专题六 化学反应速率与化学平衡.docx
- 文档编号:29973813
- 上传时间:2023-08-03
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:250.65KB
专题六 化学反应速率与化学平衡.docx
《专题六 化学反应速率与化学平衡.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专题六 化学反应速率与化学平衡.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
专题六化学反应速率与化学平衡
专题六 化学反应速率与化学平衡
第一单元 化学反应速率
一、选择题
1.下列有关化学反应速率的说法不正确的是( )。
A.化学反应达到最大限度时,正逆反应速率也达到最大且相等
B.催化剂能降低化学反应的活化能,加快反应速率,提高生产效率
C.用锌和稀硫酸反应制取H2时,滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率
D.用铁片和稀硫酸反应制H2比用98%的浓硫酸产生H2的速率快
解析 反应达到最大限度时,正逆反应速率相等但不是最大,A错误;催化剂虽然不影响平衡的移动,但缩短了达到平衡的时间,提高了生产效率,B正确;C项中能构成铜锌原电池,锌作负极,加快反应速率;D项中浓硫酸使铁钝化,不产生H2。
答案 A
2.一定温度下反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)经2minB的浓度减少0.6mol·L-1,对此反应速率的表示正确的是( )。
A.用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是1∶2∶3
C.2min末的反应速率v(B)=0.3mol·L-1·min-1
D.在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的
解析 A是固体,不能用浓度的变化来表示其反应速率;反应过程中,分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3∶2∶1,B错误;2min内,v(B)=0.3mol·L-1·min-1,在2min末的速率为即时速率,应小于0.3mol·L-1·min-1;在反应过程中B的浓度逐渐减小,故A、B反应生成C、D的速率逐渐减小。
答案 D
3.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。
下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=
解析V2O5作为催化剂,能同等程度改变正、逆化学反应速率,A不正确;压强并不是影响反应速率的唯一因素,只有当其他条件不变时,增大压强,反应速率才增大,B不正确;不管反应吸热、放热,降低温度均减小反应速率,达到平衡时间增多,C不正确;据v=
,可知Δc=c2-c1,Δt=t2-t1,则D项正确。
答案D
4.已知:
4NH3+5O2
4NO+6H2O,若反应的速率分别用v(NH3)、v(NO)、v(H2O)、v(O2)来表示,则下列关系正确的是( )
A.
v(NH3)=v(O2) B.
v(O2)=v(H2O)
C.
v(NH3)=v(O2)D.
v(O2)=v(NO)
解析根据反应速率之比等于化学计量数之比可得:
=
=
=
。
答案D
5.NH3和O2在一定条件下发生反应:
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后反应达到平衡,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )。
A.v(N2)=0.125mol·L-1·min-1
B.v(H2O)=0.375mol·L-1·min-1
C.v(O2)=0.225mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.250mol·L-1·min-1
解析 设转化的NH3的物质的量为x,
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
n(始)/mol 4 3 0 0
n(变)/molx0.75x0.5x1.5x
n(平)/mol4-x3-0.75x0.5x1.5x
有:
×100%=40%,解得x=2,v(NH3)=
=0.25mol·L-1·min-1,则v(O2)=0.1875mol·L-1·min-1,v(N2)=0.125mol·L-1·min-1,v(H2O)=0.375mol·L-1·min-1。
答案 C
6.已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1。
一定条件下,向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。
下列叙述中,正确的是( )。
A.3min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
B.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=0.225mol·L-1·min-1
C.13min时,向容器中充入2mol氦气,该反应的化学反应速率增加
D.13min时,向容器中充入2mol氦气,CO2的转化率增加
解析 A项,3min时反应还没有平衡,错误;B项,v(H2)=3v(CO2)=
=0.225mol·L-1·min-1,正确;C项,由于容器的体积没有变化,所以各成分的浓度没有变化,化学反应速率不变,错误;同理,平衡没有移动,D错误。
答案 B
7.某研究小组在实验室用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵(NH2COONH4)溶液在不同温度下进行水解实验:
NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O,测得c(NH2COO-)与反应时间的关系如图所示。
据图判断下列说法正确的是( )。
A.0~12min,初始浓度越大的实验,水解反应速率越大
B.c(NH2COO-)将随反应时间的不断延长而不断减小
C.25℃时,0~6min,v(NH2COO-)为0.05mol·L-1·min-1
D.15℃时,第30min,c(NH2COO-)为2.0mol·L-1
解析 A项,由图可知,0~12min时间段内,15℃时的反应中起始浓度最大,而25℃时的反应速率最快,错误;B项,最终水解达到平衡状态,错误;C项中,v(NH2COO-)=
=0.05mol·L-1·min-1,正确;D项,由图可知,在24min时已达到平衡,各成分的浓度不再变化,错误。
答案 C
二、非选择题
8.
