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文檔簡介
第5講高一化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)能力競賽專題訓(xùn)練——化學(xué)反應(yīng)速率與限度【題型目錄】模塊一:易錯試題精選模塊二:培優(yōu)試題精選模塊三:名校競賽試題精選【典型例題】1.在鋅與某濃度的鹽酸反應(yīng)的實驗中,得到如表結(jié)果:實驗序號鋅的質(zhì)量/g鋅的形狀溫度/℃鋅完全溶解于酸的時間/s12薄片1520022粉末15t232粉末35t3下列說法中,正確的是①t2>t3②t2<200③實驗2和實驗3比較,單位時間內(nèi)消耗的鋅的質(zhì)量:m2>m3A.只有① B.①② C.只有② D.②③【答案】B【詳解】①由表格數(shù)據(jù)可知,實驗2、3中鋅的質(zhì)量和形狀均相同,但反應(yīng)溫度不同,溫度越高,反應(yīng)速率越快,則3中反應(yīng)速率快于2,鋅完全溶解于酸的時間少于2,故①正確;②由表格數(shù)據(jù)可知,實驗1、2中反應(yīng)溫度相同,鋅的形狀不同,固體的表面積越大,反應(yīng)速率越快,粉末鋅的表面積薄片鋅,與酸反應(yīng)速率快于薄片鋅,則鋅完全溶解于酸的時間少于薄片鋅,故②正確;③由表格數(shù)據(jù)可知,實驗2和3中鋅的質(zhì)量和形狀均相同,但反應(yīng)溫度不同,溫度越高,反應(yīng)速率越快,則3中反應(yīng)速率快于2,單位時間內(nèi)消耗的鋅的質(zhì)量大于實驗2,故③錯誤;①②正確,故選B。2.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中,錯誤的是A.化學(xué)反應(yīng)速率用于表示化學(xué)反應(yīng)進行的快慢B.化學(xué)反應(yīng)速率會受到反應(yīng)物本身性質(zhì)的影響C.可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,正、逆反應(yīng)的速率都變?yōu)?D.增大反應(yīng)物的濃度、提高反應(yīng)體系溫度都能增大反應(yīng)速率【答案】C【詳解】A.反應(yīng)速率是一種用于衡量化學(xué)反應(yīng)進行快慢的物理量,A正確;B.決定反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì),B正確C.可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,正、逆反應(yīng)的速率相等,但都不為0,C錯誤;D.增大反應(yīng)物的濃度、提高反應(yīng)溫度都能增大反應(yīng)速率,D正確;答案選C。3.CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))生成CO2的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示,下列結(jié)論不正確的是A.反應(yīng)開始2min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大B.反應(yīng)4min后平均反應(yīng)速率最小C.反應(yīng)開始2min—4min內(nèi),溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大D.反應(yīng)在2min到4min內(nèi)消耗CaCO3的質(zhì)量為20g【答案】A222,反應(yīng)速率先增大后減小;先增大是由于反應(yīng)放熱,使溶液溫度升高,導(dǎo)致反應(yīng)速率增大,4min后速率下降則是由于濃度降低所引起的?!驹斀狻緼.反應(yīng)速率即單位時間內(nèi)物質(zhì)的量濃度的變化量,同一容器中也可以是物質(zhì)的量的變化量,圖中2-4min內(nèi)二氧化碳的變化量最大,即2-4min反應(yīng)速率最大,故A錯誤;B.4min后反應(yīng)物濃度降低,趨于0,速率最低,故B正確;C.2-4min內(nèi)生成的二氧化碳的量最多,反應(yīng)速率最大,故C正確;D.2-4min內(nèi)生成0.2mol二氧化碳,根據(jù)CaCO3~CO2,可知消耗碳酸鈣0.2mol,即m=nM=0.2×100=20g,故D正確;故選A。4.一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示:下列描述正確的是A.反應(yīng)開始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(L·s)C.反應(yīng)開始到10s時,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X(g)+Y(g)Z(g)【答案】C【分析】反應(yīng)開始前,X、Y的濃度都為最大值,而Z的濃度為0,則X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物,反應(yīng)進行10s時,X、Y、Z的濃度都保持不變,且都大于0,則表明反應(yīng)達平衡狀態(tài),反應(yīng)為可逆反應(yīng)。【詳解】A.反應(yīng)開始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為,故A錯誤;B.反應(yīng)開始到10s,X的物質(zhì)的量濃度減少了,故B錯誤;C.反應(yīng)開始到10s時,Y的轉(zhuǎn)化率為,故C正確;D.由分析知,反應(yīng)為可逆反應(yīng),0~10s內(nèi),X、Y的物質(zhì)的量都變化0.79mol,Z的物質(zhì)的量變化1.58mol,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,故D錯誤;故選C。5.在一定條件下,密閉容器內(nèi)某一反應(yīng)中A、B兩種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是A.化學(xué)方程式為A2BB.t1時,A的反應(yīng)速率是B的2倍C.t2時,A、B的反應(yīng)速率相等D.t2時,用A濃度變化表示的反應(yīng)速率為mol·L-1·min-1【答案】B【詳解】A.時,A的物質(zhì)的量減少了4,B的物質(zhì)的量增加了2,因此A為反應(yīng)物,B為生成物,改變量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,化學(xué)方程式為,錯誤;B.時,A的物質(zhì)的量減少了2,B的物質(zhì)的量增加了1,故A的反應(yīng)速率是B的2倍,正確;C.時,A的物質(zhì)的量減少了4,B的物質(zhì)的量增加了2,故A的反應(yīng)速率不等于B的反應(yīng)速率,錯誤;D.容器體積未知,因此無法計算用A濃度變化表示的反應(yīng)速率,錯誤;故選B。6.可逆反應(yīng),在體積不變的密閉容器中反應(yīng),達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是①單位時間內(nèi)生成的同時生成②單位時間內(nèi)生成的同時生成2nmolNO③用,NO,的物質(zhì)的量濃度變化表示反應(yīng)速率的比為2:2:1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.①③④ B.②③⑤ C.①④⑤ D.①②③④⑤【答案】C【分析】當(dāng)可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變?!驹斀狻竣贋樯晌铮瑸榉磻?yīng)物,單位時間內(nèi)生成的同時生成,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),①正確;②NO,均為生成物,任何時刻,單位時間內(nèi)生成的同時都會生成2nmolNO,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),②錯誤;③任何時刻,反應(yīng)速率之比都等于化學(xué)計量數(shù)之比,用,NO,的物質(zhì)的量濃度變化表示反應(yīng)速率的比為2:2:1的狀態(tài),不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),③錯誤;④混合氣體的顏色不再改變,說明NO2的濃度不再變化,各物質(zhì)濃度不變,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),④正確;⑤依據(jù)質(zhì)量守恒定律,質(zhì)量一直不變,但該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的反應(yīng),只有達到平衡狀態(tài)時,混合氣體的總物質(zhì)的量才不變,因此混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),⑤正確;綜上分析,正確的有①④⑤,答案選C。7.一定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng),以下不能說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是A.X的分解速率與Y的消耗速率相等 B.反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分數(shù)不變C.混合氣體的密度不再變化 D.單位時間內(nèi)生成1molY的同時生成2molX【答案】A【詳解】A.X的分解速率與Y的消耗速率相等,正逆反應(yīng)速率比不等于系數(shù)比,反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài),故選A;B.反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分數(shù)不變,說明Y的物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故不選B;C.反應(yīng)后有固體Z生成,氣體總質(zhì)量是變量,容器體積不變,所以密度是變量,混合氣體的密度不再變化,反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài),故不選C;
