(1)该反应的化学方程式为_______________。
(2)反应开始至2分钟时,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.v(A)=2v(B) B.容器内气体密度不变 C.v逆(A)=v正(C)
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)下表是该小组研究影响过氧化氢H2O2分解速率的因素时采集的一组数据:用
10mL?H2O2制取150mLO2所需的时间(秒)
无催化剂、不加热 无催化剂、加热 30%H2O2 15%H2O2 10%H2O2 5%H2O2 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 360s 480s 25s 540s 60s 720s 120s MnO2催化剂、加热 10s
①该研究小组在设计方案时。考虑了浓度、_______________、_______________等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个,说明该因素对分解速率有何影响?_______________。
(6)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5mL5%的双氧水中,并用带火星的木条测试。测定结果如下: 催化剂?MnO2? 粉末状 混合不振荡 块状 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 30分钟 操作情况 观察结果 剧烈反应,带火星的木条复燃 反应完成所需的时间 3.5分钟
①写出H2O2发生分解的化学反应方程式_______________。 ②实验结果说明催化剂作用的大小与_______________有关。
【答案】2A(g)+B(g)?2C(g) 0.1 mol/(L?min) C E 40% 温度 催化剂 增大反应物浓度越大,可以加快反应速率;升高温度,可以加快化学反应速率;使用合适的催化剂,可以加快化学反应速率;(答其中一条即可) 2H2O2【解析】 【分析】
通过各物质的物质的量变化与计量系数呈正比,可得反应式为2A(g)+B(g)?2C(g),同时通过变化量可以就算化学反应速率以及反应物的转化率;平衡状态的判定:A.v(A)=2v(B) ,没有体现正逆方向,不能判定是否达到平衡,错误;B.容器内气体密度不变,该体系从开始反应到平衡,密度是定值没有变化,不能判定是否达到平衡状态,错误;C.v逆(A)=v正(C),不同物质正逆反应速率呈计量系数比,可以判定达到平衡,正确;D.各组分的物质的量相等,不能作判定,错误,可以改成各物质的量保持不变,可判定平衡;E.混合气体的平均相对分子质量在数值上等于摩尔质量M,由于前后气体粒子数目可变,则混合气体的相对分子质量和M是变量可以作平衡的判定依据,正确;根据表格,探究双氧水的浓度、反应的温度、催化剂对过氧化氢H2O2分解速率的影响,在探究不同的因素时才用控制变量法来探究可得结果。 【详解】
(1)由图像可得,A、B逐渐减小是反应物,C逐渐增多是产物,当反应到达2min,Δn(A)=2mol,Δn(B)=1mol,Δn(C)=2mol,各物质的物质的量变化与计量系数呈正比,故反应式为2A(g)+B(g)?2C(g) ;
(2)反应开始至2分钟时,B的平均反应速率v(B)=(3)由分析可得,答案选C E;
MnO2??2H2O+ O2↑ 固体的接触面积
Δn1==0.1 mol/(L?min); VΔt5?2Δn2(4)由图求得平衡时A的转化率α=×100%==40%;
n初始5(5) ①根据表中的数据,没有催化剂不加热,不同浓度的双氧水几乎不反应,在无催化剂但是加热的情况下,双氧水发生分解,且双氧水浓度越大分解速率越快,说明反应物浓度和温度对分解速率有影响。对比无催化剂加热状态,有催化剂加热的情况下,分解速率也明显加快,故答案为温度和催化剂;②分析表中的数据,增大反应物浓度越大,可以加快反应速率;升高温度,可以加快化学反应速率;使用合适的催化剂,可以加快化学反应速率;
(6) ①双氧水在二氧化锰的作用下发生反应:2H2O2
MnO2??2H2O+ O2↑;②其他条件不变,粉
末状的二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间段,说明固体的接触面积对反应速率有影响。 【点睛】
平衡状态的判定的核心在于物理量是否是个变量,若为变量当保持不变可以作判定平衡的
依据,若为定值,则不能作为依据。
6.Ⅰ. (1)用锌片,铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减少了3.25g,铜表面析出了氢气________L(标准状况下),导线中通过________mol电子。
(2) 将ag Na投入到bg D2O(足量)中,反应后所得溶液的密度为dg/cm3,则该溶液物质的量浓度是_______;
Ⅱ. 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末时,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,则:
(1)用C表示10 s内正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________。 【答案】1.12 0.1 【解析】 【分析】 【详解】
Ⅰ.(1)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,锌为负极,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,铜为正极,电极反应为2H++2e-=H2↑,锌片的质量减少了3.25克,则物质的量为
1000admol/L 0.04mol?L-1?s-1 1.5mol?L-1 0.4mol?L-1
