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《化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡》單元測(cè)試(培優(yōu)提升)學(xué)校:___________姓名:___________班級(jí):___________考號(hào):___________一、單選題(共45分)1.(本題3分)(2021·全國(guó)高二單元測(cè)試)某溫度下,濃度都是的兩種氣體和,在密閉容器中反應(yīng)生成Z,反應(yīng)2min后,測(cè)得參加反應(yīng)的為,用變化表示的反應(yīng)速率,生成的,則該反應(yīng)方程式為A. B.C. D.【答案】A【詳解】由題意可知,和反應(yīng)中消耗和的濃度分別為、×2min=,生成Z的濃度為,則反應(yīng)物、和生成物Z的濃度變化量之比為::=3∶1∶2,由化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比等于各物質(zhì)的濃度變化量之比可得反應(yīng)方程式為2Z,由反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)守恒可知Z的分子式為,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,故選A。2.(本題3分)(2021·河北邯鄲·)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中錯(cuò)誤的是A.化學(xué)反應(yīng)速率是用于表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量B.化學(xué)反應(yīng)速率的主要影響因素為外界條件對(duì)反應(yīng)的影響C.可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等且不為0D.增大反應(yīng)物的濃度、提高反應(yīng)體系的溫度、加入催化劑都可增大反應(yīng)速率【答案】B【詳解】A.化學(xué)反應(yīng)有的快,有的慢,則使用化學(xué)反應(yīng)速率來定量表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢,故A正確;B.反應(yīng)物本身的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素,故B錯(cuò)誤;C.化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等且不等于零,故C正確;D.增大反應(yīng)物濃度,活化分子數(shù)目增多,反應(yīng)速率加快,提高反應(yīng)體系物溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增多,反應(yīng)速率越快,加入催化劑降低活化能,反應(yīng)速率加快,故D正確。故選B。3.(本題3分)(2021·全國(guó)高二課時(shí)練習(xí))對(duì)反應(yīng)來說,下列反應(yīng)速率最快的是A.B.C.D.【答案】C【分析】同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值可能不同,比較反應(yīng)速率快慢時(shí),可根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成用同一種物質(zhì)(固體及純液體除外)表示,再進(jìn)行比較,注意換算時(shí)單位要統(tǒng)一?!驹斀狻緼.;B.是固態(tài),不能表示化學(xué)反應(yīng)速率;C.;D.,綜上,C滿足;故選C。4.(本題3分)(2020·河南許昌·高二期末)下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率的影響因素描述中正確的是A.在任何化學(xué)反應(yīng)中,只要增大壓強(qiáng)時(shí),都會(huì)使反應(yīng)速率增大B.在任何化學(xué)反應(yīng)中,只要加入催化劑,就可提高平衡轉(zhuǎn)化率C.在任何化學(xué)反應(yīng)中,只要提高反應(yīng)溫度,就可提高反應(yīng)速率D.在任何化學(xué)反應(yīng)中,只要增大反應(yīng)物的用量,都會(huì)使平衡轉(zhuǎn)化率增大【答案】C【詳解】A.對(duì)于無氣體參與的化學(xué)反應(yīng)而言,改變壓強(qiáng),對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無影響,故A錯(cuò)誤;B.加入催化劑,只能影響化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變平衡轉(zhuǎn)化率,故B錯(cuò)誤;C.溫度升高,提高了活化分子的百分率,化學(xué)反應(yīng)速率加快,故C正確;D.增大固體或純液體的用量,對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無影響,故D錯(cuò)誤;答案選C。5.(本題3分)(2021·全國(guó)高三專題練習(xí))某恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=akJ·mol-1;某科研小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出SO2的轉(zhuǎn)化率(SO2、NO起始量一定)隨條件P的變化情況如圖所示,下列說法中正確的是A.10~15min內(nèi)反應(yīng)速率小于15~20min的反應(yīng)速率,P為升高溫度B.10~20min內(nèi)反應(yīng)速率小于20~40min的反應(yīng)速率,P為減小SO3的濃度C.10~15min內(nèi)反應(yīng)速率大于40~50min的反應(yīng)速率,P為減小壓強(qiáng)D.該反應(yīng)中,隨著反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率一直減小【答案】A【詳解】在相同時(shí)間內(nèi),轉(zhuǎn)化率變化值越大,表明反應(yīng)中消耗的反應(yīng)物越多,反應(yīng)速率越大。A.由題圖數(shù)據(jù)知,10~15min、15~20min內(nèi),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化值分別為3.7%、4.5%,故后一個(gè)時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率較快,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度減小,又因容器容積不變,故改變的條件只能是升溫,故A正確,B.由題圖數(shù)據(jù)知,10~20min、20~40min內(nèi),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化值分別為8.2%、10.3%,故后一個(gè)時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率較快,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度減小,又因容器容積不變,故改變的條件只能是升溫,故B錯(cuò)誤;C.由題圖數(shù)據(jù)知,10~15min、40~50min內(nèi),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化值分別為3.7%、1.4%,故后一個(gè)時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率較慢,SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)不變,故改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),改變條件只能是降溫,故C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)中,隨著反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率會(huì)減小,但隨溫度升高,反應(yīng)速率會(huì)增大,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故答案選A。6.(本題3分)(2021·全國(guó)高三)亞氯酸鈉(NaClO2)可作漂白劑,遇強(qiáng)酸生成亞氯酸,亞氯酸不穩(wěn)定可分解,反應(yīng)的離子方程式為5HClO2=4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。向H2SO4溶液中滴加NaClO2,開始時(shí)HClO2分解反應(yīng)緩慢,隨后反應(yīng)迅速加快,其原因可能是A.溶液中的Cl-起催化作用 B.ClO2逸出,使反應(yīng)的生成物濃度降低C.溶液中的H+起催化作用 D.在酸性條件下,亞氯酸鈉的氧化性增強(qiáng)【答案】A【詳解】A.反應(yīng)開始時(shí),溶液中氯離子濃度很小,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中氯離子濃度增大,反應(yīng)速率加快,可能氯離子起催化作用,故A正確;
B.逸出ClO2,反應(yīng)正向移動(dòng),則反應(yīng)的生成物的濃度增加,故B錯(cuò)誤;
C.由于開始時(shí)溶液中就有氫離子,分解反應(yīng)卻非常慢,可見氫離子不起催化作用,故C錯(cuò)誤;
