专题06+化学反应速率与化学平衡高考押题高考化学考纲解读与热点难点突破++Word版含答案.docx
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专题06+化学反应速率与化学平衡高考押题高考化学考纲解读与热点难点突破++Word版含答案
1.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:
①2C(焦炭)+O2(空气)2CO
②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是( )
A.CO过量
B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够
D.CO与Fe2O3的反应有一定限度
答案 D
2.O3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。
O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。
常温常压下发生的反应如下:
反应① O3
O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1;
反应② [O]+O3
2O2 ΔH<0 平衡常数为K2;
总反应:
2O3
3O2 ΔH<0 平衡常数为K。
下列叙述正确的是( )
A.降低温度,K减小
B.K=K1+K2
C.适当升温,可提高消毒效率
D.压强增大,K2减小
解析 降温,总反应平衡向右移动,K增大,A项错误;K1=
、K2=
、K=
=K1·K2,B项错误;升高温度,反应①平衡向右移动,c([O])增大,可提高消毒效率,C项正确;对于给定的反应,平衡常数只与温度有关,D项错误。
答案 C
3.反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行,则下列说法或结论中,能够成立的是( )
A.其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,反应速率减小
B.反应达平衡状态时:
v(CO)正=v(H2O)逆
C.保持体积不变,充入少量He使体系压强增大反应速率一定增大
D.其他条件不变,适当增加C(s)的质量会使反应速率增大
解析 A项,将容器的容积缩小一半相当于体系压强增加一倍,反应速率加快;B项,转化为同一物质的速率,其正、逆反应速率相等,处于平衡状态;C项,由于体积保持不变,充入He气后,各组分的浓度不变,反应速率不变;D项,改变固体物质的用量不影响化学反应速率。
答案 B
4.已知:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),现将体积之比为1∶2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.SO3与NO的体积比保持不变
D.每消耗1molSO2,同时生成1molNO
答案 B
5.一定条件下,在密闭容器中进行如下反应:
NO(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH=-372.3kJ/mol,下列说法错误的是( )
A.增大压强,平衡正向移动,K不变
B.平衡常数表达式为K=
C.有4mol碳氧双键断裂的同时,有1mol氮氮叁键生成,说明反应达到平衡
D.向容器中加入1molNO和1molCO发生反应,达到平衡时放出的热量小于372.3kJ
解析 B选项错误,正确的表达式为K=
。
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答案 B
6.对于达到平衡的可逆反应X+Y
W+Z(已配平),在t时刻增大压强(其他条件不变),正、逆反应速率(v)变化的情况如图所示。
下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是( )
A.W、Z均为气体,X、Y中只有一种为气体
B.X、Y均为气体,W、Z中只有一种为气体
C.X、Y或W、Z中均只有一种为气体
D.X、Y均为气体,W、Z均为液体或固体
答案 B
7.Cl2合成有机物时会产生副产物HCl。
利用反应4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)可实现氯的循环利用。
如图是反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
当该反应达平衡时,下列叙述正确的是( )
A.该反应平衡常数的表达式K=
B.及时分离出H2O,平衡正向移动,这是正反应速率逐渐增大的缘故
C.若向恒容平衡体系内再加入1molO2,则达新平衡时,HCl的转化率增大
D.随温度升高,该反应的平衡常数K值会变大
解析 A项错误,该反应平衡常数的表达式K=
;B项错误,分离出H2O,平衡会正向移动,原因是逆反应速率随c(H2O)的减小而减小,正反应速率大于逆反应速率;C项正确,向恒容平衡体系内再加入1molO2,平衡正向移动,使HCl的转化率增大;D项错误,由温度对HCl平衡转化率影响的曲线可知,该反应是放热反应,温度升高会使平衡逆向移动,平衡常数K值会变小。
答案 C
8.氧化物可用于脱除煤气中的H2S,反应原理如下:
Fe3O4(s)+3H2S(g)+H2(g)
3FeS(s)+4H2O(g) ①
Fe2O3(s)+2H2S(g)+H2(g)
2FeS(s)+3H2O(g) ②
FeO(s)+H2S(g)
FeS(s)+H2O(g) ③
温度与平衡常数的关系如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.上述反应均为吸热反应
B.压强越大,H2S脱除率越高
C.温度越高,H2S脱除率越高
D.相同温度、相同物质的量的三种铁的氧化物中,Fe3O4脱除H2S的效果最好
答案 D
9.已知一定条件下发生可逆反应:
CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g),当起始投料只有CH3OH时,CH3OH的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。
