高考化学二轮复习训练： 题型六　化学反应速率与化学平衡.pdf

1 题型六题型六化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡 1.(2017 山东日照模拟)80 时,在 2 L 密闭容器中充入 0.40 mol N2O4,发生反应 N2O4(g)2NO2(g)H=+Q kJmol-1(Q0),获得如下数据:时间/s 0 20 40 60 80 100 0.00 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30 下列判断正确的是()A.升高温度该反应的平衡常数 K 减小 B.2040 s 内,v(N2O4)=0.004 molL-1s-1 C.反应达平衡时,吸收的热量为 0.30Q kJ D.100 s 时再通入 0.40 mol N2O4,达到新平衡时 N2O4的转化率增大 2.(2017 湖 北 武 汉 模 拟)某 密 闭 容 器 中 充 入 等 物 质 的 量 的 A 和 B,一 定 温 度 下 发 生 反 应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:图 1 图 2 下列说法中正确的是()A.3040 min 内该反应使用了催化剂 B.化学方程式中的 x=1,正反应为吸热反应 C.30 min 时降低温度,40 min 时升高温度 D.8 min 前 A 的平均反应速率为 0.08 molL-1min-1 导学号 40414151 3.(2017 浙江温州十校联考)化学平衡状态、的相关数据如下表:温度/K 编号 化学方程式 平衡常数 979 1 173 Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)K1 1.47 2.15 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2 1.62 b Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)K3 a 1.68 根据以上信息判断,下列结论错误的是()A.ab B.增大压强,平衡状态不移动 C.升高温度平衡状态向正反应方向移动 D.反应、均为放热反应 2 4.(2017 广东韶关二模节选)利用催化氧化反应将 SO2转化为 SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。已知:SO2(g)+O2(g)SO3(g)H=-99 kJmol-1。某温度下该反应的平衡常数 K=3.33。反应过程的能量变化如图 1 所示。图 1 (1)图 1 中 H=kJmol-1;该反应通常用 V2O5作催化剂,加 V2O5会使图中 A 点降低,原因是。(2)该温度下,向 100 L 的恒容密闭容器中,充入 3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和 3.0 mol SO3(g),则反应开始时 v(正)v(逆)(填“”或“=”)。图 2 (3)L(L1、L2)、X 可分别代表压强或温度。图 2 表示 L 一定时,SO2(g)的平衡转化率随 X 的变化关系。则 X 代表的物理量是;L1、L2的大小关系为 L1L2(填“”或“=”)。导学号 40414152 5.(2017 四川成都二模)二氧化碳的利用具有十分重要的意义,科学家有以下几个设想。(1)用太阳能将 CO2转化成 O2和 C(s,石墨烯),其设想如下:Fe3O4中 Fe 的化合价是+2 价和价;重整系统发生反应的化学方程式为。(2)二氧化碳与氢气在催化剂作用下可制取低碳烯烃。在一密闭容器中分别投入 1 mol CO2、3 mol H2,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)H;在不同温度下,用传感技术测出平衡时 H2的物质的量变化关系如下图所示。其他条件不变,起始时若按 1 mol CO2、2 mol H2进行投料,CO2转化率将(填“增大”“减小”或“不变”);3 H0(填“”“”“”“”“=”或“T2T3 B.正反应速率:v(a)v(c),v(b)v(d)C.平衡常数:K(a)K(c),K(b)=K(d)5 题型六化学反应速率与化学平衡 1.C解析 该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数 K 增大,A 错误。2040 s内,v(NO2)=0.004 molL-1s-1,v(N2O4)=v(NO2)=0.002 molL-1s-1,B 错误。浓度不变时,说明反应已达平衡,此时,生成 NO2 0.30 molL-12 L=0.60 mol,由热化学方程式可知,生成 0.6 mol NO2吸收热量 0.3Q kJ,C 正确。100 s 时再通入0.40 mol N2O4,相当于增大压强,平衡逆向移动,N2O4的转化率减小,D 错误。2.D解析 由图 1 知,A、B 的浓度变化相同,故 A、B 的化学计量数相同,都为 1;由图 2知,30 min 时改变的条件为减小压强,40 min 时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,A、B、C 错误。8 min 前 A 的平均反应速率为v(A)=0.08 molL-1min-1,D 正确。