《高中化學(xué)》專題突破卷09化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（一）（解析版）

專題突破卷09化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（一）（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分）考點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素考點(diǎn)02化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)平衡的移動(dòng)考點(diǎn)03化學(xué)平衡常數(shù)及其相關(guān)計(jì)算一、選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一項(xiàng)是符合題目要求的）1．通過(guò)改變反應(yīng)條件可以加快、減緩甚至阻止反應(yīng)的進(jìn)行。下列措施是為了加快化學(xué)反應(yīng)速率的是()A．鋼鐵部件表面進(jìn)行“烤藍(lán)”處理B．燈泡里充入氮?dú)釩．谷物釀酒時(shí)使用酒曲D．夏天將食物放入冰箱【答案】C【解析】鋼鐵部件表面進(jìn)行“烤藍(lán)”處理是為了形成保護(hù)膜，減慢反應(yīng)速率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，燈泡里充入氮?dú)饪梢苑乐篃艚z被氧化，是為了減慢反應(yīng)速率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；酒曲是催化葡萄糖分解為酒精的催化劑，可以加快谷物釀酒的速率，C項(xiàng)正確；夏天將食物放入冰箱，溫度降低，是為了減慢食物腐敗的速率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．接觸法制備硫酸中的關(guān)鍵步驟是SO2在V2O5催化作用下與空氣中的O2在接觸室發(fā)生可逆反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)ΔH＝－198kJ·mol－1。下列4個(gè)數(shù)據(jù)是在不同條件下測(cè)得的該反應(yīng)的速率，其中反應(yīng)最快的是()A．v(SO2)＝0.2mol·L－1·min－1B．v(O2)＝0.1mol·L－1·min－1C．v(SO3)＝0.01mol·L－1·s－1D．v(SO2)＝0.004mol·L－1·s－1【答案】C【解析】根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，換算為同一物質(zhì)相同單位進(jìn)行比較。A．當(dāng)v(SO2)＝0.2mol·L－1·min－1時(shí)，v(O2)＝0.1mol·L－1·min－1；B．v(O2)＝0.1mol·L－1·min－1；C．當(dāng)v(SO3)＝0.01mol·L－1·s－1＝0.6mol·L－1·min－1時(shí)，v(O2)＝0.3mol·L－1·min－1；D．當(dāng)v(SO2)＝0.004mol·L－1·s－1＝0.24mol·L－1·min－1時(shí)，v(O2)＝0.12mol·L－1·min－1。故C項(xiàng)表示的反應(yīng)最快。3．一定溫度下，在一體積為2L的恒容密閉容器中充入2molSO2、1molO2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196kJ·mol－1，達(dá)到平衡后放出熱量156.8kJ，下列說(shuō)法不正確的是()A．平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為80%B．若升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)將減小C．反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移3.2mole－D．相同條件下初始若向容器中只充入2molSO3，達(dá)到平衡時(shí)吸收熱量156.8kJ【答案】D【解析】D項(xiàng)，相同條件下，從正、逆兩向建立平衡的過(guò)程中，轉(zhuǎn)化量不同，能量變化不同，錯(cuò)誤。4．反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)經(jīng)amin后SO3的濃度變化情況如圖所示，在0～amin內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.04mol·L－1·min－1，則a等于()A．0.1 B．2.5C．5 D．10【答案】C【解析】由題圖可知，0～amin內(nèi)Δc(SO3)＝0.4mol·L－1，則有v(SO3)＝eq\f(0.4,a)mol·L－1·min－1。根據(jù)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系可得，v(O2)＝eq\f(1,2)v(SO3)＝eq\f(0.2,a)mol·L－1·min－1，又知“0～amin內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.04mol·L－1·min－1”，則有eq\f(0.2,a)mol·L－1·min－1＝0.04mol·L－1·min－1，解得a＝5，C項(xiàng)正確。5．