高考化学化学反应的速率与限度推断题综合题汇编及答案解析

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1、高考化学化学反应的速率与限度推断题综合题汇编及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:分析表中数据回答下列问题:MnO2时间H2O20.1g0.3g0.8g10mL1.5%223s67s56s10mL3.0%308s109s98s10mL4.5%395s149s116s(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而。(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入g的二氧化锰为较佳选择。(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二

2、氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确,理由是。(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有。(回答任意两个合理的措施)【答案】加快0.3不正确H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%T3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。【解析】【分析】由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。【详

3、解】由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。用0.1g催化剂的反应速率明显小于用0.3g和0.8g催化剂的反应速率;用0.8g催化剂和用0.3g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3g催化剂节约药品。(3)从表中数据可知,相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的二倍,但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多,由反应速率计算公式可得出,此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快,由此得出上述结论不正确;(4)加快反应速率的措施常见的有:增加反应物浓度、适当升高温度、增加反应物表面积(接触面积)、使用催化剂等。2

4、.某温度下在2L密闭容器中,3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。(1)该反应的化学方程式是 (2)若A、B、C均为气体,10min后反应达到平衡,此时体系的压强是开始时的倍。 在该条件达到平衡时反应物的转化率为%(计算结果保留1位小数)(3)关于该反应的说法正确的是。到达10min时停止反应在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率.9【答案】2CA+3B7或1.29或1.366.7%b、c【解析】【分析】(1)由图可知,C是反应物,物质的量分别减少2mol,A、B生成物,物质的量增加1mol、3mol,物质的量变化比等于

5、系数比;(2)体系的压强比等于物质的量比;转化率=变化量一初始量x100%;(3)根据化学平衡的定义判断;【详解】(1)由图可知,C是反应物,物质的量减少2mol,A、B生成物,物质的量分别增加1mol、3mol,物质的量变化比等于系数比,所以该反应的化学方程式为:2C=A+3B;(2)体系的压强比等于物质的量比,反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物9质的量是9mol,所以此时体系的压强是开始时的7倍;转化率=变化量=初始量x100%=2m3x100%=66.7%;b. (3)a.根据图象,到达10min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等但不为0,反应没有停止,故a错误;在到达10

6、min之前,C的物质的量减少,所以C气体的消耗速率大于它的生成速率,故b正确;在10min时反应达到平衡状态,所以B气体的正反应速率等于逆反应速率,故c正确;选bc。【点睛】本题考查化学反应中物质的量随时间的变化曲线、以及平衡状态的判断,注意根据化学平衡的定义判断平衡状态,明确化学反应的物质的量变化比等于化学方程式的系数比。3能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。面对能源枯竭的危机,提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向。(1)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关,这是化学学科关注的方面之一。某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量

7、的锌粉,用排水法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):时间/min12345氢气体积/mL(标况)100240464576620 哪一段时间内反应速率最大:min(填“01”“12”23”“34”或45”)。另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。你认为可行的是(填字母序号)。A.KCI溶液B.浓盐酸C.蒸馏水D.CuSO4溶液(2)如图为原电池装置示意图:将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,作负极的分别是(填字母)。铝片、铜片B.铜片、铝片C.

8、铝片、铝片D.铜片、铜片写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式:。若A为Cu,B为石墨,电解质为FeCl3溶液,工作时的总反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。写出B电极反应式:;该电池在工作时,A电极的质量将傾增加”“减小”或不变”)。若该电池反应消耗了0.1molFeCl3,则转移电子的数目为。(1) 【答案】23ACBCu-2e-=Cu2+Fe3+e-=Fe2+减小0.1NA【解析】【分析】先分析各个时间段生成氢气的体积,然后确定反应速率最大的时间段。A. A.加入KCI溶液,相当于加水稀释;加入浓盐酸,增大c(H+);加入蒸馏水,稀释盐酸;加入CuSO4溶液,先与Z

