
?6.1.4化學平衡狀態(tài)同步練習-蘇教版高中化學必修第二冊
班級:___________考號:___________
一、單選題
1.在一定溫度下的恒容密閉容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應 A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已達平衡狀態(tài)的是
①混合氣體的壓強;②混合氣體的密度;③B的物質的量濃度;④氣體的總物質的量;⑤混合氣體的平均相對分子質量
A.①②③ B.②③⑤ C.①③⑤ D.①④⑤
2.一定條件下,將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生反應:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是
A.體系壓強保持不變
B.混合氣體顏色保持不變
C.SO3和NO的體積比保持不變
D.每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2
3.在一定溫度下,下列敘述是可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達平衡時特征的是
(1)C的生成速率與C的分解速率相等;
(2)單位時間內生成amolA,同時生成3amol B;
(3)A、B、C 的濃度不再變化;
(4)單位時間內消耗amolA,同時生成3amol B;
(5)A、B、C 的分子數(shù)之比為 1∶3∶2。
A.(1)(2)(5) B.(1)(3)(4) C.(1)(2)(3)(4) D.(1)(3)(5)
4.一定溫度下,可逆反應O2(g)+2NO(g)2NO2(g)達到平衡狀態(tài)的標志是
A.NO2的分解速率和O2的生成速率之比為2:1
B.單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO
C.O2、NO的物質的量之比為1:2
D.混合氣體的顏色不再發(fā)生改變
5.一定溫度下,向密閉容器中加入足量并充入,發(fā)生反應:,反應過程中測得如下數(shù)據(jù),下列說法錯誤的是
0
2
4
6
8
10
0
0.8
1.4
1.8
1.8
……
A.內,
B.該條件下,無論反應多長時間,
C.時,
D.保持溫度和容器體積不變,時向該容器中充入少量,壓強增大,反應速率加快
6.在一個密閉容器中發(fā)生反應:??,設阿伏加德羅常數(shù)的值為,下列分析正確的是
A.起始時加入和各1mol,充分反應后,放出的熱量為
B.每消耗,生成個HI分子
C.每形成個鍵,有個鍵斷裂
D.消耗個的同時消耗個HI,可說明該反應已達到平衡
7.下列反應屬于可逆反應的是
A.H2和O2點燃生成H2O的反應與H2O電解生成H2和O2的反應
B.CuSO4吸水形成晶體藍礬與藍礬加熱失去水分生成CuSO4
C.Cl2溶于水
D.Na2O溶于水
8.一定條件下,反應4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1 在5 L密閉容器中進行,10 s時,水蒸氣的物質的量增加了0.60 mol。則下列說法不正確的是( )
A.10 s內,NH3的平均反應速率為0.008 mol·L-1·s-1
B.該反應達到平衡時6v正(O2)=5v逆(H2O)
C.10 s內,反應放出的熱量為0.1a kJ
D.10 s時,H2O的反應速率為0.012 mol·L-1·s-1
9.一定溫度下,反應N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)達到化學平衡狀態(tài)的標志是
①H2全部轉化為NH3
②c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
③單位時間內,生成nmolN2的同時消耗2n mol NH3
④單位時間內斷開1molN≡N的同時斷開3molN—H
⑤N2的生成速率等于它的分解速率
⑥N2、H2、NH3的濃度不再變化
A.①②③④⑤⑥ B.⑤⑥ C.②③④⑤ D.④⑤⑥
10.一定溫度下,一容積可變的密閉容器中發(fā)生反應A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),經(jīng)2 min B的濃度減少0.6 mol·L-1,下列說法正確的是
A.若起始時A、B的物質的量之比為1:3,則2 min末A、B的轉化率相等
B.用A表示的反應速率是0.1 mol·L-1·min-1
C.2 min末的反應速率v(C)=0.2 mol·L-1·min-1
D.混合氣體的壓強不變可以表明該反應達到了平衡狀態(tài)
二、填空題
11.中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可轉化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。
(1)從3 min到9 min,v(CO2)= mol/(L·min)(計算結果保留2位有效數(shù)字)。
(2)能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是 (填編號)。
A.反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點)
B.混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化
C. 單位時間內生成1 mol H2,同時生成1 mol CH3OH
D.混合氣體的平均相對分子質量不隨時間的變化而變化
(3)平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質量之比是 。
(4)第3分鐘時v正(CH3OH)第9 min時v逆(CH3OH) (填“>”、“Fe>Cu
實驗結論是 ,要得出正確的實驗結論,還需控制的實驗條件是 ;
(2)為更精確地研究濃度對反應速率的影響,小組同學利用壓強傳感器等數(shù)字化實驗設備測定容器中的壓強隨氣體產量改變的情況,探究鎂與不同濃度硫酸的反應速率,兩組實驗所用藥品如下:
序號
鎂條的質量/g
硫酸
物質的量濃度(mol/L)
體積/mL
i
0.01
1.0
2
ii
0.01
0.5
2
實驗結果如下圖所示:
①實驗i對應圖1中曲線 (填字母),圖中曲線上的斜率越大,說明反應速率越 (填“快”、“慢”“無法確定”);
②分析實驗ii對應曲線可知,反應開始階段,化學反應速率不斷加快,原因是 ;隨著反應的不斷進行,化學反應速率減慢,原因是 。
II.NO2(紅棕色)和N2O4(無色)之間可發(fā)生反應:。在溫度為T的條件下,將氣體充入體積為2L的恒容密閉容器中,容器中某氣體的物質的量濃度隨時間變化曲線如下圖所示。
(3)四個點中,V正=V逆的點是 ;
(4)前12min內,用N2O4的濃度表示的化學反應速率為 ;
(5)下列可以說明該反應達到平衡的是 。
A.
