第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题 (含解析)高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1.下列有关化学反应速率说法正确的是
A.在一恒温恒容的密闭容器中,发生的催化氧化反应,充入He,压强增大,反应速率不变
B.0.1mol/L的溶液与0.3mol/L的KSCN溶液等体积混合,加入适量的氯化钠溶液,不影响化学反应速率
C.合成的反应是一个分子总数减小反应,增大压强,正反应速率加快,逆反应速率减慢,平衡正向移动
D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,增大硫酸的浓度一定可以加快产生氢气的速率
2.近年来,全球丙烯需求快速增长,研究丙烷制丙烯有着重要的意义。用丙烷直接催化脱氢容易造成积碳,降低催化剂的稳定性,该反应在不同压强(0.1MPa、0.01MPa)下,丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化的关系如图(a)所示;科学家最新研究用氧化脱氢,机理如图(b)所示。下列说法错误的是
A.丙烷直接催化脱氢的反应条件:高温低压
B.A点的平衡常数
C.与直接脱氢相比,用氧化脱氢制丙烯的优点之一是消除积碳
D.直接脱氢与氧化脱氢制得等量的丙烯转移电子数相同
3.以铜、铬的氧化物为催化剂,用HCl制的原理为 ,下列说法正确的是
A.平衡时,将生成的水蒸气除去,有利于提高HCl的转化率
B.因为,所以该反应一定不能自发进行
C.恒压容器中,反应达到平衡后通入惰性气体,平衡不移动
D.平衡时,其他条件不变,增大催化剂用量,反应的平衡常数将变大
4.对于反应A(g)+3B(g) 2C(g)+D(s),下列为4种不同情况下测得的反应速率,表明该反应进行最快的是
A.v(A)=0.15 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.6 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.5 mol·L-1·s-1 D.v(C)=6.0 mol·L-1·min-1
5.图1表示:以相同的滴速分别向同体积的蒸馏水和溶液中滴入溶液,氯离子浓度随氯化钠加入量的变化关系。图2表示:溶液中氯离子浓度随温度变化关系。结合信息,下列推断合理的是
已知:溶液中存在平衡①:(蓝色)溶液呈绿色,溶液中存在平衡②:
A.平衡①的存在是图1中两条曲线没有重合的主要原因
B.由图2可知平衡②为放热反应
C.平衡②是无水硫酸铜粉末和硫酸铜溶液颜色不同的原因
D.溶液加水稀释,平衡②溶液逐渐变为蓝色
6.对于反应 ,下列说法正确的是
A.反应的
B.反应的平衡常数可表示为
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变
D.升温、加压和使用催化剂能增大SO3的生成速率
7.判断下列反应的熵值增加的是
A.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)
B.H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)
C.(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g)
D.Cu(s)+Cl2(g)═CuCl2(s)
8.化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法不能达到目的的是
选项 操作或做法 目的
A 将装有NO2的注射器的活塞往外拉 探究压强对平衡移动的影响
B 常温下将铁丝插入浓硫酸中 制备SO2
C 向溶有液溴的溴苯中加入足量NaOH溶液,振荡,静置后分液 提纯溴苯
D 实验结束,将剩余白磷固体放回原试剂瓶 防止白磷自燃
A.A B.B C.C D.D
9.下列说法正确的是
A.水凝结成冰的过程
B.溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
C.△H<0的化学反应都是自发进行的反应
D.发生离子反应的条件之一是生成气体,此过程△S>0
10.在恒温恒容条件下,可逆反应达到化学平衡状态的标志是
A.
B.、、不再发生变化
C.
