高考化学专题复习化学反应速率与化学平衡.docx
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高考化学专题复习化学反应速率与化学平衡
2021年高考化学专题复习:
化学反应速率与化学平衡
一、单选题(共15小题)
1.一定条件下,某密闭容器中,反应X(g)+2Y(g)
2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成nmolZ,同时生成2nmolY
A.①②
B.①④
C.②③
D.③④
2.从植物花汁中提取的一种有机物,可简化表示为HIn,在水溶液中因存在下列平衡,故可用作酸、碱指示剂:
HIn(溶液)
H+(溶液)+In-(溶液)
(红色) 黄色
在上述溶液中加入下列物质,最终能使指示剂显黄色的是( )
A.盐酸
B.NaHCO3溶液
C.NaHSO4溶液
D.Na2O2(固体)
3.对于反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),能增大正反应速率的措施是( )
A.通入大量O2
B.增大容器容积
C.移去部分SO3
D.降低体系温度
4.对反应A(g)+2B(g)
2C(g) ΔH<0的平衡体系,下列说法错误的是( )
A.使用催化剂,v正、v逆都改变,变化的倍数相同
B.升高温度,v正、v逆都增大,v正增大的倍数小于v逆增大的倍数
C.增大压强,v正、v逆反应的速率都增大,v正增大的倍数大于v逆增大的倍数
D.降低温度,v正、v逆都减小,v正减小的倍数大于v逆减小的倍数
5.已知下列反应的平衡常数:
H2(g)+S(s)
H2S(g) K1
S(s)+O2(g)
SO2(g) K2
则反应H2(g)+SO2(g)
O2(g)+H2S(g)的平衡常数是( )
A.K1+K2
B.K1-K2
C.K1×K2
D.
6.关于化学平衡常数的叙述正确的是( )
A.温度一定,一个化学反应的平衡常数不是一个常数
B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数不变
C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数
D.生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值小于K时,v正 7.在恒温恒容容器中发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),起始时SO2和O2分别为20mol和10mol,达到平衡时,SO2的转化率为80%。 若从SO3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为( ) A.10mol和10% B.20mol和20% C.20mol和40% D.30mol和80% 8.在一定温度下,反应 H2(g)+ X2(g) HX(g)的平衡常数为10。 则反应2HX(g) H2(g)+X2(g)的平衡常数为( ) A.0.01 B.1 C.10 D.100 9.下列说法正确的是( ) A.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0 B.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0 C.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0 D.常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH<0 10.以下自发过程可用焓判据来解释的是( ) A.硝酸铵固体自发地溶于水 B.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)ΔH=56.76kJ·mol-1 C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=74.9kJ·mol-1 D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1 11.下表中是各组反应的反应物和反应温度,反应刚开始时,放出H2速率最快的是( ) A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D 12.反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),经一段时间后SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4mol·L-1·min-1,则这段时间为( ) A.0.5s B.1s C.30s D.60s 13.可逆反应N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。 下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( ) A.3v(N2)正=v(H2)正 B.v(N2)正=v(NH3)逆 C.2v(H2)正=3v(NH3)逆 D.v(N2)正=3v(H2)逆 14.下列内容与结论相对应的是( ) A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D 15.把2.5molA和2.5molB混合盛入容积为2L的密闭容器里,发生如下反应: 3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.2mol·(L·s)-1,同时生成1molD,下列叙述中错误的是( ) A.达到平衡状态时A的转化率为50% B.x=4 C.达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为6∶5 D.5s内B的反应速率v(B)=0.05mol·(L·s)-1 二、实验题(共3小题) 16.探究性问题在理论指导元素化合物实验具有重要意义。 [问题]对于已达平衡的可逆反应,当其他条件不变时,改变反应物或生成物的浓度会对化学平衡有何影响? [猜想与假设] 假设1: 化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增加反应物浓度,使平衡向正反应方向移动。 