B.
C.容器內氣體的顏色深淺不再變化
D.混合氣體的平均相對分子質量不再變化
E.混合氣體的密度不再變化
參考答案:
1.B
【詳解】①反應兩邊氣體的化學計量數(shù)相等,反應中壓強始終不變,所以壓強無法判斷是否達到了平衡狀態(tài),錯誤;
②由于A是固體,反應兩邊氣體的質量不相等,容器的容積固定,氣體的體積不變,所以混合氣體的密度是個變量,混合氣體的密度不變,說明正逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài),正確;
③B是氣體,物質的量濃度不變,達到平衡狀態(tài),正確;
④反應兩邊氣體的化學計量數(shù)相等,氣體的總物質的量始終不變,所以氣體的總物質的量無法判斷是否達到了平衡狀態(tài),錯誤;
⑤由于A是固體,反應兩邊氣體的質量不相等,混合氣體的平均相對分子質量是變量,混合氣體的平均相對分子質量不變,達到平衡狀態(tài),正確。
答案選B。
2.B
【詳解】A.NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)反應前后氣體系數(shù)和不變,壓強是恒量,體系壓強保持不變,反應不一定平衡,故不選A;
B.混合氣體顏色保持不變,就是NO2的濃度不變,反應達到平衡狀態(tài),故選B;
C.SO3和NO都是生成物,體積比始終是1:1,體積比保持不變,反應不一定平衡,故不選C;
D.每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2,不能判斷正逆反應速率是否相等,反應不一定平衡,故不選D;
選B。
3.B
【解析】根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征分析,當反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,各物質的濃度、質量、體積分數(shù)以及百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,據(jù)此解答。
【詳解】(1)C的生成速率等于C的分解速率,說明正逆反應速率相等,反應達到了平衡狀態(tài),正確;
(2)生成A和生成B都是指逆反應速率,不能說明正逆反應速率相等,不能說明反應達到平衡狀態(tài),錯誤;
(3)反應物和生成物濃度不再變化,說明反應達到了平衡狀態(tài),正確;
(4)單位時間內消耗amolA,同時生成3amolB,說明正逆反應速率相等,則反應達到了平衡狀態(tài),正確;
(5)分子個數(shù)比等于化學計量數(shù)之比,不能說明正逆反應速率之比相等,也不能說明濃度不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),錯誤;
綜上能夠說明達到平衡狀態(tài)的有(1)(3)(4),B符合題意。
答案選B。
4.D
【詳解】A.無論反應是否達到平衡,的分解速率和的生成速率之比都為,A錯誤;
B.無論反應是否達到平衡,單位時間內生成nmolO2的同時都會生成2nmolNO,B錯誤;
C.O2、NO的物質的量之比為1:2,只能表示某一時刻二者的物質的量之比,這個時間點不一定是平衡狀態(tài)的時間點,無法判斷反應是否達到平衡,C錯誤;
D.混合氣體的顏色不再發(fā)生改變,說明的濃度不變,各物質濃度不變,則反應達到平衡狀態(tài),D正確;
答案選D。
5.D
【詳解】A.0min-2min時間段內,v(H2)= =0.2mol?L-1?min-1,A項正確;
B.2molH2O完全反應生成2molH2,氫氣的濃度為1mol·L-1,但反應是可逆反應,2molH2O不能完全反應,因此無論反應多長時間,c(H2)<1mol·L-1,B項正確;
C.根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),6min和8min中的n(H2)的物質的量相同,因此達到了平衡狀態(tài),達到平衡狀態(tài)時,各組分的物質的量均不變,結合表中數(shù)據(jù)及反應可知,平衡時生成CO的物質的量等于生成氫氣的物質的量,即為1.8mol,則,C項正確;
