高考化学 考前30天冲刺押题系列 第一部分 专题06 化学反应速率和化学平衡

考前30天之备战高考化学冲刺押题系列第一部分专题06化学反应速率和化学平衡【高考考纲】(1)了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。(2)了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。(3)了解化学反应的可逆性。(4)了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。(5)理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。(6)了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。题型示例1影响化学反应速率的主要因素【样题1】下列说法正确的是()①参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素②光是影响某些化学反应速率的外界条件之一③决定化学反应速率的主要因素是浓度④不管什么反应，增大浓度，或加热或加压，或使用催化剂，都可以加快反应速率A．①②B．②③C．③④D．①④题型示例2化学平衡有关图像【样题1】有一化学平衡mA（g）＋nB（g）AUTOTEXT<=>pC（g）＋qD（g），下图表示的是转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是（）A.正反应是放热反应；m+n>p+qB.正反应是吸热反应；m+n﹤p+qC.正反应是放热反应；m+n>p+qD.正反应是吸热反应；m+n>p+q题型示例3化学平衡常数【样题1】某温度下，向容积为2L的密闭反应器中充入0.10molSO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为（）A．3.2×103B．1.6×103C．8.0×102D．4.0×102题型示例4化学平衡移动的方向【样题1】对可逆反应2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)；ΔH＜0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是（）①增加A的量，平衡向正反应方向移动②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变④增大B的浓度，v(正)＞v(逆)⑤加入催化剂，B的转化率提高A．①②B．④C．③D．④⑤【专家预测】一、选择题1．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2SO3(g)；ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是()A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B．图Ⅱ研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响C．图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低2．已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”。下列反应不可能自发进行的是()A．2O3(g)=3O2(g)；ΔH<0B．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)；ΔH>0C．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)；ΔH<0D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)；ΔH>0【答案】B【解析】A为放热、熵增反应，一定可以自发进行；B为吸热、熵减反应，一定不可以自发进行；C为放热、熵减反应，低温可自发进行；D为吸热、熵增反应，高温可自发进行。3．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态()①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体总质量⑧混合气体总体积A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①③④⑤C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧【答案】B【解析】②由于是定容容器，反应前后气体的质量不变，故反应中气体的密度保持不变，故不能满足题意，同理⑧也不能满足；⑥反应速率之比等于反应方程式的计量数之比，与是否达到平衡无关；⑦由于反应物生成物全部是气体，根据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，故不能满足题意。4．在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4(s)时刻测得各物质的浓度如下表。测定时刻/st1t2t3t4c(A)/(mol·L－1)6322c(B)/(mol·L－1)53.533c(C)/(mol·L－1)12.533据此下列结论正确的是()A．在t3时刻反应已经停止B．A的转化率比B的转化率低C．在容器中发生的反应为：2A＋B2CD．在t2～t3内A的平均反应速率为[1/(t3－t2)]mol/(L·s)5．某温度下，反应H2(g)＋I2(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2HI(g)；ΔH<0，正反应为放热反应，在带有活塞的密闭容器中达到平衡。下列说法中正确的是()A．体积不变，升温，正反应速率减小B．温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率增大C．温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深D．体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率将增大6．在一定温度下，容器中加入CO和H2O(g)各1mol，发生反应：CO＋H2O(g)eq\o(eq\o(,\s\up8(),\s\do7()),\s\up7(高温))CO2＋H2，达到平衡时生成0.7mol的CO2，若其他条件不变，一开始就加入4molH2O(g)，则达到平衡可能生成的CO2是()A．