2019版高考化學(xué)大二輪優(yōu)選習(xí)題 專題二 化學(xué)基本理論 專題突破練8 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡.doc

專題突破練8化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡一、選擇題(本題包括8個(gè)小題,每小題8分,共64分)1.(2018福建廈門高三質(zhì)檢)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-198 kJmol-1,在V2O5存在時(shí),該反應(yīng)的機(jī)理為V2O5+SO22VO2+SO3(快)4VO2+O22V2O5(慢)下列說(shuō)法正確的是()A.反應(yīng)速率主要取決于V2O5的質(zhì)量B.VO2是該反應(yīng)的催化劑C.逆反應(yīng)的活化能大于198 kJmol-1D.增大SO2的濃度可顯著提高反應(yīng)速率答案C解析由反應(yīng)機(jī)理可得,V2O5是該反應(yīng)的催化劑,反應(yīng)速率與催化劑V2O5的質(zhì)量有一定關(guān)系,但主要取決于催化劑V2O5的表面積,故A、B都錯(cuò)誤;H=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能=-198 kJmol-1,所以逆反應(yīng)的活化能大于198 kJmol-1,故C正確;使用催化劑可以顯著提高反應(yīng)速率,增大SO2的濃度可以提高反應(yīng)速率(不是顯著提高),故D錯(cuò)誤。2.(2018山東濟(jì)寧高三期末)將0.2 molL-1 KI溶液和0.05 molL-1 Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應(yīng)后,取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn),能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2的是()A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黃色沉淀生成C.向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液,有藍(lán)色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍(lán)色答案A解析0.2 molL-1的KI溶液和0.05 molL-1 Fe2(SO4)3溶液等體積混合,KI過(guò)量,向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色,說(shuō)明溶液中仍含有Fe3+,能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,故A項(xiàng)正確;由于KI過(guò)量,因此KI和AgNO3溶液產(chǎn)生黃色沉淀,不能說(shuō)明溶液中存在I-,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)生成Fe2+,向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液,有藍(lán)色沉淀生成,不能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)生成I2,向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍(lán)色,不能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2018河北定州中學(xué)高補(bǔ)質(zhì)檢)反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一密閉容器中進(jìn)行,下列說(shuō)法或結(jié)論能夠成立的是()A.當(dāng)v正(CO)=v正(H2)時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)B.其他條件不變僅將容器的體積縮小一半,再次平衡時(shí)H2O(g)的平衡濃度可能是原來(lái)的2.1倍C.保持體積不變,充入少量He使體系壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率一定增大D.其他條件不變,適當(dāng)增加C(s)質(zhì)量會(huì)使平衡正向移動(dòng)答案B解析正逆反應(yīng)速率相等時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;其他條件不變僅將容器的體積縮小一半,平衡逆向移動(dòng),再次平衡時(shí)H2O(g)的平衡濃度可能是原來(lái)的2.1倍,故B項(xiàng)正確;保持體積不變,充入少量He使體系壓強(qiáng)增大,反應(yīng)物濃度不變,反應(yīng)速率不變,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;增加固體的質(zhì)量,平衡不移動(dòng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2018福建晉江季延中學(xué)高三檢測(cè))在催化劑作用下用乙醇制乙烯,乙醇轉(zhuǎn)化率和乙烯選擇性(生成乙烯的物質(zhì)的量與乙醇轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量的比值)隨溫度、乙醇進(jìn)料量(單位:mLmin-1)的關(guān)系如圖所示(保持其他條件相同)。在410440 溫度范圍內(nèi),下列說(shuō)法不正確的是()A.當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定時(shí),隨乙醇轉(zhuǎn)化率增大,乙烯選擇性升高B.當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定時(shí),隨溫度的升高,乙烯選擇性不一定增大C.當(dāng)溫度一定時(shí),隨乙醇進(jìn)料量增大,乙醇轉(zhuǎn)化率減小D.當(dāng)溫度一定時(shí),隨乙醇進(jìn)料量增大,乙烯選擇性增大答案A解析根據(jù)圖像,當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定時(shí),隨乙醇轉(zhuǎn)化率增大,乙烯選擇性逐漸升高,但溫度高于430 時(shí),乙烯選擇性逐漸降低,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;根據(jù)題左圖,當(dāng)溫度一定時(shí),隨乙醇進(jìn)料量增大,乙醇轉(zhuǎn)化率減小,故C項(xiàng)正確;根據(jù)題右圖,當(dāng)溫度一定時(shí),隨乙醇進(jìn)料量增大,乙烯選擇性增大,故D項(xiàng)正確。