23a?23b?2a3.25g-=0.05mol,转移的电子的物质的量为n(e65g/mol)=2n(Zn)=2n(H2)=2×0.05mol=0.1mol,则V(H2)=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,故答案为:1.12;0.1;
(2)将ag Na投入到bg D2O(足量)中,发生2Na+2D2O=2NaOD+D2↑,ag Na的物质的量为
agaaamol,生成的氢氧化钠为mol,D2的物质的量为mol,质量为=
23g/mol232346a2a2a2amol×4g/mol=g,反应后溶液的质量为ag+bg-g=(a+b-)g,溶液的体积为46232323(a?b?2a2a)ga?b?=2323cm3,则该溶液物质的量浓度
dg/cm3damol23n1000ad1000adc==mol/L,故答案为:mol/L; =2aa?b?V23a?23b?2a23a?23b?2a23?10?3Ld0.8molⅡ.(1)v(C)=2L=0.04mol?L-1?s-1,故答案为:0.04mol?L-1?s-1;
10s(2)3A(g)+B(g)?2C(g)+2D(g)。反应进行到10 s末时,测得A的物质的量为1.8 mol,C的物质的量为0.8 mol,则反应的A为1.2mol,反应前A的物质的量浓度是
(1.8?1.2)mol=1.5mol?L-1,故答案为:1.5mol?L-1;
2L(3)3A(g)+B(g)?2C(g)+2D(g)。反应进行到10 s末时,测得C的物质的量为0.8 mol,则生成的D为0.8 mol ,10 s末,生成物D的浓度为0.4mol?L-1 。 【点睛】
本题的难点为I.(2),要注意生成的氢气的质量的计算,同时注意c=“L”。
0.8mol-=0.4mol?L1,故答案为:2Ln中V的单位是V
7.已知:N2O4(g)衡的是___。 A.v正(N2O4)=2v逆(NO2)
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 C.容器中气体的密度不随时间而变化 D.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(2)t℃恒温下,在固定容积为2L的密闭容器中充入0.054molN2O4,30秒后达到平衡,测得容器中含n(NO2)=0.06mol,则t℃时反应N2O4(g)
2NO2(g)的平衡常数K=___。若
向容器内继续通入少量N2O4,则平衡___移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),再次达到平衡后NO2的体积分数__原平衡时NO2的体积分数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)取五等份NO2,分别加入到温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)
N2O4(g)。反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%),并作出
其百分含量随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是___。
2NO2(g) ΔH=+52.70kJ·mol-1
(1)在恒温、恒容的密闭容器中,进行上述反应时,下列描述中,能说明该反应已达到平
L-1 向正反应方向 小于 BD 【答案】BD 0.075mol·【解析】 【分析】
(1)根据平衡标志判断;
c2?NO2? ;增大反应物的浓度平衡正向移动; (2)K=
c?N2O4?(3)该反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以反应达到平衡后,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大; 【详解】
(1)A.反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,所以2v正(N2O4)=v逆(NO2)时,反应不平衡,故不选A;
B. 反应前后气体物质的量不同,根据M??m?总?n?总?,平均相对分子质量是变量,若容器中
气体的平均相对分子质量不随时间而变化,反应一定达到平衡状态,故选B;
m,反应在恒容的密闭容器中进行,密度是恒量,容器中气体的密度不随时V间而变化,反应不一定达到平衡状态,故不选C;
C. 根据??D. 反应前后气体物质的量不同,分子数是变量,容器中气体的分子总数不随时间而变化,一定达到平衡状态,故选D。 答案选BD。 (2)
N2O4?g??开始转化平衡0.0270.0150.0122NO2?g?00.030.03
c2?NO2?0.032=K==0.075mol·L-1;增大反应物的浓度平衡正向移动,若向容器内继续
c?N2O4?0.012通入少量N2O4,则平衡向正反应方向移动;再次达到平衡,相当于加压,N2O4转化率减小,NO2的体积分数小于原平衡时NO2的体积分数;
(3)A.该反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大,故A错误; B.若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2的百分含量随温度升高而升高,故B正确; C.该反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大,故C错误; D.若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在D图中转折点为平衡状态,转折点左侧为未平衡状态,右侧为平衡状态,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故D正确。 答案选BD。
8.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种气体物质的物质的量(n)随着时间(t)变化的曲线如图所示。由图中数据分析: