2019-2020年高三化學(xué)總復(fù)習(xí) 課時跟蹤訓(xùn)練24 第七章 7.3 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 新人教版.doc

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2019-2020年高三化學(xué)總復(fù)習(xí) 課時跟蹤訓(xùn)練24 第七章 7.3 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 新人教版 一、選擇題 1．下列說法中正確的是(　　) A．熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng) B．自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變的反應(yīng) C．凡是放熱反應(yīng)都是能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，而吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng) D．非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能發(fā)生 [解析]　熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)，因?yàn)棣－TΔS<0，故A項(xiàng)正確；有些熵減的過程也能自發(fā)進(jìn)行，非自發(fā)反應(yīng)熵不一定減小或不變，B項(xiàng)錯誤；放熱反應(yīng)不一定都是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，如CH3COOH＋NH4HCO3===CH3COONH4＋CO2↑＋H2O，C項(xiàng)錯誤；有些吸熱反應(yīng)，在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行，D項(xiàng)錯誤。 [答案]　A 2．高溫下，某反應(yīng)達(dá)平衡，平衡常數(shù)K＝。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)的焓變?yōu)檎? B．恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小 C．升高溫度，逆反應(yīng)速率減小 D．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋H2OCO2＋H2 [解析]　根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可得出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2＋H2CO＋H2O，D錯誤；溫度升高，H2濃度減小，平衡正向移動，說明正反應(yīng)是吸熱的，焓變?yōu)檎担蔄正確；在恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)的方法有多種，H2濃度變化不確定，B錯誤；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，C錯誤。 [答案]　A 3．(xx安徽馬鞍山二中月考)25℃時，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入過量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應(yīng)：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，體系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)變化關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A．往平衡體系中加入金屬鉛后，c(Pb2＋)增大 B．往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2＋)變小 C．升高溫度，平衡體系中c(Pb2＋)增大，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) D．25℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.2 [解析]　往平衡體系中加入金屬鉛后，由于固體的濃度不變，不能使平衡發(fā)生移動，c(Pb2＋)不變，A錯誤；往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體，溶液中c(Sn2＋)增大，平衡逆向移動，所以c(Pb2＋)變大，B錯誤；升高溫度，平衡體系中c(Pb2＋)增大，說明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C錯誤；25℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝2.2，D正確。 [答案]　D 4．(xx安徽淮北一中月考)某溫度下，反應(yīng)2A(g)B(g)＋C(g)的平衡常數(shù)為1，在容積為2 L的密閉容器中加入A(g)。20 s時測得各組分的物質(zhì)的量如下表： 物質(zhì) A(g) B(g) C(g) 物質(zhì)的量/mol 1.2 0.6 0.6 下列說法正確的是(　　) A．反應(yīng)前20 s的平均速率為v(A)＝0.6 molL－1s－1 B．20 s時，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率 C．達(dá)平衡時，A(g)的轉(zhuǎn)化率為100% D．若升高溫度，平衡常數(shù)變?yōu)?.5，則反應(yīng)的ΔH<0 [解析]　由題意知前20 s的平均速率為v(A)＝1.2 mol/(2 L20 s)＝0.03 molL－1s－1，A項(xiàng)錯誤；20 s時，Q＝c(B)c(C)/c2(A)＝＝0.25v(逆) [解析]　Δn(M)＝0.8 mol－0.4 mol＝0.4 mol，Δn(N)＝0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol，Δn(Q)＝0.2 mol，所以a∶b∶c＝2∶1∶1，化學(xué)方程式為2M(g)＋N(g)Q(g)。