高考化学专题题库∶化学反应的速率与限度的推断题综合题及答案解析
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全国高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合高考真题汇总及详细答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某温度下在2L密闭容器中,3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。
(1)该反应的化学方程式是________________________(2)若A、B、C均为气体,10min后反应达到平衡,①此时体系的压强是开始时的________倍。
②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%(计算结果保留1位小数)(3)关于该反应的说法正确的是_________。
a.到达10min时停止反应b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率【答案】2C A+3B 97或1.29或1.3 66.7% b、c【解析】【分析】(1)由图可知,C是反应物,物质的量分别减少2mol,A、B生成物,物质的量增加1mol、3mol,物质的量变化比等于系数比;(2)①体系的压强比等于物质的量比;②转化率=变化量÷初始量×100%;(3)根据化学平衡的定义判断;【详解】(1)由图可知,C是反应物,物质的量减少2mol,A、B生成物,物质的量分别增加1mol 、3mol,物质的量变化比等于系数比,所以该反应的化学方程式为:2C A+3B;(2)①体系的压强比等于物质的量比,反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物质的量是9mol,所以此时体系的压强是开始时的97倍;②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%;(3)a.根据图象,到达10min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等但不为0,反应没有停止,故a错误;b.在到达10min之前,C的物质的量减少,所以 C气体的消耗速率大于它的生成速率,故b 正确;c.在10min时反应达到平衡状态,所以B气体的正反应速率等于逆反应速率,故c正确;选bc。
高考化学化学反应的速率与限度推断题综合题附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=________,已知:K(300℃)>K(350℃),该反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)下图中表示NO2的变化的曲线是___,用O2的浓度变化表示从0~2s内该反应的平均速率v=__________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是(______)。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内物质的密度保持不变(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是(______)。
a.及时分离出NO2气体b.适当升高温度c.增大O2的浓度d.选择高效的催化剂【答案】c2(NO2)/c2(NO)c(O2)放热 b 1.5×10-3mol·L-1·s-1 bc c【解析】【分析】【详解】(1) 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应的平衡常数K=c2(NO2)/[c2(NO)·c(O2)],因为升温平衡向吸热反应方向进行,已知:K(300℃)>K(350℃),温度越高平衡常数越小,升温平衡逆向进行,则该正反应为放热反应。
故答案为c2(NO2)/c2(NO)c(O2);放热;(2)由表中数据可知从3s开始,NO的物质的量为0.007mol,不再变化,3s时反应达平衡,NO2是产物,随反应进行浓度增大。
平衡时NO浓度的变化量△c(NO)=(0.02mol−0.007mol)/2L=0.0065mol/L,所以图中表示NO2变化的曲线是b;2s内用NO表示的平均反应速率v(NO)=△n/V△t=(0.02mol−0.008mol)/(2L 2s)=3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(O2)=1/2v(NO)=1/2×3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1=1.5×10−3mol⋅L−1⋅s−1。
高考化学压轴题专题复习——化学反应的速率与限度的推断题综合及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:分析表中数据回答下列问题:MnO2时间0.1g0.3g0.8gH2O210mL1.5%223s67s56s10mL3.0%308s109s98s10mL4.5%395s149s116s(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是__________________________________。
(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有_____。
(回答任意两个合理的措施)【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。
【解析】【分析】由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。
【详解】(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。
高考化学化学反应的速率与限度推断题综合经典题附详细答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。
一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化):实验序号A溶液B溶液①20 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液②20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液(1)该反应的离子方程式___________________________。
(已知H2C2O4是二元弱酸)(2)该实验探究的是_____________因素对化学反应速率的影响。
相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是_________________<_____________(填实验序号)。
(3)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下),则在2 min末, c(MnO4-)=__________mol/L(假设混合液体积为50mL)(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定_____________来比较化学反应速率。
(一条即可)(5)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①__________________________;②__________________________。
