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2019-2020年高考化學二輪復習 專題限時訓練6 化學反應速率與化學平衡
一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有1個選項符合題意)
1.(xx湖北黃岡中學5月模擬)在1 L密閉容器發(fā)生反應:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-Q kJ mol-1(Q>0),容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表:
濃度
時間
起始
0.8
1.6
0
第2 min
0.6
a
0.2
第4 min
0.3
0.975
0.5
第6 min
0.3
0.975
0.5
第8 min
0.7
1.475
0.1
第10 min
0.7
1.475
0.1
下列說法錯誤的是( )
A.反應在第2 min到第4 min時,O2的平均速率為0.187 5 mol(Lmin)-1
B.反應在第2 min時改變了某一條件,該條件可能是使用催化劑或升高溫度
C.第4 min、第8 min時分別達到化學平衡,且平衡常數(shù)相同
D.在開始反應的前2 min內(nèi),該反應放出0.05Q kJ的熱量
2.一定條件下,在密閉容器中,能表示反應X(g)+2Y(g)2Z(g)一定達到化學平衡狀態(tài)的是( )
①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2?、赬、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化?、廴萜髦械膲簭姴辉侔l(fā)生變化
④單位時間內(nèi)生成n mol Z,同時生成2n mol Y
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
3.將E和F加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應:E(g)+F(s)2G(g),忽略固體體積,平衡時G的體積分數(shù)(%)隨溫度和壓強的變化如下表所示:
壓強/MPa
體積分數(shù)/%
溫度/℃
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1 000
e
f
83.0
①b
0?、躃(1 000 ℃)>K(810 ℃)
上述①~④中正確的有( )
A.4個 B.3個 C.2個 D.1個
4.(xx福建漳州七校聯(lián)考)可逆反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),反應過程中,當其他條件不變時,C的百分含量與溫度(T)和壓強(p)的關系如圖。下列敘述正確的是( )
A.達平衡后,若升溫,平衡左移
B.達平衡后,加入催化劑則C的百分含量增大
C.化學方程式中a+b>c+d
D.達平衡后,減少A的量有利于平衡向右移動
5.(xx四川成都二診)一定條件下存在反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反應放熱?，F(xiàn)有三個相同的2 L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O,在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2,在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 ℃條件下開始反應。達到平衡時,下列說法正確的是( )
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應的平衡常數(shù)相同
C.容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的少
D.容器Ⅰ中CO的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和小于1
6.已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJmol-1。相同溫度下,在體積為1 L的兩個恒溫密閉容器中,加入一定量的反應物發(fā)生反應。相關數(shù)據(jù)如下:
容器
編號
起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol
達平衡過程體系
能量的變化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
放出熱量:32.8 kJ
②
0
0
1
4
熱量變化:Q
下列說法中不正確的是( )
A.容器①中反應達平衡時,CO的轉化率為80%
B.平衡時,容器①中CO的轉化率等于容器②中CO2的轉化率
C.平衡時,兩容器中CO2的濃度相等
D.容器①中CO正反應速率等于H2O的正反應速率
7.一定溫度下,將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJmol-1,測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1∶6,下列說法正確的是( )
A.平衡常數(shù)K=
B.達到平衡后NO2與SO2的轉化率相等
C.SO3和NO的體積比保持不變可以證明達到平衡狀態(tài)
D.在反應過程中可能存在c(NO2)=c(SO2)
二、非選擇題(共3小題,共58分)
8.(xx北京房山期末)(18分)在450 ℃并有催化劑存在下,在體積為1 L的密閉恒溫容器中,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應:2SO2+O22SO3。
(1)已知:64 g SO2完全轉化為SO3會放出85 kJ熱量。
SO2轉化為SO3的熱化學方程式是 。
(2)該反應的化學平衡常數(shù)表達式K= 。
(3)降低溫度,化學反應速率 。該反應K值將 ,壓強將 。(填“增大”“減小”或“不變”)
(4)450 ℃時,在一密閉容器中,將二氧化硫與氧氣混合,反應過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖,反應處于平衡狀態(tài)的時間段是 。