D.若是酸使亞氯酸的氧化性增強(qiáng),應(yīng)該開始時(shí)反應(yīng)速率應(yīng)該就很快,與信息不符,故D錯(cuò)誤;故選A。7.(本題3分)(2021·偃師市第一高級(jí)中學(xué)高三月考)叔丁基溴在乙醇中反應(yīng)的能量變化如圖所示。反應(yīng)1:(CH3)3CBr→(CH3)2C=CH2+HBr反應(yīng)2:C2H5OH+(CH3)3CBr→(CH3)3C—OC2H5+HBr下列說法正確的是A.過渡態(tài)能量:①>③>②B.(CH3)3CBr轉(zhuǎn)化為(CH3)3C+Br-的反應(yīng)速率比(CH3)3C+Br-轉(zhuǎn)化為(CH3)3C=CH2的反應(yīng)速率快C.(CH3)3C+是反應(yīng)1和反應(yīng)2共同的催化劑D.反應(yīng)1和反應(yīng)2都是放熱反應(yīng)【答案】D【詳解】A.根據(jù)圖中信息可知,過渡態(tài)能量:①>②>③,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.轉(zhuǎn)化為的活化能更大,(CH3)3CBr轉(zhuǎn)化為(CH3)3C+Br-的反應(yīng)速率比(CH3)3C+Br-轉(zhuǎn)化為(CH3)3C=CH2的反應(yīng)速率慢,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.是反應(yīng)的中間產(chǎn)物,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)1和反應(yīng)2都是反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,故都為放熱反應(yīng),選項(xiàng)D正確;答案選D。8.(本題3分)(2021·江西吉安市·高二月考)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)黃偉新教授和美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的吳自力研究團(tuán)隊(duì)合作,研究在硼基催化劑上丙烷氧化脫氫制丙烯的反應(yīng)機(jī)理,部分反應(yīng)歷程(其中吸附在催化劑表面的物質(zhì)用“*”表示)如圖所示。下列說法正確的是A.丙烷氧化脫氫制丙烯的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.該反應(yīng)的快慢取決于步驟C3H8*=C3H7*+H*C.圖中過渡態(tài)1比過渡態(tài)2穩(wěn)定D.催化劑在反應(yīng)中參與化學(xué)反應(yīng)并改變反應(yīng)的活化能和反應(yīng)熱【答案】B【詳解】A.根據(jù)圖示,丙烷和氧氣的總能量小于丙烯和過氧化氫的總能量,所以丙烷氧化脫氫制丙烯的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B.步驟C3H8*=C3H7*+H*的活化能最大,C3H8*=C3H7*+H*是慢反應(yīng),所以該反應(yīng)的快慢取決于C3H8*=C3H7*+H*,故B正確;C.能量越低越穩(wěn)定,圖中過渡態(tài)2比過渡態(tài)1穩(wěn)定,故C錯(cuò)誤;D.催化劑在反應(yīng)中參與化學(xué)反應(yīng)并改變反應(yīng)的活化能,催化劑不能改變反應(yīng)熱,故D錯(cuò)誤;選B。9.(本題3分)(2021·全國(guó))對(duì)于反應(yīng),科學(xué)家根據(jù)光譜研究提出如下反應(yīng)歷程:第一步:快反應(yīng);第二步:慢反應(yīng);第三步:快反應(yīng)。上述反應(yīng)中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步反應(yīng)的平衡,下列敘述正確的是A.該反應(yīng)的速率由第二步反應(yīng)決定B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物有N2O2、N2O和H2C.第三步反應(yīng)中N2O與H2的每一次碰撞都是有效碰撞D.若第一步反應(yīng)的,則升高溫度,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大【答案】A【詳解】A.總反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定,所以該反應(yīng)的速率由第二步反應(yīng)決定,故A正確;B.NO、H2是反應(yīng)物,反應(yīng)的中間產(chǎn)物有N2O2、N2O,故B錯(cuò)誤;C.只有少數(shù)分子的碰撞能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱之為有效碰撞,第三步反應(yīng)中N2O與H2的碰撞不都是有效碰撞,故C錯(cuò)誤;D.升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,故D錯(cuò)誤;選A。10.(本題3分)(2021·吉林白城市·白城一中高二月考)在一個(gè)絕熱的固定容積的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),當(dāng)m+n=p時(shí),一定可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志的是①體系的壓強(qiáng)不再改變②體系的溫度不再改變③體系的密度不再改變④各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變A.①②③ B.①②③④ C.②③④ D.③④【答案】B【詳解】①絕熱的固定容積的密閉容器,體系的溫度為變量,且m+n=p,則體系的壓強(qiáng)為變量,體系的壓強(qiáng)不再改變則達(dá)到平衡狀態(tài),①正確;
②在一個(gè)不傳熱的固定容積的密閉容器中,體系的溫度為變量,當(dāng)溫度不再改變,說明正、逆反應(yīng)速率相等,能據(jù)此判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),②正確;③D為固態(tài),混合氣體的質(zhì)量為變量,容器容積為定值,則密度為變量,當(dāng)混合氣體密度不變時(shí),說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),③正確;④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變,表明正逆反應(yīng)速率相等,該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),④正確;故答案選B。11.(本題3分)(2020·重慶市暨華中學(xué)校高二月考)向一活塞式的密閉容器中充入1molPCl5(g),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)ΔH>0.達(dá)到平衡后,保持溫度不變,繼續(xù)向該容器中充入1molPCl5(g),則達(dá)到新平衡時(shí)PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率將A.變大 B.變小 C.不變 D.無法判斷【答案】C【詳解】向一活塞式的密閉容器即為一個(gè)恒溫恒容的密閉容器,則保持溫度不變,繼續(xù)向該容器中充入1molPCl5(g),相當(dāng)于兩個(gè)容器,甲容器中加入1molPCl5(g),乙容器中加入2molPCl5(g),根據(jù)恒溫恒容條件下只要反應(yīng)物的投料比相等,二者達(dá)到等效平衡,故達(dá)到新平衡時(shí)PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率與原平衡相等,即不變,故答案為:C。12.(本題3分)(2021·懷仁市第一中學(xué)校高二月考)北京航空航天大學(xué)教授團(tuán)隊(duì)與中科院高能物理研究所合作,合成了Y,Sc(Y,/NC,Sc/NC)單原子催化劑,用于常溫常壓下的電化學(xué)催化氫氣還原氮?dú)獾姆磻?yīng)。反應(yīng)歷程與相對(duì)能量模擬計(jì)算結(jié)果如圖所示(*表示稀土單原子催化劑)。下列說法中錯(cuò)誤的是A.相同條件下,兩種催化反應(yīng)的焓變相同B.實(shí)際生產(chǎn)中將催化劑的尺寸處理成納米級(jí)顆粒可提高氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率C.使用Sc1/NC單原子催化劑的反應(yīng)歷程中,最大活化能的反應(yīng)過程可表示為*N2+H→*NNHD.升高溫度不一定可以提高氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率【答案】B【詳解】A.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,改變反應(yīng)的途徑,但不能改變反應(yīng)的焓變,則相同條件下,兩種催化反應(yīng)的焓變相同,故A正確;B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,但不能改變平衡的移動(dòng)方向,則將催化劑的尺寸處理成納米級(jí)顆粒,不能改變平衡的移動(dòng)方向,不能提高氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率,故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,使用Sc1/NC單原子催化劑的反應(yīng)歷程中,最大活化能的反應(yīng)過程為*N2與H反應(yīng)生成*NNH,反應(yīng)的方程式為*N2+H→*NNH,故C正確;D.