0.6mol B．0.95molC．1mol D．1.5mol7．在2L的密闭容器中，一定条件下发生化学反应：2NO(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())N2(g)＋2CO2(g)；ΔH＝－746.4kJ·mol－1。起始反应时NO和CO各为4mol,10秒钟后达到化学平衡，测得N2为1mol。下列有关反应速率的说法中，正确的是()A．反应前5秒钟内，用NO表示的平均反应速率为0.1mol·L－1·s－1B．达到平衡后，升高温度，正反应速率将减小，逆反应速率将增大C．达到平衡后，反应速率的关系有：v正(CO)＝2v逆(N2)D．保持容器体积不变，往容器中充入1molO2，正、逆反应速率都不改变【答案】C【解析】10s内，由方程式知，参加反应的NO为2mol，v(NO)＝eq\f(2mol,10s×2L)＝0.1mol·L－1·s－1，所以，5s内的速率不是0.1mol·L－1·s－1，A项错。升高温度，正、逆反应速率均加快，B项错。由方程式知，v正(CO)＝2v正(N2)，结合C项中的关系，可说明v正(N2)＝v逆(N2)，即为平衡状态，C项正确。充入的O2可以与NO反应，则正反应速率减小，逆反应速率瞬时不变，随后减小，D项错。8．可逆反应mA(s)＋nB(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())eC(g)＋fD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示，下列叙述中正确的是()A．达到平衡后，若升高温度，平衡右移B．达到平衡后，加入催化剂C%增大C．化学方程式中“n>e＋f”D．达到平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动9．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下图所示。由图可得出的正确结论是()A．反应在c点达到平衡状态B．反应物浓度：a点小于b点C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段10.图中的曲线是表示其他条件一定时，2NO＋O2eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2NO2＋Q(Q>0)反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是()A．a点 B．b点C．c点 D．d点【答案】C【解析】此题为温度—转化率曲线，由于a点、b点均在平衡线上，表示a点与b点达到平衡状态。c点时，若温度不变，NO的转化率增大，说明反应没达到平衡，且反应向正反应方向进行，即v正>v逆，符合题目要求。11．在一定条件下，向2L恒容密闭容器中加入2molX、1molY。发生如下反应：2X(g)＋Yeq\o(,\s\up8(),\s\do7())3Z(g)；ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)。经60s达平衡，此时Y的物质的量为0.2mol。下列说法错误的是()A．用Z表示的化学反应速率为1.2mol·L－1·min－1B．若再充入1molZ，重新达到平衡时，X的体积分数不变，则Y为气态C．达平衡后，实际放出的热量为bkJ，则b＝aD．若Y为气态，则使容器体积变为1L，Z的物质的量不会增大12．α1和α2分别为A在甲、乙两个恒容容器中平衡体系A(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2B(g)和2A(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())C(g)的转化率，在温度不变的情况下，均增加A的物质的量，下列判断正确的是()A．α1、α2均减小 B．α1、α2均增大C．α1减小，α2增大 D．α1增大，α2减小13．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L，则下列判断正确的是()A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率相等D．c1的取值范围为0.04mol/L<c1<0.14mol/L【答案】C【解析】由题意知X、Y的化学计量数之比为1∶3，所以反应时X、Y的物质的量浓度的改变量之比一定为1∶3，依据平衡时二者浓度之比为1∶3，可知c1∶c2＝1∶3，X、Y的转化率相等，所以选项A错、C正确；平衡时，Y和Z的生成速率之比为3∶2，所以选项B错误；若起始时平衡向右移动，利用方程式可以求出c1的最大值为0.14mol/L，由题知c1>0mol/L，故选项D错误。14．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是()A．①②③ B．②④⑤C．①③⑤ D．②③④【答案】B【解析】合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2NH3(g)ΔH<0，加压、降温、减小NH3的浓度均有利于平衡向正反应方向移动，②、④正确；将原料气循环利用也可提高原料的转化率，⑤正确。15．某温度下，H2(g)＋CO2(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝eq\f(9,4)。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。起始浓度甲乙丙c(H2)/mol/L0.0100.0200.020c(CO2)/mol/L0.0100.0100.020下列判断不正确的是()A．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0.012mol/LD．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢【答案】C【解析】本题考查了平衡常数和转化率的计算、等效平衡的判断及影响反应速率因素的判断。设甲容器中氢气和二氧化碳的转化率为x，则有eq\f(0.010x2,0.010－0.010x2)＝eq\f(9,4)，解得x＝60%。