18版高考化学二轮复习第8讲化学反应速率化学平衡课后达标检测1803263101Word格式文档下载.docx
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t/s
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
A.反应在前5s的平均速率v(A)=0.17mol·
L-1·
s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol·
L-1,则反应的ΔH>
C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molC,达到平衡时,C的转化率大于80%
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC,反应达到平衡前v(正)<
v(逆)
A项,v(A)=
=
mol·
s-1=0.015mol·
s-1;
B项,由表格中数据可知平衡时c(A)=
L-1=0.4mol·
L-1,升高温度,A浓度增大,故平衡向逆反应方向移动,ΔH<0;
C项,若加入2molC,假设平衡与题中平衡等效,则C转化率为80%,相当于A、B各加2mol,与原平衡比相当于加压,平衡向正反应方向移动,故C的转化率降低;
D项,题中平衡时体系中含有0.80molA、0.80molB、0.20molC,故该反应的平衡常数K=
=0.625,相同温度下,起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC,Q=
=50>
K,故该选项体系中反应逆向进行,逆反应速率大于正反应速率。
5.(2017·
惠州模拟)如图所示,向A、B中均充入1molX、1molY,起始时A、B的体积都等于1L。
在同温、同压和催化剂存在的条件下,关闭活塞K,使两容器中都发生下述反应:
X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g) ΔH<
0,达平衡时,A的体积为1.4L。
A.两容器中的反应分别达到平衡时,反应物X的速率:
v(B)>
v(A)
B.A容器中X的转化率为80%
C.平衡时的压强:
pA<
pB
D.平衡时Y的体积分数:
A>
B
A为恒压过程,B为恒容过程,该反应为气体体积增大的反应,反应过程中B的压强大于A,反应物X的速率:
v(A),故A正确;
A中达到平衡时混合气体的物质的量为1.4×
2mol=2.8mol,增大0.8mol,根据X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g),每有1molX参加反应,生成物增多1mol,现增多0.8mol,则反应0.8molX,故转化率为80%,故B正确;
A为恒压过程,B为恒容过程,该反应为气体体积增大的反应,反应过程中B的压强大于A,平衡时的压强:
pB,故C正确;
A为恒压过程,B为恒容过程,该反应为气体体积增大的反应,反应过程中B的压强大于A,A中正向进行的程度大于B,平衡时Y的体积分数:
A<
B,故D错误。
6.(2017·
济南二模)向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中分别充入一定量的A和B,发生反应:
A(g)+xB(g)2C(g)。
相关数据如下表,反应过程中C的浓度随时间变化关系如下图。
下列说法正确的是( )
容器
甲
乙
丙
容积
0.5L
1.0L
温度/℃
T1
T2
反应物
起始量
1.5molA
0.5molB
6.0molA
2.0molB
A.T1>
T2,x=1
B.T2℃时,该反应的平衡常数为0.8
C.A的平衡转化率α(甲)∶α(乙)=2∶3
D.15~20min内C的平均反应速率v(乙)<
v(丙)
选B。
A.A.比较甲与乙可知,乙先达到平衡,故温度T1<
T2,比较乙与丙可知,乙中平衡时A的转化率为
,丙中A的转化率为
,又丙中压强为乙中2倍,压强增大,平衡不移动,故x=1,故A错误;
B.由图可知平衡时,乙容器中C的浓度为1.0mol·
L-1,
A(g)+B(g)2C(g)
开始(mol·
L-1)3.01.00
变化(mol·
L-1)0.50.51.0
平衡(mol·
L-1)2.50.51.0
故T2时该反应的平衡常数K=
=0.8,故B正确;
C.A的转化率:
甲中
=0.25,乙中
,A的平衡转化率α(甲)∶α(乙)=0.25∶
=3∶2,故C错误;
D.15~20min内C的平均反应速率,v(乙)=v(丙),故D错误。
7.向一体积不变的密闭容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体,在一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化的情况如图甲所示。
图乙为t2时刻后改变反应条件,该平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。
已知t3~t4阶段使用了催化剂;
图甲中t0~t1阶段c(B)的变化情况未画出。
下列说法不正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.B在t0~t1阶段的转化率为60%
C.t4~t5阶段改变的条件为减小压强
D.t1时该反应的化学平衡常数K=
在图乙中t3~t4阶段使用了催化剂;
t4~t5阶段正、逆反应速率均减小,但平衡不移动,这说明此阶段是减小压强,平衡不移动,说明反应前后气体体积不变,C项正确。
根据图甲可知A是反应物,平衡时A消耗了0.2mol·
L-1,C是生成物,平衡时C增加了0.3mol·
L-1,因此B是反应物,即该反应的化学方程式可表示为2A+B3C。
t5~t6阶段正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向进行,因此改变的条件是升高温度,故该反应是吸热反应,A项正确。
B的平衡浓度是0.4mol·
L-1,消耗了0.1mol·
L-1,因此B在t0~t1阶段的转化率为20%,B项错误。
t1时,达平衡时A、B、C的浓度分别是0.8mol·
L-1、0.4mol·
L-1、0.6mol·
L-1,故平衡常数K=
,D项正确。
8.根据下表所示化学反应与数据关系,回答下列问题:
化学反应
平衡
常数
温度
973K
1173K
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)
K1
1.47
2.15
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)
K2
2.38
1.67
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
K3
?