9、n反应生成Cu,形成原电池。(2) 将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,铝发生钝化,铜失电子发生反应;一组插入烧碱溶液中,铜不反应,铝与电解质发生反应,由此确定两个原电池中的负极。由此可写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式。若A为Cu,B为石墨,电解质为FeCI3溶液,工作时A作负极,B作正极,则B电极,Fe3+得电子生成Fe2+;该电池在工作时,A电极上Cu失电子生成Cu2+进入溶液。若该电池反应消耗了O.lmolFeCI3,则Fe3+转化为Fe2+,可确定转移电子的数目。【详解】在1min的时间间隔内,生成氢气的体积分别为140mL、224mL、112mL、44mL,从而确定

10、反应速率最大的时间段为23min。答案为:23;A.加入KCl溶液,相当于加水稀释,反应速率减慢但不影响生成氢气的体积,A符合题意;加入浓盐酸,增大c(H+),反应速率加快且生成氢气的体积增多,B不合题意;加入蒸馏水,稀释盐酸,反应速率减慢但不影响生成氢气的体积,C符合题意;加入CuSO4溶液,先与Zn反应生成Cu,形成原电池,反应速率加快但不影响氢气的总量;故选AC。答案为:AC;将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,铝发生钝化,铜失电子发生反应;一组插入烧碱溶液中,铜不反应,铝与电解质发生反应,由此确定两个原电池中的负极分别为铜片、铝片,故选B。由此可写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的

11、负极反应式为Cu-2e-=Cu2+。答案为:B;Cu-2e-=Cu2+;若A为Cu,B为石墨,电解质为FeCl3溶液,工作时A作负极,B作正极,则B电极上Fe3+得电子生成Fe2+,电极反应式为Fe3+e-=Fe2+;该电池在工作时,A电极上Cu失电子生成CU2+进入溶液,A电极的质量将减小。若该电池反应消耗了0.1molFeCl3,则Fe3+转化为Fe2+,可确定转移电子的数目为0.1Na。答案为:减小;0.1Na。【点睛】虽然铝的金属活动性比铜强,但由于在常温下,铝表面形成钝化膜,阻止了铝与浓硝酸的进一步反应,所以铝与浓硝酸的反应不能持续进行,铝作正极,铜作负极。4.(1)已知3H2(g)

12、+N2(g)=2NH3(g),某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2,段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:t/s050150250350n(NH3)/mol00.240.360.400.40050s内的平均反应速率v(N2)=_。(2) 已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。N三N的键能为946kJ/mol,H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1molNH3过程中_(填“吸收或“放出)的能量为_。(3) 为加快反应

13、速率,可以采取的措施是_。a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He气d.恒压时充入He气e.及时分离NH3(4) CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH4与CO2制备“合成气(CO、H2)。科学家提出制备“合成气反应历程分两步:反应:CH4(g)匸二C(ads)+2H2(g)(慢反应)反应:C(ads)+CO2(g)=2CO(g)(快反应)上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:反应辰应反应历程2CO(t)+2H;cHj(an+cohe、ch4与CO2制备“合成气的热化学方程式为。能量变化图中:E5+E_e4+e2(填“”、“v或“二”)。【答案】1.2X

14、10-3mol-L-1-s-1放出46kJbCH(g)+CO(g)2CO(g)+2H(g)AH=+(E-E)kJ/mol42231【解析】、【分析】=【详解】根据化学反应速率之比等于物质对应计量数之比可知,050s内的平均反应速率0.24molv(N)=1v(NH)=-x2L二1.2x10-3mol-L-1-s-1;223250s(2)该反应中反应物总键能为(3x436+946)kJ/mol=2254kJ/mol,生成物的总键能为6x391kJ/mol=2346kJ/mol,反应物总键能小于生成物总键能,由此可知,生成2molNH3时,放出(2346-2254)kJ=92kJ能量,则生成1mo

15、lNH3过程中放出能量为92kJ=46kJ;b. a.降低温度会使化学反应速率降低,故a不符合题意;增大压强能够增大化学反应速率,故b符合题意;恒容时充入He气,各组分的浓度未发生改变,化学反应速率不变,故c不符合题意;恒压时充入He气,容器体积将增大,各组分浓度将减小,化学反应速率将减小,故d不符合题意;及时分离NH3,将使体系内压强降低,化学反应速率将减小,故e不符合题意;故答案为:b;(1) 由图可知,1molCH4(g)与1molCO2(g)的总能量为EJe5-e2,故E5+E1”=”或BC正向小【解析】【分析】已知:CH4(g)十H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H1=+206.

