2013高三化学二轮复习知能提升训练5化学反应速率和化学平衡

1、2013高三化学二轮复习知能提升训练5 第5讲 化学反应速率和化学平衡1反应A(g)3B(g) 2C(g)2D(g)，在不同情况下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是()Av(D)0.4 mol/(L·s)Bv(C)0.5 mol/(L·s)Cv(B)0.6 mol/(L·s)Dv(A)0.15 mol/(L·s)2(2011·丽水联考)一定条件下，体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)Y(g) Z(g)，经60 s达到平衡，生成0.3 mol Z。下列说法正确的是()A以X浓度变化表示的反应速率为0.

2、001 mol/(L·s)B将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的1/2C若增大压强，则物质Y的转化率减小D若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的H>03(2011·沈阳四校联考)高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应的化学方程式为COH2OCO2H24(2011·豫南四校联考)反应A(g)B(g) C(g)D(g)发生过程中的能量变化如图，H表示反应的焓变。下列说法正确的是()A反应体系中加入

3、催化剂，反应速率增大，E1减小，E2增大B反应体系中加入催化剂，反应速率增大，H不变CH0，反应达到平衡时，升高温度，A的转化率增大DH0，反应达到平衡时，升高温度，A的转化率减小5(2011·桂林高三质检)相同温度下，体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.6 kJ·mol1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：下列叙述错误的是()A容器、中各物质的平衡浓度均相同B容器、中反应的平衡常数均为C容器中达平衡时放出的热量Q23.15 kJD若容器体积为0.5 L，则平衡时放出的热量23.15 kJ6(2011

4、83;金华高三质检)一定条件下，某密闭容器中充入物质的量相等的A、B两种气体，发生反应：A(g)B(g) 2C(g)。达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中各物质的浓度、反应速率随时间变化如图所示：下列说法中正确的是()A30 min时增大容积B40 min时加入催化剂C正反应为吸热反应D0 min20 min内A的平均反应速率为0.1 mol·L1·min17(2011·济南模拟)一定温度下，H2(g)CO2(g) H2O(g)CO(g)的平衡常数K9/4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断

5、不正确的是()起始浓度甲乙丙c(H2)/mol·L10.0100.0200.020c(CO2)/mol·L10.0100.0100.020A.平衡时，乙中CO2的转化率大于60%B平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%C平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol/LD反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢8.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq) I(aq)某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是()A反应I2(aq)I(aq) I(aq)的H0B若温

6、度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D加入KI固体，平衡向右移动，平衡常数K增大9(2011·重庆高考节选)臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是_和_。(填分子式)(2)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol/L。pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_。在30 、pH4.0条件下，O3的分解速率为_mol/(L·min)。据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大

7、的顺序为_。(填字母代号)a40 、pH3.0b10 、pH4.0c30 、pH7.010(2011·西城模拟)氢气是一种清洁能源。用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示：(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是_。(2)第步反应为可逆反应。在800 时，若CO的起始浓度为2.0 mol/L，水蒸气的起始浓度为3.0 mol/L，达到化学平衡状态后，测得CO2的浓度为1.2 mol/L，则此反应的平衡常数为_，CO的平衡转化率为_。11(2011·潍坊模拟)由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各界的普遍重视。目

8、前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)，该反应的能量变化如图所示：(1)上述反应平衡常数K的表达式为_，温度降低，平衡常数K_(填“增大”、“不变”或“减小”)。(2)在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5 min末，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)_。t/min0251015n(CO2)/mol10.750.50.250.25(3)在相同温度容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是_(填写序号字母)。an(CO2

9、)n(H2)n(CH3OH)n(H2O)1311b容器内压强保持不变cH2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为31d容器内的密度保持不变(4)下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_(填写序号字母)。a及时分离出CH3OH气体b适当升高温度c保持容器的容积不变，再充入1 mol CO2和3 mol H2d选择高效的催化剂12(2011·烟台模拟)已知化学反应：Fe(s)CO2(g) FeO(s)CO(g)，其平衡常数为K1；化学反应：Fe(s)H2O(g) FeO(s)H2(g)，其平衡常数为K2。在温度为973 K和1 173 K时，K1、K2的值分别如下

10、：温度K1K2973 K1.472.381 173 K2.151.67(1)通过表格中的数值可以推断：反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)现有反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，请你写出该反应的平衡常数表达式：K3_。(3)根据反应与，可推导出K1、K2和K3之间的关系式。据此关系式及上表数据，推断反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有_(填写序号)。A缩小反应容器的体积B扩大反应容器的体积C降低温度D升高温度E使用合适的催化剂F设法减少CO的量(4)图甲和图乙分别表示反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改

11、变某个条件而发生变化的情况。图甲中t2时刻改变的条件可能是_。图乙中t2时刻改变的条件可能是_。答案及解析1【解析】根据系数关系把四个选项化成同一种物质来比较。A中v(A)0.2 mol/(L·s)，B中v(A)0.25 mol/(L·s)，C中v(A)0.2 mol/(L·s)，故选B。【答案】B2【解析】生成0.3 mol Z，则消耗X 0.6 mol，以X表示的反应速率为：0.001 mol/(L·s)，故A正确；B项，容器体积扩大一倍，如果平衡不移动，Z的浓度变为原来的1/2，但容器体积扩大，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，Z的平衡浓度小于