D.單位時間內(nèi)生成1molY的同時生成2molX,正逆反應(yīng)速率比等于系數(shù)比,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故不選D;選A。8.已知X(g)+3Y(g)2W(g)+M(g)為放熱反應(yīng)。一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中,加入1molX(g)與3molY(g),下列說法正確的是A.充分反應(yīng)后,生成2molW和1molMB.當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,X與W的物質(zhì)的量濃度之比一定為1∶2C.當(dāng)X的物質(zhì)的量分數(shù)不再改變,表明該反應(yīng)已達平衡D.若增大Y的濃度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小【答案】C【詳解】A.X(g)+3Y(g)2W(g)+M(g)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,充分反應(yīng)后,生成W小于2mol、M小于1mol,故A錯誤;B.當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,X與W的物質(zhì)的量濃度比保持不變,不一定為1∶2,故B錯誤;C.當(dāng)X的物質(zhì)的量分數(shù)不再改變,表明該反應(yīng)已達平衡,故C正確;D.若增大Y的濃度,正逆反應(yīng)速率均增大,故D錯誤;選C。9.在2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),2min后,B減少1.2mol。下列敘述不正確的是A. B.2min內(nèi)C.2min內(nèi) 【答案】D【詳解】A.根據(jù)速率之比等于系數(shù)之比,,故A正確;B.2min內(nèi),故B正確;C.根據(jù)速率之比等于系數(shù)之比,,則,故C正確;D.根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比,2min內(nèi)B減少1.2mol,則D增加了0.4mol,故D錯誤;故選D。10.一定溫度下,向容積為4L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示,下列對反應(yīng)的推斷合理的是A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4C6A+2DB.反應(yīng)進行到1s時,v(A)=v(C)C.反應(yīng)進行到6s時,B的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?s)D.反應(yīng)進行到6s時,各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等【答案】A【詳解】A.由圖可知,反應(yīng)達到平衡時,B物質(zhì)減少了0.6mol、C物質(zhì)減小了0.8mol、A物質(zhì)增加了1.2mol、D物質(zhì)增加了0.4mol,所以B、C為反應(yīng)物,A、D為生成物,物質(zhì)的量的變化量之比為0.6:0.8:1.2:0.4=3:4:6:2,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,故A錯誤;B.化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,故反應(yīng)進行到1s時,v(A)=3v(D),故B錯誤;C.反應(yīng)進行到6s時,B的轉(zhuǎn)化率為,故C正確;D.化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,故反應(yīng)進行到6s時,各物質(zhì)的反應(yīng)速率不相等,故D錯誤;故選C。11.(多選題)等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應(yīng),測定在不同時間t產(chǎn)生氫氣體積V的數(shù)據(jù),繪制得到下圖,則曲線a、b、c、d所對應(yīng)的實驗組別可能是組別c(HCl)(mol·L-1)溫度(℃)狀態(tài)125塊狀230塊狀350塊狀430粉末狀A(yù).4、3、2、1 B.1、2、3、4 C.3、4、2、1 D.1、2、4、3【答案】AC【詳解】其他條件一定時,溶液的濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快;溫度的升高和固體由塊狀變?yōu)榉勰疃寄茱@著加快反應(yīng)速率。實驗1中鹽酸的濃度最小,反應(yīng)的溫度最低,所以化學(xué)反應(yīng)速率最慢;實驗3的反應(yīng)溫度比實驗2的反應(yīng)溫度高,所以實驗3的反應(yīng)速率大于實驗2的反應(yīng)速率;實驗1和實驗2實驗對比,實驗2濃度較大,溫度較高,故其速率較快,3和實驗4雖然濃度相同,但反應(yīng)的溫度不同,物質(zhì)的狀態(tài)也不相同,無法比較,故有A、C兩種可能;故選AC。12.H2O2被稱為綠色氧化劑,對其性質(zhì)進行研究極其重要。某同學(xué)以H2O2分解為例,進行了以下實驗:編號反應(yīng)物催化劑溫度①20mL2%H2O2溶液+2mLH2O無20℃②20mL5%H2O2溶液+2mLH2O無20℃③20mL5%H2O2溶液+2mLH2O1g粉末狀MnO220℃④20mL5%H2O2溶液+2mL1mol/LHCl溶液1g粉末狀MnO220℃⑤20mL5%H2O2溶液+2mLH2O1g粉末狀MnO240℃(1)問題一:能夠探究濃度對H2O2分解速率影響的實驗編號是什么_________?設(shè)計實驗②和③的目的是什么_________?(2)問題二:實驗③、④、⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化如圖所示。分析該圖能夠得出什么實驗結(jié)論_________?【答案】(1)
能夠探究濃度對H2O2分解速率影響的實驗編號是①和②
設(shè)計實驗②和③的目的是探究催化劑對H2O2分解速率的影響(2)溫度越高H2O2分解速率越快、HCl溶液對H2O2分解有抑制作用【解析】(1)實驗①②中H2O2的濃度不同,根據(jù)控制變量法,能夠探究濃度對H2O2分解速率影響的實驗編號是①和②;實驗②和③的變量是催化劑不同,根據(jù)控制變量法,實驗②和③的目的是探究催化劑對H2O2分解速率的影響;(2)根據(jù)圖示,反應(yīng)速率⑤>③>④,實驗⑤溫度最高,可知溫度越高H2O2分解速率越快;實驗④和③比加入了鹽酸,可知HCl溶液對H2O2分解有抑制作用。13.一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)
△H>0。一定溫度下,向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體,反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖所示。(1)t1時,正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為ν正_______ν逆(填“>”“<”或“=”);(2)4分鐘內(nèi),CO2的轉(zhuǎn)化率為_______;CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=_______;(3)下列條件的改變能減慢其反應(yīng)速率的是_______(選填序號)①降低溫度②減少鐵粉的質(zhì)量③保持壓強不變,充入He使容器的體積增大④保持體積不變,充入He使體系壓強增大(4)下列描述能說明上述反應(yīng)已達平衡的是_______(選填序號)。①v(CO2)=v(CO)②單位時間內(nèi)生成nmolCO2的同時生成nmolCO③容器中氣體壓強不隨時間而變化④容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化【答案】(1)>(2)
71.4%
0.125mol?L-1?min-1(3)①③(4)②④【詳解】(1)根據(jù)圖象可知,在t1后,CO濃度增大、CO2濃度減小,說明反應(yīng)未達到平衡,反應(yīng)向正向進行,因此v正>v逆,故答案為:>;(2)根據(jù)圖象可知,4分鐘內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率=;CO的平均反應(yīng)速率,v(CO)==0.125mol?L-1?min-1,故答案為:71.4%;0.125mol?L-1?min-1;(3)①降低溫度,物質(zhì)的內(nèi)能降低,活化分子數(shù)減小,有效碰撞次數(shù)減少,化學(xué)反應(yīng)速率降低,①項符合題意;②由于固體的濃度不變,所以減少鐵粉的質(zhì)量,物質(zhì)的反應(yīng)速率不變,②項不符合題意;③保持壓強不變,充入He使容器的體積增大,反應(yīng)體系中物質(zhì)濃度降低,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)減少,有效碰撞次數(shù)減少,化學(xué)反應(yīng)速率降低,③項符合題意;④保持體積不變,充入He使體系壓強增大,由于體系內(nèi)的物質(zhì)濃度不變,所以化學(xué)反應(yīng)速率不變,④項不符合題意;故答案為:①③;(4)①未指明反應(yīng)是正向還是逆向進行,因此不能判斷是否為平衡狀態(tài),①項錯誤;②單位時間內(nèi)生成nmolCO2的同時必然會消耗nmolCO,又生成nmolCO,則CO的物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),②項正確;③該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),任何條件下體系的壓強都不變,因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否為平衡狀態(tài),③項錯誤;④反應(yīng)前后氣體的體積不變,而氣體的質(zhì)量會發(fā)生變化,則氣體的摩爾質(zhì)量會發(fā)生變化,由于摩爾質(zhì)量當(dāng)以g/mol為單位時,數(shù)值上等于物質(zhì)的相對分子質(zhì)量,所以若容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化,則反應(yīng)達到平衡狀態(tài),④項正確;故答案為:②④。14.某化學(xué)小組欲測定KClO3溶液與NaHSO333溶液,所得數(shù)據(jù)如圖所示。已知:ClO+3HSO=Cl-+3SO+3H+。(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)在0~4min的平均反應(yīng)速率:v(Cl-)=____mol/(L·min)。(2)某同學(xué)仔細分析實驗數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),在反應(yīng)過程中,該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率先增大,12min后逐漸變慢(12min后圖略)。i.小組同學(xué)針對這一現(xiàn)象進一步通過測定c(Cl-)隨時間變化的曲線探究速率先增大的原因,具體如表所示。方案假設(shè)實驗操作I該反應(yīng)放熱,使溶液溫度升高,反應(yīng)速率加快33溶液,_____II____33溶液III溶液酸性增強加快了化學(xué)反應(yīng)速率33溶液①補全方案I中的實驗操作:____。②方案II中的假設(shè)為____。③除I、II、III中的假設(shè)外,還可以提出的假設(shè)是____。④在已知方案I的假設(shè)不成立的情況下,某同學(xué)從控制變量的角度思考,認為方案III中實驗操作設(shè)計不嚴謹,請進行改進:____。ii.12min后,化學(xué)反應(yīng)速率變慢的原因是_____?!敬鸢浮?1)(2)
