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化学反应速率和化学平衡1．下列说法正确的是()A．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的B．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据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应进行的方向【答案】：B2．下列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】：对反应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，利用下列反应可减少燃煤污染：SO2(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))2CO2(g)＋S(l)ΔH<0下列有关该反应的判断正确的是()A．使用催化剂改变了反应途径，但ΔH没变B．升高温度，反应速率加快，反应放出的热量增多C．反应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应时，若混合气体的密度不再改变，则该反应不一定达到平衡状态【解析】：升高温度，反应速率加快，但该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，反应放出的热量减少，B项错误；生成物S为液体，C项错误；该反应在反应前后气体质量不相等，因此混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，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。已知下列三个热化学方程式：①H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH1②2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)ΔH2A．550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动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应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的浓度/(mol·L－1)c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强p1p2p3反应物转化率α1α2α3下列说法正确的是()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，若平衡不移动，则有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应，达到平衡时，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达到平衡后再充入一个容器中，若平衡不移动，则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；在反应容器甲中，反应物是氮气和氢气，在反应容器乙中，反应物是氨气，达到平衡时有α1＋α2＝1，丙容器中反应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应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH>0。向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量C(s)和H2O(g)，各容器中温度、反应物的起始量如表，反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。容器甲乙丙容积0.5L0.5LV温度T1℃T2℃T1℃起始量2molC1molH2O1molCO1molH24molC2molH2O下列说法正确的是()A．甲容器中，反应在前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，反应的平衡常数K＝2.25D．乙容器中，若平衡时n(H2O)＝0.4mol，则T1<T2【答案】：B11．下列说法正确的是()A．催化剂不影响反应活化能，但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大反应速率B．化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/LC．根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢D．对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显【解析】A项，催化剂可以降低反应所需的活化能，增大活化分子的百分数，从而增大反应速率，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，反应速率与反应现象之间无必然联系，如酸碱中和反应的速率很快，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发生反应：X(g)＋2Y(g)aZ(g)ΔH＜0，达到平衡后，改变某一条件(温度或容器体积)，X的平衡转化率的变化如图所示。下列说法中正确的是()A．a＝2B．T2＞T1C．A点的反应速率：v正(X)＝eq\f(1,3)v逆(Z)D．用Y表示A、B两点的反应速率：v(A)＞v(B)【解析】改变压强，X的平衡转化率不变，说明反应前后气体化学计量数之和相等，所以a＝3，此反应为放热反应，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应：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，下列有关说法不正确的是()A．上述反应的ΔH<0B．压强：p4>p3>p2>p1C．1100℃时该反应的平衡常数为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，发生反应：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】反应物按化学计量数之比投料时，达到平衡时转化率相等，增加一种反应物的物质的量，该反应物的转化率减小，其他反应物的转化率增大。【答案】A15．高温下，某反应达平衡，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。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，反应初始时c(X)＝2.0×10－3mol·L－1，反应10min进行测定，得图1和图2。下列说法不正确的是()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，就可以判断最佳反应条件是：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．已知甲为恒压容器、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。发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0。一段时间后相继达到平衡状态。下列说法中正确的是()A．平衡时NO2体积分数：甲＜乙B．达到平衡所需时间，甲与乙相等C．该反应的平衡常数表达式K＝c(N2O4)/c(NO2)D．若两容器内气体的压强保持不变，均说明反应已达到平衡状态【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，反应发生时，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，化学反应速率减小，达到平衡所需时间，甲<乙，错误；C项，该反应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，说明反应达到平衡，错误。【答案】A18．下列四图中，曲线变化情况与所给反应(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应：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下列说法正确的是()A．平衡时，X的转化率为20%B．t℃时，该反应的平衡常数为40C．增大平衡后的体系压强，v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动D．前2min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝0.03mol·(L·min)－1【答案】D20．一定条件下，向某密闭容器中加入一定量的N2和H2发生可逆反应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，下列说法正确的是()A．10～15s内c(NH3)增加量等于0.25mol·L－1B．10s内氨气的平均反应速率为0.025mol·L－1·s－1C．达平衡后，分离出少量NH3，v(正)增大D．该反应的逆反应的活化能不小于92.2kJ·mol－1【解析】10～15s内与0～10s内的反应速率不同，故A项错误，0～10s，c(H2)减小了0.75mol·L－1，根据反应的方程式可知，氨气浓度增加了0.5mol·L－1，10s内氨气的反应速率是0.5mol·L－1÷10s＝0.05mol·L－1·s－1，选项B不正确；降低生成物浓度，反应速率降低，选项C不正确；由于正反应的ΔH＝－92.2kJ·mol－1，所以逆反应的活化能不小于92.2kJ·mol－1，选项D正确。【答案】D21、反应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，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是()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的反应速率为eq\f(0.6mol·L－1,2min)＝0.3mol·(L·min)－1，根据化学反应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应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是()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应速率的影响C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态【答案】B23、某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2molCO和0.2molH2O，在催化制存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0。反应中CO2的浓度随时间的变化情况如图所示。(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，v(CO)＝________；反应达到平衡时，c(H2)＝________。(2)判断该反应达到平衡的依据是________。①CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等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、逆反应速率都为零【答案】(1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)①③24、(1)反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH1，平衡常数为K1反应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反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH，平衡常数K，则ΔH＝________(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。(2)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH>0，CO2的浓度与时间的关系如图所示：①该条件下反应的平衡常数为________；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0mol·L－1，则平衡时CO2的浓度为____________mol·L－1。②下列措施中能使平衡时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．再加入一定量铁粉【答案】(1)ΔH1－ΔH2eq\f(K1,K2)吸热(2)①2.00.67(或2/3)②A25．2016年冬季，雾霾天气多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应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。据此判断：①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。②在T2温度下，0～2s内的平均反应速率v(N2)________。③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(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催化还原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)催化还原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，可达到低碳排放的目的。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表面发生的电极反应式为_______________________________________。【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．如图所示的装置中发生反应2A2(g)＋B2(g)2C(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)，已知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。请回答下列问题：(1)此反应的平衡常数表达式为________；若将温度升高到700℃，反应的平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)比较大小：w1________w2(填“>”、“＝”或“<”)，a、b、c由大到小的关系为________________________________________________________________。(3)若打开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)若让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，则w1、w3的关系为__________________________________________________________________。(5)能说明A中已达到平衡状态的是________(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．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化d．容器内的气体密度保持不变(6)使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。a．及时分离出C气体 b．适当升高温度c．增大B2的浓度 d．选择高效的催化剂【答案】(1)K＝eq\f(c2（C）,c2（A2