16、4kJ/mol CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H2=-41.2kJ/mol(1) 利用盖斯定律,将,可得出热化学方程式CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)Ho利用三段式,建立各物质的起始量、变化量与平衡量的关系,可得出30s时CH4的转化率,2040s的v(H2)。利用三段式,可求出T1时的化学平衡常数,与T2时进行比较,得出T2与T1的关系。(4) A气体的质量不变,容器的体积不变,则容器内气体密度始终不变;B. 容器的体积不变,气体的分子数随反应进行而发生变化;C. 平衡时,CO和h2的体积分数保持不变;D. 2v(CO)=v(CH4),方向相反,但数

17、值之比不等于化学计量数之比。(5) 逆4正利用浓度商与平衡常数进行比较,可确定平衡移动的方向;利用等效平衡原理,可确定CO2的总转化率与原平衡时的关系。【详解】已知:CH4(g)十H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H1=+206.4kJ/mol CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H2=-41.2kJ/mol(1)利用盖斯定律,将,可得出热化学方程式CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=+247.6kJ/mol,故答案为:+247.6kJ/mol;(2) 利用表中数据,建立如下三段式:CH(g)4+CO(g)22CO(g)+2H(g)2起始(mol)2l0

18、0转化(mol)0.460.46i0.920.9230s末(mol)l.540.54厂0.920.920.46mollmol-0.8mol30s时,CH4的转化率为xlOO%=23%,2040s的v(Hj二=42mol22Lx20s0.005mol/(Ls),故答案为:23%;0.005mol/(Ls);0.52x0.52l利用平衡时的数据,可求出T1时的化学平衡常数为o0=3t1,故答案为:;(4)A反应前后气体的总质量不变,容器的体积不变,则容器内气体密度始终不变,则密度不变时,不一定达平衡状态,A不合题意;B. 气体的分子数随反应进行而发生改变,则压强随反应进行而改变,压强不变时达平衡状

19、态,B符合题意;C. 平衡时,CO和h2的体积分数保持不变,反应达平衡状态,C符合题意;D. 2v(CO)逆二v(CH4)正,速率方向相反,但数值之比不等于化学计量数之比,反应未达平衡,D不合题意;故答案为:BC;0.52x0.52ll平衡时加入2molCH4和1molCO2,浓度商为Q=,所以平衡正向移42l.75x0.752l3动;加入2molCH4和1molCO2,相当于原平衡体系加压,平衡逆向移动,CO2的总转化率比原平衡小,故答案为:正向;小。【点睛】计算平衡常数时,我们需使用平衡浓度的数据,解题时,因为我们求30s时的CH4转化率,所以易受此组数据的干扰,而使用此时的数据计算平衡常

20、数,从而得出错误的结果。8. 化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。(1) 某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):时间/min12345氢气体积/mL(标准状况)100240464576620哪一时间段反应速率最大min(填“01”“12“23”“34或“45),原因是 求34min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变)。(2) 另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是(填字母)。A蒸馏水BKCI溶

21、液CKNO3溶液DCuSO4溶液某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图: 该反应的化学方程式是。 该反应达到平衡状态的标志是(填字母)AY的体积分数在混合气体中保持不变B.X、Y的反应速率比为3:1B. 容器内气体压强保持不变C. 容器内气体的总质量保持不变D. 生成1molY的同时消耗2molZ2min内Y的转化率为。【答案】23min该反应是放热反应,此时温度高,反应速率越大0.025mol/(Lmin)CD3X+Y2ZAC10%【解析】【分析】【详解】相同条件下,反应速率越大,相同时间内收集的气体越多;由表中数据可知,反应速率最大的时间段是23min

