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2019-2020学年高一化学期末复习专项提升卷(人教版2019必修第二册)
专项 04 化学反应速率与平衡的综合判断与计算
1.在 2A(g) + B(g) ===3C(g) + 4D(g)反应中,下面表示的反应速率最快的是
A.v (A)=0.5mol/(L∙s) B.v(B)=1.8 mol/(L∙min) C.v (C)=0.8mol/(L∙s) D.v(D)=1.0
mol/(L∙s)
【答案】C
【解析】如果都用物质C表示其反应速率,则根据化学反应速率之比是相应的化学计量数之比可知选
项A~D分别是[mol/(L∙s)]0.75、0.09、0.8、0.75,所以反应速率最快的是选项C,答案选C。
2.(2020·武汉市新洲区第一中学高一月考)在2L恒容容器中进行制NH 的反应,相关数据如表。当
3
用氨气浓度的增加来表示该化学反应速率时,其速率为( )
N+3H 2NH
2 2 3
起始物质的量/mol 1.0 3.0 0
2秒末物质的量/mol 0.6 1.8 0.8
A.0.2mol/(L·s) B.0.4mol/(L·s) C.0.6mol/(L·s) D.0.8mol/(L·s)
【答案】A
【解析】从表中数据可以得知,在反应起始时,氨气的物质的量为0,反应进行到2秒末时,
n(NH )=0.8mol,则∆n(NH )=0.8mol。化学反应速率等于单位时间内反应物或生成物浓度的变化量,即
3 3
v(NH ) = 0.2mol/(L·s),故选A。
3
3.将10 mol H 和5 mol N 放入 10 L 真空密闭容器内,一定温度下发生如下反应:3H(g)+N(g)
2 2 2 2
2NH (g),在最初的0.2 s内,消耗H 的平均速率为0.06 mol·L−1·s−1,则在0.2 s末,容器中NH 的物
3 2 3
质的量是
A.0.12 mol B.0.08 mol C.0.04 mol D.0.8 mol
【答案】B
【解析】v(H )∶v(NH )=3∶2,所以最初0.2 s内,v(NH )=0.04 mol·L−1·s−1,0.2 s末时,n(NH )=
2 3 3 3
1
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!0.04 mol·L−1·s−1×0.2 s×10 L=0.08 mol。
4.(2020·山东微山县第二中学高二月考)为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位
同学分别设计了如下四个实验,你认为结论不正确的是。( )
A.将铜片放入稀硫酸中,无现象。若再向所得溶液中加入硝酸银溶液,一段时间后,由于形成原电
池,可看到有氢气生成
B.将除去氧化膜的相同大小、相同质量的镁条和铝条与相同浓度盐酸反应,前者速率大于后者
C.两支试管中分别加入根同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热,产生
氧气的快慢不同
D.相同条件下等质量的块状和粉末状大理石与相同浓度盐酸反应时,粉末状的反应速率快
【答案】A
【解析】A、铜与稀硫酸不反应,加入硝酸银之后,酸性环境下,硝酸根离子具有强氧化性,比银离
子氧化性强,首先将铜氧化,生成的是一氧化氮,不是氢气,A错误;
B、镁比铝活泼,所以相同质量的镁、铝和相同浓度的盐酸反应时,镁的反应速率快,B正确;
C、二氧化锰在氯酸钾受热分解制氧气的反应中作催化剂,所以加入二氧化锰后,反应速率会加快,C
正确;
D、粉末状的大理石比块状的大理石和盐酸接触的面积大,所以反应速率更快些,D正确;
答案选A。
5.(2020·瑞安市上海新纪元高级中学高一开学考试)在相同的密闭容器中,用高纯度纳米级Cu O分
2
别进行催化分解水的实验:2HO(g) 2H(g) + O(g) ∆H>0,实验测得反应体系中水蒸气浓度
2 2 2
(mol·L-1)的变化结果如下:
序号 时间/min 0 10 20 30 40 60
0.050
① 温度T / 1号Cu O 0.0492 0.0486 0.0482 0.0480 0.0480
1 2 0
0.050
② 温度T / 2号Cu O 0.0490 0.0483 0.0480 0.0480 0.0480
1 2 0
0.050
③ 温度T / 2号Cu O 0.0480 0.0470 0.0470 0.0470 0.0470
2 2 0
下列说法不正确的是( )
A.实验时的温度T 高于T
2 1
B.2号Cu O的催化效率比1号Cu O的催化效率高
2 2
C.实验①前20 min的平均反应速率v(O ) = 7×10ˉ5 mol·Lˉ1·minˉ1
2
2
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!D.等质量纳米级Cu O比微米级Cu O催化效率高,这与Cu O的粒径大小有关
2 2 2
【答案】C
【解析】A.从表中③可以看出相同时间内水蒸气的浓度变化大,反应速率快,说明实验时的温度T
2
高于T,故A正确;
1
B.②中反应速度比①快,2号Cu O的催化效率比1号Cu O的催化效率高,故B正确;
2 2
C.实验①前20 min的平均反应速率v(H O)=
2
,v(O )=1/2v(H O) =3.5×10ˉ5 mol·Lˉ1·minˉ1,故
2 2
C错误;
D.①②化学平衡状态未改变,反应速率加快,则是加入了催化剂,催化剂的活性越高,速率越快,