【答案】2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 浓度①② 0.0056 KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间该反应放热产物Mn2+是反应的催化剂【解析】【详解】(1)高锰酸钾溶液具有强氧化性,把草酸氧化成CO2,根据化合价升降法进行配平,其离子反应方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)对比表格数据可知,草酸的浓度不一样,因此是探究浓度对化学反应速率的影响,浓度越大,反应速率越快,则①<②;(3)根据反应方程式并结合CO 2的体积,求出消耗的n(KMnO 4)= 2×10-5mol ,剩余n(KMnO 4)=(30×10-3×0.01-2×10-5)mol=2.8×10-4mol ,c(KMnO 4)=2.8×10-4mol÷50×10-3L=0.0056mol·L -1;(4)除通过测定一定时间内CO 2的体积来比较反应速率,还可以通过测定KMnO 4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率;(5)t 1~t 2时间内速率变快的主要原因可能是:①此反应是放热反应,温度升高,虽然反应物的浓度降低,但温度起决定作用;②可能产生的Mn 2+是反应的催化剂,加快反应速率。
高考化学化学反应的速率与限度推断题综合题及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:CO2(g)+H2(g )CO(g)+H2O(g),其平衡常数K 和温度t的关系:t℃70080085010001200K2.61.71.00.90.6(1)K的表达式为:_________;(2)该反应的正反应为_________反应(“吸热”或“放热”);(3)下列选项中可作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是:_________。
A.容器中压强不再变化B.混合气体中CO浓度不再变化C.混合气体的密度不再变化D.c(CO2)=c(CO)=c(H2)=c(H2O)(4)当温度为850℃,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表:CO H2O CO2H20.5mol8.5mol2.0mol2.0mol此时上述的反应中正、逆反应速率的关系式是_________(填代号)。
A.v(正)>v(逆) B.v(正)<v(逆) C.v(正)=v(逆) D.无法判断(5)在700℃通过压缩体积增大气体压强,则该反应中H2(g)的转化率_________(“增大”、“减小”或“不变”);工业生产中,通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应,却意外发现H2(g)的转化率也显著提高,请你从平衡原理解释其可能原因是__________________________________________。
Ⅱ.设在容积可变的密闭容器中充入10molN2(g)和10molH2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的体积分数为0.25。
(6)求该条件下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数__________。
(设该条件下,每1mol气体所占的体积为V L)上述反应的平衡时,再充入10mol的N2,根据计算,平衡应向什么方向移动?[需按格式写计算过程,否则答案对也不给分]__________。
高考化学化学反应的速率与限度推断题综合题汇编及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:分析表中数据回答下列问题:MnO2时间0.1g0.3g0.8gH2O210mL1.5%223s67s56s10mL3.0%308s109s98s10mL4.5%395s149s116s(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是__________________________________。
(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有_____。
(回答任意两个合理的措施)【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。
【解析】【分析】由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。
【详解】(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。
高考化学专题复习化学反应的速率与限度的推断题综合题附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.(1)已知3H 2(g)+N 2(g)2NH 3(g),某温度下,在容积恒定为2.0L 的密闭容器中充入2.0molN 2和2.0molH 2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:t/s 0 50150 250 350 n(NH 3)/mol 00.24 0.36 0.40 0.400~50s 内的平均反应速率v(N 2)=__。
(2)已知:键能指在标准状况下,将1mol 气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E 表示,单位为kJ/mol 。
N ≡N 的键能为946kJ/mol ,H-H 的键能为436kJ/mol ,N-H 的键能为391kJ/mol ,则生成1molNH 3过程中__(填“吸收”或“放出”)的能量为__。
(3)为加快反应速率,可以采取的措施是__。
a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He 气d.恒压时充入He 气e.及时分离NH 3 (4)CO 2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH 4与CO 2制备“合成气”(CO 、H 2)。
科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:反应①:CH 4(g)C(ads)+2H 2(g)(慢反应)反应②:C(ads)+CO 2(g)2CO(g)(快反应) 上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:CH 4与CO 2制备“合成气”的热化学方程式为___。
能量变化图中:E 5+E 1___E 4+E 2(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】3111.210mol L s ---⨯⋅⋅ 放出 46kJ b()()()()()42231CH g +CO g 2CO g +2H g Δ=+E -E kJ/mol H ƒ <【解析】【分析】【详解】(1)根据化学反应速率之比等于物质对应计量数之比可知,0~50s 内的平均反应速率()()311230.24mol 112L N NH 1.210mol L s 2250sv v ---==⨯=⨯⋅⋅; (2)该反应中反应物总键能为(3×436+946)kJ/mol=2254 kJ/mol ,生成物的总键能为6×391 kJ/mol=2346 kJ/mol ,反应物总键能小于生成物总键能,由此可知,生成2molNH 3时,放出(2346-2254) kJ=92 kJ 能量,则生成1molNH 3过程中放出能量为92kJ =46kJ 2; (3)a .降低温度会使化学反应速率降低,故a 不符合题意;b .增大压强能够增大化学反应速率,故b 符合题意;c .恒容时充入He 气,各组分的浓度未发生改变,化学反应速率不变,故c 不符合题意;d .恒压时充入He 气,容器体积将增大,各组分浓度将减小,化学反应速率将减小,故d 不符合题意;e .及时分离NH 3,将使体系内压强降低,化学反应速率将减小,故e 不符合题意; 故答案为:b ;(4)由图可知,1molCH 4(g)与1molCO 2(g)的总能量为E 1kJ ,2molCO(g)与2molH 2(g)的总能量为E 3kJ ,生成物总能量高于反应物总能量,该反应为吸热反应,则由CH 4与CO 2制备“合成气”的热化学方程式为:()()()()()42231CH g +CO g 2CO g +2H g Δ=+E -E kJ/mol H ƒ;反应①为慢反应,反应②为快反应,由此可知反应①的活化能大于反应②的活化能,即E 4-E 1>E 5-E 2,故E 5+E 1<E 4+E 2。
