- 化学反应速率的概念
- 共1439题
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)上述反应的温度T1 T2,平衡常数K(T1) K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”)
(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反应的平衡常数K= 。
③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)= 。
正确答案
(1)小于 小于
(2)①0.085mol
②0.082mol/L-1
③0.007mol·L-1·min-1
这是一道以平衡图像为背景的综合题,主要考查了平衡常数、速率的表示,以及“三段式”解题格式,平衡图像分析的两种方法。
某温度时,在容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,根据图中数据,填空:(4分)
(1)反应开始2min内的平均反应速率= mol.(L.min)-1,
(2)容器内的反应物是 。
(3)写出该反应的化学方程式 。
正确答案
= 0.025 (1分)(2) X Y (1分) (3)X+3Y
2Z (2分)
试题分析:(1)关键图像可知,反应进行到2min时,物质的浓度不再发生变化,此时X的物质的量减少了1.0mol-0.9mol=0.1mol,所以X反应速率是。
(2)观图像可知,X和Y的物质的量减少,因此X和Y是反应物,Z是生成物。
(3)平衡时消耗Y是0.3mol,生成Z是0.2mol,则根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,该反应的化学方程式是X+3Y2Z。
点评:该题是基础性试题的考查,难度不大。该题的关键是明确反应速率的含义以及表达式,然后结合题意和图像灵活运用即可,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。
(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
①实验1中以v(CO2)表示的平均反应速率为 (第二位小数)。
②该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
③求实验2的平常常数K,要求写出计算过程,结果取二位小数。
(2)已知在常温常压下:
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式 。
(3)甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池,装置如图,该电池通过K2CO3溶液吸收反应生的CO2。则负极的电极反应为 。
(4)CaCO3的KSP=2.8×10¯9。将等体积CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10¯4mol/L,则生成沉淀所需该CaCl2溶液的最小浓度为 。
正确答案
(16分)
(1) ①0.13mol/(L·min) (3分) ②放热 (2分)
③ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L) 1 0.5 0 0
变化浓度(mol/L) 0.2 0.2 0.2 0.2
平衡浓度(mol/L) 0.8 0.3 0.2 0.2
所以,K=(0.2×0.2)/(0.8×0.3)= 0.17 (4分,三行式2分,表达式1分,答案1分)
(2)CH3OH(l) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(l) (2分)ΔH=-442.8 kJ∕mol (1分)
(3)CH3OH - 6e- + 7CO32-+ 2H2O= 8HCO3- (2分)
(4)5.6×10-5mo1/L (2分)
试题分析:(1)①由于v=△c/△t=△n/(V•△t),生成物的起始量为0,则可先求v(H2)=1.6mol÷2L÷6min=0.4/3mol/(L•min),根据化学方程式中系数之比等于速率之比,则v(CO2)= v(H2)= 0.4/3mol/(L•min)≈0.13mol/(L•min);②③根据表中数据,实验1中:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L) 2 1 0 0
变化浓度(mol/L) 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡浓度(mol/L) 1.2 0.2 0.8 0.8
所以650℃时该反应的K=(0.8×0.8)/(1.2×0.2)= 8/3≈2.7
实验2中:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L) 1 0.5 0 0
变化浓度(mol/L) 0.2 0.2 0.2 0.2
平衡浓度(mol/L) 0.8 0.3 0.2 0.2
所以900℃时该反应的K=(0.2×0.2)/(0.8×0.3)= 0.17
2.7>0.17,说明升高温度时K减小,前者导致平衡向吸热反应方向移动,后者说明平衡向逆反应方向移动,则逆反应是吸热反应,因此推断正反应是放热反应;(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳,为了约去二氧化碳,观察已知热化学方程式可知,(①—②)/2可得:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-442.8 kJ∕mol;(3)依题意可知,负极的主要反应物和产物是甲醇和碳酸氢根离子,则CH3OH→HCO3-;甲醇中碳为—2价,则碳元素化合价升高总数为6,根据电子守恒可得:CH3OH—6e-→HCO3-;根据电荷守恒,用CO32-使左右电荷守恒,则CH3OH - 6e- + 7CO32-→8HCO3-;根据氢、氧原子个数守恒,则负极反应式为CH3OH - 6e- + 7CO32-+ 2H2O= 8HCO3-;(4)设所需氯化钙溶液的最小浓度为xmol/L,根据稀释定律可知,等体积混合后氯化钙的浓度变为x/2mol/L,而碳酸钠溶液的浓度变为2×10¯4mol/L /2=10¯4mol/L,则c(Ca2+)= x/2mol/L,c(CO32-)= 10¯4mol/L,由于CaCO3(s)Ca2++CO32-,则Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)•c(CO32-),所以x/2×10¯4=2.8×10¯9,则x=5.6×10-5。
(8分)在某温度时,把 0.5mol N2O4 气体通入体积为5L的密闭容器中,2s时NO2的浓度为0.02mol.L-1,60s时达到平衡,此时容器内的压强为开始时的1.6倍。试回答下列各问题:
(1)2s时用N2O4浓度变化表示的化学反应速率是_________________。
(2)2s时,体系内的压强为开始时的 ________倍,此时N2O4的分解率为_______。
(3)达到平衡时,平衡混合物中N2O4的物质的量为____________,
正确答案
(1)0.005mol·L-1·s-1 (2) 1.1 10% (3)0.2 mol
略
将6 mol H2和3 molCO充入容积为0.5 L的密闭容器中,进行如下反应:
2H2(g)+CO(g) CH3OH(g),6秒末时容器内压强为开始时的0.6倍。试计算:(写出计算过程)
(1)H2的反应速率是多少?
(2)CO的转化率为多少?
正确答案
(1)υ(H2)= 1.2 mol/(L·s) (2)CO的转化率为60%
试题分析:解:(1)设生成的CH3OH的物质的量为x,则
2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)
开始物质的量(mol) 6 3 0
转化的物质的量(mol) 2x x x
6秒末时各物质的量(mol) 6-2x 3-x x
根据PV=nRT,可以知道P1/P=0.6,即(6-2x+3-x +x)/9=0.6,所以x为1.8mol,所以 2x=3.6mol,即6秒末时容器内氢气的物质的量浓度为c(H2)=3.6/0.5mol/L=7.2mol/L,
所以υ(H2)=7.2/6mol/(L·s)="1.2" mol/(L·s),
(2)CO的转化率=1.8/3*100%=60%
答:H2的反应速率是1.2 mol/(L·s),CO的转化率为60%。
点评:该题考了了化学反应速率的相关计算,是一道常规的计算题,难度不大。
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