高考化学课时作业8.docx
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高考化学课时作业8
课时作业(八) 化学反应速率和化学平衡
1.(2018·沧州质检)已知反应X(g)+3Y(g)
2Z(g)ΔH的能量变化如下图所示。
下列说法正确的是( )
A.ΔH=E2-E1
B.更换高效催化剂,E3不变
C.恒压下充入一定量的氦气,n(Z)减少
D.压缩容器,c(X)减小
答案 C
解析 ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=E1-E2,A项错误;更换高效催化剂,降低反应活化能,反应速率加快,该反应中(E3-E2)为活化能,E2为反应物的能量,E2不变,活化能降低,则E3减小,B项错误;恒压下充入一定量的氦气,容器体积增大,反应体系的分压减小,平衡向气体增多的方向移动,n(Z)减少,C项正确;压缩容器体积,压强增大,平衡向右移动,n(X)减小,体积减小,各物质的浓度都增大,平衡移动只能减弱这种改变,而不能消除,故c(X)比原来大,D项错误。
2.在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。
下列判断不正确的是( )
c/mol·L-1
v/mol·L-1·min-1
T/K
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
1.80
1.44
1.08
A.a=6.00
B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变
C.b<318.2
D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
答案 D
解析 A项,根据表中的数据可知:
328.2K时,蔗糖溶液的浓度越大,水解的速率越快。
根据浓度与速率的变化关系可知,蔗糖的浓度每减小0.100mol·L-1,速率减小1.50mol·
L-1·min-1,所以在浓度为0.400mol·L-1时,蔗糖水解的速率a=6.00mol·L-1·min-1,正确;B项,根据表中的数据可知:
温度升高,水解速率越快,浓度越高,水解速率也越快,同时改变反应物的浓度和反应的温度,若二者对反应速率的影响趋势相反,并能相互抵消,反应速率也可能不变,正确;C项,在物质的浓度不变时,温度升高,水解速率加快,温度降低,水解速率减慢。
由于在物质的浓度为0.600mol·L-1时,当318.2K时水解速率是3.60mol·
L-1·min-1,现在该反应的速率为2.16mol·L-1·min-1小于3.60mol·L-1·min-1,所以反应温度低于318.2K,即b<318.2,正确;D项,由于温度不同时,在相同的浓度时的反应速率不同,所以不同温度下,蔗糖浓度减小一半所需的时间不同,错误。
3.对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)下列叙述正确的是( )
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成xmolNO,同时消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若缩小容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.在恒容容器中,若混合气体密度不再改变,则反应达到平衡状态
答案 A
解析 A项,4v正(O2)=5v逆(NO)能证明化学反应的正、逆反应速率是相等的,达到了化学平衡状态,正确;B项,单位时间内生成xmolNO,同时消耗xmolNH3,不能说明化学反应的正、逆反应速率是相等的,只表示了正反应方向,错误;C项,若缩小容器可以加大压强,正、逆化学反应速率都会加快,错误;D项,化学反应遵循质量守恒,质量不变化,并且体系体积恒定,可以知道密度始终是不变化的,所以密度不变的状态反应不一定达到平衡状态,错误。
4.在一个容积为VL的密闭容器中放入物质的量比为2∶1的A(g)和B(g),在一定条件下发生下列反应3A(g)+B(g)
C(g)+2D(g),10分钟达到平衡,混合气体的平均摩尔质量增大
,则下列说法正确的是( )
A.若容器中密度不变则说明达到化学平衡状态
B.A平衡转化率为60%
C.平衡常数为
D.平衡时D的体积分数25%
答案 D
解析 B项,设A(g)和B(g)物质的量分别为2x、x,反应的A的物质的量为y
3A(g)+B(g)
C(g)+2D(g)
起始/mol 2x x00
反应/mol y
y
y
y
平衡/mol2x-y x-
y
y
y
10分钟达到平衡,混合气体的平均摩尔质量增大
,根据M=
有,
=
×
,解得y=x,A平衡转化率为
×100%=50%,错误;C项,该反应的平衡常数K=
≠
,错误,D项,平衡时D的体积分数=物质的量分数=
×100%=25%,正确。
5.(2018·荆州一检)在体积为V的密闭容器中发生可逆反应3A(?
