化学卷·2019届北京市西城区第161中学高二上学期期中适应性训练试题(解析版)
北京市第161中学2017-2018学年高二上学期期中适应性训练化学试题
1. 哈伯因发明用氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下使该反应发生N2+3H22NH3。下列说法正确的是( )
A. 一定条件下达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1:3:2
B. 达到化学平衡时,N2完全转化为NH3
C. 达到化学平衡时,正反应和逆反应速率相等,且都为零
D. 单位时间内消耗a mol N2同时消耗2a mol NH3,说明该反应已达到平衡状态
【答案】D
【解析】A、当体系达平衡状态时,N2、H2和NH3的物质的量浓度之比可能为1:3:2,也可能不是1:3:2,与各物质的初始浓度及转化率有关化学平衡是动态平衡,A错误;B、可逆反应不可能完全转化,B错误;C、当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为0,C错误;D、单位时间内消耗a mol N2等效于生成2amol NH3同时消耗2amol NH3,说明达到平衡状态,D正确;答案选D。
点睛:本题考查了化学平衡状态的判断,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。
2. 下列各组反应中,属于可逆反应的一组是( )
A. 2H2O2H2↑+O2↑,2H2+O22H2O
B. NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
C. H2+I22HI,2HIH2↑+I2↑
D. 2Ag+Br22AgBr,2AgBr2Ag+Br2
【答案】C
【解析】可逆反应是指同一条件下,既能向生成物方向进行,同时又能向反应物方向进行的反应。A、2H2O2H2↑+O2↑,2H2+O22H2O,条件不同,则不是可逆反应,故A错误;B、NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑,条件不同,不是可逆反应,故B错误;C、H2+I22HI,2HIH2↑+I2↑,条件相同,既能向生成物方向进行,同时又能向反应物方向进行的反应,故是可逆反应,故C正确;D、2Ag+Br22AgBr,2AgBr2Ag+Br2,条件不同,故不是可逆反应,故D错误。故选C。
点睛:注意把握可逆反应的两个要点:“条件相同”、“同时进行”。
3. 将少量的A、B两份锌粉装入试管中,分别加入足量的等浓度、等体积的稀硫酸中,同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。如下图表示产生氢气的体积V与时间t的关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】向装a的试管中加入少量CuSO4溶液,则锌和硫酸铜发生置换反应,生成铜,则可以构成原电池,锌是负极,加快反应速率。但由于消耗了部分锌,则生成的氢气减少,答案选D。
点睛:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题设计新颖,综合性强,侧重对学生解题能力和技巧的培养和训练,有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力,提高学生的应试能力和学习效率。该题的关键是明确原电池原理,并能结合题意灵活运用即可。
4. 用下列装置进行实验,能达到相应实验目的的是( )
A. 图1可用于吸收多余的NO
B. 图2可用于检验SO2的漂白性
C. 图3可用于比较Fe与Cu的金属活动性强弱
D. 图4可用于测定CO2的生成速率
【答案】C
【解析】A、NO不溶于水,不能用水吸收,故A错误;B、二氧化硫与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,二氧化硫表现出还原性,不表现漂白性,故B错误;C、铁表面析出红色的铜,可说明铁比铜活泼,故C正确;D、气体从长颈漏斗溢出,不能达到实验目的,应该改成分液漏斗,故D错误。故选C。
点睛:氮氧化物一般用NaOH吸收,①NO2的处理:将NO2通入NaOH溶液中,发生反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。②NO的处理:①将NO通入NaOH溶液中的同时通入空气,发生反应4NO+3O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O,或将NO与NO2的混合气体同时通入NaOH溶液中,发生反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,当NO的体积小于或等于NO2,则可保证NO被完全吸收。
5. 人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2O2+HbCO,37℃时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2
浓度的0.02倍,会使人智力受损。下列结论错误的是( )
A. CO与HbO2反应的平衡常数K=
B. 当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
C. 人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
D. 把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动
【答案】B
【解析】A、平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积,则CO+HbO2O2+HbCO的平衡常数K=,故A正确;B、当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,根据平衡常数K=可知,,,智力早就受到伤害了,故B错误;C、人体吸入的CO越多,CO的浓度增大,平衡正向移动,与血红蛋白结合的氧气越少,故C正确;D、CO中毒的病人放在高压氧仓中,氧气的浓度增大,平衡向左移动,故D正确。故选B。
6. N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0,T1温度下的部分实验数据为:
t/s
0
500
1000
1500
c(N2O5)/(mol·L-1)