5.(2018湖北襄陽(yáng)第五中學(xué)高三模擬)碳熱還原制備氮化鋁的總反應(yīng)化學(xué)方程式為Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)。在溫度、容積恒定的反應(yīng)體系中,CO的濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖曲線甲所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.在不同時(shí)刻都存在關(guān)系:3v(N2)=v(CO)B.c點(diǎn)切線的斜率表示該化學(xué)反應(yīng)在t時(shí)刻的瞬時(shí)速率C.從a、b兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到b時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率D.維持溫度、容積不變,若減少N2的物質(zhì)的量進(jìn)行反應(yīng),曲線甲將轉(zhuǎn)變?yōu)榍€乙答案D解析根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比分析,3v(N2)=v(CO),A項(xiàng)正確;c點(diǎn)處的切線的斜率是此時(shí)刻物質(zhì)濃度除以此時(shí)刻時(shí)間,為一氧化碳的瞬時(shí)速率,B項(xiàng)正確;題給圖像中a、b點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)濃度和時(shí)間,因此從a、b兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到b時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率,C項(xiàng)正確;維持溫度、容積不變,若減少N2的物質(zhì)的量進(jìn)行反應(yīng),平衡逆向進(jìn)行,達(dá)到新的平衡狀態(tài)與原來(lái)的平衡狀態(tài)不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2018河北滄州教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè))某科研小組利用如下反應(yīng)消除NO和CO的污染:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=x kJmol-1。T 時(shí),在容積為2 L的恒容密閉容器中充入2 mol NO和2 mol CO,保持溫度不變,5 min末達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)c(N2)=0.4 molL-1。下列說(shuō)法中不正確的是()A.x<0B.(NO)=80%C.05 min內(nèi),v(CO)=0.16 molL-1min-1D.保持溫度不變,若再向上述平衡體系中充入2 mol NO和2 mol CO,重新達(dá)到平衡時(shí),c(N2)=0.8 molL-1答案D解析該反應(yīng)S<0,若要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,則必須為放熱反應(yīng),故H<0,即x<0,故A項(xiàng)正確;5 min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),c(N2)=0.4 molL-1,則n(N2)=0.4 molL-12 L=0.8 mol,根據(jù)方程式可知反應(yīng)中n(NO)=n(CO)=1.6 mol,則NO的轉(zhuǎn)化率(NO)=1.6mol2mol100%=80%,故B項(xiàng)正確;v(NO)=n(NO)Vt=1.6mol2 L5min=0.16 molL-1min-1,故C項(xiàng)正確;5 min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),n(NO)=n(CO)=(2-1.6) mol=0.4 mol,則平衡時(shí)c(NO)=c(CO)=0.2 molL-1,又因?yàn)閏(N2)=0.4 molL-1,c(CO2)=0.8 molL-1,所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)=0.40.820.220.22。保持溫度不變,再充入2 mol NO和2 mol CO,平衡向右移動(dòng),假設(shè)重新達(dá)平衡時(shí),c(N2)=0.8 molL-1,則平衡轉(zhuǎn)化率不變,各物質(zhì)的濃度分別為c(NO)=c(CO)=0.4 molL-1,c(CO2)=1.6 molL-1,則Qc=c(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)=0.81.620.420.42K,故假設(shè)不成立,即重新達(dá)到平衡時(shí)c(N2)0.8 molL-1時(shí),此時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行,達(dá)到新平衡時(shí),c(N2)>0.8 molL-1,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.(2018天津耀華中學(xué)高三月考)T 時(shí),在一固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(g)+B(g)C(s)H<0,按照不同配比充入A、B,達(dá)到平衡時(shí)容器中A、B濃度變化如圖中曲線(實(shí)線)所示,下列判斷正確的是()A.T 時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)值為4B.c點(diǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡,此時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行C.若c點(diǎn)為平衡點(diǎn),則此時(shí)容器內(nèi)的溫度高于T D.T 時(shí),直線cd上的點(diǎn)均為平衡狀態(tài)答案C解析根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式,K=1c(A)c(B)=14,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;c點(diǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡,若要達(dá)到平衡,應(yīng)向d點(diǎn)移動(dòng),A、B的濃度降低,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;如果c點(diǎn)達(dá)到平衡,此時(shí)的平衡常數(shù)小于T 時(shí)的平衡常數(shù),說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即升高溫度,C項(xiàng)正確;平衡常數(shù)只受溫度的影響,與濃度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān),因此曲線ab是平衡線,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.