D.保持溫度和體積不變,8min時向該容器中充入少量He(g),各組分的濃度不變,反應速率不變,D項錯誤;
故選:D。
6.D
【詳解】A.由熱化學方程式的意義可知1mol氫氣和1mol碘單質完全反應放出的熱量為QkJ,但該反應為可逆反應起始時加入和各1mol,實際反應的氫氣和碘單質小于1mol,放出的熱量小于Q,故A錯誤;
B.每消耗1mol,生成2molHI,則消耗,即消耗0.05mol,生成0.1molHI,分子數(shù)為0.1,故B錯誤;
C.由反應可知消耗1mol氫氣生成2molHI,1mol氫氣中含1molH-H鍵,1molHI中含1molH-I鍵,則每形成個鍵,有0.5個鍵斷裂,故C錯誤;
D.消耗個的同時消耗個HI,說明正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態(tài),故D正確;
故選:D。
7.C
【詳解】A.H2和O2點燃生成H2O的反應與H2O電解生成H2和O2的反應反應條件不同,不是可逆反應,故A錯誤;
B.CuSO4吸水形成晶體藍礬是化合反應,藍礬加熱失去水分生成CuSO4是分解反應,反應條件不同,不是可逆反應,故B錯誤;
C.Cl2溶于水形成鹽酸和次氯酸,該反應為可逆反應,故C正確;
D.Na2O溶于水生成氫氧化鈉,不可逆,故D錯誤;
故選C。
8.D
【詳解】A.10s時,水蒸氣的物質的量增加了0.60mol,由此可知NH3的物質的量增加0.40 mol,所以10s內,NH3的平均反應速率為mol·L-1·s-1=0.008 mol·L-1·s-1,故A正確;
B.該反應達到平衡時v正(O2)=v逆(O2),6v逆(O2)=5v逆(H2O),所以6v正(O2)=5v逆(H2O),故B正確;
C.10s時,水蒸氣的物質的量增加了0.60mol,所以10s內,反應放出的熱量為0.1akJ,故C正確;
D.10s時,水蒸氣的物質的量增加了0.60mol,10s內,H2O的平均反應速率為mol·L-1·s-1=0.012 mol·L-1·s-1,由于10 s時,H2O的濃度較小,此時H2O的反應速率小于10s內H2O的平均反應速率0.012 mol·L-1·s-1,故D不正確;
故選D。
9.B
【詳解】①該反應為可逆反應,H2不會全部轉化為NH3,錯誤;
②c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2時該反應不一定達到平衡狀態(tài),與反應物初始量及轉化率有關,錯誤;
③單位時間內,生成nmolN2的同時消耗2n mol NH3,反應方向一致,無法判斷平衡狀態(tài),錯誤;
④單位時間內斷開1molN≡N的同時斷開6molN-H,正逆反應速率相等,此時反應達到平衡狀態(tài),本題為單位時間內斷開1molN≡N的同時斷開3molN-H,錯誤;
⑤N2的生成速率等于它的分解速率,正逆反應速率相等,此時反應達到平衡狀態(tài),正確;
⑥N2、H2、NH3的濃度不再變化時,此時反應達到平衡狀態(tài),正確;
綜上,正確的為⑤⑥,答案選B。
10.A
【詳解】A.A、B都是反應物,二者反應時物質的量的比是1:3,若起始時A、B的物質的量之比為1:3,則2 min末A、B的轉化率相等,A正確;
B.A的狀態(tài)是固體,其濃度不變,因此不能用A表示的反應速率,B錯誤;
C.在2 min內 B的濃度減少0.6 mol·L-1,則根據(jù)物質反應轉化關系可知2 min內 C的濃度增加0.4 mol·L-1,故用C的濃度表示2 min內的平均反應速率為v(C)==0.2 mol·L-1·min-1。但化學反應速率是平均速率,不是瞬時速率,因此不能計算2 min末的反應速率,C錯誤;
D.該反應是反應前后氣體的物質的量不變的反應,無論反應是否達到平衡狀態(tài),體系的壓強始終不變,因此不能據(jù)此判斷反應是否達到平衡狀態(tài),D錯誤;
故合理選項是A。
11. 0.042 BD 22∶3 >
【分析】(1)根據(jù)v=計算從3 min到9 min,v(CO2);
(2)可逆反應達到平衡狀態(tài)時,任何物質的濃度不變,化學反應速率不變,物質的平衡含量不變,據(jù)此判斷;
(3)加入的物質的量的比等于方程式中物質的量的比,則平衡時二者的物質的量的比不變,利用n=計算質量比;
