A的浓度为0.2 mol∙L−1,故B正确;C项,D为固体,浓度是固定值,不能描述其平均速率,故C错误;D项,将容器的容积变为3L,浓度减小,因此化学反应速率将减小,故D正确。故选C。
7.一定温度下,物质的量均为0.3mol的X(g)与Y(g)在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),5min达到平衡状态,测得密闭容器中Z的物质的量为0.12mol,下列说法错误的是( )
A.5min内,用Y表示的该反应平均反应速率为0.018mol·L-1·min-1
B.达到平衡时,容器内的压强是反应前的0.4倍
C.达到平衡时,n(X)=2n(Y)
D.达到平衡时,增加少量氦气(不参与反应),反应速率不发生变化
【答案】B
【解析】A项,列三段式:
5min内,Y的平均反应速率为v(Y)==0.018mol·L1·min-1,A项正确;B项,平衡后的压强与反应前压强与总物质的量成正比,,B项错误;C项,达到平衡时n(X)=0.24mol,n(Y)=0.12mol,n(X)=2n(Y),C项正确;D项,达到平衡时,增加少量氦气,在恒容下各物质浓度不变,反应速率不变,D项正确;故选B。
8.在1L的恒容密闭容器中,发生反应:4A (s))+3B(g) 2 C(g) +2D (g),末B的浓度减少了。对该反应反应速率的正确表示是( )
A.用A表示的反应速率是
B.用B、C、D分别表示的反应速率,其比值是3∶2∶1
C.在末用B表示的反应速率为
D.内,用B表示的反应速率的值逐渐减小,用C表示的反应速率的值逐渐增大
【答案】B
【解析】A项,A为固体物质,浓度视为常数,不能利用固体的浓度变化计算反应速率,A错误;B项,同一反应、同一时间段内不同物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是3:2:1,B正确;C项,用B表示的2min内平均速率为v(B)=mol•L-1•min-1=0.3mol•L-1•min-1,2min末的反应速率为即瞬时速率,随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,在2min末用B表示的反应速率小于0.3mol·(L·min)-1,但具体多少未知,C错误;D项,随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,生成物的浓度变化逐渐减小,则在这2min内用B表示的反应速率的值和用C表示的反应速率的值都逐渐减小,D错误;故选B。
9.化学反应速率和化学反应的限度是化工生产研究的主要问题,下列对化学反应速率和反应限度的认识错误的是( )
A.决定化学反应速率的客观因素有温度、浓度、压强和催化剂等
B.对任何化学反应来说,反应速率越快,对应现象越明显
C.使用催化剂能加快反应速率,提高生产效率
D.任何可逆反应都有一定的限度,且限度是可以改变的
【答案】B
【解析】A项,影响化学反应速率的因素有内因和外因,内因是物质的自身性质,是主要因素,外因是客观因素,如浓度、温度、压强、催化剂等,A正确;B项,反应速率快的现象不一定明显,如NaOH与HCl的反应,反应速率慢的现象可能明显,如铁生锈,B错误;C项,使用催化剂能加快反应速率,提高生产效率,C正确;D项,可逆反应中,当正逆反应相等时,达到反应限度,可逆反应不可能完全反应,存在反应限度,当外界条件变化时,如正反应速率和逆反应速率不相等,则化学反应的限度可发生变化,D正确;故选B。
10.工业上通常在温度为,压强为合成氨:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),该反应的正反应是放热反应,如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.使用催化剂是为了提高原料的利用率
B.升高温度,增大压强,可以提高反应速率,实现N2的完全转化
C.当容器内各物质浓度不再变化时,说明该可逆反应已达到化学平衡状态
D.充入一定量的惰性气体,可以增大该反应速率,提高反应进行的程度
【答案】C
【解析】A项,使用催化剂增大反应速率,不影响化学平衡移动,原料的利用率不变,故A错误;B项,升高温度同时增大正、逆反应速率,但可逆反应N2不能完全转化,故B错误;C项,各物质浓度不再发生变化,正逆反应速率相同,说明该可逆反应已达到化学平衡状态,故C正确;D项,充入一定量的惰性气体,若容器体积不变,则各物质的浓度不变,反应速率不变,故D错误;故选C。
11.取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I- 存在下分解:2H2O2=2H2O+O2↑。 在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:
t/min
0
20
40
60
80
c/(mol·L-1)
0.80
a
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是( )
A.反应20min时,测得O2体积为224mL(标准状况),则a=0.40
B.40~60min,消耗H2O2的平均速率为0.0050mol·L-1·min-1