)+B(?
)===2C(g),下列说法正确的是( )
A.若A为气态,则气体的平均密度不再变化时反应达到平衡状态
B.升高温度,C的体积分数增大,则该正反应放热
C.达到平衡后,向容器中加入B,正反应速率一定加快
D.达到平衡后,若将容器的容积压缩为原来的一半,C的浓度变为原来的1.8倍,则A一定为非气态
答案 D
解析 若A为气体,如果B为气体,根据密度的定义,气体总质量不变,容器为恒容状态,密度任何时刻都相等,因此密度不变,不能说明反应达到平衡,A项错误;升高温度,C的体积分数增大,说明反应向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应是吸热反应,B项错误;固体、纯液体的浓度视为常数,如果B为固体或纯液体,向容器中加入一定量的B,反应速率不变,C项错误;将容器的容积压缩为原来的一半,假设平衡不移动,此时C的浓度为原来的2倍,但现在为原来的1.8倍,说明反应向逆反应方向进行,即A一定为非气体物质,D项正确。
6.一定条件下,反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ΔH>0,达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.压强:
p1>p2
B.b、c两点对应的平衡常数:
Kc>Kb
C.a点:
2v正(NH3)=3v逆(H2)
D.a点:
NH3的转化率为
答案 B
解析 该反应为气体分子数增大的反应,恒温时,压强越大,N2的体积分数越小,则p1
N2(g)+3H2(g),假设反应前氨气的物质的量为1mol,反应的氨气的物质的量为xmol,则
=0.1,解得x=
,因此氨气的转化率为
,故D项错误。
7.(2018·株洲质检一)已知反应:
2SO3(g)
2SO2(g)+O2(g) ΔH>0,某温度下,将2molSO3置于10L密闭容器中,反应达平衡后,SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。
则下列说法正确的是( )
①由图甲推断,B点SO2的平衡浓度为0.3mol/L
②由图甲推断,A点对应温度下的平衡常数为1.25×10-3
③达平衡后,压缩容器容积,则反应速率变化图像可以用图乙表示
④相同压强、不同温度下SO3的转化率与温度关系如丙图所示
A.①② B.②③
C.③④D.①④
答案 B
解析 三氧化硫起始浓度为
=0.2mol/L,由甲图可知B点SO3的转化率为0.15,根据浓度变化量之比等于化学计量数之比,所以△c(SO2)=△c(SO3)=0.15×0.2mol/L=0.03mol/L,故二氧化硫的平衡浓度为0.03mol/L,①错误;A点时,SO3的转化率为0.20,△c(SO3)=0.20×0.2mol/L=0.04mol/L,平衡时,SO3、SO2、O2的浓度分别为0.16mol/L、0.04mol/L、0.02mol/L,K=
=1.25×10-3,②正确;压缩体积,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即逆向移动,因体积减小,各物质的浓度增大,故化学反应速率加快,③正确;升高温度平衡向吸热的方向移动,即正向移动,SO3的转化率将增大,与图像不符合,④错误;综上所述,故选B。
8.(2018·潍坊三模)已知:
2CH3COCH3(l)
CH3COCH2COH(CH3)2(l)。
取等量CH3COCH3分别在0℃和20℃下反应,测得其转化率(α)随时间(t)变化的关系曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅱ表示20℃时的转化反应
B.升高温度能提高反应物的平衡转化率
C.在a点时,曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数相等
D.化学反应速率的大小顺序为:
d>b>c
答案 D
解析 曲线Ⅰ比曲线Ⅱ变化快,说明曲线Ⅰ的温度高,A项错误;曲线Ⅰ比曲线Ⅱ的温度高,但是转化率低,说明升温平衡逆向移动,转化率降低,B项错误;化学平衡常数只与温度有关,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ对应的温度不同,所以曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数不相等,C项错误;反应开始反应物的浓度最大,随着反应物的浓度减小,速率也逐渐减小,所以d处速率大于b处,因为曲线Ⅰ的温度高,所以b处速率大于c处,D项正确。
9.(2018·武汉5月调研)温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:
2NO2(g)
2NO(g)+O2(g),相关数据如下表所示。
下列说法错误的是( )
容器
编号
物质的起始浓度(mol·L-1)
物质的平衡浓度(mol·L-1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
A.容器Ⅰ中发生反应的平衡常数为0.8
B.容器Ⅱ中发生反应的起始阶段有v正>v逆
C.达到平衡时,容器Ⅲ中
>1
D.达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为16∶17