平衡時，c(M)＝＝0.2 mol/L，c(N)＝c(Q)＝＝0.1 mol/L，K＝＝25，A項(xiàng)錯誤；平衡時，M的轉(zhuǎn)化率為100%＝50%，若條件改為恒溫恒壓，反應(yīng)向氣體體積減小的方向進(jìn)行，相當(dāng)于原平衡正向移動，則達(dá)平衡時M的轉(zhuǎn)化率大于50%，B項(xiàng)錯誤；在原條件下，M的體積分?jǐn)?shù)為100%＝50%，由于該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，充入比原反應(yīng)更多的反應(yīng)物時，相當(dāng)于加壓，可逆反應(yīng)的平衡正向移動，所以M的體積分?jǐn)?shù)小于50%，C項(xiàng)正確；向恒容體系中充入少量He，化學(xué)平衡不移動，即v(正)＝v(逆)，D項(xiàng)錯誤。 [答案]　C 6．(xx安徽蕪湖十二中月考)設(shè)反應(yīng)①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)平衡常數(shù)為K1； ②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)平衡常數(shù)為K2。 測得在不同溫度下，K1、K2值如下： 溫度/℃ K1 K2 500 1.00 3.15 700 1.47 2.26 900 2.40 1.60 根據(jù)以上信息判斷下列說法不正確的是(　　) A．若500℃時進(jìn)行反應(yīng)①，則CO2轉(zhuǎn)化率為50% B．900℃進(jìn)行反應(yīng)③H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)，其平衡常數(shù)K3＝1.50 C．反應(yīng)①的焓變ΔH>0，反應(yīng)②的焓變ΔH<0 D．反應(yīng)①平衡體系中通入CO2，在溫度不變的條件下，平衡正向移動，達(dá)到新平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡小 [解析]　根據(jù)數(shù)據(jù)K1隨著溫度升高而增大可知，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)；K2隨著溫度升高而降低，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，C項(xiàng)正確；反應(yīng)①平衡體系中通入CO2，等效于增大壓強(qiáng)，而反應(yīng)①中改變壓強(qiáng)不影響平衡移動，則轉(zhuǎn)化率不變，D項(xiàng)錯誤；若500℃時進(jìn)行反應(yīng)①，＝1，c(CO)＝c(CO2)＝Δc(CO2)，A項(xiàng)正確；K3＝＝＝＝1.50，B項(xiàng)正確。 [答案]　D 二、填空題 7．(xx南寧、桂林一模)在1.0 L真空密閉容器中充入4.0 mol A(g)和4.0 mol B(g)，在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH，測得不同時刻該容器內(nèi)物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表： 時間/min 0 10 20 30 40 n(A)/mol 4.0 2.5 1.5 n2 n3 n(C)/mol 0 1.5 n1 3 3 回答下列問題： (1)隨著溫度的升高，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小，則ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0，反應(yīng)從起始到20 min內(nèi)C的平均反應(yīng)速率是________。 (2)該溫度下，上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為________。平衡時體系內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)是反應(yīng)起始時總壓強(qiáng)的________。 (3)下列選項(xiàng)中能說明該反應(yīng)在一定溫度和恒容條件下達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 A．反應(yīng)速率：vA(正)＋vB(正)＝vC(逆) B．A的質(zhì)量不再改變 C．B的轉(zhuǎn)化率不再改變 D．密度不再改變 (4)若反應(yīng)C(g)A(g)＋B(g)進(jìn)行時需加入稀釋劑X氣體(不參與反應(yīng))，則C的平衡轉(zhuǎn)化率與體系的溫度、壓強(qiáng)、X的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖Ⅰ、圖Ⅱ所示。 ①由圖Ⅰ可知，T1______(填“>”、“<”或“＝”)T2。 ②由圖Ⅱ可知，當(dāng)其他條件不變時，增大X的物質(zhì)的量，C的平衡轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”)，其原因是_______________。 [解析]　(1)溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，說明化學(xué)平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH<0。由20 min內(nèi)Δn(A)＝2.5 mol，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，Δn(C)＝2.5 mol，則v(C)＝＝0.125 molL－1min－1。(2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)知在30 min時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，n(C)＝3 mol，根據(jù)三段式計(jì)算，平衡時n(A)＝n(B)＝1 mol，故平衡時c(C)＝3 mol/L，c(A)＝c(B)＝1 mol/L，則該溫度下平衡常數(shù)K＝＝＝3。等溫度、等體積條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時體系內(nèi)的總壓強(qiáng)與反應(yīng)起始時總壓強(qiáng)之比為＝＝0.625。(3)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時，即vA(正)＝vC(逆)或vB(正)＝vC(逆)時說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，A項(xiàng)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，A的質(zhì)量不再改變，說明正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；C項(xiàng)，B的轉(zhuǎn)化率不再改變，說明正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；D項(xiàng)，因?yàn)闅怏w總質(zhì)量不變，容器體積不變，故密度一直不變，密度不再改變不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。