(4)根據(jù)反應從正反應方向開始,在達到平衡前正反應速率大于逆反應速率,在平衡時用同一物質表示的正、逆反應速率相等,據(jù)此分析比較。
【詳解】(1)根據(jù)圖示可知,在第3 min時,c(CO2)=0.50 mol/L,在9 min時c(CO2)=0.25 mol/L,所以v(CO2)==0.042 mol/(L·min);
(2)A. CH3OH與CO2的濃度相等時,反應可能處于平衡狀態(tài),也可能不是平衡狀態(tài),因此不能據(jù)此判斷反應是否達到平衡狀態(tài),A不符合題意;
B. 該反應是化學反應前后氣體物質的量發(fā)生改變的反應,恒容的容積不變,若混合氣體的壓強不變,則氣體的物質的量不變,反應達到平衡狀態(tài),B符合題意;
C. 根據(jù)方程式可知:單位時間內生成1 mol H2,必然會消耗 mol CH3OH,同時生成1 mol CH3OH,CH3OH的物質的量增加,反應正向進行,未處于平衡狀態(tài),C不符合題意;
D. 反應混合物都是氣體,反應前后氣體的總質量不變,而氣體的物質的量發(fā)生變化,若混合氣體的平均相對分子質量不變,說明氣體的總物質的量不變,反應達到平衡狀態(tài),D符合題意;
故合理選項是BD;
(3)反應開始時加入1 mol CO2和3 mol H2,n(CO2):n(H2)=1:3,CO2和H2按1:3的物質的量的比反應,所以平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的物質的量的比仍然是1:3,故此時m(CO2):m(H2)=(1 mol×44 g/mol):(3 mol×2 g/mol)= 22∶3;
(4)反應從正反應方向開始,至9 min時反應達到平衡,此時v正(CH3OH)=v逆(CH3OH),在第9 min達到平衡之前,v正(CH3OH)>v逆(CH3OH),故第3分鐘時v正(CH3OH)比第9 min時v逆(CH3OH)大。
【點睛】本題考查了化學反應速率的計算及化學平衡狀態(tài)的判斷等。掌握化學反應速率的定義、物質反應轉化關系及平衡狀態(tài)的特征是解題關鍵。物質發(fā)生反應時物質的量的比等于方程式中相應物質的計量數(shù)的比,當反應達到平衡時,任何一種物質的物質的量不變,濃度不變,表示的正、逆反應速率相等及由此演變的各種物理量不變。
12. 0.25 mol/(L?min) K= c c d 升高溫度或壓縮體積增大壓強 加入催化劑 t3~t4
【分析】(1)根據(jù)反應速率的公式計算;
(2)根據(jù)K值只與溫度有關,以及壓強對平衡移動的影響分析;
(3)根據(jù)該反應平衡狀態(tài)的特征分析判斷;
(4)根據(jù)外界因素對平衡移動的影響分析。
【詳解】(1)由反應方程式3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)可知,當生成6mol CO時,轉移12mol電子,則當有2mol電子轉移時,生成1molCO,故2min內反應的速率為;該反應的平衡常數(shù)表達式為K= ;
(2)K值只與溫度有關,溫度不變,K值不變,該反應的正反應為氣體體積增大的反應,則增大壓強,平衡向逆反應方向移動,答案選c;
(3)a. 當c(N2):c(CO)=1:3時,該反應不一定達到平衡狀態(tài),這與反應物濃度和轉化率有關,故錯誤;
b. 無論該反應是否達到平衡狀態(tài),都存在3v(N2)=v(CO),故錯誤;
c. 由反應方程式可知,隨著反應的進行,固體的質量減小,則當固體質量不再改變時,該反應達到平衡狀態(tài),故正確;
d. 由反應方程式可知,隨著反應的進行,氣體的質量增大,容器容積不變,則氣體的密度增大,故當氣體密度不再改變時,該反應達到平衡狀態(tài),故正確;故選cd;
(4)由反應方程式3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)+Q(Q>0)可知,該反應為放熱反應,且該反應的正反應為氣體體積增大的反應,若不改變N2、CO的量,由圖可知,t4時瞬間正、逆反應速率都增大,平衡向逆反應方向移動,改變條件為升高溫度或壓縮體積增大壓強;t6時瞬間正、逆反應都增大,且正逆反應速率相等,平衡不移動,故應是加入催化劑;t2時改變條件,平衡向正反應移動,在t3時重新到達平衡,t4時改變條件,平衡向逆反應移動,t5時又達到平衡,故t3~t4平衡混合物中CO含量最高。