升高溫度,反應(yīng)速率增大,氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率提高,若升高溫度,催化劑的活性降低,反應(yīng)速率減小,氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率會(huì)降低,則升高溫度不一定可以提高氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率,故D正確;故選B。13.(本題3分)(2021·懷仁市第一中學(xué)校高二月考)利用傳感技術(shù)可探究壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。在常溫、100kPa條件下,往注射器中充入適量NO2氣體,當(dāng)活塞位置不變時(shí)。分別在t1、t2s時(shí)快速移動(dòng)注射器活塞并保持活塞位置不變,測(cè)得注射器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列說法中錯(cuò)誤的是A.由B點(diǎn)到D點(diǎn)觀察到注射器內(nèi)氣體顏色先變淺后逐漸變深B.由E點(diǎn)到F點(diǎn)注射器內(nèi)氣體顏色加深是平衡移動(dòng)所致C.B、H兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率:v(B)=v(H)D.B點(diǎn)處NO2的轉(zhuǎn)化率為6%【答案】B【詳解】A.由圖可知,B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中注射器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)迅速減小,說明t1時(shí)的操作為向外快速移動(dòng)注射器活塞并保持活塞位置不變,使注射器內(nèi)氣體體積增大,導(dǎo)致氣體濃度減小,顏色變淺,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),C點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中,因氣體壓強(qiáng)減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化氮的濃度增大,顏色又逐漸變深,但D點(diǎn)顏色依然比B點(diǎn)顏色淺,故A正確;B.由圖可知,E點(diǎn)到F點(diǎn)的過程中注射器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)迅速增大,說明t2時(shí)的操作為向內(nèi)快速移動(dòng)注射器活塞并保持活塞位置不變,使注射器內(nèi)氣體體積減小,導(dǎo)致氣體濃度增大,氣體顏色加深,與平衡移動(dòng)無關(guān),故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,B、H兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)相同,平衡狀態(tài)相同,則正反應(yīng)速率:v(B)=v(H),故C正確;D.設(shè)起始二氧化氮的物質(zhì)的量為1mol,B點(diǎn)時(shí)二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為a,由方程式可知,平衡時(shí)二氧化氮和四氧化二氮的物質(zhì)的量分別為1mol—1mol×a=(1—a)mol、1mol×a×=0.5amol,由P1:P2=n1:n2可得:=,解得a=0.06,則B點(diǎn)處二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為6%,故D正確;故選B。14.(本題3分)(2021·綏德中學(xué)高二月考)下列有關(guān)可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)△H<0的圖像正確的是A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)題干信息可知,可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)△H<0為正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng),據(jù)此分析解題?!驹斀狻緼.溫度越高,反應(yīng)速率越快,越早達(dá)到平衡,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,A正確;B.升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),故逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,最終重新達(dá)到相等,再次平衡,B錯(cuò)誤;C.增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率均增大,化學(xué)平衡正向移動(dòng),故正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,最終重新達(dá)到相等,再次平衡,C錯(cuò)誤;D.溫度相同時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率增大,壓強(qiáng)相同時(shí),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率減小,D錯(cuò)誤;故答案為:A。15.(本題3分)(2020·江西九江市·九江一中高二月考)某溫度下,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K=1,該溫度下在體積均為1L的甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中,投入CO(g)和H2O(g)的起始濃度及5min時(shí)的濃度如表所示。甲乙起始濃度5min時(shí)濃度起始濃度5min時(shí)濃度c(CO)/mol/L0.10.080.2xc(H2O)/mol/L0.10.080.2y下列判斷不正確的是A.甲中0-5min平均反應(yīng)速率V(CO)=0.004mol?L-1?min-1B.反應(yīng)開始時(shí),乙中反應(yīng)速率快C.x=y=0.16D.平衡時(shí),乙中的轉(zhuǎn)化率是50%,C(CO)是甲中的2倍【答案】C【分析】設(shè)平衡時(shí)甲中H2O的轉(zhuǎn)化濃度為a,則,解得a=0.05,平衡時(shí)CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)均為0.05mol/L,則5分鐘時(shí),甲還未平衡;設(shè)平衡時(shí)乙中H2O的轉(zhuǎn)化濃度為b,則,解得b=0.1mol/L,平衡時(shí)CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)均為0.1mol/L。【詳解】A.根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算,甲中0~5min的平均反應(yīng)速率:v(CO)=,A正確;B.乙容器中反應(yīng)物的濃度是甲容器反應(yīng)物濃度的2倍,反應(yīng)開始時(shí),乙中反應(yīng)速率比甲快,B正確;C.乙容器中反應(yīng)物的起始濃度是甲容器中起始濃度的2倍,按等效平衡的知識(shí),若反應(yīng)速率相等時(shí)、同一時(shí)刻乙中物質(zhì)的濃度是甲的兩倍。而實(shí)際上乙反應(yīng)速率快、故x=y應(yīng)該小于0.16,C錯(cuò)誤;D.由分析知,乙中水的轉(zhuǎn)化率是,根據(jù)等效平衡知識(shí)判斷達(dá)平衡時(shí)c(CO)是甲中的2倍,D正確。故選C。二、填空題(共25分)16.(本題11分)(2020·邯鄲市永年區(qū)第一中學(xué)高二月考)某學(xué)生設(shè)計(jì)如圖Ⅰ裝置,測(cè)定2mol·L-1的硫酸分別與鋅粒、鋅粉反應(yīng)的速率。請(qǐng)回答:(1)圖Ⅰ裝置中盛放硫酸的儀器名稱是___。(2)按照?qǐng)DⅠ裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),已限定了兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)間均為10min,還需要測(cè)定的另一個(gè)數(shù)據(jù)是___。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,得到的結(jié)論是____。(4)該學(xué)生又將圖Ⅰ裝置中的氣體收集裝置改為圖Ⅱ,實(shí)驗(yàn)完畢待冷卻室溫后,該生準(zhǔn)備讀取滴定管上液面所處的刻度數(shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)滴定管中液面高于干燥管中液面,應(yīng)首先采取的操作是___。(5)探究一定質(zhì)量的鋅粒與足量的2mol·L-1稀硫酸反應(yīng)時(shí),能減慢反應(yīng)速率,又不影響氫氣體積的條件是___。A.加入一定量的醋酸鈉固體 B.加入一定量的硫酸銅C.加入一定KNO3溶液 D.加入一定體積的Na2SO4溶液【答案】(1)分液漏斗(2)收集到氣體的體積(3)其他條件相同時(shí),鋅粉與硫酸的反應(yīng)速率比鋅粒與硫酸的反應(yīng)速率快(4)調(diào)節(jié)滴定管的高度使得兩側(cè)液面相平(5)AD【分析】(1)根據(jù)裝置的特點(diǎn)可知,圖Ⅰ裝置中盛放硫酸的儀器名稱是分液漏斗。