【文档说明】高考化学二轮复习课时作业专题突破(七) 化学反应速率和化学平衡图像的分析(含解析).doc,共(9)页,182.000 KB,由MTyang资料小铺上传
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1章末综合检测(七)化学反应速率和化学平衡一、选择题:本题包括10小题,每小题只有一个选项最符合题意。1.(2020·北京西城区期末)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。下列
各组实验中最先出现浑浊现象的是()实验温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4V/(mL)c/(mol·L-1)V/(mL)c/(mol·L-1)A2550.1100.1B2550.250.2C3550.1100.1D3550.250.2D[反应体系的温度越高,c(Na
2S2O3)越大,反应速率越快,越先出现浑浊,故D先出现浑浊。]2.(2021·湖南张家界检测)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化学平衡常数(K)和温度(t
)的关系如下表:t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6根据以上信息推断以下说法正确的是()A.升高温度,该反应向逆反应方向移动B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化C.该反应在1000℃时的反应速率一定比700℃时大D.该反应的反应物的转化率越大,化
学平衡常数越大C[升高温度,平衡常数K增大,说明升高温度,平衡正向移动,A项错误;该反应前后气体总分子数不变,恒容条件下,气体的压强始终不变,B项错误;升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,故在1000℃时的反
应速率一定比700℃时大,C项正确;若温度不变,增大CO2的浓度,H2的转化率增大,但平衡常数不变,D项错误。]3.(2021·天津部分区联考)某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应
:2A(g)+B(g)C(s)+3D(g),反应2min后达到平衡,测得生成1.6molC,下列说法不正确的是()A.前2minD的平均反应速率为1.2mol/(L·min)2B.此时B的平衡转化率为40%C.增大该体系的压强,平衡不移动D.该温度
下平衡常数K=432B[反应2min达到平衡,生成1.6molC同时应生成4.8molD,则有v(D)=4.8mol2L×2min=1.2mol/(L·min),A项正确;生成1.6molC,必然消耗1.6m
olB,则B的平衡转化率为1.6mol2mol×100%=80%,B项错误;该反应前后气体总分子数不变,增大体系的压强,平衡不移动,C项正确;2min达到平衡时,A、B和D的物质的量浓度(mol/L)分别为0.4、0.2和2.4,则该温度下平衡常数K==432,D
项正确。]4.(2021·重庆南川中学检测)已知反应:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,N2O4的体积分数随温度的变化平衡曲线如图所示。下列相关描述正确的是()A.平衡常数值:Kb<KcB.T1温度下,若由a点达到平衡,可以采取减小压强的方法C.T2温度下,d点反应速率:v(正)<v(逆)D.
从b点变为c点,只要增加N2O4的物质的量即可B[ΔH<0,温度越高K值越小,c点温度高于b点,则有平衡常数值:Kb>Kc,A项错误;T1温度下,a点N2O4体积分数大于平衡值,若由a点达到平衡,应减小压强,使平
衡逆向移动,B项正确;T2温度下,d点处于平衡曲线下方,N2O4体积分数小于平衡值,此时反应正向进行,则有v(正)>v(逆),C项错误;从b点变为c点,体系的温度升高,只要增加N2O4的物质的量不能达到要求,D项错误。]5.(2020·天津滨海七校联考)可逆反应:mA(s)+nB(g)e
C(g)+fD(g),反应过程中,其他条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列叙述中正确的是()3A.达平衡后,升高温度,则平衡常数K减小B.达到平衡后,加入催化剂,C%增大C.化学方程式中:n>e+fD.达到平衡后,增加A的量,B的转化率增
大A[根据“先拐先平,速率大”的规律,温度为T2时先达到平衡,则温度:T1<T2;图中达到平衡,T2时C%小于T1时C%,说明升高温度,C%减小,平衡逆向移动,则平衡常数K减小,A项正确;达到平衡后,加入催化剂,平衡不移动,C%不变
,B项错误;压强为P2时先达到平衡,则压强:P2>P1;压强为P2时C%小于压强为P1时C%,说明压强增大,平衡逆向移动,则有n<e+f,C项错误;A是固体,达到平衡后,增加A的量,平衡不移动,B的转化率不变,D项错误。]6.(2020·山东淄博二模)Bums和Dainton研究发现Cl2与C
O合成COCl2的反应机理如下:①Cl2(g)2Cl·(g)快;②CO(g)+Cl·(g)COCl·(g)快;③COCl·(g)+Cl2(g)COCl2(g)+Cl·(g)(慢)其中反应②存在v正=k正c(CO)c(Cl·)、v逆=k逆c(COCl·)。下列说法正确的是
()A.反应①的活化能大于反应③的活化能B.反应②的平衡常数K=k正k逆C.要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应②的速率D.选择合适的催化剂能加快该反应的速率,并提高COCl2的平衡产率B[①是快反应,③是慢反应,则反应①的活化能小于反应③的活化能,A项错误;反
应②存在v正=k正c(CO)c(Cl·)、v逆=k逆c(COCl·),达到平衡时v正=v逆,则有k正c(CO)c(Cl·)=k逆c(COCl·),反应②的平衡常数为K=c(COCl·)c(CO)·c(Cl·)=k正k逆,B
项正确;整个过程中反应速率由慢反应决定,反应③是慢反应,故提高合成COCl2的速率,关键是提高反应③的速率,C项错误;催化剂只能改变反应速率,但不能使平衡发生移动,故不能提高COCl2的平衡产率,D项错误。]7.(2021·河南郑州一中检测)已知反应:4NH3
(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJ·mol-1。若起始时两种反应物的物质的量相同,则下列关于该反应的示意图不正4确的是()C[温度一定时,增大压强,平衡逆向移动,混合气体的平均相对分子质量增大;压强一定时,降低温度,平
衡正向移动,气体总物质的量增大,气体的平均相对分子质量减小,与图像不符合,C项错误。]8.(2021·山西大学附中检测)在100℃时,将0.5molN2O4通入体积为5L的真空密闭容器中,立即出现红棕色,反
应进行到2s时,NO2的浓度为0.02mol/L。在60s时,体系已达平衡,此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是()A.前2s以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol/(L·s)B.