13.(1)BC
(2)0.05
(3)60%
(4)1∶2
【詳解】(1)A.反應在恒容密閉容器中進行且兩個反應的反應物和生成物均為氣體,無論是否達到平衡,混合氣體的密度始終不變,A錯誤;
B.兩個反應均不是等體積反應,隨著反應進行混合氣體的總物質的量不斷變化,平均摩爾質量也不斷變化,平均摩爾質量不變說明反應達到平衡,B正確;
C.兩個反應均不是等體積反應,且反應在恒容密閉容器中進行,隨著反應進行總壓強不斷變化,壓強不變說明反應達到平衡,C正確;
D.化學反應中原子守恒,因此無論是否達到平衡,碳原子總數(shù)始終不變,D錯誤;
故答案選BC。
(2)0-4min內生成丙烯0.8mol,則反應①消耗丁烷0.8mol,共消耗丁烷1.2mol,則反應②消耗丁烷0.4mol,因此生成乙烷0.4mol,乙烷的平均反應速率為。
(3)該條件下,反應①和②共消耗丁烷1.2mol,則丁烷的平衡轉化率為1.2mol÷2mol=60%。
(4)平衡時反應①消耗丁烷0.8mol,生成丙烯0.8mol,反應②消耗丁烷0.4mol,生成乙烯0.4mol,則生成乙烯與丙烯的物質的量之比為1∶2。
14. 1 0.05 t3
【分析】(1)化學方程式的系數(shù)數(shù)比等于物質的量變化量之比;
(2)根據(jù) 計算以M的濃度變化表示該反應的平均反應速率;
(3)物質的量不再隨時間延長而變化時達到反應的最大限度。
【詳解】(1)N的物質的量變化是8-2=6mol,M的物質的量變化是5-2=3mol,化學方程式的系數(shù)數(shù)比等于物質的量變化量之比,所以a:b=6:3=2:1,所以b=1;
(2)容積為2L,t2-t1=10 min,則從t1到t2時刻,M的物質的量變化5-4=1mol,所以0.05 mol/(L·min);
(3)t3時刻M、N的物質的量不再隨時間延長而變化,所以t3時刻達到反應的最大限度。
【點睛】考查化學反應速率計算、化學平衡狀態(tài)判斷,側重對基礎知識的鞏固,注意化學方程式的系數(shù)數(shù)比等于物質的量變化量之比。
15.③④⑦⑨
【詳解】①,無法判斷各組分的濃度是否繼續(xù)變化,則無法判斷平衡狀態(tài),故①錯誤;
②,無法判斷各組分的濃度是否繼續(xù)變化,無法判斷是否達到平衡狀態(tài),故②錯誤;
③、、不再隨時間而改變,說明正逆反應速率相等,該反應達到平衡狀態(tài),故③正確;
④單位時間內生成的同時生成,說明正逆反應速率相等,該反應達到平衡狀態(tài),故④正確;
⑤單位時間內生成的同時生成,表示的都是逆反應速率,無法判斷正逆反應速率的關系,故⑤錯誤;
⑥反應速率,沒有正逆反應速率,則無法判斷平衡狀態(tài),故⑥錯誤;
⑦一個H?H鍵斷裂的同時有兩個H?I鍵斷裂,表明正逆反應速率相等,該反應達到平衡狀態(tài),故⑦正確;
⑧該反應為氣體體積不變的反應,壓強始終不變,不能根據(jù)壓強判斷平衡狀態(tài),故⑧錯誤;
⑨溫度和體積一定時混合氣體的顏色不再變化,說明正逆反應速率相等,該反應達到平衡狀態(tài),故⑨正確;
⑩氣體總質量不變、容器容積不變,密度為定值,故⑩錯誤;
?該反應前后氣體質量不變,氣體總物質的量不變,則氣體的平均摩爾質量為定值,不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài),故?錯誤;
綜上已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的標志是③④⑦⑨,故答案為:③④⑦⑨。
16.(1)
(2)bc
(3) 乙 33.3% 增大
【詳解】(1)發(fā)生歧化反應,氧化產物與還原產物的物質的量比為1∶1,生成、,化學方程式是;
(2)a.容器內氣體的質量保持不變,不能作為平衡標志,不能判斷反應達到平衡;
b.結合化學計量數(shù)以及正逆反應相等反應達到平衡,則,反應達到平衡狀態(tài);
c.容器內氣體顏色不再改變,說明平衡不再移動,反應達到平衡狀態(tài);????