插入溫度計
生成的氯離子加快了反應(yīng)速率
生成的硫酸根加快了反應(yīng)速率
將1mL水改為1mL0.2mol?L?1NaCl
隨著化學(xué)反應(yīng)的進行,體系中的各物質(zhì)濃度都會逐漸降低,所以反應(yīng)速率也會逐漸減慢【詳解】(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)在0~4min的平均反應(yīng)速率:;故答案為:;(2)①假設(shè)1提出該反應(yīng)放熱使得速率加快,所以應(yīng)在一開始就測量溫度,測量溫度需要溫度計;故答案為:插入溫度計;②方案II中實驗操作是向其中加入少量NaCl固體,說明其假設(shè)為生成的氯離子加快了反應(yīng)速率;故答案為:生成的氯離子加快了反應(yīng)速率;③反應(yīng)中也生成了硫酸根,除I、II、III中的假設(shè)外,還可以提出的假設(shè)是生成的硫酸根加快了反應(yīng)速率;故答案為:生成的硫酸根加快了反應(yīng)速率;④根據(jù)題意分析出兩個燒杯的變量不是氫離子變化了,還與氯離子的濃度也變化了,應(yīng)該只能改變一個變量,則要使得兩個溶液中的氯離子濃度相等即方案III中實驗操作設(shè)計為:將1mL水改為1mL0.2mol?L?1NaCl;故答案為:將1mL水改為1mL0.2mol?L?1NaCl。ii.12min后,化學(xué)反應(yīng)速率變慢的原因是隨著化學(xué)反應(yīng)的進行,體系中的各物質(zhì)濃度都會逐漸降低,所以反應(yīng)速率也會逐漸減慢;故答案為:隨著化學(xué)反應(yīng)的進行,體系中的各物質(zhì)濃度都會逐漸降低,所以反應(yīng)速率也會逐漸減慢。15.Ⅰ.對于4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,試回答有關(guān)的問題:(1)可用哪些物質(zhì)濃度的變化來表示該反應(yīng)的速率___________。(2)為了提高生成SO2的速率,可以采取的措施是___________。A.增加FeS2的量 B.增大O2的濃度C.升高溫度 D.減小壓強Ⅱ.某溫度下,在2L密閉容器中,X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系曲線如圖所示:(3)由圖中的數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。(4)5min內(nèi)用Z表示的平均反應(yīng)速率為___________?!敬鸢浮?1)O2、SO2(2)BC(3)3X+Y3Z(4)0.06mol·L-1·min-1【解析】(1)只有氣體或者溶液才有濃度的變化,固體或者純液體的濃度是定值,故應(yīng)選用SO2或O2來表示該扳應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率;(2)A.FeS2是固體,增加FeS2的量,其反應(yīng)速率不變,選項A錯誤;B.增大O2的濃度,反應(yīng)速率加快,選項B正確;C.升高溫度,反應(yīng)速率加快,選項C正確;D.減小壓強,反應(yīng)速率降低,選項D錯誤;答案選BC;(3)由圖象可以看出,X、Y的物質(zhì)的量逐漸減小,則X、Y為反應(yīng)物,Z的物質(zhì)的量逐漸增多,所以Z為生成物,當(dāng)反應(yīng)到達2min時,Δn(X)=0.6mol,Δn(Y)=0.2mol,Δn(Z)=0.6mol,化學(xué)反應(yīng)中,各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學(xué)計量數(shù)呈正比,則Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=0.6:0.2:0.6=3:1:3,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3X+Y3Z;(4)5min內(nèi)用Z表示的平均反應(yīng)速率為v(Z)==0.06mol·L-1·min-1。16.300°C時,向2L的恒容密閉容器中,充入2molCO2(g)和2molH2(g)使之發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度變化如圖所示:(1)由圖可知,CO2(g)的濃度隨時間的變化為曲線___________(填“a”“b”或“c”);0~2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO2)為___________。(2)已知:反應(yīng)至2min時,改變了某一反應(yīng)條件。由圖可知,0~2min內(nèi)CH3OH(g)的生成速率___(填“大于”“小于”或“等于”)2~4min內(nèi)CH3OH(g)的生成速率。(3)5min時,CO2(g)的轉(zhuǎn)化率(反應(yīng)時消耗CO2的物質(zhì)的量占起始投入CO2的物質(zhì)的量的百分比)為___________,此時容器內(nèi)氣體總壓強與反應(yīng)前容器內(nèi)氣體總壓強之比為___。【答案】(1)
a
0.05mol·L-1·min-1(2)小于(3)
30%
7:10【詳解】(1)在0~2min內(nèi),a曲線表示的物質(zhì)濃度減少0.1mol/L,b曲線表示的物質(zhì)濃度減少0.3mol/L,二者改變的濃度比為1:3,根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)速率比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)的比,可知a表示CO2的濃度變化,b表示的是H2的濃度變化;在0~2min內(nèi)CO2的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(CO2)=;(2)物質(zhì)反應(yīng)速率比等于反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)的比。根據(jù)反應(yīng)圖象可知在0~2min內(nèi)△c(CH3OH)=0.1mol/L;在2~4min內(nèi)△c(CH3OH)=0.2mol/L,反應(yīng)時間相同,反應(yīng)改變的濃度越大,反應(yīng)速率越快,則0~2min內(nèi)CH3OH(g)的生成速率小于2~4minCH3OH(g)的生成速率;(3)反應(yīng)開始時CO2(g)的濃度為1.0mol/L,在5min時,CO2(g)的濃度為0.7mol/L,反應(yīng)消耗CO2(g)的濃度為0.3mol/L,故CO2轉(zhuǎn)化率為;在反應(yīng)開始時n(CO2)=n(H2)=2mol,平衡時n(CO2)=0.7mol/L×2L=1.4mol;n(H2)=0.1mol/L×2L=0.2mol,根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時,n(CH3OH)=n(H2O)=0.3mol/L×2L=0.6mol,n(總)開始=2mol+2mol=4mol;n(總)平衡=1.4mol+0.2mol+0.6mol+0.6mol=2.8mol,。由于在恒溫恒容時,氣體的物質(zhì)的量的比等于氣體的壓強之比,所以平衡時容器內(nèi)氣體總壓強與反應(yīng)前容器內(nèi)氣體總壓強之比為p(平衡):p(開始)=7:10。模塊二:培優(yōu)試題精選1.向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如下圖,下列結(jié)論中正確的個數(shù)為①反應(yīng)在c點到達平衡②SO2濃度:a點小于c點③反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量④Δt1=Δt2,ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量⑤混合物顏色不再變化,說明反應(yīng)達到平衡⑥體系壓強不再變化,說明反應(yīng)達到平衡⑦逆反應(yīng)速率圖象在此時間段內(nèi)和上圖趨勢相同⑧達到平衡后,改變?nèi)萜黧w積增大壓強,逆反應(yīng)速率可能先增大后減小A.4個 B.5個 C.6個 D.7個【答案】A【詳解】①正反應(yīng)開始增大,在c點速率最大,后來速率又減小,因此反應(yīng)在c點未達到平衡,故①錯誤;②絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,從a點到c點,正反應(yīng)速率不斷增大,不斷消耗SO2,因此SO2濃度:a點大于c點,故②錯誤;③該容器絕熱恒容,正反應(yīng)速率增大,說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故③正確;④ab段的速率小于bc段的速率,若Δt1=Δt2,則ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量,故④正確;⑤該反應(yīng)正向進行,濃度不斷減小,當(dāng)混合物顏色不再變化,說明反應(yīng)達到平衡,故⑤正確;⑥該反應(yīng)是等體積反應(yīng),但正向反應(yīng),溫度不斷升高,壓強不斷增大,當(dāng)體系壓強不再變化,說明反應(yīng)達到平衡,故⑥正確;⑦開始逆反應(yīng)速率為0,生成物濃度增大,溫度升高,逆速率加快,當(dāng)正反應(yīng)速率達到最大時,逆反應(yīng)速率還在增大,因此逆反應(yīng)速率圖象在此時間段內(nèi)和上圖趨勢不相同,故⑦錯誤;⑧平衡后,改變?nèi)萜黧w積增大壓強,逆反應(yīng)速率始終等于于原反應(yīng)速率,平衡不移動,故⑧錯誤;因此正確的有③④⑤⑥共4個,故A符合題意。2.在密閉容器中進行如下反應(yīng):,已知、、Z的起始濃度分別為、、,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時,各物質(zhì)的濃度有可能是A.Y為 B.為C.為 D.Z為【答案】B【詳解】若反應(yīng)向正反應(yīng)進行到達平衡,、的濃度最小,Z的濃度最大,假定完全反應(yīng),則:,若反應(yīng)逆正反應(yīng)進行到達平衡,、的濃度最大,Z的濃度最小,假定完全反應(yīng),則:由于為可逆反應(yīng),物質(zhì)不能完全轉(zhuǎn)化所以平衡時濃度范圍為,,,故B正確、ACD錯誤;答案選B?!军c睛】化學(xué)平衡的建立,既可以從正反應(yīng)開始,也可以從逆反應(yīng)開始,或者從正逆反應(yīng)開始,不論從哪個方向開始,物質(zhì)都不能完全反應(yīng),若反應(yīng)向正反應(yīng)進行到達平衡,、的濃度最小,Z的濃度最大;若反應(yīng)逆正反應(yīng)進行到達平衡,、的濃度最大,Z的濃度最??;利用極限法假設(shè)完全反應(yīng),計算出相應(yīng)物質(zhì)的濃度變化量,實際變化量小于極限值。3.在一定溫度時,將1molA和2molB放入容積為5L的某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):,經(jīng)5min后,測得容器內(nèi)B的濃度減少了,則下列敘述錯誤的是(
