【化学】化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题含答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)
1.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:NH2COONH4(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。
2.一定温度下,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1:1 b.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
-1-1
【答案】X+Y噲垐??2Z 0.0395 mol·L·s 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=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);
Vc及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学Vt1.20mol?0.41mol(2)反应开始到10s,用X表示的反应速率是=0.0395mol?(L?s)-1; 2L10s(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。 【点睛】
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。
3.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,在 400mL 稀硫酸中加入足量的锌粉,标况下用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
①哪一时间段反应速率最大_______min(填“0~1”、“1~2”、“2~3”、“3~4”、“4~5”), 原因是________。
②求 3~4 分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________设溶液体积不变)。 (2)该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硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。
②实验室中现有 Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等 4 种溶液,可与实验中 CuSO4 溶液起相