高考化学经典模拟题专题汇编化学反应速率与平衡.docx
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高考化学经典模拟题专题汇编化学反应速率与平衡
化学反应速率与平衡
1.等物质的量的N2和O2在恒容密闭容器中发生反应:
N2(g)+O2(g)
2NO(g)。
下图曲线a表示该反应在T℃时N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是
A.T℃时,该反应的平衡常数K=
B.T℃时,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的△H<0
【答案】A
2.如图所示,向A、B中均充入1molx、lrnolY,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)△H
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:
PAB
D.平衡时Y体积分数:
A>B
【答案】D
3.在不同温度下按照相同物质的量投料发生反应:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H<0,测得CO的平衡转化率与压强的关系如图所示,有关说法正确的是
A.反应温度:
T1>T2
B.正反应速率:
υ正(y)=υ正(w)
C.混合气体密度:
ρ(x)>ρ(w)
D.混合气体平均摩尔质量:
M(y)
【答案】C
4.容积固定的密闭容器中,充入一定体积的CO2和H2,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。
测得不同温度下CO2的物质的量随时间变化如右图。
下列说法正确的是()
A.该反应为吸热反应
B.T1、T2对应的平衡常数K1>K2
C.T1时,图中A点的正反应速率小于逆反应速率
D.T2时,若上述反应在压强恒定的密闭容器中进行,达平衡的时间变短
【答案】D
5.某化学反应2X(g)=Y(g)+Z(s)的能量变化如图所示。
下列说法正确的是()
A.引发该反应一定需要加热或点燃等条件
B.E1逆反应的活化能,E2是正反应的活化能
C.催化剂能减小E1和E2,但不改变反应的焓变
D.X、Y、Z表示的反应速率之比为2∶1∶1
【答案】C
6.CO2经催化加氢可合成乙烯:
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)。
0.1MPa时,按n(CO2):
n(H2)=l:
3投料,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。
下列叙述不正确的是
A.该反应的△H<0
B.曲线b代表H2O
C.N点和M点所处状态的c(H2)不一样
D.其它条件不变,T1℃、0.2MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大
【答案】C
7.在反应容器中充入1molA气体和nmolB气体,在一定条件下发生反应:
A(气)+nB(气)
mC(气),达平衡时,测得A的转化率为50%,在相同温度和相同压强下,平衡时混合气体的体积是反应前的
,则n和m的数值可能是()
A.n=1m=1B.n=2m=2
C.n=3m=3D.n=2m=3
【答案】A
8.汽车尾气净化器中发生的反应为2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)。
一定温度下,在三个体积均为1.0L恒容密闭容器中发生上述反应,测得有关实验数据如下:
容器
温度/(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
NO
CO
N2
CO2
N2
CO2
I
400
0.2
0.2
0
0
0.12
II
400
0.4
0.4
0
0
III
300
0
0
0.1
0.2
0.075
下列说法正确是
A.该反应的ΔS<0、ΔH<0
B.容器I中达到平衡所需时间2s,则v(N2)=0.06mol•L-1·S-1
C.达到平衡时,体系中c(CO)关系:
c(CO,容器II)>2c(CO,容器I)
D.若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol,开始时V正>V逆
【答案】AD
9.温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,发生反应:
PCl5(g)=====PCl3(g)+Cl2(g)△H=akJ/mol(a>0)
0~10min保持容器温度不变,10min时改变一种条件,整个过程中PCl5、PCl3、Cl2的物质的量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.0~4min的平均速率v(Cl2)=0.05mol/(L·min)
B.10min时改变的条件是分离出一定量的PCl5
C.起始时向该容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,保持温度为T,反应达平衡时放出的热量大于1.6akJ
D.温度为T,起始时向该容器中充入1.0molPCl5、0.10molPCl3和0.10molCl2,反应达到平衡前,v(正)>v(逆)
【答案】CD
10.汽车尾气脱硝脱碳主要原理为:
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)△H<0。
在一定条件下的密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
C(NO)/mol•L-1
9.50×10-3
4.50×10-3
2.50×10-5
1.50×10-3
1.5×10-3
C(CO)/mol•L-1
9.00×10-3
4.00×10-3
2.00×10-3
1.00×10-3
1.00×10-3
下列说法正确的是
A.—定温度下,从开始到平衡,该反应的平衡常数逐渐增大