C.第30min时的瞬时速率小于第70min时的瞬时速率
D.过氧化氢酶对H2O2分解也有催化作用
【答案】C
【解析】A项,标况下224mL氧气的物质的量为0.01mol,根据方程式可知生成0.01mol氧气消耗0.02molH2O2,Δc(H2O2)==0.40mol/L,所以a=0.80-0.40=0.40,故A正确;B项,40~60min内Δc(H2O2)=0.20mol/L-0.10mol/L=0.10mol/L,消耗H2O2的平均速率为=0.0050mol·L-1·min-1,故B正确;C项,随着反应的进行H2O2的浓度越来越小,浓度越小反应速率越慢,所以第30min时的瞬时速率大于第70min时的瞬时速率,故C错误;D项,过氧化氢酶的作用就是催化过氧化氢分解生成氧气和水,故D正确;故选C。
12.在不同条件下进行过氧化氢分解实验,有关数据如下。四组实验中,收集相同体积(折算成标准状况)的氧气,所需时间最短的一组是( )
组别
实验条件
A
B
C
D
过氧化氢溶液体积/mL
10
10
10
10
过氧化氢溶液质量分数
6%
6%
3%
6%
温度/℃
20
40
40
40
MnO2质量/g
0.05
0.05
0.05
0
【答案】B
【解析】根据影响化学反应速率的外界因素,表中B项中的浓度较大、温度较高,且使用了催化剂,速率最快,所需的时间最短,故选B。
13.一定温度下,在2L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,10s达到平衡。下列描述不正确的是( )
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)
B.t1时,Z和X的浓度相等,v(正)>v(逆)
C.X的物质的量不再随时间的变化而变化,此时正、逆反应速率相等,但不为零
D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)2Z(g)
【答案】A
【解析】根据图示可知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,说明X和Y是反应物、Z是生成物,参加反应的△n(X)=(1.20-0.41)mol=0.79mol、△n(Z)=(1.58-0)mol=1.58mol、△n(Y)=(1.00-0.21)mol=0.79mol,同一反应同一时间段内参加反应的各物质的物质的量之比等于其化学计量数之比,所以X、Y、Z的计量数之比为0.79mol:0.79mol:1.58mol=1:1:2,则该反应方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)。A项,反应开始到10s,用Z表示的反应速率为=0.079mol/(L·s),A错误;B项,t1时,Z和X的浓度相等,但反应没有达到平衡状态,反应向正反应方向进行,因此v(正)>v(逆),B正确;C项,X的物质的量不再随时间的变化而变化,反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等,但不为零,C正确;D项,根据以上分析可知其反应方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),D正确;故选A。
14.向一个绝热恒容密闭容器中通入CO(g)和H2O(g)一定条件下使反应CO(g)+H2O(g)CO2(g) +H(g)达到平衡时,正反应速率随时间变化的曲线如图所示,由图可以得出的正确结论是( )
A.反应在a,b点均未建立平衡,c点恰好达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.时,CO的转化率a~b段小于b~c段
D.反应过程中压强始终保持不变
【答案】A
【解析】A项,由图可知,c点之前,正反应速率增大,反应向正反应进行,未达平衡,c点恰好达到平衡状态,A正确;B项,由正反应速率变化曲线可知,a点的速率小于b点,但开始时通入CO(g)和H2O(g),反应由正反应方向开始,故a点反应物的浓度大于b点,B错误;C项,时,随着反应的进行浓度减小反应速率减小,故CO的转化率a~b段大于b~c段,C错误;D项,反应在绝热恒容密闭容器中,反应时有热量变化,根据阿伏加德罗定律,反应过程中压强与温度成正比,故压强发生变化,D错误;故选A。
15. T ℃时,在恒容的密闭容器中通入一定量的NO和CO,发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g);测得NO和CO的浓度如表:
时间/s
0
2
4
6
c/mol·L-1
NO
1.00
0.25
0.10
0.10
CO
3.60
2.85
2.70
2.70
下列说法中,正确的是( )
A.0~2 s内,用NO表示的平均速率为0.125 mol·L-1·s-1
B.若使用催化剂,2 s时的c(NO)将大于0.25 mol·L-1
C.若升高温度,反应达到平衡的时间将缩短
D.4 s时,反应恰好达到该条件下的最大限度,且气体压强不再变化
【答案】C