22、,原因是:该反应是放热反应,温度越高,反应速率越大;34分钟时间段,收集的氢气体积=(576-464)mL=112mL,n(H2,根据氢气和HCI关系式得消耗的n(HCI)=2(H2)=2x0.005moI=0.01mol,贝A(HCI)=0.01moIm(0.4Lx1min)=0.025moI/(Lmin);A.加入蒸馏水,氢离子浓度减小,反应速率降低,故A不选;B. 加入KCI溶液,氢离子浓度降低,反应速率降低,故B不选;C. 加入KNO3溶液,相当于含有硝酸,硝酸和Zn反应生成NO而不是氢气,故C选;D. 加入CuSO4溶液,Zn和铜离子反应生成Cu,Zn、Cu和稀盐酸构成原电池而加快反

23、应速率,故D选;故选:CD;根据图知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物而Z是生成物,反应达到平衡时,川X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、n(Z)=(0.5-0.1)moI=0.4moI。同一可逆反应中,同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比,X、Y、Z的计量数之比=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2,则该反应方程式为3X+Yl2Z;A.Y的体积分数在混合气体中保持不变,说明各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;BX、Y的反应速率比为3:1时,

24、如果反应速率都是指同一方向的反应速率,则该反应不一定达到平衡状态,故B错误;C. 反应前后气体压强减小,当容器内气体压强保持不变时,各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故C正确;D. 容器内气体的总质量一直保持不变,故D错误;E. 只要反应发生就有生成ImolY的同时消耗2molZ,故E错误;故选:AC; Y的转化率=反应的n(Y)三反应初始n(Y)x100%=(1-0.9)F1x100%=10%。9. 在一定温度下,体积为2L的密闭容器中,NO2和N2O4之间发生反应:(1) 曲线_(填X”或Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。(2) 在0到1min中内用X表示该反应的速率是_,

25、该反应达限度时,Y的转化率是。(3) 下列能说明该反应已达到化学平衡状态的是_。(填标号)。Av(NO2)=2v(N2O4)B容器内压强不再发生变化C容器内分子总数不再发生变化D容器内N2O4与NO2物质的量相同E. 消耗nmolN2O4的同时生成2nmolNO2【答案】y0.15molL-imin-160%BC【解析】【分析】根据化学计量数,可知NO2的变化量是N2O4的变化量的2倍,从图可知,Y的物质的量从1mol降低到0.4mol变化了0.6mol,X的物质的量从0.4mol增加到0.7mol变化了0.3mol,可知Y表示的是NO2,X表示的N2O4。【详解】(1) 根据化学计量数,可知

26、NO2的变化量是N2O4的变化量的2倍,从图可知,Y的物质的量从1mol降低到0.4mol变化了0.6mol,X的物质的量从0.4mol增加到0.7mol变化了0.3mol,可知Y表示的是NO2,X表示的N2O4。则Y表示的NO2的物质的量随时间的变化曲线;(2) X表示N2O4,其物质的量在01min中内从0.4mol增加到0.7mol,则表示的化学反应An速率是v(N2O4)-VAt0.3mol2Lxlmin=0.15molL-imini;Y表示N02,其物质的量从1mol降低到0.4mol变化了0.6mol,转化率An0.6mola(NO)=xlOO%=60%;2nlmolA.WNO2)