A.10~15 min B.15~20 min
C.20~25 min D.25~30 min
(5)在15 min時,SO2的轉化率是 。
9.(xx河北石家莊質(zhì)檢二,26)(20分)合成氨是人類研究的重要課題,目前工業(yè)合成氨的原理為:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93.0 kJmol-1
(1)某溫度下,在2 L密閉容器中發(fā)生上述反應,測得數(shù)據(jù)如下:
時間/h
物質(zhì)的量/mol
0
1
2
3
4
N2
2.0
1.83
1.7
1.6
1.6
H2
6.0
5.49
5.1
4.8
4.8
NH3
0
0.34
0.6
0.8
0.8
①0~2 h內(nèi),v(N2)= 。
②平衡時,H2的轉化率為 ;該溫度下,反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)K= 。
③若保持溫度和體積不變,起始投入的N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol,達到平衡后,NH3的濃度與上表中相同的為 (填選項字母)。
A.a=1、b=3、c=0 B.a=4、b=12、c=0
C.a=0、b=0、c=4 D.a=1、b=3、c=2
(2)另據(jù)報道,常溫、常壓下,N2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應,生成NH3和O2。已知:H2的燃燒熱ΔH=-286 kJmol-1,則制備NH3反應的熱化學方程式為 。
(3)采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+),通過電解法也可合成氨,原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。在電解法合成氨的過程中,應將N2不斷地通入 極,該電極反應為 。
10.(xx河南安陽二模,28)(20分)1923年以前,甲醇一般是用木材或其廢料的分解蒸餾來生產(chǎn)的?，F(xiàn)在工業(yè)上合成甲醇幾乎全部采用一氧化碳或二氧化碳加壓催化加氫的方法,工藝過程包括造氣、合成凈化、甲醇合成和粗甲醇精餾等工序。
已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數(shù)如下表所示:
化學反應
平衡常數(shù)
溫度/℃
500
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
K3
(2)某溫度下反應①中H2的平衡轉化率(a)與體系總壓強(p)的關系如下圖所示。則平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)K(A) K(B)(填“>”“<”或“=”)。據(jù)反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系,則K3= (用K1、K2表示)。
(3)在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應②,已知c(CO)與反應時間t變化曲線Ⅰ如下圖所示,若在t0時刻分別改變一個條件,則曲線Ⅰ可變?yōu)榍€Ⅱ和曲線Ⅲ。當曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ時,改變的條件是 。當曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅲ時,改變的條件是 。
(4)甲醇燃料電池有著廣泛的用途,若采用鉑為電極材料,兩極上分別通入甲醇和氧氣,以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液,則該堿性燃料電池的負極反應是 。
六 化學反應速率與化學平衡
1.C 解析:A項,反應在第2 min到第4 min時v(NH3)==0.15 mol(Lmin)-1,v(O2)=v(NH3)=0.187 5 mol(Lmin)-1,正確。B項,在第2 min時改變了某一條件,使反應速率大大加快。改變的條件可能是使用催化劑或升高溫度,正確。C項,第4 min的化學平衡常數(shù)K1=、第8 min時達到化學平衡的平衡常數(shù)K2=,二者數(shù)值不相等,錯誤。D項,在開始反應的前2 min內(nèi),NH3發(fā)生反應的物質(zhì)的量為0.2 mol。根據(jù)熱化學方程式可知:該反應放出0.05Q kJ的熱量,正確。
2.C 解析:X、Y、Z的物質(zhì)的量之比等于其化學計量數(shù)之比,不能作為平衡的標志,①錯;X、Y、Z的濃度保持不變可以作為平衡的標志,②對;該反應為反應前后氣體分子數(shù)不相等的反應,密閉容器中壓強保持不變可以作為平衡的標志,③對;單位時間內(nèi)生成n mol Z的同時生成n mol Y時正逆反應速率相等,④錯。
3.A 解析:該反應為氣體體積增大的反應,所以ΔS>0,③正確;溫度一定時,增大壓強平衡向左移動,所以810 ℃時,54.0>a>b,1 000 ℃時,e>f>83.0,故b83.0,所以溫度升高時,平衡向正反應方向移動,正反應為吸熱反應,K(1 000 ℃)>K(810 ℃),④正確,915 ℃ 2.0 MPa時,G的體積分數(shù)為75.0%,設起始E的物質(zhì)的量濃度為x,E的轉化濃度為y,則
E(g)+F(s)2G(g)
起始濃度(molL-1): x 0
轉化濃度(molL-1): y 2y
平衡濃度(molL-1): x-y 2y
100%=75.0% y=x
則E的轉化率為60%,②正確。
4.A 解析:溫度T2時先達到平衡狀態(tài),說明T2時反應速率快,因此T2>T1。溫度高C的百分含量低,說明升高溫度平衡向逆反應方向移動,正反應是放熱反應,A正確。催化劑只能改變反應速率,而不能改變平衡狀態(tài),所以達平衡后,加入催化劑C的百分含量不變,B不正確。壓強p1時先達到平衡狀態(tài),說明p1>p2,壓強高C的百分含量低,說明增大壓強平衡向逆反應方向移動,正反應是體積增大的可逆反應,因此a+b
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化學反應速率與化學平衡
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