d.反應過程中氣體的質量保持不變,氮原子總數(shù)不變,不能判斷反應達到平衡;
故選bc;
(3)①相同時間內的濃度變化是的2倍,因此乙表示的濃度隨時間的變化;
②當?shù)臐舛葹?.08mol?L時,濃度變化是0.04mol?L,用表示的化學反應速率是;
③C點時和的濃度相等,結合方程式,的轉化濃度是mol?L,的轉化率是33.3%;
④A點到B點的過程中氣體的物質的量增大,氣體的壓強增大。
17. ﹥ X 0.00375mol/(L·min)或mol/(L·min) CD C
【詳解】I.(1)初始投料為N2和H2,所以X代表氨氣,相同時間內Y的物質的量變化大于X,則Y代表氫氣,據(jù)圖可知t1時刻之后氫氣濃度繼續(xù)減小,氨氣的濃度增大,平衡正向移動,所以t1時刻v正>v逆;
(2)初始投料為N2和H2,氨氣的物質的量為0,所以X代表氨氣;
(3)0到8min內Δn(NH3)=0.6mol,根據(jù)反應方程式可知Δn(N2)=0.3mol,容器體積為10L,所以v(N2)== 0.00375mol/(L·min)或mol/(L·min);
Ⅱ.①A.v(CO2)逆=3v(H2)正,則v(CO2)逆=9v(CO2)正,正逆反應速率不相等,反應未達到平衡,A不符合題意;
B.反應物和生成物均為氣體,所以氣體的總質量始終不變,容器恒容,則氣體體積不變,無論是否平衡,密度都不發(fā)生變化,B不符合題意;
C.CH3OH的濃度保持不變說明正逆反應速率相等,反應達到平衡,C符合題意;
D.氣體的總質量始終不變,但該反應前后氣體系數(shù)之和不相等,氣體的總物質的量會變,所以未平衡時平均相對分子質量會變,當其不變時說明反應達到平衡,D符合題意;
綜上所述答案為CD;
②A.升高溫度活化分子百分數(shù)增大,v正增大,A不符合題意;
B.縮小容器的體積,反應物的濃度增大,v正增大,B不符合題意;
C.恒容時通入He,反應物濃度不變,v正不變,C符合題意;
D.恒容時通入更多的H2O(g),平衡逆向移動,反應物濃度增大,v正增大,D不符合題意;
綜上所述答案為C。
18. bc > = 反應是可逆反應,1molN2和3molH2不可能完全反應,所以放出的熱量總是小于92.4kJ 隨著反應的進行,二氧化氮的物質的量濃度減小,反應速率減小
【詳解】(1)①a.根據(jù)方程式可知反應速率時正逆反應速率不相等,該反應沒有達到平衡狀態(tài),故a錯誤;
b.該反應是一個反應前后氣體體積增大的可逆反應,當反應達到平衡狀態(tài)時,容器內壓強不隨時間的變化而變化,所以能判斷反應達到平衡狀態(tài),故b正確;
c.容器內N2的物質的量分數(shù)不再隨時間而發(fā)生變化說明濃度不變,即達到了平衡狀態(tài),故c正確;
d.物質的量之比不能說明正逆反應速率相等或者濃度不變,故d錯誤;
e.12mol N-H鍵斷裂的同時生成5mol N≡N鍵均表示正反應速率,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故e錯誤;
f.根據(jù)質量守恒定律可知混合氣體的總質量始終不變,不能據(jù)此說明反應的達到平衡狀態(tài),故f錯誤;
故答案為bc;
②b點不是平衡點,反應正向進行為主,即b點ν(正)>ν(逆);而d點達到平衡,此時ν(正)=ν(逆);
(2)由于反應是可逆反應,1molN2和3molH2不可能完全反應,所以放出的熱量總是小于92.4kJ;
(3)根據(jù)上表可以看出,隨著反應的進行,二氧化氮的物質的量濃度減小,因此反應速率逐漸減小。
19.(1)3A?B+2C
(2)50%
(3) 0.04mol 1
【詳解】(1)根據(jù)圖象可知,A的濃度減小0.09mol/L,則A是反應物;C的濃度增大0.06mol/L,則C是生成物;濃度變化量之比等于系數(shù)比,A、C的系數(shù)比為3:2;反應過程中容器內氣體總物質的量不變,可知反應前后氣體系數(shù)和相等,所以B是生成物,t1s后濃度不再改變,說明反應可逆,反應的方程式為3A?B+2C;
(2)t1時C的體積分數(shù)為;
