2024湖南化学高考复习十一 化学反应速率与化学平衡

专题十一化学反应速率与化学平衡

,n

1.已知NaN02+NH4Cl^NaCl+2H20+N2t的速率方程为v=k•c(NaN02)・C(NH4C1)•c(H')。为探究反应

速率与c(NaNOj的关系,进行如下实验：向锥形瓶中加入一定体积的2.0mol-L1NaNOz溶液、2.0

mol•L'NH.C1溶液、1.0mol•L醋酸和水,充分搅拌，保持体系温度为36°C,用秒表测量收集1.0

mL♦所需要的时间(t),实验数据如下表。下列说法正确的是()

V/mL

实验t/s

NaNOz溶液NHiCl溶液醋酸水

14.0V,4.08.0332

26.04.04.06.0148

3V24.04.04.083

412.04.04.0V337

A.H4.0、Vz=2.0

B.实验3用Nz表示的反应平均速率mol-s'

c.醋酸不参与反应,其浓度的大小对该反应速率无影响

D.速率方程中m=2

答案D

2.臭氧分解20,130z的反应历程包括以下反应：

反应①―**02+0•(快)

反应②03+0•*20，(慢)

大气中的氯氟烧光解产生的氯自由基(C1•)能够催化0,分解,加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是

()

A.活化能:反应①〉反应②

B.分解为的速率主要由反应②决定

C.C1•主要参与反应①,改变Os分解的反应历程

D.C1•参与反应提高了分解为0?的平衡转化率

答案B

3.汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)+O2(g)—2NO(g)AIK一定条件下，等物质的量用和5在恒

容密闭容器中反应，曲线a表示该反应在温度T下c(Nj随时间(t)的变化，曲线b表示该反应在某一起

始条件改变时c(Nj随时间(t)的变化。下列叙述不正确的是()

(

口

•

A.温度T下、0'40s内v(N2)=£!L^mol•L1•s1

40

B.M点v正(NJ小于N点v/Nz)

C.曲线b对应的条件改变可能是充入氧气

D.若曲线b对应的条件改变是升高温度，则AH>0

答案B

4.在一定条件下，取一定量的X和Y在恒容密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(s)mM(g)+nN(g)

AH=QkJ•moL,达到平衡时,M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列有关判断一定正确的

是()

A.a>m+n

B.Q>0

C.E点的平衡常数大于F点的平衡常数

D.达到平衡后,增大Y的量将会提高X的转化率

答案B

5.室温下，某溶液初始时仅溶有M,同时发生以下两个反应:①M-X+Y;②M-X+Zo反应①的速率

可表示为v尸kc(M),反应②的速率可表示为vz=Lc(M)(太、L为速率常数)o体系中生成物浓度(c)随时

间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是()

^c/(moi•L~*)

0

7

6

5

4

3

2

]

I2^45678910

A.010s内，M的平均反应速率V(M)=O.7mol•L•s-1

B.温度不变,反应过程中嘤的值不变

C.反应①的活化能比反应②的活化能大

D.温度升高,体系中嘤的值减小

答案D

6.在恒温恒容条件下，向某容器中充入一定量的NQ气体发生下列反应:2NG(g)L4N02(g)+02(g)

AH>0»T°C时,部分实验数据如下表所示：

t/s050100150

cCN^Os)/mol•L-14.002.52.002.00

下列有关说法错误的是()

A.T℃时,该反应平衡常数K=64

B.150s后再充入一定量gOs,再次达到平衡NzOs的转化率将增大

C.达平衡后升高温度，该容器内混合气体的密度不会改变

D.其他条件不变,若将恒容改为恒压,则平衡时NzOs的转化率增大

答案B

7.一定温度下，向四个容积不等的恒容密闭容器中分别通入2molNOCl(g),发生反应2N0Cl(g)

2N0(g)+CL(g)otmin后，四个容器中N0C1的转化率如下图所示。下列叙述正确的是()

\OC1的转化率

0.5-ra；

°匕匕匕匕

容器体积/I.

A.V、：V2=27：10

B.b、d两点的压强相等

C.c点对应容器中，v正二v逆

D.t、(t+2)min内，a点的净反应速率小于d点

答案D

8.已知反应2Hl(g)=H2(g)+L(g)AH>0o在716K时向密闭容器中充入一定量的HI气体,平衡时

气体混合物中HI的物质的量分数x(HI)为78%O测得v正“x(HI)和v逆“x(HJ的关系如图所示。

z

z

7

=z.8

LL.4

=.0

—0L.6

?~-.2

()s.8

.4

0：00.20.40.6().81.0

下列结论不正确的是()

A.该反应的压强平衡常数K,约为0.02

B.增大体系压强,平衡不发生移动,平衡常数K,不变

C.温度降低,v正、v速均减小,平衡向逆反应方向移动

D.温度升高,反应重新达到平衡时，图中表示平衡的点可能是A和D

答案D

9.丙烯是重要的有机化工原料。一定条件下，丙烷直接脱氢制备丙烯的转化率和丙烯的选择性

在小优(丙烯)

［上7F7TX100%］随时间的关系如下图所示。下列说法正确的是()

九滔汗(内烧)

A.丙烯的产率大于80%

B.该反应为氧化反应

C.催化剂可以降低反应的活化能,减小反应的婚变

D.其他条件不变,增大c（丙烷），可以加快反应速率,提高丙烷的转化率

答案B

10.在某密闭容器中以物质的量之比1：2充入M）、0力发生反应:N0（g）+（）3（g）===

N02（g）+02（g）,2N0Mg）一NG（g）。实验测得体系中含氮物种的浓度随时间的变化如图所示。下列叙

述错误的是（）

A.tM,C(02)=3C(N。)

