專題化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡訓(xùn)練
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1、 專題 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡訓(xùn)練 縱觀2012各省市高考試題,化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡屬于必考內(nèi)容。任何化學(xué)反應(yīng)都涉及到快慢的問題,特別是化工生產(chǎn)中和實(shí)驗室制備物質(zhì)時,都要認(rèn)真考慮反應(yīng)進(jìn)行的快慢及改變的方法如何,所以每年的高考都會出現(xiàn)本部分的題目。在命題中出現(xiàn)的題型主要是選擇題,同一個問題可能從不同角度來考查;另外,除直接考查基本知識外,還增加了考查學(xué)生分析問題能力和應(yīng)用知識能力的題目??疾榈闹饕R點(diǎn)有:①利用化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行的有關(guān)計算;②反應(yīng)中各物質(zhì)反應(yīng)速率之間的關(guān)系;③根據(jù)濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑、顆粒大小、光等外界條件的改變,定性判斷化學(xué)反應(yīng)速率的變化。預(yù)測2013年
2、高考,通過化學(xué)反應(yīng)速率測定的方法考查數(shù)學(xué)處理能力,重點(diǎn)考查考生對化學(xué)反應(yīng)速率的理解,對化學(xué)反應(yīng)速率表示方法的認(rèn)識,以及運(yùn)用化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量比的關(guān)系進(jìn)行有關(guān)的簡單計算。 例題(2012·福建)12 一定條件下,溶液的酸堿性對TiO2光催化染料R降解反應(yīng)的影響如右圖所示。下列判斷正確的是 A.在0-50min之間, pH =2 和 PH= 7 時 R 的降解百分率相等 B.溶液酸性越強(qiáng), R 的降解速率越小 C.R的起始濃度越小,降解速率越大 D.在 20-25min之間, pH = 10 時 R 的平均降解速率為 0.04mol·L-1·min-1 【答案】A
3、(2012·四川)12.在體積恒定的密閉容器中,一定量的SO2與1.100molO2在催化劑作用下加熱到600℃發(fā)生反應(yīng):2SO2 + O2 2SO3,ΔH<0。當(dāng)氣體的物質(zhì)的量減少0.315mol時反應(yīng)達(dá)到平衡,在相同溫度下測得氣體壓強(qiáng)為反應(yīng)前的82.5%。下列有關(guān)敘述正確的是 A.當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時反應(yīng)達(dá)到平衡 B.降低溫度,正反應(yīng)速率減小程度比逆反應(yīng)速率減小程度大 C.將平衡混合氣體通入過量BaCl2溶液中,得到沉淀的質(zhì)量為161.980g D.達(dá)到平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率為90% 【解析】:2SO2 + O2 2SO3
4、, 始量 amol 1.100mol 0 mol 變量 2xmol xmol 2xmol 平衡 (a-2x) mol (1.100-x) mol 2xmol 由題意可得,a+1.100-(a-2x)- (1.100-x)- 2x=0.315,(a+1.100-2x)/(a+1.100)=0.825,解得a=0.7,x=0.315。 SO3的生成速率與SO2的消耗速率都是正反應(yīng)速率,不能用來判斷是否達(dá)到平衡,A不正確;降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)速率減小程度比逆反應(yīng)速率減小程度小,B
5、不正確;將平衡混合氣體通入過量BaCl2溶液中,只有SO3會反應(yīng)產(chǎn)生沉淀硫酸鋇,質(zhì)量為0.315mol×233g/ mol=73.395 g,C不正確;達(dá)到平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率為0.63/0.7=90%,D正確。【答案】:D (2012·全國新課標(biāo)卷)27.(15分)光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。 (1)實(shí)驗室常用來制備氯氣的化學(xué)方程式為 ; (2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO,已知CH4、H2、和CO的燃燒熱(ΔH)分別為
6、-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ.mol-1和-283.0kJ.mol-1,則生成1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量為 ; (3)實(shí)驗室中可用氯仿(CHCl3)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ; (4)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g) ΔH=+108kJ·mol-1。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出): ①計算反應(yīng)在第8m
7、in時的平衡常數(shù)K= ; ②比較第2min反應(yīng)溫度T(2)與第8min反應(yīng)溫度T(8)的高低:T(2) T(8) (填“<”、“>”或“=”), ③若12min時反應(yīng)于溫度T(8)下重新達(dá)到平衡,則此時c(COCl2)= mol·L-1; ④比較產(chǎn)物CO在2-3min、5-6min和12-13min時平均反應(yīng)速率(平均反應(yīng)速率分別以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13))的大小 ; ⑤比較反應(yīng)物COCl2在5-6min和15-16min時平均反應(yīng)速率的大?。?/p>
8、v(5-6) v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是 。 【答案】 (1)MnO2+4HCl(濃)△ MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)5.52×103 KJ (3)CHCl3+H2O2=COCl2+H2O+HCl (4)①0.234 mol·L-1 ②< ③0.031mol·L-1 ④v(5-6)> v(2-3)=v(12-13) ⑤> 在相同溫度時,該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高,反應(yīng)速率越大 ΔH=ΔH1-2ΔH2-2ΔH3=(-890.3)kJ·moL-1-2×