假设2: 化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增加反应物浓度,使平衡向逆反应方向移动。 假设3: 化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增加生成物浓度,使平衡向逆反应方向移动。 假设4: 化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增加生成物浓度,使平衡向正反应方向移动。 [设计和实施方案] 在已反应平衡的FeCl3和KSCN的混合液中,分别加入: ①FeCl3溶液 ②KSCN溶液 ③KCl固体 ④NaF溶液 实验用品: 仪器: 烧杯、玻璃棒、胶头滴管 试剂: FeCl3(aq)(0.01mol·L-1,1.0mol·L-1),KSCN(aq)(0.01mol·L-1,1.0mol·L-1),KCl(s),NaF(aq)(1.0mol·L-1)。 实验步骤: (1)往250mL烧杯中加入100mL蒸馏水,然后加入10mL0.01mol·L-1FeCl3溶液,再加入10mL0.01mol·L-1KSCN溶液,溶液由黄色变成橙红色。 (2)取5支试管,编号分别为1、2、3、4、5,然后各取步骤 (1)中FeCl3和KSCN的混合溶液4mL加到5支试管中。 往1号试管滴加2~3滴1.0mol·L-1FeCl3溶液,振荡,观察现象;往2号试管滴加2~3滴1.0mol·L-1KSCN溶液,振荡,观察现象;往3号试管中加入少量KCl固体,振荡,观察现象;往4号试管中滴加2~3滴1.0mol·L-1NaF溶液,振荡,观察现象。 根据你所学的内容完成下列表格,并回答有关问题。 FeCl3与KSCN溶液反应 (1)由①②现象说明假设________成立,假设________不成立。 (2)根据Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,加入KCl固体,颜色不应该有变化,但现象却是变浅了,请你分析变浅的可能原因是____________________________________________________ _________________。 (3)根据“4”号试管中的现象,分析在4号试管中发生的变化是____________________ ____________________________________________________, 说明了________________________________________________________________________。 (从改变浓度影响平衡移动角度回答) 17.常温下,取两片质量相等、外形和组成相同表面经过砂纸打磨(完全除掉了氧化物)的铝片,分别加入到盛有体积相同、c(H+)相同的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管(相同体积)中制取H2。 实验现象如下表: (1)写出以上反应的离子方程式____________________________________________ ____________________________; (2)分析上表数据,你得出的结论是: ______________________________________________ __________________________________________________________________________________________________; (3)对你以上的结论可能的原因提出假设(写出一个即可): ______________________________ __________________________________________; (4)请设计实验对你的假设进行验证: ______________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 18.“碘钟”实验中,3I-+S2O ===I +2SO 的反应速率可以用I 遇加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。 某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表: 回答下列问题: (1)该实验的目的是____________________________________________________________。 (2)显色时间t1为________。 (3)通过分析比较上述数据,得到的结论是______________________________________ ________________________________________________________________________。 三、计算题(共3小题) 19.1.01×105Pa,300℃时,1molA发生如下反应: 2A(g) xB(g)+C(g),反应达到平衡时,混合气体中A的体积分数为60%,混合气体的总质量为46g,体积为31.36L(标准状况)。 求: (1)平衡后已转化的A的物质的量。 (2)x的值。 20.甲酸甲酯水解反应方程式为: HCOOCH3(l)+H2O(l) HCOOH(l)+CH3OH(l) ΔH>0。 某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。 反应体系中各组分的起始量如表: 甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如图: 根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见表: 请计算: (1)15min~20min范围内甲酸甲酯的减少的物质的量为多少? (2)15min~20min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为多少(要求写出计算过程)? 21.将2molSO2和1molO2气体在1L的容器中混合,在一定条件下发生如下反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。 若经过2s后测得SO3的浓度为0.6mol·L-1。 试计算: (1)求SO3的化学反应速率v(SO3)为多少? (2)求2s时O2的浓度? 四、填空题(共3小题) 22.