高考化学压轴题专题复习—化学反应的速率与限度的推断题综合及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH 2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
(1)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___(填选项);A.2v生(NH3)=v耗(CO2)B.密闭容器中氨气的物质的量不变C.容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变D.密闭容器中总压强保持不变E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂(2)能使该反应的反应速率增大的是___(填选项);A.及时分离出CO2气体B.适当升高温度C.加入少量NH2COONH4(s)D.选择高效催化剂(3)如图所示,上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。
【答案】AC BD 大于【解析】【分析】(1)根据化学平衡状态的特征解答;(2)增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答;(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应是吸热反应,结合化学键分析解答。
【详解】(1)A.平衡时应有v生(NH3)=2v耗(CO2),所以2v生(NH3)=v耗(CO2)时,反应没有达到平衡状态,故A错误;B.密闭容器中氨气的物质的量不变,说明正、逆反应速率相等,可以判定反应达到平衡状态,故B正确;C.只要反应发生,容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2:1,始终保持不变,不能判定反应是否达平衡状态,故C错误;D.密闭容器中总压强保持不变,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,故D正确;E.形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂,正、逆反应速率相等,达平衡状态,故E正确;故答案为AC;(2)A.及时分离出CO2气体,生成物浓度减小,反应速率减小,故A错误;B.适当升高温度,反应速率加快,故B正确;C.加入少量NH2COONH4(s),固体物质量变但浓度不变,故C错误;D.选择高效催化剂,反应速率加快,故D正确;故答案为:BD;(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应是吸热反应,即反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。
高考化学压轴题专题复习——化学反应的速率与限度的推断题综合附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:分析表中数据回答下列问题:MnO2时间0.1g0.3g0.8gH2O210mL1.5%223s67s56s10mL3.0%308s109s98s10mL4.5%395s149s116s(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是__________________________________。
(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有_____。
(回答任意两个合理的措施)【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。
【解析】【分析】由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。
【详解】(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。
高考化学专题复习化学反应的速率与限度的推断题综合题附详细答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH 2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
(1)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___(填选项);A.2v生(NH3)=v耗(CO2)B.密闭容器中氨气的物质的量不变C.容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变D.密闭容器中总压强保持不变E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂(2)能使该反应的反应速率增大的是___(填选项);A.及时分离出CO2气体B.适当升高温度C.加入少量NH2COONH4(s)D.选择高效催化剂(3)如图所示,上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。
【答案】AC BD 大于【解析】【分析】(1)根据化学平衡状态的特征解答;(2)增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答;(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应是吸热反应,结合化学键分析解答。
【详解】(1)A.平衡时应有v生(NH3)=2v耗(CO2),所以2v生(NH3)=v耗(CO2)时,反应没有达到平衡状态,故A错误;B.密闭容器中氨气的物质的量不变,说明正、逆反应速率相等,可以判定反应达到平衡状态,故B正确;C.只要反应发生,容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2:1,始终保持不变,不能判定反应是否达平衡状态,故C错误;D.密闭容器中总压强保持不变,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,故D正确;E.形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂,正、逆反应速率相等,达平衡状态,故E正确;故答案为AC;(2)A.及时分离出CO2气体,生成物浓度减小,反应速率减小,故A错误;B.适当升高温度,反应速率加快,故B正确;C.加入少量NH2COONH4(s),固体物质量变但浓度不变,故C错误;D.选择高效催化剂,反应速率加快,故D正确;故答案为:BD;(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应是吸热反应,即反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。
高考化学专题复习化学反应的速率与限度的推断题综合题含答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示:(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为__________。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:t/s050150250350n(NH3)00.240.360.400.400~50s内的平均反应速率v(N2)=_________。
(3)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。
N N≡的键能为946kJ/mol,H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1mol NH3过程中___(填“吸收”或“放出”)的能量为____,反应达到(2)中的平衡状态时,对应的能量变化的数值为____kJ。