9、(-285.8)kJ·moL-1-2×(-283.0)kJ·moL-1=247.3 kJ·moL-1,即生成2mol CO,需要吸熱247.3 KJ,那么要得到1立方米的CO,吸熱為(1000/22.4)×247.3/2=5.52×103 KJ。 (4)由圖示可知8min時COCl2、Cl2、CO三種物質(zhì)的濃度分別為0.04mol·L-1、0.11 mol·L-1、0.085 mol·L-1。所以此時其平衡常數(shù)為:0.11 mol·L-1×0.085 mol·L-1÷0.04 mol·L-1=0.23 4mol·L-1。第8min時反應(yīng)物的濃度比第2min時減小,生成物濃度增大,平衡向正反應(yīng)
10、方向移動。又因為正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以T(2)<T(8)。④根據(jù)圖像變化可知:在2min時升溫 。在10min時 增加COCl2的濃度,在12min時,反應(yīng)達(dá)到平衡 。在相同溫度時,該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高,反應(yīng)速率越大,v(5-6)>v(15-16)。 1.(2011江蘇高考15)700℃時,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g) CO2+H2(g) 反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t1>t2): 反應(yīng)時間/min n(CO)/mol H2O/ mol 0 1.20 0.60 t1 0.80 t2 0.2
11、0 下列說法正確的是 A.反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)=0.40/t1 mol·L-1·min-1 B.保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到達(dá)平衡時,n(CO2)=0.40 mol。 C.保持其他條件不變,向平衡體系中再通入0.20molH2O,與原平衡相比,達(dá)到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率增大,H2O的體積分?jǐn)?shù)增大 D.溫度升至800℃,上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 2.(2010·江蘇,14)在溫度、容積相同的3個密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測得反應(yīng)達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知N2(g)+
12、3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1]: 容 器 甲 乙 丙 反應(yīng)物投入量 1 mol N2、3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3 NH3的濃度(mol·L-1) c1 c2 c3 反應(yīng)的能量變化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 體系壓強(qiáng)(Pa) p1 p2 p3 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 α1 α2 α3 下列說法正確的是( ) A.2c1>c3 B.a(chǎn)+b=92.4 C.2p2<p3 D.α1+α3<1 3、(2011安徽高考9)電鍍廢液中Cr2O72-可通過下列
13、反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4): Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2 PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH< 0 該反應(yīng)達(dá)平衡后,改變橫坐標(biāo)表示的反應(yīng)條件,下列示意圖正確的是 4、(2011北京高考12)已知反應(yīng):2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分別在0℃和20℃下,測得其轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)隨時間變化的關(guān)系曲線(Y-t)如下圖所示。下列說法正確的是 A.b代表0℃下CH3COCH3的Y-t曲線 B.反應(yīng)進(jìn)行到20min末,H3COCH3的 C.升高溫度可縮短反應(yīng)達(dá)平衡的時間并能提高平衡轉(zhuǎn)
14、化率 D.從Y=0到Y(jié)=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的 5、(2011天津)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,在一定條件下使反應(yīng)SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)達(dá)到平衡,正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是 A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài) B.反應(yīng)物濃度:a點(diǎn)小于b點(diǎn) C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量 D.△t1=△t2時,SO2的轉(zhuǎn)化率:a~b段小于b~c段 6、(2011四川)可逆反應(yīng)①X(g)+2Y(g)2Z(g) 、②2M(g)N(g)+P(g)分別在密閉容器的兩個反應(yīng)室中進(jìn)行,反應(yīng)室之間有無摩擦、可滑動的
15、密封隔板。反應(yīng)開始和達(dá)到平衡狀態(tài)時有關(guān)物理量的變化如圖所示: 下列判斷正確的是 A. 反應(yīng)①的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B. 達(dá)平衡(I)時體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時體系的壓強(qiáng)之比為14:15 C. 達(dá)平衡(I)時,X的轉(zhuǎn)化率為 D. 在平衡(I)和平衡(II)中M的體積分?jǐn)?shù)相等 7、在某條件下,容器中有可逆反應(yīng)A+4B 2C+D;ΔH<0,達(dá)到平衡狀態(tài)時,A、B、C的物質(zhì)的量均為a mol,而D的物質(zhì)的量為d mol。如果要使在本反應(yīng)重新建立的平衡中,D的物質(zhì)的量只允許在d mol到2d mol之間取值,則應(yīng)采取的措施是( ) A.減小反應(yīng)容器內(nèi)的壓強(qiáng) B.