12、原来的1/2；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，则Y的转化率增大，不正确；D项，若升温后X的体积分数增大，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即H<0，不正确。【答案】A3【解析】因为该可逆反应的化学平衡常数K，可得出该反应的化学方程式为CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，D项错误；由于恒容时，温度升高，氢气浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即焓变为正值，A项正确；该反应为反应前后体积不变的反应，恒温恒容下，如充入惰性气体使压强增大，H2浓度不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C项错误。【答案】A4【解析】因为E反应物>E生成

13、物，故该反应(正反应)为放热反应。加入催化剂E1、E2均减小；升温，平衡逆移，A的转化率减小，C错；则D也错。【答案】B5【解析】容器反应中N23H2 2NH3H92.6 kJ/mol 1 mol3 mol 2 mol92.6 kJn(N2)n(H2)n(NH3)23.15 kJ则n(N2)0.25 moln(H2)0.75 moln(NH3)0.5 mol平衡时c(N2)mol/Lmol/L3 mol/Lc(H2)mol/L9 mol/Lc(NH3)mol/L2 mol/LK【答案】C6【解析】30 min时，A、B、C的浓度均减小，是因为扩大了容器体积，A项正确；从图看出：40 min时，

14、v(正)、v(逆)均增大，v(正)<v(逆)，平衡逆向移动，是因为升高了温度，正反应为放热反应，B、C均错误；0 min20 min时C的速率为0.1 mol·L1·min1，A的平均反应速率为C的平均反应速率的一半，D项错误。【答案】A7【解析】甲中：H2(g)CO2(g) H2O(g)CO(g)0.0100.01000xxx x (0.010x)(0.010x) x xK，解得x0.006，H2或CO2的转化率为60%。同样方法求得丙中H2转化率也为60%，故选项B正确。选项A中，乙相当于在甲基础上，增大H2的浓度，则CO2的转化率提高，故CO2的转化率大于60%

15、，正确，C项，平衡时丙中CO2的浓度是甲中的2倍，为0. 008 mol/L，故不正确；D项，浓度越大反应速率越快，故正确。【答案】C8.【解析】由图可知T升高，c(I)逐渐减小，故该反应为放热反应，H0，由K与T关系可知K1K2，B正确，A错误；D点A点，T不变，可达平衡，因c(I)增大可知反应向右进行，必有v正v逆，C错误；加KI固体平衡右移，但K不变，故D错误，选B。【答案】B9【解析】(1)臭氧具有氧化性，能与碘化钾发生氧化还原反应生成氧气、碘单质和氢氧化钾。(2)30 、pH4.0时，臭氧分解一半所用时间为108 min，反应速率v1.00×104 mol/(L·

16、min)；结合表中数据知反应速率在b条件下最小、c条件下最大。【答案】(1)I2O2(2)OH1.00×104b、a、c10【解析】(1)由两图象可分别写出热化学方程式：CH4(g)H2O(g)=3H2(g)CO(g)H103.3 kJ/mol(1)、CO(g)H2O(g)=H2(g)CO2(g)H33.2 kJ/mol(2)，(1)(2)即得所求热化学方程式：CH4(g)2H2O(g)=4H2(g)CO2(g)H136.5 kJ/mol。(2)CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)2.03.000xxxx(2.0x)(3.0x)xx由题意x1.2，则CO平衡浓度为0.8 m

17、ol/L，H2O的平衡浓度为1.8 mol/L，反应的平衡常数1，CO的平衡转化率×100%60%。【答案】(1)CH4(g)2H2O(g)=4H2(g)CO2(g)H136.5 kJ/mol(2)160%11【解析】(1)该反应生成物比反应物的能量低，是放热反应；温度降低，平衡正向移动，K值增大。(2)v(H2)3v(CO2)×30.15 min/(L·min)。(3)该反应是一个反应前后气体物质的量不相等的反应，当容器内压强不变时，说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到平衡。当氢气的消耗速率与甲醇的消耗速率之比为31时，说明氢气的消耗速率和生成速率相等，反应达到平衡。无论反应是否达到平衡，容器内气体的密度都不变。(4)及时分离出甲醇气体会使平衡正向移动，但反应速率减小；升高温度会使反应速率增大，但平衡逆向移动；选择高效的催化剂会加快反应速率，但平衡不移动；保持容器的容积不变，再充入1 mol CO2和3 mol H2，等效于在原平衡的基础上增大压强，化学反应速率增大，平衡正向移动。【答案】(1)增大(2)0.15 mol·L1·min1(3)bc(4)c12【解析】(1)K1(973 K)<K1(1 173 K)，所以反应是一个吸热反应。(2)根据平衡常数的定义可以写出反应的平衡常数表达式。(