(2)若測(cè)定反應(yīng)速率,則還需要測(cè)定的另一個(gè)數(shù)據(jù)是收集到氣體的體積。(3)由于增大反應(yīng)物的接觸面積可以加快反應(yīng)速率,所以該實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是:其他條件相同時(shí),鋅粉與硫酸的反應(yīng)速率比鋅粒與硫酸的反應(yīng)速率快。(4)由于氣體的體積受壓強(qiáng)的影響大,所以在讀數(shù)之前還需要采取的措施是調(diào)節(jié)滴定管的高度,使得兩側(cè)液面相平。(5)A.加入一定量的醋酸鈉固體,生成弱酸醋酸,氫離子濃度減小,速率減小,但不影響氫氣的總量,符合題意;B.加入一定量的硫酸銅和鋅生成銅,組成原電池,加快反應(yīng)速率,不符合題意;C.加入一定KNO3溶液,生成硝酸和鋅不生成氫氣,不符合題意;D.加入一定體積的Na2SO4溶液,稀釋了溶液,濃度減小,速率減慢,不影響氫氣的總量,符合題意;故選AD。17.(本題14分)(2021·全國(guó)高二課時(shí)練習(xí))硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是的催化氧化:?;卮鹣铝袉栴}:(1)當(dāng)、和起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa,550℃時(shí)的______,判斷的依據(jù)是______。影響的因素有______。(2)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為、和的氣體通入反應(yīng)器,在溫度、壓強(qiáng)條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí),若轉(zhuǎn)化率為,則壓強(qiáng)為______,平衡常數(shù)______(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(3)研究表明,催化氧化的反應(yīng)速率方程為:,式中:為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度升高而增大;為平衡轉(zhuǎn)化率,為某時(shí)刻轉(zhuǎn)化率,為常數(shù)。在時(shí),將一系列溫度下的、值代入上述速率方程,得到曲線,如圖所示。曲線上最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該下反應(yīng)的最適宜溫度。時(shí),逐漸提高;后,逐漸下降。原因是______。【答案】0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少,增大壓強(qiáng),提高,所以溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)升高溫度,增大使逐漸提高,但降低使逐漸下降。時(shí),增大對(duì)的提高大于引起的降低;后,增大對(duì)的提高小于引起的降低?!驹斀狻?1)由題給反應(yīng)式知,該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),其他條件一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡轉(zhuǎn)化率增大,故,結(jié)合題圖(b)知5.0MPa、550℃時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為0.975。影響平衡轉(zhuǎn)化率的因素有:溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物的起始濃度等。
(2)設(shè)通入的、和共100mol,利用三段式法進(jìn)行計(jì)算:平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為,則,,,因,,代入計(jì)算得。(3)升高溫度,反應(yīng)速率常數(shù)增大,反應(yīng)速率,提高但降低使反應(yīng)速率逐漸下降。時(shí),增大對(duì)的提高大于引起的降低后,增大對(duì)的提高小于引起的降低。三、原理綜合題(共30分)18.(本題12分)(2022·四川成都七中高三開學(xué)考試)CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為2L的恒溫密閉容器中,按物質(zhì)的量之比1∶3.5充入CO2和H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):,測(cè)得CO2和CH3OH的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。已知鍵能數(shù)據(jù):C=OC-OC-HH-HO-H鍵能/kJ/mol799358411432459(1)___________。(2)能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。A.反應(yīng)中CO2和CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點(diǎn))B.混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化C.單位時(shí)間內(nèi)生成,同時(shí)生成D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化E.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化(3)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為___________(保留一位小數(shù))。(4)保持溫度和容積不變,除充入H2外,還能使平衡后增大的措施是___________(任寫兩條)。(5)若其他條件不變,平衡后再同時(shí)充入四種物質(zhì)各0.5mol,則平衡如何移動(dòng)?請(qǐng)簡(jiǎn)要說明理由:___________?!敬鸢浮浚?)(2)BD(3)64.3%(4)將從體系中分離或再按照1∶3.5充入和等(5)再充入0.5mol后,則平衡右移【分析】(1)根據(jù)反應(yīng)的焓變反應(yīng)物的總鍵能和-生成物的總鍵能和=(2×799kJ/mol+3×432kJ/mol)-(3×411kJ/mol+358kJ/mol+459kJ/mol+2×459kJ/mol)=-74kJ/mol。(2)A.反應(yīng)中CO2和CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點(diǎn)),說明此時(shí)濃度相等,但是還在變化,故不是平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;B.氣體的物質(zhì)的量變化即壓強(qiáng)變化,故壓強(qiáng)不變則達(dá)到了平衡狀態(tài),正確;C.速率之比不等于系數(shù)之比,故不是平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等,即混合氣體的物質(zhì)的星在變化,密閉容器中氣體的質(zhì)量不變,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化時(shí),說明平衡,正確;E.密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量和容器容積始終保持不變,所以混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;故選BD。(3)反應(yīng)中二氧化碳消耗了0.75mol/L,根據(jù)反應(yīng)的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比,故反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為2.25mol/L,則氫氣的轉(zhuǎn)化率為64.3%。(4)將H2O(g)從體系中分離或再按照1∶3.5充入CO2和H2等,可以使平衡后增大。(5)平衡后再同時(shí)充入四種物質(zhì)各0.5mol,則平衡右移。19.(本題18分)(2020·重慶市暨華中學(xué)校高二月考)能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。(1)利用反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)合成清潔能源CH3OH,一定條件下向2L的密閉容器中充入1molCO和2molH2發(fā)生反應(yīng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示:①該可逆反應(yīng)的ΔH___________0(填“>”“<”或“;A、B、C三點(diǎn)平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系是___________;②壓強(qiáng)p1___________p2(填“>”“<”或“=”);若p2=100kPa,則B點(diǎn)的Kp=___________kPa-2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù);分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))③在T1和p1條件下,由D點(diǎn)到A點(diǎn)過程中,正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系:υ正___________υ逆(填“>”“<”或“=”)。