(4)①由圖Ⅰ可知，在相同壓強(qiáng)下，T1溫度下C的平衡轉(zhuǎn)化率大于T2溫度下的，而該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向移動，C的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故T1>T2。②由圖Ⅱ可知，隨著X的物質(zhì)的量的增多，C的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增大，其原因是隨著X的物質(zhì)的量的增多，容器體積增大，相當(dāng)于減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，平衡右移，C的平衡轉(zhuǎn)化率增大。 [答案]　(1)<　0.125 molL－1min－1 (2)3　0.625　(3)BC (4)①>?、谠龃蟆‰S著X的物質(zhì)的量的增多，容器體積增大，相當(dāng)于減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，平衡右移，C的平衡轉(zhuǎn)化率增大 B級(能力提升) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、選擇題 1．(xx山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)一診)一定溫度下將1 mol A和2 mol B置于2 L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)并達(dá)到平衡。C的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化如圖Ⅰ所示，反應(yīng)過程中的能量變化如圖Ⅱ所示。下列說法不正確的是(　　) A．達(dá)到平衡后，其他條件不變，降低溫度，v正、v逆均減小，C的體積分?jǐn)?shù)增大 B．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值約為7.36 C．一段時間后，若氣體的密度不變，則可以判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài) D．在上述反應(yīng)體系中加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大，E1和E2均減小 [解析]　根據(jù)圖Ⅱ知，生成物總能量低于反應(yīng)物總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，v正、v逆均減小，平衡正向移動，C的體積分?jǐn)?shù)增大，A項(xiàng)正確。設(shè)達(dá)平衡時生成的C的物質(zhì)的量濃度為x molL－1，則 　　　　　　　　A(g)?。(g)C(g)＋D(g) 起始濃度/molL－1 0.5 1 0 0 轉(zhuǎn)化濃度/molL－1 x x x x 平衡濃度/molL－1 0.5－x 1－x x x ＝0.3，解得x＝0.45，則K＝≈7.36，B項(xiàng)正確。容器容積不變，氣體總質(zhì)量不變，則密度恒定，故不能根據(jù)密度不變判斷反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯誤。催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率增大，E1和E2均減小，D項(xiàng)正確。 [答案]　C 2．用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0，按照相同的物質(zhì)的量投料，測得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。下列說法正確的是(　　) A．溫度：T1>T2>T3 B．正反應(yīng)速率： v(a)>v(c)　v(b)>v(d) C．平衡常數(shù)： K(a)>K(c)　K(b)＝K(d) D．平均摩爾質(zhì)量： M(a)M(d) [解析]　用CO合成甲醇(CH3OH)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，所以其溫度大小關(guān)系為：T3>T2>T1，A項(xiàng)錯誤；正反應(yīng)速率大小關(guān)系為v(a)＜v(c )，因?yàn)門3>T1，v(b)>v(d)，因?yàn)镻(b)>P(d)，B項(xiàng)錯誤；平衡常數(shù)只受溫度的影響，對于該反應(yīng)來說，其平衡常數(shù)的大小關(guān)系為：K(a)>K(c)，K(b)＝K(d)，C項(xiàng)正確；M＝，m總恒定，n總(a)M(c)，D項(xiàng)錯誤。 [答案]　C 3．(xx無錫青山中學(xué)調(diào)研)一定溫度下，在三個體積均為2.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。 下列說法正確的是(　　) A．平衡常數(shù)K：容器Ⅱ>容器Ⅲ B．反應(yīng)達(dá)到平衡時，PCl5的轉(zhuǎn)化率：容器Ⅱ＝容器Ⅰ C．反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器Ⅰ中的平均反應(yīng)速率為v(PCl5)＝ molL－1s－1 D．起始時向容器Ⅲ中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol，則反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進(jìn)行 [解析]　容器Ⅰ與容器Ⅲ中，起始投料量相同，反應(yīng)溫度不同，容器Ⅲ中達(dá)到平衡時生成物的物質(zhì)的量較大，說明升高溫度，平衡正向移動，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故溫度升高平衡常數(shù)增大，所以平衡常數(shù)K：容器Ⅰ<容器Ⅲ；又因?yàn)槿萜鳍窈腿萜鳍蛑蟹磻?yīng)溫度相同，故平衡常數(shù)：容器Ⅰ＝容器Ⅱ<容器Ⅲ，A項(xiàng)錯誤。Ⅰ與Ⅱ的溫度相同，Ⅱ中PCl5的起始物質(zhì)的量是Ⅰ的2倍，Ⅱ相當(dāng)于Ⅰ縮小體積，正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動，PCl5的轉(zhuǎn)化率降低，所以PCl5的轉(zhuǎn)化率：容器Ⅱ<容器Ⅰ，B項(xiàng)錯誤。