)A.在5min內(nèi),該反應(yīng)用C的濃度變化表示的反應(yīng)速率為B.在5min時,容器內(nèi)D的濃度為C.該可逆反應(yīng)未達限度前,隨反應(yīng)的進行,容器內(nèi)壓強逐漸增大D.5min時,容器內(nèi)氣體總的物質(zhì)的量為3mol【答案】D【詳解】A.,則在5min內(nèi),該反應(yīng)用C的濃度變化表示的反應(yīng)速率,A正確;B.由化學(xué)方程式知,相同時間內(nèi)B的濃度減少值等于D的濃度增加值,則在5min時,容器內(nèi)D的濃度為,B正確;C.正方向是氣體分子數(shù)目增加的反應(yīng),則該可逆反應(yīng)未達限度前,隨反應(yīng)的進行,容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量逐步增加,則壓強逐漸增大,C正確;D.5min后,測得容器內(nèi)B的濃度減少了,則,2x=1mol,x=0.5mol,則5min時,容器內(nèi)氣體總的物質(zhì)的量為2-2x+x+2x=2.5mol,D錯誤;答案選D。4.下列說法正確的是(
)A.H2(g)+I2(g)?2HI(g),其他條件不變,縮小反應(yīng)容器體積,正逆反應(yīng)速率不變B.C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g),氣體的總物質(zhì)的量不再改變不能說明反應(yīng)已達平衡C.若壓強不再隨時間變化能說明反應(yīng)2A(?)+B(g)?2C(?)已達平衡,則A、C不能同時是氣體D.1molN2和3molH2反應(yīng)達到平衡時H2轉(zhuǎn)化率為10%,放出的熱量為Q1;在相同溫度和壓強下,當(dāng)2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時,吸收的熱量為Q2,Q2等于Q1【答案】D【詳解】A.H2(g)+I2(g)?2HI(g),其他條件不變,縮小反應(yīng)容器體積增大壓強,則正逆反應(yīng)速率均增大,A錯誤;B.C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g),氣體的總物質(zhì)的量會隨著反應(yīng)而變化,當(dāng)其不再改變時則能說明反應(yīng)已達平衡,B錯誤;C.2A(?)+B(g)?2C(?)的兩邊,氣體分子總數(shù)不可能相等,故不管A、C是什么狀態(tài),若壓強不再隨時間變化均能說明反應(yīng)2A(?)+B(g)?2C(?)已達平衡,C錯誤;D.設(shè)合成氨反應(yīng)中消耗1molN2和3molH2同時生成2molNH3時,放出熱量為Q,則熱化學(xué)方程式為:,消耗2molNH3同時生成1molN2和3molH2時,吸收熱量為Q,則熱化學(xué)方程式為:,當(dāng)1molN2和3molH2反應(yīng)達到平衡時H2轉(zhuǎn)化率為10%,放出的熱量為Q1Q,在相同溫度和壓強下,當(dāng)2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時,吸收的熱量為Q2Q,D正確;答案選D。5.已知反應(yīng):NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),起始時向某密閉容器中通入1molNO2、2molS18O2,.反應(yīng)達到平衡后,下列有關(guān)說法正確的是:A.NO2中不可能含18O B.有1molN18O生成C.S18O2的物質(zhì)的量不可能為0.8mol D.SO2、SO3、NO、NO2均含18O時,說明該反應(yīng)達到平衡【答案】C【詳解】A.NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)反應(yīng)到達平衡后,化學(xué)平衡是一個動態(tài)平衡,故NO2中可能含18O,A錯誤;B.NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)該反應(yīng)是可逆反應(yīng),NO2的轉(zhuǎn)化率小于100%,故生成N18O的物質(zhì)的量小于1mol,B錯誤;C.反應(yīng)物的物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,又因為NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)這個反應(yīng)是可逆反應(yīng),NO2的轉(zhuǎn)化率小于100%,故平衡時S18O2的物質(zhì)的量大于1.0mol,C正確;D.反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量不在隨著時間的改變而改變,當(dāng)SO2、SO3、NO、NO2均含18O時,不能說明反應(yīng)達到平衡,D錯誤;答案選C?!军c睛】對應(yīng)可逆反應(yīng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%,生成物的產(chǎn)率小于100%,化學(xué)平衡是一個動態(tài)平衡,達到平衡后,同種物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率相等且都大于0。6.在體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),圖I表示200℃時容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時間的變化,圖Ⅱ表示不同溫度下平衡時C的體積分數(shù)隨起始n(A):n(B)的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是A.200℃時,反應(yīng)從開始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol·L-1·min-1B.圖Ⅱ所知反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g)的
△H<0,且a=2C.若在圖Ⅰ所示的平衡狀態(tài)下,再向體系中充入He,重新達到平衡前v(正)>v(逆)【答案】D【詳解】由圖Ⅰ可知,200℃時,5min反應(yīng)達到平衡,A的物質(zhì)的量變化量為△n(A)=0.8mol?0.4mol=0.4mol,B的物質(zhì)的量變化量為△n(B)=0.4mol-0.2mol=0.2mol,C的物質(zhì)的量變化量為△n(C)=0.2mol,故x:y:z=△n(A):△n(B):△n(C)=2:1:1,則反應(yīng)方程式為:2A(g)+B(g)C(g),A.由圖Ⅰ可知,200℃時,5min反應(yīng)達到平衡,平衡時B的物質(zhì)的量變化量為0.4mol?0.2mol=0.2mol,故,故A錯誤;B.由圖Ⅱ可知,當(dāng)n(A):n(B)一定時,溫度越高,平衡時C的體積分數(shù)越大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即△H>0;該反應(yīng)的方程式為:2A(g)+B(g)C(g),在一定溫度下,只要A、B起始物質(zhì)的量之比剛好等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比,平衡時生成物C的體積分數(shù)就最大,故a=2,故B錯誤;C.恒溫恒容條件下,在圖Ⅰ所示的平衡狀態(tài)下,再向體系中充入He,由于容器容積不變,則混合物中各物質(zhì)的濃度不變,正逆反應(yīng)速率不變,平衡不移動,故v(正)=v(逆),故C錯誤;D.由圖Ⅰ可知,200℃時,當(dāng)充入0.8molA和0.4molB達到平衡時,A的體積分數(shù)為:;200℃時,向該容器中充入2molA和1molB,達到的平衡等效為原平衡增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,A的轉(zhuǎn)化率增大,故達到平衡時,A的體積分數(shù)小于0.5,故D正確;故選D。7.在恒容密閉容器中存在如下反應(yīng)。2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)
H<0,在其他條件不變時,改變某一條件對上述平衡的影響,下列分析正確的是A.圖Ⅰ表示增加生成物濃度對該平衡的影響B(tài).圖Ⅱ表示增大壓強對該平衡的影響C.圖Ⅲ表示溫度對該平衡的影響,溫度:乙>甲D.圖Ⅳ表示催化劑對該平衡的影響,催化效率:乙>甲【答案】C【詳解】A.圖Ⅰ中正逆反應(yīng)速率都增大,不能表示增加生成物濃度對該平衡的影響,故錯誤;B.圖Ⅱ表示改變條件后正逆速率都降低,但平衡不移動,說明表示減小壓強對該平衡無影響,故錯誤;C.圖Ⅲ表示溫度對該平衡的影響,升溫,平衡逆向移動,A的轉(zhuǎn)化率降低,故溫度:乙>甲,故正確;D.圖Ⅳ表示改變條件改變速率,但平衡不移動,所以可以表示催化劑對該平衡的影響,且催化效率:甲>乙,故錯誤;故選C。【點睛】化學(xué)圖象題抓住曲線的改變點和走向,聯(lián)系外界條件對反應(yīng)速率的影響和對平衡的影響進行分析。8.在一絕熱(不與外界發(fā)生熱交換)的恒容容器中,發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(s)C(g)+D(g),下列描述中能表明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的有(
)個①容器內(nèi)溫度不變
②混合氣體的密度不變
③混合氣體的壓強不變④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
⑤C(g)的物質(zhì)的量濃度不變⑥容器內(nèi)A、C、D三種氣體的濃度之比為2:1:1
