新高考新教材广西专版2025届高考化学二轮总复习专题突破练10化学反应速率与化学平衡B

专题突破练十化学反应速率与化学平衡(B)一、选择题1.已知T1温度下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-mkJ·mol-1。在2L密闭容器中通入3molH2和1molN2,测得不同温度下,NH3的产率随时间变更如图所示。下列有关说法正确的是()。A.ΔH>0,T2>T1B.达到平衡时,T1温度对应反应放出热量为mkJC.平衡时,保持容器容积不变,通入氩气平衡正向移动D.平衡常数,KA<KC2.(2024湖南师大附中月考)将确定量的NH4HS固体置于恒容密闭真空容器中(固体试样的体积忽视不计),使其在50℃的恒温条件下分解:NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)。试验测得该体系的压强如表所示:时间/min010203040506070压强/kPa00.661.281.782.202.502.502.50已知:Kp为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。下列有关说法正确的是()。A.当混合气体的平均摩尔质量不再随时间变更时,反应达到平衡B.0~10min,用H2S的压强变更表示该反应的平均反应速率为0.066kPa·min-1C.50℃时,NH4HS(s)的分解反应的压强平衡常数Kp=25D.50℃时,若在65min时将容器的容积压缩至原来的12,再次达到平衡时,体系的压强大于2.二、非选择题3.汽车尾气中氮氧化物的排放与雾霾天气的产生亲密相关,对其进行无害化处理是化学工作者探讨的重要课题。(1)利用反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH<0,可实现汽车尾气的无害化处理。确定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=n(NO①投料比m1、m2、m3从大到小的依次为。

②随着温度的上升,不同投料比下CO平衡转化率趋于相近的缘由是。

(2)我国学者探讨了均相NO-CO的反应过程,反应路径中每一阶段内各驻点的能量均为相对于此阶段内反应物能量的能量之差,TS代表过渡态,反应过程中的困难中间产物干脆用IM表示。①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=。

②整个反应分为三个基元反应阶段,总反应速率由第(填“一”“二”或“三”)阶段反应确定。

(3)若反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)的正、逆反应速率可分别表示为v正=k正·c2(NO)·c2(CO);v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。确定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中加入5molNO和5molCO发生上述反应,测得CO和CO2的物质的量浓度随时间的变更如图所示。①M点时,v正∶v逆=。

②测得平衡时体系压强为p,Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,则平衡常数Kp=。(用含p的式子表示)

③达平衡后,若变更下列条件,既能增大反应速率又能提高NO的转化率的是。A.分别出部分N2B.恒容时,再加入5molNO,5molCOC.压缩容器容积增大压强D.降低温度4.(2024河南濮阳一模)含NO的烟气须要处理后才能排放。(1)氢气催化还原含NO的烟气,发生脱硝反应:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-605kJ·mol-1。确定条件下,通入H2的体积分数对该反应平衡时含氮物质的体积分数的影响如图所示:①随着H2体积分数增加,NO中氮元素被还原的价态渐渐降低。当H2的体积分数在0.5×10-3~0.75×10-3时,NO的转化率基本为100%,而N2和NH3的体积分数仍呈增加趋势,其可能缘由是。

②已知:Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJ·mol-1Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-484kJ·mol-1图中N2削减的缘由是N2与H2反应生成NH3,写出该反应的热化学方程式:。

(2)某科研小组探讨了NO与H2反应生成N2和NH3的转化过程。在起始温度为400℃时,将n(NO)∶n(H2)=1∶2通入甲、乙两个恒容密闭容器中,甲为绝热过程、乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变更曲线如图所示。①曲线X是(填“甲”或“乙”)容器。

②a点在曲线X上,则a点(填“可能”或“不行能”)是平衡点。

③曲线Y的容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%,从起先到平衡点Z时用分压表示的H2消耗速率是kPa·min-1。400℃时,脱硝反应的压强平衡常数Kp=(结果保留两位有效数字,Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

5.氢能作为新型能源,可利用CO制得。我国北京高校的科研团队向容积为V的密闭容器中充入等物质的量的CO和H2O进行反应。已知:反应Ⅰ:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH1反应Ⅱ:FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g)ΔH2反应Ⅲ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH反应Ⅲ在不同催化剂作用下(反应相同时间),温度与CO转化率的关系如图所示。(1)反应Ⅲ的ΔH与ΔH1、ΔH2关系式:ΔH=。

(2)若反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为K1和K2,则反应Ⅲ的平衡常数K与K1、K2的关系式:K=。

