届高三化学一轮复习高考真题实战 第八章 化学反应速率和化学平衡83a.docx
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届高三化学一轮复习高考真题实战第八章化学反应速率和化学平衡83a
高考层面·高考真题实战
1.[高考集萃]判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)[2014·江苏高考]2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0。
( )
(2)[2014·江苏高考]对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大。
( )
(3)[2014·天津高考]某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应。
( )
(4)[2013·江苏高考]反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0。
( )
(5)[2013·重庆高考]一定条件下发生反应E(g)+F(s)===2G(g),该反应ΔS>0。
( )
(6)[2012·江苏高考]CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0。
( )
(7)[2011·江苏高考]一定温度下,反应MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS>0。
( )
(8)[2011·上海高考]同一物质:
固体→液体→气体的变化是焓增和熵增的过程。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)√
解析:
(1)已知反应是一个熵减的反应,若常温下能自发进行,则需要ΔH<0,错误;
(2)此反应ΔH<0,加热平衡逆向移动,平衡常数减小,错误;(3)根据ΔG=ΔH-TΔS<0为自发反应可知,若ΔH>0,则ΔS一定大于0,正确;(4)该反应ΔS<0,若要能自发进行,需ΔG=ΔH-TΔS<0,故ΔH一定小于0,正确;(5)气体分子数个数增多,ΔS>0,正确;(6)该反应ΔS>0,而反应不能自发进行,说明焓变不利于反应的自发进行,错误;(7)由Mg在Cl2中燃烧放热可知该反应ΔH>0,且气体分子数增多,ΔS>0,正确;(8)固体―→液体―→气体需吸收能量,且混乱度增大,正确。
2.[2014·四川高考]在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:
下列说法正确的是( )
A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2mol·(L·min)-1
B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0
C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%
D.实验④中,达到平衡时,b>0.060
答案:
C
解析:
A项,0至5min内,v(M)=
=1×10-3mol·(L·min)-1,v(N)=v(M)=1×10-3mol·(L·min)-1,A项错误;B项,根据“三段式”:
X(g) + Y(g)M(g)+N(g)
初始(mol·L-1)0.0100.040 0 0
转化(mol·L-1)0.0080.0080.0080.008
平衡(mol·L-1)0.0020.0320.0080.008
K=
=1,B项错误;
实验③,根据“三段式”得:
X(g) + Y(g) M(g)+N(g)
初始(mol·L-1)0.0200.03000
转化(mol·L-1)xxxx
平衡(mol·L-1)0.020-x0.030-xxx
根据温度不变,K不变可得
=1,x=0.012
X的转化率=
×100%=60%,C项正确;
由实验①②中数据可知该反应为放热反应,900℃时的平衡常数应小于800℃时的平衡常数,假设实验④中K=1,则
=1
b=0.060
综上所述,900℃达到平衡时b<0.060,D错误。
3.[2014·安徽高考]臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:
2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图象作出的判断正确的是( )
A
B
升高温度,平衡常数减小
0~3s内,反应速率为:
v(NO2)=0.2mol·L-1
C
D
t1时仅加入催化剂,平衡正向移动
达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)
答案:
A
解析:
本题考查化学平衡原理,涉及图象分析、平衡常数、反应速率计算及反应物的转化率等内容。
A项正确,由图象可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,说明此反应是放热反应,所以升高温度,平衡将逆向移动,平衡常数减小;B项错误,v(NO2)应等于0.2mol·L-1·s-1;C项错误,加入催化剂,平衡不发生移动;D项错误,达平衡时,增大c(O2),平衡逆向移动,NO2的转化率会减小。
4.[2013·重庆高考]将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:
E(g)+F(s)2G(g)。
忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:
①b ②915℃、2.0MPa时E的转化率为60% ③该反应的ΔS>0 ④K(1000℃)>K(810℃) 上述①~④中正确的有( ) A.4个 B.3个 C.2个D.1个 答案: A 解析: 1.0MPa、810℃时G的平衡体积分数为54.0%,2.0MPa、915℃时G的平衡体积分数为75.0%,由题意可知加压平衡向左移动,G的体积分数减小,只有正反应为吸热反应,升温平衡向右移动才能得到上面的结果,故该反应的正反应为吸热反应。 b与f相比压强大,温度低,均有利于平衡左移,①正确;915℃、2.0MPa时G的平衡体积分数为75.0%,设E的初始量为amol,转化量为xmol, E(g)+F(s)2G(g) 起始amol0mol 转化xmol2xmol 平衡(a-x)mol2xmol 则 ×100%=75.0%,x=0.6a,E的转化率为: ×100%=60%,②正确;由方程式可知1mol气体E与固体F反应可生成2mol气体G,③正确;降温,平衡向左移动,平衡常数减小,④正确。 故选项A正确。 5.[高考集萃]按要求填写空白。 (1)[2014·山东高考]研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)'K1'ΔH1<0'(Ⅰ) 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)'K2'ΔH2<0'(Ⅱ) ①4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。 ②为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。 测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=________mol,NO的转化率α1=________。 其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。 若要使K2减小,可采取的措施是________________________________________________________________________。 (2)[2014·重庆高考]储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢: (g) (g)+3H2(g)。 在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为amol·L-1,平衡时苯的浓度为bmol·L-1,该反应的平衡常数K=________。 (3)[2014·福建高考]已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。 ①t℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=________。 ②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。 此时FeO(s)转化率为50%,则x=________。 (4)[2013·山东高考]利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应: TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g) ΔH>0 (Ⅰ) 反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=________,若K=1,向某恒容容器中加入1molI2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为________。 答案: (1)① ②2.5×10-2 75% > 不变 升高温度 (2) mol3·L-3 (3)①4∶1 ②0.05 (4) 66.7% 解析: (1)①将题干中已知的两个方程式做如下处理: (Ⅰ)×2-(Ⅱ)可得4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),其平衡常数K= 。 ②根据“三段式”: 2NO(g) + Cl2(g) 2ClNO(g) 起始(mol·L-1)0.10.050 转化(mol·L-1)0.1α10.05α10.1α1 平衡(mol·L-1)0.1-0.1α10.05-0.05α10.1α1 v(ClNO)= =7.5×10-3mol·L-1·min-1,得α1=75%,平衡时n(Cl2)=(0.05-0.05α1)mol·L-1×2L=0.025mol。 该反应为气体分子数减小的反应,恒压条件下相对于恒容条件下,压强增大,平衡右移,NO的转化率增大,即α2>α1;化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数K2不变;该反应为放热反应,升高温度可使平衡常数K2减小。 (2)K= = = mol3·L-3。 (3)①反应的平衡常数K=c(CO2)/c(CO)=0.25,则反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=c(CO)∶c(CO2)=4∶1。 ②已转化的FeO的物质的量为0.01mol。 则有: FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 起始/mol0.02x0 转化/mol0.010.010.01 平衡/mol0.01x-0.010.01 根据平衡常数的定义有: =0.25,解得x=0.05。 (4)固体物质不能出现在平衡常数表达式中,故K= 。 设容器的体积为1L, 则TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g) 起始浓度(mol·L-1)100 转化浓度(mol·L-1)2xxx 平衡浓度(mol·L-1)1-2xxx 代入平衡常数表达式得: =1,解得x=1/3 故I2的转化率≈66.7%。 6.[2014·浙江高考]煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。 采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。 但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低了脱硫效率。 相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ) CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6kJ·mol-1(反应Ⅱ) 请回答下列问题: (1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是________。 (2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp=________(用表达式表示)。 (3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。 (4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是___________________________________________。 (5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。 则降低该反应体系中SO2生成量的措施有________。 A.向该反应体系中投入石灰石 B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度 C.提高CO的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度 (6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>v2,请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。 答案: (1)高温 (2) (3)C (4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化,则表明两个反应同时发生 (5)ABC (6)如图所示 解析: 本题考查化学反应原理相关知识,意在考查考生的分析判断能力。 (1)反应Ⅰ的ΔH>0,ΔS>0,高温时反应能自发进行。 (2)依题给信息,可得反应Ⅱ的Kp= 。 (3)反应Ⅰ速率较快,说明该反应活化能较低,结合反应Ⅰ吸热,反应Ⅱ放热,可判断C图正确。 (4)反应Ⅰ生成SO2、CO2两种气态产物,反应Ⅱ只生成CO2一种气态产物,若c(SO2)/c(CO2)不变,只发生反应Ⅰ,若c(SO2)=0,c(CO2)或c(CO)发生变化,只发生反应Ⅱ,若c(SO2)/c(CO2)发生变化,则反应Ⅰ、Ⅱ同时发生。 (5)向反应体系中投入石灰石,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),c(CO2)增大,反应Ⅰ的平衡逆向移动,SO2的量减少,A正确;在合适温度区间内降低反应温度,反应Ⅰ逆向进行,SO2的量减小,B正确,D错误;CO体积分数增大,由图1知CaS质量分数增大,c(CO2)增大,反应Ⅰ逆向进行,SO2的量减少,故C正确。 (6)因反应Ⅰ速率快,c(SO2)先增大,随着反应Ⅱ的进行,使c(CO2)增大,反应Ⅰ逆向进行,c(SO2)减小,当反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡时,c(SO2)不再变化,由此可画出c(SO2)随时间变化的曲线图。
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