在相等时间内,②中水蒸气的浓度变化比①快,②中催化剂微粒更小,表面积更大,等质量纳米级Cu O
2
比微米级Cu O催化效率高,这与Cu O的粒径大小有关,故D正确;
2 2
故选C。
6.(2020·武汉市新洲区第一中学高一月考)一定温度下在密闭容器中,a mol SO 和b mol O 发生反
2 2
应,达平衡时有c mol SO 生成,则在平衡混合气体中SO 所占的体积分数为( )
3 2
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】利用题给信息可建立以下三段式:
在平衡混合气体中SO 所占的体积分数为 ,B选项符合题意;答案选
2
B。
7.(2020·武汉市新洲区第一中学高一月考)一定温度下,探究铜与稀HNO 的反应过程如图:
3
3
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!下列说法不正确的是( )
A.过程I中生成无色气体的离子方程式是3Cu+2NO-+8H+=3Cu2++2NO↑+4HO
3 2
B.步骤III反应速率比I快的原因是NO 溶于水,使c(HNO )增大
2 3
C.由实验可知,NO 对该反应具有催化作用
2
D.当活塞不再移动时,打开止水夹,滴加稀硫酸,铜可以继续溶解
【答案】B
【解析】A.过程Ⅰ发生的反应为Cu和稀HNO 的反应,离子方程式为3Cu+2NO-+8H+=3Cu2+
3 3
+2NO+4HO,故A正确;
2
B.随着反应的进行,溶液里生成硝酸铜,根据氮元素守恒,溶液中c(HNO )应比原硝酸浓度减小,不
3
会增大,故B错误;
C.加入NO 后反应速率加快,说明NO 对该反应具有催化剂,故C正确;
2 2
D.反应停止后,滴加稀硫酸,溶液中的NO -在酸性条件下有强氧化性,可继续溶解铜,故D正确;
3
故答案为B。
8.(2020·河北省唐山一中高一月考)在一定温度下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变
化时,不能表明反应: 已达平衡的是( )
A.混合气体的密度
B.混合气体的压强
C. 的物质的量浓度
D.混合气体的平均相对分子质量
【答案】B
【解析】A. 该容器的体积保持不变,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会变,所以当
混合气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,不选A;
B. 该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,所以容器中的压强不再发生变化,不能证明达到了平
4
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!衡状态,选B;
C. 反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的浓度等不再发生变化,所以各气体物
质的物质的量浓度不再变化时,该反应达到平衡状态,不选C;
D. 混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量和混合气体的总的物质的量的比值,平衡时,
混合气体的质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态,不选D;
答案为B。
9.(2020·河南省登封市实验高级中学高一期中)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆
反应:(甲)2X(g) Y(g)+Z(s) (乙)A(s)+2B(g) C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时:
①混合气体的密度;②反应容器中生成物的百分含量;③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于
系数之比;④混合气体的压强⑤混合气体的总物质的量。其中能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态是
( )
A.①②③ B.①②③⑤
C.①②③④ D.①②③④⑤
【答案】A
【解析】①甲乙均有固体参与反应,混合气体的密度不变,能作平衡状态的标志,正确;
②反应容器中生成物的百分含量不变,说明各组分的量不变,达平衡状态,正确;
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比,说明正逆反应速率相等,正确;
④乙混合气体的压强始终不变,不能判定反应是否达到平衡状态,错误;
⑤乙混合气体的总物质的量始终不变,不能判定反应是否达到平衡状态,错误;
综上,正确为 ①②③,答案选A。
【点睛】
本题考查了化学平衡状态的判断,注意当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为0,根据
化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,
以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当
该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态
10.(2020·江西省南康中学高一月考)一定温度下,20mL0.40mol/LH O 溶液发生催化分解.不同时
2 2
刻测得生成O 的体积(已折算为标准状况)如表.