(2024·山東青島模擬)一定溫度下，在容積不變的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，下列不能表明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．N2的體積分?jǐn)?shù)不再變化B．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化C．混合氣體的密度不再變化D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化【答案】B【解析】N2的體積分?jǐn)?shù)不再變化，則正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，A不符合題意；反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)相等，壓強(qiáng)始終保持不變，則當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化時(shí)，反應(yīng)不一定達(dá)平衡狀態(tài)，B符合題意；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生改變，而氣體的體積不變，則混合氣體的密度不斷發(fā)生改變，當(dāng)混合氣體的密度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，C不符合題意；混合氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生改變，物質(zhì)的量始終不變，則平均相對(duì)分子質(zhì)量不斷發(fā)生改變，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，D不符合題意。6．反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步：①X→Y；②Y→2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．a(chǎn)為c(X)隨t的變化曲線B．t1時(shí)，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C．t2時(shí)，Y的消耗速率大于生成速率D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)【答案】D【解析】X是唯一的反應(yīng)物，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，其濃度不斷減小，因此，a為c(X)隨t的變化曲線，A正確；由題圖可知，分別代表3種不同物質(zhì)的曲線相交于t1時(shí)刻，因此t1時(shí)，c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B正確；由題圖中信息可知，t2時(shí)刻以后，Y的濃度仍在不斷減小，說(shuō)明t2時(shí)Y的消耗速率大于生成速率，C正確；由題圖可知，t3時(shí)刻反應(yīng)①完成，X完全轉(zhuǎn)化為Y，若無(wú)反應(yīng)②發(fā)生，則Y的濃度為c0，由于反應(yīng)②Y→2Z的發(fā)生，t3時(shí)刻后Y的濃度的變化量為c0－c(Y)，則c(Z)＝2c0－2c(Y)，D錯(cuò)誤。7．（2024·河北承德期中）某同學(xué)設(shè)計(jì)Fe與1mol?L?序號(hào)鐵的質(zhì)量/g鐵的形狀溫度/℃鐵完全溶解于酸的時(shí)間/sⅠ2粉末20108Ⅱ2薄片20t1Ⅲ2薄片15t2下列說(shuō)法正確的是（）A.t1>tC.單位時(shí)間內(nèi)消耗鐵的質(zhì)量：Ⅱ<Ⅲ D.初始化學(xué)反應(yīng)速率：Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ【答案】D【解析】其他條件相同，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，鐵完全溶解于酸的時(shí)間越短，t1<t2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；其他條件相同，溫度越高，固體接觸面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，鐵完全溶解于酸的時(shí)間越短，t2>108，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ中鐵的質(zhì)量和形狀相同，反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)溫度高，因此反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)反應(yīng)速率快，單位時(shí)間內(nèi)消耗的鐵的質(zhì)量：Ⅱ>Ⅲ，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中鐵的質(zhì)量相同，固體的接觸面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，故初始化學(xué)反應(yīng)速率：Ⅰ>8．甲烷和二氧化碳催化合成乙酸，其中一步為甲烷在催化劑表面脫氫，其方式有兩種：甲烷分子單獨(dú)脫氫，甲烷分子與二氧化碳共吸附脫氫，反應(yīng)歷程如下(由乙酸分子構(gòu)型可知以二氧化碳結(jié)合甲基和氫原子是最簡(jiǎn)單的合成過(guò)程)，下列說(shuō)法正確的是()A．甲烷脫去首個(gè)氫原子的焓變，單獨(dú)脫氫小于共吸附脫氫B．甲烷脫去首個(gè)氫原子的能壘，共吸附脫氫比單獨(dú)脫氫下降0.15eVC．