高三化学一轮复习测试专题《化学反应速率与化学平衡》含答案文档格式.docx
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v(丙)>
v(甲)
C.v(丙)>
v(甲)>
v(乙)
D.v(乙)>
5.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0,反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强
B.降低温度
C.增大CO的浓度
D.更换催化剂
6.在一定条件下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变化时,不能表明反应:
A(s)+2B(g)
C(g)+D(g)已达平衡的是( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.混合气体的平均相对分子质量
7.下列条件一定能使反应速率加快的是( )
①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③增大反应体系的压强 ④不断分离出生成物 ⑤加入MnO2
A.全部
B.①②⑤
C.②
D.②③
8.下图是可逆反应A+2B
2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(降温和加压)而变化的情况,由此可推断( )
A.正反应是吸热反应
B.若A、B是气体,则D是液体或固体
C.逆反应是放热反应
D.A、B、C、D均为气体
9.把1molCO2和3molH2通入1L的密闭容器中,在某温度下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·
mol-1。
测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.3min时,v正=v逆
B.0~10min内,H2的平均反应速率为2.25mol·
min-1
C.该温度下,反应的平衡常数K=5.3
D.若升高温度,则CO2的转化率大于75%
10.某温度下H2(g)+I2(g)
2HI(g)的平衡常数为50。
开始时,c(H2)=1mol·
L-1,达平衡时,c(HI)=1mol·
L-1,则开始时I2(g)的物质的量浓度为( )
A.0.04mol·
L-1
B.0.5mol·
C.0.54mol·
D.1mol·
11.反应3Fe(s)+4H2O(g)
Fe3O4(s)+4H2(g)在一体积可调的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A.增加Fe的表面积
B.保持体积不变,充入Ne使体系压强增大
C.将容器的体积缩小一半
D.保持总压强不变,充入Ne使容器的体积增大
12.可逆反应aX(g)+bY(g)
cZ(g)在一定温度下的一密闭容器内达到平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v)—时间(t)图像如下图。
则下列说法中正确的是( )
A.若a+b=c,则t0时只能是增大了容器的压强
B.若a+b=c,则t0时只能是加入了催化剂
C.若a+b≠c,则t0时只能是加入了催化剂
D.若a+b≠c,则t0时只能是增大了容器的压强
13.下列说法中正确的是( )
A.二氧化锰是催化剂,能加快反应速率
B.温度越高,催化剂的催化效果越好
C.食品包装袋中的抗氧化剂实质就是“负催化剂”,能使氧化还原反应的反应速率减小
D.升高温度,吸热反应和放热反应的反应速率都加快
14.甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质及数量如图所示,三个容器最初的容积相等、温度相同,反应中甲、丙的容积不变,乙中的压强不变,在一定温度下反应达到平衡。
下列说法正确的是( )
A.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>
甲>
丙
B.平衡时N2O4的百分含量:
乙>
甲=丙
C.平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率不可能相同
D.平衡时混合物的平均相对分子质量:
15.在如图所示的三个容积相同的容器①、②、③中进行如下反应:
3A(g)+B(g)
2C(g) ΔH<
0,若起始温度相同,分别向三个容器中通入3molA和1molB,则达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为( )
A.③②①
B.③①②
C.①②③
D.②①③
16.常温常压下,在带有相同质量活塞的容积相等的甲、乙两容器里,分别充有二氧化氮和空气,现分别进行下列两上实验:
(N2O4(g)
2NO2(g) ΔH>0)
(a)将两容器置于沸水中加热
(b)在活塞上都加2kg的砝码
在以上两情况下,甲和乙容器的体积大小的比较,正确的是( )
A.(a)甲>乙,(b)甲>乙
B.(a)甲>乙,(b)甲=乙
C.(a)甲<乙,(b)甲>乙
D.(a)甲>乙,(b)甲<乙
17.已知反应2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值。
设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法正确的是( )
A.低温下能自发进行
B.高温下能自发进行
C.低温下不能自发进行,高温下能自发进行
D.任何温度下都不能自发进行
