《高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力提升練六 第一篇 專題通關(guān)攻略 專題二 基本理論 2 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力提升練六 第一篇 專題通關(guān)攻略 專題二 基本理論 2 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
專題能力提升練 六
化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
(建議用時:20分鐘)
一、選擇題
1.(2016福州一模)一定條件下,Cu2+、Mn2+、Fe3+的濃度對乙酸在光照下催化降解速率的影響如圖所示。下列判斷不正確的是( )
A.該實驗方案的缺陷之一是未做空白對照實驗
B.Cu2+、Mn2+提高乙酸降解速率的最佳濃度為0.1 mmolL-1
C.Fe3+不能提高乙酸降解速率
D.相同條件下,乙酸在Cu2+、Mn2+、Fe3+作用下的降解速率依次減小
【解析】選A。各離子濃度為0時,乙酸在光照下的降解速率為70%,這一條件下的數(shù)值就是三個實驗的對照實驗,A選項錯誤。根據(jù)圖象分析,Cu2+、Mn2+提高乙酸降解速率的最佳濃度為0.1 mmolL-1,B正確;根據(jù)圖象可知,Fe3+的加入會使乙酸的降解速率減小,C正確;在同一條件下,如三種離子濃度相等時,乙酸在Cu2+作
用下的降解速率最大,Fe3+最小,D正確。
2.(2016四川高考)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時CH4的體積分數(shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.該反應(yīng)的焓變ΔH>0
B.圖中Z的大小為a>3>b
C.圖中X點對應(yīng)的平衡混合物中=3
D.溫度不變時,圖中X點對應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小
【解析】選A。據(jù)圖分析,隨著溫度升高甲烷的體積分數(shù)逐漸減小,說明升溫平衡正向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A正確;的比值越大,起始時水蒸氣濃度越大,則甲烷的轉(zhuǎn)化率越大,甲烷的體積分數(shù)越小,故a<3
v(b)
D.圖乙中,溫度恒定時,c點的反應(yīng)正在向逆反應(yīng)方向進行
【解析】選C。圖甲中,d點正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)處于平衡狀態(tài),平衡后升溫,平衡向逆反應(yīng)方向移動,故v(逆)>v(正),曲線1表示逆反應(yīng)速率,A、B正確;乙圖中,p2壓強大,反應(yīng)速率快,C錯誤;p1達到平衡時SO2的體積分數(shù)大于c點時SO2的體積分數(shù),所以反應(yīng)向生成SO2的方向進行,D正確。
3.(2016都江堰一模)Fenton試劑常用于氧化降解有機污染物X。在一定條件下,反應(yīng)初始時c(X)=2.010-3molL-1,反應(yīng)10 min進行測定,得圖1和圖2。下列說法不正確的是( )
A.50℃,pH在3～6時,X降解率隨pH增大而減小
B.pH=2,溫度在40～80℃時,X降解率隨溫度升高而增大
C.無需再進行后續(xù)實驗,就可以判斷最佳反應(yīng)條件是:pH=3、溫度為80℃
D.pH=2,溫度為50℃時,10 min內(nèi)X的平均降解速率v(X)=1.4410-4molL-1min-1
【解析】選C。由圖1可知,50℃、pH在3～6時,X降解率隨pH增大而減小,A
正確;由圖2可知,pH=2、溫度在40～80℃時,X降解率隨溫度升高而增大,B正確;因溶液pH、溫度都會影響X的降解率,故還需要進行pH=3時溫度對X降解率影響的實驗或溫度為80℃時pH對X降解率影響的實驗,C錯誤;由圖2可知,pH=2、50℃時X的轉(zhuǎn)化率為72%,X的濃度變化量Δc(X)=2.010-3molL-172%=1.4410-3molL-1,故v(X)=1.4410-4molL-1min-1,D正確。
二、非選擇題
4.(2016淮南一模)工業(yè)上先將煤轉(zhuǎn)化為CO,再利用CO和水蒸氣反應(yīng)制H2時,存在以下平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)向2 L恒容密閉容器中充入CO和H2O(g),800℃時測得部分數(shù)據(jù)如下表。
t/min
0
1
2
3
4
n(H2O)/mol
1.20
1.04
0.90
0.70
0.70
n(CO)/mol
0.80
0.64
0.50
0.30
0.30
則從反應(yīng)開始到2 min時,用H2表示的反應(yīng)速率為________;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________(小數(shù)點后保留1位有效數(shù)字)。
