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2019-2020年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第八章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡真題實(shí)戰(zhàn)3(含解析)
1.[高考集萃]判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“”。
(1)[xx江蘇高考]2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH>0。( )
(2)[xx江蘇高考]對于乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)(ΔH<0),加入少量濃硫酸并加熱,該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大。( )
(3)[xx天津高考]某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,因此該反應(yīng)是熵增反應(yīng)。( )
(4)[xx江蘇高考]反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH<0。( )
(5)[xx重慶高考]一定條件下發(fā)生反應(yīng)E(g)+F(s)===2G(g),該反應(yīng)ΔS>0。( )
(6)[xx江蘇高考]CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng)的ΔH<0。( )
(7)[2011江蘇高考]一定溫度下,反應(yīng)MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS>0。( )
(8)[2011上海高考]同一物質(zhì):固體→液體→氣體的變化是焓增和熵增的過程。( )
答案:(1) (2) (3)√ (4)√ (5)√ (6) (7)√ (8)√
解析:(1)已知反應(yīng)是一個(gè)熵減的反應(yīng),若常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則需要ΔH<0,錯(cuò)誤;(2)此反應(yīng)ΔH<0,加熱平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,錯(cuò)誤;(3)根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0為自發(fā)反應(yīng)可知,若ΔH>0,則ΔS一定大于0,正確;(4)該反應(yīng)ΔS<0,若要能自發(fā)進(jìn)行,需ΔG=ΔH-TΔS<0,故ΔH一定小于0,正確;(5)氣體分子數(shù)個(gè)數(shù)增多,ΔS>0,正確;(6)該反應(yīng)ΔS>0,而反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,說明焓變不利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行,錯(cuò)誤;(7)由Mg在Cl2中燃燒放熱可知該反應(yīng)ΔH>0,且氣體分子數(shù)增多,ΔS>0,正確;(8)固體―→液體―→氣體需吸收能量,且混亂度增大,正確。
2.[xx四川高考]在10 L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
下列說法正確的是( )
A. 實(shí)驗(yàn)①中,若5 min時(shí)測得n(M)=0.050 mol,則0至5 min時(shí)間內(nèi),用N表示的平均反應(yīng)速率v(N)=1.010-2 mol(Lmin)-1
B. 實(shí)驗(yàn)②中,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.0
C. 實(shí)驗(yàn)③中,達(dá)到平衡時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為60%
D. 實(shí)驗(yàn)④中,達(dá)到平衡時(shí),b>0.060
答案:C
解析:A項(xiàng),0至5 min內(nèi),v(M)==110-3 mol(Lmin)-1,v(N)=v(M)=110-3 mol(Lmin)-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)“三段式”:
X(g) + Y(g)M(g)+N(g)
初始(molL-1) 0.010 0.040 0 0
轉(zhuǎn)化(molL-1) 0.008 0.008 0.008 0.008
平衡(molL-1) 0.002 0.032 0.008 0.008
K==1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
實(shí)驗(yàn)③,根據(jù)“三段式”得:
X(g)?。(g) M(g)+N(g)
初始(molL-1) 0.020 0.030 0 0
轉(zhuǎn)化(molL-1) x x x x
平衡(molL-1) 0.020-x 0.030-x x x
根據(jù)溫度不變,K不變可得
=1,x=0.012
X的轉(zhuǎn)化率=100%=60%,C項(xiàng)正確;
由實(shí)驗(yàn)①②中數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),900 ℃時(shí)的平衡常數(shù)應(yīng)小于800 ℃時(shí)的平衡常數(shù),假設(shè)實(shí)驗(yàn)④中K=1,則
=1
b=0.060
綜上所述,900 ℃達(dá)到平衡時(shí)b<0.060,D錯(cuò)誤。
3.[xx安徽高考]臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應(yīng)為:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,下列由該反應(yīng)相關(guān)圖象作出的判斷正確的是( )
A
B
升高溫度,平衡常數(shù)減小
0~3 s內(nèi),反應(yīng)速率為:
v(NO2)=0.2 molL-1
C
D
t1時(shí)僅加入催化劑,平衡正向移動(dòng)
達(dá)平衡時(shí),僅改變x,則x為c(O2)
答案:A