18.在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下:
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注:
图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1<c2)
19.在一定条件下,可逆反应X(g)十3Y(g)
2Z(g)达到平衡时,X的转化率与Y的转化率之比为1∶2,则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( )
A.1∶1
B.1∶3
C.2∶3
D.3∶2
20.在一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molNO2,发生反应2NO2(g)
N2O4(g)ΔH<0,达到平衡状态后,在t1时刻改变条件,化学反应速率随时间变化关系如图。
下列对t1时刻改变条件的推测中正确的是( )
A.保持压强不变,升高反应温度
B.保持温度和容器体积不变,充入1molN2(g)
C.保持温度和容器体积不变,充入1molN2O4(g)
D.保持温度和压强不变,充入1molN2O4(g)
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.硫酸是极其重要的化工原料,在工业、农业、医药、军事等领域应用广泛。
工业上常用接触法制取硫酸,主要原料是硫铁矿(主要成分为FeS2)和空气。
接触法制取硫酸的生产过程大致可分为三个阶段:
SO2的制取和净化(高温煅烧硫铁矿可得SO2和Fe2O3);
SO2转化为SO3[2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)(正反应为放热反应)];
SO3的吸收和硫酸的生成。
某化学实验小组的同学,为了研究SO2与O2的反应情况,在T℃下,向2L密闭容器中充入4molSO2和2molO2,测得不同时间的SO2物质的量如下表:
(1)在该平衡状态时,SO3的物质的量为________。
(2)4min时,用O2表示的反应速率为______________。
(3)根据表中数据,在下图中画出SO3的物质的量随时间变化的曲线。
22.某化学反应2A(g)⇌B(g)+D(g)在密闭容器中分别在下列四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol•L﹣1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)实验1中,在10~20min时间内,以A的速率表示的平均反应速率为 mol•L﹣1•min﹣1。
(2)实验2中,A的初始浓度c2= mol•L﹣1,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的化学反应速率为v3,实验1的化学反应速率为v1,则v3 v1(填“>”“=”或“<”),且c3 1.0mol•L﹣1(填“>”“=”或“<”)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应的正反应是 反应(填“吸热”或“放热”),理由是 。
23.反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH<0在等容条件下进行。
改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:
回答问题:
(1)在3个阶段中,N2的平均反应速率
(N2)、
(N2)中最大的是__________,其值是__________。
(2)H2的平衡转化率αⅠ(H2)、αⅡ(H2)、αⅢ(H2)的大小关系是__________。
(3)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是__________(填“正反应方向”或“逆反应方向”),采取的措施是__________。
(4)第Ⅰ阶段时,化学平衡常数K1=__________;
第Ⅱ、Ⅲ阶段化学平衡常数K2__________K3;
(填“>”、“<”、“=”)判断的理由是__________。
24.回答下列问题:
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:
2CO2(g)===2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH________(填“>
”“<
”或“=”)0,ΔS________(填“>
”或“=”)0,在低温下,该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。
科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式为2NO+2CO
2CO2+N2。
反应在常温下能够自发进行,则反应的ΔH________(填“>
”或“=”)0。
(3)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)的ΔH>
0,ΔS>
0,则:
①该反应常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析,温度________(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(4)已知CaSO4(s)+CO(g)
CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)