單獨(dú)脫氫的決速步為第一步D．共吸附脫氫不利于乙酸的合成【答案】C【解析】甲烷脫去首個(gè)氫原子的焓變，根據(jù)圖中信息單獨(dú)脫氫焓變?yōu)?.12eV，共吸附脫氫焓變?yōu)?.97eV，則單獨(dú)脫氫大于共吸附脫氫，故A錯(cuò)誤；甲烷脫去首個(gè)氫原子的能壘，共吸附脫氫能壘為2.45eV，單獨(dú)脫氫能壘為3.20eV，共吸附脫氫比單獨(dú)脫氫下降0.75eV，故B錯(cuò)誤；單獨(dú)脫氫的第一步能壘最大，因此單獨(dú)脫氫的決速步為第一步，故C正確；單獨(dú)脫氫的第一步能壘比共吸附脫氫任意一步的能壘都大，因此共吸附脫氫有利于乙酸的合成，故D錯(cuò)誤。9．如表為某學(xué)生進(jìn)行的兩組實(shí)驗(yàn)：反應(yīng)物Na2S2O3溶液H2SO4溶液水濃度/(mol·L－1)體積/mL濃度/(mol·L－1)體積/mL甲0.1100.1105mL乙0.250.2520mL若其他條件均相同，上述兩組實(shí)驗(yàn)中，對(duì)應(yīng)反應(yīng)的反應(yīng)速率關(guān)系為()A．甲>乙 B．甲<乙C．甲＝乙 D．無(wú)法判斷【答案】A【解析】此反應(yīng)為Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，甲組溶液的總體積是25mL，混合溶液中，甲組反應(yīng)物的濃度c(Na2S2O3)＝c(H2SO4)＝eq\f(0.1mol·L－1×10mL,25mL)＝0.04mol·L－1；乙組溶液的總體積是30mL，混合溶液中，乙組反應(yīng)物的濃度c(Na2S2O3)＝c(H2SO4)＝eq\f(0.2mol·L－1×5mL,30mL)≈0.033mol·L－1。由于甲組中反應(yīng)物的濃度較大，故在其他條件相同時(shí)，其反應(yīng)速率較大，即甲組的反應(yīng)速率大于乙組的反應(yīng)速率，A項(xiàng)正確。10．(2024·遼寧錦州二模)某溫度下，在2L恒容密閉容器中4molNH2COONH4(s)發(fā)生反應(yīng)NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，在0～1min內(nèi)，CO2的生成速率為0.4mol·L－1·min－1,0～2min內(nèi)，CO2的生成速率為0.3mol·L－1·min－1,0～3min內(nèi)，CO2的生成速率為0.2mol·L－1·min－1，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，標(biāo)志此反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)B．0～1min內(nèi)，NH2COONH4(s)的反應(yīng)速率為62.4g·min－1C．30s時(shí)，CO2的濃度大于0.2mol·L－1D．2min時(shí)，再加入2molNH3，此時(shí)反應(yīng)的v逆>v正【答案】A【解析】此反應(yīng)開(kāi)始時(shí)只加入了NH2COONH4(s)，生成的NH3和CO2物質(zhì)的量之比始終是2∶1，所以當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，不可以標(biāo)志此反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；0～1min內(nèi)消耗NH2COONH4(s)0.8mol，質(zhì)量為62.4g，故反應(yīng)速率為62.4g·min－1，B正確；由于反應(yīng)速率越來(lái)越慢，故30s時(shí)，CO2的濃度大于0.2mol·L－1，C正確；2min時(shí)c(CO2)＝0.6mol·L－1,3min時(shí)c(CO2)＝0.6mol·L－1，則2min時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，再加入2molNH3，平衡逆向移動(dòng)，故v逆>v正，D正確。11．CO2甲烷化也是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”的重要途徑，反應(yīng)機(jī)理如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該反應(yīng)使用的催化劑既加快CO2甲烷化速率，又提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率B．H2吸附在催化劑Pd表面而發(fā)生反應(yīng)C．MgOCO2和MgOCOOH均為該反應(yīng)過(guò)程的中間產(chǎn)物D．上述CO2甲烷化過(guò)程總反應(yīng)可表示為CO2＋4H2eq\o(→,\s\up10(催化劑))CH4＋2H2O【答案】A【解析】本題考查化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的分析。催化劑能改變反應(yīng)速率但不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，A錯(cuò)誤；由機(jī)理圖可以看出H2在Pd表面反應(yīng)變成H原子，B正確；MgOCO2和MgOCOOH在反應(yīng)過(guò)程中先產(chǎn)生后消耗，是中間產(chǎn)物，C正確；由反應(yīng)機(jī)理圖看出總反應(yīng)為CO2＋4H2eq\o(→,\s\up10(催化劑))CH4＋2H2O，D正確。12．在300mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：溫度/℃2580230平衡常數(shù)5×10421.9×10－5下列說(shuō)法不正確的是()A．