16、增大反應(yīng)容器內(nèi)的壓強(qiáng) C.減小反應(yīng)容器的體積 D.降低反應(yīng)的溫度 8、(2009·北京理綜,9)已知H2(g)+I(xiàn)2(g) 2HI(g) ΔH<0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同溫度下分別達(dá)到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度,應(yīng)采取的措施是( ) A.甲、乙提高相同溫度 B.甲中加入0.1 mol He,乙不變 C.甲降低溫度,乙不變 D.甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2 9.加入0.1 mol Mn
17、O2粉末于50 mL過氧化氫溶液(ρ=1.1 g·mL-1)中,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時間的關(guān)系如圖所示。 (1)實(shí)驗時放出氣體的總體積是______________。 (2)放出一半氣體所需的時間為______________。 (3)反應(yīng)放出氣體所需時間為______________。 (4)A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序為________。 (5)解釋反應(yīng)速率變化的原因_______________________________________________。 10、(201浙江高考27,14分)某研究小組在實(shí)驗室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平
18、衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測定。 (1)將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。 實(shí)驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表: 溫度(℃) 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡總壓強(qiáng)(kPa) 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡氣體總濃度(×10-3mol/L) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 ①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是___________。 A. B.密閉容器
19、中總壓強(qiáng)不變 C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變 ②根據(jù)表中數(shù)據(jù),列式計算25.0℃時的分解平衡常數(shù):__________________________。 ③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中,在25℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量_____________(填“增加”、“減小”或“不變”)。 ④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H______-_0,熵變△S______0(填>、<或=)。 (2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨
20、基甲酸銨溶液測定水解反應(yīng)速率,得到c(NH2COO-)隨時間變化趨勢如圖所示。 ⑤計算25℃時,0~6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率_______________________。 ⑥根據(jù)圖中信息,如何說明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大:_____________________。 11、(2011山東高考28,14分)研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。 (1)NO2可用水吸收,相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。利用反應(yīng)6NO2+ 8NH37N5+12 H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時,消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是
21、 L。 (2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1 則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。 一定條件下,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.混合氣體顏色保持不變 c.SO3和NO的體積比保持不變 d.每消耗1
22、mol SO3的同時生成1 molNO2 測得上述反應(yīng)平衡時NO2與SO2體積比為1:6,則平衡常數(shù)K= 。 (3)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)ΔH 0(填“>”或“ <”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右,選擇此壓強(qiáng)的理由是 ___________________________ 。 12、(2011安徽高考28,13分)地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。文獻(xiàn)報道某課題組模擬地下水脫氮過程,利用F