2
t/min 0 2 4 6 8 10
5
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!V(O)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
2
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A.0~6min的平均反应速率:v(HO)≈1.67×10-2mol/(L•min)
2 2
B.6~10min的平均反应速率:v(HO)<1.67×10-2mol/(L•min)
2 2
C.反应至6min时,c(HO)=0.30mol/L
2 2
D.反应至6min时,HO 分解了50%
2 2
【答案】D
【解析】【分析】0~6min时产生氧气的体积为22.4mL,即产生氧气的物质的量=
=0.001mol,则根据方程式2HO 2HO+O↑可知消耗HO 的物质的量=0.001mol×2=0.002mol,据此
2 2 2 2 2 2
解答。
【详解】A.由分析可知:0~6min HO 物质的量浓度减小值= =0.1mol/L,则化学反应速率
2 2
v(H O)= ≈1.67×10-2mol/(L·min),A正确;
2 2
B.随着反应进行,过氧化氢的浓度减小,化学反应速率减小,所以6~10min的平均反应速率
v(H O)<1.67×10-2mol/(L·min),B正确;
2 2
C.由分析可知:反应至6min时,消耗的HO 物质的量为0.002mol,此时HO 的物质的量浓度=
2 2 2 2
=0.3mol/L,C正确;
D.反应至6min时,HO 的分解率= =25%,D错误。
2 2
答案选D。
6
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!11.(2020·河南省登封市实验高级中学高一期中)对于可逆反应4NH +5O 4NO+6H O(g),下列
3 2 2
叙述正确的是( )
A.达到平衡状态,2 v (NH )= 3v (H O)
正 3 逆 2
B.单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH ,则反应达到平衡状态
3
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.反应达到平衡时,反应物的转化率一定小于100%
【答案】D
【解析】A. 反应处于平衡状态时,不同物质表示正逆反应速率之比等于化学计量数之比为正反应速
率之比,2 v (NH )= 3v (H O),不能说明该反应到达平衡状态,A项错误;
正 3 逆 2
B. 若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH ,都表示反应向正向进行,反应自始至终都是
3
1:1,不能说明到达平衡,B项错误;
C. 达到平衡时,若减小容器体积,压强增大,正逆反应速率都增大,C项错误;
D. 可逆反应进行不到底,达到平衡时,反应物的转化率一定小于100%,D项正确;
答案选D。
12.X、Y、Z为三种气体,把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中,发生反应X+2Y 2Z。达
到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为
ab 2(ab)
5 5b
A. ×100% B. ×100%
2(ab) ab
5 5a
C. ×100% D. ×100%
【答案】B
【解析】设反应达平衡时消耗Y物质的量为x。则:
X + 2Y 2Z
起始量/mol a b 0
转变量/mol x x
7
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!平衡量/mol a− b−x x
依题意可得:( a− )+(b−x)=x,x= mol
Y的转化率为 ×100%= ×100%,选B。
13.已知:2A(g)+3B(g) 2C(g)+zD(g),现将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,2 s后,
A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L−1·s−1,下列推断正确的是
A.v(C)=0.2 mol·L−1·s−1 B.z=1
C.B的转化率为25% D.C平衡时的浓度为0.5 mol·L−1
【答案】D
【解析】2 s后A的转化率为50%,则反应的A为2 mol×50%=1 mol,则
2A(g)+3B(g) 2C(g)+zD(g)
开始(mol) 2 2 0 0
转化(mol) 1 1.5 1 0.5z
2s后(mol) 1 0.5 1 0.5z
1mol
A.v(C)= 2L =0.25 mol·L−1·s−1,故A错误;B.因反应速率之比等于化学计量数之比,由A可知,
2s
1.5mol 1mol
z=2,故B错误;C.B的转化率为 ×100%=75%,故C错误;D.C的平衡浓度= =0.5 mol/L,
2mol 2L
故D正确;故选D。
14.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量
变化如图所示,对该反应的推断合理的是
8
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!A.该反应的化学方程式为6A+2D 3B+4C