(3)反應起始A的物質的量為0.3mol,A的濃度為0.15mol/L,可知容器的體積為2L,反應過程中C的濃度增大0.06mol/L,根據(jù)反應方程式,可知B的濃度增大0.03mol/L,所以B的初始濃度為0.02mol/L,B的起始的物質的量是0.04mol;同溫同體積,壓強比等于物質的量比,反應過程中容器內氣體總物質的量不變,所以平衡時體系內的壓強為初始狀態(tài)的1倍。
20. 2SO2+ O22SO3 反應達到平衡 O2足量的情況下,SO2的濃度始終不為0(或者SO3的濃度始終不為5 mol/L) S18O18O、SO18O、 18OO 、S18O18OO、S18OOO
【詳解】(1)根據(jù)圖象可知,SO2與足量O2反應生成SO3,5min后SO2、SO3物質的量不再改變且都不為0,說明該反應可逆,反應的化學方程式為2SO2+ O22SO3;
(2)5min后c(SO2)與c(SO3)不再隨時間改變的原因是反應達到平衡狀態(tài);
(3)由圖象可知SO2與O2的反應是可逆反應,證據(jù)是O2足量的情況下,SO2的濃度始終不為0。
(4)若將SO2與足量18O2反應,由于反應可逆,反應同時向正逆兩個方向進行,當三氧化硫的濃度不再隨時間改變時,容器中18O存在于以下物質中:18O18O、S18O18O18O、S18O18O、SO18O、 18OO 、S18O18OO、S18OOO。
21. 3X(g)+Y(g)?2Z(g) ac 293 5 BC 測量反應體系溫度的變化 反應生成的是該反應的催化劑
【詳解】Ⅰ.(1)由圖可知,隨著反應的進行,X、Y的物質的量減小,Z的物質的量增加,說明X、Y是反應物,Z是生成物,達到平衡時△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol,△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol,△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol,同一反應中同一時間段內各物質的物質的量變化之比等于其計量數(shù)之比,則△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.6:0.2:0.4=3:1:2,5min后各物質物質的量保持不變達到平衡狀態(tài),該反應的化學方程式為3X(g)+Y(g)?2Z(g)。故答案為:3X(g)+Y(g)?2Z(g);
(2)a.Y的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變,說明反應達到平衡狀態(tài),故符合;
b.X、Y的反應速率比為1:1,不等于3:1,且沒有說明是正反應速率還是逆反應速率,故不符;
C.該反應是氣體體積減小的反應,容器內氣體壓強保持不變,說明氣體總物質的量不再隨時間變化而變化,反應達到平衡狀態(tài),故符合;
d.生成的同時消耗,均為逆反應,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故不符;
故答案為:ac;
Ⅱ.(3)A、B是探究濃度對化學反應速率的影響,控制溫度相同,293,根據(jù)A總體積為10mL,10mL-3mL-2mL=5mL;故答案為:293;5;
(4)若探究溫度對化學反應速率的影響,要控制除溫度外其它條件相同,可選擇實驗BC。故答案為:BC;
(5)A組實驗的平均反應速率v(KMnO4)= =。故答案為:;
(6)①該反應放熱,使溶液溫度升高,化學反應速率提高,向燒杯中加入溶液和溶液,測量反應體系溫度的變化。故答案為:測量反應體系溫度的變化;
②由圖2可知反應開始后速率增大的比較快,說明生成物中的MnSO4(或Mn2+)為該反應的催化劑,方案2中的假設為反應生成的是該反應的催化劑。故答案為:反應生成的是該反應的催化劑。
22.(1)
(2)CD
(3) 10 20
(4)
(5) 顯紫紅色 溶液出現(xiàn)血紅色
(6)