27、=2WN2O4),不知道其表示的是正反应速率,还是逆反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,则不能说明反应已达到平衡状态,A不符合题意;B. 恒温恒容下,压强之比等于物质的量之比,该反应前后气体的物质的量发生改变,则压强发生改变,若压强不变时,则气体的物质的量不变,说明反应达到平衡状态,B符合题意;C. 分子总数和总的物质的量成正比,分子总数不变,则总物质的量不变,该反应前后气体的物质的量发生变化,则当总物质的量不变时,反应达到平衡,C符合题意;D. 达到平衡时,各物质的物质的量不变,但是不能确定NO2和N2O4的物质的量是否相等,D不符合题意;E. 消耗N2O4表示的为逆反应速率,生成NO2

28、表示的也为逆反应速率,不能判断正逆反应速率相等,则不能判断反应是否达到平衡,E不符合题意;综上答案选BC。10.已知A(g)+B(g)C(g)+D(g仮应的平衡常数和温度的关系如下:温度/C70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题:(1) 该反应的平衡常数表达式K=_,M_0(填“V“或“=)。(2) 830C时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003molL-1s-i,则6s时c(A)=_molL-i,C的物质的量为_mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为,

29、如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为_。(3) 一定温度下,能判断该反应达化学平衡状态的是_。 单位时间内生成nmolA,同时消耗nmolC A的转化率不变 容器内压强不再变化 混合气体的密度不再变化 混合气体的平均相对分子质量不再变化(4) 1200C时,C(g)+D(g)=A(g)+B(g)的平衡常数的值为。c(C)c(D)【答案】V80%80%2.5(1) 解析】【分析】根据平衡常数定义,可写出该反应的平衡常数表达式;根据平衡常数与温度关系可判断该反应的热效应;(2) 利用化学反应速率的定义,根据题给方程式和数据可计算6s时A的浓度、C的物质的量以及平衡时A的转化

30、率;可根据是否改变了反应混合物各组分的浓度来判断充入氩气对转化率的影响;(3) 根据化学平衡状态的特征和平衡移动时各量的变化情况来判断可逆反应是否达化学平衡状态;(4) 互为逆反应的两个可逆反应,平衡常数的表达式互为倒数。【详解】c(C)c(D)(1)根据平衡常数定义,该反应的平衡常数表达式为K=;根据题给图表,该反c(A)c(B)应的平衡常数随温度的升高而减小,说明该反应是放热反应,所以,AHVO。答案为:c(C)c(D)c(A)c(B)(2)A的初始浓度为:0.20molF5L=0.04mol/L,反应初始6s内A浓度减小量为:c(A)=0.003molL-is-iX6s=0.018mol

31、L-i,故6s时c(A)=0.04mol/L-0.018molL-i=0.022molL-i;生成的C的物质的量等于消耗的A的物质的量,所以C的物质的量n(C)=0.018molL-ix5L=0.09mol;830C时,K=1.0,设反应达到平衡时反应的A的物质的量为x,则有:(訐K=c(C)c(D)c(A)?(B)(0.20molx)(0.80molx)X=1.05L5Lx=0.16mol,A的转化率为:0.16molm0.2molx100%=80%;在恒容密闭容器中充入氩气,没有改变反应混合物各组分的浓度,故不影响平衡,A的转化率不变,仍为80%。答案为:0.022;0.09;80%;80

32、%;单位时间内生成nmolA,同时消耗nmolC,则各物质的物质的量不变,反应达化学平衡状态,正确;A的转化率不变,则A的物质的量不变,反应达化学平衡状态,正确;该反应气体物质的量不变,故恒温时容器内压强不随平衡移动而改变,故不能判断反应是否达化学平衡状态,不正确;p=m/V,混合气体的质量和体积在反应中均不变,所以密度始终不变,故不能判断反应是否达化学平衡状态,不正确;混合气体的平均相对分子质量讷=m/n,混合气体的质量和物质的量在反应中均不变,所以平均相对分子质量始终不变,故不能判断反应是否达化学平衡状态,不正确;答案为:;(3) 反应C(g)+D(gA(g)+B(g)与反应A(g)+B(