上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．25℃時(shí)，反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)為2×10－5C．在80℃時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻，Ni(CO)4、CO濃度均為0.5mol·L－1，則此時(shí)v(正)<v(逆)D．80℃達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得n(CO)＝0.3mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L－1【答案】A【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)減小，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；25℃時(shí)，K′＝eq\f(c4(CO),c[Ni(CO)4])＝eq\f(1,K)＝eq\f(1,5×104)＝2×10－5，B項(xiàng)正確；Q＝eq\f(c[Ni(CO)4],c4(CO))＝eq\f(0.5,(0.5)4)＝8>2，反應(yīng)逆向進(jìn)行，故v(正)<v(逆)，C項(xiàng)正確；80℃時(shí)，c(CO)＝eq\f(0.3mol,0.3L)＝1mol·L－1，K＝eq\f(c[Ni(CO)4],c4(CO))，解得c[Ni(CO)4]＝2mol·L－1，D項(xiàng)正確。13．恒溫條件下，向兩個(gè)錐形瓶中加入等質(zhì)量、表面積相同的鎂條并塞緊瓶塞，然后用注射器分別注入2mL2mol·L－1鹽酸、2mL2mol·L－1醋酸，測(cè)得錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖，反應(yīng)過(guò)程中忽略液體體積變化。下列說(shuō)法不正確的是()A．加入的鎂條質(zhì)量可能為0.050gB．0～300s內(nèi)，兩錐形瓶中反應(yīng)平均速率相等C．反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)體系(反應(yīng)物、生成物、錐形瓶)總能量升高，環(huán)境總能量降低D．將醋酸中的鎂條替換為等質(zhì)量的鎂粉，曲線b有可能變化為曲線a【答案】C【解析】?jī)勺⑸淦髦兴岬奈镔|(zhì)的量均為0.002L×2mol·L－1＝0.004mol，全部反應(yīng)消耗Mg的質(zhì)量為eq\f(0.004mol,2)×24g·mol－1＝0.048g，鎂條過(guò)量、少量、恰好完全反應(yīng)都可以，故加入的鎂條質(zhì)量可能為0.050g，A正確；由圖可知，300s時(shí)，錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)相等，則生成氫氣的量相同，兩錐形瓶中反應(yīng)平均速率相等，B正確；金屬與酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)體系放出熱量，則反應(yīng)體系(反應(yīng)物、生成物、錐形瓶)總能量降低，環(huán)境總能量升高，C錯(cuò)誤；增大反應(yīng)物間接觸面積，有利于加快反應(yīng)速率，將醋酸中的鎂條替換為等質(zhì)量的鎂粉，接觸面積增大，反應(yīng)速率加快，曲線b有可能變化為曲線a，D正確。14．(2024·貴州遵義模擬)室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有P和Q且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①P＋Q=X＋Z、②P＋Q=Y＋Z，反應(yīng)①的速率可表示為v1＝k1·c2(P)，反應(yīng)②的速率可表示為v2＝k2·c2(P)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分Q、X的濃度隨時(shí)間變化情況如下圖所示(溶液體積變化可忽略不計(jì))。下列說(shuō)法不正確的是()A．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大B．0～20min內(nèi)，Z的平均反應(yīng)速率為6.0×10－3mol·L－1·min－1C．反應(yīng)30min時(shí)，v1∶v2＝2∶3D．45min時(shí)，Y的濃度為0.24mol·L－1【答案】B【解析】v1＝k1·c2(P)＝eq\f(Δc(X),Δt)，v2＝k2·c2(P)＝eq\f(Δc(Y),Δt)，eq\f(v1,v2)＝eq\f(k1,k2)＝eq\f(Δc(X),Δc(Y))為定值，20min時(shí)，由題圖可知，Δc(X)＝0.12mol·L－1，Δc(Q)＝0.3mol·L－1＝Δc(X)＋Δc(Y)，Δc(Y)＝(0.3－0.12)mol·L－1＝0.18mol·L－1，即eq\f(v1,v2)＝eq\f(0.12,0.18)＝eq\f(2,3)，相同條件下反應(yīng)①的速率小于反應(yīng)②的速率，所以反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大，故A、C說(shuō)法正確；0～20min內(nèi)，Δc(Z)＝Δc(Q)＝0.3mol·L－1，Z的平均反應(yīng)速率為eq\f(0.3mol·L－1,20min)＝0.015mol·L－1·min－1，故B說(shuō)法錯(cuò)誤；45min時(shí)，Q的濃度為0.2mol·L－1，Δc(Q)＝Δc(X)＋Δc(Y)＝0.6mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.4mol·L－1，根據(jù)eq\f(v1,v2)＝eq\f(Δc(X),Δc(Y))＝eq\f(2,3)，可得Y的濃度為0.24mol·L－1，故D說(shuō)法正確。