⑦某時刻v(A)=2v(C)且不等于零⑧單位時間內(nèi)生成nmolD,同時生成2nmolAA.4 B.5 C.6 D.7【答案】C【詳解】①該容器為絕熱容器,容器內(nèi)溫度不變,說明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡狀態(tài);②由于B呈固態(tài),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,建立平衡過程中氣體的總質(zhì)量增大,恒容容器中混合氣體的密度增大,達到平衡時混合氣體總質(zhì)量不變,混合氣體的密度不變,混合氣體的密度不變能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);③該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,建立平衡過程中混合氣體分子總物質(zhì)的量始終不變,由于是絕熱容器,建立平衡過程中容器溫度變化,混合氣體壓強發(fā)生變化,達到平衡時溫度不變,混合氣體壓強不變,混合氣體的壓強不變說明反應(yīng)達到平衡;④由于B呈固態(tài),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,建立平衡過程中氣體的總質(zhì)量增大,混合氣體分子總物質(zhì)的量始終不變,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大,達到平衡時混合氣體總質(zhì)量不變,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);⑤C(g)的物質(zhì)的量濃度不變是化學(xué)平衡的特征標(biāo)志,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);⑥達到平衡時A、C、D的濃度保持不變,但不一定等于2:1:1,A、C、D三種氣體的濃度之比為2:1:1時反應(yīng)不一定達到平衡狀態(tài);⑦某時刻υ(A)=2υ(C)且不等于零,沒有指明是正反應(yīng)速率,還是逆反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);⑧單位時間內(nèi)生成nmolD一定消耗2nmolA,同時生成2nmolA,A的濃度不變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的有①②③④⑤⑧,共6個,答案選C。【點睛】本題考查化學(xué)平衡的標(biāo)志,化學(xué)平衡的標(biāo)志是:逆向相等,變量不變?!澳嫦蛳嗟取敝高_到平衡時同一物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài);“變量不變”指可變物理量不變是平衡的標(biāo)志,不變物理量不變不能作為平衡的標(biāo)志。注意本題中的B呈固態(tài)以及容器為絕熱容器。9.298K時,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol,在該溫度下,取1molN2和3molH2放在密閉容器內(nèi)反應(yīng)。下列說法正確的是A.在有催化劑存在的條件下,反應(yīng)放出的熱量為92.4kJB.有無催化劑該反應(yīng)放出的熱量都為92.4kJC.反應(yīng)放出的熱量始終小于92.4kJD.若再充入1molH2,到達平衡時放出的熱量應(yīng)為92.4kJ【答案】C【詳解】該反應(yīng)為可逆反應(yīng),正向不可能進行到底,所以1molN2和3molH2反應(yīng)放出的熱量始終小于92.4kJ,C正確。10.2molA與2molB混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g);若2s后,A的轉(zhuǎn)化率為50%,測得v(D)=0.25mol·L-1·s-1,下列推斷正確的是()A.v(C)=v(D)=0.2mol·L-1·s-1B.z=3C.B的轉(zhuǎn)化率為75%D.反應(yīng)前與2s后容器的壓強比為4∶3【答案】C【詳解】2s后A的轉(zhuǎn)化率為50%,則反應(yīng)的A為2mol×50%=1mol,則2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),開始(mol)2
2
0
0轉(zhuǎn)化(mol)1
1
2s(mol)
1
1
A.v(C)==0.25mol·L-1·s-1=v(D),故A錯誤;B.因反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,由A可知,z=2,故B錯誤;C.B的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,故C正確;D.反應(yīng)達2s時,容器內(nèi)總物質(zhì)的量為nA+nB+nC+nD=1mol+0.5mol+1mol+1mol=3.5mol。故反應(yīng)前后的容器中氣體總物質(zhì)的量之比為4∶3.5,壓強比為4∶3.5,D項錯誤;答案選C。11.(多選題)1,3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步:第一步H+進攻1,3-丁二烯生成碳正離子();第二步Br-進攻碳正離子完成1,2-加成或1,4-加成。反應(yīng)進程中的能量變化如下圖所示。已知在0℃和40℃時,1,2-加成產(chǎn)物與1,4-加成產(chǎn)物的比例分別為70:30和15:85。下列說法正確的是A.1,4-加成產(chǎn)物比1,2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定B.與0℃相比,40℃時1,3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率增大C.從0℃升至40℃,1,2-加成正反應(yīng)速率增大,1,4-加成正反應(yīng)速率減小D.從0℃升至40℃,1,2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度【答案】AD【分析】根據(jù)圖象分析可知該加成反應(yīng)為放熱反應(yīng),且生成的1,4-加成產(chǎn)物的能量比1,2-加成產(chǎn)物的能量低,結(jié)合題干信息及溫度對化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響效果分析作答?!驹斀狻扛鶕?jù)上述分析可知,A.能量越低越穩(wěn)定,根據(jù)圖象可看出,1,4-加成產(chǎn)物的能量比1,2-加成產(chǎn)物的能量低,即1,4-加成產(chǎn)物的能量比1,2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定,故A正確;B.該加成反應(yīng)不管生成1,4-加成產(chǎn)物還是1,2-加成產(chǎn)物,均為放熱反應(yīng),則升高溫度,不利用1,3-丁二烯的轉(zhuǎn)化,即在40時其轉(zhuǎn)化率會減小,故B錯誤;C.從0升至40,正化學(xué)反應(yīng)速率均增大,即1,4-加成和1,2-加成反應(yīng)的正速率均會增大,故C錯誤;D.從0升至40,對于1,2-加成反應(yīng)來說,化學(xué)平衡向逆向移動,即1,2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度,故D正確;答案選AD。12.(多選題)丙酮的碘代反應(yīng)的速率方程為,其半衰期(當(dāng)剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時所需的時間)為改變反應(yīng)物濃度時,反應(yīng)的瞬時速率如表所示。下列說法正確的是A.速率方程中的、B.該反應(yīng)的速率常數(shù)C.增大的濃度,反應(yīng)的瞬時速率加快D.在過量的存在時,反應(yīng)掉87.5%的所需的時間是375min【答案】AD【詳解】A.由第一組數(shù)據(jù)和第二組數(shù)據(jù)可得,則m=1,由第二組數(shù)據(jù)和第四組數(shù)據(jù)可得,則n=0,A選項正確;B.由A可知,m=1,n=0,則v=kc(CH3COCH3),帶入第一組數(shù)據(jù)可得,k=5.6×10-3min-1,B選項錯誤;C.由第二組和第四組數(shù)據(jù)分析可知,當(dāng)其他條件不變時,增大I2的濃度,反應(yīng)的瞬時速率不變,C選項錯誤;D.存在過量的I2時,反應(yīng)掉87.5%可以看作經(jīng)歷3個半衰期,即50%+25%+12.5%,因此所需的時間為,D選項正確;答案選AD。【點睛】本題的難點在于D選項,正確理解半衰期的含義,知道反應(yīng)掉87.5%的可以看作經(jīng)歷3個半衰期,即50%+25%+12.5%,為解答本題的關(guān)鍵。13.Ⅰ.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(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1L的恒溫密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下反應(yīng):,測得CO2和的濃度隨時間變化如圖所示。(1)從3min到9min,___________(計算保留2位有效數(shù)字)。(2)能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)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(nèi)生成1molH2,同時生成1molCH3OHD.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化(3)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為___________。(4)平衡混合氣體中和的質(zhì)量之比是___________。(5)第3分鐘時___________第9分鐘時(填“>”“<”“=”或“無法比較”)。Ⅱ.(1)在恒溫條件下將一定量X和Y的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中,X和Y兩物質(zhì)的濃度隨時間的變化情況如圖所示。①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式(反應(yīng)物或生成物用符號X、Y表示):___________。②a、b、c、d四個點中,表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點是___________。(2)如圖所示是可逆反應(yīng)的反應(yīng)速率(v)與時間(t)的關(guān)系曲線,下列敘述正確的是___________(填字母)。A.t1時,只有正方向反應(yīng)在進行
B.t2時,反應(yīng)達到最大限度C.t2~t3,反應(yīng)不再進行D.t2~t3,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化【答案】
0.042
BD
75%
22:3
>
bd