反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器Ⅰ中的平均反應(yīng)速率為v(PCl5)＝v(PCl3)＝＝ molL－1s－1，C項(xiàng)錯誤。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可計(jì)算容器Ⅲ中反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝0.045，根據(jù)所給物質(zhì)的物質(zhì)的量可計(jì)算出Qc＝＝0.075>0.045，所以反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，D項(xiàng)正確。 [答案]　D 4．(xx江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)一定溫度下，在甲、乙、丙、丁四個恒容容器中投入SO2(g)和O2(g)，其起始物質(zhì)的量及SO2的轉(zhuǎn)化率如下表所示。下列判斷正確的是(　　) A.甲中反應(yīng)的平衡常數(shù)小于乙 B．該溫度下，甲和乙中反應(yīng)的平衡常數(shù)K均為400 C．SO2平衡轉(zhuǎn)化率：α1>α2＝α3 D．容器中SO3的物質(zhì)的量濃度：丙>甲＝丁 [解析]　A項(xiàng)，甲、乙溫度相同，平衡常數(shù)相同，根據(jù)甲容器中“三段式”求算平衡常數(shù)： 　　　　　　　 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始濃度(molL－1) 0.2 0.12 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1) 0.16 0.08 0.16 平衡濃度(molL－1) 0.04 0.04 0.16 K＝＝＝400，A錯誤，B正確；乙與丁屬于等效平衡，SO2平衡轉(zhuǎn)化率相等，α1＝α3，乙與丙比較，相當(dāng)于增大氧氣濃度，SO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，α1>α2，故有：α1＝α3>α2，C錯誤；甲與丁比較，丁相當(dāng)于增壓，平衡向正方向移動，SO3的物質(zhì)的量濃度增大，SO3的物質(zhì)的量濃度丁>甲，D錯誤。 [答案]　B 二、綜合題 5．(xx浙江卷)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJmol－1?、? CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2Ⅱ 某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2，在相同壓強(qiáng)下，經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： T(K) 催化劑 CO2轉(zhuǎn)化率(%) 甲醇選擇性(%) 543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 備注：Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比 已知：①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為－283.0 kJmol－1和－285.8 kJmol－1 ②H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝44.0 kJmol－1 請回答(不考慮溫度對ΔH的影響)： (1)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________；反應(yīng)Ⅱ的ΔH2＝________kJmol－1。 (2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有________。 A．使用催化劑Cat.1 B．使用催化劑Cat.2 C．降低反應(yīng)溫度 D．投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度 E．增大CO2和H2的初始投料比 (3)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是________________。 (4)在下圖中分別畫出反應(yīng)Ⅰ在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程～能量”示意圖。 [解析]　(1)根據(jù)平衡常數(shù)的公式，K＝。 據(jù)題意，有以下熱化學(xué)方程式： a：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1； b：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1； c：H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝44.0 kJmol－1。 根據(jù)蓋斯定律，b－a＋c即可得熱化學(xué)方程式：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－285.8 kJmol－1＋283.0 kJmol－1＋44.0 kJmol－1＝＋41.2 kJmol－1。 (2)催化劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，A、B錯誤；降低反應(yīng)溫度，平衡正向移動，提高CO2的轉(zhuǎn)化率，C正確；投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動，提高CO2的轉(zhuǎn)化率，D正確；增大二氧化碳和氫氣的初始投料比，能提高H2的轉(zhuǎn)化率，CO2的轉(zhuǎn)化率會降低，E錯誤。(4)從表中數(shù)據(jù)分析，在催化劑Cat.2的作用下，甲醇的選擇性更大，說明催化劑Cat.2對反應(yīng)Ⅰ的催化效果更好，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，說明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過程中活化能更低。 [答案]　(1)?。?1.2　(2)CD (3)表中數(shù)據(jù)表明此時反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對反應(yīng)Ⅰ的催化能力不同，因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響 (4)