全国备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合备战高考模拟和真题汇总及答案解析.docx
- 文档编号:10262751
- 上传时间:2023-02-09
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:455.15KB
全国备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合备战高考模拟和真题汇总及答案解析.docx
《全国备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合备战高考模拟和真题汇总及答案解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《全国备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合备战高考模拟和真题汇总及答案解析.docx(36页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
全国备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合备战高考模拟和真题汇总及答案解析
全国备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合备战高考模拟和真题汇总及答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)
1.铁在自然界分布广泛,在工业、农业和国防科技中有重要应用。
回答下列问题:
(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图(a)所示。
原料中除铁矿石和焦炭外含有____________。
除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO2)的化学反应方程式为______________、______________;高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和______________(填化学式)。
(2)已知:
①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH=+494kJ·mol-1
②CO(g)+
O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1
③C(s)+
O2(g)=CO(g)ΔH=-110kJ·mol-1
则反应Fe2O3(s)+3C(s)+
O2(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
理论上反应________放出的热量足以供给反应__________所需的热量(填上述方程式序号)
(3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺,其流程如图(b)所示,其中,还原竖炉相当于高炉的_____部分,主要反应的化学方程式为_________________________;熔融造气炉相当于高炉的____部分。
(4)铁矿石中常含有硫,使高炉气中混有SO2污染空气,脱SO2的方法是________________。
【答案】石灰石CaCO3
CaO+CO2↑CaO+SiO2
CaSiO3CO-355②③①炉身Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2炉腹用碱液吸收(氢氧化钠溶液或氨水等)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)铁矿石中含有氧化铁和脉石,为除去脉石,可以加入石灰石,石灰石分解为氧化钙,氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙,方程式为CaCO3
CaO+CO2↑、CaO+SiO2
CaSiO3;加入焦炭,先生成CO,最后生成CO2所以高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和CO;
(2)已知:
①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH=+494kJ·mol-1
②CO(g)+
O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1
利用盖斯定律将①+②×3得到Fe2O3(s)+3C(s)+
O2(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=-355kJ·mol-1,因①为吸热反应,②③为放热反应,则②③反应放出的热量可使①反应;
(3)高炉炼铁时,炉身部分发生Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2,还原竖炉发生此反应,熔融造气炉和高炉的炉腹都发生2C+O2
2CO以及CaCO3
CaO+CO2↑,CaO+SiO2
CaSiO3反应;
(4)高炉气中混有SO2,SO2为酸性气体,可与碱反应。
2.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据,完成下列问题:
(1)该反应的化学方程____;
(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为_____;
(3)达到平衡后,下列说法不正确的是_____。
A.X、Y、Z的浓度之比是1:
2:
3
B.X的消耗速率和Y的生成速率相等
C.Z的浓度保持不变
【答案】3X+2Y
3Z0.125mol/ ( L
min)B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据图知,随着反应的进行X、Y的物质的量减少,而Z的物质的量增大,所以X和Y是反应物、Z是生成物,10min时反应达到平衡状态,则参加反应的△n(X)=(1.00-0.25)mol=0.75mol、△n(Y)=(1.00-0.50)mol=0.50mol、△n(Z)=(0.75-0)mol=0.75mol,同一可逆反应中同一时间段内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比,所以X、Y、Z的计量数之比=0.75mol:
050mol:
0.75mol=3:
2:
3所以该反应方程式:
3X+2Y
3Z;
(2)0-2min内Z的平均反应速率v=
=
=0.125mol/(L
min),故答案为:
0.125mol/(L
min);
(3)A.相同容器中,X、Y、Z的浓度之比等于其物质的量之比=0.25mol:
0.50mol:
0.75mol=1:
2:
3,故A正确;
B.该反应中X、Y的计量数之比为3:
2,当X的消耗速率与Y的生成速率之比为3:
2时该反应达到平衡状态,所以当X的消耗速率和Y的生成速率相等时该反应没有达到平衡状态,故B错误;
C.当Z的浓度保持不变时,正逆反应速率相等,可逆反应达到平衡状态,故C正确;
故选B。
3.反应A(g)
B(g)+C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050mol/L。
温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。
回答下列问题:
(1)上述反应是______________(填”吸热反应”或”放热反应”),温度T1_____T2,(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)平衡常数K(T1)_______K(T2)。
(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:
①平衡时体系总的物质的量为___________。
②反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=____________。
(3)在温度T1时,若增大体系压强,A的转化率_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数________。
【答案】吸热反应小于小于0.085mol0.007mol/(L∙min)减小不变
【解析】
【分析】
由图象中的信息可知,T2到达平衡所用的时间较少,故T1<T2;温度升高后,反应物A的浓度减小,说明平衡向正反应方向移动,故该反应为吸热反应。
【详解】
(1)由上述分析可知,该反应是吸热反应,温度T1小于T2,温度升高,该化学平衡向正反应方向移动,故平衡常数K(T1)小于K(T2)。
(2)A的初始浓度为0.050mol/L,则A的起始量为0.05mol。
若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则A的变化量为0.035mol,B和C的变化量同为0.035mol。
①平衡时体系总的物质的量为0.05mol-0.035mol+0.035mol⨯2=0.085mol。
②容积为1.0L,则反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=
0.007mol/(L∙min)。
(3)A(g)
B(g)+C(g),该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。
在温度T1时,若增大体系压强,平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,由于平衡常数只与温度有关,故平衡常数不变。
【点睛】
要注意化学平衡的移动不一定能改变平衡常数,因为化学平衡常数只与温度有关,对于一个指定的可逆反应,其平衡常数只随温度的变化而变化。
4.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g),反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol。
(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为_____________。
(2)反应前A的物质的量浓度是_________。
(3)10s末,生成物D的浓度为________。
(4)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”):
①降低温度____;②增大A的浓度_____;③恒容下充入氖气________。
(5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号)_________。
A.v(B)=2v(C)
B.容器内压强不再发生变化
C.A的体积分数不再发生变化
D.器内气体密度不再发生变化
E.相同时间内消耗nmol的B的同时生成2nmol的D
(6)将固体NH4I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:
NH4I(s)⇌NH3(g)+HI(g),2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)。
当反应达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L−1,c(HI)=4mol·L−1,则NH3的浓度为_______________。
【答案】0.04mol/(L∙s)1.5mol/L0.4mol/L减小增大不变C5mol·L−1
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题可知,10s内,C的物质的量增加了0.8mol,容器的容积为2L,所以用C表示的反应速率为:
;
(2)由题可知,平衡时A的物质的量为1.8mol,且容器中C的物质的量为0.8mol;又因为发生的反应方程式为:
,所以反应过程中消耗的A为1.2mol,那么初始的A为3mol,浓度即1.5mol/L;
(3)由于初始时,只向容器中加入了A和B,且平衡时生成的C的物质的量为0.8mol,又因为C和D的化学计量系数相同,所以生成的D也是0.8mol,那么浓度即为0.4mol/L;
(4)①降低温度会使反应速率下降,所以生成D的速率减小;
②增大A的浓度会使反应速率增大,生成D的速率增大;
③恒容条件充入惰性气体,与反应有关的各组分浓度不变,反应速率不变,因此生成D的速率也不变;
(5)A.由选项中给出的关系并不能推出正逆反应速率相等的关系,因此无法证明反应处于平衡状态,A项错误;
B.该反应的气体的总量保持不变,由公式
,恒温恒容条件下,容器内的压强恒定与是否平衡无关,B项错误;
C.A的体积分数不变,即浓度不再变化,说明该反应一定处于平衡状态,C项正确;
D.根据公式:
,容器内气体的总质量恒定,总体积也恒定,所以密度为定值,与是否平衡无关,D项错误;
E.消耗B和生成D的过程都是正反应的过程,由选项中的条件并不能证明正逆反应速率相等,所以不一定平衡,E项错误;
答案选C;
(6)由题可知,NH4I分解产生等量的HI和NH3;HI分解又会产生H2和I2;由于此时容器内c(H2)=0.5mol/L,说明HI分解生成H2时消耗的浓度为0.5mol/L×2=1mol/L,又因为容器内c(HI)=4mol/L,所以生成的HI的总浓度为5mol/L,那么容器内NH3的浓度为5mol/L。
【点睛】