BD【詳解】Ⅰ(1)從3min到9min,CO2濃度變?yōu)?,CO2反應(yīng)速率為。故答案為:0.042。(2)A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1(即圖中交叉點),不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A錯誤;B.混合氣體的物質(zhì)的量為變量,則壓強為變量,隨著反應(yīng)的進行,混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化,此時反應(yīng)達到平衡,B正確;C.單位時間內(nèi)生成3molH2,同時生成1molCH3OH,則正、逆反應(yīng)速率相等,C錯誤;D.混合氣體的質(zhì)量不變,混合氣體的物質(zhì)的量是變量,則平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化,此時反應(yīng)達到平衡,D正確;故選BD。(3)由圖象可知平衡時CO2的濃度為,則消耗的二氧化碳的濃度,CO2的轉(zhuǎn)化率為;故答案為:75%。(4)則平衡時混合氣體中和的質(zhì)量之比是;故答案為:22:3。(5)第9分鐘時達到平衡,,隨著反應(yīng)的進行,正反應(yīng)速率逐漸減小,則第3分鐘時大于第9分鐘時;故答案為:>。Ⅱ(1)由題圖可知,X為生成物,Y為反應(yīng)物。0~10minX增加了,Y減小了,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故X、Y的化學(xué)計量數(shù)之比為2:1,且該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為;b、d兩點處于化學(xué)平衡狀態(tài);故答案為:Y?2X。(2)對于可逆反應(yīng),反應(yīng)開始后的任何時刻,正逆反應(yīng)均在進行;根據(jù)題圖可知0~t2,反應(yīng)處于非平衡狀態(tài);t2后,該反應(yīng)處于平衡狀態(tài),正逆反應(yīng)速率相等,但不等于0;處于平衡狀態(tài)時,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,故B、D正確;故答案為:BD。14.在一定體積的密閉容器中,進行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:t℃70080083010001200K回答下列問題:(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=_____________。(2)該反應(yīng)為______反應(yīng)(選填吸熱、放熱)。升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化將____________(填增大、減小或不變)。(3)能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是______(多選扣分)。a.容器中壓強不變
b.混合氣體中c(CO)不變c.v正(H2)=v逆(H2O)d.c(CO2)=c(CO)(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),試判斷此時的溫度為______℃?!敬鸢浮?/p>
K=C(CO)·C(H2O)/[C(CO2)·C(H2)]
吸熱反應(yīng)
增大
BC
830℃【詳解】(1)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,實驗根據(jù)反應(yīng)的方程式可知,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=C(CO)·C(H2O)/[C(CO2)·C(H2)]。(2)隨著溫度的升高,平衡常數(shù)逐漸增大,這說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進行,則正方應(yīng)是吸熱反應(yīng)。升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化將增大。(3)在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài),所以b正確。平衡時各種物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,但各種的濃度之間不一定滿足某種關(guān)系,d不能說明。該反應(yīng)是體積不變的可逆反應(yīng),則壓強始終是不變的,a不能說明。C中反應(yīng)速率的方向相反,且滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,可以說明,答案選bc。(4)根據(jù)平衡常數(shù)的表達式可知,c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)是K=1,所以根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知此時的溫度為830℃。15.反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)(ΔH<0)在等容條件下進行。改變其他反應(yīng)條件,在I、II、III階段體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如圖所示:問題:(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式中a∶b∶c為____。(2)A的平均反應(yīng)速率vI(A)、vII(A)、vIII(A)從大到小排列次序為____。(3)B的平衡轉(zhuǎn)化率αI(B)、αII(B)、αIII(B)中最小的是____,其值是____。(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡向____移動,采取的措施是____。(5)比較第II階段反應(yīng)溫度(T2)和第III階段反應(yīng)溫度(T3)的高低;T2____T3(填“<”“>”“=”),判斷的理由是____?!敬鸢浮?1)1∶3∶2(2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)(3)
αⅢ(4)
向右
從平衡混合物中分離出了C(5)
>
因為該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降溫才能正向移動【分析】根據(jù)圖象中第Ⅰ階段,平衡時A、B、C的濃度變化量,結(jié)合濃度變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算;分別計算三個階段B的轉(zhuǎn)化率;第Ⅱ階段中,C是從0開始的,瞬間A、B濃度不變,因此可以確定第一次平衡后,從體系中移出了C,據(jù)此分析解答?!驹斀狻浚?)Ⅰ階段,20min內(nèi),Δc(A)=2.0mol?L-1-1.00mol?L-1=1.00mol?L-1,Δc(B)=6.0mol?L-1-3.00mol?L-1=3.00mol?L-1,Δc(C)=2.00mol?L-1,則a∶b∶c=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=1∶3∶2;故答案為1∶3∶2;(2)vⅠ(A)=,vⅡ(A)=,vⅢ(A)=;所以vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A);故答案為vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A);(3)αⅠ(B)=,αⅡ(B)=,αⅢ(B)=;故αⅢ(B)最??;故答案為αⅢ(B),0.19;(4)由圖示可知,由第一次平衡到第二次平衡,A、B的濃度減小,說明平衡正向移動。由物質(zhì)C的濃度變化可知,導(dǎo)致平衡正向移動的措施是從反應(yīng)體系中移出了產(chǎn)物C;故答案為向右,從平衡混合物中分離出了C;(5)由圖示可知,Ⅱ→Ⅲ平衡正向移動,由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故Ⅱ→Ⅲ是降溫過程,即T2>T3;故答案為>,因為該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降溫才能正向移動?!军c睛】本題考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡有關(guān)計算、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡影響因素等,側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計算能力,難度較難。16.1,2-二氯丙烷(CH2C1CHClCH3)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用丙烯加成法制備,主要副產(chǎn)物為3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1),反應(yīng)原理為:I.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHClCH3(g)
△H1=—134kJ·mol-1II.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HCl(g)△H2=—102kJ·mol-1請回答下列問題:(1)已知CH2=CHCH2C1(g)+HCl(g)CH2C1CHClCH3(g)的活化能Ea(正)為132kJ·mol-1,則該反應(yīng)的活化能Ea(逆)為______kJ·mol-1。(2)一定溫度下,向恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CH2=CHCH3(g)和C12(g)。在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I、Ⅱ,容器內(nèi)氣體的壓強隨時間的變化如下表所示。時間/min060120180240300360壓強/kPa80①用單位時間內(nèi)氣體分壓的變化來表示反應(yīng)速率,即,則前120min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CH2C1CHClCH3)=______kPa·min-1。(保留小數(shù)點后2位)。②該溫度下,若平衡時HCl的體積分數(shù)為,則丙烯的平衡總轉(zhuǎn)化率_______;反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=_____kPa-1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),保留小數(shù)點后2位)。(3)某研究小組向密閉容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12,分別在A、B兩種不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng),一段時間后測得CH2C1CHClCH3的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如下圖所示。①下列說法錯誤的是___________(填代號)。a.使用催化劑A的最佳溫度約為250℃b.相同條件下,改變壓強不影響CH2C1CHClCH3的產(chǎn)率c.兩種催化劑均能降低反應(yīng)的活化能,但△H不變d.提高CH2C1CHClCH3反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是控制溫度②在催化劑A作用下,溫度低于200℃時,CH2C1CHClCH3的產(chǎn)率隨溫度升高變化不大,主要原因是_______________________________________________________________。③p點是否為對應(yīng)溫度下CH2C1CHClCH3的平衡產(chǎn)率,判斷理由是_____________?!敬鸢浮?/p>
164
0.09
74%
0.21
bd
溫度較低,催化劑的活性較低,對化學(xué)反應(yīng)速率的影響小