(2)在T1℃時(shí),體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的H2和CO,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)(V%)與的關(guān)系如圖所示。①當(dāng)起始=2,經(jīng)過2min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則0~2min內(nèi)平均反應(yīng)速率υ(H2)=___________。若此時(shí)再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將___________(填“增大”、“減小”或“不變”);②當(dāng)起始=3時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖象中的___________點(diǎn)(選填“D”、“E”或“F”)【答案】(1)<KA=KB>KC<4.9×10-3<(2)0.2mol·L-1·min-1減小F【分析】(1)①由圖像可知,壓強(qiáng)相同時(shí),溫度越高,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越低,說明升高溫度平衡逆向移動(dòng),故該可逆反應(yīng)的ΔH<0,A、B對(duì)應(yīng)的溫度相同,故KA=KB,C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度更高,平衡常數(shù)更小,故A、B、C三點(diǎn)平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系是KA=KB>KC,故答案為:<;KA=KB>KC;②由反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知,該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的方向,增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,由圖像可知,溫度相同時(shí),p2下CO的轉(zhuǎn)化率更大,故壓強(qiáng)p1<p2;若p2=100kPa,根據(jù)三段式計(jì)算可知:,平衡時(shí)的壓強(qiáng)為p2=100kPa,p(CO)==,同理p(H2)=,p(CH3OH)=,則B點(diǎn)的Kp===4.9×10-3kPa-2,故答案為:<;4.9×10-3;③由圖像可知,在T1和p1條件下,由D點(diǎn)到A點(diǎn)過程中,CO的轉(zhuǎn)化率在減小,平衡逆向移動(dòng),故正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系:υ正<υ逆,故答案為:<;(2)H2和CO總共為3mol,且起始=2,可知H2為2mol、CO為1mol,5min達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則:
容器的容積為2L,則(H2)=0.2mol·L-1·min-1,該溫度下平衡常數(shù),此時(shí)再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,此時(shí)濃度商Qc==>K=,反應(yīng)向逆向反應(yīng)進(jìn)行,達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將減小,故答案為:0.20mol/(L·min);減小;
②混合比例等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí),平衡時(shí)生成物的含量最大,故當(dāng)=3.5時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)小于C點(diǎn),故選F,故答案為:F。《化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡》單元測(cè)試(培優(yōu)提升)學(xué)校:___________姓名:___________班級(jí):___________考號(hào):___________一、單選題(共45分)1.(本題3分)(2021·全國(guó)高二單元測(cè)試)某溫度下,濃度都是的兩種氣體和,在密閉容器中反應(yīng)生成Z,反應(yīng)2min后,測(cè)得參加反應(yīng)的為,用變化表示的反應(yīng)速率,生成的,則該反應(yīng)方程式為A. B.C. D.【答案】A【詳解】由題意可知,和反應(yīng)中消耗和的濃度分別為、×2min=,生成Z的濃度為,則反應(yīng)物、和生成物Z的濃度變化量之比為::=3∶1∶2,由化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比等于各物質(zhì)的濃度變化量之比可得反應(yīng)方程式為2Z,由反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)守恒可知Z的分子式為,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,故選A。2.(本題3分)(2021·河北邯鄲·)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中錯(cuò)誤的是A.化學(xué)反應(yīng)速率是用于表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量B.化學(xué)反應(yīng)速率的主要影響因素為外界條件對(duì)反應(yīng)的影響C.可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等且不為0D.增大反應(yīng)物的濃度、提高反應(yīng)體系的溫度、加入催化劑都可增大反應(yīng)速率【答案】B【詳解】A.化學(xué)反應(yīng)有的快,有的慢,則使用化學(xué)反應(yīng)速率來定量表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢,故A正確;B.反應(yīng)物本身的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素,故B錯(cuò)誤;C.化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等且不等于零,故C正確;D.增大反應(yīng)物濃度,活化分子數(shù)目增多,反應(yīng)速率加快,提高反應(yīng)體系物溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增多,反應(yīng)速率越快,加入催化劑降低活化能,反應(yīng)速率加快,故D正確。故選B。3.(本題3分)(2021·全國(guó)高二課時(shí)練習(xí))對(duì)反應(yīng)來說,下列反應(yīng)速率最快的是A.B.C.D.【答案】C【分析】同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值可能不同,比較反應(yīng)速率快慢時(shí),可根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成用同一種物質(zhì)(固體及純液體除外)表示,再進(jìn)行比較,注意換算時(shí)單位要統(tǒng)一?!驹斀狻緼.;B.是固態(tài),不能表示化學(xué)反應(yīng)速率;C.;D.,綜上,C滿足;故選C。4.(本題3分)(2020·河南許昌·高二期末)下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率的影響因素描述中正確的是A.在任何化學(xué)反應(yīng)中,只要增大壓強(qiáng)時(shí),都會(huì)使反應(yīng)速率增大B.在任何化學(xué)反應(yīng)中,只要加入催化劑,就可提高平衡轉(zhuǎn)化率C.在任何化學(xué)反應(yīng)中,只要提高反應(yīng)溫度,就可提高反應(yīng)速率D.在任何化學(xué)反應(yīng)中,只要增大反應(yīng)物的用量,都會(huì)使平衡轉(zhuǎn)化率增大【答案】C【詳解】A.對(duì)于無氣體參與的化學(xué)反應(yīng)而言,改變壓強(qiáng),對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無影響,故A錯(cuò)誤;B.加入催化劑,只能影響化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變平衡轉(zhuǎn)化率,故B錯(cuò)誤;C.溫度升高,提高了活化分子的百分率,化學(xué)反應(yīng)速率加快,故C正確;D.增大固體或純液體的用量,對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無影響,故D錯(cuò)誤;答案選C。5.(本題3分)(2021·全國(guó)高三專題練習(xí))某恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=akJ·mol-1;某科研小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出SO2的轉(zhuǎn)化率(SO2、NO起始量一定)隨條件P的變化情況如圖所示,下列說法中正確的是A.10~15min內(nèi)反應(yīng)速率小于15~20min的反應(yīng)速率,P為升高溫度B.10~20min內(nèi)反應(yīng)速率小于20~40min的反應(yīng)速率,P為減小SO3的濃度C.10~15min內(nèi)反應(yīng)速率大于40~50min的反應(yīng)速率,P為減小壓強(qiáng)D.