23、e粉和KNO3溶液反應(yīng),探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響。 (1)實(shí)驗前:①先用0.1mol ·L-1H2SO4洗滌Fe粉,其目的是____________,然后用蒸餾水洗滌至中性;②將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5;③為防止空氣中的O2對脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入________________________(寫化學(xué)式)。 (2)下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中,測出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式______________________________________
24、____________。t1時刻后,該反應(yīng)仍在進(jìn)行,溶液中NH4+的濃度在增大,F(xiàn)e2+的濃度卻沒有增大,可能的原因是_________ ________________________________ 。 (3)該課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三: 假設(shè)一:溶液的pH; 假設(shè)二:___________________________; 假設(shè)三:___________________________ ; …….. (4)請你設(shè)計實(shí)驗驗證上述假設(shè)一,寫出實(shí)驗步驟及結(jié)論。(已知:溶液
25、中的NO3-濃度可用離子色譜儀測定) 實(shí)驗步驟及結(jié)論: 答案 1、BC 2、BD 3、A 4、D 5、D 6、C 7、D 8、C 9、(1)60 mL (2)1 min (3)2 min (4)D>C>B>A (5)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c(H2O2)逐漸降低,反應(yīng)速率逐漸變慢 10(1)①BC; ②K=c2(NH3)·c(CO2)=(2c/3)2(1c/3)=1.6×10-8(mol·L-1)3 ③增加; ④>,>。(2)⑤0.05mol·L-1·min-1;⑥25℃反應(yīng)物的起始濃度較小,但0~6min的平均反應(yīng)速率(曲線的斜率)仍比15℃大。
26、 11、(1)3NO2+H2O=NO+2HNO3;6.72 (2)-41.8;b;8/3; (3)< 在1.3×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大,而生產(chǎn)成本增加,得不償失。 12\(1)除去鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì) N2 (2)4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O;生成的Fe2+水解(或和溶液中OH-的結(jié)合); (3)溫度 鐵粉顆粒大小 (4)實(shí)驗步驟及結(jié)論: ①分別取等體積、等濃度的KNO3溶液于不同的試管中; ②調(diào)節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同,并通入氮?dú)猓? ③分別向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種鐵粉; ④
27、用離子色譜儀測定相同反應(yīng)時間時各溶液中NO3-的濃度。若pH不同KNO3溶液中,測出的NO3-濃度不同,表明pH對脫氮速率有影響,否則無影響。 (本題屬于開放性試題,合理答案均可) 解析 1、【分析】本題屬于基本理論中化學(xué)平衡問題,主要考查學(xué)生對速率概念與計算,平衡常數(shù)概念與計算,平衡移動等有關(guān)內(nèi)容理解和掌握程度。高三復(fù)習(xí)要讓學(xué)生深刻理解一些基本概念的內(nèi)涵和外延。 A.反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率應(yīng)該是t1min內(nèi)H2濃度變化與t1的比值,而不是H2物質(zhì)的量的變化與t1的比值。 B.因為反應(yīng)前后物質(zhì)的量保持不變,保持其他條件不變,平衡常
28、數(shù)不會改變,起始時向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,似乎與起始時向容器中充入0.60molH2O和1.20 molCO效果是一致的,到達(dá)平衡時,n(CO2)=0.40 mol。 C.保持其他條件不變,向平衡體系中再通入0.20molH2O,與原平衡相比,平衡向右移動,達(dá)到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率增大,H2O轉(zhuǎn)化率減小,H2O的體積分?jǐn)?shù)會增大。 D.原平衡常數(shù)可通過三段式列式計算(注意濃度代入)結(jié)果為1,溫度升至800℃,上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64,說明溫度升高,平衡是向左移動的,那么正反應(yīng)應(yīng)為放熱反應(yīng)。 2、解析:A項,甲乙是等效平衡,c1=c2,運(yùn)用疊加原理比較乙、丙可
29、得c3>2c2,即c3>2c1;B項,甲反應(yīng)生成NH3的量加乙反應(yīng)消耗NH3的量恰好為2 mol,a+b=92.4;C項,將丙分兩步完成,第一步將4 mol NH3加入2倍體積的容器,達(dá)到與乙一樣的平衡狀態(tài),此時丙的壓強(qiáng)p′3等于p2,第二步將丙的體積壓縮至一倍體積,在這一時刻,丙的壓強(qiáng)p′′3=2p2,增大壓強(qiáng),平衡向右移動,壓強(qiáng)減小,最終平衡時,2p2>p3;D項,甲乙為等效平衡,α1+α2=1,丙的轉(zhuǎn)化率小于α2,α1+α3<1。 3解析:由題意知該反應(yīng)是一個放熱的可逆反應(yīng),升高溫度平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動,依據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知K應(yīng)該減小,A正確;pH增大溶液堿性增強(qiáng),會中和溶液