(2)相同條件下,向2 L恒容密閉容器中充入1 mol CO、1 mol H2O(g)、2 mol CO2(g)、2 mol H2(g),此時v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(3)已知該反應(yīng)在不同的溫度下的平衡常數(shù)值分別為
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.19
1.00
0.60
0.38
某溫度下,如果平衡濃度符合下列關(guān)系式:3c(CO)c(H2O)=5c(H2)c(CO2)判斷此時的溫度是______________。
【解析】(1)從反應(yīng)開始到2 min時,H2O的物質(zhì)的量變化量為0.3 mol,則生成
0.3 mol氫氣,用H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)==0.075 molL-1min-1;反應(yīng)物和生成物濃度不變時,達到平衡狀態(tài),3 min后達到平衡狀態(tài),容器體積為2 L,則c(H2O)=0.350 molL-1,c(CO)=0.150 molL-1,c(H2)=c(CO2)=0.600 molL-1-0.350 molL-1=0.250 molL-1,化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K==1.2。
(2)向2 L恒容密閉容器中充入1 mol CO、1 mol H2O(g)、2 mol CO2、2 mol H2,各物質(zhì)濃度分別為:0.5 molL-1、0.5 molL-1、1 molL-1、1 molL-1,濃度商==4>1.2,平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以v(正)K,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。
5.(2016海口二模)磺酰氯(SO2Cl2)和亞硫酰氯(SOCl2)均是實驗室常見試劑。
已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g)
ΔH=akJmol-1 K1(Ⅰ)
SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)
ΔH=bkJmol-1 K2(Ⅱ)
(1)反應(yīng):SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)的平衡常數(shù)K=________(用K1、K2表示)。
(2)為研究不同條件對反應(yīng)(Ⅰ)的影響,以13.5 g SO2Cl2充入2.0 L的燒瓶中,在101 kPa、375 K時,10 min達到平衡,平衡時SO2Cl2轉(zhuǎn)化率為0.80,則0～10 min Cl2的平衡反應(yīng)速率為________,平衡時容器內(nèi)壓強為________kPa,該溫度的平衡常數(shù)為_______________________;
若要減小SO2Cl2轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施是____________(列舉一種)。
【解析】(1)SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)是由(Ⅰ)、(Ⅱ)相加得到,故平衡常數(shù)為兩者之積,反應(yīng)熱為兩者之和,則:K=K1K2。
(2)13.5 g SO2Cl2的物質(zhì)的量為=0.1 mol,10 min達到平衡時SO2Cl2轉(zhuǎn)化率為0.80,則轉(zhuǎn)化的SO2Cl2為0.080 mol,則:
SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g)
起始量
(mol): 0.1 0 0
變化量
(mol): 0.080 0.080 0.080
平衡量
(mol): 0.020 0.080 0.080
v(Cl2)==0.0040 molL-1min-1;平衡時總物質(zhì)的量為0.020 mol+0.080 mol+0.080 mol=0.180 mol,故平衡時壓強為:101 kPa=181.8 kPa;
該溫度下平衡常數(shù)K===0.16 molL-1。
若要減小轉(zhuǎn)化率,可通過縮小容器體積即增大壓強的方法。
答案:(1)K1K2
(2)0.0040 molL-1min-1 181.8 0.16 molL-1 增大壓強(或縮小容器體積)
【加固訓(xùn)練】
對氮及其化合物的研究具有重要意義。
(1)在1 L密閉容器中,4 mol氨氣在一定條件下分解生成氮氣和氫氣。2 min時反應(yīng)吸收熱量為46.1 kJ,此時氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________________。
(2)某恒溫恒壓條件下,向容積為VL的密閉容器中,起始充入1 mol N2、3 mol H2、16 mol NH3,發(fā)生N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。達到平衡后,N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為amol、bmol、cmol,此時容器的容積為1.1VL,回答下列問題:
①起始時反應(yīng)速率v(正)________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②平衡時a=________,b=________。
③若平衡后再充入3.6 mol NH3,重新建立平衡時容器的容積為________L。
(3)原料H2還可通過反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)獲取。
①T℃時,向容積固定為5 L的容器中充入1 mol水蒸氣和1 mol CO,反應(yīng)達平衡后,測得CO的濃度為0.08 molL-1,則平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為____________,
該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為________。
②保持溫度仍為T℃,改變水蒸氣和CO的初始物質(zhì)的量之比,充入容積固定為5 L的容器中進行反應(yīng),下列描述能夠說明體系處于平衡狀態(tài)的是________(填字母序號)。
a.容器內(nèi)壓強不隨時間改變
b.混合氣體的密度不隨時間改變
c.單位時間內(nèi)生成amol CO2的同時消耗amol H2
d.混合氣中n(CO)∶n(H2O)∶n(CO2)∶n(H2)=1∶16∶6∶6
【解析】(1)根據(jù)4 mol氨氣轉(zhuǎn)化率為25%,可以計算出分解2 mol氨氣吸收92.2 kJ的熱量。
(2)①恒溫恒壓條件下,平衡后容器體積增大,說明氣體物質(zhì)的量增加,反應(yīng)逆向進行,v(正)v(正)
C.保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.64 mol A和0.64 mol B,平衡時n(C)<0.48 mol
D.其他條件不變,向平衡體系中再充入0.32 mol A,再次平衡時,B的轉(zhuǎn)化率增大
【解析】選D。v(C)=2v(B)=2=0.008 molL-1min-1,A錯誤;正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動,故達新平衡前v(正)>v(逆),B錯誤;原平衡時,生成n(C)=(0.32-0.20)mol2=0.24 mol,若充入0.64 mol A和0.64 mol B相等于把兩個反應(yīng)容器壓縮至一個,平衡不移動,故n(C)=0.48 mol,C錯誤;其他條件不變,向平衡體系中再充入0.32 mol A,平衡正向移動,B的轉(zhuǎn)化率增大,D項正確。
2.已知:NH2COO-+2H2OHC+NH3H2O?，F(xiàn)用兩份氨基甲酸銨溶液在不同溫度(T1和T2)下實驗,得到c(NH2COO-)隨時間變化關(guān)系,如圖所示。以下分析正確的是
( )
A.無法判斷T1和T2的大小關(guān)系
B.T1時,第6 min反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率為6.25 %
C.T2時,0～6 min,v(NH2COO-)=0.3 molL-1min-1
D.往平衡體系加水稀釋,平衡右移,溶液中各種離子濃度減小
【解析】選B。由圖象可以看出,用時6 min內(nèi),T2溫度下氨基甲酸銨濃度變化大,所以T2>T1,A錯誤;在T1時,第6 min,反應(yīng)物由2.4 molL-1降低到2.25 molL-1,反應(yīng)掉0.15 molL-1,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率為(0.152.4)100%=6.25%,B正確;T2時,0～6 min,v(NH2COO-)=(2.2-1.9)6=0.05(molL-1min-1),C錯誤;往平衡體系中加水稀釋,平衡右移,溶液堿性減弱,酸性增強,H+濃度升高,D錯誤。
【加固訓(xùn)練】
一定溫度下,將1 mol A和1 mol B氣體充入2 L密閉容器,發(fā)生反應(yīng):A(g)+B(g) xC(g)+D(s) ΔH>0,t1時達到平衡。在t2、t3時刻分別改變反應(yīng)的一個條件,測得容器中氣體C的濃度隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A.t1～t3間該反應(yīng)的平衡常數(shù)均為4
B.反應(yīng)方程式中的x=1
C.t2時刻改變的條件是使用催化劑
D.t3時刻改變的條件是移去少量物質(zhì)D
【解析】選A。由圖可知,t2時刻C的濃度增大,但平衡不移動,故改變的條件應(yīng)是增大壓強,反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和相等,故x=1+1=2,B、C項錯誤;t1～t3間溫度相同,由圖可知t1時刻平衡時,c(C)=0.5 molL-1,則:
A(g)+ B(g)2C(g)+D(s)
開始(molL-1): 0.5 0.5 0
變化(molL-1): 0.25 0.25 0.5
平衡(molL-1): 0.25 0.25 0.5
代入數(shù)值計算平衡常數(shù)K=4,A正確;D是固體,改變D的用量,不影響平衡移動,t3時刻改變條件時C的瞬時濃度不變,平衡向正反應(yīng)移動,可能是增大反應(yīng)物的濃度或升高溫度,D項錯誤。