答案 D
解析 容器Ⅰ中,根据2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)反应可知,达到平衡后c(O2)=0.2mol·L-1,则生成c(NO)=0.4mol·L-1,剩余c(NO2)=0.6mol·L-1-0.4mol·L-1=0.2mol·L-1,反应的平衡常数=c(O2)×c2(NO)/c2(NO2)=0.2×0.42/0.22=0.8,A项正确;容器Ⅰ中发生反应与容器Ⅱ中发生反应温度均为T1,所以反应的平衡常数相等;容器Ⅱ中发生反应的Qc=c(O2)×c2(NO)/c2(NO2)=0.2×0.52/0.32=0.57<0.8,反应正向进行,所以容器Ⅱ中发生反应的起始阶段有v正>v逆,B项正确;温度相同时,平衡常数不变,容器Ⅲ中消耗氧气为xmol,消耗一氧化氮为2xmol,生成二氧化氮为2xmol,反应达平衡时,剩余氧气(0.35-x)mol,剩余一氧化氮(0.5-2x)mol,根据平衡常数=c(O2)×c2(NO)/c2(NO2)=(0.35-x)×(0.5-2x)2/(2x)2=0.8,x=0.09mol,所以达到平衡时,容器Ⅲ中
=(0.35-0.09)/(2×0.09)>1,C项正确;根据以上分析可知,达到平衡时,容器Ⅰ中剩余物质的总量为0.2+0.2+0.4=0.8mol,容器Ⅲ中剩余物质的总量为2×0.09+0.35-0.09+0.5-2×0.09=0.74mol,压强之比与气体的物质的量成正比,因此达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为0.8∶0.74=40∶37>16∶17,D项错误。
10.(2018·武汉2月调研)固定容积为2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)
zC(g),图I表示在298K时容器中各物质的物质的量随时间的变化关系,图Ⅱ表示平衡常数K随温度T变化的关系。
结合图像判断,下列结论正确的是( )
A.该反应可表示为:
2A(g)+B(g)
C(g) ΔH<0
B.298K时该反应的平衡常数K=6.25
C.当容器中气体密度不再变化时,该反应达到平衡状态
D.第6min时,再向体系充入0.4molC,重新达到平衡时C的体积分数大于0.25
答案 D
解析 由图Ⅰ可知,该反应为2A(g)+B(g)
C(g),由图Ⅱ可知,当温度升高时,平衡常数K增大,证明反应正向移动,因此该反应正向为吸热反应,即ΔH>0,A项错误;298K时物质A的平衡浓度为0.2mol/L,B的平衡浓度为0.1mol/L,C的平衡浓度为0.1mol/L,故该反应的平衡常数K=0.1/(0.22×0.1)=25,B项错误;根据质量守恒可知,反应前后,气体的质量保持不变,由于容器的体积不变,因此反应前后气体的密度不发生变化,故当容器中气体的密度不再发生变化时,不能证明该反应达到平衡状态,C项错误;298K,达到平衡状态时,C的体积分数为0.25,在第6min时再向体系中充入0.4molC,相当于增大压强,再次达到平衡时C的体积分数大于0.25,D项正确。
11.(2018·A10联盟最后一卷)随着科技的进步,合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。
甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)可用于全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成,回答下列问题:
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)
CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。
已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键
C-O
H-O
N-H
C-N
键能/kJ·mol-1
351
463
393
293
则该反应的ΔH=________kJ·mol-1
(2)上述反应中所需甲醇工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0。
在一定条件下,将lmolCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为________。
②X轴上a点的数值比b点________(填“大”或“小”)。
某同学认为图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是______________________________________。
(3)常温下,已知:
Ksp(PbI2)=4×10-9;已知Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,则反应PbCl2(s)+2I-(aq)
PbI2(s)+2Cl-(aq)的平衡常数K=______________。
(4)分解HI曲线和液相法制备HI反应曲线分别如图1和图2所示:
①反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)的ΔH________(填“>”或“<”)0。