下列有关说法正确的是( )
A.当体系中气体的密度不再发生改变时,反应达到最大限度
B.在其他条件不变的情况下,及时分离出HCHO,能提高CH3OH的平衡转化率
C.在T1K时,该反应的平衡常数为8.1
D.工业上为提高经济效益,宜将反应温度升至1050K以上
解析 若该反应在恒容容器中进行,任何时刻气体的密度都不变,故当体系中气体的密度不再发生改变时,反应不一定达到最大限度,A项错误。
T1K时,假设CH3OH的起始浓度为xmol·L-1,利用三段式进行计算得平衡时CH3OH的浓度为0.1xmol·L-1,H2、HCHO的浓度均为0.9xmol·L-1,平衡常数K=
=8.1x,CH3OH的起始浓度未知,故C项错误。
由图可以看出,在900K时,CH3OH的平衡转化率已经很高,再继续升高温度,CH3OH的平衡转化率增大的幅度已经很小,反而会浪费能源,降低经济效益,D项错误。
答案 B
10.一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生反应:
3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(s)。
2min末该反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol/L。
下列判断正确的是( )
A.该条件下此反应的化学平衡常
数约为0.91(L/mol)3
B.0~2minA的平均反应速率为0.3mol/(L·s)
C.B的转化率为60%
D.若混合气体的密度不再改变,则该反应不一定达到平衡状态
答案 A
11.已知反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=QkJ·mol-1;在三个不同容积的容器中分别充入1
molCO与2molH2,恒温恒容,测得平衡时CO的转化率如下表。
下列说法正确的是( )
温度(℃)
容器体积
CO转化率
平衡压强(p)
①
200
V1
50%
p1
②
200
V2
70%
p2
③
350
V3
50%
p2
A.反应速率:
③>①>②
B.平衡时体系压强:
p1∶p2=5∶4
C.若容器体积V1>V3,则Q<0
D.若实验②中CO和H2用量均加倍,则CO转化率<70%
解析 根据表中所给数据可知,容器①和容器②温度相同,但是容器②中CO转化率大,说明p2>p1,容器②与容器③中平衡时压强相等,且容器③中温度高于容器②中温度,则反应速率③>②>①,A选项错误;容器①和容器②的温度相同,但容器①和容器②的体积不同,不能确定压强之比,B选项错误;若容器①和容器③的温度相同,且V1>V3,则实验③与实验①相比,平衡正向移动,平衡时CO的转化率大,而实际上实验③和实验①中CO的转化率相同,故升高温度时,平衡逆向移动,所以正反应一定为放热反应,即Q<0,C选项正确;若实验②中CO和H2,用量均加倍,则相当于增大压强,平衡正向移动,CO的转化率大于70%,D选项错误。
答案 C
12.向某密闭容器中充入1molX与2molY发生反应:
X(g)+2Y(g)
aZ(g) ΔH<0,达到平衡后,改变某一条件(温度或容器体积),X的平衡转化率的变化如图所示。
下列说法中正确的是( )
A.a=2
B.T2>T1
C.A点的反应速率:
v正(X)=
v逆(Z)
D.用Y表示A、B两点的反应速率:
v(A)>v(B)
答案 C
13.在一恒容的密闭容器中充入0.1mol·L-1CO2、0.1mol·L-1CH4,在一定条件下发生反应:
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图,下列有关说法不正确的是( )
A.上述反应的ΔH<0
B.压强:
p4>p3>p2>p1
C.1100℃时该反应的平衡常数为1.64
D.压强为p4时,在y点:
v正>v逆
答案 A
14.在一定温度下,将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中,
发生反应:
3H2+N2
2NH3。
起始时H2和N2的物质的量之和相等,平衡后分别测出H2、N2的转化率。
能正确表示H2、N2的转化率与起始时
的关系图是( )
解析 反应物按化学计量数之比投料时,达到平衡时转化率相等,增加一种反应物的物质的量,该反应物的转化率减小,其他反应物的转化率增大。
答案 A
15.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=
。
恒容时,温度升高,H2浓度减小。
下列说法正确的是( )
A.该反应的焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应的化学方程式为CO+H2O
CO2+H2
解析 根据平衡常数的表达式可得出该反应的化学方程式为CO2+H2
CO+H2O;升高温度,正、逆反应速率均增大;温度升高,H2浓度减小,平衡正向移动,说明正反应是吸热的,焓变为正值;在恒温恒容下,增大压强的方法有
多种,H2浓度变化不确定。
答案 A
16.Fenton试剂常用于氧化降解有机污染物X。
在一定条件下,反应初始时c(X)=2.0×10-3mol·L-1,反应10min进行测定,得图1和图2。
下列说法不正确的是( )
A.50℃,pH在3~6时,X降解率随pH增大而减小
B.pH=2,温度在40~80℃时,X降解率随温度升高而增大
C.无需再进行后续实验,就可以判断最佳反应条件是:
pH=3、温度为80℃
D.pH=2,温度为50℃时,10min内X的平均降解速率v(X)=1.44×10-4mol·L-1·min-1
答案 C
17.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器。
相同条件下充入等物质的量的NO2气体,且起始
时体积相同。
发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0。
一段时间后相继达到平衡状态。
下列说法中正确的是( )
A.平衡时NO2体积分数:
甲<乙
B.达到平衡所需时间,甲与乙相等
C.该反应的平衡常数表达式K=c(N2O4)/c(NO2)