D.气体的密度不再发生变化
11.下列各反应达到化学平衡后,增大压强或降低温度,都能使化学平衡向正反应方向移动的是( )
A.C(s) + CO2(g)2CO(g) (正反应为吸热反应)
B.3O2(g)2O3(g)(正反应为吸热反应)
C.CO(g) + NO2(g)CO2(g)+NO(g) (正反应为放热反应)
D.N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应)
12.在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g) 2XY(g) ΔH<0,达到甲平衡,在仅改变某一条件后达到乙平衡,对改变的条件下列分析正确的是
A.图I是增大反应物的浓度 B.图Ⅱ一定是加入催化剂的变化情况
C.图Ⅲ是增大压强 D.图Ⅲ是升高温度
13.利用反应I2O5(s)+5CO(g)I2(s)+5CO2(g)可消除CO污染。不同温度下,向装有足量I2O5的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2的体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.T2时,0~0.5min,v(CO)=0.6mol L-1 min-1
B.b、d两点均已达平衡状态,反应速率相等
C.c点时,逆反应速率大于正反应速率
D.在T1下达到平衡时,平衡常数Kc等于4
14.下列事实与解释或结论不相符的是
选项 事实 解释或结论
A 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 苯分子中含有大π键而没有碳碳双键,大π键稳定性较强
B 是极性分子 中只含有极性键
C 键角: 水分子中O的孤电子对数比氨分子中N的多
D 取2mL 0.5 溶液于试管中,进行加热,发现溶液颜色变为黄绿色;后将试管置于冷水中,溶液颜色又由黄绿色转变为蓝绿色 溶液中存在以下平衡: ,在其他条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,降低温度,平衡向放热反应方向移动
A.A B.B C.C D.D
15.反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应速率最快的是
A.v(A)=0.0025mol L-1 s-l B.v(B)=0.01mol L-1min-1
C.v(C)=0.25mol L-1min-1 D.v(D)=0.05mol L-1min-1
二、填空题
16.一定条件下测得反应2HCl(g)+O2(g) Cl2(g)+H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下:
t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/10-3 mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2
计算2.0~6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min-1为单位,写出计算过程)___________
17.红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工原料,工业上用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应:4FeO(s)+Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g)
请回答下列问题:
(1)请写出上述反应的化学平衡常数表达式:K=_______。
(2)此反应的lnK随着的增大而增大,则反应的ΔH_______0(填“>”或“<”)。
(3)在一容积固定的密闭容器中加入一定量的反应物发生上述反应。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了条件,试判断t8时改变的条件可能是:_______。
②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线。_________
(4)Cr2O3为重要铬系产品,我国科学家采用Cr2O3(SG)和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。CO2和H2在催化剂Cr2O3(SG)表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在H-SAPO-34作用下产生乙烯、丙烯示意图如图。
①吸附态用*表示,CO2→甲氧基(H3CO )过程中,_______的生成是决速步骤(填化学式)。
②H-SAPO-34具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm),笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。从结构角度推测、短链烯烃选择性提高的原因是_______。