B.反应进行到1 s时,v(A)=v(B)
C.反应进行到5 s时,B的平均反应速率为0.06 mol/(L·s)
D.反应进行到5 s时,v(A)=v(B)=v(C)=v(D)
【答案】C
【解析】A.由图可知,反应达到平衡时A物质增加了1.2 mol、D物质增加了0.4 mol、B物质减少了
0.6 mol、C物质减小了0.8 mol,所以A、D为生成物,变化的物质的量之比为3∶1,B、C为反应物,变
化的物质的量之比为3∶4,反应方程式为3B+4C 6A+2D,故A错误;B.反应到1 s时,v(A)= =
=0.3 mol/(L·s),v(C)= = =0.1 mol/(L·s),所以v(A)≠v(C),故B错误;C.反应进行到5
s时,v(B)= = =0.06 mol/(L·s),故C正确;D.反应进行到5 s时,虽然已达平衡状态,但各物
质的反应速率不相等,故D错误;答案为C。
15.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请
回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有________,____________。
(2)加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是___________。
(3)要加快上述实验中气体产生速率,还可以采取的措施有___________,___________(答两种)
(4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的
混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
9
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!实验混合溶液 A B C D E F
4 mol/L H SO (mL) 50 V V V V V
2 4 1 2 3 4 5
饱和CuSO 溶液(mL) 0 5 15 25 V 50
4 6
HO(mL) V V V V 10 0
2 7 8 9 10
①请完成此实验设计,其中:V=______,V=______,V=_______。
1 6 7
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO 溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的
4
CuSO 溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_____。
4
【答案】(1)CuSO +Zn=ZnSO+Cu Zn+H SO =ZnSO +H ↑
4 4 2 4 4 2
(2)CuSO 与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu-Zn微电池,加快了氢气产生的速率
4
(3)升高反应温度 适当增大硫酸的浓度、或增加锌的比表面积等
(4)50 40 50 当加入一定量的CuSO 后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与
4
HSO 溶液的接触面积
2 4
【解析】【分析】锌较活泼,可与硫酸铜、硫酸等发生置换反应;硫酸铜溶液加快氢气生成的速率,
原因是形成原电池反应;结合浓度、温度、催化剂等因素对反应速率的影响分析;为保证实验有对比性,
只能逐渐改变一个变量分析,CuSO 溶液体积逐渐增多,故HSO 的量应相等均为50mL,水的量减小,但
4 2 4
每组实验中CuSO 与水的体积之和应相等;生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,影响了反应速率,据此分
4
析。
【详解】(1)因为Cu2+的氧化性比H+的强,所以加入硫酸铜,Zn先跟硫酸铜反应,反应完后再与酸反
应,反应的有关方程式为Zn+CuSO =ZnSO +Cu、Zn+H SO =ZnSO +H ↑;
4 4 2 4 4 2
(2)锌为活泼金属,加入硫酸铜,发生Zn+CuSO =ZnSO +Cu,置换出铜,与锌形成原电池反应,化学
4 4
反应速率加快;
(3)对于溶液中的化学反应,影响反应速率的因素还有浓度、温度、催化剂以及固体表面积大小等,要
加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表
面积等;
(4)①要对比实验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸
铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,A组中硫酸为50ml,那么其
它组硫酸量也都为50ml,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜50ml,水为0,那么总量为
50ml,所以V=50ml、V=40ml、V=50ml;
1 6 7
10
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!②因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气,硫酸铜量较多时,反应时间