乙容器在甲容器的基础上c(H2)增大了一倍，故乙中CO2的转化率大于60%，A正确；丙容器中H2和CO2的浓度是甲容器中H2和CO2的浓度的2倍，但所给反应是反应前后气体分子数不变的反应，因此甲和丙属于等效平衡，故平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%，B正确；平衡时，甲中c(CO2)是0.040mol/L，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.080mol/L，故C错误；在其他条件相同的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢，故D正确。16．可逆反应①X(g)＋2Y(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2Z(g)、②2M(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())N(g)＋P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：下列判断正确的是()A．反应①的正反应是吸热反应B．达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14∶15C．达平衡(Ⅰ)时，X的转化率为eq\f(5,11)D．在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中，M的体积分数相等二、非选择题17．向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B，在一定条件下发生反应：xA(g)＋yB(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())pC(g)＋qD(g)已知：平均反应速率vC＝eq\f(1,2)vA；反应2min时，A的浓度减少了eq\f(1,3)，B的物质的量减少了eq\f(a,2)mol，有amolD生成。回答下列问题：(1)反应2min内，vA＝________，vB＝________；(2)化学方程式中，x＝________，y＝________，p＝________，q＝________；(3)反应平衡时，D为2a(4)如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1.5amol，则该反应的ΔH(5)如果其他条件不变，将容器的容积变为1L，进行同样的实验，则与上述反应比较：①反应速率________，(填“增大”、“减小”或“不变”)理由是____________________________________；②平衡时反应物的转化率________，(填“增大”、“减小”或“不变”)理由是_______________________________________。(1)vA＝(amol/3)/(2L×2min)＝a/12mol/(L·min)，vB＝3/2vA＝a/8mol/(L·min)。(3)反应中消耗的B的物质的量为：n消耗(B)＝n(D)/2＝amol，故D的转化率为：a/b×100%。(4)升高温度，D的平衡物质的量由2amol降为1.5amol，说明平衡向逆反应方向移动，故该反应为放热反应Δ(5)①容器的体积减小，即为增大压强，速率增大。②该反应为气体体积增大的反应，故平衡逆向移动，反应物的转化率降低。18．在一个温度恒定的密闭容器中，SO2和O2发生反应。已知1molSO2和足量O2完全反应，放出的热量为Q。请按要求回答下列问题。【恒压条件下】(1)若开始时放入1molSO2和0.5molO2，达平衡后，生成0.9molSO3，这时SO2的转化率为________；(2)若开始时放入4molSO2和2molO2，达平衡后，生成SO3的物质的量为________，反应放出的热量为________。【恒容条件下】(3)若开始时放入1molSO2和0.5molO2，达平衡后，生成amolSO3，则a________0.9(填“>”“<”或“＝”)；(4)若令x、y和z分别代表初始加入SO2、O2和SO3的物质的量，要使其达平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量分数与(3)中平衡时完全相同，则x、y、z必须满足的一般条件是_________________、____________________。(用两个代数式表示，其中一个只含x、y，另一个含x、z)【答案】(1)90%(2)3.6mol3.6Q(3)<(4)x＝2yx＋z＝1(以上各答案合理均给分)【解析】2SO2＋O2eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2SO3起始(mol)10.50变化(mol)0.90.450.9平衡(mol)0.10.050.9可知SO2转化率为90%。恒温恒压下，起始投入量与原投入量成比例，两者成等效平衡，SO2转化率相同，可知答案。恒容条件下，由于该反应是气体体积减小的反应，所以相对于恒压条件，相当于气体体积增大，压强减小，平衡向体积增大的方向移动，SO2转化率降低，则生成SO3小于0.9mol。2SO2＋O2eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2SO310.50起始xyz变化z0.5zz平衡x＋zy＋0.5z0可知：x＝2yx＋z＝1。19．接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2SO3(g)＋190kJ(1)该反应所用的催化剂是________(填写化合物名称)，该反应450℃时的平衡常数________500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)该热化学反应方程式的意义是________。(3)下列描述中能说明反应已达平衡的是________。a．v正(O2)＝2v逆(SO3)b．容器中气体的平均分子量不随时间而变化c．容器中气体的密度不随时间而变化d．容器中气体的分子总数不随时间而变化(4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molO2和0.10molSO2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO30.18mol，则v(O2)＝________mol·L－1·min－1；若继续通入0.20molSO2和0.10molO2，则平衡________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，________mol<n(SO3)<________mol。