18.日常生活中的下列做法,与调控反应速率有关的是___________(填序号),请利用本节所学知识进行解释_____________。
①食品抽真空包装 ②在铁制品表面刷油漆 ③向门窗合页里注油 ④用冰箱冷藏食物
19.氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一、德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。在恒容密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ,回答下列问题。
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是_______;N2和H2的转化率比是_______。
(2)其它条件不变,升高平衡体系的温度,V逆_______,混合气体的密度_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)随着起始投料比 的增大, N2的平衡转化率将_______,H2的平衡转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”) 。
(4)若在恒温恒压下的平衡体系中,充入氩气,上述平衡将_______(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
20.某温度下,在2 L恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。回答下列问题:
(1)2min内,气体Z的平均反应速率为_______;平衡时,气体Y的体积分数为_______%。
(2)该反应的化学方程式可以表示为_______。
(3)1 min时,_______(填“>”或“<”或“=”,下同);2 min时,_______。
(4)反应达到平衡状态后,向容器中通入氩气,气体X的化学反应速率不变的原因是_______。
(5)若X、Y、Z均为气体(容器体积不变),下列能说明反应已达平衡的是_______(填字母)。
a.X、Y、Z三种气体的物质的量相等 b.混合气体的密度不随时间变化
c.容器内气体压强不变 d.反应速率
21.完成下列问题。
(1)在T1时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0,反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如下图所示。
①当=2时,经过5min达到平衡,CO的转化率为0.6,则该反应的化学平衡常数K=_______(保留一位小数)。
②当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图象中的_____(填“D”“E”或“F”)点。
(2)另一科研小组控制起始时容器中只有amol/LCO和bmol/LH2,测得平衡时混合气体中CH3OH的物质的量分数[φ(CH3OH)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图2所示。
③若恒温(T1)恒容条件下,起始时,测得平衡时混合气体的压强为,则时该反应的压强平衡常数=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用含的代数式表示)。
④若在温度为、压强为的条件下向密闭容器中加入CO、H2、CH3OH气体的物质的量之比为2∶1∶2,则反应开始时_______(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
22.化学科学家采用丙烯歧化法制取乙烯和丁烯的反应原理为2C3H6(g)C2H4(g)+C4H8(g) H。回答下列问题:
(1)向恒温恒容反应器中加入一定量的C3H6,生成C2H4的物质的量与时间的关系如表所示:
反应时间/min 0 5 10 15 20 25
C2H4的物质的量/mol 0 0.8 1.2 1.5 a 1.5
①a=_______,p初始:p5min=_______。
②其他条件不变,若缩小反应器的体积,则C3H6转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)将2 mol C3H6置于体积为1 L的恒容反应器中,反应进行15min时丙烯的转化率与温度的关系如图所示:
①N点_______(填“有”或“没有”)达到平衡状态,原因是_______。
②M→N过程中C3H6转化率升高的原因是_______。
③T3时Kc=_______,若其他条件不变,往反应器中再加入2 mol C3H6,反应重新达到平衡时混合体系中乙烯的体积分数为_______。
23.同学们测定和探究影响反应速率的因素,设计了如下系列实验。
Ⅰ.甲同学测定室温下H2C2O4溶液与用硫酸酸化的KMnO4溶液的反应速率。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时。该小组设计了如下的方案。