3.一定溫度下,在甲、乙、丙三個容積均為2 L的恒容密閉容器中投入SO2(g)和O2(g),發(fā)生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),起始物質(zhì)的量及SO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示:
甲
乙
丙
起始
物質(zhì)
的量
n(SO2)/mol
0.4
0.8
0.8
n(O2)/mol
0.24
0.24
0.48
SO2的平衡轉(zhuǎn)化率/%
80
α1
α2
下列判斷中,正確的是( )
A.甲中反應(yīng)的平衡常數(shù)小于乙
B.該溫度下,平衡常數(shù)值為400
C.丙中反應(yīng)可以用平衡分壓表示平衡常數(shù)Kp,則Kp的大小受溫度、壓強影響
D.平衡時,甲中O2的轉(zhuǎn)化率大于乙中O2的轉(zhuǎn)化率
【解析】選B。在反應(yīng)方程式確定的情況下,平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),甲、乙處于相同溫度,平衡常數(shù)相同,A項錯誤;利用甲組數(shù)據(jù)計算得平衡常數(shù)為400,B項正確;對于一定條件下的某一可逆反應(yīng),用平衡濃度表示的平衡常數(shù)和平衡分壓表示的平衡常數(shù),表示方法不同,其數(shù)值不同,但意義相同,平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與壓強、濃度變化無關(guān),C項錯誤;乙相當于在甲中增加0.4 mol SO2(g),平衡正向移動,乙中O2的轉(zhuǎn)化率大,D項錯誤。
【互動探究】
(1)平衡時,乙中SO2的轉(zhuǎn)化率________80%(填“>”“<”或“=”)。
提示:<。乙相當于在甲中增加0.4 mol SO2(g),平衡正向移動,乙中O2的轉(zhuǎn)化率增大,SO2的轉(zhuǎn)化率減小。
(2)若上述是在恒壓條件下進行的,則α2________80%(填“>”“<”或“=”)。
提示:=。在恒壓條件下,甲和丙是等效平衡,轉(zhuǎn)化率相等。
二、非選擇題
4.向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,在溫度為T時發(fā)生如下反應(yīng)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。反應(yīng)過程中部分數(shù)據(jù)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:
(1)反應(yīng)在前50 s的平均速率v(PCl5)=________。
(2)相同溫度下,若起始時向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,則此時v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(3)保持其他條件不變,升高溫度,重新達到平衡時,c(PCl3)=0.11 molL-1,則正反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
【解析】(1)v(PCl5)=v(PCl3)=0.16 mol/(2.0 L50 s)=1.610-3molL-1s-1。
(2) PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
起始量
(mol) 1.0 0 0
轉(zhuǎn)化量
(mol) 0.20 0.20 0.20
平衡量
(mol) 0.80 0.20 0.20
K==0.025,此時濃度商Qc==0.02<0.025,v(正)>v(逆)。
(3)平衡時c(PCl3)=0.202=0.10(molL-1),升高溫度其濃度增大,平衡正向移動,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。
答案:(1)1.610-3molL-1s-1
(2)> (3)吸熱
【加固訓(xùn)練】
在Cu2O/ZnO做催化劑的條件下,將CO(g)和H2(g)充入容積為2 L的密閉容器中發(fā)生化合反應(yīng)生成CH3OH(g),CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反應(yīng)過程中,CH3OH的物質(zhì)的量(n)與時間(t)及溫度的關(guān)系如下圖。
根據(jù)題意回答下列問題:
(1)反應(yīng)達到平衡時,平衡常數(shù)表達式K=__________________________;
升高溫度,K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)在500℃,從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=________。
(3)若其他條件不變,對處于Z點的體系,將體積壓縮至原來的1/2,達到新的平衡后,下列有關(guān)該體系的說法正確的是________。
a.氫氣的濃度與原平衡比減少
