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单元评估检测(九)
第九章
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)
1.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是( )
A.化学反应速率可以用化学方程式中的任意一种物质来表示
B.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1
C.依据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢
D.对于一个化学反应来说,其反应速率越大,反应现象就越明显
2.α1和α2分别为A在甲、乙两个恒容容器中平衡体系A(g)2B(g)和2A(g)C(g)的转化率,在温度不变的状况下,均增加A的物质的量,下列推断正确的是( )
A.α1、α2均减小
B.α1、α2均增大
C.α1减小,α2增大
D.α1增大,α2减小
3.(2021·乐山模拟)对于达到平衡的可逆反应:X+YW+Z,其他条件不变时,增大压强,正、逆反应速率变化的状况如图所示。下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是( )
A.W、Z均为气体,X、Y中只有一种为气体
B.X、Y均为气体,W、Z中只有一种为气体
C.X、Y或W、Z中均只有一种为气体
D.X、Y均为气体,W、Z均为液体或固体
4.对可逆反应2SO2+O22SO3,下列叙述正确的是( )
A.反应达到平衡时,若两种反应物的转化率相等,则起始投入的n(SO2)∶n(O2)=2∶1
B.反应达到平衡后,缩小容器体积,正反应速率加快,逆反应速率减慢,平衡正向移动
C.反应达到平衡时,加入催化剂,速率加快,平衡将向正反应方向移动
D.当v正(SO2)∶v正(SO3)=1∶1时,说明该化学反应已经达到平衡
5.(2021·杭州模拟)化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果,下列图像描述正确的是( )
A.图①可以表示对某化学平衡体系转变温度后反应速率随时间的变化
B.图②表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响,且甲的压强大
C.图③表示向Al2(SO4)3和MgSO4的混合液中滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液体积的关系
D.图④表示在2 L的密闭容器中发生合成氨反应时N2的物质的量随时间的变化曲线,0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=0.045 mol·L-1·min-1,从11 min起其他条件不变,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为d
6.确定温度下,在2 L的密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g)xC(g);ΔH<0,B、C的物质的量随时间变化的关系如图。
下列有关说法不正确的是( )
A.x=2
B.反应开头2 min内,v(C)=0.1 mol·L-1·min-1
C.2 min后,降低温度平衡向右移动
D.当容器内混合气体压强不再转变时,反应体系达到化学平衡状态
7.(2021·玉林模拟)在10 L密闭容器中,1 mol A和3 mol B在确定条件下反应:A(g)+xB(g)2C(g),2 min后反应达到平衡时,测得混合气体共3.4 mol,生成0.4 mol C,则下列计算结果正确的是( )
A.平衡时,物质的量比A∶B∶C=2∶11∶4
B.x值等于3
C.A的转化率为20%
D.B的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1
8.(力气挑战题)在确定条件下的密闭容器中投入4 mol A和nmol B,发生如下反应4A+5B4C+6D。达到平衡时,测得A的转化率大于B的转化率。则n的取值范围正确的是( )
A.n=5 B.n<5
C.n>5 D.无法推断
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
9.(10分)某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消逝的方法,争辩影响反应速率的因素。
(1)该反应的离子方程式为(提示:H2C2O4是弱电解质) 。
(2)试验条件作如下限定:所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.01 mol·L-1、
0.001 mol·L-1,催化剂的用量可选择0.5 g、0 g,试验温度可选择298 K、
323 K。每次试验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液(0.1 mol·L-1)的用量均为2 mL。假如要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些试验条件,至少需要完成 个试验进行对比即可得出结论。
(3)在其他条件相同的状况下,某同学转变KMnO4酸性溶液的浓度,测得以下试验数据(从混合振荡均匀开头计时):
KMnO4酸性溶液的浓度
/mol·L-1
溶液褪色所需时间t/min
第1次
第2次
第3次
0.01
14
13
11
0.001
6
7
7
①计算用0.001 mol·L-1KMnO4酸性溶液进行试验时KMnO4的平均反应速率(忽视混合前后溶液的体积变化,写出计算过程) 。
②若不经过计算,直接看表中的褪色时间长短来推断浓度大小与反应速率的关系是否可行? 。若不行行(若认为可行则不填),请设计可以通过直接观看褪色时间长短来推断的改进方案: 。