不是平衡產(chǎn)率,因為該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,p點的平衡產(chǎn)率應(yīng)高于B催化劑作用下450℃的產(chǎn)率【分析】(1)已知:I.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHClCH3(g)
△H1=—134kJ·mol-1,II.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HCl(g)△H2=—102kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律可知,I-II得CH2=CHCH2C1(g)+HCl(g)CH2C1CHClCH3(g),此反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=Ea(正)-Ea(逆);(2)①因反應(yīng)II的△V=0,△p=0,則反應(yīng)I的△p=80kPa-69.4kPa=10.6kPa,根據(jù),計算120min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CH2C1CHClCH3);②設(shè)起始時CH2=CHCH3(與)和C12(g)均為5mol,則容器內(nèi)起始時總物質(zhì)的量為10mol,根據(jù)恒溫恒容條件下氣體的物質(zhì)的量與壓強成正比可知,平衡時氣體的總物質(zhì)的量為10mol×=7.2mol,減小的物質(zhì)的量為10mol-7.2mol=2.8mol,根據(jù)反應(yīng)I可知反應(yīng)生成的CH2C1CHClCH3(g)為2.8mol,平衡時HCl的體積分數(shù)為,說明生成的HCl為7.2mol×=0.9mol,結(jié)合反應(yīng)I、Ⅱ,則參加反應(yīng)的丙烯的總物質(zhì)的量為2.8mol+0.9mol=3.7mol,由此計算平衡時丙烯的平衡總轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)I的平衡常數(shù);(3)①a.由圖示可知使用催化劑A時產(chǎn)率最高時溫度約為250℃;b.根據(jù)反應(yīng)I的特點分析壓強對產(chǎn)率的影響;c.使用催化劑能改變反應(yīng)的活化能,但不改變反應(yīng)熱;d.不同催化劑對產(chǎn)率影響與溫度有關(guān);②在催化劑A作用下,溫度低于200℃時,CH2C1CHClCH3的產(chǎn)率隨溫度升高變化不大,說明此時催化效率低;③在相同溫度下,不同的催化劑能改變反應(yīng)速率,但不影響平衡狀態(tài),反應(yīng)I是放熱反應(yīng),溫度升高平衡會逆向移動?!驹斀狻?1)已知:I.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHClCH3(g)
△H1=—134kJ·mol-1,II.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HCl(g)△H2=—102kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律可知,I-II得CH2=CHCH2C1(g)+HCl(g)CH2C1CHClCH3(g),此反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=△H1-△H2=Ea(正)-Ea(逆),則Ea(逆)=Ea(正)-(△H1-△H2)=132kJ·mol-1-(—134kJ·mol-1+102kJ·mol-1)=164kJ·mol-1;(2)①因反應(yīng)II的△V=0,△p=0,則反應(yīng)I的△p=80kPa-69.4kPa=10.6kPa,則120min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CH2C1CHClCH3)==kPa·min-1≈0.09kPa·min-1;②設(shè)起始時CH2=CHCH3(g)和C12(g)均為5mol,則容器內(nèi)起始時總物質(zhì)的量為10mol,根據(jù)恒溫恒容條件下氣體的物質(zhì)的量與壓強成正比可知,平衡時氣體的總物質(zhì)的量為10mol×=7.2mol,減小的物質(zhì)的量為10mol-7.2mol=2.8mol,根據(jù)反應(yīng)I可知反應(yīng)生成的CH2C1CHClCH3(g)為2.8mol,平衡時HCl的體積分數(shù)為,說明生成的HCl為7.2mol×=0.9mol,結(jié)合反應(yīng)I、Ⅱ,則參加反應(yīng)的丙烯的總物質(zhì)的量為2.8mol+0.9mol=3.7mol,故平衡時丙烯的平衡總轉(zhuǎn)化率α=×100%=74%;另外平衡時CH2=CHCH3(g)和C12(g)均為1.3mol,CH2C1CHClCH3為2.8mol,則反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=≈0.21kPa-1;(3)①a.由圖示可知使用催化劑A時產(chǎn)率最高時溫度約為250℃,即使用催化劑A的最佳溫度約為250℃,故a正確;b.反應(yīng)I是一個氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),改變壓強可以使該反應(yīng)的化學(xué)平衡發(fā)生移動,故CH2C1CHClCH3的產(chǎn)率會隨著壓強的改變而改變,b錯誤;c.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不影響△H,故c正確;d.由圖中信息可知,兩種不同的催化劑對CH2C1CHClCH3的產(chǎn)率的影響有明顯的差別,催化劑明適宜的活化溫度,故提高該反應(yīng)的選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑的選擇及其活化溫度的控制,故d錯誤;故答案為bd;②催化劑的效率與溫度有關(guān),當(dāng)溫度較低時,催化劑的活性較低,對化學(xué)反應(yīng)速率的影響小,導(dǎo)致CH2C1CHClCH3的產(chǎn)率隨溫度升高變化不大;③反應(yīng)I的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,p點的平衡產(chǎn)率應(yīng)高于B催化劑作用下450℃的產(chǎn)率,故p點不是對應(yīng)溫度下CH2C1CHClCH3的平衡產(chǎn)率。模塊三:名校競賽試題精選1.(2021·云南玉溪·高一??几傎悾┰谝欢l件下,容器內(nèi)某一反應(yīng)中參加反應(yīng)的M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如圖所示,下列表述中正確的是A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MNB.t2時,正、逆反應(yīng)速率相等,達到平衡C.t3時,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D.t1時,N的濃度是M的濃度的2倍【答案】D【詳解】A.N為反應(yīng)物,M是生成物,反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為:2N?M,A錯誤;B.t2時M與N的物質(zhì)的量相同,反應(yīng)速率并不相同,v正>v逆,B錯誤;C.從t3開始反應(yīng)達到平衡狀態(tài),v正=
v逆,C錯誤;D.t1時N有6
mol,M有3
mol,所以濃度c(N)=2c(M),D正確;答案選D。2.(2012·廣東·高二競賽)可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)【答案】C【分析】反應(yīng)達到平衡時,正逆反應(yīng)速率比等于系數(shù)比?!驹斀狻緼.3v正(N2)=v正(H2),不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等,反應(yīng)不一定平衡,故不選A;B.反應(yīng)達到平衡時2v正(N2)=v逆(NH3),v正(N2)=v逆(NH3)時,反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài),故不選B;C.反應(yīng)達到平衡時,正逆反應(yīng)速率比等于系數(shù)比,2v正(H2)=3v逆(NH3)反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài),故選C;D.反應(yīng)達到平衡時3v正(N2)=v逆(H2),v正(N2)=3v逆(H2)時,反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài),故不選D;選C。3.(2021·云南玉溪·高一??几傎悾┰谝欢囟认拢騛L恒容密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體,發(fā)生如下反應(yīng):X(g)+2Y(g)?2Z(g)+D(g)此反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是①正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零
②混合氣體總壓恒定不變
④容器內(nèi)混合氣體的密度不再改變⑤2v正(X)=v逆(Y)⑥Z的物質(zhì)的量濃度不再改變A.①②③ B.②④⑥ C.③④⑤ D.③⑤⑥【答案】D【分析】判斷可逆反應(yīng)是否平衡,通過“等”、“定”來判斷,“等”,即同一種物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率相等,“定”即各成分的濃度等保持不變,其它物理量符合“變量不變”時也達到化學(xué)平衡狀態(tài)?!驹斀狻竣僬磻?yīng)和逆反應(yīng)的速率相等、但不為零,①錯誤;②反應(yīng)中,氣體的物質(zhì)的量、混合氣體總壓始終不變,故壓強不變不能說明反應(yīng)已達平衡,②錯誤;③單位時間消耗0.1molX、必定同時生成0.2molZ、又知同時消耗0.2molZ,則正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等、說明反應(yīng)已達平衡,③正確;