(1)在相同条件下进行Mg与HCl、HAc反应的对照实验,相关数据如下:
Mg
的质量
酸量
开始时
反应效率
产生
H2总量
Ⅰ
0.24g
HCl0.2mol·L-1
100mL
v1
n1
Ⅱ
0.24g
HAc0.2mol·L-1
100mL
v2
n2
①试比较有关量的大小:
v1____v2,n1____n2(填“>”、“=”、“<”)
②现欲改变条件,使实验Ⅰ中v1降低,但不改变n1的值,试写出两种可行的方法。
方法Ⅰ________。
方法Ⅱ________。
(2)已知在0.1mol·L-1的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为:
c(Na+)>c(HSO
)>c(SO
)>c(H2SO3)
则该溶液中c(H+)________c(OH-)(填“>”、“=”、“<”),简述理由_________________。
答案:
(1)①> = ②加少量水 降温或加少量NaAc。
(2)> 由题给信息c(SO
)>c(H2SO3)可知:
HSO
电离程度大于其水解程度,则可确定c(H+)>c(OH-)
9.“碘钟”实验中,3I-+S2O
===I
+2SO
的反应速率可以用I
与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。
某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I-)/(mol·L-1)
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O
)/(mol·L-1)
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题:
(1)该实验的目的是_____________________________________________。
(2)显色时间t1=________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为________(填字母)。
A.<22.0sB.22.0s~44.0s
C.>44.0sD.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是________________________________________________________________________________________________________________________。
解析
(2)因反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比),由①⑤中数据可列关系:
显色时间t1=
=29.3s,(3)每升高10℃,速率增大到原来的2~4倍,现升高20℃,所以升高到原来的22~42倍,即4~16倍,实验③为22.0s,显色时间应为
~
,即5.5s~1.4s,选A,本题也可以定性判断,温度升高化学反应速率加快,显色时间缩短。
答案
(1)探究反应物I-与S2O
的浓度对反应速率的影响
(2)29.3s (3)A (4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)。
10.已知:
MnO
在酸性环境下的还原产物是Mn2+。
某化学兴趣小组的甲同学在向草酸(弱酸)溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时,发现溶液褪色总是先慢后快,即反应速率由小变大。
为此,他对此实验进行了探究。
【实验用品】
试剂:
0.1mol·L-1H2C2O4溶液、0.1mol·L-1KMnO4溶液、稀硫酸、MnSO4固体
仪器:
试管(若干个)、胶头滴管(2支)
【实验内容】
在1号和2号试管中分别加入10mLH2C2O4溶液和少量稀硫酸,在1号试管中加入硫酸锰固体。
然后在两支试管中加入0.1mol·L-1KMnO4溶液。
现做如下对比实验,现象如下表所示:
加入药品
不加MnSO4的稀硫酸酸化的H2C2O4溶液
加少量MnSO4的稀硫酸酸化的H2C2O4溶液
实验现象(褪色时间)
溶液褪色很慢(31秒)
溶液褪色很快(4秒)
请回答下列问题。
(1)甲同学进行该实验还缺少的实验仪器是________________________________________________________________________。
(2)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)甲同学认为该反应褪色由慢到快是何种原因引起的?