33、g)=C(g)+D(g)互为逆反应,同温时平衡常数互为倒数,所以1200C时,C(g)+D(g)=A(g)+B(g)的平衡常数的值为1三0.4=2.5。答案为:2.5【点睛】判断可逆反应是否达到平衡的方法:=;各物质含量不变;其它表现:看该量是否随正逆平衡移动而改变,变量不变时则说明反应达到平衡状态。11. 氮的氧化物和SO2是常见的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是化学家研究的主要内容。根据题意完成下列各题:(1) 用甲烷催化还原一氧化氮,可以消除一氧化氮对大气的污染。反应方程式如下:CH(g)+4NO(g)2N(g)+2HO(g)+CO(g)该反应平衡常数表达式为4222(

34、2)硫酸生产中,接触室内的反应:2SO(g)+O(g)催化剂2SO(g);SO2的平衡转223molL-imin-i。化率与体系总压强的关系如图所示。某温度下,将2.0molSO2和I.OmolO2置于30L刚性密闭容器中,30秒反应达平衡后,体系总压强为2.70MPa。用氧气表示该反应的平均速率是【答案】K=c2(N)-c2(HO)-c(CO)?c(CH)-c4(NO)40.0533b4MFe2O3.5+SO2=4MFe2O4+S上图平衡状态由A变到B时,改变的外界条件是.a又加入一些催化剂b又加入一些氧气c降低了体系的温度d升高了外界的大气压新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe2Ox在常温下,能

35、将氮的氧化物和SO2等废气分解除去。转化流程如图所示,Hi平Ft常温甘解附零若x=3.5,M为Zn,请写出ZnFe2O3.5分解SO2的化学方程式解析】分析】根据平衡常数表达式完成。根据反应得出氧气的转化率,再计算出用氧气表示的反应速率。状态由A变到B时,二氧化硫转化率升高,压强增大,根据平衡移动原理分析。从氧化还原反应的角度判断反应产物,根据氧原子个数守恒写出相关反应的方程式。【详解】该反应平衡常数表达式为:Kc2(N)-c2(HO)-c(CO)cccc(CH)-c4(NO)4故答案为:少c2(N)-c2(HO)-c(CO)Kc222。c(CH)-c4(NO)4图中信息得出二氧化硫的转化率是

36、0.8,根据加入量之比等于计量系数之比,转化率相等得出氧气转化率也为0.8,消耗氧气的物质的量是:n(O2)=1.0molx0.8=0.8moI,用氧气表示An0.8mol反应速率为:叫)=吋=3OLxO.5min=.0533m01-“心;故答案是:0.0533。a.又加入一些催化剂,催化剂不影响化学平衡,故a不符合题意;b.加入一些氧气,压强增大,增加氧气浓度,平衡正向移动,二氧化硫的转化率升高,故b符合题意;c.反应是放热反应,降低温度,平衡向着正向移动,气体的物质的量减少,压强减小,故c不符合题意;d.升高了外界的大气压,化学平衡不移动,故d不符合题意;综上所述,答案为:b。由题意可知,

37、铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得,则反应物中MFe2Ox为还原剂,SO2为氧化剂,生成物为MFe2O4和S,根据氧原子守恒得到反应的关系式为4ZnFe2O3.5+SO2=4ZnFe2O4+S;故答案为:4MFe2O35+SO2=4MFe2O4+S。I:SO2+2H2O+l2fH2SO4+2HIII:2HI_H2+I2III:2H2SO42SO2+O2+2H2O上述循环反应的总反应可以表示为;反应过程中起催化作用的物质是(选填编号)。a. SO2b.I2c.H2SO4d.HI一定温度下,向2L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应II,H2的物质的量随时间的变化如图所示。02min内的平

38、均反应速率v(HI)=。越Hzrwk叩对反应II,在相同温度和体积下,若开始加入的HI(g)的物质的量是原来的2倍,则以下也是原来的2倍(选填编号)。平衡常数b.HI的平衡浓度c.达到平衡的时间d.平衡时H2的体积分数实验室用锌和稀硫酸反应制取H2,反应时溶液中水的电离平衡移动(选填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的(选填编号),产生h2的速率将增大。aNaNO3bCuSO4cNa2SO4dNaHCO3【答案】2H2OT2H2T+02Tab0.05mol/(Lmin)b向右b【解析】【分析】【详解】(1) 利用方程式叠加,可知最终反应为:2H2OT2H2f+02f。结合催化剂