(4)为加快反应速率,可以采取的措施是_______a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He气d.恒压时充入He气e.及时分离NH3【答案】3X+Y⇌2Z 1.2×10−3mol/(L·s) 放出 46kJ 18.4 b【解析】【分析】(1)根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物,根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式;(2)根据=ct∆∆计算;(3)形成化学键放出能量,断裂化合价吸收能量;(4)根据影响反应速率的因素分析;【详解】(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z;(2)0~50s内,NH3物质的量变化为0.24mol,根据方程式可知,N2物质的量变化为0.12mol,(Z)=ct∆∆=0.12mol=2L50s⨯1.2×10−3mol/(L·s);(3)断裂1mol N N≡吸收946kJ的能量,断裂1mol H-H键吸能量436kJ,形成1mo N-H 键放出能量391kJ,根据方程式3H2+N2⇌2NH3,生成2mol氨气,断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 kJ,成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ,则生成1mol NH3过程中放出的能量为2346 kJ-2254 kJ2=46kJ;反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气,所以放出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ;(4) a.降低温度,反应速率减慢,故不选a;b.增大压强,体积减小浓度增大,反应速率加快,故选b;c.恒容时充入He气,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选c;d.恒压时充入He气,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故不选d;e.及时分离NH3,浓度减小,反应速率减慢,故不选e。
高考化学专题复习化学反应的速率与限度的推断题综合题及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某温度下在2L密闭容器中,3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。
(1)该反应的化学方程式是________________________(2)若A、B、C均为气体,10min后反应达到平衡,①此时体系的压强是开始时的________倍。
②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%(计算结果保留1位小数)(3)关于该反应的说法正确的是_________。
a.到达10min时停止反应b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率【答案】2C A+3B 97或1.29或1.3 66.7% b、c【解析】【分析】(1)由图可知,C是反应物,物质的量分别减少2mol,A、B生成物,物质的量增加1mol、3mol,物质的量变化比等于系数比;(2)①体系的压强比等于物质的量比;②转化率=变化量÷初始量×100%;(3)根据化学平衡的定义判断;【详解】(1)由图可知,C是反应物,物质的量减少2mol,A、B生成物,物质的量分别增加1mol 、3mol,物质的量变化比等于系数比,所以该反应的化学方程式为:2C A+3B;(2)①体系的压强比等于物质的量比,反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物质的量是9mol,所以此时体系的压强是开始时的97倍;②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%;(3)a.根据图象,到达10min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等但不为0,反应没有停止,故a错误;b.在到达10min之前,C的物质的量减少,所以 C气体的消耗速率大于它的生成速率,故b 正确;c.在10min时反应达到平衡状态,所以B气体的正反应速率等于逆反应速率,故c正确;选bc。
备战高考化学专题题库∶化学反应的速率与限度的推断题综合题附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:(1)写出该反应的化学方程式_________________________。
(2)计算反应开始到10s,用X表示的反应速率是___________。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。
a.当X与Y的反应速率之比为1:1b.混合气体中X的浓度保持不变c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2(4)为使该反应的反应速率增大,可采取的措施是_______。
a.适当降低温度b.扩大容器的体积c.充入一定量Z【答案】X+Y垐?噲?2Z 0.0395mol·L-1·s-1 b c【解析】【分析】由图表可知,随反应进行X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,所以X、Y是反应物,Z是生产物,l0s后X、Y、Z的物质的量为定值,不为0,即10s达到平衡状态,反应是可逆反应,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=(1.20-0.41)mol:(1.00-0.21)mol:1.58mol=1:1:2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,故反应化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),然后结合v=ctVV及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学计量数之比来解答。
【详解】(1)由上述分析可知,该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g);(2)反应开始到10s,用X表示的反应速率是1.20mol0.41mol210Ls=0.0395mol•(L•s)-1;(3)a.随着反应的进行,X与Y的反应速率之比始终为1:1,则不能判断是平衡状态,故a 错误;b.混合气体中X的浓度保持不变,符合平衡特征“定”,为平衡状态,故b正确;c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2,与起始量、转化率有关,不能判断是平衡状态,故c错误;故答案为b;(4)a.适当降低温度,反应速率减小,故a错误;b.扩大容器的体积,浓度减小,反应速率减小,故b错误;c.充入一定量Z,浓度增大,反应速率加快,故c选;故答案为c。
高考化学化学反应的速率与限度推断题综合题含答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示:(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为__________。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:t/s050150250350n(NH3)00.240.360.400.400~50s内的平均反应速率v(N2)=_________。
(3)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。
N N≡的键能为946kJ/mol,H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1mol NH3过程中___(填“吸收”或“放出”)的能量为____,反应达到(2)中的平衡状态时,对应的能量变化的数值为____kJ。