10.(12分)(力气挑战题)某同学发觉,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与c(H+)相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝与盐酸反应速率更快。他打算对其缘由进行探究。
(一)该同学认为:由于预先把握了反应的其他条件,那么,两次试验时反应速率不一样的缘由,只有以下五种可能:
缘由Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而S对反应没有影响;
缘由Ⅱ:① 。
缘由Ⅲ:Cl-对反应具有促进作用,而S对反应具有阻碍作用;
缘由Ⅳ:Cl-、S均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
缘由Ⅴ:② 。
(二)该同学取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
1.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观看反应速率是否有变化;
2.在盛有硫酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观看反应速率是否有变化。
若观看到试验1中③ ,试验2中④ ,则说明缘由Ⅲ是正确的。依次类推,该同学通过分析试验现象,得出结论:Cl-对反应具有促进作用。
(三)为了使试验“定量化”,使结果更精确,可以对试验进行如下改进:
1.配制c(H+)相同的稀盐酸和稀硫酸:现有浓度为1 mol·L-1的盐酸和密度为1.225 g·cm-3、质量分数为20%的稀硫酸,若要精确量取该硫酸20.00 mL,需要用⑤ (填仪器名称);将量取的硫酸配制成c(H+)=1 mol·L-1的溶液,可得溶液的体积为⑥ 。配制溶液时需要用到的玻璃仪器有⑦ 、烧杯、胶头滴管和量筒等。
2.比较反应速率:反应时间可以用秒表测定。假如要对上述试验中反应速率进行比较,可以通过测定哪些物理量来确定?要求回答一种即可⑧ 。
11.(16分)(1)在确定条件下,可逆反应达到平衡状态的本质特征是 ,
下列关系中能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已经达到平衡状态的是 。
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)
(2)在确定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。
①能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有 ;
②能说明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有 ;
③能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有 ;
④能说明反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)达到平衡状态的有 。
12.(14分)如图所示,在烧杯A中盛有20℃,50 mL水,B中盛有1 mol·L-1盐酸50 mL,试管C、D相通,其中盛有红棕色气体,它处于下列平衡状态:2NO2(g)N2O4(g);ΔH<0。当向A中加入50 g硝酸铵使其溶解,往B中加入2 g苛性钠,也使其溶解时,问:
(1)A、B的烧杯中,A杯溶液温度 ,B杯溶液温度 。
(2)试管C中气体颜色变 ,D中气体颜色变 。
(3)在20℃时,硝酸铵的溶解度为197 g,则推知:A中的溶液 达饱和。
(4)在测定NO2相对分子质量时,下列条件较为适宜的是 。
A.温度130℃、压强3.03×105Pa
B.温度25℃,压强1.01×105Pa
C.温度130℃、压强5.05×104Pa
D.温度0℃、压强5.05×104Pa
答案解析
1.【解析】选C。若有固体或纯液体,不行用其表示反应速率,A项错误;
0.8 mol·L-1·s-1是指1 s内该物质的浓度变化为0.8 mol·L-1,故B项错误;反应速率与反应现象无必定联系,故D项错误。
2.【解析】选C。先假设反应体系保持恒压过程,增加A的物质的量,反应容器的体积增加,两容器中转化率不变;然后再将容器体积压缩,在加压过程中反应A(g)2B(g),平衡向左移动,α1减小;反应2A(g)C(g),平衡向右移动,α2增大,故C项正确。
3.【解析】选B。由图像可知,增大压强,正、逆反应速率都增大,但正反应速率增大程度大于逆反应速率增大程度,可见化学平衡向正反应方向移动,即正反应是一个体积缩小的反应。A项,若W、Z均为气体,X、Y中只有一种为气体,不符合图像;B项,X、Y均为气体,W、Z中只有一种是气体,符合图像;C项,X、Y或W、Z中均只有一种为气体,则加压平衡不移动,不符合图像;D项,若生成物均为液体或固体,则加压时逆反应速率不发生变化,不符合图像。
4.【解析】选A。缩小体积,压强增大,正逆反应速率都是增大的,B不正确;催化剂不能转变平衡状态,C不正确;在确定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等(但不为0)时,各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态,D中反应速率的方向是相同的,不能说明正逆反应速率相等,不正确。
5.【解析】选D。转变温度后反应速率要增大都增大,A错误;反应是气体总体积不发生转变的反应,增大压强,反应速率增大,但平衡不移动,到达平衡所用的时间缩短,B错误;C中氢氧化镁不溶于氢氧化钠,错误;由图像可得,0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=0.045 mol·L-1·min-1,加压后平衡向正反应方向移动,D正确。