(1)反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)写出反应③的平衡常数K3的表达式:
____________。
(3)根据反应①②③可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示)。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动,可采取的措施有________(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO浓度
(5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都各改变了一种条件,试判断改变的是什么条件?
t2时:
__________;
t8时:
②若t4时降压,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线。
(1)由表可知,温度升高,反应①的K1增大,故该反应为吸热反应。
(2)反应③的平衡常数的表达式为K3=
。
(3)K3=
,K1=
,K2=
,故K3=
(4)反应①为吸热反应,其逆反应为放热反应,反应②是放热反应,而反应③是反应①的逆反应与反应②的和,故反应③是放热反应,且反应前后气体的体积不变,故只有C、E可使平衡向逆反应方向移动。
(5)①由图可知,t2时改变的条件使逆反应速率增大,且平衡逆向移动,故改变的条件是升高温度或增大CO2的浓度或增大H2的浓度;
t8时改变的条件使逆反应速率加快且平衡不移动,故改变的条件是使用催化剂或增大压强或减小容器的容积。
②若t4时降压,则逆反应速率减小,曲线在原来平衡曲线的下方,平衡不移动,故该曲线为水平直线,且纵坐标为t6时的v逆。
答案:
(1)吸热
(2)K3=
(3)
(4)CE (5)①升高温度(或增大CO2的浓度或增大H2的浓度) 使用催化剂(或增大压强或减小容器的容积)
②
9.(2017·
昆明高三质检)研究CO2、CO的处理方法对环境保护有重要意义。
(1)CO2与H2反应可合成甲醇:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
某温度下,将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,发生上述反应。
测得不同时刻的反应前后压强关系如表:
时间/h
1
2
3
4
6
p后/p前
0.90
0.82
①用CO2表示第1小时内反应的平均速率v(CO2)=________mol·
h-1。
②该温度下H2的平衡转化率为____________。
(2)CO2与NH3反应可合成尿素:
CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)
在T1℃时,将1molCO2和2molNH3置于1L密闭容器中,发生上述反应,在t时刻,测得容器中CO2转化率约为73%。
保持其他初始实验条件不变,分别在温度为T2℃、T3℃、T4℃、T5℃时,重复上述实验,经过相同时间测得CO2转化率并绘制变化曲线如图所示。
①该反应的ΔH________(填“>
”或“<
”)0。
②T4℃时反应的平衡常数K=________。
③T1~T3℃之间,CO2转化率逐渐增大,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(1)①设CO2在第1小时转化了xmol,则1h时CO2为(1-x)mol、H2为(3-3x)mol、CH3OH为xmol、H2O(g)为xmol,根据1h时
=0.90,则有
=0.90,解得x=0.2,故v(CO2)=
=0.1mol·
②根据表中数据可知,5h时反应达到平衡,设达到平衡时CO2转化了ymol,则有
=0.80,解得y=0.4,故达到平衡时H2转化了1.2mol,H2的平衡转化率为
×
100%=40%。
(2)①根据题图可知,反应在T3℃时达到平衡,达到平衡后升高温度,CO2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,而升温时平衡向吸热反应方向移动,故该反应为放热反应,ΔH<
0。
②由题图可知,T4℃反应达到平衡时,CO2的平衡转化率为75%,则平衡时CO2的浓度为0.25mol·
L-1,NH3的浓度为0.5mol·
L-1,H2O(g)的浓度为0.75mol·
L-1,故该反应的平衡常数K=
=12。
③在T1~T3℃之间反应未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,v正>
v逆,故随温度升高,CO2的转化率逐渐增大。
(1)①0.1 ②40%
(2)①<
②12 ③在T1~T3℃之间反应未达到平衡状态,且v正>
v逆,温度越高,CO2转化率越大(答案合理即可)
10.(2015·
高考全国卷Ⅰ)Bodensteins研究了下列反应:
2HI(g)H2(g)+I2(g)
在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min
20
40
60
80
120
x(HI)
0.91
0.815
0.795
0.784
0.60
0.73
0.773
0.780
(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为________。
(2)上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。