(4)为加快反应速率,可以采取的措施是_______a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He气d.恒压时充入He气e.及时分离NH3【答案】3X+Y⇌2Z 1.2×10−3mol/(L·s) 放出 46kJ 18.4 b【解析】【分析】(1)根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物,根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式;(2)根据=ct∆∆计算;(3)形成化学键放出能量,断裂化合价吸收能量;(4)根据影响反应速率的因素分析;【详解】(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z;(2)0~50s内,NH3物质的量变化为0.24mol,根据方程式可知,N2物质的量变化为0.12mol,(Z)=ct∆∆=0.12mol=2L50s⨯1.2×10−3mol/(L·s);(3)断裂1mol N N≡吸收946kJ的能量,断裂1mol H-H键吸能量436kJ,形成1mo N-H 键放出能量391kJ,根据方程式3H2+N2⇌2NH3,生成2mol氨气,断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 kJ,成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ,则生成1mol NH3过程中放出的能量为2346 kJ-2254 kJ2=46kJ;反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气,所以放出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ;(4) a.降低温度,反应速率减慢,故不选a;b.增大压强,体积减小浓度增大,反应速率加快,故选b;c.恒容时充入He气,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选c;d.恒压时充入He气,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故不选d;e.及时分离NH3,浓度减小,反应速率减慢,故不选e。
高考化学化学反应的速率与限度推断题综合经典题附答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.反应A(g)B(g)+C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050mol/L。
温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。
回答下列问题:(1)上述反应是______________(填”吸热反应”或”放热反应”),温度T1_____T2,(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)平衡常数K(T1)_______K(T2)。
(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:①平衡时体系总的物质的量为___________。
②反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=____________。
(3)在温度T1时,若增大体系压强,A的转化率_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数________。
【答案】吸热反应小于小于 0.085mol 0.007mol/(L∙min)减小不变【解析】【分析】由图象中的信息可知, T2到达平衡所用的时间较少,故T1<T2;温度升高后,反应物A的浓度减小,说明平衡向正反应方向移动,故该反应为吸热反应。
【详解】(1)由上述分析可知,该反应是吸热反应,温度T1小于T2,温度升高,该化学平衡向正反应方向移动,故平衡常数K(T1) 小于K(T2)。
(2)A的初始浓度为0.050mol/L,则A的起始量为0.05mol。
若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则A的变化量为0.035mol,B和C的变化量同为0.035mol。
①平衡时体系总的物质的量为0.05mol -0.035mol+0.035mol⨯2=0.085mol。
②容积为1.0L,则反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=0.035mol/L5ct min==0.007mol/(L∙min)。
(3)A(g)B(g)+C(g),该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。
全国高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合高考真题分类汇总附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL 稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折算为标准状况下的体积),实验记录如下(累计值):(1)反应速率最大的时间段是__(填“0~1min”“1~2min”“2~3min”或“4~5min”),原因是__。
(2)反应速率最小的时间段是__(填“0~1min”“1~2min”“2~3min”或“4~5min”),原因是__。
(3)2~3min 时间段内,以盐酸的浓度变化表示该反应的速率为__。
(4)如果反应太剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,该同学在盐酸中分别加入等体积的下列液体,你认为可行的是__(填序号)。
A .蒸馏水 B .NaCl 溶液 C .Na 2CO 3溶液 D .CuSO 4溶液【答案】2~3min 该反应是放热反应,2~3min 时间段内温度较高 4~5min 4~5min 时间段内H +浓度较低 0.1mol ·L -1·min -1 AB 【解析】 【分析】根据表格数据可得:“0~1min”产生氢气的量为50mL ,“1~2min”产生氢气的量为120mL-50mL=70mL ,“2~3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL ,“4~5min”产生的氢气的量为310mL-290mL=20mL ,再根据公式m V c n=v=V t∆∆,速率分析解答问题。
【详解】(1)反应速率最大,则单位时间内产生的氢气最多,“2~3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL ,又因该反应是放热反应,此时间段内温度较高,故答案为:2~3min ;该反应是放热反应,2~3min 时间段内温度较高;(2)速率最小,即单位内产生的氢气最少,4~5min 共产生20mL 氢气,主要原因是随着反应的进行,此时间段内H +浓度较低,故答案为:4~5min ;4~5min 时间段内H +浓度较低; (3) 根据公式mVn=V ,“2~3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL ,则()()22-1m V H 0.112Ln H ===0.005mol V 22.4L mol g ,根据方程式:Zn+2HCl===ZnCl 2+H 2↑可知,消耗HCl 的物质的量n(HCl)=2n(H 2)=0.01mol ,然后再根据cv=t∆∆可求得盐酸的反应速率-1-10.01mol 0.1Lv(HCl)==0.1mol L min 1min÷g g ,故答案为0.1 mol·L -1·min -1;(4)加入蒸馏水和NaCl 溶液相当于降低盐酸浓度,反应速率减小,加入Na 2CO 3溶液,会消耗盐酸,则会减少生成氢气的量,CuSO 4溶液会消耗锌,会减少生成氢气的量,且反应放热会增大反应速率,故答案选AB 。