該反應(yīng)中,隨著反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率一直減小【答案】A【詳解】在相同時(shí)間內(nèi),轉(zhuǎn)化率變化值越大,表明反應(yīng)中消耗的反應(yīng)物越多,反應(yīng)速率越大。A.由題圖數(shù)據(jù)知,10~15min、15~20min內(nèi),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化值分別為3.7%、4.5%,故后一個(gè)時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率較快,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度減小,又因容器容積不變,故改變的條件只能是升溫,故A正確,B.由題圖數(shù)據(jù)知,10~20min、20~40min內(nèi),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化值分別為8.2%、10.3%,故后一個(gè)時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率較快,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度減小,又因容器容積不變,故改變的條件只能是升溫,故B錯(cuò)誤;C.由題圖數(shù)據(jù)知,10~15min、40~50min內(nèi),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化值分別為3.7%、1.4%,故后一個(gè)時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率較慢,SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)不變,故改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),改變條件只能是降溫,故C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)中,隨著反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率會(huì)減小,但隨溫度升高,反應(yīng)速率會(huì)增大,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故答案選A。6.(本題3分)(2021·全國(guó)高三)亞氯酸鈉(NaClO2)可作漂白劑,遇強(qiáng)酸生成亞氯酸,亞氯酸不穩(wěn)定可分解,反應(yīng)的離子方程式為5HClO2=4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。向H2SO4溶液中滴加NaClO2,開始時(shí)HClO2分解反應(yīng)緩慢,隨后反應(yīng)迅速加快,其原因可能是A.溶液中的Cl-起催化作用 B.ClO2逸出,使反應(yīng)的生成物濃度降低C.溶液中的H+起催化作用 D.在酸性條件下,亞氯酸鈉的氧化性增強(qiáng)【答案】A【詳解】A.反應(yīng)開始時(shí),溶液中氯離子濃度很小,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中氯離子濃度增大,反應(yīng)速率加快,可能氯離子起催化作用,故A正確;
B.逸出ClO2,反應(yīng)正向移動(dòng),則反應(yīng)的生成物的濃度增加,故B錯(cuò)誤;
C.由于開始時(shí)溶液中就有氫離子,分解反應(yīng)卻非常慢,可見氫離子不起催化作用,故C錯(cuò)誤;
D.若是酸使亞氯酸的氧化性增強(qiáng),應(yīng)該開始時(shí)反應(yīng)速率應(yīng)該就很快,與信息不符,故D錯(cuò)誤;故選A。7.(本題3分)(2021·偃師市第一高級(jí)中學(xué)高三月考)叔丁基溴在乙醇中反應(yīng)的能量變化如圖所示。反應(yīng)1:(CH3)3CBr→(CH3)2C=CH2+HBr反應(yīng)2:C2H5OH+(CH3)3CBr→(CH3)3C—OC2H5+HBr下列說法正確的是A.過渡態(tài)能量:①>③>②B.(CH3)3CBr轉(zhuǎn)化為(CH3)3C+Br-的反應(yīng)速率比(CH3)3C+Br-轉(zhuǎn)化為(CH3)3C=CH2的反應(yīng)速率快C.(CH3)3C+是反應(yīng)1和反應(yīng)2共同的催化劑D.反應(yīng)1和反應(yīng)2都是放熱反應(yīng)【答案】D【詳解】A.根據(jù)圖中信息可知,過渡態(tài)能量:①>②>③,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.轉(zhuǎn)化為的活化能更大,(CH3)3CBr轉(zhuǎn)化為(CH3)3C+Br-的反應(yīng)速率比(CH3)3C+Br-轉(zhuǎn)化為(CH3)3C=CH2的反應(yīng)速率慢,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.是反應(yīng)的中間產(chǎn)物,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)1和反應(yīng)2都是反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,故都為放熱反應(yīng),選項(xiàng)D正確;答案選D。8.(本題3分)(2021·江西吉安市·高二月考)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)黃偉新教授和美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的吳自力研究團(tuán)隊(duì)合作,研究在硼基催化劑上丙烷氧化脫氫制丙烯的反應(yīng)機(jī)理,部分反應(yīng)歷程(其中吸附在催化劑表面的物質(zhì)用“*”表示)如圖所示。下列說法正確的是A.丙烷氧化脫氫制丙烯的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.該反應(yīng)的快慢取決于步驟C3H8*=C3H7*+H*C.圖中過渡態(tài)1比過渡態(tài)2穩(wěn)定D.催化劑在反應(yīng)中參與化學(xué)反應(yīng)并改變反應(yīng)的活化能和反應(yīng)熱【答案】B【詳解】A.根據(jù)圖示,丙烷和氧氣的總能量小于丙烯和過氧化氫的總能量,所以丙烷氧化脫氫制丙烯的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B.步驟C3H8*=C3H7*+H*的活化能最大,C3H8*=C3H7*+H*是慢反應(yīng),所以該反應(yīng)的快慢取決于C3H8*=C3H7*+H*,故B正確;C.能量越低越穩(wěn)定,圖中過渡態(tài)2比過渡態(tài)1穩(wěn)定,故C錯(cuò)誤;D.催化劑在反應(yīng)中參與化學(xué)反應(yīng)并改變反應(yīng)的活化能,催化劑不能改變反應(yīng)熱,故D錯(cuò)誤;選B。9.(本題3分)(2021·全國(guó))對(duì)于反應(yīng),科學(xué)家根據(jù)光譜研究提出如下反應(yīng)歷程:第一步:快反應(yīng);第二步:慢反應(yīng);第三步:快反應(yīng)。上述反應(yīng)中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步反應(yīng)的平衡,下列敘述正確的是A.該反應(yīng)的速率由第二步反應(yīng)決定B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物有N2O2、N2O和H2C.第三步反應(yīng)中N2O與H2的每一次碰撞都是有效碰撞D.若第一步反應(yīng)的,則升高溫度,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大【答案】A【詳解】A.總反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定,所以該反應(yīng)的速率由第二步反應(yīng)決定,故A正確;B.NO、H2是反應(yīng)物,反應(yīng)的中間產(chǎn)物有N2O2、N2O,故B錯(cuò)誤;C.只有少數(shù)分子的碰撞能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱之為有效碰撞,第三步反應(yīng)中N2O與H2的碰撞不都是有效碰撞,故C錯(cuò)誤;D.升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,故D錯(cuò)誤;選A。10.(本題3分)(2021·吉林白城市·白城一中高二月考)在一個(gè)絕熱的固定容積的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),當(dāng)m+n=p時(shí),一定可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志的是①體系的壓強(qiáng)不再改變②體系的溫度不再改變③體系的密度不再改變④各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變A.①②③ B.①②③④ C.②③④ D.③④【答案】B【詳解】①絕熱的固定容積的密閉容器,體系的溫度為變量,且m+n=p,則體系的壓強(qiáng)為變量,體系的壓強(qiáng)不再改變則達(dá)到平衡狀態(tài),①正確;