如圖所示,向A、B中均充入1 mol X、1 mol Y,起始時(shí)A、B的體積都等于1 L。在同溫、同壓和催化劑存在的條件下,關(guān)閉活塞K,使兩容器中都發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)H<0,達(dá)平衡時(shí),A的體積為1.4 L。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.兩容器中的反應(yīng)分別達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物X的反應(yīng)速率:v(B)>v(A)B.A容器中X的轉(zhuǎn)化率為80%C.平衡時(shí)的壓強(qiáng):pA<pBD.平衡時(shí)Y的體積分?jǐn)?shù):A>B答案D解析A為恒壓過(guò)程,B為恒容過(guò)程,該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中B的壓強(qiáng)大于A,反應(yīng)物X的反應(yīng)速率:v(B)>v(A),故A正確;A中達(dá)到平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為1.42 mol=2.8 mol,增多0.8 mol,根據(jù)反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g),每有1 mol X參加反應(yīng),生成物增多1 mol,現(xiàn)增多0.8 mol,則反應(yīng)了0.8 mol X,故A容器中X的轉(zhuǎn)化率為80%,故B正確;A為恒壓過(guò)程,B為恒容過(guò)程,該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中B的壓強(qiáng)大于A,平衡時(shí)的壓強(qiáng):pA<pB,故C正確;A為恒壓過(guò)程,B為恒容過(guò)程,該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中B的壓強(qiáng)大于A,A中正向進(jìn)行的程度大于B,平衡時(shí)Y的體積分?jǐn)?shù):A<B,故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括2個(gè)小題,共36分)9.(2018山東濟(jì)南第一中學(xué)高三月考)(18分)氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。以生物材質(zhì)(以C計(jì))與水蒸氣反應(yīng)制取H2是一種低耗能、高效率的制H2方法。該方法由氣化爐制造H2和燃燒爐再生CaO兩步構(gòu)成。氣化爐中涉及的反應(yīng)為:.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1;.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2;.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)K3。(1)該工藝制H2總反應(yīng)可表示為C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),其反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(用K1、K2、K3的代數(shù)式表示)。在2 L的密閉容器中加入一定量的C(s)、H2O(g)和CaO(s)。下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是。a.容器內(nèi)混合物的質(zhì)量不變b.H2與H2O(g)的物質(zhì)的量之比不再變化c.混合氣體的密度不再變化d.形成a mol HH鍵的同時(shí)斷裂2a mol HO鍵(2)對(duì)于反應(yīng),不同溫度和壓強(qiáng)對(duì)H2產(chǎn)率的影響如下表。壓強(qiáng)溫度p1/MPap2/MPa500 45.6%51.3%700 67.8%71.6%由表中數(shù)據(jù)判斷:p1(填“>”“<”或“=”)p2。下列圖像正確的是。(3)已知反應(yīng)的H=-41.1 kJmol-1,CO鍵、OH鍵、HH鍵的鍵能分別為803 kJmol-1,464 kJmol-1、436 kJmol-1,則CO中碳氧鍵的鍵能為 kJmol-1。(4)對(duì)于反應(yīng),若平衡時(shí)再充入CO2,使其濃度增大到原來(lái)的2倍,則平衡向(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng);當(dāng)重新平衡后,CO2的濃度(填“變大”“變小”或“不變”)。答案(1)K1K2K3bc(2)>BD(3)1 072.9(4)正反應(yīng)不變解析(1)根據(jù)題意,反應(yīng)、相加可得反應(yīng)C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=K1K2K3;根據(jù)質(zhì)量守恒定律,容器內(nèi)混合物的質(zhì)量始終不變,不能判斷達(dá)到平衡狀態(tài),a錯(cuò)誤;H2與H2O(g)的物質(zhì)的量之比不再變化,說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,能夠判斷達(dá)到了平衡狀態(tài),b正確;C為固體,反應(yīng)后氣體的質(zhì)量增大,容器的體積不變,則混合氣體的密度不再變化,能夠判斷達(dá)到了平衡狀態(tài),c正確;形成a mol HH鍵的同時(shí)斷裂2a mol HO鍵描述的都是正反應(yīng)速率,不能判斷達(dá)到了平衡狀態(tài),d錯(cuò)誤;(2)根據(jù)反應(yīng).C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1,相同溫度條件下,減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),氫氣的產(chǎn)率增大,因此p1>p2;減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),與圖像不符,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)表格數(shù)據(jù),升高溫度,氫氣的產(chǎn)率增大,說(shuō)明平衡正向移動(dòng),與圖像吻合,B項(xiàng)正確;升高溫度,平衡正向移動(dòng),水的含量減少,降低壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),水的含量減少,與圖像不符,C項(xiàng)錯(cuò)誤;升高溫度,平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)增大,與圖像吻合,D項(xiàng)正確。