高考化学复习化学反应的速率与限度专项推断题综合练含答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示:(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为__________。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:t/s050150250350n(NH3)00.240.360.400.400~50s内的平均反应速率v(N2)=_________。
(3)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。
N N≡的键能为946kJ/mol,H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1mol NH3过程中___(填“吸收”或“放出”)的能量为____,反应达到(2)中的平衡状态时,对应的能量变化的数值为____kJ。
(4)为加快反应速率,可以采取的措施是_______a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He气d.恒压时充入He气e.及时分离NH3【答案】3X+Y⇌2Z 1.2×10−3mol/(L·s) 放出 46kJ 18.4 b【解析】【分析】(1)根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物,根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式;(2)根据=ct∆∆计算;(3)形成化学键放出能量,断裂化合价吸收能量;(4)根据影响反应速率的因素分析;【详解】(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z;(2)0~50s内,NH3物质的量变化为0.24mol,根据方程式可知,N2物质的量变化为0.12mol,(Z)=ct∆∆=0.12mol=2L50s⨯1.2×10−3mol/(L·s);(3)断裂1mol N N≡吸收946kJ的能量,断裂1mol H-H键吸能量436kJ,形成1mo N-H 键放出能量391kJ,根据方程式3H2+N2⇌2NH3,生成2mol氨气,断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 kJ,成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ,则生成1mol NH3过程中放出的能量为2346 kJ-2254 kJ2=46kJ;反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气,所以放出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ;(4) a.降低温度,反应速率减慢,故不选a;b.增大压强,体积减小浓度增大,反应速率加快,故选b;c.恒容时充入He气,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选c;d.恒压时充入He气,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故不选d;e.及时分离NH3,浓度减小,反应速率减慢,故不选e。
高考化学专题复习化学反应的速率与限度的推断题综合题附答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:(1)写出该反应的化学方程式_________________________。
(2)计算反应开始到10s,用X表示的反应速率是___________。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。
a.当X与Y的反应速率之比为1:1b.混合气体中X的浓度保持不变c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2(4)为使该反应的反应速率增大,可采取的措施是_______。
a.适当降低温度b.扩大容器的体积c.充入一定量Z【答案】X+Y垐?噲?2Z 0.0395mol·L-1·s-1 b c【解析】【分析】由图表可知,随反应进行X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,所以X、Y是反应物,Z是生产物,l0s后X、Y、Z的物质的量为定值,不为0,即10s达到平衡状态,反应是可逆反应,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=(1.20-0.41)mol:(1.00-0.21)mol:1.58mol=1:1:2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,故反应化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),然后结合v=ctVV及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学计量数之比来解答。
【详解】(1)由上述分析可知,该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g);(2)反应开始到10s,用X表示的反应速率是1.20mol0.41mol210Ls=0.0395mol•(L•s)-1;(3)a.随着反应的进行,X与Y的反应速率之比始终为1:1,则不能判断是平衡状态,故a 错误;b.混合气体中X的浓度保持不变,符合平衡特征“定”,为平衡状态,故b正确;c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2,与起始量、转化率有关,不能判断是平衡状态,故c错误;故答案为b;(4)a.适当降低温度,反应速率减小,故a错误;b.扩大容器的体积,浓度减小,反应速率减小,故b错误;c.充入一定量Z,浓度增大,反应速率加快,故c选;故答案为c。
高考化学化学反应的速率与限度推断题综合经典题含答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某温度下在2L密闭容器中,3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。
(1)该反应的化学方程式是________________________(2)若A、B、C均为气体,10min后反应达到平衡,①此时体系的压强是开始时的________倍。
②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%(计算结果保留1位小数)(3)关于该反应的说法正确的是_________。
a.到达10min时停止反应b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率【答案】2C A+3B 97或1.29或1.3 66.7% b、c【解析】【分析】(1)由图可知,C是反应物,物质的量分别减少2mol,A、B生成物,物质的量增加1mol、3mol,物质的量变化比等于系数比;(2)①体系的压强比等于物质的量比;②转化率=变化量÷初始量×100%;(3)根据化学平衡的定义判断;【详解】(1)由图可知,C是反应物,物质的量减少2mol,A、B生成物,物质的量分别增加1mol 、3mol,物质的量变化比等于系数比,所以该反应的化学方程式为:2C A+3B;(2)①体系的压强比等于物质的量比,反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物质的量是9mol,所以此时体系的压强是开始时的97倍;②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%;(3)a.根据图象,到达10min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等但不为0,反应没有停止,故a错误;b.在到达10min之前,C的物质的量减少,所以 C气体的消耗速率大于它的生成速率,故b 正确;c.在10min时反应达到平衡状态,所以B气体的正反应速率等于逆反应速率,故c正确;选bc。
