【步步高】2014屆高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第七章 大題沖關(guān)滾動(dòng)練七 速率、平衡圖表類(lèi)綜合題 新人教版

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1、 大題沖關(guān)滾動(dòng)練之七——速率、平衡圖表類(lèi)綜合題 1．一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH>0,1 100 ℃時(shí)，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應(yīng)過(guò)程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。 (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝__________。 (2)下列措施中能使平衡時(shí)K增大的是________(填序號(hào))。 A．升高溫度 B．增大壓強(qiáng) C．充入一定量CO D．降低溫度 (3)8分鐘內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v(CO)＝________mol·L－1·min－1。 (4)1 100 ℃時(shí)，

2、2 L的密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 容器 甲 乙 反應(yīng)物投入量 3 mol Fe、 2 mol CO2 4 mol FeO、 3 mol CO CO的濃度(mol·L－1) c1 c2 CO2的體積分?jǐn)?shù) φ1 φ2 體系壓強(qiáng)(Pa) p1 p2 氣態(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 α1 α2 ①下列說(shuō)法正確的是________。 A．2c1＝3c2 B．φ1＝φ2 C．p1

3、 答案　(1)c(CO)/c(CO2)　(2)A　(3)0.062 5 (4)①BC?、?.67 mol·L－1　33.3%　33.3% 解析　(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中不能出現(xiàn)固體物質(zhì)的濃度。 (2)平衡常數(shù)只受溫度的影響，由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升溫，增大平衡常數(shù)。 (3)求平均反應(yīng)速率時(shí)，應(yīng)用濃度的變化值除以時(shí)間，即v(CO)＝＝0.062 5 mol·L－1·min－1。 (4)由圖像可計(jì)算平衡常數(shù)，K＝＝＝2。 ①當(dāng)乙中CO為2 mol時(shí)，c1＝c2，為3 mol時(shí)，c1

4、乙中氣體分子數(shù)多，所以p10。 在三種不同條件下進(jìn)行，其中NO、O2的起始濃度都 為0 mol·L－1，實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ反應(yīng)溫度相同，NO2的濃度 (mol·L－1)隨時(shí)間(min)的變化如圖所示。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)上對(duì)應(yīng)的反應(yīng)

5、溫度(800 ℃或850 ℃)。實(shí) 驗(yàn)Ⅱ隱含的反應(yīng)條件是____________。 (2)寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝_____________。 (3)若實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)到平衡后，再向密閉容器中通入1 mol NO2與1 mol NO混合氣體(保持溫度不變)，則平衡將__________(填“正向移動(dòng)”、“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。 (4)一定條件下NO2與SO2可發(fā)生反應(yīng)，其方程式為NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH>0，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 A．體系壓強(qiáng)保持不變 B．

6、混合氣體顏色保持不變 C．SO2和NO的體積比保持不變 D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變 (5)若改變條件，使平衡常數(shù)變大，該反應(yīng)________。 A．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng) B．在平衡移動(dòng)時(shí)，正反應(yīng)速率先增大后減小 C．一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng) D．在平衡移動(dòng)時(shí)，逆反應(yīng)速率先增大后減小 答案　(1) 使用了催化劑 (2)　(3)不移動(dòng)　(4)B　(5)AB 解析　(1)由于實(shí)驗(yàn)Ⅰ達(dá)到平衡所用時(shí)間比實(shí)驗(yàn)Ⅲ長(zhǎng)，所以實(shí)驗(yàn)Ⅰ時(shí)對(duì)應(yīng)溫度為800 ℃，實(shí)驗(yàn)Ⅲ對(duì)應(yīng)溫度為850 ℃。實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，達(dá)到平衡所用時(shí)間短，但平衡不移動(dòng)，所以實(shí)驗(yàn)Ⅱ隱含條件為使用了催化劑。 (3)

7、實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，平衡時(shí)c(NO2)＝0.5 mol·L－1，c(NO)＝0.5 mol·L－1，c(O2)＝0.25 mol·L－1， 即2NO2(g)　　2NO(g)?。2(g) 0.5 mol·L－1 0.5 mol·L－1 0.25 mol·L－1 K＝＝0.25。當(dāng)再加入0.5 mol·L－1 NO2、0.5 mol·L－1 NO時(shí)，Qc＝＝0.25，所以平衡不移動(dòng)。 (4)由于該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，所以壓強(qiáng)、平均相對(duì)分子質(zhì)量不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，SO3、NO同為生成物，其體積比始終不變，也不能作為標(biāo)志。 (5)該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫，平衡右移，K增