ΔH=+218kJ·
mol-1,该反应能够自发进行的反应条件是________。
(5)某吸热反应能自发进行,则该反应的ΔS________(填“>
”或“<
”)0。
答案解析
1.【答案】B
【解析】A项,在反应中,加入一种固体反应物,固体量的增减不会引起化学平衡的移动,错误;
B项,任何化学反应一定伴随能量的变化,升高温度,化学平衡一定是向着吸热方向进行,正确;
C项,对于没有气体参加的反应,或是前后气体体积不变的反应,压强变化不会引起平衡的移动,错误;
D项,使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动,错误。
2.【答案】B
【解析】用极端假设法考虑平衡完全向左进行、完全向右进行的两种情形。
2A + B
2C
(起始)111
(向左)1+11+0.50
2A + B 鸠2C
(向右)01-0.51+1
得到B的极值为1.5mol和0.5mol,实际上该反应为可逆反应,不可能完全向左、向右进行,即0.5mol<
n(B)<
1.5mol。
3.【答案】A
【解析】根据①N2(g)+O2(g)
10-30可知NO释放氧的反应:
2NO(g)
N2(g)+O2(g)的平衡常数K=
=1×
1030,
根据②2H2(g)+O2(g)
1081可知水分解释放氧的反应:
2H2O(g)
2H2(g)+O2(g)的平衡常数K=
=5×
10-82,
10-92,
化学平衡常数越大,表示反应进行得越彻底,由于平衡常数:
1×
1030>5×
10-82>4×
10-92,因此反应①NO分解放氧的倾向最大。
4.【答案】D
【解析】N2、H2合成氨的反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),三个容器中均转化为N2的反应速率为
甲:
v(N2)=
v(H2)=1mol·
v(NH3)=0.5mol·
即v(乙)>
v(丙)。
5.【答案】B
【解析】提高CO的转化率可以让平衡正向进行即可。
A项,增加压强,该平衡不会发生移动,错误;
B项,降低温度,化学平衡向着放热方向即正向进行,正确;
C项,增大CO的浓度,化学平衡向着正方向进行,但是一氧化碳的转化率降低,错误;
D项,催化剂不会引起化学平衡的移动,错误。
6.【答案】A
【解析】由于该反应是个反应前后气体体积相等的可逆反应。
A项,无论反应是否达到平衡,混合气体的压强都不会发生变化。
因此不能作为判断平衡的依据,符合题意;
B项,由于反应有固体物质参加。
若反应未达到平衡,反应正向进行混合气体的质量增大,气体的密度增大;
若反应逆向进行,则气体物质的质量减小,气体的密度减小。
只有反应达到平衡时,气体的质量和密度才保持不变。
因此可以作为反应达到平衡的标志,不符合题意;
C项,若反应未达到平衡,B的物质的量就会发生变化,B的浓度也会发生改变。
因此可以作为判断平衡的标志,不符合题意;
D项,由于反应前后气体的物质的量不变,若反应达到平衡,混合气体的质量就不变,气体的平均相对分子质量也不变;
若反应未达到平衡,气体的质量就要发生变化,气体的摩尔质量或混合气体的平均相对分子质量就要发生变化。
因此可以作为判断反应达到平衡的标志,不符合题意。
7.【答案】C
【解析】增加固体或纯液体,速率无影响;
增大压强,若密闭容器体积一定,加入稀有气体,对气体参与的反应速率无影响;
不断分离反应物,速率减小;
催化剂对反应有选择性,并不是对所有反应都有效。
8.【答案】B
【解析】由于降低温度,平衡正向移动,根据平衡移动原理:
降低温度,平衡向放热反应方向移动。
正反应方向是放热反应,所以逆反应是吸热反应,A、C项错误;
增大压强,平衡正向移动,则根据平衡移动原理,正反应方向是气体体积减小的反应方向,所以若A、B是气体,则D是液体或固体,B项正确;
若A、B、C、D均为气体,则正反应方向是气体体积扩大的反应方向,与图像不符合,D项错误。
9.【答案】C
【解析】
则0~10min内,v(H2)=
=0.225mol·
min-1,B错误;
K=
=
≈5.3,C正确;
3min时,未达到平衡状态,v正≠v逆,A错误;
该反应为放热反应,升高温度平衡向左移动,CO2的转化率降低,D错误。
10.【答案】C
【解析】设起始时I2的物质的量浓度为x,则:
=50,
x=0.54。
11.【答案】B
12.【答案】C
13.【答案】D
【解析】A项,二氧化锰作催化剂,有选择性;
B项,催化剂一般有一定的使用温度范围;
C项,抗氧化剂是防止食品被氧化,不是速率问题。
14.【答案】B
【解析】因甲、丙为恒容容器,0.1molN2O4完全转化可得到0.2molNO2,故甲、丙两容器中的化学平衡为等效平衡,反应开始后乙容器中的压强大于甲容器中的压强,而压强越大,越有利于平衡向生成N2O4的方向进行,B正确;
再结合平均相对分子质量与各组分相对分子质量的关系知D错误;
虽然乙中转化掉的NO2比甲中多,由勒夏特列原理知,因乙的容积减小导致NO2浓度增大的程度大于因平衡移动使NO2浓度减小的程度,因此,平衡时乙中NO2的浓度大于甲中NO2的浓度,但由于甲、丙两容器内的化学平衡为等效平衡,甲、丙中NO2的浓度应相等,A错误;
由甲、丙中的化学平衡为等效平衡知,若平衡时甲中NO2的转化率为50%,则丙中N2O4的转化率也为50%,C错误。
15.【答案】A
【解析】根据题意知,①容器是绝热恒容容器,该反应是放热反应,反应进行过程中容器内温度升高;
②容器是恒温恒容容器,该反应正向为气体体积减小的反应,反应进行过程中容器内压强减小;
③容器是恒温恒压容器,该反应正向为气体体积减小的反应,反应进行过程中为保持恒压,容器的体积减小;