【解析】A项,0~2s内,用NO表示的平均速率为mol·L‾1·s‾1,A项错误;B项,使用催化剂,反应速率加快,NO为反应物,则2s时的c(NO)将小于0.25mol/L,B项错误;C项,升高温度,反应速率加快,则反应到达平衡的时间将缩短,C项正确;D项,由图示数据知,4s时反应物的浓度不在改变,达到了平衡状态,则反应达到该条件下的最大限度,但不能说明恰好此刻达到,D项错误;故选C。
16.恒温恒压下,在起始容积为l0L的密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g) 3C(g)
n/mol
t/min
n(A)
n(B)
n(C)
0
2.0
3.2
0
5
2.4
10
1.8
反应过程中的部分数据如上表。下列说法正确的是( )
A.容器内气体密度不变,标志着反应已达到平衡状态
B.5~10min内,用C表示的平均反应速率为0.012mol•L-1•min-1
C.5min时,A的物质的量浓度为1.6mol•L-1
D.反应达到平衡后充入少量氦气(不参与反应),正反应速率减小,逆反应速率增大
【答案】B
【解析】A项,该反应反应物生成物均为气体,反应前后气体的质量不变,容器气体恒定,因此密度是恒定的,密度不变不能说明反应达到平衡状态,故A错误;B项,由表中数据可知,5min时消耗B的物质的量为(3.2-2.4)mol=0.8mol,则产生的C的物质的量为1.2mol,5~10min内,用C表示的平均反应速率 ,故B正确;C项,由表中数据可知,5min时消耗B的物质的量为0.8mol,则消耗A的物质的量为0.4mol,此时A的物质的量浓度为,故C错误;D项,反应达到平衡后充入少量氦气,各组分浓度不变,反应速率不变,故D错误;故选B。
17.一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。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
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
下列说法正确的是( )
A.0~5 min用A表示的平均反应速率为0.09 mol·L−1·min−1
B.容器内压强不变,说明反应已达到平衡状态
C.平衡状态时c(C)=0.6 mol·L−1且不再发生变化
D.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【解析】A项,根据三段式一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生反应,则:
A(g)+2B(g)3C(g)
起始量(mol) 2.0 2.4 0
0-5min变化量(mol)0.3 0.6 0.9
剩余量(mol) 0.7 1.8 0.9
0~5min用A表示的平均反应速率为v==0.03 mol·L−1·min−1,故A错误;B项,因为反应A(g)+2B(g)3C(g),两边计量数相等,所以容器内压强始终不变,所以不能说明反应已达到平衡状态,故B错误;C项,根据三段式一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生反应
A(g)+2B(g)3C(g)
起始量(mol) 2.0 2.4 0
0-10min变化量(mol) 0.4 0.8 1.2
0-15min变化量(mol) 1.6 1.8 1.2
剩余量(mol) 1.6 1.8 1.2
10min时化学反应已经达到平衡了,平衡状态时c(C)==0.6mol/L,故C正确;
D项,升高温度,正逆反应速率均增大,故D错误;故选C。
18.在2 L的恒容密闭容器中,加入1 mol X和3 mol Y,在一定条件下发生如下反应:X(s)+3Y(g) 2Z(g) △H=-a kJ·mol-1 (a>0),3 s后生成1.2 mol Z。下列说法不正确的是( )
A.达到化学平衡状态时,正反应速率大于零
B.混合气体的密度不变时,反应达到化学平衡状态
C.0~3 s,Y的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
D.充分反应后,放出的热量为a kJ
【答案】D
【解析】A项,可逆反应为动态平衡,A项正确;B项,该反应前后的质量发变化,故混合气体的密度不变时,反应达到平衡状态,B项正确;C项,0~3s的Z的化学反应速率为1.2mol/2L/3s=0.2mol•L-1•s-1,结合速率之比等于系数之比,故Y的化学反应速率为0.3mol•L-1•s-1,C项正确;D项,可逆反应的反应物不能完全转化为生成物,所以,1 mol X 和 3 mol Y 充分反应,放出的热量一定小于a kJ,D项正确。
19.已知反应:2 Na2SO3+O2=2 Na2SO4。在时,溶液中Na2SO3初始量为,每记录一次溶解氧浓度,一段时间后实验结果如下图所示。则下列说法正确的是( )
A.反应过程中,钠离子的物质的量不断减少
B.升高温度,该反应的反应速率一定加快
C.内溶解氧浓度变化为
D.内中Na2SO3的平均反应速率为
【答案】D
【解析】A项,由反应:2 Na2SO3+O2=2 Na2SO4,钠离子的物质的量不变,故A错误;B项,升高温度氧气的溶解度减小,溶解氧浓度减小,反应速率减慢,故B错误;C项,由图知内溶解氧从9.60mg/L降低至1.60mg/L,浓度变化为,故C错误;D项,由C项可知,内溶解氧的平均反应速率为,由速率之比等于系数比,则,故D正确;故选D。