在平衡时体系内N2O4的物质的量为0.25molC.在2s时体系内的压强为开始时的1.1倍D.平衡时,N2O4的转化率为40%C[N2O4通入密闭容器中存在平衡:N2O4(g)2NO2(g),反应进行到2s时,NO2的浓度为0.02mol/L,则有v(NO2)=0.0
2mol/L2s=0.01mol/(L·s),v(N2O4)=12v(NO2)=12×0.01mol/(L·s)=0.005mol/(L·s),A项错误。平衡时压强为开始时的1.6倍,根据气体的压强之比等于其物质的量之比,则平衡时气体总物质的量为0.5mol×1.6=0.8mol,结合化学
方程式可知,平衡时体系内N2O4的物质的量为0.20mol,B项错误。反应进行到2s时,NO2的浓度为0.02mol/L,则有n(NO2)=0.02mol/L×5L=0.1mol,此时气体总物质的量为0.55mol,
则气体总物质的量为起始时的1.1倍,故2s时体系内的压强为开始时的1.1倍,C项正确。平衡时,体系内N2O4的物质的量为0.20mol,则N2O4的转化率为0.30mol0.50mol×100%=60%,D项错误。]9.(2021·山东实验中学检测)将不同物质的量的M(
g)和N(g)分别通入体积为2L的恒容5密闭容器中,进行反应M(g)+N(g)P(g)+Q(g),得到如下两组数据:实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minNMQM1650241.62.452900120.41.63下列说法正确的是()A.将实
验2的体积压缩为1L,c(Q)为0.4mol/LB.温度升高,该反应的平衡常数增大C.选择合适的催化剂可降低该反应的活化能,提高M的转化率D.实验1中M的化学反应速率为0.32mol/(L·min)A[900℃时,实验2达到平衡,n(Q)=0.4mol,将体积压缩为1L,平衡不移动,则有c(Q)为
0.4mol/L,A项正确;分析表中数据,650℃时,反应正向进行的程度大,则该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,B项错误;选择合适的催化剂可降低该反应的活化能,由于平衡不移动,M的转化率不变,C项错误;实验1中5min达
到平衡时,消耗1.6molM,则有v(M)=1.6mol5min×2L=0.16mol/(L·min),D项错误。]10.(2021·天津和平区调研)T℃时,将2.0molA(g)和2.0molB(g)充入体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+
B(g)2C(g)+D(s)ΔH<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0mol。下列说法正确的是()A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%B.T℃时,该反应的化学平衡常数为K=2C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器的体积,平衡逆向移动D.T℃时,若将A(g)、B(
g)各1.0mol充入同样容器,平衡后,A的转化率α(A)为50%D[t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0mol,则反应消耗1.0molA和1.0molB,故A(g)的体积分数为1.0mol4.0mol×10
0%=25%,A项错误;T℃时,A、B、C的平衡浓度(mol/L)分别为1.0、1.0和2.0,则该反应的化学平衡常数为K=2.021.0×1.0=4.0,B项错误;t时刻反应达到平衡后,缩小容器的体积,平衡不移动,C项错误;T℃时,若将A(g)、B(g)各1
.0mol充入同样容器,与保持物质的量不变,扩大体积是等效平衡,故A的转化率α(A)为1.0mol2.0mol×100%=50%,D项正确。]6二、非选择题:本题包括2小题。11.(2020·山东临沂一模)在钯基催化剂表面上,甲醇制氢的反应历程如下图所示,其
中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。(1)CH3(OH)(g)CO(g)+2H2(g)的ΔH=____________________________________kJ·mol-1;该历程中最大能垒(活化能)E正=___________________
____________________kJ·mol-1,写出该步骤的化学方程式________________________________。(2)在一定温度下,CO和H2混合气体发生反应:CO(
g)+2H2(g)CH3OH(g),反应速率v=v正-v逆=k正c(CO)·c2(H2)-k逆c(CH3OH),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。达到平衡后,若加入高效催化剂,v正v逆将________
(填“增大”、“减小”或“不变”);若升高温度,k正k逆将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)353K时,在刚性容器中充入CH3OH(g),发生反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)。体系的总压强p随时间t的变化如下表
所示:t/min05101520∞p/kPa101.2107.4112.6116.4118.6121.2①若升高反应温度至373K,则CH3OH(g)分解后体系压强p∞(373K)________121.2kPa(填“大于”、“等于”或“小于”),原因是___________________