较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降。
【点睛】
为保证实验有对比性,只能逐渐改变一个变量分析,为学生的易错点。
16.(2020·山东省淄博第七中学高一月考)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进
行了酸性高锰酸钾与草酸(HC O)的反应,记录如表所示的实验数据:
2 2 4
试管中所加试剂及其用量/mL 溶液褪至无
实验 实验
色所需时间
编号 温度
0.6mol/L H C O 溶液 HO 3mol/L H SO 0.05mol/L KMnO /min
2 2 4 2 2 4 4
① 25 3.0 V 2.0 3.0 1.5
1
② 25 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7
③ 50 2.0 V 2.0 3.0 1.0
2
(1)请写出该反应的离子方程式 ______,当该反应以表中数据反应完全时转移电子数为______N 。
A
(2)V=_______mL。
1
(3)根据表中的实验①、②数据,可以得到的结论是 _______。
(4)探究温度对化学反应速率的影响,应选择 _______(填实验编号)
(5)该小组根据经验绘制了n(Mn 2+)随时间变化的趋势如图1所示,但有同学查阅已有实验资料
发现,该实验过程中n(Mn 2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图 2 所示信息提出了新的假设,并设计实验方案④继续进行实验探究。
试管中所加试剂及其用量
溶液褪至
实验 实验温 再加入某
无色所需
编号 度/℃ 种固体
时间/min
0.6mol/L 3mol/L 0.05mol/L
HO
HC O 2 HSO KMnO
2 2 4 2 4 4
11
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!④ 25 2.0 3.0 2.0 3.0 MnSO t
4
①小组同学提出的假设是________。
②若该小组同学提出的假设成立,应观察到________现象。
【答案】(1)2MnO ﹣+5H C O+6H+=2Mn2++10CO ↑+8H O 0.00075
4 2 2 4 2 2
(2)2.0
(3)其他条件相同时,反应物浓度减小,反应速率减慢
(4)②③
(5) 对该反应有催化作用 褪色时间变短
【解析】(1)该反应的离子方程式为 ,
,
,草酸过量,则高锰酸钾反应完全时转移电子数为
,故答案为:
; ;
(2)由控制变量法可知,总体积相同,则 ,故答案为: ;
(3)实验 、 数据,可以得到的结论是其他条件相同时,反应物浓度减小,反应速率减慢, 故
答案为:其他条件相同时,反应物浓度减小,反应速率减慢;
(4)探究温度对化学反应速率的影响,应选择 、 ,故答案为: ;
(5)①其它条件相同,加入了MnSO 固体,由图可知提出的假设是 对该反应有催化作用,故
4
答案为: 对该反应有催化作用;
②提出的假设成立,应观察到褪色时间变短现象,故答案为:褪色时间变短。
12
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!17.(1)在某一容积为2 L的密闭容器中,某一反应中A、B、C、D四种气体的物质的量n(mol)随时间
t(min)的变化曲线如图所示:
回答下列问题:
①该反应的化学方程式为__________________________________。
②前2 min用A的浓度变化表示的化学反应速率为________。在2 min时,图像发生改变的原因是
________(填字母)。
A.增大压强 B.降低温度
C.加入催化剂 D.增加A的物质的量
(2)在100 ℃时,将0.01 mol的四氧化二氮气体充入0.1 L的密闭容器中发生反应,隔一定时间对该容
器内的物质进行分析,得到如下表格:
时间/s
0 20 40 60 80 100
浓度/mol·L−1
c(N O)/mol·L−1 0.100 0.070 0.050 c a b
2 4 3
c(NO )/mol·L−1 0.000 0.060 c 0.120 0.120 0.120
2 2
请填空:
①该反应的化学方程式________________________,达到平衡时四氧化二氮的转化率为_______。
②在0~20 s内,四氧化二氮的平均反应速率为______,哪一时间段______(指0~20、20~40、40~
60、60~80、80~100 s)反应速率最大并解释______。
【答案】(1)①4A+5B 6C+4D ②0.1 mol·L−1·min−1 AC
(2)①NO 2NO 60% ②0.001 5 mol·L−1·s−1 0~20 s 开始时反应物的浓度最大
2 4 2
【解析】(1)①根据图像可知达到平衡时A、B、C、D改变的物质的量分别为0.8 mol、1.0 mol、1.2
mol、0.8 mol,且A、B的物质的量减少,应为反应物;C、D的物质的量增加,应为生成物,故反应的化
13
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学方程式为 4A+5B 6C+4D;②前2 min 时,A的物质的量变化为 0.4 mol,浓度是 0.2 mol/L,则
