届高考化学第二轮专题复习题型练十一 化学反应速率 化学平衡.docx
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届高考化学第二轮专题复习题型练十一化学反应速率化学平衡
题型练(十一) 化学反应速率 化学平衡
1.以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
已知某温度下,下列两个反应的平衡常数分别为K1和K2;CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g),CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)。
则该温度下CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g)的平衡常数K为( )
A.2K1-K2 B.
C.
D.K
-K2
解析:
将题给前两个反应依次编号为①、②,由①×2-②可得:
CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g),则该反应的平衡常数K=
,C项正确。
答案:
C
2.工业上用CO2生产燃料甲醇时发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-187.4kJ·mol-1,下列图像中正确的是( )
解析:
该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO2的体积分数增大,A项错误;该反应为放热反应,升高温度,v(正)、v(逆)均增大,平衡向逆反应方向移动,则v(逆)>v(正),B项正确;升高温度,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短,且该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率减小,C项错误;增大压强,v(正)、v(逆)均增大,由于该反应为气体分子数减小的反应,故平衡正向移动,则v(正)>v(逆),D项错误。
答案:
B
3.(2017·长沙模拟)一定条件下,在体积为2L的密闭容器中,3molX和3molY发生反应:
3X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH>0,经60s达到平衡,生成0.4molZ。
下列说法正确的是( )
A.60s内反应速率为v(X)=0.05mol/(L·s)
B.其他条件不变,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.其他条件不变,若初始投入2molX和2molY,则物质Y的转化率减小
D.其他条件不变,将容器体积变为4L,Z的平衡浓度变为原来的一半
解析:
A项,v(X)=
v(Z)=
×
=0.005mol·L-1·s-1,错误;B项,升高温度,正、逆反应速率均加快,错误;C项,成比例减小投料量,相当于减压,平衡逆向移动,Y的转化率减小,正确;D项,容器体积扩大为原来的2倍,相当于减压,平衡逆向移动,Z的平衡浓度小于原来一半,错误。
答案:
C
4.(2017·海淀区模拟)密闭容器中,由H2和CO直接制备二甲醚(CH3OCH3),其过程包含以下反应:
ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=
-90.1kJ·mol-1
ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH2=-24.5kJ·mol-1
当其他条件相同时,由H2和CO直接制备二甲醚的反应中,CO平衡转化率随条件X的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应
B.条件X为压强
C.X增大,二甲醚的产率一定增大
D.X增大,该反应的平衡常数一定减小
解析:
根据盖斯定律ⅰ×2+ⅱ可得:
2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7kJ/mol,所以由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应,A正确。
由图像可知,CO的平衡转化率随X的增大而减小,如果条件X为压强的话,对于反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)来说,压强增大,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,B错。
CO的平衡转化率减小,二甲醚的产率减小,C错。
只要X不是温度,则增大X,反应的平衡常数不变,D错。
答案:
A
5.已知某密闭容器中存在下列平衡:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其他条件不变,平衡时c(CO2)与温度t的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)较小
B.在t2时,D点的反应速率:
v(逆)>v(正)
C.反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH>0
