题目内容

【题目】某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示已知A、B、C均为气体。

(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:用制取所需的时间秒

30%H2O2

15%H2O2

10%H2O2

5%H2O2

无催化剂、不加热

几乎不反应

几乎不反应

几乎不反应

几乎不反应

无催化剂、加热

360s

480s

540s

720s

MnO2催化剂、加热

10s

25s

60s

120s

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分别加入到5mL5%的双氧水中,并用带火星的木条测试。测定果如下:

催化剂

操作情况

观察结果

反应完成所需的时间

粉末状

混合不振荡

剧烈反应,带火星的木条复燃

3.5分钟

块状

反应较慢,火星红亮但木条未复燃

30分钟

①写出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/(Lmin) 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) 2H2O22H2O+ O2↑ 固体的接触面积

【解析】

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。

(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)===0.1 mol/(Lmin);

(3)由分析可得,答案选C E;

(4)由图求得平衡时A的转化率α=×100%==40%;

(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:2H2O22H2O+ 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。

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①保持温度、体积一定,能说明上述反应达到平衡状态的是________。

A.容器内压强不变 B.3v正(CH3OH)= v正(H2)

C.容器内气体的密度不变 D.CO2与H2O的物质的量之比保持不变

②测得不同温度时CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示,则a______0(填“>”或“<”)。

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