2020年山东省新高考化学二轮复习专题突破练：8化学反应速率与化学平衡 .docx

专题突破练8化学反应速率与化学平衡一、选择题(本题包括9个小题,每小题8分,共72分)1.(2019湖南永州高三模拟)下列说法正确的是()A.增大反应物浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大B.使用合适的催化剂,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大C.对于任何反应,增大压强都可加快反应速率D.升高温度,只能增大吸热反应的反应速率2.(2019湖北荆门高三调研)下列有关说法正确的是()A.实验室制氢气,为了加快反应速率,可向稀硫酸中滴加少量硝酸铜溶液B.可用勒夏特列原理解释2NO2(g)N2O4(g)体系加压后颜色变深C.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H<0可通过加压的方式增大其平衡常数D.二氧化硫和乙烯两种气体分别通入Br2的CCl4溶液,能使溶液褪色的是乙烯气体3.(双选)处于平衡状态的反应:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)H>0,不改变其他条件的情况下,下列叙述正确的是()A.加入催化剂,反应途径将发生改变,H也将随之改变B.升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大C.增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度升高D.若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2的浓度将减小4.(2019山东济南历城第二中学高三月考)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A.常温下,向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应,可吸收12.5 kJ的热量B.加入催化剂,分子的能量不变,但单位体积活化分子数增多,速率加快C.其他条件不变,升高温度,反应速率加快,HI分解率不变D.H2(g)+I2(g)2HI(g)的活化能Ea为12.5 kJmol-15.(2019山东济南外国语学校高三模拟)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 时,该反应的平衡常数K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2 ,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230 制得高纯镍。下列判断不正确的是()A.该反应达到平衡时,v分解Ni(CO)4=4v消耗(CO)B.第一阶段应选择稍高于42.2 的反应温度C.第二阶段,230 时Ni(CO)4分解率较高D.其他条件不变,增加c(CO),平衡向正向移动,但反应的平衡常数不变6.(2019江西红色七校高三联考)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),设起始n(H2O)n(CH4)=Z,在恒压下,平衡时(CH4)的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的焓变H<0B.图中Z的大小为b<3<aC.图中X点对应的平衡混合物中n(H2O)n(CH4)=3D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压(缩小容器体积)后(CH4)增大7.(双选)T 下,向容积为2 L的恒容密闭容器中通入NO2和O2,发生反应4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)H<0,部分实验数据如下表。下列说法不正确的是()时间/s051015n(NO2)/mol8.00n1n24.00n(O2)/mol2.001.251.00n3A.5 s内NO2的平均反应速率为0.3 mol(Ls)-1B.若10 s时,再向容器中充入2 mol N2O5(g),则新平衡下,NO2的体积分数将增大C.若5 s时,改在绝热恒容条件下达平衡,新平衡下的平衡常数比原平衡的大D.T ,该反应的平衡常数为0.125,反应物的平衡转化率均为50%8.(2019北京海淀区高三期中)三氯氢硅(SiHCl3)是光伏产业的一种关键化学原料,制备反应的化学方程式为Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g),同时还有其他副反应发生。当反应体系的压强为0.05 MPa时,分别改变进料比n(HCl)n(Si)和反应温度,二者对SiHCl3产率影响如图所示。下列说法正确的是()A.降低压强有利于提高SiHCl3的产率B.制备SiHCl3的反应为放热反应C.温度为450 K,平衡常数K(x)>K(y)>K(z)D.增加HCl的用量,SiHCl3的产率一定会增加9.(2019黑龙江哈尔滨第六中学高三期中)100 时,将N2O4、NO2分别充入两个容积均为1 L的密闭容器中,容器充入0.1 mol N2O4,容器充入0.2 mol NO2,发生反应2NO2(g)N2O4(g)H<0。下列说法正确的是()A.平衡时,、中反应物的转化率(N2O4)+(NO2)=1B.平衡后,再向容器内通入一定量的NO2,又达到平衡时,NO2的体积分数增大C.若只改变一个条件使容器中NO2的平衡转化率增大,则该反应的化学平衡常数一定变大D.平衡后,反应放出或吸收热量的数值为Q,则Q()=Q()二、非选择题(本题包括2个小题,共28分)10.(2019湖北黄冈中学高三适应性考试)(14分)1799年由英国化学家汉弗莱戴维发现一氧化二氮(N2O)气体具有轻微的麻醉作用,而且对心脏、肺等器官无伤害,后被广泛应用于医学手术中。(1)一氧化二氮早期被用于牙科手术的麻醉,它可由硝酸铵在催化剂下分解制得,该反应的化学方程式为。(2)已知反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)H=-163 kJmol-1,1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945 kJ、498 kJ的能量,则1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。