H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液
浓度/mol·L-1 体积/mL 浓度/mol·L-1 体积/mL
0.50 6.0 0.020 4.0
(1)写出H2C2O4与KMnO4(H+)反应的离子反应方程式:___________
(2)该实验是通过测定___________来计算反应速率。
(3)实验测得反应所用的时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=___________。
(4)该小组发现室温下反应速率走势如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:___________,若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择的试剂最合理的是___________(填序号)。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.稀硫酸 D.二氯化锰
Ⅱ.乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验:
实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3浓度 稀硫酸 H2O
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0
② 40 V1 0.10 V2 0.50 V3
③ 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5
(5)该实验①、②可探究___________对反应速率的影响,因此V1和V3分别是___________、___________。实验①、③可探究硫酸浓度对反应速率的影响,因此V5=___________。
(6)硫代硫酸钠与稀硫酸反应离子反应方程式:___________。
【参考答案】
一、选择题
1.A
解析:A.SO2的催化氧化反应为2SO2+O22SO3,恒温恒容下,充入He,虽然压强增大,但SO2、O2、SO3浓度不变,因此反应速率不变,故A正确;
B.FeCl3与KSCN溶液反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入适量的氯化钠溶液,相当于对原溶液加水稀释,微粒浓度降低,反应速率减缓,故B错误;
C.合成氨:N2+3H22NH3,增大压强,正逆反应速率都增大,故C错误;
D.如果硫酸为浓硫酸,铁片与浓硫酸反应生成SO2,或铁片与浓硫酸发生钝化反应,故D错误;
答案为A。
2.B
解析:A.由图一可知升高温度平衡转化率增大,说明平衡正移,,根据反应特点,反应条件:高温低压,A正确;
B.在温度不变时,加压,化学平衡逆向移动,的物质的量分数增大,所以A点表示0.1MPa、556℃时平衡时的物质的量分数,则、平衡时物质的量分数均为25%,,B错误;
C.可以和C反应生成CO,用氧化脱氢制丙烯可以消除积碳,C正确;
D.直接脱氢生成1个丙烯C3H6转移2个电子,氧化脱氢生成丙烯和CO也转移2个电子,则两者制得等量的丙烯转移电子数相同,D正确;
故选:B。
3.A
解析:A.平衡时将生成的水蒸气除去,产物的浓度下降,化学平衡正向移动,有助于提高HCl的转化率,A正确;
B.反应能否自发进行的评判依据为ΔH-TΔS是否小于0,该反应中ΔS<0,ΔH<0,反应在低温条件下可自发进行,B错误;
C.恒压容器中,反应达到平衡后通入惰性气体,容器体积增大,相当于减小压强,化学平衡逆向移动,C错误;
D.催化剂的使用对化学平衡常数没有影响,D错误;
故答案选A。
4.C
【分析】利用归一法将各物质的反应速率转化为同一种物质的反应速率,数值大的反应速率快。
解析:将反应速率均用A表示为:
v(A)=0.15 mol·L-1·s-1;
v(A)=v(B)=0.2 mol·L-1·s-1;
v(A)= v(C)= 0.25mol·L-1·s-1;
v(C)=6.0 mol·L-1·min-1=0.1mol·L-1·s-1,v(A)= v(C)= 0.05mol·L-1·s-1;
则反应速率大小关系为:C>B>A>D;
故答案选C。
5.D
解析:A.以相同的滴加速度滴加相同浓度的NaCl溶液,CuSO4溶液中Cl-浓度增加的慢,是由于发生反应,消耗了Cl-,A错误;
B.由图2可知:升高温度,CuCl2溶液中氯离子浓度降低,说明升高温度,化学平衡正向移动;根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应为吸热反应,B错误;
C.无水硫酸铜粉末是白色固体,当固体溶于水时,与水发生反应产生[Cu(H2O)4]2+,使溶液显蓝色,因此平衡的存在导致无水硫酸铜粉末和硫酸铜溶液显示不同的颜色,C错误;
D.CuCl2溶液呈绿色,加水稀释,的平衡逆向移动,[Cu(H2O)4]2+的浓度增大,溶液会逐渐变为蓝色,D正确;