①与②相比,由于②能把反应产生的热量散到空气中,相比①来说相当于降低温度,平衡右移,故平衡时C的体积分数②大于①;
②与③相比,由于反应向右进行时气体物质的量减小,③中活塞下移,相对②来说,相当于给体系加压,平衡右移,C的体积分数③大于②,达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为③②①。
16.【答案】D
(a)在沸水中,气体体积都受热膨胀,甲中存在平衡N2O4(g)
2NO2(g) ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,使体积进一步增大,所以体积:
甲>乙;
(b)都加2kg的砝码,压强增大,气体都缩小,甲中存在平衡N2O4(g)
2NO2(g) ΔH>0,增大压强,平衡逆向移动,体积减小得更多,所以体积:
甲<乙。
17.【答案】D
【解析】反应2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值,则ΔG=ΔH-T·
ΔS>0,反应不能自发进行,D项正确。
18.【答案】A
【解析】要从表中的数据去分析N2O的浓度与反应速率、半衰期、转化率的数据关系。
从表中的数据说明每个时间段内v(N2O)相等,A项正确、B项错误;
从表中数据分析可知半衰期与浓度的关系图为
,C项错误;
从表中数据分析可知不同浓度下的转化率不同(浓度大转化率小),在相同浓度条件下的转化率相同,D项错误。
19.【答案】C
【解析】由题意可得
∶
=1∶2,即
。
20.【答案】D
【解析】A项,温度升高,正、逆反应速率都增大,错误;
B项,温度和体积不变,充入1molN2对正、逆反应速率无影响,错误;
C项,温度和体积不变,充入1molN2O4逆反应速率瞬间增大,正反应速率瞬间不变,错误。
21.【答案】
(1)3mol
(2)0.125mol·
(3)
(1)6min时,反应达到平衡状态,此时消耗3molSO2,同时生成3molSO3。
(2)4min时,消耗2molSO2,1molO2,v(O2)=
=0.125mol·
min-1。
(3)6min时,反应达到平衡状态,消耗3molSO2,生成3molSO3,6~10min内反应处于平衡状态,用光滑的曲线连接(0,0)、(2,1)、(4,2)、(6,3)、(10,3)即可得到n(SO3)随时间的变化曲线。
22.【答案】
(1)0.013
(2)1.0 使用催化剂
(3)> >
(4)吸热 比较实验4与实验1,可看出升高温度,A的平衡浓度减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应
(1)v=
=0.013mol·
L-1·
min-1;
(2)根据实验1、2数据分析,温度相同,达平衡后A的物质的量浓度相同,且B、D起始浓度为0,所以两组实验中A的起始浓度相同为1.0mol•L﹣1;
温度相同,达平衡后A的物质的量浓度相同,但达平衡时2组的时间较短,所以只能是加入催化剂;
(3)实验1、3比较,温度相同,10min﹣20min时,实验3的浓度减少量都大于实验1的,所以实验3的反应速率大于实验1的,即v3>v1;
根据相同条件下,浓度对化学反应速率的影响判断,实验3的起始浓度大于实验1的,即c3>1.0mol•L﹣1;
(4)实验4与实验1比,温度升高,达平衡时A的平衡浓度减小;
温度升高,化学平衡向吸热方向移动,所以正反应是吸热反应。
23.【答案】
(1)Ⅰ0.05mol·
(2)Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ(3)正反应方向减小NH3浓度(4)<由图可以判断,Ⅱ到Ⅲ采取降低温度的措施,放热反应,降温平衡常数增大。
(1)
(
)=
=0.05mol·
=0.0253mol·
=0.012mol·
故在3个阶段中,
的平均反应速率
)、
)中最大的是Ⅰ,其值是0.05mol/(L·
min)。
(2)
的平衡转化率
×
100%=50%
100%=38%
100%=19.4%
则三个阶段
的转化率的大小为Ⅰ>
Ⅱ>
Ⅲ
(3)由第一次平衡到第二次平衡时各物质的浓度可知,
浓度由第一次平衡时的1.00mol·
逐渐减低到第二次平衡时的0.62mol·
,
浓度由第一次平衡时的3.00mol·
逐渐减低到第二次平衡时的0.86mol·
,N
浓度第一次平衡时的2.00mol·
瞬间降低为0,后逐渐增大到第二次平衡时的0.76mol·
,所以平衡移动的方向是正反应方向,采取的措施是减小N
浓度。
(4)第Ⅰ阶段时,
、
、N
的平衡浓度分别为1.00mol·
、3.00mol·
、2.00mol·
化学平衡常数
=
第Ⅱ、Ⅲ阶段化学平衡常数
<
,理由是由图可以判断,Ⅱ到Ⅲ采取降低温度的措施,放热反应,降温平衡常数增大。
24.【答案】
(1)>
>
不能
(2)<
(3)①不能 ②能 (4)高温 (5)>
(1)该反应为吸热反应,化学反应后气体的化学计量数之和增加,所以ΔH>0,ΔS>
0,故低温下ΔG=ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
(2)因为ΔS<
0,且ΔG=ΔH-TΔS<
0,故ΔH<
0。
(3)①常温下石灰石不分解。
②该反应的ΔH>
0,属于熵增加的吸热反应,故在高温下该反应能够自发进行。
(4)自发反应的条件是ΔH-TΔS<
0,即ΔH<
TΔS,ΔH=+218kJ·
mol-1,ΔS>
0,故T>
,即T值较大,该反应应在高温下进行。
(5)吸热反应能自发进行,即ΔH>
0,ΔH-TΔS<
0,又知T>
0,故ΔS>
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