15．向某恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的PCl3(g)和Cl2(g)，發(fā)生如下反應(yīng)：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)，測(cè)得不同溫度下PCl3(g)的轉(zhuǎn)化率α與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。其速率方程為v正＝k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c(PCl5)(k正、k逆是速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該反應(yīng)的ΔH<0B．M點(diǎn)：eq\f(k正,k逆)>eq\f(c(PCl5),c(PCl3)·c(Cl2))C．升高溫度，k正增大的倍數(shù)大于k逆增大的倍數(shù)D．T1時(shí)，若平衡體系中c(Cl2)＝0.25mol·L－1，則eq\f(k正,k逆)＝16【答案】C【解析】由圖示可知，溫度：T2>T1，溫度越高PCl3的平衡轉(zhuǎn)化率越低，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱，ΔH<0，A正確；M點(diǎn)還未達(dá)到平衡，反應(yīng)正向進(jìn)行，v正>v逆，即k正·c(PCl3)·c(Cl2)>k逆·c(PCl5)，變換得eq\f(k正,k逆)>eq\f(c(PCl5),c(PCl3)·c(Cl2))，B正確；正反應(yīng)放熱，升溫平衡逆向移動(dòng)，k逆增大倍數(shù)大于k正增大倍數(shù)，C錯(cuò)誤；T1時(shí)，PCl3平衡轉(zhuǎn)化率為80%，c(Cl2)＝0.25mol·L－1，設(shè)氯氣與PCl3起始物質(zhì)的量為ymol，體積為1L，利用“三段式”可求：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)起始濃度/(mol·L－1)yy0變化濃度/(mol·L－1)0.8y0.8y0.8y平衡濃度/(mol·L－1)0.2y0.250.8y則0.2y＝0.25，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c(PCl5),c(PCl3)·c(Cl2))＝eq\f(0.8y,0.2y×0.25)＝16，D正確。二、非選擇題（本題包括4小題，共55分）16．（9分）某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溶液的酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。編號(hào)反應(yīng)物催化劑Ⅰ10mL2%H2O2溶液＋1mL水無(wú)Ⅱ10mL5%H2O2溶液＋1mL水無(wú)Ⅲ10mL5%H2O2溶液1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液Ⅳ10mL5%H2O2溶液＋少量HCl溶液1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液Ⅴ10mL5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的起始反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)開(kāi)___________(用實(shí)驗(yàn)編號(hào)表示)。(3)實(shí)驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中，測(cè)得生成氧氣的體積(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。①分析圖示能夠得出的結(jié)論是____________________________________________________。②實(shí)驗(yàn)Ⅲ在t1～t2時(shí)間內(nèi)，以H2O2表示的反應(yīng)速率為_(kāi)________________。【答案】(1)探究反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響（2分）(2)Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ（2分）(3)①堿性環(huán)境能加快H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減慢H2O2分解的速率（2分）②eq\f(b－a,123.2（t2－t1）)mol·L－1·s－1（3分）【解析】(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ均未使用催化劑，混合液的總體積均為11mL，c(H2O2)不同，則實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄糠磻?yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，c(H2O2)最小且未使用催化劑，則實(shí)驗(yàn)Ⅰ中起始反應(yīng)速率最??