若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=________min-1。
(3)由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。
当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为________(填字母)。
(1)由表中数据可知,无论是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,最终x(HI)均为0.784,说明此时已达到了平衡状态。
设HI的初始浓度为1mol·
L-1,则:
2HI(g)H2(g)+I2(g)
初始浓度/mol·
L-1 1 0 0
转化浓度/mol·
L-1 0.216 0.108 0.108
平衡浓度/mol·
L-1 0.784 0.108 0.108
K=
(2)建立平衡时,v正=v逆,即k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2),k逆=
k正。
由于该反应前后气体分子数不变,故k逆=
k正=
在t=40min时,x(HI)=0.85,则v正=0.0027min-1×
0.852≈1.95×
10-3min-1。
(3)因2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>0,升高温度,v正、v逆均增大,且平衡向正反应方向移动,HI的物质的量分数减小,H2、I2的物质的量分数增大。
因此,反应重新达到平衡后,相应的点分别应为A点和E点。
(1)
(2)
1.95×
10-3
(3)A、E
11.增强环保意识,爱护环境是每个公民的职责。
利用碳的氧化物合成甲醇等资源化利用对环境保护具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)下列为合成甲醇的有关化学方程式:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
某温度下,上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5、2.0和K3,则K3的值为________。
(2)一定条件下,甲醇可同时发生:
A.2CH3OH(g)===CH3OCH3+H2O(g)
B.2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g)
上述反应过程中能量变化如图所示:
①写出反应速率较快的序号并说明原因:
______________________。
②若在容器中加入催化剂,则E2-E1将________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)一定温度时,在容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,发生反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=-90kJ·
mol-1,测得达到平衡时的有关数据如下表:
起始反应物
投入量
2molH2(g)、
1molCO(g)
1mol
CH3OH(g)
2mol
c(CH3OH)
/mol·
L-1
c1
c2
c3
反应物的能
量变化/kJ
Q1
Q2
Q3
①表中数据存在的关系:
|Q1|+|Q2|________(填“>”“=”或“<”,下同)90,2c2________c3。
②在温度不变、恒容条件下,该反应的平衡常数数值Kp=4.80×
10-2,若甲容器中反应达平衡状态时,p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时,混合气体中CH3OH的物质的量分数为________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度所得的平衡常数,分压=总压×
物质的量分数)。
(1)反应①的平衡常数K1=
;
反应②的平衡常数K2=
反应③的平衡常数K3=
=K1·
K2=2.5×
2.0=5.0。
(2)①反应的活化能越小,反应速率越快,则反应A和B相比,反应A的活化能小,反应速率快。
②加入催化剂降低了反应所需的活化能,所以E1和E2的变化是减小,催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差,即反应热不变,E2-E1的大小为反应的焓变,活化能大小对该反应的反应热无影响。
(3)①甲和乙恰为2个互逆的过程,平衡时|Q1|+|Q2|=90,丙与乙相比较,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,不利于甲醇的分解,因此2c2<c3。
②甲容器起始反应物投入量为2molH2、1molCO,设开始时氢气压强为2pkPa,CO压强为pkPa,
2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)
开始(kPa)2pp0
转化(kPa)48.024.024.0
平衡(kPa)2p-48.0p-24.024.0
Kp=
=4.80×
10-2,解得p=29.0,则平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为
100%≈61.5%。
(1)5.0
(2)①A,反应A活化能低,在相同条件下反应速率较快
②不变
(3)①= < ②61.5%
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