20.在恒温恒容条件下,发生反应2A(g)+xB(g) 2C(g),反应体系中某物质的浓度c随时间的变化如图中曲线甲、乙所示,已知x为整数。下列说法正确的是( )
A.x=3
B.曲线乙表示的是物质A在反应进程中的浓度变化
C.10~30min内v(C)=0.05mol·L-1·min-1
D.c点对应物质的浓度与d点对应物质的浓度相等
【答案】A
【解析】随着反应进行,c(A)、c(B)都减小,c(C)增加,则乙表示c(C)的变化,2A(g)+xB(g) 2C(g),则,浓度变化量之比等于化学计量数之比,60min时,,,可知,则甲一定不是,c(A),那么甲为c(B),,解得:x=3。A项,x=3,A正确;B项,由分析可知曲线乙表示的是物质C在反应进程中的浓度变化,B错误;C项,10~30min内,,,,则,C错误;D项,由图可知c对应物质的浓度为1.6 mol·L-1,d点对应物质的浓度为0.6 mol·L-1,D错误;故选A。
21.对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间
水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4、含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是( )
A.在0~20 min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
【答案】D
【解析】在0~20 min内,Ⅰ中M的分解速率为=0.015 mol·L-1·min-1,A正确;根据实验Ⅰ、Ⅱ数据对比可判断水样酸性越强,M的分解速率越快,B正确;在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率是×100%=75%,Ⅱ中M的分解百分率是×100%=60%,C正确;Ⅰ、Ⅳ中pH也不同,D错误。
22.t℃时,在一个体积为2L密闭容器中加入反应物A、B,发生如下反应:A(s)+2B(g) 3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示,下列说法正确的是( )
物质
起始
2分钟
4分钟
6分钟
A
2mol
1.2mol
B
6mol
3.0mol
C
0mol
4.5mol
A.前2分钟内,A的反应速率为0.2mol/(L•min)
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.4分钟时,反应已达到平衡状态
D.混合气体的压强不变,不能说明该反应达到了化学平衡状态
【答案】C
【解析】A项,A为固体,浓度始终是一个常数,故不能用A来表示该反应的速率,故A错误;B项,升高温度,正、逆反应的速率都会增大,故B错误;C项,4分钟时,用三段法可得:
C物质的量为4.5mol,与6分钟时C物质的量相同,即4分钟时反应达到平衡状态,故C正确;D项,从反应的化学方程式来看,反应前后气体物质的量发生变化,则混合气体压强不变,能说明反应达到平衡状态,故D错误。故选C。
23.一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+3B(g)2C(g)。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
1.0
2.4
0
5
1.2
10
0.3
15
0.3
下列说法正确的是( )
A.5~10min内,用B表示的平均反应速率为0.06mol/(L·min)
B.当3υ正(B)=2υ逆(C)时,说明反应已达到平衡状态
C.反应达到平衡状态时,A的转化率为70%
D.反应达到平衡后充入少量氦气(不参与反应),正、逆反应速率均增大
【答案】C
【解析】A项,由表中数据可知,5min时,剩余B的物质的量为(2.4-1.2÷2×3)mol=0.6mol,则5~10min内,消耗B的物质的量为(0.6-0.3)mol=0.3mol,故用B表示的平均反应速率为v(B)=△n(B)÷V÷△t=(0.3mol÷2L÷5min)=0.03 mol/(L·min),A项错误;B项,反应已达到平衡状态时,应存在2υ正(B)=3υ逆(C),B项错误;C项,由表中数据可知,10min时,A的物质的量为0.3mol,而15min时,A的物质的量还是0.3min,说明在10min时反应已达到平衡状态,则A消耗了1mol-0.3mol=0.7mol,则A的转化率为0.7mol÷1mol×100%=70%,C项正确;D项,反应达到平衡后充入少量氦气(不参与反应),各组分浓度不变,正、逆反应速率均不变,D项错误;故选C。
24.T℃时,在恒容的密闭容器中通入一定量的NO和CO,发生反应:2NO+2CO2CO2+N2;测得NO和CO的浓度如下表:
时间/s
0
2
4
6
c/mol·L‾1
NO
1.00
0.25
0.10
0.10
CO
3.60
2.85
2.70
2.70
下列说法中,正确的是( )
A.0~2s内,用NO表示的平均速率为0.125mol·L‾1·s‾1