39、的定义进行判断,反应中起催化作用的是:S02和12,故答案为:2H2OT2H2f+02f;ab由图可知,2min内n(H)=0.1mol,根据反应速率的计算公式,可知2v(H2)=22=0.025molL-imin-i,根据反应2HI+l2,有曾H)=2,贝v(Hl)=2v(H)=0.05molL-1min-1,故答案为:0.05mol/(Lmin)。2(2) 根据反应方程式可知该反应是反应前后气体分子总数不变的可逆反应,在相同温度和体积下,若开始加入的Hl(g)的物质的量是原来的2倍,则两次平衡为等效平衡,依据等效平衡原来进项判断:a. 平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,a项错误

40、;根据等效平衡原理判断,此时物质的量浓度对应成比例,即HI的平衡浓度也应为原来的2倍,b项正确;根据等效平衡原理,反应达平衡时间相同,c项错误;根据等效平衡原理判断,此时物质的体积分数应相同,d项错误;答案选b。(3) 因为水电离时吸热,而锌和稀硫酸反应时放热,体系温度升高,使得水的电离平衡向正反应方向移动,故应是向右移动。加入某试剂,要求产生h2的速率增大,结合化学反应原理进行判断:加入NaNO3,对反应速率无影响,a项错误;CuSO4会和Zn发生反应:Zn+CuSO4二Cu+ZnSO4,有铜生成,铜和锌构成铜-锌原电池,因而反应速率加快,b项正确;Na2SO4与Zn和稀硫酸都不反应,对反应

41、速率无影响,c项错误;NaHCO3会与稀硫酸反应生成水,消耗稀硫酸,降低硫酸的浓度,减少H2的生成量,反应速率减慢,d项错误;答案选b。【点睛】恒温条件下反应前后体积不变的反应的等效平衡的判断方法:无论是恒温恒容还是恒温恒压,只要极值等比即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。13.向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B,在一定条件下发生反应:2A(g)+13B(g)0;1体积由2L减小至1L,体积减小,各物质浓度增大,化学反应速率增大;11该反应正向为气体体积增大的反应,压缩体积,气体的压强增大,平衡向气体分子数少的方向(即逆反应方向)移动,因而使反应物转化率减小。14能

42、源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:反应I:CO(g)+2H2(g);CH3OH(g)+Q反应II:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+Q2F表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)温度250C300C350CK2.0410.2700.012在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应I,5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L,计算此段时间的反应速率(用H2表示)mol/(Lmin)。由表中数据判断Q0(填“、V或=)。(3) 若容器容积不变,下列措施可提高反应

43、丨中CO转化率的是(选填编号)。a.充入CO,使体系总压强增大b.将CH3OH(g)从体系中分离c.充入He,使体系总压强增大d.原料气循环使用写出反应II的平衡常数表达式:K=;由于CO2化学惰性很大,因此找到合适的催化剂是实现该反应工业化的关键。该反应使用催化剂无法达到的效果是(选填编号)。c(CHOH)-c(HO)32c(CO)-c3(H)22a. 提高甲醇的单位时间产量b.提高CO2的转化率c.缩短达到平衡所需时间【答案】0.32mol/(Lmin)bd解析】【分析】利用平衡时c(CO)=0.2mol/L,求出CO的浓度变化量,利用化学方程式中的化学计量数关系,可求出h2的浓度变化量,