解析:本題考查化學(xué)平衡原理,涉及圖象分析、平衡常數(shù)、反應(yīng)速率計(jì)算及反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等內(nèi)容。A項(xiàng)正確,由圖象可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,說明此反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡將逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減??;B項(xiàng)錯(cuò)誤,v(NO2)應(yīng)等于0.2 molL-1s-1;C項(xiàng)錯(cuò)誤,加入催化劑,平衡不發(fā)生移動(dòng);D項(xiàng)錯(cuò)誤,達(dá)平衡時(shí),增大c(O2),平衡逆向移動(dòng),NO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)減小。
4.[xx重慶高考]將E和F加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):E(g)+F(s)2G(g)。忽略固體體積,平衡時(shí)G的體積分?jǐn)?shù)(%)隨溫度和壓強(qiáng)的變化如下表所示:
①b
0
④K(1000 ℃)>K(810 ℃)
上述①~④中正確的有( )
A. 4個(gè) B. 3個(gè)
C. 2個(gè) D. 1個(gè)
答案:A
解析:1.0 MPa、810 ℃時(shí)G的平衡體積分?jǐn)?shù)為54.0%,2.0 MPa、915 ℃時(shí)G的平衡體積分?jǐn)?shù)為75.0%,由題意可知加壓平衡向左移動(dòng),G的體積分?jǐn)?shù)減小,只有正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫平衡向右移動(dòng)才能得到上面的結(jié)果,故該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。b與f相比壓強(qiáng)大,溫度低,均有利于平衡左移,①正確;915 ℃、2.0 MPa時(shí)G的平衡體積分?jǐn)?shù)為75.0%,設(shè)E的初始量為a mol,轉(zhuǎn)化量為x mol,
E(g)+F(s)2G(g)
起始 a mol 0 mol
轉(zhuǎn)化 x mol 2x mol
平衡 (a-x) mol 2x mol
則100%=75.0%,x=0.6a,E的轉(zhuǎn)化率為:100%=60%,②正確;由方程式可知1 mol氣體E與固體F反應(yīng)可生成2 mol氣體G,③正確;降溫,平衡向左移動(dòng),平衡常數(shù)減小,④正確。故選項(xiàng)A正確。
5.[高考集萃]按要求填寫空白。
(1)[xx山東高考]研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí),涉及如下反應(yīng):
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)
①4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(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)(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min時(shí)反應(yīng)(Ⅱ)達(dá)到平衡。測得10 min內(nèi)v(ClNO)=7.510-3 molL-1min-1,則平衡后n(Cl2)=________mol,NO的轉(zhuǎn)化率α1=________。其他條件保持不變,反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常數(shù)K2________ (填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取的措施是________________________________________________________________________。
(2)[xx重慶高考]儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物,如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫:(g)(g)+3H2(g)。在某溫度下,向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷,其起始濃度為a molL-1,平衡時(shí)苯的濃度為b molL-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。
(3)[xx福建高考]已知t ℃時(shí),反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。
①t ℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO)∶n(CO2)=________。
②若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t ℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x=________。
(4)[xx山東高考]利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體,發(fā)生如下反應(yīng):
TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g) ΔH>0 (Ⅰ)
反應(yīng)(Ⅰ)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=________,若K=1,向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為________。
答案:(1)①?、?.510-2 75% > 不變 升高溫度
(2) mol3L-3
(3)①4∶1?、?.05
(4) 66.7%
解析:(1)①將題干中已知的兩個(gè)方程式做如下處理:(Ⅰ)2-(Ⅱ)可得4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),其平衡常數(shù)K=。
②根據(jù)“三段式”:
2NO(g) + Cl2(g) 2ClNO(g)
起始(molL-1) 0.1 0.05 0
轉(zhuǎn)化(molL-1) 0.1α1 0.05α1 0.1α1
平衡(molL-1) 0.1-0.1α1 0.05-0.05α1 0.1α1
v(ClNO)==7.510-3 molL-1min-1,得α1=75%,平衡時(shí)n(Cl2)=(0.05-0.05α1)molL-12 L=0.025 mol。該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),恒壓條件下相對于恒容條件下,壓強(qiáng)增大,平衡右移,NO的轉(zhuǎn)化率增大,即α2>α1;化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)K2不變;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度可使平衡常數(shù)K2減小。