D.若t1、t2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 解析: 由图可知题给反应正反应吸热,C正确;升高温度平衡正向移动,CO浓度减小,所以A点CO浓度大,A错误;由于t2时反应进行到状态D,c(CO2)高于平衡浓度,所以反应向逆反应方向进行,则一定有v(正)<v(逆),B正确;由于正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,化学平衡常数增大,故K1<K2,D正确。 答案: A 6.(2017·贵阳模拟)一定条件下,向密闭容器中充入一定量的NH3。 反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)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.a点时,NH3的转化率为25% B.达到平衡时,2v正(NH3)=3v逆(H2) C.b、c两点对应的平衡常数: Kb>Kc D.压强: p1>p2 解析: 设起始氨气是mmol,a点转化2xmol。 根据化学平衡方程式2NH3(g)N2(g)+3H2(g) 起始物质的量/molm00 转化物质的量/mol2xx3x a点物质的量/molm-2xx3x a点时N2的体积分数为0.1,则有0.1= ,求出2x= mol,a点氨气的转化率为 ×100%=25%,A正确;达到平衡时,同一物质正反应速率一定等于逆反应速率,有v正(NH3)=v逆(NH3),3v逆(NH3)=2v逆(H2),则3v正(NH3)=2v逆(H2),B错误;根据图像,升高温度,氮气的体积分数增大,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,c点温度高于b点,所以平衡常数为Kc>Kb,C错误;根据方程式,该反应是一个气体体积增大的可逆反应,加压,平衡向逆反应方向移动,对应同一温度,氮气含量低对应较大压强,所以p2>p1,D错误。 故选A。 答案: A 7.(2017·孝感检测)80℃时,在2L密闭容器中充入0.40molN2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+QkJ·mol-1(Q>0),获得如下数据: 时间/s 0 20 40 60 80 100 c(NO2)/ (mol·L-1) 0.00 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30 下列判断正确的是( ) A.升高温度该反应的平衡常数K减小 B.20~40s内,v(N2O4)=0.004mol·L-1·s-1 C.100s时再通入0.40molN2O4,达到新平衡时N2O4的转化率增大 D.反应达到平衡时,吸收的热量为0.30QkJ 解析: 该反应为吸热反应,升高温度,平衡常数K增大,A项错误;20~40s内,v(N2O4)= v(NO2)= × =0.002mol·L-1·s-1,B项错误;100s时再通入0.40molN2O4,相当于在原平衡的基础上增大压强,平衡逆向移动N2O4的转化率减小,C项错误;反应达到平衡时,c(NO2)=0.30mol·L-1,生成NO2的物质的量为0.30mol·L-1×2L=0.60mol,由热化学方程式可知生成2molNO2时吸收的热量为QkJ,则生成0.60molNO2时吸收的热量为0.30QkJ,D项正确。 答案: D 8.相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应: X2(g)+3Y2(g)2XY3(g) ΔH=-92.6kJ·mol-1 实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表示所示: 容器 编号 起始时各物质物质的量/mol 达平衡时体系 能量的变化 X2 Y2 XY3 ① 1 3 0 放热23.15kJ ② 0.6 1.8 0.8 Q(Q>0) 下列叙述不正确的是( ) A.容器①、②中反应的平衡常数相等 B.容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q=23.15kJ C.达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2mol·L-1 D.若将容器①体积缩小为0.20L,则达平衡时放出的热量大于23.15kJ 解析: 平衡常数只与温度有关,温度不变,对同一反应平衡常数不变,A正确; ①容器中放出23.15kJ热量,则生成XY3的物质的量为 ×2= 0.5mol, X2(g)+3Y2(g)2XY3(g) 起始量/mol: 130 转化量/mol: 0.250.750.5 平衡量/mol: 0.752.250.5 可知平衡时①容器中X2、Y2和XY3的物质的量分别为0.75mol、2.25mol和 0.5mol,②与①为完全等效平衡,所以,平衡时②容器中X2、Y2和XY3的物质的量也分别为0.75mol、2.25mol和0.5mol,可知②的反应向逆反应方向进行,反应过程需要吸收热量,故B错误;由B计算可知此时XY3的物质的量浓度均为 =2mol·L-1,C正确;若容器①体积为0.20L,增大压强平衡向正反应方向移动,放出热量增多,D正确。 答案: B 9.将2molA和1molB充入VL的密闭容器中,在一定条件下发生反应: 2A(g)+B(g)2C(g)。 平衡时C的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示: 压强/MPa 体积分数/% 温度/℃ 1.0 2.0 3.0 350 54.0 a b 415 c 40.0 d 550 e f 36.0 下列判断正确的是( ) A.b>e B.415℃、2.0MPa时B的转化率为60% C.该反应的ΔH>0 D.