故答案选D。
6.D
解析:A.反应物气体的计量系数和为3,生成物的气体计量系数为2,则该反应为熵减反应,反应的<0,A项错误;
B.反应的平衡常数表达式为,B项错误;
C.催化剂只改变反应的活化能对于反应的焓变无影响,C项错误;
D.升高温度、增大压强、使用催化剂都可加快SO3的反应速率,D项正确;
答案选D。
7.C
解析:A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)为气体体积减小的反应,属于熵值减小的反应,A错误;
B.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)前后气体体积不变,熵变为0,B错误;
C.(NH4)2 CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g),反应前没有气体,反应后生成气体,为熵值增加的反应,C正确;
D.Cu(s)+Cl2(g)=CuCl2(s),反应前有气体,反应后没有气体,属于熵值减小的反应,D错误;答案选C。
8.B
解析:A.往外拉P减小,瞬间颜色变浅,平衡移动有利于产生NO2,所以可以再次观察到气体颜色略加深,A项能达到实验目的;
B.铁和浓硫酸常温发生钝化形成致密的氧化膜而无法再进行反应,不能制备SO2,B项不能达到实验目的;
C.液溴和NaOH反应形成溶于水的物质,而溴苯不溶于水,最终进行分液分离,C项能达到实验目的;
D.白磷在空气中易自燃而引起事故,需 将其放回原瓶后续统一处理,D项能达到实验目的;
故选B。
9.D
解析:A.水凝结成冰放热,,A错误;
B.吸热过程、放热过程均可能自发,能溶于水,虽然吸热,但是熵增,没有借助外力,说明溶于水是自发过程,B错误;
C.一个反应是否自发要结合、判断,不能单独通过△H<0就确定它能自发进行,C错误;
D.发生离子反应生成气体说明气体分子数增多,熵增,即>0,D正确;
答案选D。
10.B
解析:A.用不同物质表示平衡状态时的速率关系,必须满足两个要求:一是要同时包括正、逆速率,二是速率之比等于计量数之比。该反应平衡时用、速率表示时,应有,A错误;
B.可逆反应平衡状态特征之一是各物质浓度保持不变,B正确;
C.各物质浓度之比等于计量数之比,不代表各物质浓度保持不变,不能证明平衡状态,C错误;
D.反应体系各物质都是气体,在恒容条件下发生反应,根据质量守恒定律与得混合气体密度在反应过程恒定不变,不能说明何时达到平衡状态,D错误;
故选B。
11.D
解析:A.C(s) + CO2(g)2CO(g) (正反应为吸热反应),增大压强,平衡逆向移动,降低温度,平衡逆向移动,A不符合题意;
B.3O2(g)2O3(g)(正反应为吸热反应),增大压强,平衡正向移动,降低温度,平衡逆向移动,B不符合题意;
C.CO(g) + NO2(g)CO2(g)+NO(g) (正反应为放热反应),增大压强,平衡不移动,降低温度,平衡正向移动,C不符合题意;
D.N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应),增大压强,平衡正向移动,降低温度,平衡正向移动,D符合题意。
答案选D。
12.D
解析:A.图I在某一时刻正逆反应速率都增大,若只是增大反应物的浓度,只有正反应速率增大,逆反应速率不变,A错误;
B.图Ⅱ正逆速率都增大,但增大程度相同,可能是增大压强或加入催化剂的变化情况,因为该反应是前后气体分子数相同的反应,增大压强,正逆速率都增大,但仍相等,平衡不移动,B错误;
C.图Ⅲ改变条件速率增大,但平衡逆向移动,可能是升温,该反应是气体前后分子数相同的反应,故增大压强,正逆反应速率都增大,但平衡不移动,C错误;
D.图Ⅲ改变条件速率增大,但平衡逆向移动,可能是升温,D正确;
故选D。
13.A
解析:A.T2时,0~0.5min,由于只有CO2和CO是气体,假设生成了amol的CO2,根据碳原子守恒,CO2的体积分数为=0.3,a=0.6,=0.6mol L-1 min-1,A正确;
B.b、d两点均已达平衡状态,因为先拐先平衡,速率快,T1<T2,温度越高反应速率越快,反应速率不相等,B错误;
C.c点时,还没达到反应平衡,平衡正向移动,逆反应速率小于正反应速率,C错误;
D.T1时,b点达到平衡,假设生成了x mol的CO2,故CO2的体积分数为=0.8,a=1.6,c(CO)== 0.8mol L-1,c(CO)== 0.2mol L-1,Kc=,D错误;
答案选A。
14.B
解析:A.苯分子中含有大π键而没有碳碳双键,大π键稳定性较强,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故A正确;
B.是极性分子,其中含有极性键H-O键和非极性键O-O键,故B错误;
C.H2O和NH3的中心原子O和N都是sp3杂化,杂化轨道都是正四面体构型,但孤电子对间的排斥力比成键电子对间的排斥力大,且孤电子对越多,斥力越大,键角被压缩得越小,而H2O有两对孤电子对,NH3有一对孤电子对,所以H2O的键角比NH3的键角
小,故C正确;