；實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ中c(H2O2)相同，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中加入FeCl3溶液，則實(shí)驗(yàn)Ⅲ的起始反應(yīng)速率大于實(shí)驗(yàn)Ⅱ，故反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)棰?gt;Ⅱ>Ⅰ。(3)①與實(shí)驗(yàn)Ⅲ相比，實(shí)驗(yàn)Ⅳ加入少量HCl溶液，實(shí)驗(yàn)Ⅴ加入少量NaOH溶液，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，由題圖可知，反應(yīng)速率：Ⅴ>Ⅲ>Ⅳ，據(jù)此得出結(jié)論：堿性環(huán)境能加快H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減慢H2O2分解的速率。②實(shí)驗(yàn)Ⅲ在t1～t2時(shí)間內(nèi)，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為(b－a)mL，則有n(O2)＝eq\f(（b－a）×10－3,22.4)mol，反應(yīng)中消耗H2O2的物質(zhì)的量n(H2O2)＝2n(O2)＝eq\f(（b－a）×10－3,11.2)mol，溶液的總體積為11mL，故以H2O2表示的反應(yīng)速率v(H2O2)＝eq\f(（b－a）×10－3,11.2×0.011×（t2－t1）)mol·L－1·s－1＝eq\f(b－a,123.2（t2－t1）)mol·L－1·s－1。17．（16分）(2024·江蘇鎮(zhèn)江統(tǒng)考)氮元素是一種重要元素，其單質(zhì)及化合物在化工、生產(chǎn)等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)氮元素的常見(jiàn)單質(zhì)有N2、N4、N8，三種分子中的每個(gè)氮原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則N4的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______________。(2)碘蒸氣的存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程如下：第一步：I2(g)→2I(g)(快反應(yīng))第二步：I(g)＋N2O(g)→N2(g)＋I(xiàn)O(g)(慢反應(yīng))第三步：IO(g)＋N2O(g)→N2(g)＋O2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)(快反應(yīng))實(shí)驗(yàn)表明：含碘時(shí)N2O分解速率方程v＝k·c(N2O)·c0.5(I2)(k為速率常數(shù))。下列表述正確的是_______________。A．升高溫度，第一步反應(yīng)向右進(jìn)行的程度變大B．第二步反應(yīng)的活化能比第三步反應(yīng)的小C．IO為反應(yīng)的催化劑D．N2O分解反應(yīng)的速率與是否含碘蒸氣有關(guān)(3)為探究溫度及不同催化劑對(duì)反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)?N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.5kJ/mol的影響，分別在不同溫度、不同催化劑下，保持其他初始條件不變重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。在催化劑乙作用下，圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速率(對(duì)應(yīng)溫度400℃)v(正)_______________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)，溫度升高后，兩種催化劑條件下NO轉(zhuǎn)化率均明顯降低，原因可能是__________________________。(4)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù)。某研究小組將2molNH3、3molNO和一定量的O2充入2L密閉容器中，在Ag2O催化劑表面發(fā)生反應(yīng)4NH3(g)＋6NO(g)?5N2(g)＋6H2O(g)ΔH<0，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖所示。①在15min內(nèi)將溫度從420℃升高到580℃，此時(shí)間段內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率為_(kāi)______________mol·L－1·min－1。②在有氧條件下，580℃之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是__________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)（2分）(2)AD（2分）(3)＞（3分）溫度升高，催化劑活性降低（3分）(4)①0.057（3分）②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)（3分）【解析】(1)N4分子中每個(gè)N原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，N4為四面體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(2)A．?dāng)噫I吸熱，所以升高溫度，第一步反應(yīng)向右進(jìn)行的程度變大，A正確；B．