新版推荐学习高考化学深化复习+命题热点提分专题10化学反应速率和化学平衡

[k12][k12]最新K12最新K12[k12]最新K12专题10化学反响速率和化学平衡1．以下说法正确的选项是()A．焓变和熵变都大于0的反响肯定是自发的B．焓变小于0而熵变大于0的反响肯定是自发的C．因为焓变和熵变都与反响的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反响自发性的判据D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反响进行的方向【答案】：B2．以下有关颜色的变化不能用勒夏特列原理解释的是()A．平衡状态的H2、I2、HI混合气体体积压缩时颜色变深B．平衡状态的NO2和N2O4混合气体体积压缩时颜色先变深后变浅C．平衡状态的NO2、CO、NO、CO2混合气体升温时颜色变深D．向Fe(SCN)3溶液中滴加几滴浓KSCN溶液后颜色变深【解析】：对反响H2(g)＋I2(g)2HI(g)而言，压强不能改变其平衡状态，故A项不能用勒夏特列原理解释。【答案】：A3．燃煤造成的污染是大气污染的主要原因，利用以下反响可减少燃煤污染：SO2(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))2CO2(g)＋S(l)ΔH<0以下有关该反响的判断正确的选项是()A．使用催化剂改变了反响途径，但ΔH没变B．升高温度，反响速率加快，反响放出的热量增多C．反响物的化学计量数之和等于生成物的化学计量数之和，故压强对转化率无影响D．在容积固定的容器中进行反响时，假设混合气体的密度不再改变，那么该反响不一定到达平衡状态【解析】：升高温度，反响速率加快，但该反响为放热反响，升高温度，平衡逆向移动，反响放出的热量减少，B项错误；生成物S为液体，C项错误；该反响在反响前后气体质量不相等，因此混合气体的密度不再改变时，该反响一定到达平衡状态，D项错误。【答案】：A4．大量燃烧化石燃料产生的CO2被视为全球变暖的“元凶〞，但在催化剂作用下，用CO2和H2可制备用途广泛的甲醇。以下三个热化学方程式：①H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH1②2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)ΔH2③3H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)ΔH3三个反响的平衡常数分别为K1、K2、K3，这些平衡常数与温度的关系如表所示：平衡常数温度/℃K1K2K35001.002.508002.500.15以下说法正确的选项是()A．反响②为吸热反响 B．K3(500℃)＝3.50C．K3(800℃)＝2.35 D．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2【答案】：D5．FeCl3溶液与KSCN溶液混合时存在平衡：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)Fe(SCN)2＋(aq)。某一条件下，反响到达平衡时，Fe(SCN)2＋的物质的量浓度与温度的关系如下图，以下说法正确的选项是()A．该反响为吸热反响B．T1、T2时反响的平衡常数分别为K1、K2，那么K1>K2C．反响处于D时，一定有v正大于v逆D．A点的c(Fe3＋)比B点的c(Fe3＋)大【解析】：由图知温度升高，产物的物质的量浓度减小，那么化学平衡向逆反响方向移动，正反响为放热反响，A项错误；温度T1<T2，正反响为放热反响，温度升高，平衡逆向移动，K值减小，B项正确；假设保持温度为T3不变，D点产物的浓度大于平衡浓度(C点产物浓度)，此时反响逆向进行，v正<v逆，C项错误；A点的温度T1小于B点的温度T2，温度低时，反响物Fe3＋的转化率大，剩余c(Fe3＋)小，D项错误。【答案】：B6．下面是工业生产硫酸的一个重要反响：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－198kJ·mol－1如图是在t1到达平衡一段时间后，t2时重新改变条件，在t3时重新到达平衡的图像：t2时改变的条件(假设只改变一个条件，其他条件不变)是()A．压缩混合气体，增大压强B．升高反响体系温度C．使用新型催化剂D．参加SO2【答案】：D7．在一密闭容器中有反响：aX(g)＋bY(s)nW(g)ΔH＝QkJ·mol－1。某化学兴趣小组的同学根据此反响在不同条件下的实验数据，做出了如下曲线图：其中，w(W)表示W在气体混合物中的百分含量，t表示反响时间。其他条件不变时，以下分析正确的选项是()A．图Ⅰ可能是不同压强对反响的影响，且p2>p1，a<nB．图Ⅱ可能是在同温同压下催化剂对反响的影响，且2使用的催化剂效果好C．图Ⅱ可能是不同压强对反响的影响，且p1>p2，n＝a＋bD．图Ⅲ可能是不同温度对反响的影响，且T1>T2，Q<0【解析】：反响中Y是固体，如果图Ⅰ表示压强的影响，2线用的时间短，说明速率快，压强大，p2>p1，增大压强，w(W)减小，说明平衡向逆反响方向移动，增大压强时平衡向气体分子数减小的方向进行，故a<n，A正确；假设图Ⅱ是在同温同压下催化剂对反响的影响，1用的时间短，那么1使用的催化剂效果好，B错误；假设图Ⅱ是不同压强对反响的影响，那么p1>p2，n＝a，C错误；假设图Ⅲ是不同温度对反响的影响，那么1用的时间短，速率快，温度高，T1>T2，升高温度，w(W)增大，平衡向正反响方向移动，也就是向吸热反响方向移动，Q>0，D错误。【答案】：A8．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反响：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图。