20．Ⅰ.高炉炼铁中发生的基本反应之一是：FeO(s)＋CO(g)eq\o(eq\o(,\s\up8(),\s\do7()),\s\up7(高温))Fe(s)＋CO2(g)；ΔH>0。已知1100℃时，K＝0.263。(1)温度升高，重新建立平衡之后，高炉内CO2和CO的体积比值________(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)＝0.028mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，此时，化学反应速率v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是__________________。(3)有人建议把高炉建得更高一些，这样可以降低高炉尾气中CO的含量。你认为合理吗？理由是__________________。Ⅱ.(1)已知Fe3＋与I－在水溶液中发生如下反应：2I－＋2Fe3＋eq\o(,\s\up8(),\s\do7())2Fe2＋＋I2。该反应正反应速率和I－、Fe3＋的浓度关系为v＝kcm(I－)·cn(Fe3＋)(其中k为常数)。cm(I－)(mol/L)mcn(Fe3＋)[(mol/L)n]v[mol/(L·s)]a0.200.800.032b0.600.400.144c0.800.200.128I－浓度对反应速率的影响________Fe3＋浓度对反应速率的影响(填“大于”“小于”或“等于”)；________等措施可以使上述平衡向右移动。(2)NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下才具有氧化性；MnOeq\o\al(－,4)在酸性条件下的氧化性最强。向FeSO4溶液中加入碘水，碘水不褪色，再加入NaHCO3后，碘水褪色的原因是_________________________________________________________。21．科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1和－726.5kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是________kJ；(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为______________；______________；(3)在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其它条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300℃)；下列说法正确的是________(填序号)；①温度为T1时，从反应开始到反应达到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝eq\f(nA,tA)mol·L－1·min－1②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小③该反应为放热反应④处于A点的反应体系的温度从T1变到T2，达到平衡时eq\f(nH2,nCH3OH)增大(4)在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为________；(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为________、正极的反应式为________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所能产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。【解析】本题考查了热化学方程式的书写、反应热的计算、化学平衡的影响因素以及电化学知识，侧重考查考生分析、计算、识图能力。(1)根据氢气的燃烧热写出热化学方程式：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)；ΔH1＝－285.8kJ·mol－1①，则分解10mol水消耗太阳能2858kJ。(2)根据燃烧热再写出热化学方程式：CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH2＝－726.5kJ·mol－1②CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)；ΔH3＝－283.0kJ·mol－1③方程式②－③可得：CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l)，则ΔH＝ΔH2－ΔH3＝－726.5kJ·mol－1－(－283.0kJ·mol－1)＝－443.5kJ·mol－1。(3)写出该反应的热化学方程式为：方程式①×3－②可得：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)，则ΔH＝3ΔH1－ΔH2＝3×(－285.8kJ·mol－1)－(－726.5kJ·mol－1)＝－130.9kJ·mol－1。v(CH3OH)＝eq\f(\f(nAmol,2L),tAmin)＝eq\f(nA,2tA)mol·L－1·min－1。①错误；温度越高反应速率越快，先达到平衡，则T2＞T1。该反应是放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，eq\f(nH2,nCH3OH)增大，②错误，③、④正确。(4)300℃时甲醇和水都为气态，根据化学反应方程式：CO2＋3H2CH3OH＋H2O始(mol)1300转(mol)α3ααα平(mol)1－α3－3ααα压强之比等于物质的量之比，则P平/P始＝(4－2α)/4＝(2－α)/2。(5)负极上甲醇失电子，在酸性条件下与水结合生成氢离子：CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋。正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O。该电池的理论效率为：eq\f(702.1kJ,726.5kJ)×100%＝96.6