B.加时,NO的转化率为75%

C.tz时，c(0a)=amol,L'

D.%时，[amol•L-c(N02)]

答案C

11.（2023安徽蚌埠三模，11）1889年,Arrhenius提出了反应速率常数k随温度的变化关系lnk=-

至+C（R、C均为常数）。已知2N0（g）+02（g）—2MX（g）,经历反应1和反应2两步：

反应1:2N0(g)N202(g)AHF-46.3kJ•mol

1

反应2:N202(g)+02(g)2N02(g)AH2=-65.7kJ•mol

两步反应的活化能EaJEaz。某课题组通过实验绘制出两步反应InK、Ink随擀的变化曲线如图所示(K

A.2molNO与1mol02充分反应,放出热量小于H2kJ

B.曲线③表示的是kz随/的变化关系

C.温度越高,单位时间内N0的转化率可能越低

D.相同条件下,浓度的变化比N0浓度的变化对反应速率影响更显著

答案B

12.一定条件下，将CO?和H?按物质的量为1：3的投料比充入某刚性密闭容器中，发生反

应:C02(g)+3HMg)LCH30H(g)+H2(g)AH=-49.5kJ-mol1,测得CO2的物质的量浓度随反应时间的

变化如图所示。

下列说法正确的是()

A.0~5min,共放出19.8kJ的热量

B.C0?和出的转化率相等时,反应达到平衡

C.9min时，改变的外界条件可能是降温

D.平衡常数R,一定大于K.

答案C

13.异丁烯是一种重要的化工原料，主要用于制备甲基叔丁基酰、丁基橡胶、甲基丙烯脂等。将异丁烷

脱氢制备异丁烯,可提高异丁烷的附加值,具有良好的经济与社会效益。回答下列问题。

(1)利用下列键能数据，计算异丁烷直接脱氢生成异丁烯反应的AH:

(CH3)2CHCH3(g)===(CH3)2C=CH2(g)+H2(g)WAH=kJ-mol

化学键c—cc-cC—HH-H0—H0=0

键能/347.7615413.4436462.8497.3

(kJ•mol1)

（2）在压强100kPa下,异丁烷的平衡转化率a随温度的变化结果如下图所示。

该反应的平衡常数K,随温度升高而（填“增大”“减小”或“不变”）。计算820K时的平衡常

数KP=kPa（结果保留一位小数）。

（3）在温度853K、压强100kPa下，初始反应气体组成n（Hz）/n（异丁烷）或n（Ar）/n（异丁烷）与平衡时

异丁烷摩尔分数x的关系如下图所示。

〃（Ar"〃（异丁烷）

其中x〜n（Hj/n（异丁烷）为曲线,判断依据是o

（4）有人提出加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，写出该反应的热化学方程

式o并比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯,从产率角度

分析该方法的优缺点o

答案（1）+123.5（2）增大33.3（3）M加入/或Ar,体系总物质的量增加，异丁烷摩尔分数x减

小。加入112,平衡逆向移动,异丁烷转化率减小,平衡时x增加，但总结果是随着n（H2）/n（异丁烷）增

加,x减小;加入Ar,对于分子数增加的反应,平衡正向移动,异丁烷转化率增加,平衡时x减小，因此,相

同条件下加入Ar,平衡时x相对较低

(4)(CH:t)2CHCH3(g)+i02(g)===(CH3)2C=CII2(g)+H20(g)AH=-117.45kJ-mol'优点:空气中0?与产

物中上反应生成HQ,使平衡正向移动,提高异丁烯产率

缺点：空气中（X对异丁烷或异丁烯深度氧化，使得异丁烯产率降低

14.COz-CH,催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式，其主反应为C02(g)+CH」(g)L

2C0(g)+2H2(g)AH,反应体系还涉及以下副反应：

i.CH,(g)=C(s)+2HMg)

△乩=+75.0kj/mol

ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2=+41.0kj/mol

iii.CO(g)+H2(g)C(s)+H20(g)AH3-131.0kj/mol

(1)主反应的AH=kj/molo

(2)我国学者对催化重整的主反应进行理论研究,提出在Pt-Ni或Sn-Ni合金催化下,先发生甲烷逐级

脱氢反应,其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。

过渡态4

-Sn-Ni6.86()

过渡会2

6uPi-Ni5.496过渡仓3

4.8376.357

C+4II'

o过渡态1

4.

2.9814.0354.051

2.CH；+2H'CH*+3H'

-?.o

1.6870423

0325

o-0.068

0302

CH；-0.252-0.255n4is

o

不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量的关系

①该历程中最大能垒为eV/mol;

②其他条件相同时，催化重整的主反应在不同催化剂下反应相同时间,CO的产率随反应温度的变化如图

所示：

500550600650700

温度/忙

B是合金催化下C0的产率随温度的变化曲线,A、B曲线到达W点后重合,请解释原

因。

(3)在1L恒容密闭容器中通入1molH2及一定量CO,反应iii中CO的平衡转化率随n(CO)及温度变化

如图：

兴

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详B(O.5

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对

C两点

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率V正

反应速

C0正

对应的

B两点

①A、

Teo

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应温度

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到平

,在达

分数

体积

体的

为气

数,x

率常

应速

为反

Q),k

x(H

=k逆

。，v

x(H

(CO)

=1<正x

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