平衡常数K(550℃)>K(350℃) 解析: 该反应是气体体积减小的反应,加压平衡右移,C的体积分数增加,则b>54.0,e<36.0,所以b>e,A正确,设转化的B的物质的量为xmol; 在一定条件下发生反应 2A(g)+B(g)2C(g) 起始量/mol: 210 转化量/mol: 2xx2x 平衡量/mol: 2-2x1-x2x C的体积分数为40%,则: ×100%=40%,解得: x=0.5,所以B的转化率为: ×100%=50%,B错误;该反应为气体体积缩小的反应,温度为415℃时c处对应的压强较小,则c<40.0,然后根据都是1.0MPa, 350℃和415℃,温度升高而C的体积分数减小,则该反应为放热反应,ΔH<0,C错误;该反应为放热反应,升温平衡左移,平衡常数减小,则K(550℃)< K(350℃),D错误。 答案: A 10.(2017·潍坊模拟)在1L密闭容器中放入0.1molX,在一定温度下发生反应: X(g)Y(g)+Z(g) ΔH<0,容器内气体总压强p随反应时间t的变化关系如图所示。 下列说法错误的是( ) A.升高温度,Y的平衡浓度减小 B.t2时X的转化率为80% C.从反应开始到t1时的平均反应速率v(X)= mol·L-1·min-1 D.若X的初始投入量为0.2mol,则平衡时容器内总压强为1.8×106Pa 解析: A项,升高温度,平衡向逆反应方向移动,Y的平衡浓度减小,正确;B项,设到t2时反应的X的物质的量为mmol, X(g) Y(g)+Z(g) 起始量/mol0.1000 转化量/molmmm p=0.9×106Pa(mol)0.10-mmm 在恒容容器中,气体的压强之比等于物质的量之比,有 = ,解得m=0.08,所以X的转化率为 ×100%=80%,正确;C项,设到t1时反应的X的物质的量为xmol, X(g) Y(g)+Z(g) 起始量/mol0.1000 转化量/molxxx p=0.7×106Pa/mol0.10-xxx 在恒容容器中,气体的压强之比等于物质的量之比,有 = ,解得x=0.04,所以v(X)= mol/(L·min)= mol/(L·min),正确;D项,恒容容器中,若充入0.2molX,放入与原来相同的2个容器中,与原来达到同一平衡,但现在容器的体积不变,相当于增大压强,平衡逆向移动,平衡时气体的体积小于原来的2倍,则平衡时容器内的总压强小于1.8×106Pa,错误。 答案: D 11.已知反应: CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。 起始以物质的量之比为1∶1充入反应物,不同压强条件下,H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)。 下列有关说法正确的是( ) A.上述反应的ΔH<0 B.N点时的反应速率一定比M点快 C.降低温度,H2的转化率可达到100% D.工业用此法制取甲烷应采用更高的压强 解析: 由题图可知,其他条件相同时,温度升高,H2的平衡转化率降低,平衡逆向移动,说明正反应放热,ΔH<0,A项正确;N点的压强比M点高,温度比M点低,N点时的反应速率不一定比M点快,B项错误;降低温度,H2的转化率会增大,但不会达到100%,C项错误;采用更高的压强会提高对设备的要求,增加经济成本,D项错误。 答案: A 12.汽车尾气中含有CO、NO2,消除这两种物质对大气的污染需要安装尾气净化装置,使它们发生反应: 4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH<0。 在其他条件不变的情况下,起始时CO的物质的量对平衡时N2的体积分数的影响如图所示,下列有关说法正确的是( ) A.减小压强时,平衡逆向移动,正反应速率增大 B.从b点到c点,N2的体积分数减小,平衡逆向移动 C.恒温恒容下,混合气体的密度不变可以说明反应达到平衡状态 D.温度T1和T2下的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2 解析: 减小压强时,平衡逆向移动,正、逆反应速率均减小,A项错误;从b点到c点,起始时n(CO)增大,平衡正向移动,B项错误;在恒温恒容下,反应体系中混合气体的密度始终保持不变,故密度不变不能说明反应达到平衡状态,C项错误;在其他条件相同时,T2→T1,N2的体积分数增大,说明平衡正向移动,该反应的正反应为放热反应,则T2>T1,K1>K2,D项正确。 答案: D 13.在温度、初始容积相同的甲、乙两个密闭容器中,按不同方式投入反应物(如图所示),发生反应: 3X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0。 保持温度不变,测得平衡时的有关数据如下: 恒容容器甲 恒压容器乙 Y的物质的量/mol n1 n2 Z的体积分数 φ1 φ2 下列说法正确的是( ) A.平衡时容器乙的容积一定比反应前大 B.平衡时容器甲的压强一定比反应前大 C.n2>n1 D.φ2>φ1 解析: 容器乙内反应向正反应方向进行,气体的总物质的量减小,恒温恒压下,气体的体积之比等于物质的量之比,故平衡时容器乙的容积一定比反应前小,A项错误;无法确定容器甲中反应是正向进行,还是逆向进行,故平衡时容器甲的压强不一定比反应前大,B项错误;容器甲内反应所达到的平衡状态可以等效为开始时投入3molX、1molY,并在相同条件下达到的平衡状态,容器甲中随着反应进行压强减小,容器乙内反应所达到的平衡状态相当于增大容器甲的压强达到的平衡状态,增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动,即向正反应方向移动,故n1>n2,φ2>φ1,C项错误,D项正确。 答案: D 14.一定条件下,反应: 6H2+2CO2C2H5OH+3H2O的数据如图所示。 下列说法正确的是( ) 反应物起始物质的量之比: 曲线Ⅰ: n(H2)∶n(CO2)=2 曲线Ⅱ: n(H2)∶n(CO2)=1.5 A.该反应的ΔH>0 B.达平衡时,v(H2)正=v(CO2)逆 C.b点对应的平衡常数K值大于c点 D.a点对应的H2的平衡转化率为90% 答案: D
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