：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。以下说法正确的选项是()A．550℃时，假设充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B．650℃时，反响达平衡后CO2的转化率为25.0%C．T℃时，假设充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反响方向移动D．925℃时，用平衡分压、代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总【答案】：B9．在温度、容积相同的三个密闭容器中发生反响：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，按不同方式投入反响物，保持恒温、恒容，测得反响到达平衡时的有关数据如下：容器甲乙丙反响物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的浓度/(mol·L－1)c1c2c3反响的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强p1p2p3反响物转化率α1α2α3以下说法正确的选项是()A．2c1>c3 B．a＋b＝92.4C．2p1<p3 D．α1＋α3＝1【解析】：丙容器中平衡建立过程可以看成两个甲容器平衡后再放入同一个容器中，假设平衡不移动，那么有2c1＝c3，但是放入同一个容器中后，平衡正向移动，导致2c1<c3，A错误；甲、乙两容器中分别从两个方向开始反响，到达平衡时，应该有a＋b＝92.4，B正确；恒温恒容条件下，压强之比等于总物质的量之比，丙容器的情况可以理解为两个甲容器分别到达平衡后再充入一个容器中，假设平衡不移动，那么2p1＝p3，但是随着压强的增大，平衡正向移动，导致总物质的量减少，所以有2p1>p3，C错误；在反响容器甲中，反响物是氮气和氢气，在反响容器乙中，反响物是氨气，到达平衡时有α1＋α2＝1，丙容器中反响物的量是乙容器中的2倍，丙容器中压强大于乙容器中压强，丙容器中平衡相对于乙容器中，平衡正向移动，故α2>α3，因此有α1＋α3<1，D错误。【答案】：B10．一定条件下存在反响：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH>0。向甲、乙、丙三个恒容容器中参加一定量C(s)和H2O(g)，各容器中温度、反响物的起始量如表，反响过程中CO的物质的量浓度随时间变化如下图。容器甲乙丙容积0.5L0.5LV温度T1℃T2℃T1℃起始量2molC1molH2O1molCO1molH24molC2molH2O以下说法正确的选项是()A．甲容器中，反响在前15min的平均速率v(H2)＝0.2mol·L－1·min－1B．丙容器的体积V<0.5LC．当温度为T1℃时，反响的平衡常数K＝2.25D．乙容器中，假设平衡时n(H2O)＝0.4mol，那么T1<T2【答案】：B11．以下说法正确的选项是()A．催化剂不影响反响活化能，但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大反响速率B．化学反响速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/LC．根据化学反响速率的大小可以判断化学反响进行的快慢D．对于化学反响来说，反响速率越大，反响现象越明显【解析】A项，催化剂可以降低反响所需的活化能，增大活化分子的百分数，从而增大反响速率，错误；B项，0.8mol/(L·s)是指1s内该物质的浓度变化量为0.8mol/L，错误；D项，反响速率与反响现象之间无必然联系，如酸碱中和反响的速率很快，但却观察不到什么现象，错误。【答案】C12．向某密闭容器中充入1molX与2molY发生反响：X(g)＋2Y(g)aZ(g)ΔH＜0，到达平衡后，改变某一条件(温度或容器体积)，X的平衡转化率的变化如下图。以下说法中正确的选项是()A．a＝2B．T2＞T1C．A点的反响速率：v正(X)＝eq\f(1,3)v逆(Z)D．用Y表示A、B两点的反响速率：v(A)＞v(B)【解析】改变压强，X的平衡转化率不变，说明反响前后气体化学计量数之和相等，所以a＝3，此反响为放热反响，升高温度，X的平衡转化率减小，故T1＞T2，所以v(B)＞v(A)。【答案】C13．在一恒容的密闭容器中充入0.1mol·L－1CO2、0.1mol·L－1CH4，在一定条件下发生反响：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图，以下有关说法不正确的选项是()A．上述反响的ΔH<0B．压强：p4>p3>p2>p1C．1100℃时该反响的平衡常数为1.64D．压强为p4时，在y点：v正>v逆正确。【答案】A14．在一定温度下，将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中，发生反响：3H2＋N2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3。起始时H2和N2的物质的量之和相等，平衡后分别测出H2、N2的转化率。能正确表示H2、N2的转化率与起始时eq\f(n〔H2〕,n〔N2〕)的关系图是()【解析】反响物按化学计量数之比投料时，到达平衡时转化率相等，增加一种反响物的物质的量，该反响物的转化率减小，其他反响物的转化率增大。【答案】A15．高温下，某反响达平衡，平衡常数K＝eq\f(c〔CO〕·c〔H2O〕,c〔CO2〕·c〔H2〕)。恒容时，温度升高，H2浓度减小。以下说法正确的选项是()A．该反响的焓变为正值B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C．升高温度，逆反响速率减小D．