(3)一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下:反应时间/min0102030405060708090100c(N2O)(molL-1)0.100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00在020 min时段,反应速率v(N2O)为 mol(Lmin)-1。若N2O起始浓度c0为0.150 molL-1,则反应至30 min时N2O的转化率=。不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1(填“>”“=”或“<”)T2。当温度为T1、起始压强为p0时,反应至t1 min时,体系压强p=(用p0表示)。(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:第一步I2(g)2I(g)(快反应)第二步I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)第三步IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=kc(N2O)c(I2)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是(填标号)。A.温度升高,k值增大B.第一步对总反应速率起决定作用C.第二步活化能比第三步大D.I2的浓度与N2O分解速率无关11.(2019山东德州二模)(14分)用化学反应原理研究N、S元素的化合物有着重要的意义。(1)已知:一定温度下2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H1=-196.6 kJmol-12NO(g)+O2(g)2NO2(g)H2=-113.8 kJmol-1写出NO2(g)和SO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式(2)一定温度下,分别向A、B容器中充入5 mol NO和2.5 mol O2,A保持恒容,B保持恒压。发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)不考虑2NO2(g)N2O4(g),起始时A、B的体积均为2 L。下列能说明A、B容器均达到平衡状态的是。a.A、B容器的压强均不发生变化b.A、B容器中气体的颜色均不发生变化c.A、B容器中气体的密度不再发生变化d.A、B容器中气体的平均摩尔质量不再发生变化T 时,A、B容器均达到平衡状态时,A中O2的浓度为0.5 molL-1,则NO的转化率为,B中反应的平衡常数KB=。(3)将一定量的SO2和O2通入A容器中,测得SO2的浓度随时间变化如图实线所示。ab、bc、cd三段平均反应速率最大的是。仅改变某一个条件,测得SO2的浓度随时间变化如图中虚线所示,则改变的条件是 。如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2转化为(NH4)2SO4,则阴极的电极反应式为。参考答案专题突破练8化学反应速率与化学平衡1.B解析 增大反应物的浓度会增大单位体积的活化分子数,但活化分子的百分数不变,A错误;使用正催化剂,可降低反应的活化能,增大了活化分子百分数,所以反应速率增大,B正确;对于化学反应中全部是液态物质参与的反应,增大压强对反应速率无影响,C错误;升高温度,正逆反应的速率都增大,D错误。2.D解析 硝酸具有氧化性,实验室制H2的溶液中加入硝酸铜不能放出氢气,故A错误;加压后2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移动,不能用勒夏特列原理解释2NO2(g)N2O4(g)体系加压后颜色变深,故B错误;平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变,故C错误;乙烯与Br2的CCl4溶液发生加成反应,二氧化硫与Br2的CCl4溶液不反应,故D正确。3.BC解析 加入催化剂,反应途径将发生改变,但根据盖斯定律反应的始态和终态不变,反应的H不会改变,A错误;升高温度,正逆反应速率都增大,根据勒夏特列原理可知化学平衡向吸热反应方向移动,所以平衡正向移动,H2S分解率增大,B正确;该反应随反应进行气体分子数增多,增大压强,化学平衡逆向移动。由于正反应吸热,所以平衡逆向移动体系温度升高,C正确;根据勒夏特列原理,恒容体系中充入H2平衡逆向移动。但平衡移动的趋势是很微弱的,只能减弱这种改变,不能抵消这种改变,因此再次平衡时H2的浓度比原来的大,D错误。4.B解析 题给反应为可逆反应,充入2 mol HI(g)充分反应,反应不能进行到底,所以吸收的热量小于12.5 kJ,A错误;加入催化剂,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞增多,反应速率加快,B正确;从图表信息可知,该反应为吸热反应,其他条件不变,升高温度,反应速率加快,平衡右移,HI分解率增大,C错误;根据题意可知反应H2(g)+I2(g)2HI(g)为放热反应,该反应的活化能Ea=(185-12.5) kJmol-1=172.5 kJmol-1,D错误。5.A解析 反应的速率之比和对应计量数成正比,该反应达到平衡时,应满足4v分解Ni(CO)4=v消耗(CO),A错误;第一阶段应选择稍高于42.2 的反应温度,有利于Ni(CO)4的生成,B正确;230 时反应达到平衡状态,Ni(CO)4分解率较高,C正确;平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,D正确。6.D解析 从图分析,随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小,说明升温平衡正向移动,则正反应为吸热反应,H>0,A错误;n(H2O)n(CH4)的比值越大,则甲烷的体积分数越小,故a<3<b,B错误;起始加入量的比值为3,但反应进行时甲烷和水是按等物质的量反应,所以到平衡时比值不是3,C错误;温度不变时,加压(缩小容器体积)会使平衡逆向移动,甲烷的体积分数增大,D正确。