②在一個(gè)不傳熱的固定容積的密閉容器中,體系的溫度為變量,當(dāng)溫度不再改變,說明正、逆反應(yīng)速率相等,能據(jù)此判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),②正確;③D為固態(tài),混合氣體的質(zhì)量為變量,容器容積為定值,則密度為變量,當(dāng)混合氣體密度不變時(shí),說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),③正確;④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變,表明正逆反應(yīng)速率相等,該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),④正確;故答案選B。11.(本題3分)(2020·重慶市暨華中學(xué)校高二月考)向一活塞式的密閉容器中充入1molPCl5(g),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)ΔH>0.達(dá)到平衡后,保持溫度不變,繼續(xù)向該容器中充入1molPCl5(g),則達(dá)到新平衡時(shí)PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率將A.變大 B.變小 C.不變 D.無法判斷【答案】C【詳解】向一活塞式的密閉容器即為一個(gè)恒溫恒容的密閉容器,則保持溫度不變,繼續(xù)向該容器中充入1molPCl5(g),相當(dāng)于兩個(gè)容器,甲容器中加入1molPCl5(g),乙容器中加入2molPCl5(g),根據(jù)恒溫恒容條件下只要反應(yīng)物的投料比相等,二者達(dá)到等效平衡,故達(dá)到新平衡時(shí)PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率與原平衡相等,即不變,故答案為:C。12.(本題3分)(2021·懷仁市第一中學(xué)校高二月考)北京航空航天大學(xué)教授團(tuán)隊(duì)與中科院高能物理研究所合作,合成了Y,Sc(Y,/NC,Sc/NC)單原子催化劑,用于常溫常壓下的電化學(xué)催化氫氣還原氮?dú)獾姆磻?yīng)。反應(yīng)歷程與相對(duì)能量模擬計(jì)算結(jié)果如圖所示(*表示稀土單原子催化劑)。下列說法中錯(cuò)誤的是A.相同條件下,兩種催化反應(yīng)的焓變相同B.實(shí)際生產(chǎn)中將催化劑的尺寸處理成納米級(jí)顆??商岣叩?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率C.使用Sc1/NC單原子催化劑的反應(yīng)歷程中,最大活化能的反應(yīng)過程可表示為*N2+H→*NNHD.升高溫度不一定可以提高氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率【答案】B【詳解】A.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,改變反應(yīng)的途徑,但不能改變反應(yīng)的焓變,則相同條件下,兩種催化反應(yīng)的焓變相同,故A正確;B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,但不能改變平衡的移動(dòng)方向,則將催化劑的尺寸處理成納米級(jí)顆粒,不能改變平衡的移動(dòng)方向,不能提高氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率,故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,使用Sc1/NC單原子催化劑的反應(yīng)歷程中,最大活化能的反應(yīng)過程為*N2與H反應(yīng)生成*NNH,反應(yīng)的方程式為*N2+H→*NNH,故C正確;D.升高溫度,反應(yīng)速率增大,氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率提高,若升高溫度,催化劑的活性降低,反應(yīng)速率減小,氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率會(huì)降低,則升高溫度不一定可以提高氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率,故D正確;故選B。13.(本題3分)(2021·懷仁市第一中學(xué)校高二月考)利用傳感技術(shù)可探究壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。在常溫、100kPa條件下,往注射器中充入適量NO2氣體,當(dāng)活塞位置不變時(shí)。分別在t1、t2s時(shí)快速移動(dòng)注射器活塞并保持活塞位置不變,測(cè)得注射器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列說法中錯(cuò)誤的是A.由B點(diǎn)到D點(diǎn)觀察到注射器內(nèi)氣體顏色先變淺后逐漸變深B.由E點(diǎn)到F點(diǎn)注射器內(nèi)氣體顏色加深是平衡移動(dòng)所致C.B、H兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率:v(B)=v(H)D.B點(diǎn)處NO2的轉(zhuǎn)化率為6%【答案】B【詳解】A.由圖可知,B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中注射器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)迅速減小,說明t1時(shí)的操作為向外快速移動(dòng)注射器活塞并保持活塞位置不變,使注射器內(nèi)氣體體積增大,導(dǎo)致氣體濃度減小,顏色變淺,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),C點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中,因氣體壓強(qiáng)減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化氮的濃度增大,顏色又逐漸變深,但D點(diǎn)顏色依然比B點(diǎn)顏色淺,故A正確;B.由圖可知,E點(diǎn)到F點(diǎn)的過程中注射器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)迅速增大,說明t2時(shí)的操作為向內(nèi)快速移動(dòng)注射器活塞并保持活塞位置不變,使注射器內(nèi)氣體體積減小,導(dǎo)致氣體濃度增大,氣體顏色加深,與平衡移動(dòng)無關(guān),故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,B、H兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)相同,平衡狀態(tài)相同,則正反應(yīng)速率:v(B)=v(H),故C正確;D.設(shè)起始二氧化氮的物質(zhì)的量為1mol,B點(diǎn)時(shí)二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為a,由方程式可知,平衡時(shí)二氧化氮和四氧化二氮的物質(zhì)的量分別為1mol—1mol×a=(1—a)mol、1mol×a×=0.5amol,由P1:P2=n1:n2可得:=,解得a=0.06,則B點(diǎn)處二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為6%,故D正確;故選B。14.(本題3分)(2021·綏德中學(xué)高二月考)下列有關(guān)可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)△H<0的圖像正確的是A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)題干信息可知,可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)△H<0為正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng),據(jù)此分析解題?!驹斀狻緼.溫度越高,反應(yīng)速率越快,越早達(dá)到平衡,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,A正確;B.升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),故逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,最終重新達(dá)到相等,再次平衡,B錯(cuò)誤;C.增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率均增大,化學(xué)平衡正向移動(dòng),故正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,最終重新達(dá)到相等,再次平衡,C錯(cuò)誤;D.溫度相同時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率增大,壓強(qiáng)相同時(shí),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率減小,D錯(cuò)誤;故答案為:A。15.(本題3分)(2020·江西九江市·九江一中高二月考)某溫度下,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K=1,該溫度下在體積均為1L的甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中,投入CO(g)和H2O(g)的起始濃度及5min時(shí)的濃度如表所示。