30、中H+,降低生成物濃度平衡向正方應(yīng)方向移動,Cr2O72-的轉(zhuǎn)化率會增大,B不正確;溫度升高,正、逆反應(yīng)速率都增大,C錯誤;增大反應(yīng)物Pb2+的濃度,平衡向正方應(yīng)方向移動,Cr2O72-的物質(zhì)的量會減小,D不正確。 4解析:溫度高反應(yīng)速率就快,到達(dá)平衡的時間就短,由圖像可與看出曲線b首先到達(dá)平衡,所以曲線b表示的是20℃時的Y-t曲線,A不正確;根據(jù)圖像溫度越高CH3COCH3轉(zhuǎn)化的越少,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,即正方應(yīng)是放熱反應(yīng),C不正確;當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到反應(yīng)進(jìn)行到20min時,從圖像中可以看出b曲線對應(yīng)的轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)高于a曲線對應(yīng)的轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù),這說明b曲線即20℃時對應(yīng)的反應(yīng)速率快,所以
31、,B不正確;根據(jù)圖像可以看出當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到66min時a、b曲線對應(yīng)的轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)均相同,都是0.113,這說明此時生成的CH3COCH2COH(CH3)2一樣多,所以從Y=0到Y(jié)=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的,即選項D正確。 5解析:這是一個反應(yīng)前后體積不變的可逆反應(yīng),由于容器恒容,因此壓強(qiáng)不影響反應(yīng)速率,所以在本題中只考慮溫度和濃度的影響。由圖可以看出隨著反應(yīng)的進(jìn)行正反應(yīng)速率逐漸增大,因為只要開始反應(yīng),反應(yīng)物濃度就要降低,反應(yīng)速率應(yīng)該降低,但此時正反應(yīng)卻是升高的,這說明此時溫度的影響是主要的,由于容器是絕熱的,因此只能是放熱反應(yīng),從而導(dǎo)致容器內(nèi)溫度升高反應(yīng)速率加快,所以選項
32、C不正確;但當(dāng)?shù)竭_(dá)c點(diǎn)后正反應(yīng)反而降低,這么說此時反應(yīng)物濃度的影響是主要的,因為反應(yīng)物濃度越來越小了。但反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),所以選項A、B均不正確;正反應(yīng)速率越快,消耗的二氧化硫就越多,因此選項D是正確的。 6解析:溫度降低時,反應(yīng)②中氣體的物質(zhì)的量減少,說明平衡向正方應(yīng)方向移動,因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng);由圖可以看出達(dá)平衡(I)時體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時體系的壓強(qiáng)之比為;同理可以計算出達(dá)平衡(I)時反應(yīng)①中氣體的物質(zhì)的量是,即物質(zhì)的量減少了,所以達(dá)平衡(I)時,X的轉(zhuǎn)化率為;由于溫度變化反應(yīng)②的平衡已經(jīng)被破壞,因此在平衡(I)和平衡(II)中M的體積分?jǐn)?shù)不相等。 7解析:“D的物質(zhì)的量只允
33、許在d mol到2d mol之間取值”表明平衡向正反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng),降低反應(yīng)的溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,D符合題意?;瘜W(xué)方程式?jīng)]有標(biāo)明各物質(zhì)的聚集狀態(tài),其他選項均不能選。 8解析:在相同體積和溫度的條件下,甲、乙兩容器是等效體系,平衡時兩容器中各組分的濃度相同;若提高相同的溫度,甲、乙兩體系平衡移動的情況相同;若向甲中加入一定量的He,平衡不移動;若向甲中加0.1 mol H2和向乙中加0.1 mol I2,則使平衡移動的效果相同;而降低甲的溫度會使平衡向正向移動,c(HI)提高。 9解析:根據(jù)V—t圖象知,反應(yīng)進(jìn)行至1 min時,放出O2的體積為30 mL,反應(yīng)
34、進(jìn)行至2 min時,放出O2的體積為45 mL,反應(yīng)進(jìn)行至4 min時,放出O2的體積達(dá)最大值60 mL;由V—t曲線的斜率變化可知:D、C、B、A的反應(yīng)速率逐漸減小,這是因為隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c(H2O2)逐漸降低,反應(yīng)速率逐漸變小。 10解析:(1)①A.不能表示正逆反應(yīng)速率相等;B.反應(yīng)進(jìn)行則壓強(qiáng)增大;C.恒容, 反應(yīng)進(jìn)行則密度增大;D.反應(yīng)物是固體,NH3的體積分?jǐn)?shù)始終為2/3 ②需將25℃的總濃度轉(zhuǎn)化為NH3和CO2的濃度;K可不帶單位。 ③加壓,平衡逆移;④據(jù)表中數(shù)據(jù),升溫,反應(yīng)正移,△H>0,固體分解為氣體,△S>0。 (2)⑤;⑥圖中標(biāo)▲與標(biāo)●的曲線相比能確認(rèn)。 10