7.BC解析 反应的化学方程式为4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)H<0,起始时加入n(NO2)=8 mol,n(O2)=2 mol,由表中数据可知n1=5,n2=4,n3=1。容器容积为2 L,5 s内二氧化氮浓度变化为3 mol2 L=1.5 molL-1,则5 s内NO2的平均反应速率为1.5 molL-15 s=0.3 mol(Ls)-1,A正确;若10 s时,再向容器中充入2 mol N2O5(g),相当于在原来的基础上增大压强,平衡正向移动,则NO2的体积分数将减小,B错误;正反应为放热反应,绝热恒容条件下,容器内温度升高,平衡逆向移动,则新平衡下的平衡常数比原平衡的小,C错误;体积为2 L,则根据化学方程式可知: 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)起始浓度(molL-1)410转化浓度(molL-1)20.51平衡浓度(molL-1)20.51则该反应的平衡常数为120.524=0.125,反应物的平衡转化率均为50%,D正确。8.B解析 Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)的反应正向为气体体积减小的方向,由于降低压强平衡向气体体积增大的方向移动,则降低压强平衡逆向移动,SiHCl3的产率会降低,故A错误;如图所示,升高温度,曲线是向下倾斜的,即升高温度SiHCl3的产率会降低,则升温平衡逆向移动,逆向反应为吸热反应,则正向反应为放热反应,故B正确;平衡常数与温度有关,温度不变,平衡常数是一个定值,则温度为450 K,平衡常数:K(x)=K(y)=K(z),故C错误;根据图示信息,当n(HCl)n(Si)的进料比由11增大到31时,SiHCl3的产率是增加的,当增大到61时,SiHCl3的产率反而减小,故D错误。9.A解析 平衡时,、形成等效平衡,、中反应物的转化率(N2O4)+(NO2)=1,故A正确;平衡后,再向容器内通入一定量的NO2,相当于加压,平衡右移,又达到平衡时NO2的体积分数减小,故B错误;对于容器,如加压平衡会右移,容器中NO2的平衡转化率增大,该反应的平衡常数不变,故C错误;Q()不一定等于Q(),故D错误。10.答案 (1)NH4NO3N2O+2H2O(2)1 112.5(3)1.010-320.0%>1.25p0(4)AC解析 (1)硝酸铵在催化剂存在时分解生成一氧化二氮和水,反应的化学方程式为NH4NO3N2O+2H2O。(2)对反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)H=-163 kJmol-1,设1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为x,根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和可得2x-2945 kJ-498 kJ=-163 kJ,解得x=1 112.5 kJ。(3)根据表格数据,在020 min时段,反应速率v(N2O)=ct=(0.10-0.08)molL-120min=1.010-3 mol(Lmin)-1。由表可知,每隔10 min,c(N2O)的变化量相等,故单位时间内c(N2O)的变化与N2O的起始浓度无关,每10 min均减小0.01 molL-1,若N2O起始浓度c0为0.150 molL-1,则反应至30 min时转化的N2O的浓度为0.01 molL-13=0.03 molL-1,则N2O的转化率=0.03molL-10.150molL-1100%=20.0%。其他条件相同时,温度升高化学反应速率加快,N2O分解半衰期减小,由图可知,压强相同时,对应半衰期T2>T1,则温度T1>T2。当温度为T1、起始压强为p0时,设起始时的物质的量为1 mol,则: 2N2O(g)2N2(g)+O2(g)起始量/mol100t1 min时/mol0.50.50.25t1 min时总物质的量为(0.5+0.5+0.25) mol=1.25 mol,根据等温等容条件下,压强之比等于物质的量之比,体系压强p=1.251p0=1.25p0。(4)温度升高,化学反应速率增大,因v=kc(N2O)c(I2)0.5,则温度升高,k值增大,故A正确;化学反应速率由反应最慢的反应决定,则第二步对总反应速率起决定作用,故B错误;第二步反应为慢反应,第三步反应为快反应,所以第二步活化能比第三步大,故C正确;含碘时NO分解速率方程v=kc(N2O)c(I2)0.5,所以N2O分解速率与I2的浓度有关,故D错误。11.答案 (1)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)H=-41.4 kJmol-1(2)bd60%4.5(3)ab加入催化剂NO+6H+5e-NH4+H2O解析 (1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H1=-196.6 kJmol-12NO(g)+O2(g)2NO2(g)H2=-113.8 kJmol-1根据盖斯定律由12(-)得:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)H=-41.4 kJmol-1。(2)变量不再发生变化,证明达到了平衡;注意A保持恒容,B保持恒压。a.B容器的压强是定值,不是变量,故不选a;b.A、B容器中气体的颜色均不发生变化,说明NO2的浓度不再发生变化,故选b;c.A容器中气体的密度是定值,不是变量,故不选c;d.因为M=mn,m是定值,n是变量,所以平均摩尔质量是变量,故选d。列出A容器中反应的“三段式”: 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)c(初)2.5 molL-11.25 molL-10c1.5 molL-10.75 molL-11.5 molL-1c(末)1 molL-10.5 molL-11.5 molL-1则NO的转化率为1.52.5100%=60%。该反应的平衡常数K=1.52120.5=4.5,因为A、B容器温度相同,所以平衡常数相等。(3)因为单位时间内浓度变化越大反应速率越快,所以ab段平均反应速率最大。对于反应前后物质的量发生变化的反应,由图可知只是加快反应速率,并未影响平衡,应该是加入催化剂。阴极发生的应该是化合价降低、得电子的反应,因此是NO生成NH4+,因此电极反应式为NO+6H+5e-NH4+H2O。