该反响的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2【答案】A16．Fenton试剂常用于氧化降解有机污染物X。在一定条件下，反响初始时c(X)＝2.0×10－3mol·L－1，反响10min进行测定，得图1和图2。以下说法不正确的选项是()A．50℃，pH在3～6时，X降解率随pH增大而减小B．pH＝2，温度在40～80℃时，X降解率随温度升高而增大C．无需再进行后续实验，就可以判断最正确反响条件是：pH＝3、温度为80℃D．pH＝2，温度为50℃时，10min内X的平均降解速率v(X)＝1.44×10－4mol·L－1·min－1【答案】C17．甲为恒压容器、乙为恒容容器。相同条件下充入等物质的量的NO2气体，且起始时体积相同。发生反响：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0。一段时间后相继到达平衡状态。以下说法中正确的选项是()A．平衡时NO2体积分数：甲＜乙B．到达平衡所需时间，甲与乙相等C．该反响的平衡常数表达式K＝c(N2O4)/c(NO2)D．假设两容器内气体的压强保持不变，均说明反响已到达平衡状态【解析】A项，甲、乙两体积相同的容器，相同条件下充入等物质的量的NO2气体，反响发生时，气体物质的量减小，乙相当于减小压强，平衡向左移动，平衡时NO2体积分数，甲<乙，正确；B项，由A知，乙容器相当于减小压强，化学反响速率减小，到达平衡所需时间，甲<乙，错误；C项，该反响的平衡常数表达式应为K＝c(N2O4)/c2(NO2)，错误；D项，甲为恒压容器，压强不能作为平衡状态的标志，乙容器压强不变，说明反响到达平衡，错误。【答案】A18．以下四图中，曲线变化情况与所给反响(a、b、c、d均大于0)相对应的是()【答案】C19．t℃时，在体积不变的密闭容器中发生反响：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如下表：物质XYZ初始浓度/(mol·L－1)0.10.202min末浓度/(mol·L－1)0.08ab平衡浓度/(mol·L－1)0.050.050.1以下说法正确的选项是()A．平衡时，X的转化率为20%B．t℃时，该反响的平衡常数为40C．增大平衡后的体系压强，v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反响方向移动D．前2min内，用Y的变化量表示的平均反响速率v(Y)＝0.03mol·(L·min)－1【答案】D20．一定条件下，向某密闭容器中参加一定量的N2和H2发生可逆反响N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1，测得0～10s内，c(H2)减小了0.75mol·L－1，以下说法正确的选项是()A．10～15s内c(NH3)增加量等于0.25mol·L－1B．10s内氨气的平均反响速率为0.025mol·L－1·s－1C．达平衡后，别离出少量NH3，v(正)增大D．该反响的逆反响的活化能不小于92.2kJ·mol－1【解析】10～15s内与0～10s内的反响速率不同，故A项错误，0～10s，c(H2)减小了0.75mol·L－1，根据反响的方程式可知，氨气浓度增加了0.5mol·L－1，10s内氨气的反响速率是0.5mol·L－1÷10s＝0.05mol·L－1·s－1，选项B不正确；降低生成物浓度，反响速率降低，选项C不正确；由于正反响的ΔH＝－92.2kJ·mol－1，所以逆反响的活化能不小于92.2kJ·mol－1，选项D正确。【答案】D21、反响4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)开始进行时CO浓度为4mol·L－1，N2浓度为0。2min后测得N2的浓度为0.6mol·L－1，那么此段时间内，以下反响速率表示正确的选项是()A．v(CO)＝1.2mol·(L·s)－1B．v(NO2)＝0.3mol·(L·min)－1C．v(N2)＝0.6mol·(L·min)－1D．v(CO2)＝1.2mol·(L·min)－1【解析】由题意知N2的反响速率为eq\f(0.6mol·L－1,2min)＝0.3mol·(L·min)－1，根据化学反响速率之比等于化学计量数之比，可得D选项正确。要注意的A项中的单位是mol·(L·s)－1，故不正确。【答案】D22、在容积不变的密闭容器中进行反响：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0。以下各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反响的影响，其中分析正确的选项是()A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反响速率的影响C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反响速率的影响D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经到达化学平衡状态【答案】B23、某一容积为5L的密闭容器内，参加0.2molCO和0.2molH2O，在催化制存在的条件下高温加热，发生如下反响：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0。反响中CO2的浓度随时间的变化情况如下图。(1)根据图中数据，反响开始至到达平衡时，v(CO)＝________；反响到达平衡时，c(H2)＝________。(2)判断该反响到达平衡的依据是________。