甲乙起始濃度5min時(shí)濃度起始濃度5min時(shí)濃度c(CO)/mol/L0.10.080.2xc(H2O)/mol/L0.10.080.2y下列判斷不正確的是A.甲中0-5min平均反應(yīng)速率V(CO)=0.004mol?L-1?min-1B.反應(yīng)開始時(shí),乙中反應(yīng)速率快C.x=y=0.16D.平衡時(shí),乙中的轉(zhuǎn)化率是50%,C(CO)是甲中的2倍【答案】C【分析】設(shè)平衡時(shí)甲中H2O的轉(zhuǎn)化濃度為a,則,解得a=0.05,平衡時(shí)CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)均為0.05mol/L,則5分鐘時(shí),甲還未平衡;設(shè)平衡時(shí)乙中H2O的轉(zhuǎn)化濃度為b,則,解得b=0.1mol/L,平衡時(shí)CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)均為0.1mol/L。【詳解】A.根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算,甲中0~5min的平均反應(yīng)速率:v(CO)=,A正確;B.乙容器中反應(yīng)物的濃度是甲容器反應(yīng)物濃度的2倍,反應(yīng)開始時(shí),乙中反應(yīng)速率比甲快,B正確;C.乙容器中反應(yīng)物的起始濃度是甲容器中起始濃度的2倍,按等效平衡的知識(shí),若反應(yīng)速率相等時(shí)、同一時(shí)刻乙中物質(zhì)的濃度是甲的兩倍。而實(shí)際上乙反應(yīng)速率快、故x=y應(yīng)該小于0.16,C錯(cuò)誤;D.由分析知,乙中水的轉(zhuǎn)化率是,根據(jù)等效平衡知識(shí)判斷達(dá)平衡時(shí)c(CO)是甲中的2倍,D正確。故選C。二、填空題(共25分)16.(本題11分)(2020·邯鄲市永年區(qū)第一中學(xué)高二月考)某學(xué)生設(shè)計(jì)如圖Ⅰ裝置,測(cè)定2mol·L-1的硫酸分別與鋅粒、鋅粉反應(yīng)的速率。請(qǐng)回答:(1)圖Ⅰ裝置中盛放硫酸的儀器名稱是___。(2)按照?qǐng)DⅠ裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),已限定了兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)間均為10min,還需要測(cè)定的另一個(gè)數(shù)據(jù)是___。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,得到的結(jié)論是____。(4)該學(xué)生又將圖Ⅰ裝置中的氣體收集裝置改為圖Ⅱ,實(shí)驗(yàn)完畢待冷卻室溫后,該生準(zhǔn)備讀取滴定管上液面所處的刻度數(shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)滴定管中液面高于干燥管中液面,應(yīng)首先采取的操作是___。(5)探究一定質(zhì)量的鋅粒與足量的2mol·L-1稀硫酸反應(yīng)時(shí),能減慢反應(yīng)速率,又不影響氫氣體積的條件是___。A.加入一定量的醋酸鈉固體 B.加入一定量的硫酸銅C.加入一定KNO3溶液 D.加入一定體積的Na2SO4溶液【答案】(1)分液漏斗(2)收集到氣體的體積(3)其他條件相同時(shí),鋅粉與硫酸的反應(yīng)速率比鋅粒與硫酸的反應(yīng)速率快(4)調(diào)節(jié)滴定管的高度使得兩側(cè)液面相平(5)AD【分析】(1)根據(jù)裝置的特點(diǎn)可知,圖Ⅰ裝置中盛放硫酸的儀器名稱是分液漏斗。(2)若測(cè)定反應(yīng)速率,則還需要測(cè)定的另一個(gè)數(shù)據(jù)是收集到氣體的體積。(3)由于增大反應(yīng)物的接觸面積可以加快反應(yīng)速率,所以該實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是:其他條件相同時(shí),鋅粉與硫酸的反應(yīng)速率比鋅粒與硫酸的反應(yīng)速率快。(4)由于氣體的體積受壓強(qiáng)的影響大,所以在讀數(shù)之前還需要采取的措施是調(diào)節(jié)滴定管的高度,使得兩側(cè)液面相平。(5)A.加入一定量的醋酸鈉固體,生成弱酸醋酸,氫離子濃度減小,速率減小,但不影響氫氣的總量,符合題意;B.加入一定量的硫酸銅和鋅生成銅,組成原電池,加快反應(yīng)速率,不符合題意;C.加入一定KNO3溶液,生成硝酸和鋅不生成氫氣,不符合題意;D.加入一定體積的Na2SO4溶液,稀釋了溶液,濃度減小,速率減慢,不影響氫氣的總量,符合題意;故選AD。17.(本題14分)(2021·全國(guó)高二課時(shí)練習(xí))硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是的催化氧化:?;卮鹣铝袉栴}:(1)當(dāng)、和起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa,550℃時(shí)的______,判斷的依據(jù)是______。影響的因素有______。(2)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為、和的氣體通入反應(yīng)器,在溫度、壓強(qiáng)條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí),若轉(zhuǎn)化率為,則壓強(qiáng)為______,平衡常數(shù)______(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(3)研究表明,催化氧化的反應(yīng)速率方程為:,式中:為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度升高而增大;為平衡轉(zhuǎn)化率,為某時(shí)刻轉(zhuǎn)化率,為常數(shù)。在時(shí),將一系列溫度下的、值代入上述速率方程,得到曲線,如圖所示。曲線上最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該下反應(yīng)的最適宜溫度。時(shí),逐漸提高;后,逐漸下降。原因是______?!敬鸢浮?.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少,增大壓強(qiáng),提高,所以溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)升高溫度,增大使逐漸提高,但降低使逐漸下降。時(shí),增大對(duì)的提高大于引起的降低;后,增大對(duì)的提高小于引起的降低?!驹斀狻?1)由題給反應(yīng)式知,該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),其他條件一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡轉(zhuǎn)化率增大,故,結(jié)合題圖(b)知5.0MPa、550℃時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為0.975。影響平衡轉(zhuǎn)化率的因素有:溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物的起始濃度等。
(2)設(shè)通入的、和共100mol,利用三段式法進(jìn)行計(jì)算:平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為,則,,,因,,代入計(jì)算得。(3)升高溫度,反應(yīng)速率常數(shù)增大,反應(yīng)速率,提高但降低使反應(yīng)速率逐漸下降。時(shí),增大對(duì)的提高大于引起的降低后,增大對(duì)的提高小于引起的降低。三、原理綜合題(共30分)18.(本題12分)(2022·四川成都七中高三開學(xué)考試)CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為2L的恒溫密閉容器中,按物質(zhì)的量之比1∶3.5充入CO2和H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):,測(cè)得CO2和CH3OH的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。已知鍵能數(shù)據(jù):C=OC-OC-HH-HO-H鍵能/kJ/mol799358411432459(1)___________。(2)能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。A.反應(yīng)中CO2和CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點(diǎn))B.混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化C.單位時(shí)間內(nèi)生成,同時(shí)生成D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化E.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化(3)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為___________(保留一位小數(shù))。(4)保持溫度和容積不變,除充入H2外,還能使平衡后增大的措施是___
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