【方法技巧】分析化学平衡图像问题的“三看”“两法”
6.【解析】选B。2 min内B、C的变化量分别为0.2 mol、0.2 mol,故B、C的化学计量数相等,x=2,A项正确;v(C)=0.2 mol/(2 L×2 min)=0.05 mol·L-1·min-1,B项错误;该反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,C项正确;该反应为气体体积减小的反应,在恒容的容器中压强不变,反应达到平衡状态,D项正确。
7.【解析】选C。设转化的A的物质的量为a,则
A(g)+xB(g)2C(g)
起始物质的量(mol) 1 3 0
转化物质的量(mol) a xa 2a
平衡物质的量(mol) 1-a 3-xa 2a
2a=0.4 mol,a=0.2 mol。平衡时混合气体的总物质的量为3.4 mol,1-a+3-xa+2a=3.4 mol,x=4,B错;平衡时A、B、C的物质的量分别为0.8 mol、2.2 mol、0.4 mol,所以比值为4∶11∶2,A错;A的转化率为0.2 mol
/1 mol×100%=20%,C对;B的平均反应速率为0.8 mol/(10 L×2 min)=
0.04 mol·L-1·min-1,D错。
8.【解题指南】解答本题时要留意:当加入的反应物的量正好与反应物的化学计量数相同时,它们在任何时候的转化率相同。
【解析】选C。假设n=5,则A、B转化率相等,依据增大一种反应物浓度,该反应物转化率降低,另一种反应物转化率增大推知,n>5。
9.【解析】(1)由题中信息:H2C2O4是弱电解质,故在书写离子方程式时应写成化学式,结合反应的现象是KMnO4溶液紫色褪去,可知Mn被还原,所以反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。(2)要得出反应物浓度、温度、催化剂对反应速率影响的结论至少要完成:①取不同浓度KMnO4溶液,在相同温度下进行反应;②取同浓度KMnO4溶液,在不同温度下进行反应;③取同浓度KMnO4溶液,在同温度下分别进行有催化剂和无催化剂的对比试验;共6个试验。(3)①由v=Δc/Δt可求出结果,但应留意:Δt应是三次平行试验耗时的平均值,即6.7 min;因混合液体积为6 mL,故c始=0.000 67 mol·L-1,结束时c=0,故Δc=0.000 67 mol·L-1;②由题中数据知浓度大的褪色时间反而长因颜色是由KMnO4产生,虽然KMnO4浓度大,反应快,但KMnO4的量也多,故无法比较,故不经过计算,直接利用表中的褪色时间长短来推断浓度大小与反应速率的关系是“不行行”的;所以若想通过直接观看褪色时间长短来推断溶液浓度的大小,则必需保证KMnO4酸性溶液的浓度相同,才能推断H2C2O4溶液浓度的大小。
答案:(1)2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)6
(3)①反应开头时:c(KMnO4)=≈0.000 67 mol·L-1
反应时间:Δt=≈6.7 min
v(KMnO4)===1×10-4mol·L-1·min-1
②否(或:不行行) 取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液分别同时与体积相同、浓度相同的高锰酸钾酸性溶液反应
10.【解析】(一)围绕“铝与盐酸反应速率更快”,对比已知缘由,简洁推出其他缘由①②。
(二)在缘由Ⅲ中,Cl-对反应有促进作用,则试验①速率更快;S对反应有阻碍作用,则试验②速率应减慢。
(三)1.能达到20.00 mL精确度的仪器为滴定管,盛装硫酸用酸式滴定管。20%的硫酸的物质的量浓度为
c(H2SO4)===2.5 mol·L-1,c(H+)=5.0 mol·L-1,依据稀释前后n(H+)不变,求得稀硫酸的体积为100 mL。配制100 mL稀硫酸,还要用到100 mL容量瓶、玻璃棒。
2.速率可用单位时间内某物质的物质的量浓度的转变来表示,所以比较速率应测时间和某一反应物或生成物的转变量。
答案:①Cl-对反应没有影响,而S对反应具有阻碍作用
②Cl-、S均对反应具有阻碍作用,但Cl-影响更小(或S影响更大)
③反应速率加快 ④反应速率减慢
⑤酸式滴定管 ⑥100 mL
⑦100 mL容量瓶、玻璃棒
⑧消耗完相同质量的铝片需要的时间(或相同的时间内消耗铝片的质量或相同的时间里收集到氢气的体积或收集相同体积的氢气所消耗的时间)(其他答案合理均可)
11.【解析】(1)正逆反应速率之比等于方程式化学计量数比,即为平衡状态,选项C正确。
(2)推断时首先要留意到本题中反应的条件是恒温恒容,其次要留意化学反应方程式中是否有固体物质存在。
反应①在反应过程中气体的质量不变,因此在恒容状态下不能用密度推断反应是否达到平衡状态,由于反应物和生成物均为无色气体,因此也不能用颜色来判定。
反应②是一个气体体积不变的反应,反应过程中气体的质量不变,物质的量也不变,所以不能用压强和密度判定反应是否达平衡状态。
反应③在反应过程中气体的质量保持不变,因此同样不能用密度来判定。
反应④中反应过程中气体的质量和气体的物质的量均发生转变,因此a、b、c、d均可用来判定反应是否达到平衡状态,由于反应物和生成物均为无色气体,因此不能用颜色来判定。
答案:(1)正反应速率与逆反应速率相等 C
(2)①a、b、c ②a、b、e ③a、b、c、e
④a、b、c、d
12.【解析】(1)由于硝酸铵溶解时吸热,溶液温度降低。而苛性钠与盐酸中和放热可使溶液的温度上升。
(2)C试管温度降低,使2NO2N2O4平衡正向移动,气体颜色应变浅,D试管升温化学平衡逆向移动,气体颜色加深。
(3)依据溶解度计算:设50 mL水溶解xg硝酸铵,x∶50=197∶100,解x=98.5 g,所以A为不饱和溶液。
(4)要测NO2的相对分子质量,必需使平衡尽量向左移动,即要有比较纯的NO2。
答案:(1)降低 上升 (2)浅 深 (3)未 (4)C
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