D.溶液中存在以下平衡: ,该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,转化为,溶液颜色变为黄绿色;降低温度,平衡逆向移动,转化为,溶液颜色又由黄绿色转变为蓝绿色,故D正确;
故选B。
15.A
【分析】根据化学反应速率之比等于化学计量系数之比进行比较。
解析:A.v(A)=0.0025mol L-1 s-l;则v(B)=3v(A)=0.0075mol L-1 s-l=0.45mol L-1min-1;
B.v(B)=0.01mol L-1min-1;
C.v(C)=0.25mol L-1min-1;则v(B)=v(C)=0.375mol L-1min-1;
D.v(D)=0.05mol L-1min-1;则v(B)=3v(D)=0.15mol L-1min-1;
所以A中反应速率最快;
故答案选A。
【点睛】本题考查化学反应速率,把握化学计量数与反应速率的关系为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意速率单位统一及转化法的应用。
二、填空题
16.8×10-3 mol·min-1
解析:各物质的反应速率之比等于化学计量系数之比,故v(HCl)=2v(Cl2)=。
17.(1)
(2)<
(3) 使用了催化剂
(4) HCOO 短链烯烃可顺利从H-SAPO-34催化剂笼口八环孔脱离
解析:(1)FeO、Cr2O3、Na2CO3、Na2CrO4、Fe2O3均为固体,所以该反应的平衡常数的表达式为K=;
(2)lnK随着的增大而增大,则平衡常数K随T增大而减小,即升高温度平衡逆向移动,所以该反应为放热反应,ΔH<0;
(3)①t8时刻改变条件后平衡不移动,该反应前后气体系数之和不相等,所以改变的条件应是使用了催化剂;
②t4时降压,则逆反应速率瞬间减小,该反应为气体系数之和减小的反应,平衡正向移动,所以之后逆反应速率逐渐增大,直到t5时达到平衡,而t6时增大反应物的浓度,所以t5时刻到t6时刻逆反应速率相等,图像为;
(4)①活化能越大,反应速率越慢,慢反应决定整体反应速率,所以决速步骤为HCOO的生成;
②H-SAPO-34催化剂笼口八环孔的直径较小,短链烯烃可顺利从H-SAPO-34催化剂笼口八环孔脱离,所以选择性高。
18. ①②④ ①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意。
解析:①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意;
故①②④;①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意。
19.(1) 1∶3 1∶1
(2) 变大 不变
(3) 减小 增大
(4)逆向
解析:(1)加入的氮气和氢气的物质的量之比等于其化学计量数之比,无论反应到什么程度,用氮气和氢气表示的速率之比等于化学计量数之比,所以氮气和氢气的浓度之比始终是1:3,转化率之比1:1,故答案为:1:3;1:1;
(2)升高平衡体系的温度,正逆反应速率均增大,则V逆变大,该反应气体的总质量不变,在恒容密闭容器中进行,则气体体积也不变,混合气体的密度不变,故答案为:变大;不变;
(3)增大,平衡正向移动,但氮气的转化率减小,氢气的转化率增大,故答案为:减小;增大;
(4)在恒温恒压下的平衡体系中,充入氩气,气体体积增大,该反应的平衡逆向移动,故答案为:逆向。
20.(1) 0.05 50
(2)
(3) > <
(4)向容器中充入氩气,反应物浓度未发生改变
(5)cd
解析:(1)2min内,Z增加了0.2mol,则;平衡时气体的总物质的量为0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol,则气体Y的体积分数为,故答案为:0.05;50;
(2)X、Y在减小,Z从0开始增加,则X、Y是反应物,Z是生成物,Δn(X)=0.2mol,Δn(Y)=0.3mol,Δn(Z)=0.1mol,化学计量数之比等于物质的量变化之比,则该反应的化学方程式为,故答案为:;
(3)1 min时,反应正向进行,>;2min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,则<,故答案为:>;<;
(4)反应达到平衡状态后,向容器中通入氩气,增大体系压强,但反应物和生成物浓度不变,则气体X的化学反应速率不变,故答案为:向容器中充入氩气,反应物浓度未发生改变;
(5)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变;
a.X、Y、Z三种气体的物质的量相等时,正逆反应速率不一定相等,该反应不一定达到平衡状态,故a不符合题意;
b.气体的质量和容器体积恒定,则该反应的密度始终不变,因此当混合气体的密度不随时间变化时,不能说明反应达到平衡状态,故b不符合题意;
c.该反应是气体体积减小的反应,随着反应的进行压强发生变化,因此当容器内气体压强不变时,反应达到平衡状态,故c符合题意;
d. 时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故d符合题意;