v(A)=0.2 mol/L÷2 min=0.1 mol·L−1·min−1;从图像可知2~3 min时图像的斜率变大,说明化学反应速率变快。
增大压强、加入催化剂均增大化学反应速率,而降低温度减小化学反应速率。增加 A的物质的量,虽能加
快化学反应速率,但图像要产生突变,故A、C正确;答案为AC;
(2)①根据表中数据可知起始时NO 的浓度为0,说明NO 是生成物,则该反应的化学方程式为NO
2 2 4 2 4
2NO ;平衡时NO 的浓度为0.120 mol/L,则根据方程式可知消耗NO 是0.06 mol/L,所以达到平衡
2 2 2 4
时四氧化二氮的转化率为0.06/0.10×100%=60%。
②由表可知,20 s时NO 的浓度为0.060 mol/L,则根据方程式可知消耗NO 是0.03 mol/L,所以在0
2 2 4
~20 s内,四氧化二氮的平均反应速率为 0.03 mol/L÷20 s=0.0015 mol·L−1·s−1;由于开始时反应物的浓度最
大,所以0~20 s内反应速率最大。
18.将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+
2D(g),反应进行到10 s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8 mol,B的物质的量为0.6 mol,C的物质
的量为0.8 mol。
(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为____。
(2)反应前A的物质的量浓度是____。
(3)10 s末,生成物D的浓度为__。
(4)A与B的平衡转化率之比为___。
(5)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化是_(填“增大”、“减小”或“不变”,下
同),气体的密度变化是___。
(6)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”):
①降低温度____;②增大A的浓度_____;
③恒容下充入氖气________。
(7)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号)___;
A.v(B)=2v(C)
B.容器内压强不再发生变化
C.A的体积分数不再发生变化
D.器内气体密度不再发生变化
E.相同时间内消耗n mol的B的同时生成2n mol的D
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原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(8)将固体NH I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:NH I(s) NH (g)+HI(g),2HI(g)
4 4 3
H(g)+I(g)。当反应达到平衡时,c(H)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则NH 的浓度为___。
2 2 2 3
【答案】(1)0.04mol/(L∙s)
(2)1.5 mol/L
(3)0.4 mol/L
(4)1:1
(5)不变 不变
(6)减小 增大 不变
(7)C
(8)5mol·L-1
【解析】【分析】将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)
2C(g)+2D(g),反应进行到10 s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8 mol,B的物质的量为0.6
mol,C的物质的量为0.8 mol,由此可知,C的变化量为0.8 mol,A(g)、B(g)、D(g)的变化量分别为1.2
mol、0.4 mol、0.8 mol。
【详解】(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为 ;
(2)反应前A的物质的量为(1.8 mol+1.2 mol)=3 mol,故其物质的量浓度是 =1.5mol/L;
(3)10 s末,生成物D的浓度为 =0.4 mol/L;
(4)达到平衡,测得A的物质的量为1.8 mol,B的物质的量为0.6 mol,两者的物质的量之比与化学
计量数之比相等,变化量之比也等于化学计量数之比,说明两者的起始量之比也等于化学计量数之比,故
A与B的平衡转化率之比为1:1;
(5)反应前后,气体的分子数保持不变,故反应过程中容器内气体的平均相对分子质量不变;反应
过程中,气体的总质量不变,气体的总体积也不变,故气体的密度也不变;
(6)①降低温度,化学速率减小,故生成D的速率减小;
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原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!②增大A的浓度,化学反应增大,故生成D的速率增大;
③恒容下充入氖气,各组分的浓度不变,故生成D的速率不变;
(7)A.v(B)不可能等于2v(C),也不能说明正反应速率等于逆反应速率,故该反应不可能达到化学
平衡状态;B.反应前后气体的分子数保持不变,故容器内压强一直不变,无法由此判断该反应是否达到
化学平衡状态;C.A的体积分数不再发生变化,说明其浓度保持不变,故该反应达到化学平衡状态;D.