第二步反應(yīng)為慢反應(yīng)，其活化能比第三步反應(yīng)的大，B錯(cuò)誤；C．IO為中間產(chǎn)物，I2是反應(yīng)的催化劑，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)含碘時(shí)N2O分解速率方程可判斷，N2O分解反應(yīng)的速率與是否含碘蒸氣有關(guān)，D正確。(3)由于在催化劑乙作用下，題圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率低于催化劑甲作用下對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，因此反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則速率(對(duì)應(yīng)溫度400℃)v(正)>v(逆)；溫度高于400℃，NO轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是溫度升高，催化劑活性降低。(4)①420℃時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為2%，此時(shí)消耗NO的物質(zhì)的量為3mol×2%＝0.06mol，580℃時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為59%，此時(shí)消耗NO的物質(zhì)的量為3mol×59%＝1.77mol，故在420～580℃，NO的改變量為1.77mol－0.06mol＝1.71mol，平均反應(yīng)速率v＝eq\f(1.71mol,2L×15min)＝0.057mol·L－1·min－1。②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率降低。18．（18分）(1)在400℃時(shí)，將一定量的AB2(g)和14molB2(g)壓入一個(gè)盛有催化劑的10L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2AB2(g)＋B2(g)?2AB3(g)，已知2min后，容器中剩余2molAB2和12molB2。①反應(yīng)中消耗了_______________molAB2(g)，2min后AB3(g)的物質(zhì)的量濃度是___________________。②2min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(B2)＝__________________________________。③反應(yīng)前容器內(nèi)壓強(qiáng)與反應(yīng)后容器內(nèi)壓強(qiáng)之比為_(kāi)______________。(2)某溫度時(shí)，在2L的密閉容器中，X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①Z的產(chǎn)率是_______________。②由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________。③若三種物質(zhì)都是氣體，則平衡時(shí)X所占體積的百分比為_(kāi)______________(結(jié)果保留1位小數(shù))。【答案】(1)①4（2分）0.4mol·L－1（2分）②0.1mol·L－1·min－1（2分）③10∶9（3分）(2)①30%（3分）②3X＋Y?2Z（3分）③38.9%（3分）【解析】(1)①已知2min后，容器中剩余2molAB2(g)和12molB2(g)，因此消耗B2(g)的物質(zhì)的量是14mol－12mol＝2mol，根據(jù)化學(xué)方程式可知，反應(yīng)中消耗了4molAB2(g)，同時(shí)生成4molAB3(g)，因此2min后AB3(g)的物質(zhì)的量濃度是eq\f(4mol,10L)＝0.4mol·L－1。②2min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(B2)＝eq\f(14mol－12mol,10L×2min)＝0.1mol·L－1·min－1。③恒溫恒容條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，反應(yīng)前容器內(nèi)壓強(qiáng)與反應(yīng)后容器內(nèi)壓強(qiáng)之比為eq\f(6mol＋14mol,2mol＋12mol＋4mol)＝eq\f(10,9)。(2)達(dá)到平衡時(shí)消耗X的物質(zhì)的量是1.0mol－0.7mol＝0.3mol，消耗Y的物質(zhì)的量是1.0mol－0.9mol＝0.1mol，生成Z的物質(zhì)的量是0.2mol，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X＋Y?2Z，Z的理論產(chǎn)量是eq\f(2,3)mol，平衡時(shí)生成0.2molZ，所以Z的產(chǎn)率是eq\f(0.2mol,\f(2,3)mol)×100%＝30%。若三種物質(zhì)都是氣體，則平衡時(shí)X所占體積的百分比為eq\f(0.7mol,0.7mol＋0.9mol＋0.2mol)×100%≈38.9%。19．（12分）(1)已知2NO(g)＋O2(g)2NO