3.C解析 Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),K1=,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),K2=,Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),K3=,相同温度下,K2=,K3=K1K2,979 K 时平衡常数 a=1.471.62=2.38,1 173 K 时平衡常数 b=0.78,可知 ab,A 正确。反应是反应前后气体体积不变的反应,增大压强平衡不移动,B 正确。由 a=2.38 知,反应平衡常数随温度升高减小,平衡逆向移动,C 错误。由 b=0.78 知,反应的平衡常数随温度升高减小,反应为放热反应,反应平衡常数随温度升高减小,反应为放热反应,D 正确。4.答案(1)-198催化剂改变了反应历程,使活化能 E 降低(2)(3)温度 解析(1)图像分析可知 2 mol SO2与氧气全部反应,反应焓变 H=-99 kJmol-12=-198 kJmol-1;加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能。(2)该温度下,向 100 L 的恒容密闭容器中,充入 3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和 3.0 mol SO3(g),浓度分别是 0.03 molL-1、0.16 molL-1、0.03 molL-1,浓度商 Qc=2.5v(逆)。(3)由图可知,X 越大,转化率越低,该反应正反应为气体体积减小的放热反应,如果增大压强,二氧化硫的转化率大,所以 X 表示温度,温度升高,转化率下降,平衡逆向移动,增大压强,转化率变大,所以 L1L2。5.答案(1)+36FeO+CO22Fe3O4+C(s,石墨烯)6(2)减小(3)NH3H2O(aq)+CO2(g)N(aq)+HC(aq)H=(a+b+c)kJmol-11.2510-3 解析(1)四氧化三铁中铁元素以+2、+3 价存在。根据原理,重整系统中加入 FeO 和CO2,生成石墨烯和 Fe3O4,配平即可。(2)现在通入 1 mol CO2和 2 mol H2,相当于在原来的基础上减少了氢气的量,平衡向逆反应方向进行,CO2转化率减小。随着温度升高,氢气的物质的量增大,说明平衡向逆反应方向进行,正反应为放热反应,H0。根据图示,如果乙烯的稳定性强于水,则会产生氧气,现在体系中没有氧气,乙烯的稳定性弱于水。(3)将题给 3 个热化学方程式相加得出 NH3H2O(aq)+CO2(g)N(aq)+HC(aq)H=(a+b+c)kJmol-1。根据反应,平衡常数 K=,分子分母同乘以c(H+)c(OH-),得出:K=1.2510-3。6.答案(1)0.075(2)75%(3)5.33(4)AD(5)解析(1)利用“三段式”法列式计算 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)1 3 0 0 0.75 2.25 0.75 0.75 0.25 0.75 0.75 0.75 v(CO2)=0.075 molL-1min-1。(2)氢气的转化率=100%=75%。(3)K=5.33。(4)要使增大,应使平衡向正反应方向移动。将 H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方向移动,A 正确。充入 He(g),使体系压强增大,但平衡不移动,不变,B 错误。因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则减小,C 错误。再充入 1 mol H2,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,则增大,D 正确。(5)向容器中再加入一定量 CO2,c(CO2)增大,平衡虽向右移动,但浓度增大的结果不变,故 c1(4)C 解析.(1)根据盖斯定律,2-得2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)H4=(2c-a)kJmol-1。(2)单位时间内生成 1 mol NO2的同时消耗了 1 mol NO,都是正反应,不能说明达到平衡状态,A 错误。密度=,总质量一定,容积一定,密度不变,故混合气体的密度保持不变不能说明达到平衡状态,B 错误。NO2气体为红棕色,混合气体颜色不变,即 c(NO2)7 不变,说明达到平衡状态,C 正确。在恒温恒压的容器中,NO 的体积分数保持不变,能说明达到平衡状态,D 正确。.(1)反应的平衡常数随温度升高增大,说明升高温度平衡正向移动,正反应是吸热反应。(2)反应+得到反应,可得平衡常数 K3=K1K2;(3)500 时,测得反应在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为 0.8 molL-1、0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.15 molL-1,Q=0.88v(逆)。(4)根据反应中温度与 K 的关系知该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,CO 的转化率减小,所以T3T2T1,A 错误。反应速率 v(c)v(a),v(b)v(d),B 错误。温度越高,平衡常数越小,压强对平衡常数无影响,所以 K(a)K(c),K(b)=K(d),C 正确。