气体的总质量和总体积一直不变,故器内气体密度一直不变,无法由此判断该反应是否达到化学平衡状态;
E.相同时间内消耗n mol的B的同时生成2n mol的D,只说明了正反应速率,不能说明正反应速率等于
逆反应速率,故无法由此判断该反应是否达到化学平衡状态。综上所述,该反应达到化学平衡状态的是
C。
(8)将固体NH I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:NH I(s) NH (g)+HI(g),2HI(g)
4 4 3
H(g)+I(g)。当反应达到平衡时,c(H)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则NH 的浓度为[2c(H)+
2 2 2 3 2
c(HI)]=2×0.5mol·L-1+4mol·L-1=5mol·L-1。
【点睛】
判断可逆反应是否达到化学平衡,通常根据正反应速率等于逆反应速率,或者根据变量不变达平衡,
要求能够根据基本的物理公式,准确判断哪些物理量是变量,哪些不是,尤其要注意各组分的状态和化学
计量数。
19.(2020·四川省岳池县第一中学高一月考)在800℃2L密闭容器中,反应2NO+O 2NO ,
2 2
n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)如图表示各物质浓度的变化曲线。
A点处,v(正)__v(逆),A点正反应速率__B点正反应速率。(用“>”、“<”、“=”填空)
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原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(2)图中表示O 变化的曲线是__。用NO 表示从0~2s内该反应的平均速率v=__。
2 2
(3)能使该反应的反应速率增大的是__。
A.及时分离出NO 气体 B.升高温度
2
C.减小O 的浓度 D.选择高效的催化剂
2
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是__。
A.容器内压强保持不变 B.v(NO)=2v(O )
2
C.容器内的密度保持不变 D.v (NO )=2v (O )
逆 2 正 2
【答案】(1)> >
(2)d 0.003mol·L-1·s-1
(3)BD
(4)AD
【解析】【分析】从图象的起点看,c、d为反应物,a、b为生成物,由发生的反应2NO+O
2
2NO ,可得出c曲线表示NO的浓度随时间的变化,d曲线表示O 的浓度随时间的变化,b曲线表示NO
2 2 2
的浓度随时间的变化。在A点,反应物浓度继续减小,生成物浓度继续增大,则表明反应仍在正向进行;
在B点,生成物的浓度保持不变,此时正、逆反应速率相等。
【详解】(1)A点处,反应物浓度继续减小,生成物浓度继续增大,则v(正) >v(逆);从变化量看,平衡
时a曲线的速率为b曲线速率的2倍,而A点时正反应速率比a曲线平衡时正反应速率大,所以A点正反
应速率>B点正反应速率。答案为:>;>;
(2)由分析知,图中表示O 变化的曲线是d。从表中数据可以得出,0~2s内NO的物质的量的变化量
2
为0.012mol,则NO 的物质的量变化为0.012mol,用NO 表示从0~2s内该反应的平均速率v=
2 2
=0.003mol·L-1·s-1。答案为:d;0.003mol·L-1·s-1;
(3)A.及时分离出NO 气体,此时正反应速率不变,逆反应速率减小,达平衡后,反应速率都比原平
2
衡时小,A不合题意;
B.升高温度,正、逆反应速率都加快,B符合题意;
C.减小O 的浓度,此时正反应速率减小,逆反应速率不变,达平衡后,正、逆反应速率都比原平衡
2
时小,C不合题意;
D.选择高效的催化剂,可同等程度增大正、逆反应速率,D符合题意;
故选BD。答案为:BD;
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原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(4)A.因为反应前后气体的分子数不等,所以容器内压强不变时,气体的浓度不变,反应达平衡状态,
A符合题意;
B.v(NO)=2v(O ),表示NO、O 的速率之比等于化学计量数之比,但没有指明反应进行的方向,所
2 2
以反应不一定达平衡状态,B不合题意;
C.气体的总质量不变,容器的体积不变,所以不管反应是否达平衡,容器内的密度保持不变,C不
合题意;
D.v (NO )=2v (O )表示反应进行的方向相反,且数值之比等于化学计量数之比,反应达平衡状态,
逆 2 正 2
D符合题意;
故选AD。答案为:AD。
【点睛】
计算平均反应速率时,应使用浓度的变化量,而不是平衡时的浓度,若概念掌握不牢,则易产生错误。