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法不正确的是( )
A. 500 s内N2O5分解速率为2.96×10-3 mol·L-1·s-1
B. 其他条件不变,T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L-1,则T1
K3,则T1>T3
【答案】B
【解析】A、依据图标数据分析计算500s内△c(N2O5)=(5.00-3.52)mol/L=1.48mol/L,v(N2O5)==2.96×10-3 mol/(L•s),故A正确;B、假设T1V(逆)
C. 25℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5(mol·L-1)3
D. 80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度2 mol/L
【答案】B
【解析】A.由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,A正确;B.浓度商Qc=0.5/0.54=8,大于80℃平衡常数2,故反应进行方向逆反应进行,故v(正)<v(逆),B错误;C. 25℃时反应Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)的平衡常数为5×104,相同温度下,对于同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数,故25°C时反应Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为1/5×104=2×10-5,C正确;D. 80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,c(CO)=0.3mol/0.3L=1mol/L,故c[Ni(CO)4]=K•c4(CO)=2×14mol/L=2mol/L,D正确;答案选B。
10. T℃时,对于可逆反应:A(g)+B(g)2C(g)+D(g) ΔH>0,下列各图中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A、该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,C的质量分数减小,故A正确;B、正反应为吸热反应,压强一定时,温度升高平衡正向移动,A的转化率增大,温度一定时,增大压强平衡向气体减少的方向移动,即逆向移动,A的转化率减小,1MPa的曲线应在下方,故B错误;C、增大压强,平衡逆向移动,C的质量分数减小,升高温度,平衡正向移动,C的质量分数增大,故C正确;D、增大压强,正逆反应速率都增大,且V正>V逆,故D错误。故选C。
点睛:含量(浓度、转化率)-时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、或压强较大。速率平衡图像中,当图像中出现了三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还可以作辅助线。
11. 可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在4种不同情况下反应速率分别如下,其中反应速率v最大的是( )
A. v(A)=9.0 mol/(L·min) B. v(B)=0.6 mol/(L·s)
C. v(C)=0.3 mol/(L·s) D. v(D)=0.1 mol/(L·s)
【答案】B
【解析】根据 ;A、v(A)=9.0mol/(L•min)=0.15 mol/(L•s) B. v(B)÷3=0.2 mol/(L•s) C. v(C)÷2=0.15 mol/(L•s) D. v(D)÷2=0.05 mol/(L•s),故B正确。
12. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 紫色石蕊试液遇酸变为红色
B. 使用铁触媒,可加快合成氨反应速率
C. 合成氨工业采用500℃的高温进行生产
D. 一定条件下2HI(g)H2(g)+I2(g)达平衡后,压缩体系的容器,颜色迅速变深
【答案】A
【解析】A、石蕊是有机弱酸,存在电离平衡,加入酸,增加c(H+),平衡向逆反应方向移动,符合勒夏特列原理,故A正确;B、铁触媒是催化剂,催化剂对化学平衡移动无影响,因此不符合勒夏特列原理,故B错误;C、合成氨是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,NH3的产量降低,不符合勒夏特列原理,500℃是催化剂的催化效率最高的温度,故C错误;D、反应前后气体系数之和相等,改变压强,平衡不移动,之所以增大压强,颜色加深,是因为容器的体积减小,组分的浓度增大,不符合勒夏特列原理,故D错误。
点睛:勒夏特列原理是对可逆反应,建立平衡后,改变某一因素平衡向削弱这一因素的方向进行,因此判断过程中依据定义完成。
13. 在容积一定的密闭器中发生可逆反应:A(g)+2B(g)2C(g) ΔH=+Q(Q
>0),条件变化时,影响平衡移动的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A. p1p2,纵坐标指C的质量分数
C. p1>p2,纵坐标指混合气体的平衡摩尔质量
D. p1>p2,纵坐标指A的转化率
【答案】A
【解析】由A(g)+2B(g)⇌2C(g) △H>0可知,该反应为气体体积减小且放热的可逆反应;A、p1<p2,当温度一定时,压强增大平衡正向移动,A的质量分数减小,当压强一定时,升高温度,平衡正向移动,A的质量分数减小,与图象不符合,故A错误;B、p1>p2,当温度一定时,压强增大平衡正向移动,C的质量分数增大,p1对应的纵坐标大,则与图象符合,压强一定时,升高温度,平衡正向移动,C的质量分数增大,与图象符合,故B正确;C、反应前后气体的总质量不变,p1>p2,压强增大平衡正向移动,总物质的量减小,则混合气体的平均摩尔质量增大,即压强越大,M越大,与图象不符,故C正确;D、p1> p2,压强减小平衡逆向移动,A的转化率减小,与图像相符,故D正确。故选A。
14. 向甲、乙两个容积约为1 L的恒容容器中,分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同温度下发生反应:A(g)+B(g)xC(g) ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. x不可能等于1
B. 甲、乙两容器中反应达平衡时,平衡常数K甲0,且K1>K2