B.前2s内的平均反应速率v(N2)=1.75×10-3mol·L-1·s-1
C.达到平衡时,CO的转化率为11.11%
D.3s时NO和CO的浓度都不再变化,反应停止进行
【答案】B
11.将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中,发生反应NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)。
该反应的平衡常数的负对数(-lgK)值随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.C点对应状态的平衡常数K(C)=10-3.638
B.该反应的△H>0
C.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
D.30℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆)
【答案】C
12.为了研究在温度对苯催化加氢的影响,以检验新型镍催化剂的性能。
采用相同的微型反应装置,压强为0.78Mpa,氢气、苯的物质的量之比为6.5:
1。
定时取样分离出氢气后,分析成分得如下表结果:
下列说法错误的是()
A.当温度超过280℃,苯的转化率迅速下降,可能是因为该反应为吸热的可逆反应
B.在110~240℃苯的转化率为100%。
说明该镍催化剂活性较高,能够在较宽的温度范围内催化而且不发生副反应
C.增大压强与提高氢气、苯的物质的量比都有利于提高苯的转化率
D.由表中数据来看,随着反应温度的升高,苯的转化率先升高后降低
【答案】A
13.100℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的X气体和Y气体,发生如下反应:
X(g)+2Y(g)
Z(g)反应过程中测定的部分数据见下表:
反应时间/min
n(X)/mol
n(Y)/mol
0
2.00
2.40
10
1.00
30
0.40
下列说法正确的是
A.前10min内反应的平均速率为v(Z)=0.10mol·L-1·min-1
B.温度为200℃时,上述反应平衡常数为20,则正反应为吸热反应
C.若密闭容器体积可变,其他条件不变,在达到平衡后缩小容器体积为原来一半,则c(X)<1mol/L
D.保持其他条件不变,向容器中再充入1.00molX气体和1.20molY气体,到达平衡后,X转化率增大
【答案】CD
14.一定温度下,在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生如下反应:
A(g)+2B2(g)
C(g)。
其中容器Ⅰ中的反应在5min时达平衡。
容器
编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
A(g)
B2(g)
C(g)
C(g)
Ⅰ
500
0.5
1.0
0
0.4
Ⅱ
500
a
b
0.25
0.4
Ⅲ
600
0.25
0.5
0.25
0.35
下列说法不正确的是
A.容器Ⅰ中的反应在前5min的平均反应速率v(A)=0.08mol·L-1·min-1
B.该反应的正反应为放热反应
C.容器Ⅱ中起始时a=0.25,b=0.5
D.若起始时向容器Ⅰ中加入A0.8mol、B21.6mol,达到平衡时A的转化率为80%
【答案】D
15.氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,其开发利用是科学家们研究的重要课题。
试回答下列问题:
(1)氢气也可以作为化工生产的原料,如一定的条件下,合成氨反应为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),该反应的平衡常数表达式为:
_________________。
在2L的恒容密闭容器中加入1.8molH2和0.6molN2,其中N2的量随时间的变化曲线如图。
从llmin起,在其它条件不变的情况下,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为:
_____________(填“a”或“b”或“c”或“d”),达新平衡时,c(N2)的数值为:
_________。
(2)在工业上也可以利用氢气合成液体燃料。
如:
工业上合成甲醇的反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,该过程既可以减弱CO2的温室效应,又可以充分利用CO2。
反应过程中部分数据见下表(起始:
T1℃、2.0L密闭容器):
达到平衡时,反应I、II对比:
平衡常数K(I)_______K(II)(填“>”“<”或“=”)。
保持其他条件不变的情况下,若30min时只向容器I中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)100kPa时,绝热密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)。
一定压强下,NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。
:
300℃时,VmLNO和0.5mLO2混合发生该反应,最终混合气体的平均摩尔质量为:
_________(用含V的计算式表示)。
图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率,则_____点对应的压强最大。
若氧气中混有氮气,容器中还同时发生了如下反应N2(g)+O2(g)
2NO(g)△H=+180kJ/mol,则此反应对NO的转化率的影响是_________(填“增大”、“减小”或“无法判断”),理由是______。
【答案】K=c2(NH3)/c(N2)c3(H2)d0.15<不(30V+16)/(0.6V+0.5)C无法判断理由:
N2+O2=2NO为吸热反应,该反应发生时,会增大NO的转化率;N2+O2=2NO发生时,会消耗氧气,增大NO浓度,因此会减小NO转化率。