(3)随着温度的上升,单位时间内CO的转化领先升后降,“后降”的可能缘由是。

(4)由图可知,ΔH(填“大于”或“小于”)0,催化剂应选择(填“Au/α-MoC”或“Au/α-MoC/NaCN”)。

(5)已知T=1025K时,K=1。则平衡时CO的转化率为。当T>1025K时,平衡时,H2的体积分数φ的取值范围为。

(6)欲提高H2的体积分数,可实行的措施为。

专题突破练十化学反应速率与化学平衡(B)一、选择题1.D解析依据图中曲线T2时先达到平衡知,T1<T2,上升温度平衡逆向移动,ΔH<0,A项错误。反应是可逆反应,转化率达不到100%,达到平衡时,T1对应反应放出热量小于mkJ,B项错误。平衡时,通入氩气容器中压强增大,但是反应物和生成物的分压不变,平衡不移动,C项错误。上升温度平衡逆向移动,化学平衡常数减小,所以KA<KB,化学平衡常数只与温度有关,温度不变更学平衡常数不变,B、C温度相等化学平衡常数相等,故KA<KC,D项正确。2.C解析反应的平均摩尔质量=17+342g·mol-1=25.5g·mol-1,与反应平衡无关,A项错误。0~10min内压强变更了0.66kPa,NH3和H2S物质的量之比为1∶1,则平均速率为0.66kPa×1210min=0.033kPa·min-1,B项错误。50min时反应达到平衡,体系压强为2.50kPa,同时两物质的物质的量分数均为12,则Kp=(2.502)2=2516,C项正确。由于体系温度不变,Kp不变,则Kp二、非选择题3.答案(1)①m1>m2>m3②温度较高时,温度变更对平衡移动的影响大于浓度变更对平衡移动的影响(2)①-621.9kJ·mol-1②一(3)①160②256p③解析(1)①m=n(NO)n(CO),增大NO的量,平衡向正反应方向移动,可增大CO的转化率,则投料比m1、m2、m3从大到小的依次为②随着温度的上升,不同投料比下CO平衡转化率趋于相近的缘由是温度较高时,温度变更对平衡移动的影响大于浓度变更对平衡移动的影响。(2)①整个反应分为三个基元反应阶段,Ⅰ.NO(g)+NO(g)(g)ΔH=+199.2kJ·mol-1;Ⅱ.(g)+CO(g)CO2(g)+N2O(g)ΔH=-513.5kJ·mol-1;Ⅲ.CO2(g)+N2O(g)+CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-307.6kJ·mol-1;由盖斯定律可知,由Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=+199.2kJ·mol-1+(-513.5kJ·mol-1)+(-307.6kJ·mol-1)=-621.9kJ·mol-1;②由于反应Ⅰ所需活化能最高,则总反应速率由第一阶段反应确定。(3)①由图可知,平衡时,CO的物质的量浓度为1mol·L-1,CO2的物质的量浓度为4mol·L-1,可列出平衡时的三段式:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)起始浓度(转化浓度(平衡浓度(K=c2(CO2)c(N2)c2(CO)c2(NO)=42×212×12=32,平衡时v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)起始浓度(转化浓度(mol·L-1) 2.M点浓度(mol·L-1) 2则v正v逆=②由平衡时的三段式可知,反应达到平衡时,总物质的量为8mol,则Kp=(1③分别出部分N2,平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,但是反应速率减小,A项错误。恒容时,再加入5molNO,5molCO,相当于增大压强,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,B项正确。压缩容器容积增大压强,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,C项正确。降低温度,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,但是反应速率减小,D项错误。4.答案(1)①H2较少时,NO主要被还原为N2O(或+1价含氮化合物等)(合理即可)②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.5kJ·mol-1(2)①甲②可能③0.110.12解析(1)①依据题中信息,随着氢气体积分数的增加,NO中氮元素被还原的价态渐渐降低,依据图像可知,当氢气的体积分数在0.5×10-3~0.75×10-3时,NO转化率基本为100%,而氮气和氨气的体积分数仍呈增加趋势,NO中氮元素显+2价,N2中氮元素显0价,NH3中氮元素显-3价,因此当氢气较少时,NO被还原为N的+1价化合物或N2O;②依据盖斯定律可知,Ⅱ×5-Ⅰ2-脱硝反应,推出N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=(-484×5+10252+605)kJ·mol(2)①该过程发生的两个反应(脱硝反应和N2与H2反应生成NH3)都是物质的量削减的放热反应,恒温恒容状态下,随着时间的进行,气体物质的量减小,压强降低,而绝热容器中,虽然气体物质的量减小,但温度上升,气体压强增大,因此依据图像可知,X为绝热容器,Y为恒温容器;②因为反应为放热反应,甲绝热容器内反应体系温度上升,反应速率大,先达到平衡,温度上升,平衡左移,平衡时压强增大,因此a点可能已达到平衡;③曲线Y是恒温过程的乙容器,恒温容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%,起先时体系总压强为9kPa,n(NO)∶n(H2)=1∶2,p(NO)=3kPa,p(H2)=6kPa,设反应过程中N2的压强削减了xkPa,可列三段式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)转化kPa x 3x 2平衡kPa 22NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)起始kPa转化kPa 3×0.6 1.8 0.9 1.平衡kPa 1.2 4.2-3x 0.9-x 1.平衡压强为7.1kPa,则x=0.5,从起先到平衡时用分压表示的氢气消耗速率是(1.8+3×0.5)kPa30min=0.11kPa·min-1;平衡时p(NO)=1.2kPa、p(H2)=(4.2-1.5)kPa=2.7kPa、p(H2O)=1.8kPa、p(N2)=(0.0.4×(5.答案(1)ΔH1-ΔH2(2)K(3)温度过高,催化剂的催化活性下降(4)小于Au/α-MoC(5)50%0<φ<25%(6)刚好分别出CO2(或降低温度)解析(1)由反应Ⅰ-Ⅱ可得反应Ⅲ,依据盖斯定律,则反应Ⅲ的ΔH=ΔH1-ΔH2。(2)由于反应Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,反应Ⅰ和Ⅱ的平衡常数分别为K1和K2,则反应Ⅲ的平衡常数为K=K1(3)由图可知,催化剂的催化活性随温度上升先增大后减小,温度过高,催化剂的催化活性下降,会引起单位时间内CO的转化率降低。(4)由图可知,随着温度的上升,CO平衡转化率渐渐减小,说明上升温度,平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0。由图可知,催化剂Au/α-MoC