高考化学化学反应的速率与限度推断题综合经典题及答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.化学反应速率与限度与生产、生活密切相关(1)A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):时间(min)12345氢气体积(mL)(标准状况)100240688810860①反应速率最大的时间段是____________(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)min,原因是____________。
②在2~3min时间段以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为____________。
(设溶液体积不变)(2)B学生也做同样的实验,但由于反应太快,测不准氢气体积,故想办法降低反应速率,请你帮他选择在盐酸中加入下列____________以减慢反应速率。
(填写代号)A.冰块B.HNO3溶液C.CuSO4溶液(3)C同学为了探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,设计了如图所示的实验。
可通过观察___________________________现象,定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是__________________________,【答案】2~3 因该反应放热,随着反应,溶液温度升高,故反应速率加快 0.2mol·L-1·min-1 A 反应产生气泡的快慢控制阴离子相同,排除阴离子的干扰【解析】【分析】(1)单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快;锌与盐酸反应放热;②2~3min生成氢气的体积是448mL(标准状况),物质的量是0.448L0.02mol 22.4L/mol,消耗盐酸的物质的量0.4mol;(2)根据影响反应速率的因素分析;(3)双氧水分解有气泡产生;根据控制变量法,探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解,控制阴离子相同;【详解】(1)根据表格数据,2 min~3min收集的氢气最多,反应速率最大的时间段是2~3min;锌与盐酸反应放热,随着反应,溶液温度升高,故反应速率加快;②2~3min生成氢气的体积是448mL(标准状况),物质的量是0.448L0.02mol 22.4L/mol=,消耗盐酸的物质的量0.04mol,0.04mol0.2L1minv÷==0.2mol·L-1·min-1;(2)A.加入冰块,温度降低,反应速率减慢,故选A;B.加入HNO3溶液,硝酸与锌反应不能生成氢气,故不选B;C.加入CuSO4溶液,锌置换出铜,构成原电池,反应速率加快,故不选C;(3)双氧水分解有气泡产生,可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较催化效果;根据控制变量法,探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解,控制阴离子相同,排除阴离子的干扰,所以FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理。
高考化学专题题库∶化学反应的速率与限度的推断题综合题及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH 2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
(1)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___(填选项);A.2v生(NH3)=v耗(CO2)B.密闭容器中氨气的物质的量不变C.容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变D.密闭容器中总压强保持不变E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂(2)能使该反应的反应速率增大的是___(填选项);A.及时分离出CO2气体B.适当升高温度C.加入少量NH2COONH4(s)D.选择高效催化剂(3)如图所示,上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。
【答案】AC BD 大于【解析】【分析】(1)根据化学平衡状态的特征解答;(2)增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答;(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应是吸热反应,结合化学键分析解答。
【详解】(1)A.平衡时应有v生(NH3)=2v耗(CO2),所以2v生(NH3)=v耗(CO2)时,反应没有达到平衡状态,故A错误;B.密闭容器中氨气的物质的量不变,说明正、逆反应速率相等,可以判定反应达到平衡状态,故B正确;C.只要反应发生,容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2:1,始终保持不变,不能判定反应是否达平衡状态,故C错误;D.密闭容器中总压强保持不变,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,故D正确;E.形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂,正、逆反应速率相等,达平衡状态,故E正确;故答案为AC;(2)A.及时分离出CO2气体,生成物浓度减小,反应速率减小,故A错误;B.适当升高温度,反应速率加快,故B正确;C.加入少量NH2COONH4(s),固体物质量变但浓度不变,故C错误;D.选择高效催化剂,反应速率加快,故D正确;故答案为:BD;(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应是吸热反应,即反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。
【点睛】考查化学平衡状态的判断。
注意反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,必须是同一物质的正逆反应速率相等;反应达到平衡状态时,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,此类试题中容易发生错误的情况往往有:平衡时浓度不变,不是表示浓度之间有特定的大小关系;正逆反应速率相等,不表示是数值大小相等;对于密度、相对分子质量等是否不变,要具体情况具体分析等。
2.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示:(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为__________。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:t/s050150250350n(NH3)00.240.360.400.400~50s内的平均反应速率v(N2)=_________。
(3)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的的键能为946kJ/mol,H-H的键能为能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。
N N436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1mol NH3过程中___(填“吸收”或“放出”)的能量为____,反应达到(2)中的平衡状态时,对应的能量变化的数值为____kJ。