②将二氧化硫通入碘水中会发生反应:
SO2+I2+2H2O
3H++HSO4-+2I-,I2+I-
I3-,图2中曲线a、b分别代表的微粒是________、________(填微粒符号);由图2知要提高碘的还原率,除控制温度外,还可以采取的措施是减小________________________。
答案
(1)-12
(2)①25% ②小 随着Y值的增大,c(CH3OH)减小,平衡CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)向逆反应方向进行,故Y为温度 (3)4000 (4)①< ②H+ I3- 减小
的投料比
解析
(1)设C-H键能为xkJ·mol-1,ΔH=反应物总键能-生成物总键能=3xkJ·mol-1+351kJ·mol-1+463kJ·mol-1+3×393kJ·mol-1-(3xkJ·mol-1+293kJ·mol-1+2×393kJ·mol-1+2×463kJ·mol-1)=-12kJ·mol-1;
(2)①设CO的转化率为α,CO和H2的初始物质的量分别为1mol、2mol,则CO反应了αmol,由化学方程式列三段式可得:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
初始(mol) 120
转化(mol) α2αα
平衡(mol)1-α2-2αα
因为CH3OH(g)的体积分数=CH3OH(g)的物质的量分数,平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则
×100%=10%,解得:
α=25%;②根据图示信息:
X轴上a点的数值比b点小,随着Y值的增加,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)减小,平衡“CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0”向逆反应方向进行,故Y表示温度;
(3)由已知,发生反应PbCl2(s)+2I-(aq)
PbI2(s)+2Cl-(aq)的溶液为PbCl2和PbI2的饱和溶液,所以K=
=
=
=
=4000;
(4)①由图1可知,平衡时随温度的升高,HI减小,H2增大,则反应2HI(g)
H2(g)+I2(g)正向吸热,说明反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)正向放热,故ΔH<0;②根据图2,b为从零逐渐增大的离子,a和c始终不变,且a、c物质的量之比为3∶1,则根据SO2+I2+2H2O
3H++HSO4-+2I-,I2+I-
I3-,反应中I3-越来越多,H+和HSO4-始终不变,且n(H+)∶n(HSO4-)=3∶1,所以a为H+,b为I3-,由图2知
增大,I3-越多,则I-会越小,所以要提高碘的还原率,除控制温度外,还可以减小
的投料比。
12.(2018·保定一模)请根据化学动力学和化学热力学回答下列问题:
Ⅰ.过氧化氢是一种重要的物质,在科学研究和生产生活中应用广泛。
利用H2O2和KBrO3反应研究瞬时反应速率(r),原理为在酸催化下,KBrO3+3H2O2===KBr+3O2↑+3H2O。
资料显示:
r=k·cx(KBrO3)·cy(H2O2),其中k为速率常数。
在290K测得实验数据如下:
实验编号
1
2
3
4
c(H2O2)/(mol/L)
1
1
2
4
c(KBrO3)/(mol/L)
0.003
0.006
0.001
0.001
r/(mol·L-1·s-1)
3×10-4
6×10-4
8×10-4
6.4×10-3
(1)写出H2O2的电子式________,H2O2可以看成二元弱酸,写出其第二步电离方程式________。
(2)根据表格数据信息,写出瞬时反应速率表达式r=________(k保留两位有效数字);如果减缓反应速率,可采用的方法有________(任写两点)。
Ⅱ.(3)25℃,101Kpa时乙烯酮CH2CO(g)和甲烷CH4的燃烧热分别为:
ΔH=-1025.1kJ/mol,ΔH=-890.3kJ/mol,则反应2CH4(g)+2O2(g)
CH2CO(g)+3H2O(l)的热化学方程式为________。
(4)在恒容容器中,通入2molCH4和2molO2,能判断反应2CH4(g)+2O2(g)
CH2CO(g)+3H2O(l)处于平衡状态的是________。
A.体系内压强保持不变
B.体系内气体密度保持不变
C.单位时间每消耗2molCH4,同时生成1molO2
D.通入等物质的量的反应物,一段时间后反应物浓度之比不变
(5)对于反应2CH4(g)+2O2(g)
CH2CO(g)+3H2O(g),在恒容条件下,向容器内加入0.1molCH4和0.1molO2,反应达到平衡时CH2CO的物质的量百分含量为15%,则平衡时n(CH4)=________mol。
答案
(1)H∶
∶
∶H HO2-
O22-+H+
(2)r=0.10·c3(H2O2)·c(KBrO3) 骤冷、冲稀反应物、除去催化剂、加阻化剂等两项
(3)2CH4(g)+2O2(g)===CH2CO(g)+3H2O
(1) ΔH=-755.5kJ/mol (4)AB (5)0.04
解析 I.