44、从而计算此段时间的反应速率(用h2表示)。利用温度对平衡常数产生的影响,推断Q与0的关系。(2) a.充入CO,平衡正向移动,但CO的转化率减小;b. 将CH3OH(g)从体系中分离,可促使平衡正向移动;c. 充入He,使体系总压强增大,对平衡无影响;d. 原料气循环使用,可增大反应物的转化率。(3) 反应II的平衡常数表达式:K=生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之积的比值;a. 催化剂可加快反应速率,提高平衡前甲醇的单位时间产量;b. 催化剂不能改变反应物的转化率;c. 催化剂可加快反应速率,从而缩短达到平衡所需时间。【详解】平衡时c(CO)=0.2mol/L,则CO的浓度变化量为1mol/L

45、-0.2mol/L=0.8mol/L,利用关系式:CO(g)一一2H2(g),可求出H2的浓度变化量为1.6mol/L,从而求出此段时间的反应速率1.6mol/L(用H_表示)为=0.32mol/(Lmin)。答案为:0.32mol/(Lmin);25min从表中可以看出,温度升高,K值减小,则平衡逆向移动,所以Q0。答案为:;(3)a.充入CO,平衡正向移动,但CO的转化率减小,a不合题意;(4) 将CH3OH(g)从体系中分离,可促使平衡正向移动,CO的转化率增大,b符合题意;充入He,使体系总压强增大,对平衡无影响,CO的转化率不变,c不合题意;原料气循环使用,可增大反应物的转化率,d符

46、合题意;故选bd。答案为:bd;反应口的平衡常数表达式:K=生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之积的比值,即c(CHOH)-c(HO)c(CHOH)-c(HO)K=32.答案为.32Kc(CO)-c3(H).口案为:c(CO)-c3(H);2222催化剂可加快反应速率,提高平衡前甲醇的单位时间产量,a不合题意;b催化剂不能改变反应物的转化率,也就是不能提高CO2的转化率,b符合题意;c.催化剂可加快反应速率,从而缩短达到平衡所需时间,c不合题意;故选b。答案为:bo【点睛】在书写平衡常数表达式时,我们应注意:在气相反应体系中,若反应物或生成物中存在非气态物质,则其不能出现在平衡常数表达式中,否则会

47、产生错误。_一高说151200C时可用反应2BBr3(g)+3H2(g)云詁2B+6HBr(g)来制取晶体硼。完成下列填空:(1) 下列说法能说明该反应达到平衡的是(选填序号,下同)。a.v(BBr)=3v(HBr)b.2c(H)=c(HBr)a. 正3逆2c.密闭容器内压强不再变化d.容器内气体平均摩尔质量不再变化若密闭容器体积不变,升高温度,晶体硼的质量增加,下列说法正确的是在平衡移动时正反应速率先增大后减小在平衡移动时逆反应速率始终增大正反应为放热反应达到新平衡后反应物不再转化为生成物若上述反应在10L的密闭容器内反应,5min后,气体总质量减少1.1g,则该时间段内氢气的平均反应速率为

48、。往容器中充入0.2molBBr3和一定量H2,充分反应达到平衡后,混合气体中HBr百分含量与起始通入H2的物质的量有如图关系。在a、b、c三点中,H2的转化率最高的是(选填字母)。b点达到平衡后,再充入H2使平衡到达c点,此过程中平衡移动的方向为(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。【答案】cdab0.003mol/(Lmin)a正向解析】【分析】(1)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再改变,由此衍生的一些物理量也不变,以此进行判断;升高温度,化学平衡正逆反应速率均增加,化学平衡向着吸热方向进行,据此回答;根据方程式结合速率公式来计算;H的转化率最高,说明在平衡建立阶段,平衡向右移动;达到了平衡以后,增加氢气2的投料,氢气的转化率会降低;增加反应物的量会使得化学平衡正向移动。a. 【详解】(1)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,v(BBr3)=3v(HBr),说明二者的反应速率方向相反,但不能满足反应速率之比是相应正3逆的化学计量数之比,应该是3v(BBrJ=v(HBr)时可以说明,a不正确;正3逆2c(H2)=c(HBr)满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,但不能确定反应的方向,因此不

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