(3)設(shè)CO中碳氧鍵的鍵能為x kJmol-1,反應(yīng).CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的H=-41.1 kJmol-1=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(x+4642) kJmol-1-(8032+436) kJmol-1,解得x=1 072.9;(4)反應(yīng).CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s),若平衡時(shí)再充入CO2,使其濃度增大到原來(lái)的2倍,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng);溫度不變,平衡常數(shù)不變,K=1c(CO2),則重新平衡后,CO2濃度不變。10.(2018安徽六安示范高中聯(lián)盟高三期末)(18分)汽車尾氣中的主要污染物是NO和CO。為減輕大氣污染,人們提出通過(guò)以下反應(yīng)來(lái)處理汽車尾氣:(1)T 下,在一容積不變的密閉容器中,通入一定量的NO和CO,用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間時(shí)NO和CO的濃度如下表:時(shí)間/s012345c(NO)/10-4 molL-110.04.50c11.501.001.00c(CO)/10-3 molL-13.603.05c22.752.702.70則c2較合理的數(shù)值為(填字母標(biāo)號(hào))。A.4.20B.4.00C.2.95D.2.85(2)將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)組溫度/起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所需的時(shí)間/minH2OCOCOH2650242.41.65900121.60.43900abcd1若a=2,b=1,則c=,三組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)的關(guān)系K()K()K()(填“>”“<”或“=”)。(3)控制反應(yīng)條件,CO和H2可以用來(lái)合成甲醇和二甲醚,其中合成二甲醚的化學(xué)方程式為3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),在相同條件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡轉(zhuǎn)化率隨氫碳比n(H2)n(CO)的變化如圖所示:合成二甲醚的最佳氫碳比為。甲醇使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致污染,可用電解法消除這種污染。其原理是電解CoSO4、稀硫酸和CH3OH的混合溶液,將Co2+氧化為Co3+,Co3+再將CH3OH氧化成CO2,Co3+氧化CH3OH的離子方程式為。答案(1)D(2)0.6>=(3)1.06Co3+CH3OH+H2OCO2+6Co2+6H+解析(1)由表中數(shù)據(jù)可知4 s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,13 s內(nèi)CO濃度變化量為3.0510-3 molL-1-2.7510-3 molL-1=310-4 molL-1,該2 s內(nèi)平均每秒內(nèi)變化量為1.510-4 molL-1,隨反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)速率減小,該2 s中前1 s內(nèi)CO濃度變化量應(yīng)大于1.510-4 molL-1,則2 s時(shí)CO的濃度小于3.0510-3 molL-1-1.510-4 molL-1=2.910-3 molL-1,故2 s時(shí)CO的濃度應(yīng)介于2.7510-32.910-3 molL-1之間,選項(xiàng)中只有2.8510-3 molL-1符合。(2)由實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù),根據(jù)“三段式”:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度/(molL-1)0.5100轉(zhuǎn)化濃度/(molL-1)0.20.20.20.2平衡濃度/(molL-1)0.30.80.20.2可得900 時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.20.20.30.8在實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)a=2,b=1時(shí),根據(jù)“三段式”:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度/(molL-1)10.500轉(zhuǎn)化濃度/(molL-1)0.5-c20.5-c2d2d2平衡濃度/(molL-1)0.5+c2c2d2d2根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可得0.5-c2=d2,則d=1-c,根據(jù)相同溫度下平衡常數(shù)相等可得1-c21-c2(0.5+c2)c2=0.20.20.30.8,解得c=0.6;650 時(shí)根據(jù)“三段式”可得H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度/(molL-1)1200轉(zhuǎn)化濃度/(molL-1)0.80.80.80.8平衡濃度/(molL-1)0.21.20.80.8則平衡常數(shù)K=0.80.80.21.2>0.20.20.30.8,又因?yàn)槠胶獬?shù)只與溫度有關(guān),則三組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)的關(guān)系K()>K()=K()。(3)根據(jù)圖像可知?dú)涮急葹?.0時(shí)合成二甲醚的轉(zhuǎn)化率最高,則合成二甲醚的最佳氫碳比為1.0。根據(jù)電子得失守恒、原子守恒以及電荷守恒可知Co3+氧化CH3OH的離子方程式為6Co3+CH3OH+H2OCO2+6Co2+6H+。