b.正、逆反應(yīng)速率都加快
c.甲醇的物質(zhì)的量增加
d.重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)據(jù)研究,反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O,反應(yīng)體系中含少量的CO2有利于維持Cu2O的量不變,原因是:_____________________________________________
(寫出相關(guān)的化學(xué)方程式并輔以必要的文字說明)。
【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),K=;根據(jù)圖象知升高溫度,平衡向逆方向移動,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,K值減小。
(2)在500℃時,達到平衡時,甲醇的物質(zhì)的量增加了0.4 mol,所以氫氣的物質(zhì)的量減少了0.8 mol,v(H2)=0.8 mol2 L2 s=0.2 molL-1s-1。
(3)對處于Z點的平衡體系,將體積壓縮至原來的1/2,各物質(zhì)的濃度均增大,a錯誤;正逆反應(yīng)速率都加快,b正確;平衡正向移動,甲醇的物質(zhì)的量增加,c正確;平衡正向移動,氫氣減少,甲醇增加,所以n(H2)/n(CH3OH)減小,d錯誤。
(4)CO2有利于抑制反應(yīng)Cu2O+CO2Cu+CO2向正方向移動,所以體系中有CO2可以抑制Cu2O被還原。
答案:(1) 減小
(2)0.2 molL-1s-1
(3)bc
(4)Cu2O+CO2Cu+CO2,體系中有CO2可以抑制Cu2O被還原。
5.氮、碳都是重要的非金屬元素,含氮、碳元素的物質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。
(1)請寫出工業(yè)上由NH3制取NO的化學(xué)方程式___________________________。
(2)一定條件下,鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng):Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如圖甲所示。
①該反應(yīng)的逆反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②T℃、pPa壓強下,在體積為VL的容器中進行反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________。
A.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
B.容器內(nèi)壓強不再變化
C.v正(CO2)=v逆(FeO)
(3)一定條件下,2.24 L(折算為標準狀況)N2O和CO的混合氣體在點燃條件下恰好完全反應(yīng),放出bkJ熱量。生成的3種產(chǎn)物均為大氣組成氣體,并測得反應(yīng)后氣體的密度是反應(yīng)前氣體密度的倍。請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________
________________________。
【解析】(1)氨催化氧化生成NO和水,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。
(2)①根據(jù)圖象,溫度升高,平衡常數(shù)增大,所以該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)。②據(jù)反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),A.該反應(yīng)向右進行,氣體的平均相對分子質(zhì)量減少,則當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A正確;B.該反應(yīng)是氣體體積不發(fā)生變化的反應(yīng),容器內(nèi)壓強始終保持不變,B錯誤;C.FeO是固體,沒有化學(xué)反應(yīng)速率,C錯誤。
(3)大氣組成氣體有氮氣、氧氣和CO2等,則N2O和CO反應(yīng)生成N2、CO2和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4N2O+2CO4N2+2CO2+O2,混合氣體的總物質(zhì)的量為0.1 mol,恰好反應(yīng),則反應(yīng)的CO為0.1/3 mol,放出bkJ的熱量,則2 mol CO反應(yīng)放出b(0.1/3)2=60bkJ的熱量,所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4N2O(g)+2CO(g)4N2(g)+2CO2(g)+O2(g) ΔH=-60bkJmol-1。
答案:(1)4NH3+5O24NO+6H2O
(2)①放熱 ②A
(3)4N2O(g)+2CO(g)4N2(g)+2CO2(g)+O2(g)
ΔH=-60bkJmol-1
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