_________________________________________________________________________________________。②353K时,该反应的平衡常数Kp=________(k
Pa)2(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。解析(2)达到平衡时v正=v逆,则有k正c(CO)·c2(H2)=k逆c(CH3OH),平衡常数K=c(CH3OH)c(CO)·c2(H2)=k正k逆;加入高效催化剂,平衡不移动,平衡常数K不变,则k正k逆不变。结合(1)推知,反应CO
(g)+2H2(g)CH3OH(g)是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,7平衡常数K减小,则k正k逆减小。(3)①反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,气体总物质的量增大,气体总压强增大,故CH3OH(g)分解后体系压强p∞(
373K)大于121.2kPa。②373K时刚性容器中进行反应,保持恒温恒容条件,由阿伏加德罗定律可知,气体的压强与其物质的量成正比,可用压强(p)表示物质的量(n)的变化。CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)起始压强/kPa101.200变化压强/kPaxx2x平衡压
强/kPa101.2-xx2x由表中数据可知,平衡时气体总压强为121.2kPa,则有101.2-x+x+2x=121.2kPa,解得x=10.0,从而推知CH3OH、CO、H2的平衡压强分别为91.2kPa、10kPa和20kPa,故353K时,该反应的平
衡常数Kp=p(CO)·p2(H2)p(CH3OH)=(20kPa)2×10kPa91.2kPa≈43.9(kPa)2。答案(1)+97.9179.6CO*+4H*===CO*+2H2(g),或4H*===2
H2(g)(2)不变减小(3)①大于温度升高,容器体积不变,总压强增大;反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,气体总物质的量增大,气体总压强增大②43.912.(2021·河南平顶山检测)水煤气变换:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)ΔH<0是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:(1)将一定量的CO(g)和H2O(g)充入某恒容密闭容器中,测得在不同催化剂作用下,相同时间内CO的
转化率与温度的变化如图1所示:点1~3中,达到平衡状态的点是________;降低水煤气变换反应活化能效果最差的催化剂是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。图1(2)对于反应CO(g)+H2O(g)CO2
(g)+H2(g),采用催化剂I,在1073K和973K时,8在恒容密闭容器中充入等物质的量的CO(g)和H2O(g),CO的转化率随时间变化的结果如图2所示:图2①下列能表示该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。A.容器内压强不再变化B.容器内气体的密度不再变化
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化D.v正(CO)=v逆(CO2)②973K时CO的平衡转化率α=________%,1073K时该反应的平衡常数K=________(写成分数形成,下同)。③已知反应速率v=v正-v逆=
k正x(CO)·x(H2O)-k逆x(CO2)·x(H2),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算点a处的v正v逆=________。解析(1)从图像中可知,同等条件下,在催化剂Ⅰ的作用下,相同时间内CO的转化率是最高的,所以催化剂Ⅰ的催化效
果是最好的,催化剂Ⅲ效果最差,速率最慢,所以降低活化能的效果最差;该反应在点3达到平衡状态。(2)①该反应为气体分子数不变的反应,故反应过程中,容器内压强始终不变,A项错误;恒容则容器体积不变,容器内气体的
质量不变,故混合气体的密度始终不变,B项错误;气体的质量不变,气体的物质的量也不变,混合气体的平均摩尔质量也一直保持不变,C项错误;该反应过程中始终存在v正(CO)=v正(CO2),所以v正(CO)=v逆(CO2)时,同一种物质的反应速率v正=v逆,反应
达到平衡状态,故v正(CO)2=v逆(CO2)可以作为反应达到平衡的标志,D项正确。②该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,973K时反应的平衡转化率是27%。设CO(g)、H2O(g)的浓度均为1mol·L-1,由图知,1073K时CO
的平衡转化率为25%。由三段式可知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/(mol·L-1)11009转化/(mol·L-1)0.250.250.250.25平衡/(mol·L-1)0.750.750.250.25K
=0.25×0.250.75×0.75=19。③由v=v正—v逆=k正x(CO)·x(H2O)—k逆x(CO2)·x(H2)可知:v正=k正x(CO)·x(H2O);v逆=k逆x(CO2)·x(H2)。平衡时有v正=v逆,即k正k逆=x(CO2)·x(H2)x(CO)
·x(H2O)=K=19,点a处CO的转化率为20%。由三段式可知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/(mol·L-1)1100转化/(mol·L-1)0.200.200.200.20a点/(mol·L-1)0.800.800.200.20点a处的v正v逆=K×0.40×0
.400.10×0.10=19×0.40×0.400.10×0.10=169。答案(1)3Ⅲ(2)①D②2719③169