B. 将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有升温或加压
C. 300℃时,向平衡后的容器中再充0.8 mol CO,0.6 mol H2,0.2 mol CH3 OH,平衡正向移动
D. 500℃时,向平衡后的容器中再充入1 mol CH3OH,重新平衡后,H2浓度和百分含量均增大
【答案】C
【解析】A、由图1可知,升高温度,甲醇减少,平衡逆向移动,正向放热,△H1<0,且K1>K2,故A错误;B、正反应放热,反应后体积减小,从c到d,甲醇减少,平衡逆向移动,故可采取的措施有升温或减压,故B错误;C、先算平衡常数,平衡时甲醇的物质的量为0.8mol代入平衡常数计算式,300℃时,向平衡后的容器中再充入0.8molCO, 0.6molH2
,0.2molCH3OH,浓度商Qc=,平衡正向移动,故C正确;D、500℃时,向平衡后的容器中再充入1molCH3OH,相当于增大压强,平衡正向移动,重新平衡后,H2浓度增大,但百分含量均减小,故D错误;故选C。
点睛:通过物质的量随时间变化曲线,考查温度压强等因素对化学平衡的影响,难度中等,C计算平衡常数和浓度商比较判断反应进行的方向,是本题的难点。
16. 在反应容器中充入1 mol A气体和n mol B气体,在一定条件下发生反应:A(g)+nB(g)mC(g),达平衡时,测得A的转化率为50%,在相同温度和相同压强下,平衡时混合气体的体积是反应前的,则n和m的数值可能是( )
A. n=1 m=1 B. n=2 m=2 C. n=3 m=3 D. n=2 m=3
【答案】A
【解析】在反应容器中充入1molA气体和n molB气体,达平衡时,测得A的转化率为50%,
则反应的A的物质的量为0.5mol,
根据化学平衡三段法可知,
A(气)+nB(气)⇌ mC(气),
开始 1 n 0
转化0.5 0.5n 0.5m
平衡0.5 0.5n 0.5m
相同温度和相同压强下,平衡时混合气体的体积是反应前的,
则=,
解得n+1=2m;A.n=1、m=1符合n+1=2m,故A正确;B.n=2、m=2不符合n+1=2m,故B错误;C.n=3、m=3不符合n+1=2m,故C错误;D.n=2、m=3不符合n+1=2m,故D错误;故选A。
17. 一定温度下,体积均为0.25 L的三个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,达到平衡。下列说法正确的是( )
容器编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
N2
H2
NH3
NH3
①
500
1
3
0
0.5
②
500
0.6
1.8
0
③
550
0
0
2
a
A. 容器①、②中反应的平衡常数不相等
B. 达平衡时,容器②中H2的转化率大于25%
C. a>0.5
D. 起始时向容器①中充入1 mol N2、2 mol H2、0.5 mol NH3,则反应将向逆反应方向进行
【答案】D
【解析】A. 容器①、②中温度相同,反应的平衡常数相等,A正确;B. 达平衡时根据容器①中的氨气的物质的量是0.5mol可知氢气的转化率是0.75/3×100%=25%。容器②相当于在容器①的基础上降低压强,平衡向逆反应方向进行,氢气的转化率小于25%,B错误;C.容器③如果温度不变,则平衡等效,氨气的物质的量是0.5mol。升高温度平衡向逆反应方向进行,所以a<0.5,C正确;D. 容器①中平衡时氮气、氢气、氨气的浓度分别是3mol/L、9mol/L、2mol/L,则平衡常数。起始时向容器①中充入1 mol N2、2 mol H2、0.5 mol NH3,则浓度熵Q=>4/729,所以反应将向逆反应方向进行,D正确,答案选CD。
18. 在容积均为1 L的三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1 mol CO,控制在不同温度下发生反应:Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g),当反应进行到5min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( )
A. 反应进行到5min时,b容器中v(正)=v(逆)
B. 正反应为吸热反应,平衡常数:K(T1)>K(T2)
C. b中v(正)大于a中v(逆)
D. 达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>c>a
【答案】C
【解析】A.5min时,b容器中的反应不一定是平衡状态,则v(正)、v(逆)不一定相等,故A错误;B. 温度越高,反应速率越快,根据b、c2点可知,升高温度,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,故B错误;C. 根据图像,a可能为平衡状态,v(正)≥v(逆),b是平衡状态,b的温度高,因此b平衡时的反应速率大于a平衡时的反应速率,因此b中v(正)大于a中v(逆),故C正确;D. 根据B的分析,正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率降低,达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为a>b>c,故D错误;故选C。
点睛:本题考查化学平衡图象题,难度较大,注意从图像中曲线的变化趋势分析条件改变导致平衡移动的特点。本题的突破口为,温度越高,反应速率越快,b为平衡状态。
二、非选择题
19. 甲醇是一种重要的有机化工原料。
(1)已知:
①C2H4(g)+H2O(g)→C2H5OH(g) ΔH1=-45.5 kJ/mol
②2CH3OH(g)→CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.9 kJ/mol
③C2H5OH(g)→CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ/mol
请写出乙烯和水蒸气化合生成甲醇气体的热化学方程式:__________。
(2)合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。相同条件下,向容积相同的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的物质的量之比为1:2的CO和H2的混合气体,改变温度进行实验,测得反应进行到t min时甲醇的体积分数如图甲所示。
①温度升高甲醇的体积分数增大的原因是__________.