因此无法判断学科&网
16.汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。
已知:
①2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)ΔH=−566.0kJ·mol−1
②N2(g)+O2(g)
2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol−1
③2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)ΔH=−116.5kJ·mol−1
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热为_________。
若1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946kJ、498kJ的能量,则1molNO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为___________kJ。
(2)CO将NO2还原为单质的热化学方程式为_______。
(3)为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况,控制一定条件,让反应在恒容密闭容器中进行,用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/(10-4mol/L)
10.0
4.50
2.50
1.50
1.00
1.00
c(CO)/(10-3mol/L)
3.60
3.05
2.28
2.75
2.70
2.70
①前2s内的平均反应速率v(N2)=___________,此温度下,该反应的平衡常数K=________。
②能说明上述反应达到平衡状态的是_________。
A.2n(CO2)=n(N2)B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.气体密度不变D.容器内气体压强不变
③当NO与CO浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示,则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是___________,图中压强(p1,p2、p3)的大小顺序为_________。
【答案】283KJ/mol631.752NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO(g)ΔH=-1196kJ/mol1.875×10-4mol/(L·s)5000(或5000L/mol)BD该反应的正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO的转化率减小(或正反应放热,温度越高,越不利于反应正向进行,NO的平衡转化率越小)p1>p2>p3
17.甲醇(CH3OH)常温下为无色液体,是应用广泛的化工原料和前景乐观的燃料。
(1)①己知:
CO、H2、CH3OH的燃烧热(△H)分别为﹣283.0kJ•mol-1、﹣285.8kJ•mol-1、-726.8kJ•mol-1,则CO和H2反应生成CH3OH的热化学方程式是________________。
②有人设想综合利用太阳能将天然气转化为较易存运的甲醇,装置如下图,装置工作时阳极反应方程式为_________________________________。
(2)一定温度下反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)在容积为2L的密闭容器中进行,其相关数据见上图。
①从反应开始至平衡时,用H2表示化学反应速率为__________,该温度下此反应的平衡常数为__________;
②5min后速率变化加剧的原因可能是___________________________;
(3)在6.98MPa、250℃和催化剂(CoI2)作用下,甲醇可转化为乙酸:
CH3OH(g)+CO(g)=CH3COOH(g)
有机合成常有副反应存在。
若反应釜中CH3OH和CO配料比(质量)为1,甲醇生成乙酸的选择率为90.0%,则此反应CO的转化率为___________。
(4)常温Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,0.1mol•L-1CH3COOH溶液中滴加0.1mol•L-1CH3COONa溶液至pH=7,此时混合溶液中两溶质的物质的量比n(CH3COOH):
n(CH3COONa)=___。
【答案】CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-127.8kJ•mol-1CH4+H2O-2e-=CH3OH+2H+0.06mol•L-1•min-1
L2•mol-2(或9.375L2•mol-2等。
无单位不扣分)使用催化剂78.8%(79%或78.75%1:
180
18.科学家对一碳化学进行了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。
下图表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时的能量变化示意图。
写出该反应的热化学方程式:
__________________。
(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均分别充入lmolCO和2molH2发生反应:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H1=-90.1kJ/mol。
三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,当反应均进行到5min时H2的体积分数如图所示,其中只有一个容器中的反应己经达到平衡状态.