(4)为加快反应速率,可以采取的措施是_______a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He气d.恒压时充入He气e.及时分离NH3【答案】3X+Y⇌2Z 1.2×10−3mol/(L·s) 放出 46kJ 18.4 b【解析】【分析】(1)根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物,根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式;(2)根据=ct∆∆计算;(3)形成化学键放出能量,断裂化合价吸收能量;(4)根据影响反应速率的因素分析;【详解】(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z;(2)0~50s内,NH3物质的量变化为0.24mol,根据方程式可知,N2物质的量变化为0.12mol,(Z)=ct∆∆=0.12mol=2L50s⨯1.2×10−3mol/(L·s);(3)断裂1mol N N≡吸收946kJ的能量,断裂1mol H-H键吸能量436kJ,形成1mo N-H 键放出能量391kJ,根据方程式3H2+N2⇌2NH3,生成2mol氨气,断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 kJ,成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ,则生成1mol NH3过程中放出的能量为2346 kJ-2254 kJ2=46kJ;反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气,所以放出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ;(4) a.降低温度,反应速率减慢,故不选a;b.增大压强,体积减小浓度增大,反应速率加快,故选b;c.恒容时充入He气,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选c;d.恒压时充入He气,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故不选d;e.及时分离NH3,浓度减小,反应速率减慢,故不选e。
【点睛】本题考查化学平衡图象分析,根据键能计算反应热,影响化学反应速率的因素,注意压强对反应速率的影响是通过改变浓度实现的,若改变了压强而浓度不变,则反应速率不变。
3.铁在自然界分布广泛,在工业、农业和国防科技中有重要应用。
回答下列问题:(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图(a)所示。
原料中除铁矿石和焦炭外含有____________。
除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO2)的化学反应方程式为______________、______________;高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和______________(填化学式)。
(2)已知:①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1②CO(g)+12O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1③C(s)+12O2(g)=CO(g) ΔH=-110kJ·mol-1则反应Fe2O3(s)+3C(s)+32O2(g)=2Fe(s)+3CO2(g) 的ΔH=________kJ·mol-1。
理论上反应________放出的热量足以供给反应__________所需的热量(填上述方程式序号)(3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺,其流程如图(b)所示,其中,还原竖炉相当于高炉的_____部分,主要反应的化学方程式为_________________________;熔融造气炉相当于高炉的____部分。
(4)铁矿石中常含有硫,使高炉气中混有SO2污染空气,脱SO2的方法是________________。
【答案】石灰石 CaCO3高温CaO+CO2↑ CaO+SiO2高温CaSiO3 CO -355 ②③①炉身 Fe2O3+3CO 高温2Fe+3CO2炉腹用碱液吸收(氢氧化钠溶液或氨水等)【解析】【分析】【详解】(1)铁矿石中含有氧化铁和脉石,为除去脉石,可以加入石灰石,石灰石分解为氧化钙,氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙,方程式为CaCO3高温CaO+CO2↑、CaO+SiO2高温CaSiO3;加入焦炭,先生成CO,最后生成CO2所以高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和CO;(2)已知:①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1②CO(g)+12O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1利用盖斯定律将①+②×3得到Fe2O3(s)+3C(s)+32O2(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=-355kJ·mol-1,因①为吸热反应,②③为放热反应,则②③反应放出的热量可使①反应;(3)高炉炼铁时,炉身部分发生Fe2O3+3CO 高温2Fe+3CO2,还原竖炉发生此反应,熔融造气炉和高炉的炉腹都发生2C+O2高温2CO以及CaCO3高温CaO+CO2↑,CaO+SiO2高温CaSiO3反应;(4)高炉气中混有SO2,SO2为酸性气体,可与碱反应。
4.氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
回答下列问题。
Ⅰ.已知H—H键的键能为a kJ·mol-1,N—H键的键能为bkJ·mol-1,N N键的键能是ckJ·mol-1,则反应NH 3(g)12N2(g)+32H2(g)的ΔH=____kJ·mol-1,若在某温度下其平衡常数为K,则N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K1=____(用K表示)。
Ⅱ.一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3)是常用的饮用水二级消毒剂。
(1)用Cl 2和NH3反应制备三氯胺的方程式为3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g),向容积均为1L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2molCl2和2molNH3,测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示:t/min04080120160甲(400℃)n(Cl2)/mol 2.00 1.50 1.100.800.80乙(T℃)n(Cl2)/mol 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00①T℃___400℃(填“>”或“<”),该反应的ΔH___0(填“>”或“<”)。
②该反应自发进行的条件是____(填高温、低温、任何温度)。
③对该反应,下列说法正确的是___(填选项字母)。
A.若容器内气体密度不变,则表明反应达到平衡状态B.若容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1,则表明反应达到平衡状态C .反应达平衡后,其他条件不变,加入一定量的NCl 3,平衡将向逆反应方向移动 D.反应达到平衡后,其他条件不变,在原容器中按23n(Cl )n(NH )=1继续充入一定量反应物,达新平衡后Cl 2的转化率增大 (2)工业上可利用反应2Cl 2(g)+NH 3(g)NHCl 2 (l)+2HCl(g)制备二氯胺。