④氣體質(zhì)量、容積體積始終不變,故氣體密度始終不變、故密度不變不能說明已平衡,④錯誤;⑤2v正(X)=v正(Y)=v逆(Y),則說明反應(yīng)已達平衡,⑤正確;⑥Z的物質(zhì)的量濃度不再改變,符合平衡特征,⑥正確;③⑤⑥正確,D滿足;答案為D。4.(2007·河南·高二競賽)把下列4種X的溶液分別加入4個盛有10mL2mol·L-1鹽酸的燒杯中,均加水稀釋到50mL,此時X與鹽酸緩和地進行反應(yīng)。其中反應(yīng)速率最大的是A.20mL3mol·L-1的X溶液 B.20mL2mol·L-1的X溶液C.10mL4mol·L-1的X溶液 D.10mL2mol·L-1的X溶液【答案】A【分析】混合后溶液中HCl濃度相等,則混合溶液中X濃度越大,反應(yīng)速率越快,由于在同一溶液中,X的物質(zhì)的量最大時反應(yīng)速率最大?!驹斀狻緼.該溶液中X的物質(zhì)的量為0.02L×3mol/L=0.06mol;B.該溶液中X的物質(zhì)的量為0.02L×2mol/L=0.04mol;C.該溶液中X的物質(zhì)的量為0.01L×4mol/L=0.04mol;D.該溶液中X的物質(zhì)的量為0.01L×2mol/L=0.02mol;綜上所述A中X的物質(zhì)的量最大,反應(yīng)速率最快,故答案為A。5.(2021·云南玉溪·高一??几傎悾τ诜磻?yīng)2HI(g)?H2(g)+I2(g,紫色),下列敘述能夠說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是A.混合氣體的總質(zhì)量不再變化B.溫度和容積一定時,容器內(nèi)壓強不再變化C.1molH—H鍵斷裂的同時有2molH—I鍵斷裂D.各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為2:1:1【答案】C【詳解】A.反應(yīng)相關(guān)物質(zhì)均為氣體,按質(zhì)量守恒定律,混合氣體的總質(zhì)量始終不變,則不能說明處于化學(xué)平衡狀態(tài),故A不選;B.該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等,則溫度和容積一定時:反應(yīng)前后壓強始終保持恒定,壓強不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故B不選;C.1molH-H鍵斷裂、必有2molH-I鍵生成、同時有2molH-I鍵斷裂,則說明正、逆反應(yīng)速率相等,故C選;D.各成分的濃度由起始時的物質(zhì)的量決定、各物質(zhì)的濃度比不能做為判斷平衡的依據(jù),故D不選;故選C。6.(2021·云南玉溪·高一校考競賽)在3L密閉容器中充入2molSO2和一定量O2,反應(yīng)生成SO3氣體,當(dāng)進行到6min時,測得n(SO2)=0.4mol,若反應(yīng)只進行到3min時,容器內(nèi)n(SO2)為: 【答案】A【分析】先根據(jù)反應(yīng)進行到6min時二氧化硫的物質(zhì)的量計算出平均反應(yīng)速率,然后根據(jù)此反應(yīng)速率計算出3min時消耗的二氧化硫的物質(zhì)的量和剩余的二氧化硫的物質(zhì)的量,根據(jù)反應(yīng)時間越小,反應(yīng)速率越大,判斷反應(yīng)進行到3min時,密閉容器中SO2的物質(zhì)的量?!驹斀狻慨?dāng)反應(yīng)進行到6min時,SO2的平均反應(yīng)速率為:===0.09mol/(Lmin),按照此反應(yīng)速率,3min時消耗的二氧化硫的物質(zhì)的量為:n(SO2)=0.09mol/(Lmin)3min3L=0.81mol,因為濃度越大,反應(yīng)速率越快,3min內(nèi)二氧化硫的濃度大于6min內(nèi)的濃度,所以3min時消耗的二氧化硫的物質(zhì)的量大于0.81mol,反應(yīng)進行到3min時,密閉容器中二氧化硫的物質(zhì)的量小于(2mol-0.81mol)=1.19mol,所以A選項是正確的,故選A。7.(2013·湖北·高二競賽)溫度為T時,向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molPCl5,反應(yīng)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表:t/s050150250350n(PCl3)/mol0下列說法正確的是A.反應(yīng)在前50s的平均速率v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1B.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.11mol·L-1,則反應(yīng)的ΔH<0C.相同溫度下,起始時向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,反應(yīng)達到平衡前v(正)>v(逆)D.相同溫度下,起始時向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,達到平衡時,PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%【答案】C【詳解】A.反應(yīng)在前50s的平均速率為,A項錯誤;B.由表格數(shù)據(jù)可知,250s達到平衡,c(PCl3)=0.20mol/2.0L=0.1mol/L,則升高溫度,平衡時,c(PCl3?L?1,可知升高溫度平衡正向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)的△H>0,B項錯誤;C.
PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)開始(mol/L)
0.5
0
0轉(zhuǎn)化(mol/L)
平衡(mol/L)
則該溫度時,反應(yīng)的平衡常數(shù)為:起始時向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20
molCl2,,平衡正向移動,則達到平衡前v(正)>v(逆),C項正確;D.起始時向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2等效為起始加入2.0molPCl5,與原平衡相比,相當(dāng)于增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡時的PCl5轉(zhuǎn)化率較原平衡低,故平衡時PCl332,達到平衡時,PCl3的物質(zhì)的量小于0.4mol,參加反應(yīng)的PCl3的物質(zhì)的量大于1.6mol,故達到平衡時,PCl3的轉(zhuǎn)化率高于1.6mol/2mol=80%,D項錯誤;答案選C。8.(2010·湖北·高二競賽)對于以下反應(yīng):A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),在一定溫度、壓強下,在一體積可變的容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時就可確定反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是A.容器的體積不再發(fā)生變化B.B的生成速率和D的反應(yīng)速率之比為3∶1C.混合氣體的密度不隨時間變化D.B、C、D的分子個數(shù)之比為3∶2∶1【答案】C【詳解】A.A為固體,反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和相等,無論是否達到平衡狀態(tài),氣體體積不變,所以不能根據(jù)容器體積判斷是否達到平衡狀態(tài),故A錯誤;B.無論反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),B的生成速率和D的反應(yīng)速率始終為3:1,所以不能說明正逆反應(yīng)速率相等,故B錯誤;C.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中容積可變,氣體的質(zhì)量可變,所以混合氣體的密度不隨時間變化能證明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故C正確;D.平衡時濃度不再發(fā)生變化,但物質(zhì)之間的濃度不一定相等或滿足某種關(guān)系,平衡時的濃度取決于起始物質(zhì)的配料比以及轉(zhuǎn)化的程度,不能用以判斷是否達到平衡狀態(tài),故D錯誤。答案選C。9.(2011·安徽·高二競賽)某化學(xué)興趣小組用鋁片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,以下能夠加快該反應(yīng)速率的是①用98%的濃硫酸代替稀硫酸
②加熱
③改用鋁粉
④增大稀硫酸的體積
⑤加水
⑥加入少量硫酸銅A.全部 B.②③⑥ C.①②③⑥ D.②③④⑥【答案】B【分析】【詳解】①濃硫酸與金屬反應(yīng)不能生成氫氣,錯誤;②加熱,能加快反應(yīng)速率,正確;③改用鋁粉,增大表面積,能加快反應(yīng)速率,正確;④增大稀硫酸的體積,硫酸的濃度減小,不能加快反應(yīng),錯誤;⑤加水后,溶液的體積增大,硫酸的濃度減小,反應(yīng)速率減慢,錯誤;⑥加入少量硫酸銅與鋁反應(yīng)生成銅,形成原電池,能加快反應(yīng),正確;②③⑥正確,答案選B。10.(2022春·甘肅武威·高一??几傎悾┮欢囟认拢?L的密閉容器中,M、N兩種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示:(1)反應(yīng)反應(yīng)物為________
化學(xué)方程式為________。(2)反應(yīng)達到化學(xué)平衡的時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N)=________。(3)4min時,正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正________v逆(填“>”“<”或“=”);(4)一定溫度下,將一定量的N2和H2充入固定容積催化劑的密閉容器中進行反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列描述能說明該可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的有________(填序號)。A.容器內(nèi)的壓強不變B.容器內(nèi)氣體的密度不變C.相同時間內(nèi)有3molH-H鍵斷裂,有6molN-H鍵形成D.c(N2)︰c(H2)︰c(NH3)=1︰3︰23的質(zhì)量分數(shù)不再改變(5)能加快反應(yīng)速率的措施是________(填序號)①升高溫度②容器容積不變,充入惰性氣體Ar③容器壓強不變,充入惰性氣體Ar④使用催化劑【答案】(1)
N
2NM(2)0.5mol/(L·min)(3)>(4)AE(5)①④【解析】(1)根據(jù)圖示,6min內(nèi)N的物質(zhì)的量減少6mol、M的物質(zhì)的量增加3mol,反應(yīng)物為N、生成物為M,物質(zhì)的量變化比等于系數(shù)比,化學(xué)方程式為2NM;(2)6min時反應(yīng)達到平衡,N的物質(zhì)的量減少6mol,反應(yīng)達到化學(xué)平衡的時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N)=0.5mol/(L·min);(3)4min后,反應(yīng)物的物質(zhì)的量在減小,反應(yīng)正向進行,正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正>v逆;(4)A.反應(yīng)前后氣體系數(shù)和不同,壓強是變量,容器內(nèi)的壓強不變,
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