①三个容器中一定达到平衡状态的是容器_____(填序号,下同)
②0~5min时间内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率为__________。
③当三个容器中的反应均达到平衡状态时CO的转化率最高的是容器_____;平衡常数最小的是容器______。
(3)CO常用于工业冶炼金属.右下图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg[
]与温度(t)的关系曲线图。
下列说法正确的是_______。
A.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间,减少尾气中CO的含量
B.CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)
C.工业冶炼金属铜(Cu)时较低的温度有利于提高CO的利用率
D.CO还原PbO2的反应△H>O
(4)某工厂工业废水中含有甲醛,该厂降解甲醛的反应机理如图所示,则X表示的粒子是____,总反应的化学方程式为_________。
【答案】CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ/molⅢ
0.067mol/(L·min)IⅢBC(HCO3-,HCHO+O2
CO2+H2O学*科#网
19.丙烷脱氢制丙烯是液化气生产化工原料的重要途径。
回答下列问题:
(1)已知:
丙烷、丙烯、氢气的燃烧热分别为2217.8kJ/mol、2049kJ/mol、285.8kJ/mol。
写出丙烷脱氢制丙烯的热化学方程式:
____________________________。
(2)实验测得在总压强分别为p1和p2时,平衡时丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示:
①压强:
p1____(填“>”或“<”)p2。
②已知p1=0.1MPa,Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2,让其同时发生下列反应:
2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH=-235kJ·mol-1
通入O2的目的是_________________________________________。
(4)有些学者研究用CO2重整丙烷:
CO2(g)+C3H8(g)
C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH,下表列出了按不同投料比
和不同温度下丙烷的平衡转化率。
n(CO2)∶n(C3H8)
600K
700K
800K
900K
1000K
1∶1
2.7%
12.9%
41.6%
78.0%
94.5%
1∶2
3.7%
17.2%
50.9%
85.3%
97.1%
1∶3
4.0%
20.5%
57.7%
89.5%
98.2%
①该重整反应ΔH____(填“>”或“<”)0。
②由实验数据知,适宜的n(CO2)∶n(C3H8)为____,温度为____。
【答案】C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g) ΔH=+117kJ·mo
>0.0125MPa丙烷直接裂解是吸热反应,通入足量O2可提供裂解所需的能量,并保持热平衡>1∶31000K
20.1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法生产,主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1),反应原理为
i.CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)
CH2ClCHClCH3(g)ΔH1=-134kJ•mol-1
ii.CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)
CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)ΔH2=-l02kJ•mol-1
已知:
相关化学键的键能数据如下表所示:
化学键
C—C
C—C
C—Cl
Cl—Cl
E/(kJ•mol-1)
611
x
328
243
请回答下列问题:
(1)由反应i计算出表中x=_____________。
(2)一定温度下,密闭容器中发生反应i和反应ii,达到平衡后增大压强,CH2C1CHC1CH3的产率____________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是_________________________________。
(3)T1℃时,向10L恒容的密闭容器中充入1molCH2=CHCH2C1和2molHC1,只发生反应CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
CH2ClCHClCH3(g)ΔH3。
5min反应达到平衡,测得0〜5min内,用CH2ClCHClCH3表示的反应速率v(CH2ClCHClCH3)=0.016mol·L-1•min-1。
①平衡时,HCl的体积分数为__________________(保留三位有效数字)。
②保持其它条件不变,6min时再向该容器中充入0.6molCH2=CHCH2Cl、0.2molHC1和0.1molCH2ClCHClCH3,则起始反应速率v正(HCl)______________(填“>”“<”或“=”)V逆(HCl).
(4)一定压强下,向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12发生反应ii。
设起始的
=w,平衡时Cl2的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系如图甲所示。
W=1时,正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图乙所示。
①图甲中,w2__________(填“>”“<”或“=”)1
②图乙中,表示正反应平衡常数的曲线为____________(填“A”或“B”),理由为________________。
③T1K下,平衡时a(Cl2)=________________。
(5)起始时向某恒容绝热容器中充入1molCH2=CHCH3和1molCl2发生反应ii,达到平衡时,容器内气体压强_________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】332增大增大压强,反应ii的平衡不移动,反应i的平衡正向移动。
所以CH2C1CHC1CH3的产率增大54.5%>>B反应ii的正反应为放热反应。
温度升高,正反应的平衡常数减小50%增大
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