35、(1)①BC; ②K=c2(NH3)·c(CO2)=(2c/3)2(1c/3)=1.6×10-8(mol·L-1)3 ③增加; ④>,>。(2)⑤0.05mol·L-1·min-1;⑥25℃反應(yīng)物的起始濃度較小,但0~6min的平均反應(yīng)速率(曲線的斜率)仍比15℃大。 11解析:(1)NO2溶于水生成NO和硝酸,反應(yīng)的方程式是3NO2+H2O=NO+2HNO3;在反應(yīng)6NO+ 8NH37N5+12 H2O中NO2作氧化劑,化合價由反應(yīng)前的+4價降低到反應(yīng)后0價,因此當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1.2mol電子時,消耗NO2的物質(zhì)的量為,所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是。 (2)本題考察蓋斯定律的應(yīng)用、化
36、學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及平衡常數(shù)的計算。① 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-196.6 kJ·mol-1 ② 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2=-113.0 kJ·mol-1 。②-①即得出2NO2(g)+2SO2(g)2SO3(g)+2NO(g) ΔH=ΔH2-ΔH1=-113.0 kJ·mol-1 +196.6 kJ·mol-1=+83.6 kJ·mol-1。所以本題的正確答案是41.8;反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的特點(diǎn)體積不變的、吸熱的可逆反應(yīng),因此a不能說明。顏色的深淺與氣體的濃度大小有關(guān),而在反應(yīng)體系中只有
37、二氧化氮是紅棕色氣體,所以混合氣體顏色保持不變時即說明NO2的濃度不再發(fā)生變化,因此b可以說明;SO3和NO是生成物,因此在任何情況下二者的體積比總是滿足1:1,c不能說明;SO3和NO2一個作為生成物,一個作為反應(yīng)物,因此在任何情況下每消耗1 mol SO3的同時必然會生成1 molNO2,因此d也不能說明;設(shè)NO2的物質(zhì)的量為1mol,則SO2的物質(zhì)的量為2mol,參加反應(yīng)的NO2的物質(zhì)的量為xmol。 (3)由圖像可知在相同的壓強(qiáng)下,溫度越高CO平衡轉(zhuǎn)化率越低,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng);實(shí)際生產(chǎn)條件的選擇既要考慮反應(yīng)的特點(diǎn)、反應(yīng)的速率
38、和轉(zhuǎn)化率,還要考慮生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)成本。由圖像可知在1.3×104kPa左右時,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,如果繼續(xù)增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率增加不大,但對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)成本的要求卻增加,所以選擇該生產(chǎn)條件。 11、(1)3NO2+H2O=NO+2HNO3;6.72 (2)-41.8;b;8/3; (3)< 在1.3×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大,而生產(chǎn)成本增加,得不償失。 12【解析】(1)因為鐵易生銹,即鐵表面會有鐵的氧化物等雜質(zhì),所以要用硫酸除去鐵表面的氧化物等雜質(zhì);氧氣具有強(qiáng)氧化性,會氧化生成的Fe2+,為防止該反應(yīng)的發(fā)生必需通入一種保護(hù)原性氣體且
39、不能引入雜質(zhì),因此可以選用氮?dú)猓? (2)由圖像可知反應(yīng)的產(chǎn)物有Fe2+、NH4+和NO氣體,所以該反應(yīng)的離子方程式是:4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O;t1時刻后,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中pH逐漸增大,當(dāng)pH達(dá)到一定程度時就會和反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+結(jié)合,因此其濃度沒有增大; (3)影響反應(yīng)速率的外界因素比較多,例如溫度、濃度、溶液多酸堿性、固體多表面積等等; (4)要驗證假設(shè)一,需要固定其它條件不變,例如硝酸的濃度、反應(yīng)的溫度、鐵的表面積都必需保持一致,然后在相同時間內(nèi)測量溶液中NO3-的濃度(依據(jù)提示:溶液中的NO3-濃度可用離子色譜儀測定)來判斷pH不同時對脫氮
40、對反應(yīng)速率有沒有影響。 12\(1)除去鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì) N2 (2)4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O;生成的Fe2+水解(或和溶液中OH-的結(jié)合); (3)溫度 鐵粉顆粒大小 (4)實(shí)驗步驟及結(jié)論: ①分別取等體積、等濃度的KNO3溶液于不同的試管中; ②調(diào)節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同,并通入氮?dú)猓? ③分別向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種鐵粉; ④用離子色譜儀測定相同反應(yīng)時間時各溶液中NO3-的濃度。若pH不同KNO3溶液中,測出的NO3-濃度不同,表明pH對脫氮速率有影響,否則無影響。 (本題屬于開放性試題,合理答案均可)
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