②根据图像判断ΔH__________(填“>”、“<”或“=”)0。
(3)为了研究甲醇转化为二甲醚的反应条件,某研究与小组在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.9 kJ/mol。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
Ⅰ
T1
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
T1
0.40
A
a
Ⅲ
T2
0.20
0.090
0.090
①T1温度下该反应的平衡常数K=__________;反应温度T1__________T2(填“大于”或“小于”。)
②容器Ⅱ中a=__________。
③下列说法能说明反应达到平衡状态的是__________(填字母)。
A.容器中气体压强不再变化
B.用CH3OH和CH3OCH3表示的反应速率之比为2:1
C.混合气体的密度不变
D.容器内CH3OH和CH3OCH3的浓度之比为2:1
【答案】 (1). C2H4(g)+2H2O(g)→2CH3OH(g) ΔH2=+29.1 kJ/mol (2). a到c反应未达平衡,温度越高反应速率越快,甲醇的体积分数越大 (3). < (4). 4 (5). 大于 (6). 0.16 (7). E
【解析】(1)依据盖斯定律①-②+③可得C2H4(g)+2H2O(g)2CH3OH(g),ΔH=ΔH1-ΔH2+ΔH3=+29.1 kJ/mol。故答案为:C2H4(g)+2H2O(g) 2CH3OH(g) ΔH=+29.1kJ/mol。
(2)①a、b点没有达到平衡,c点恰好平衡,d、e为平衡状态。a、c之间的点均不是平衡状态,温度升高,反应速率加快,相同时间内,生成的甲醇更多,甲醇的体积分数更大。
故答案为:a到c反应未达平衡,温度越高反应速率越快,甲醇的体积分数越大;
②c、e之间的点均为平衡状态,温度升高,平衡向吸热方向移动,该反应中温度升高,甲醇的体积分数减小,则平衡向逆反应方向移动,所以正反应为放热反应,△H<0。
故答案为:<。
(3)①根据表格数据,列出容器I中反应三段式:
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始物质的量/mol 0.20 0 0
变化物质的量/mol 0.16 0.080 0.080
平衡物质的量/mol 0.04 0.080 0.080
容器体积为1L,则平衡常数K===4;
该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,CH3OCH3(g)含量减小。容器I和容器Ⅲ,起始时投入的CH3OH物质的量相同,而平衡时Ⅰ的CH3OCH3(g)含量低,说明容器Ⅰ的反应温度较高,故T1大于T2。
故答案为:4;大于;
②反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)是反应前后气体体积不变的反应,恒温恒容条件下
Ⅰ、Ⅱ属于等效平衡,Ⅱ的起始物质的量是I的2倍,则平衡时Ⅱ生成物量也为Ⅰ的2倍,故a=0.08×2=0.16。
故答案为:0.16;
③当变量不再改变时,反应达到平衡状态。A、该反应为反应前后气体数目不变,即气体总物质的量n是定量,根据pV=nRT可知,恒温恒容时,p、n成正比,所以容器内压强为定量,故压强不再变化不能说明反应达到平衡状态,故A错误;B、正反应中,CH3OH与CH3OCH3的反应速率之比一直为2:1;逆反应中,CH3OH与CH3OCH3的反应速率之比也一直为2:1,所以CH3OH和CH3OCH3的速率之比为2:1不能说明反应达到平衡状态,故B错误;C、ρ=m/V,气体的总质量是定量,恒容时体积也是定量,故密度为定量,密度不变不能说明反应达到平衡状态,故C错误;D、平衡时CH3OH和CH3OCH3的浓度之比可能为2:1,也可能不是2:1,不能说明反应达到平衡状态,故D错误;E、c(CH3OCH3)是变量,当c(CH3OCH3)不变,说明反应达到平衡状态,故E正确。
故答案为:E。
20. 在200℃和a℃时,反应X(g)4Y(g)+Z(g)中X的浓度随时间变化的关系如图所示。
(1)200℃时5min内用Y表示的平均反应速率为__________。
(2)200℃、8min时,Z的浓度为__________。
(3)200℃时,在__________时,反应达到平衡状态。
(4)200℃、7min时,v正__________v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(5)从图中可以看出,a__________200(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 (1). 0.64 mol/(L·min) (2). 0.85 mol·L-1 (3). 6 min (4). = (5). <
(2)X与Z计量数之比为1:1,则Z的浓度与X的消耗浓度相等,即c(Z)=△c(X)=0.85mol/L,故答案为:0.85mol/L;
(3)X的浓度不再发生变化时,达到化学平衡状态,第6min时,X浓度不再变化,故答案为:6min;
(4)7min达到化学平衡状态,V(正)=V(逆),故答案为:=;