通过反应速率描述可逆反应达到平衡状态,若针对于同一物质,则需要有该物质的生成速率与消耗速率相等的关系成立;若针对同一侧的不同物质,则需要一种描述消耗的速率,另一种描述生成的速率,并且二者之比等于相应的化学计量系数比;若针对的是方程式两侧的不同物质,则需要都描述物质的生成速率或消耗速率,并且速率之比等于相应的化学计量系数比。
5.已知:
N2O4(g)
2NO2(g)ΔH=+52.70kJ·mol-1
(1)在恒温、恒容的密闭容器中,进行上述反应时,下列描述中,能说明该反应已达到平衡的是___。
A.v正(N2O4)=2v逆(NO2)
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
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
(2)t℃恒温下,在固定容积为2L的密闭容器中充入0.054molN2O4,30秒后达到平衡,测得容器中含n(NO2)=0.06mol,则t℃时反应N2O4(g)
2NO2(g)的平衡常数K=___。
若向容器内继续通入少量N2O4,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NO2的体积分数__原平衡时NO2的体积分数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)取五等份NO2,分别加入到温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g)。
反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其百分含量随反应温度(T)变化的关系图。
下列示意图中,可能与实验结果相符的是___。
【答案】BD0.075mol·L-1向正反应方向小于BD
【解析】
【分析】
(1)根据平衡标志判断;
(2)K=
;增大反应物的浓度平衡正向移动;
(3)该反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以反应达到平衡后,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大;
【详解】
(1)A.反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,所以2v正(N2O4)=v逆(NO2)时,反应不平衡,故不选A;
B.反应前后气体物质的量不同,根据
,平均相对分子质量是变量,若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化,反应一定达到平衡状态,故选B;
C.根据
,反应在恒容的密闭容器中进行,密度是恒量,容器中气体的密度不随时间而变化,反应不一定达到平衡状态,故不选C;
D.反应前后气体物质的量不同,分子数是变量,容器中气体的分子总数不随时间而变化,一定达到平衡状态,故选D。
答案选BD。
(2)
K=
=0.075mol·L-1;增大反应物的浓度平衡正向移动,若向容器内继续通入少量N2O4,则平衡向正反应方向移动;再次达到平衡,相当于加压,N2O4转化率减小,NO2的体积分数小于原平衡时NO2的体积分数;
(3)A.该反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大,故A错误;
B.若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2的百分含量随温度升高而升高,故B正确;
C.该反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增大,故C错误;
D.若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在D图中转折点为平衡状态,转折点左侧为未平衡状态,右侧为平衡状态,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故D正确。
答案选BD。
6.某温度下,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据,填写下列空白:
(1)从开始至2min,X的平均反应速率为__。
(2)该反应的化学方程式为___。
(3)1min时,v(正)__v(逆),2min时,v(正)__v(逆)。
(填“>”或“<”或“=”)。
(4)上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(X)=9mol·L-1·min-1,乙中v(Y)=0.5mol·L-1·s-1,则___中反应更快。
(5)若X、Y、Z均为气体,在2min时,向容器中通入氩气(容器体积不变),X的化学反应速率将___,若加入适合的催化剂,Y的化学反应速率将___。
(填“变大”或“不变”或“变小”)。
(6)若X、Y、Z均为气体(容器体积不变),下列能说明反应已达平衡的是___。
a.X、Y、Z三种气体的浓度相等
b.气体混合物物质的量不再改变
c.反应已经停止
d.反应速率v(X)︰v(Y)=3︰1
e.(单位时间内消耗X的物质的量):
(单位时间内消耗Z的物质的量)=3︰2
f.混合气体的密度不随时间变化
【答案】0.075mol•L-1•min-13X+Y
2Z>=乙不变变大be
【解析】
【分析】
由图可知,从反应开始到达到平衡,X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增加,应为生成物,从反应开始到第2分钟反应到达平衡状态,X、Y消耗的物质的量分别为0.3mol、0.1mol,Z的生成的物质的量为0.2mol,物质的量的变化量之比为3:
1:
2,物质的量变化之比等于化学计量数之比,则化学方程式为3X+Y
2Z,结合v=
及平衡的特征“等、定”及衍生的物理量来解答。
【详解】
(1)从开始至2min,X的平均反应速率为
=0.075mol/(L•min);
(2)从反应开始到第2分钟反应到达平衡状态,X、Y消耗的物质的量分别为0.3mol、0.1mol,Z的生成的物质的量为0.2mol,物质的量的变化量之比为3:
1:
2,物质的量变化之比等于化学计量数之比,则化学方程式为3X+Y
2Z;
(3)1min时,反应正向进行,则正逆反应速率的大小关系为:
v(正)>v(逆),2min时,反应达到平衡状态,此时v(正)=v(逆);
(4)甲中v(X)=9mol·L-1·min-1,当乙中v(Y)=0.5mol·L-1·s-1时v(X)=3v(Y)=1.5mol·L-1·s-1=90mol·L-1·min-1,则乙中反应更快;
(5)若X、Y、Z均为气体,在2min时,向容器中通入氩气(容器体积不变),容器内压强增大,但X、Y、Z的浓度均不变,则X的化学反应速率将不变;若加入适合的催化剂,Y的化学反应速率将变大;
(4)a.X、Y、Z三种气体的浓度相等,与起始量、转化率有关,不能判定平衡,故a错误;