_________________________________________________________。
(4)乙同学从甲同学的实验探究中得到启示,他也提出了可能影响该化学反应速率的因素,你认为他提出的因素可能是________________________(写一条即可)。
解析
(1)要测反应时间,则需要用到秒表。
(2)根据题中的已知条件知MnO
在酸性环境下的还原产物是Mn2+又H2C2O4属于弱酸,应保留分子式;故在酸性条件下,H2C2O4溶液与KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO
+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O。
(3)Mn2+在反应中起到催化剂的作用,加快了反应速率。
答案
(1)秒表
(2)5H2C2O4+2MnO
+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O
(3)Mn2+在反应中起到催化剂的作用,加快了反应速率
(4)温度升高,反应速率增大,溶液褪色加快(其他合理答案也可)
11.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:
MnO
+H2C2O4+H+——Mn2++CO2↑+H2O(未配平)
用4mL0.001mol·L-1KMnO4溶液与2mL0.01mol·L-1H2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响。
改变的条件如下:
组别
10%硫酸体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20
Ⅱ
2
20
10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ
2
30
Ⅳ
1
20
1mL蒸馏水
(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。
(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验________和________(用Ⅰ~Ⅳ表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验________和________。
(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究________________对化学反应速率的影响,实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是________________________________________________________________________。
解析
(1)根据电子守恒列式可得:
n(MnO
)×(7-2)=n(H2C2O4)×2×(4-3),
则n(MnO
)∶n(H2C2O4)=2∶5。
(2)研究某一因素对化学反应速率的影响时,要保证其他各条件完全相同。
(3)对比Ⅰ和Ⅳ,反应的温度、溶液的体积等都相同,仅是c(H+)不同,故可研究c(H+)对反应速率的影响。
加1mL水的目的是确保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变。
答案
(1)2∶5
(2)Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ
(3)c(H+)(或硫酸溶液的浓度) 确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变
第二单元 化学反应的方向和限度
一、选择题
1.下列说法正确的是( )。
A.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D.反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
解析 反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的,A、B错误。
C项中反应的ΔS>0,若ΔH<0,则一定自发,现常温下不自发,说明ΔH>0,正确。
D项中反应的ΔS<0,能自发,说明ΔH<0,错误。
答案 C
2.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=
,恒容时,温度升高,H2的浓度减小,下列说法正确的是( )
A.该反应的焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2的浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应的化学方程式为CO+H2O
CO2+H2
解析由平衡常数表达式写出可逆反应为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),D项错误;由于升高温度,H2浓度减小,说明升温平衡向正反应方向进行,因此正反应是吸热的,焓变为正值,A项正确;由于反应前后气体体积相等,增大压强平衡不移动,但若通入H2,其浓度会增大,B项错误;升高温度,正逆反应速率都会增大,C项错误。
答案A
3.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中正确的是( )
A.达到化学平衡时4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增大容器的体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率的关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)
解析由4v正(O2)=5v逆(NO)可得
v正(O2)=
v逆(NO),而
v逆(NO)=
v逆(O2),即v正(O2)=v逆(O2),正、逆反应速率相等,A正确;B项都表示正反应速率,错误;C项,若增大容器体积,正、逆反应速率都减小,错误。
D项应为3v(NH3)=2v(H2O)。
答案A
4.下列说法中,不正确的是( )。
A.常温下,反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH<0、ΔS<0
B.在其他条件不变时,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的投料比与转化率的关系如图,纵坐标表示O2的转化率
C.在其他条件不变时,向H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡体系中加催化剂,反应速率加快,I2的转化率不变
D.14CO2与碳在高温条件下发生反应:
CO2+C2CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C的微粒有CO2、C、CO
解析 A项中反应为熵减反应,能自发进行,说明是放热反应,正确;B项中提高O2的含量时SO2的转化率提高,而O2的转化率降低,错误;C项中催化剂同等程度地改变正、逆反应速率,不影响平衡移动,正确;D项化学平衡是一种动态平衡,正确。
答案 B
5.科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:
2NO+2CO
2CO2+N2
(1)为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO浓度(mol·L-1)和CO浓度(mol·L-1)如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
c(CO)
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
(2)为了探究各物质在浓度不变的情况下温度、催化剂、比表面积对化学反应速率的影响规律,并画出实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线如图,则下列说法不正确的是( )。
A.前2s内的平均反应速度v(N2)=1.88×10-4mol·L-1·s-1
B.在该温度下,该反应的平衡常数为K=5000
C.由题意可知,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ探究的是催化剂、比表面积对速率的影响
D.在密闭容器中进行该反应时,升高反应体系的温度或缩小容器的体积能提高NO转化率
解析 A项,由表中数据可求出v(NO)=
=3.75×10-4mol·L-1·s-1,则v(N2)=
v(NO)=1.88×10-4mol·L-1·s-1,正确;B项,由表中数据可知4s时达到平衡,此时c(CO2)=9.00×10-4mol·L-1,c(N2)=4.50×10-4mol·L-1,故K=
=5000,正确;C项,曲线Ⅱ比曲线Ⅰ先达到平衡,但平衡时NO的浓度相同,故曲线Ⅰ和曲线Ⅱ应是探究催化剂、比表面积对速率的影响,正确;D项,反应Ⅲ先达到平衡,应为升高温度对平衡的影响,且高温时c(NO)大,说明升温平衡逆向移动,NO的转化率减小,错误。
答案 D
6.某温度下,在一个2L的密闭容器中加入4molA和2molB进行如下反应:
3A(g)+2B(g)4C(s)+D(g),反应2min后达到平衡,测得生成1.6molC,下列说法正确的是( )。
A.前2min,D的平均反应速率为0.2mol·L-1·min-1
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡不移动,化学平衡常数不变
D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
解析 生成1.6molC的同时消耗0.8molB,生成0.4molD,则前2min,v(D)=
=0.1mol·L-1·min-1,B的平衡转化率为
×100%=40%,A错,B对;增大该体系的压强,平衡向正反应方向移动,但平衡常数不变,C错;增加B,平衡向右移动,A的平衡转化率增大但B的平衡转化率减小,D错。
答案 B
7.PCl3和PCl5都是重要的化工原料。
将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2L密闭容器中,在一定条件下发生反应:
PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g),并于10min时达到平衡。
有关数据如下:
PCl3(g)
Cl2(g)
PCl5(g)
初始浓度(mol·L-1)
2.0
1.0
0
平衡浓度(mol·L-1)
c1
c2
0.4
下列判断不正确的是( )。
A.10min内,v(Cl2)=0.04mol·L-1·min-1
B.当容器中Cl2为1.2mol时,反应达到平衡
C.升高温度(T1<T2),反应的平衡常数减小,平衡时PCl3的
<1
D.平衡后移走2.0molPCl3和1.0molCl2,在相同条件下再达平衡时,c(PCl5)<0.2mol·L-1
解析 PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)
c(起始)/mol·L-1 2.0 1.0 0
c(转化)/mol·L-10.40.40.4
c(平衡)/mol·L-11.60.60.4
10min内,v(Cl2)=0.04mol·L-1·min-1,A正确;平衡时,n(Cl2)=1.2mol,B正确;平衡常数减小,说明平衡逆向移动,则PCl3的
>1,C错误;D项中当c(PCl5)=0.2mol·L-1时浓度商为Qc=
=
,而此温度下的平衡常数K=
=
由K<Qc可得当c(PCl5)=0.2mol·L-1时反应未达到平衡状态,平衡向逆反应进行,故达到平衡时,c(PCl5)<0.2mol·L-1。
答案 C
二、非选择题
8.已知可逆反应CO+H2O(g)
CO2+H2,达到平衡时,K=
,K是常数,只与温度有关,与浓度无关。
(1)830K,若起始时:
c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为________;K值为________。
(2)830K,若只将起始时c(H2O)改为6mol/L,则水蒸气的转化率为________。
(3)若830K时,起始浓度c(CO)=amol/L,c(H2O)=bmol/L,H2的平衡浓度c(H2)=cmol/L,
①a、b、c之间的关系式是__________________;
②当a=b时,a=________。
解析本题主要考查平衡常数的应用。
(1) CO+ H2O(g) CO2+H2
起始浓度(mol/L) 2 3 0 0
转化浓度(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡浓度(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2
H2O(g)的转化率=
×100%=40%
K=
=
=1。
(2)设H2O(g)的转化浓度为x。
则有:
K=
=1求得x=1.5mol/L,
H2O(g)的转化率=
×100%=25%。
(3)由H2的平衡浓度c(H2)=cmol/L,可知CO和H2O的平衡浓度分别为(a-c)mol/L,(b-c)mol/L。
K=
=1求得c2=(a-c)(b-c)。
当a=b时,求
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 专题六 化学反应速率与化学平衡 专题 化学反应 速率 化学平衡
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)