①CO2减少的化学反响速率和CO减少的化学反响速率相等②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化④正、逆反响速率都为零【答案】(1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)①③24、(1)反响Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH1，平衡常数为K1反响Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)ΔH2，平衡常数为K2在不同温度时K1、K2的值如下表：700℃900℃K11.472.15K22.381.67反响CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH，平衡常数K，那么ΔH＝________(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反响CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是________反响(填“吸热〞或“放热〞)。(2)一定温度下，向某密闭容器中参加足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反响Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH>0，CO2的浓度与时间的关系如下图：①该条件下反响的平衡常数为________；假设铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0mol·L－1，那么平衡时CO2的浓度为____________mol·L－1。②以下措施中能使平衡时eq\f(c〔CO〕,c〔CO2〕)增大的是__________(填序号)。A．升高温度B．增大压强C．再充入一定量的CO2D．再参加一定量铁粉【答案】(1)ΔH1－ΔH2eq\f(K1,K2)吸热(2)①2.00.67(或2/3)②A25．2023年冬季，雾霾天气屡次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。(1)汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))2CO2(g)＋N2(g)。在密闭容器中发生该反响时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的外表积(S)和时间(t)的变化曲线，如以下图所示。据此判断：①该反响的ΔH________0(填“>〞或“<〞)。②在T2温度下，0～2s内的平均反响速率v(N2)________。③当固体催化剂的质量一定时，增大其外表积可提高化学反响速率。假设催化剂的外表积S1>S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下到达平衡过程中的变化曲线。④假设该反响在绝热、恒容的密闭体系中进行，以下示意图正确且能说明反响在进行到t1时刻到达平衡状态的是________(填代号)。(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化复原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－867kJ/mol2NO2(g)N2O4(g)ΔH2＝－56.9kJ/mol写出CH4(g)催化复原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式：__________________________________________________________________②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可到达低碳排放的目的。以下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b外表发生的电极反响式为_______________________________________。【答案】(1)①<②0.025mol·(L·s)－1③④bd(2)①CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－810.1kJ/mol②CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH26．如下图的装置中发生反响2A2(g)＋B2(g)2C(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)，P是可自由滑动的活塞。在相同温度时关闭K，向A、B容器中分别充入2molA2和1molB2，两容器分别在500℃时达平衡，A中C的浓度为w1mol·L－1，放出热量bkJ，B中C的浓度为w2mol·L－1，放出热量ckJ。请答复以下问题：(1)此反响的平衡常数表达式为________；假设将温度升高到700℃，反响的平衡常数将________(填“增大〞、“减小〞或“不变〞)。(2)比拟大小：w1________w2(填“>〞、“＝〞或“<〞)，a、b、c由大到小的关系为________________________________________________________________。(3)假设翻开K，一段时间后重新达平衡，容器B的体积将________(填“增大〞、“减小〞或“不变〞)。(4)假设让A、B体积相等且固定P，在B中改充入4molA2和2molB2，在500℃时达平衡后C的浓度为w3mol·L－1，那么w1、w3的关系为__________________________________________________________________。(5)能说明A中已到达平衡状态的是________(填序号，有一个或多个选项符合题意)。a．v(C)＝2v(B2)b．容器内气体压强保持不变c．容