20.某反应在体积为5 L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如下图所示(已
知A、B、C均为气体)。
(1)该反应的化学方程式为____________。
(2)反应开始至2 min时,B的平均反应速率为__________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是______。
A.υ(A)=2υ(B)
B.容器内气体密度不变
C.υ (A)=υ (C)
逆 正
D.各组分的物质的量相等
E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(4)由图求得平衡时A的转化率为_____________。
(5)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列的实验:将表中所给的混合
溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
实验
A B C D E F
混合溶液
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原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!4 mol/L H SO (mL) 30 V V V V V
2 4 1 2 3 4 5
饱和CuSO 溶液(mL) 0 0.5 2.5 5 V 20
4 6
HO(mL) V V V V 10 0
2 7 8 9 10
①请完成此实验设计,其中:V=________,V=_________。
1 6
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO 溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的
4
CuSO 溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因
4
____________________。
【答案】(1)2A + B 2C
(2)0.1 mol/(L·min)
(3)CE
(4)40%
(5)①30 10
②当加入一定量CuSO 后,生成的单质Cu沉积在Zn表面,降低了Zn与HSO 溶液的接触面积
4 2 4
【解析】(1)由图象可以看出,A、B的物质的量逐渐减小,则A、B为反应物,C的物质的量逐渐增多,
所以C为生成物,当反应到达2 min时,△n(A)=2 mol,△n(B)=1 mol,△n(C)=2 mol,化学反应中,各物
质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比,则△n(A)∶△n(B)∶△n(C)=2∶1∶2,所以反应的化学方程
式为:2A+B 2C。
(2)由图象可以看出,反应开始至 2 分钟时,△n(B)=1 mol,B 的平均反应速率为: =0.1
mol/(L·min)。
(3)A.v(A)=2v(B)不能说明正反应和逆反应的关系,故无法判断反应是否达到平衡,故A错误;B.容
器内气体的总质量不变,体积不变,混合气体的密度始终不变,无法判断是否达到平衡状态,故 B错误;
C.在该反应中A和C的计量数相等,当v (A)=v (C)时,正逆反应速率相等,说明反应已达平衡状态了,
逆 正
故C正确;D.容器内各物质的物质的量相等,不能说明各组分的浓度不再变化,无法判断是否达到平衡
状态,故D错误;E.混合气体的质量始终不变,气体的总物质的量不确定,当混合气体的平均相对分子
质量不再改变,可说明此时是平衡状态,故E正确;答案为CE。
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原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(4)平衡时A的转化率为 ×100%=40%。
(5)①要对比实验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸
铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30 mL,那么
其它组硫酸量也都为30 mL,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20 mL,水为0,那么总量为
20 mL,所以V=10 mL,V=30 mL;②因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢
6 1
气,硫酸铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气
生成速率下降。
20
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