b.气体混合物物质的量不再改变,符合平衡特征“定”,为平衡状态,故b正确;
c.平衡状态是动态平衡,速率不等于0,则反应已经停止不能判断是平衡状态,故c错误;
d.反应速率v(X):
v(Y)=3:
1,不能说明正反应速率等于逆反应速率,不能判定平衡,故d错误;
e.(单位时间内消耗X的物质的量):
(单位时间内消耗Z的物质的量)=3:
2,说明X的正、逆反应速率相等,为平衡状态,故e正确;
f.混合气体的质量始终不变,容器体积也不变,密度始终不变,则混合气体的密度不随时间变化,无法判断是平衡状态,故f错误;
故答案为be。
【点睛】
化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。
一、直接标志:
正反应速率=逆反应速率,注意反应速率的方向必须有正向和逆向。
同时要注意物质之间的比例关系,必须符合方程式中的化学计量数的比值。
二、间接标志:
①各物质的浓度不变;②各物质的百分含量不变;③对于气体体积前后改变的反应,压强不变是平衡的标志;④对于气体体积前后不改变的反应,压强不能做标志;⑤对于恒温恒压条件下的反应,气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志;⑥对于恒温恒容下的反应,有非气体物质的反应,密度不变是平衡标志。
7.在2L密闭容器内,800℃时反应:
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)800℃,反应达到平衡时,NO的物质的量浓度是________。
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是________。
用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a.v(NO2)=2v(O2)b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大的是________。
a.及时分离出NO2气体b.适当升高温度
c.增大O2的浓度d.选择高效催化剂
【答案】0.0035mol/Lb1.5×10-3mol/(L·s)b、cb、c、d
【解析】
【分析】
【详解】
(1)800℃,反应达到平衡时,NO的物质的量浓度是c(NO)=n÷V=0.007mol÷2L=0.0035mol/L;
(2)NO2是生成物,每消耗2molNO,会产生2molNO2;反应过程消耗的NO的物质的量是n(NO)=0.020mol-0.007mol=0.0130mol,则反应产生的NO2的物质的量的n(NO2)=0.0130mol,则其浓度是c(NO2)=0.0130mol÷2L=0.0065mol/L,所以在图中表示NO2的变化的曲线是b;从0~2s内用NO表示的化学反应速率是v(NO)=(0.020-0.008)mol÷2L÷2s=0.003mol/(L∙s),由于v(NO):
v(O2)=2:
1,因此用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v(O2)=
v(NO)=1.5×10-3mol/(L·s);
(3)a.在任何时刻都存在v(NO2)=2v(O2),因此不能判断反应处于平衡状态,错误;b.由于该反应是反应前后气体体积不等的反应,所以容器内压强保持不变,则反应处于平衡状态,正确;c.v逆(NO):
v逆(O2)=2:
1;由于v逆(NO):
v正(O2)=2:
1,所以v逆(O2)=v正(O2);正确;d.由于反应体系都是气体,因此在任何时候,无论反应是否处于平衡状态,容器内密度都保持不变,故不能作为判断平衡的标准,错误。
(4)a.及时分离出NO2气体,使生成物的浓度减小,则正反应的速率瞬间不变,但后来会随着生成物的浓度的减小,反应物浓度也减小,所以正反应速率减小,错误;b.适当升高温度,会使物质的分子能量增加,反应速率加快,正确;c.增大O2的浓度,会使反应速率大大加快,正确;d.选择高效催化剂,可以使化学反应速率大大加快,正确。
8.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种气体物质的物质的量(n)随着时间(t)变化的曲线如图所示。
由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为_________________。
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为_____________。
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是_____________(填序号)。
A.X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗3molX,同时生成2molZ
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变
【答案】3X+Y≒2Z0.05mol·L-1·min-1BE
【解析】
【分析】
【详解】
(1)从图像可知,X和Y物质的量分别减少0.3mol、0.1mol,做反应物,Z的物质的量增加0.2mol,根据反应中物质的量之比=系数之比,推断出方程式为:
3X+Y
2Z,故答案为:
3X+Y
2Z;
(2)2min时,v(Z)=
,故答案为:
0.05mol·L-1·min-1;
(3)A.物质的量成正比关系不能说明达到平衡状态,故A错误;
B.反应前后气体体积数不同,故压强不变时说明达到平衡状态,B正确;
C.消耗X正反应方向,生成Z也是正反应方向,不能说明达到平衡状态,C错误;
D.化学反应遵循质量守恒定律,故D错误;
E.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化,说明正反应速率=逆反应速率,故达到平衡状态,E正确;
故答案为:
BE。
9.偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)====2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是_____________________________。
(2)火箭残骸中常出现红棕色气体,原因为:
N2O4(g)
2NO2(g)(Ⅱ)当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是____________。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数______(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全国 备战 高考 化学 化学反应 速率 限度 推断 综合 模拟 汇总 答案 解析