(1)H2O2为共价化合物,电子式H∶
∶
∶H;H2O2可以看成二元弱酸,分步电离,H2O2
HO2-+H+,HO2-
O22-+H+;
(2)根据表格中数据可知,当c(H2O2)=1mol/L时,根据r=k·cx(KBrO3)·cy(H2O2)可知:
3×10-4/6×10-4=(0.003/0.006)x,x=1;当c(KBrO3)=0.001mol/L时,根据r=k·cx(KBrO3)·cy(H2O2)可知:
8×10-4/6.4×10-3=(2/4)y,y=3;根据r=k·c(KBrO3)·c3(H2O2)可知,3×10-4=k×0.003×13,k=0.10;所以瞬时反应速率表达式r=0.10·c3(H2O2)·c(KBrO3);如果减缓反应速率,可采用的方法有骤冷、冲稀反应物、除去催化剂、加阻化剂等;
Ⅱ.(3)①CH2CO(g)+2O2(g)===2CO2(g)+H2O(l),ΔH=-1025.1kJ/mol;②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol;根据盖斯定律:
②×2-①,得2CH4(g)+2O2(g)
CH2CO(g)+3H2O(l),ΔH=-755.5kJ/mol;
(4)该反应正反应为气体体积减小的可逆反应,在恒容容器中,压强不再发生变化,能判定反应达平衡状态,A项正确;反应后气体的总质量减小,容器的总体积不变,气体的密度不再发生变化,能判定反应达平衡状态,B项正确;单位时间每消耗2molCH4,同时生成1molO2,正逆反应速率不相等,反应未达平衡状态,C项错误;按反应物的系数比加入反应物,无论反应进行到什么程度,反应物浓度之比不变,不能判断反应是否达平衡状态,D项错误;
(5)设甲烷的变化量为xmol,根据方程式进行计算
2CH4(g)+2O2(g)
CH2CO(g)+3H2O(g),
起始量(mol)0.10.100
变化量(mol)xx0.5x1.5x
平衡量(mol)0.1-x0.1-x0.5x1.5x
根据反应达到平衡时CH2CO的物质的量百分含量为15%,列方程为:
0.5x/(0.1-x+0.1-x+0.5x+1.5x)=15% x=0.06mol,所以则平衡时n(CH4)=0.04mol。
13.(2018·湖北4月调研)煤炭属于不可再生资源,高效、清洁地利用煤炭资源至关重要。
请回答下列问题:
(1)煤的干馏。
煤的干馏反应中△S________0(填“>”“<”或“=”)。
(2)煤的液化。
原理是C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH=akJ/mol;CO(g)+2H2(g)
CH3OH(l) ΔH=bkJ/mol。
则反应C(s)+H2O(g)+H2(g)
CH3OH(l)的ΔH=________kJ/mol。
(3)煤的气化。
原理是C(s)+2H2(g)
CH4(g) ΔH。
在1L密闭容器中投入1mol碳,并充入2molH2,测得相关数据如图所示。
①有关图1、图2的说法正确的有________(填标号)。
a.氢气的反应速率v(Z)>v(X)>v(Y)
b.T1<1000K
c.平衡常数K(X)=K(Y)>K(Z)
d.工业生产中,当温度为T2时,压强越高,经济效益越好
②图2中A点对应的平衡常数Kp=___
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- 高考 化学 课时 作业