故答案为:cd。
21.(1) 9.4 F
(2) <
解析:(1)①在T1时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,当=2时,起始CO、H2物质的量依次为1mol、2mol,列三段式
达到平衡时CO、H2、CH3OH的浓度依次为0.2mol/L、0.4mol/L、0.3mol/L,反应的平衡常数K===9.4;答案为:9.4。
②当=2时,即起始投料物质的量之比等于化学计量数之比时,达到平衡CH3OH(g)的体积分数最大;故当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数小于C点,为图象中的F点;答案为:F。
(2)③若恒温(T1)恒容条件下,起始时a:b=1:2,测得平衡时混合气体的压强为,根据图象可知,平衡时CH3OH的物质的量分数为40%,设转化CO物质的量浓度为xmol/L,列三段式
则=40%,解得x=,平衡时CO、H2、CH3OH物质的量浓度依次为mol/L、mol/L、mol/L,总物质的量浓度为mol/L,CO、H2、CH3OH物质的量分数依次为、、,CO、H2、CH3OH的分压依次为、、,则压强平衡常数Kp==;答案为:。
④若在温度为、压强为的条件下向密闭容器中加入CO、H2、CH3OH气体的物质的量之比为2∶1∶2,起始CO、H2、CH3OH的分压依次为、、,瞬时Qp==>,反应逆向进行,故反应开始时<;答案为:<。
22.5 1:1 不变 没有 在T2的条件下,温度偏低,反应速率较慢,没有达到平衡状态 温度升高,反应速率加快 20%
解析:(1)①15-25min,C2H4物质的量没有发生变化,反应达到平衡,故20min时,C2H4物质的量不变为1.5mol,;p初始=,p5min==,所以p初始:p5min=1:1;
②其他条件不变时若缩小反应容器体积,根据反应方程式可知反应前后气体分子数不变,故平衡不移动,C3H6转化率不变;
(2)①比较实线与虚线,N点反应没有达到平衡,原因是在T2的条件下,温度偏低,反应速率较慢,没有达到平衡状态;
②温度升高反应速率加快,反应时间一定时,温度越高,越衡状态,转化率越高;
③T3时刻达到平衡状态,且由图可知达到平衡转化率为40%,,;再加入2molC3H6,,,解得x=0.4,故体积分数为。
23. 溶液褪色所需时间 2×10-4mol/( L·s) 产物中的Mn2-对该反应有催化作用 B 温度 10.0 0 6.0
【分析】酸性KMnO4溶液呈紫色,反应中溶液紫色变浅并最终褪色, H2C2O4被酸性KMnO4氧化为CO2逸出,可结合电子守恒和原子守恒写出发生反应的化学方程式,并确定H2C2O4与KMnO4初始的物质的量比,探究影响反应速率因素时需要在相同条件下,只能改变其中一个影响因素,结合影响反应速率的因素分析即可。
解析:(1) H2C2O4与KMnO4(H+)反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳、水,则反应的离子方程式为: ,故答案为:。
(2) 反应中酸性KMnO4溶液紫色变浅并最终褪色,则该实验是通过测定溶液褪色所需时间来计算反应速率,故答案为:溶液褪色所需时间。
(3)实验中H2C2O4的物质的量为:0.50 mol·L-1×0.006L=0.003mol,KMnO4的物质的量为:0.020 mol·L-1×0.004L=0.00008mol,结合反应原理可知,H2C2O4过量,KMnO4完全反应,这段时间内平均反应速率v(KMnO4) =0.00008mol÷0.01L÷40s=2×10-4mol/( L·s),故答案为:2×10-4mol/( L·s)。
(4) 室温下,t1~t2时间内速率明显变快的主要原因可能是生成锰离子作催化剂加快反应速率,可加入硫酸锰作对比实验说明,控制锰离子浓度不同,故答案为:产物中的Mn2-对该反应有催化作用;B。
(5) 实验①、②的温度不同,故可探究温度对反应速率的影响,而要探究温度对反应速率的影响,则必须保持其他影响因素一致,即加入的Na2S2O3溶液的量相同,故V1=10.0mL,加入的硫酸的量相同,故V2=10.0mL,加入水的体积使总体积一样,故V3=0mL,实验①、③加入的硫酸的量不同,故可探究浓度对反应速率的影响,而要探究硫酸的浓度不同对反应速率的影响,则必须保持其他影响因素一致,即加入的Na2S2O3溶液的量相同,故V4=10.0mL,溶液总体积也须相同,故加入的水的体积V5=6.0mL,故答案为:温度、 10.0、0、6.0。
(6) 硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、硫单质、二氧化硫、水,故反应的离子方程式为:,故答案为:。

第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题 (含解析)高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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