D.若两容器内气体的压强保持不变,均说明反应已达到平衡状态
答案 A
18.下列四图中,曲线变化情况与所给反应(a、b、c、d均大于0)相对应的是( )
解析 A选项
,温度高斜率大,SO3的含量低,错误;B选项,压强增大,平衡正向移动,正反应速率增大的比逆反应速率快,错误;C选项,作一条垂线,可知压强相同时,温度越高N2O4的物质的量分数越小,符合升高温度平衡右移;温度相同时,压强越大,N2O4的物质的量分数越大,符合增大压强平衡左移,正确;D选项,恒压时投入CO2,反应速率、转化率均相同;恒容投入3molCO2时,压强大,反应速率快,但平衡左移,转化率降低,错误。
答案 C
19.t℃时,在体积不变的密闭容器中发生反应:
X(g)+3Y(g)
2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L-1)
0.1
0.2
0
2min末浓度/(mol·L-1)
0.08
a
b
平衡浓度/(mol·L-1)
0.05
0.05
0.1
下列说法正确的是( )
A.平衡时,X的转化率为20%
B.t℃时,该反应的平衡常数为40
C.增大平衡后的体系压强,v(正)增大,v(逆)减小,平衡向正反应方向移动
D.前2min内,用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.03mol·(L·min)-1
解析 依据“三段式法”进行计算
X(g)+3Y(g)
2Z(g)
始态(mol·L-1)0.10.20
反应的量(mol·L-1)0.050.150.1
平衡(mol·L-1)0.050.050.1
X的转化率=
×100%,A选项错误;K=
=1600,B选项错误;增大压强,不论平衡向何方向移动,正逆反应速率均
增大,C选项错误;D选项,前2min内,Y的浓度变化量为(0.1-0.08)mol·L-1×3=0.06mol·L-1,则v(Y)=0.03mol·(L·min)-1,正确。
答案 D
20.一定条件下,向某密闭容器中加入一定量的N2和H2发生可逆反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1,测得0~10s内,c(H2)减小了0.75mol·L-1,下列说法正确的是( )
A.10~15s内c(NH3)增加量等于0.25mol·L-1
B.10s内氨气
的平均反应速率为0.025mol·L-1·s-1
C.达平衡后,分离出少量NH3,v(正)增大
D.该反应的逆反应的活化能不小于92.2kJ·mol-1
答案 D
21.在密闭容器中,一定条件下进行如下反应:
NO(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2kJ/mol,达到平衡后,为提高NO的转化率和该反应的速率,可采取的措施是( )
A.加催化剂同时升高温度
B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.降低温度同时增大压强
答案:
B
22.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)
Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1molY的同时生成2molX
解析:
X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时,才能说明反应达到平衡状态,故C项错误。
答案:
C
23.在2L的恒容容器中,充入1molA和3molB,并在一定条件下发生如下反应:
A(s)+3B(g)
2C(g),若经3s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,下列选项说法正确的组合是( )
①用B表示的反应速率为0.4mol·L-1·s-1
②3s时生成C的物质的量为1.2mol
③3s时B的浓度为0.6mol·L-1
A.①② B.①③
C.②③D.①②③
解析:
在2L的恒容容器中,充入1molA和3molB,并在一定条件下发生如下反应:
A(s)+3B(g)
2C(g),若经3s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,用C表示的化学反应速率为0.6mol·L-1/3s=0.2mol·L-1·s-1,化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以用B表示的反应速率为0.3mol·L-1·s-1,①错误;②3s时生成C的物质的量为n=cV=0.6mol/L×2L=1.2mol,正确;③3s时转化的B的物质的量为1.8mol,剩下的B的物质的量为1.2mol,所以B的浓度为0.6mol·L-1,正确。
答案:
C
24.一定条件下,
在密闭容器里进行如下可逆反应:
S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气)
2SCl2(鲜红色液体) ΔH=-61.16kJ·mol-1。
下列说法正确的是( )
A.增大压强,平衡常数将增大
B.达到平衡时,单位时间里消耗nmolS2Cl2的同时也生成nmolCl2
C.达到平衡时,若升高温度,氯气的百分含量减小
D.加入氯气,平衡向正反应方向移动,氯气的转化率一定升高
答案:
B
25.常温常压下,向2L的恒温密闭容器中投入2molA和1molB,发生可逆反应3A(g)+2B(s)
2C(g)+D(g) ΔH=-akJ/mol。
5min后达平衡,测得容器中n(C)=0.8mol。
则下列说法正确的是( )
A.使用催化剂或缩小容器体积,该平衡均不会移动
B.3v(A)=2v(C)=0.16mol/(L·min)
C.升高温度,该平衡正向速率减小,故平衡逆向移动
D.该可逆反应达平衡后,放出akJ的热能(假设化学能全转化为热能)
解析:
由于该反应气体物质的量不变,所以缩小容器体积平衡不移动,使用催化剂不会改变平衡,平衡也不移动,A项正确:
化学反应速率之比等于化学计量数之比,应该是2v(A)=3v(C)=0.24mol/(L·min),B项错误;升高温度,正逆反应速率均增大,逆反应速率增大更多,平衡逆向移动,C项错误;根据题干中的热化学方程式可知每生成2molC和1molD放出热量akJ,但由于该反应是可逆反应,所以达平衡时2molA和1molB没有反应完,放出的热量小于akJ,D项错误。
答案:
A
26.某温度下,向2L恒容密闭容器中充入1.0mo
lA和1.0molB,反应A(g)+B(g)―→C(g)经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是( )
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
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>0
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) 解析: A的物质的量达到0.80mol反应达到平衡状态,则 A(g)+B(g) C(g) 起始量/(mol) 1.0 1.0 0 变化量/(mol)0.200.200.20 平衡量/(mol)0.800.800.20 代入求平衡常数: K=0.625。 反应在前5s的平均速率v(A)=0.015mol·L-1·s-1,故A错误;保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol·L-1,A物质的量为0.41mol/L×2L=0.82mol>0.80mol,说明升温平衡逆向移动,正反应是放热反应,则反应的ΔH<0,故B错误;等效于起始加入2.0molA和2.0molB,与原平衡相比,压强增大,平衡向正反应方向移动,平衡时的AB转化率较原平衡高,故平衡时AB的物质的量小于1.6mol,C的物质的量大于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0molC,达到平衡时,C的物质的量大于0.4mol,参加反应的C的物质的量小于1.6mol,转化率小于80%,故C错误;相同温度下,起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC,Qc=50>K,反应逆向进行,反应达到平衡前v(正)<v(逆),故D正确。 答案: D 27.用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应如下: CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)。 在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是( ) A.该反应的ΔH<0,且p1<p2 B.反应速率: v逆(状态A)>v逆(状态B) C.在C点时,CO转化率为75% D.在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数不同 起始/( mol) 1 2 0 变化/(mol)x2xx 平衡/(mol)1-x2-2xx 在C点时,CH3OH的体积分数= =0.5,解得x=0.75,故C正确;由等效平衡可知,在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数都相同,故D错误。 答案: C 28.无色气体N2O4是一种强氧化剂,为重要的火箭推进剂之一。 N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+24.4kJ/mol。 (1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中,下述现象能说明反应达到平衡的是_________。 a.v正(N2O4)=2v逆(NO2) b.体系颜色不变 c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变 达到平衡后,保持体积不变升高温度,再次到达平衡时,混合气体颜色____(填“变深”“变浅”或“不变”),判断理由_______。 (2)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数[例如: p(NO2)=p总×x(NO2)]。 写出上述反应平衡常数Kp表达式_______________________(用p总、各气体物质的量分数x表示);影响Kp的因素_________________。 (3)上述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为____(以k正、k逆表示)。 若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298K、压强100kPa),已知该条件下k正=4.8×104s-1,当N2O4分解10%时,v正=______________kPa·s-1。 (4)真空密闭容 器中放入一定量N2O4,维持总压强p0恒定,在温度为T时,平衡时N2O4分解百分率为α。 保持温度不变,向密闭容器中充入等量N2O4,维持总压强在2p0条件下分解,则N2O4的平衡分解率的表达式为__________________________。 N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+24.4kJ/mol,正反应是吸热反应,达到平衡后,保持体积不变升高温 度,平衡正向移动,NO2浓度增大,则混合气体颜色变深。 (2)平衡常数Kp表达式 ;影响平衡常数K的因素是温度,所以影响Kp的因素也是温度。 (3)上述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,平衡时v正=v逆,k正·p(N2O4)=k逆p2(NO2),Kp为 。 若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298K、压强100kPa),已知该条件下k正=4.8×104s-1。 当N2O4分解10%时
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