(2)K=== mol3L-3。
(3)①反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(CO2)/c(CO)=0.25,則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO)∶n(CO2)=c(CO)∶c(CO2)=4∶1。②已轉(zhuǎn)化的FeO的物質(zhì)的量為0.01 mol。則有:
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)
起始/mol 0.02 x 0
轉(zhuǎn)化/mol 0.01 0.01 0.01
平衡/mol 0.01 x-0.01 0.01
根據(jù)平衡常數(shù)的定義有:=0.25,解得x=0.05。
(4)固體物質(zhì)不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中,故K=。設(shè)容器的體積為1 L,
則TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)
起始濃度(molL-1) 1 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(molL-1) 2x x x
平衡濃度(molL-1) 1-2x x x
代入平衡常數(shù)表達(dá)式得:=1,解得x=1/3
故I2的轉(zhuǎn)化率≈66.7%。
6.[xx浙江高考]煤炭燃燒過程中會(huì)釋放出大量的SO2,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低了脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)
ΔH1=+218.4 kJmol-1(反應(yīng)Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)
ΔH2=-175.6 kJmol-1(反應(yīng)Ⅱ)
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件是________。
(2)對于氣體參與的反應(yīng),表示平衡常數(shù)Kp時(shí)用氣體組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替該氣體物質(zhì)的量的濃度c(B),則反應(yīng)Ⅱ的Kp=________ (用表達(dá)式表示)。
(3)假設(shè)某溫度下,反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2),則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是________。
(4)通過監(jiān)測反應(yīng)體系中氣體濃度的變化可判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時(shí)發(fā)生,理由是___________________________________________。
(5)圖1為實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分?jǐn)?shù)與平衡時(shí)固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應(yīng)體系中SO2生成量的措施有________。
A. 向該反應(yīng)體系中投入石灰石
B. 在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度
C. 提高CO的初始體積百分?jǐn)?shù)
D. 提高反應(yīng)體系的溫度
(6)恒溫恒容條件下,假設(shè)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ同時(shí)發(fā)生,且v1>v2,請?jiān)趫D2中畫出反應(yīng)體系中c(SO2)隨時(shí)間t變化的總趨勢圖。
答案:(1)高溫
(2)
(3)C
(4)如果氣相中SO2和CO2兩種氣體的濃度之比隨時(shí)間發(fā)生變化,則表明兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生
(5)ABC
(6)如圖所示
解析:本題考查化學(xué)反應(yīng)原理相關(guān)知識(shí),意在考查考生的分析判斷能力。
(1)反應(yīng)Ⅰ的ΔH>0,ΔS>0,高溫時(shí)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。(2)依題給信息,可得反應(yīng)Ⅱ的Kp=。(3)反應(yīng)Ⅰ速率較快,說明該反應(yīng)活化能較低,結(jié)合反應(yīng)Ⅰ吸熱,反應(yīng)Ⅱ放熱,可判斷C圖正確。(4)反應(yīng)Ⅰ生成SO2、CO2兩種氣態(tài)產(chǎn)物,反應(yīng)Ⅱ只生成CO2一種氣態(tài)產(chǎn)物,若c(SO2)/c(CO2)不變,只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,若c(SO2)=0,c(CO2)或c(CO)發(fā)生變化,只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,若c(SO2)/c(CO2)發(fā)生變化,則反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ同時(shí)發(fā)生。(5)向反應(yīng)體系中投入石灰石,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),c(CO2)增大,反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動(dòng),SO2的量減少,A正確;在合適溫度區(qū)間內(nèi)降低反應(yīng)溫度,反應(yīng)Ⅰ逆向進(jìn)行,SO2的量減小,B正確,D錯(cuò)誤;CO體積分?jǐn)?shù)增大,由圖1知CaS質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大,c(CO2)增大,反應(yīng)Ⅰ逆向進(jìn)行,SO2的量減少,故C正確。(6)因反應(yīng)Ⅰ速率快,c(SO2)先增大,隨著反應(yīng)Ⅱ的進(jìn)行,使c(CO2)增大,反應(yīng)Ⅰ逆向進(jìn)行,c(SO2)減小,當(dāng)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均達(dá)到平衡時(shí),c(SO2)不再變化,由此可畫出c(SO2)隨時(shí)間變化的曲線圖。
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