8、大，v(正)、v(逆)均增大，A、B正確。 3．Ⅰ.工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機(jī)溶劑乙酸乙酯：CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)　ΔH＝－8.62 kJ·mol－1 已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點(diǎn)依次為118 ℃、78 ℃和77 ℃。在其他條件相同時(shí)，某研究小組進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。 (1)該研究小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀________________________________________。 (2)60 ℃下反應(yīng)40 min與70 ℃下反應(yīng)20 min相比，前者的平均反應(yīng)速率_______

9、_后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。 (3)如圖所示，反應(yīng)時(shí)間為40 min、溫度超過(guò)80 ℃時(shí)，乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是________________________________________________________(寫(xiě)出兩條)。 Ⅱ.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問(wèn)題。 已知：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表： 溫度/℃ 400 500 800 平衡常數(shù)K 9.94 9 1 試回答下列問(wèn)題： (1)在800 ℃發(fā)生上述反應(yīng)，以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器，其中向正反應(yīng)方向移

10、動(dòng)的有________(選填“A、B、C、D、E”)。 n(CO) n(H2O) n(H2) n(CO2) A 1 5 2 3 B 2 2 1 1 C 3 3 0 0 D 0.5 2 1 1 E 3 1 2 1 (2)已知在一定溫度下，C(s)＋CO2(g)2CO(g)平衡常數(shù)為K； C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　平衡常數(shù)為K1； CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　平衡常數(shù)為K2； 則K、K1、K2之間的關(guān)系是____________________________________

11、___________。 (3)在V L密閉容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸氣，在T ℃達(dá)到平衡，然后急速通過(guò)堿石灰，將所得混合氣體燃燒，測(cè)得放出的熱量為2 842 kJ(已知CO燃燒熱為283 kJ·mol－1，H2燃燒熱為286 kJ·mol－1)，則T ℃平衡常數(shù)K＝__________________。 答案?、?(1)探究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)乙酸乙酯產(chǎn)率的影響 (2)小于 (3)反應(yīng)可能已達(dá)平衡狀態(tài)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；溫度過(guò)高，乙醇和乙酸大量揮發(fā)使反應(yīng)物利用率下降 Ⅱ.(1)BCE　(2)K＝K1/K2　(3)4/9 解析?、?(1)由圖像可知，

12、該實(shí)驗(yàn)研究的是不同溫度下不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)乙酸乙酯的產(chǎn)率。 (2)溫度越高，反應(yīng)速率越快。 (3)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，升溫平衡左移，造成產(chǎn)率下降或溫度高造成乙酸、乙醇的大量揮發(fā)，致使產(chǎn)率下降。 Ⅱ.(1)A項(xiàng)，Qc＝＝1.2>1平衡左移；B項(xiàng)，Qc＝＝<1，平衡右移；C項(xiàng)，從正反應(yīng)開(kāi)始，平衡右移；D項(xiàng)，Qc＝＝1，平衡不移動(dòng)；E項(xiàng)，Qc＝<1，平衡右移。B、C、E項(xiàng)正確。 (2)K＝，K1＝， K2＝，所以K＝。 (3)設(shè)生成H2為x mol，則剩余CO為(10－x) mol,286x＋(10－x)×283＝2 842。x＝4 mol，K＝＝。 4．(1)恒溫，容積為1 L恒容條件下，

13、硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如圖1所示(已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： ①寫(xiě)出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：________________________________ ______________________________________________________________________。 ②ΔH2＝__________kJ·mol－1。 ③在相同條件下，充入1 mol SO3和0.5 mol的O2，則達(dá)到平衡時(shí)SO3的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____________；此時(shí)該反

14、應(yīng)________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。 (2)中國(guó)政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。 ①有效“減碳”的手段之一是節(jié)能，下列制氫方法最節(jié)能的是________(填序號(hào))。 A．電解水制氫：2H2O2H2↑＋O2↑ B．高溫使水分解制氫：2H2O(g)2H2＋O2 C．太陽(yáng)光催化分解水制氫：2H2O2H2↑＋O2↑ D．天然氣制氫：CH4＋H2O(g)CO＋3H2 ②CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)

15、CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，測(cè)得CO2和CH3OH(g)濃度隨時(shí)間變化如圖2所示。 從3 min到9 min，v(H2)＝________mol·L－1·min－1。 ③能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填編號(hào))。 A．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即 圖中交叉點(diǎn)) B．混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化 C．單位時(shí)間內(nèi)消耗3 mol H2，同時(shí)生成1 mol H2O D．CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變 (3)工業(yè)上，CH3OH也可由CO和H2合成。參考合成反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH

16、3OH(g)的平衡常數(shù)。下列說(shuō)法正確的是________。 溫度/℃ 0 100 200 300 400 平衡常數(shù) 667 13 1.9×10－2 2.4×10－4 1×10－5 A.該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行，高溫下可自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)ΔS<0 C．在T ℃時(shí)，1 L密閉容器中，投入0.1 mol CO和0.2 mol H2，達(dá)到平衡時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率為50%，則此時(shí)的平衡常數(shù)為100 D. 工業(yè)上采用稍高的壓強(qiáng)(5 MPa)和250 ℃，是因?yàn)榇藯l件下，原料氣轉(zhuǎn)化率最高 答案　(1)①S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝

17、－297 kJ·mol－1　②－78.64?、?0%　吸收　19.66 (2)①C?、?.125　③D (3)AC 解析　(1)S燃燒生成SO2，所以對(duì)應(yīng)的焓變?yōu)棣1，ΔH2＝－×0.8 mol＝－78.64 kJ·mol－1。當(dāng)充入1 mol SO3,0.5 mol O2時(shí)，相當(dāng)于充入1 mol SO2和1 mol O2，和原平衡等效，所以SO3的轉(zhuǎn)化率為(1－)×100%＝20%。此時(shí)反應(yīng)要吸收熱量，其熱量為－78.64 kJ＝19.66 kJ。 (2)①利用太陽(yáng)光催化分解水制氫最節(jié)能。 ②v(H2)＝3v(CO2)＝3× ＝0.125 mol·L－1·min－1。 ③由于

18、體積不變，密度不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。 (3)溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)為熵減的放熱反應(yīng)。C項(xiàng)，K＝＝100。根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，溫度越低，壓強(qiáng)越大，原料氣轉(zhuǎn)化率越高，采取5 MPa和250 ℃，一是考慮速率問(wèn)題，二是考慮設(shè)備問(wèn)題。 5．汽車(chē)尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對(duì)汽車(chē)加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。 (1)4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·mol－1 對(duì)于該反應(yīng)，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí)，下列圖像正確的是________(填代號(hào))。 (2)

19、汽車(chē)尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。 820 ℃時(shí)在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，起始時(shí)按照下表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)，K＝1.0。 起始物質(zhì)的量 甲 乙 丙 n(H2O)/mol 0.10 0.20 0.20 n(CO)/mol 0.10 0.10 0.20 ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_______。 ②平衡時(shí)，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是________。比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙________甲；丙________甲(填“>”、“＝”或“<”)。 ③丙容器中，通過(guò)改變溫

20、度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度________(填“升高”或“降低”)，平衡常數(shù)K________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 答案　(1)乙　(2)①K＝?、?0%　>?。健、劢档汀≡龃? 解析　通過(guò)溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響能夠判斷化學(xué)平衡的圖像問(wèn)題；通過(guò)溫度對(duì)放熱反應(yīng)的影響可判斷化學(xué)平衡常數(shù)的變化，同時(shí)可由化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算某反應(yīng)物的變化量，從而得出該物質(zhì)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率。 (1)4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都增大，甲中正反應(yīng)速率在T2時(shí)沒(méi)有增大，故錯(cuò)誤；升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，CO的濃度

21、增大，CO的體積分?jǐn)?shù)增大，故丙不正確。 (2)根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.0可以得出c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，反應(yīng)前后氣體體積不變，可得出n(CO2)·n(H2)＝n(CO)·n(H2O)。①甲容器中起始時(shí)n(CO)＝n(H2O)＝0.10 mol，滿(mǎn)足等式就是反應(yīng)物轉(zhuǎn)化了一半，故CO的轉(zhuǎn)化率為50%。②乙容器中起始時(shí)n(H2O)＝0.20 mol，相當(dāng)于在甲容器中增大c(H2O)，平衡正向移動(dòng)，n(CO)減少，CO的轉(zhuǎn)化率增大；丙容器中起始時(shí)n(CO2)＝n(H2)＝0.20 mol，相當(dāng)于兩個(gè)甲容器中的量，假設(shè)兩個(gè)甲容器合二為一，反應(yīng)到達(dá)平衡后，縮小體積至一半變成丙容器，即對(duì)體系加壓，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變化。③丙容器中改變溫度，CO的轉(zhuǎn)化率增大說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故需降低溫度；平衡正向移動(dòng)，生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，故K增大。 8