【詳解】(1)該反應H2O2發(fā)生分解反應生成水和氧氣,反應的化學方程式;
(2)由和混合的反應為,O元素化合價發(fā)生變化,屬于氧化還原反應,從微粒示意圖可知反應前后都有分子,說明該反應是可逆反應,故選:CD;
(3)為控制溶液體積一致,=10mL,實驗1和2變量是形態(tài),則其他因素保持一致,則=20℃;
(4)c(H2O2)越大反應速率越快,溫度越高,反應速率越快,且溫度影響程度比濃度的大,實驗2濃度比3的小,反應速率慢,產生氣泡的時間長,則>,實驗3溫度比4低,反應速率慢,則>,則由大到小為;
(5)碘單質在苯中溶解度更大,加入苯,出現(xiàn)分層,上層顯紫紅色,說明反應生成碘;為證明此反應存在一定的限度,說明反應物Fe3+還剩余,可用KSCN溶液檢驗,操作是另取一份,加試劑KSCN,觀察到溶液出現(xiàn)血紅色;該實驗反應的離子方程式;
(6)它的氯化物為XCl,XCl物質的量為, 1molXCl含電子數(shù)為(A-N+17)mol,則所含的電子的物質的量為mol。
23.(1) 金屬的性質越活潑,反應速率越快 反應溫度相同
(2) a 快 鎂與硫酸反應是放熱反應,溫度升高,化學反應速率加快 硫酸的濃度逐漸降低,化學反應速率減慢
(3)cd
(4)0.0025
(5)CD
【分析】根據(jù)實驗報告可知:在硫酸的濃度相同時,探究三種金屬與硫酸反應的速率,還需要保證三個反應的反應溫度相同。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知:實驗i中硫酸的濃度比實驗ii大,其他條件相同,所以實驗Ⅰ反應速率快,產生氫氣量大;圖中曲線上的斜率越大,說明反應速率越快,以此解題。
【詳解】(1)根據(jù)實驗報告可知:在硫酸的濃度相同時,探究三種金屬與硫酸反應的速率,還需要保證三個反應的反應溫度相同,即在相同溫度和濃度的硫酸中,金屬越活潑反應速率越快,故答案:金屬的性質越活潑,反應速率越快;反應溫度相同;
(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知:實驗i中硫酸的濃度比實驗ii大,其他條件相同,所以實驗i反應速率快,產生氫氣量大,所以a對應圖中曲線為實驗i;圖中曲線上的斜率越大,說明反應速率越快,故答案:a;快。
②分析實驗ii對應曲線可知,反應開始階段,反應速率不斷加快,是因為鎂與硫酸反應是放熱反應,溫度升高,化學反應速率加快;隨著反應的不斷進行,化學反應速率減慢,硫酸的濃度逐漸降低,所以化學反應速率減慢。故答案:鎂與硫酸反應是放熱反應,溫度升高,化學反應速率加快;硫酸的濃度逐漸降低,化學反應速率減慢。
(3)根據(jù)圖象可知,該氣體的物質的量濃度隨著時間的推移逐漸增加,平衡時保持不變,則該圖中表示的是NO2物質的量濃度隨時間的變化曲線;點cd所表示的NO2物質的量濃度達到最大值,達到平衡狀態(tài),v正=v逆;答案為:cd;
(4)反應進行到16min時,?n(NO2)=0.06mol/L-0mol/L=0.06mol/L,則?n(N2O4)=0.03mol/L,用N2O4表示的速率為;
(5)A.可逆反應達到平衡時各物質的物質的量濃度保持不變,不一定等于化學計量數(shù)之比,c(N2O4):c(NO2)=1:2時不能說明反應達到平衡,A錯誤;
B.時正、逆反應速率不相等,反應沒有達到平衡狀態(tài),B錯誤;
C.容器為恒容,容器內氣體顏色深淺不再變化,說明NO2物質的量濃度不再變化,是反應達到平衡狀態(tài)的特征標志,C正確;
D.該反應的正反應氣體分子數(shù)增大,建立平衡的過程中混合氣體總質量始終不變,混合氣體總物質的量變化,混合氣體的平均相對分子質量變化,故混合氣體的平均相對分子質量不再變化說明反應達到平衡,D正確;
E.建立平衡的過程中混合氣體總質量始終不變,該容器為恒容容器,建立平衡的過程中混合氣體的密度始終不變,故混合氣體的密度不再變化不能說明反應達到平衡狀態(tài),E錯誤;
答案選CD。
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