(5)温度越高,化学反应速率越快,达到化学平衡时间越短,图象中a℃后达到平衡状态,故a<200,故答案为:<。
21. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验
序号
金属
质量/g
金属
状态
c(H2SO4)
/mol·L-1
V(H2SO4)/mL
溶液
温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
4
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验1和2表明,__________对反应速率有影响,而且,__________,则反应速率越快.
(2)表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验是__________(填实验序号).
(3)实验中影响反应速率的其他因素还有__________,其实验序号是__________(填实验序号).
(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近,推测其原因:__________。
【答案】 (1). 固体反应物的表面积; (2). 表面积越大 (3). 1、3 (4). 反应温度 (5). 3和4 (6). 可能是硫酸过量,等质量的金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近
【解析】(1)实验1和2中金属的状态不同,其他条件几乎相同,表明固体反应物的表面积对反应速率有影响,而且,表面积越大,则反应速率越快,故答案为:固体反应物的表面积;表面积越大;
(2)实验1和3中只有反应物的浓度不同,其他条件几乎相同,根据实验1和3可知,反应物浓度对反应速率产生影响,且浓度越大,反应速率越快,故答案为:1、3;
(3)根据实验3和4可知,反应温度也会影响反应速率,故答案为:反应温度; 3和4;
(4)实验的所有反应中,硫酸可能均过量,等质量的金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近,故答案为:可能是硫酸过量,等质量的金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近。
点睛:本题考查影响化学反应速率的因素的探究,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,为高频考点,注意对比表中数据,把握影响反应速率的因素,学习中注意相关基础知识的积累。
22. 在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,反应过程中各物质的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化曲线如图所示。
(1)该温度下,该反应的平衡常数为__________,若温度升高,K值将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的是__________点。从起点开始首次达到平衡时,以NO2表示的反应速率为__________。
(3)25
min时,加入了__________(填加入物质的化学式及加入的物质的量),使平衡发生了移动。
(4)d点对应NO2的物质的量浓度__________(填“大于”、“小于”或“等于”)0.8 mol·L-1,理由是______________________________。
【答案】 (1). 0.9 (2). 增大 (3). bd; (4). 0.04 mol·L-1·min-1 (5). 0.8 mol NO2 (6). 小于 (7). 假设平衡时二氧化氮的浓度为0.8 mol·L-1,则此时Q=1.28>K=0.9,平衡要逆向移动,使二氧化氮的浓度降低,所以平衡时二氧化氮的浓度小于0.8 mol·L-1。
【解析】(1)根据图中信息可知10min时达平衡,平衡时c(N2O4)=0.4mol/L,c(NO2)=0.6mol/L,则K==0.9mol/L;该反应为吸热反应,所以温度升高,K值增大;(2)由图可知10-25min平衡状态时,X表示的生成物的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L,Y表示的反应物的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线,从起点开始首次达到平衡时,以NO2表示的反应速率为=0.04 mol·L-1·min-1,由图可知,10-25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化,则相应时间段内的点处于化学平衡状态,即b、d处于化学平衡状态;(3)25min时,c(NO2)瞬间增大,比平衡状态增加了(1-0.6)×2=0.8mol 增大c(NO2),平衡向生成N2O4方向移动;(4)若平衡时二氧化氮的浓度为0.8 mol·L-1,则此时Q=1.28>K=0.9,平衡要逆向移动,使二氧化氮的浓度降低,所以平衡时二氧化氮的浓度小于0.8 mol·L-1 。
点睛:考查化学反应速率及化学平衡图象。本题解题的关键是分析图中信息以及正确应用平衡常数表达式。