B.若使用催化剂,2s时的c(NO)将大于0.25mol/L
C.若升高温度,反应到达平衡的时间将缩短
D.4s时,反应恰好达到该条件下的最大限度
【答案】C
【解析】A项,0~2s内,用NO表示的平均速率为mol·L‾1·s‾1,故A错误;B项,使用催化剂,反应速率加快,NO为反应物,则2s时的c(NO)将小于0.25mol/L,故B错误;C项,升高温度,反应速率加快,则反应到达平衡的时间将缩短,故C正确;D项,由图示数据知,4s时反应物的浓度不在改变,达到了平衡状态,则反应达到到该条件下的最大限度,但不能说明恰好此刻达到,故D错误。故选C。
25.实验室中模拟合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3在恒容密闭容器中,初始投入量相等的条件下,得到三组实验数据如表所示:
实验序号
温度(℃)
H2浓度(mol/L)
0min
10min
20min
30min
40min
50min
60min
1
300
2.00
1.70
1.50
1.36
1.25
1.20
1.20
2
300
2.00
1.50
1.28
1.20
1.20
1.20
1.20
3
200
2.00
1.60
1.39
1.29
1.27
1.27
1.27
下列有关说法不正确的是( )
A.NH3的质量分数不再改变能说明该可逆反应达到化学平衡状态
B.实验2中,前20min内以N2的浓度变化表示的化学反应速率为0.012mol•L-1•min-1
C.实验1中20~30min时间段平均反应速率较40~50min时间段内平均反应速率快的主要原因是反应物浓度大,反应速率快
D.实验3中,40min时向容器中充入一定量He,则正反应速率v正不变,氨气的体积分数不变
【答案】D
【解析】A项,氨气的质量分数不变可以说明反应到平衡,A正确;B项,实验2中,前20min内以氢气N2的浓度变化表示的化学反应速率为 mol•L-1•min-1,N2的浓度变化表示的化学反应速率为0.012mol•L-1•min-1,B正确;C项,随着反应进行反应物浓度逐渐减小,所以反应速率逐渐减慢,C正确;D项,恒容容器中通入氦气,反应速率不变,因为气体总量增加,氨气的体积分数减小,D错误;故选D。
二、非选择题
26.一定条件下,H2O2在水溶液中发生分解反应:2H2O22H2O+O2↑。反应过程中,测得不同时间H2O2的物质的量浓度如下表:
t/min
0
20
40
60
80
c(H2O2)/mol·Lˉ1
0.80
0.40
0.20
0.10
0.05
(1) H2O2的分解反应 氧化还原反应(填“是”或“不是”)。
(2) 该分解反应0~20 min的平均反应速率ν(H2O2)为 mol·Lˉ1·minˉ1。
(3) 如果反应所用的H2O2溶液为100 mL,则0~80 min共产生O2 g。
【答案】(1) 是 (2) 0.02 (3) 1.28
【解析】(1)过氧化氢分解生成水和氧气,2H2O2=2H2O+O2,依据氧元素化合价发生变化判断为氧化还原反应。
(2)该反应0─20min的平均反应速率v(H2O2)==0.02mol/(L•min);
(3)如果反应所用的H2O2溶液为100mL,溶质物质的量=0.1L×0.80mol/L=0.08mol,由化学方程式定量关系可知共产生O2,0.04mol,质量=0.04mol×32g/mol=1.28g。
27.某温度时,在2L恒容密闭容器中,发生反应2M(g)+N(g)2R(g),A、B气体的物质的量随时间变化的曲线如图1,回答下列问题:
(1)B为_______(填“M”“N”或“R”)。
(2)Q点时,正、逆反应速率的大小关系为_______(填“>”“ 0.33 (3)0.075 (4) 60% 减慢
(5) 放热 反应物的物质的量的浓度降低
【解析】(1)根据图示,反应达到平衡状态,A物质的量增加,A是反应物,A的变化量为0.6mol,B的物质的量减小,B是生成物,B的变化量为0.3mol,A、B的变化量比为2:1,B为N;(2)Q点时,N物质的量减少,反应正向进行,正、逆反应速率的大小关系为>,假设Q点R的物质的量为x,则0.5-,x=0.33mol;(3)内,R的变化量为0.6mol,则M的变化量为0.6mol,该反应的平均反应速率。(4)反应达到平衡消耗0.3molN,平衡时N的转化率为;降低温度,反应速率一定减慢,若降低温度,则该反应的正反应速率减慢。(5)①由图可推知,t1→t2反应速率加快,可知反应体系的温度升高,该反应是放热反应。②t2后M、N浓度降低,所以反应速率降低。
28.在容积为2L的恒温密闭容器中,充入一定量的反应物发生化学反应,各物质(B为固体,其余物质均为气体)的含量随时间的变化如图所示,请回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为:_______,内用D表示化学反应速率_______,A的转化率为_______。
(2)用同一物质表示化学反应速率,则的化学反应速率与的化学反应速率相比较:_______(填“>”、“=”或“”、“=”或“
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