某温度时,在2L的密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示。 (1)根据下表中数据,在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线: (2)体系中发生反应的化学方程式是_______________________________________________ _________________________。 (3)列式计算该反应在0~3min时间内产物Z的平均反应速率。 23.在密闭容器中进行如下反应: CO2(g)+C(s) 2CO(g),达到平衡后,若改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化。 (1)增加C,平衡_____________,c(CO2)__________。 (2)保持反应容器的容积和温度不变,通入N2,则平衡____________,c(CO2)_________。 24.在一定温度下,把1molN2和3molH2通入一个密闭容器里,发生如下反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。 现在该容器中保持温度不变,令m,n,p分别代表初始加入的N2,H2和NH3的物质的量(mol),如果m,n,p取不同的数值,它们必须满足一定的关系,才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。 请填写下列空白: (1)若保持温度、体积一定,当m=0,n=0时,p=________;若保持温度、压强一定,当m=0,n=0时,p=________。 (2)若保持温度、体积一定,当p=0.1时,m=________,n=________;若保持温度、压强一定,当p=0.1时,m,n_________。 (3)在温度、体积一定时,m,n,p必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含m和p,另一个只含n和p): ________;________。 答案解析 1.【答案】C 【解析】若反应正向进行时,y发生改变,则“y不再随时间变化”可作为判断平衡的标志。 若反应正向进行时,各物质浓度发生变化,②能作为平衡标志;若反应正向进行时,气体分子数减小,压强减小,③能作为平衡标志。 反应达到平衡时各物质的浓度不再发生变化,与计量数之比无关,①不能作为平衡标志。 只有既表达v(正)方向,又表达v(逆)方向,且二者速率之比等于计量数之比,才可作为判断平衡的标志。 生成Z为v正,生成Y为v逆,速率之比与计量数比不等,④不能作为平衡标志,C正确。 2.【答案】B 【解析】加入盐酸或NaHSO4溶液会增大溶液c(H+),平衡左移,溶液显红色,淘汰A、C;NaHCO3可与H+反应,消耗H+而使平衡右移,溶液显黄色,B正确;Na2O2的既能与H+反应,其氧化性又会使溶液漂白而褪色,D不符合题意。 3.【答案】A 【解析】对于该可逆反应,欲增大正反应速率,可采取的措施: ①升高温度;②增大压强;③使用催化剂;④通入反应物(容器体积不变)。 B减压,D降温,C移走生成物,均减小正反应速率,A项正确。 4.【答案】D 【解析】该反应具备气体分子数减少、向外释放热量的特征。 催化剂同等倍数地改变化学反应速率,A项正确;升高温度速率加快,v正、v逆均增大,平衡向着吸热方向即逆向移动,证明v正增大的倍数小于v逆增大的倍数,B项正确;加压速率加快,v正、v逆均增大,平衡向气体分子数减小的方向即正向移动,说明v正增大的倍数大于v逆增大的倍数,C项正确;降温v正、v逆均减小,降温平衡向着放热反应即正向移动,证明v正减小的倍数小于v逆减小的倍数,D项错误。 5.【答案】D 【解析】S为固体,反应H2+S H2S,K1= ;S+O2 SO2,K2= ;H2+SO2 O2+H2S的平衡常数为: K= ,D正确。 6.【答案】C 【解析】aA+bB cC+dD,K= ,它只与反应本身和温度有关,温度不变,K不变,A错误;两种物质反应,方程式的书写形式不同,K的表达式不同,N2+3H2 2NH3 K= ,反应 H2+ N2 NH3 K′= ,B错误;如H2(g)+I2(g) 2HI(g),K正= ,K逆= ,K正= ,C正确;生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值,即Qc 7.【答案】B 【解析】气体分子数不等的可逆反应,在恒温恒容时,只有投料对应相等,才能形成什么量都对应相等的全等效平衡;当投料对应成比例时,什么都不相等,也不对应成比例。 起始时SO2和O2分别为20mol和10mol相当于20molSO3,它们构成全等效平衡;参考状态中SO2的转化率为80%,参加反应SO2的物质的量为16mol,生成了16molSO3;当起始物质是SO3时,参加反应的为20mol-16mol=4mol,转化率为20%,B项正确。 由此可见,对于全等效平衡状态,从正反应和逆反应建立平衡时,计量数相同的反应物与生成物的转化率之和为100%,据此也可直接选定B项。 8.【答案】A 【解析】反应 H2(g)+ X2(g) HX(g),K1= =10,反应2HX(g) H2(g)+X2(g),K2= =0.01,A正确。 9.【答案】B 【解析】 A项,ΔS<0,若ΔH>0,则一定不能自发进行,A项不正确;B项,ΔS<0(气体化学计量),则ΔH<0,可自发进行,B项正确;C、D项,ΔS>0,若ΔH<0,则一定能自发进行,C、D错误。 10.【答案】D 【解析】ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时,反应能自发进行。 A、B、C中ΔH>0,反应能自发进行,熵增是主要因素;D中ΔH<0,利于反应的自发进行,ΔS<0,不利于反应的自发进行,D符合题意。 11.【答案】D 【解析】由金属的活泼性可知,Mg>Al>Fe,则Mg与酸反应生成氢气的速率快,A、B项错误;其他条件相同时,反应物的浓度越大,反应速率越大,D中c(H+)大于C,反应速率快。 12.【答案】A 【解析】aA+bB===cC+dD,速率v(A)= 。 Δc(SO3)=0.4mol·L-1,Δc(O2)= 0.2mol·L-1,v(O2)=Δc/Δt=0.2/t=0.4mol·L-1·s-1,t=0.5s,A项正确。 13.【答案】C 【解析】只有既表达v(正)方向,又表达v(逆)方向,且二者速率之比等于计量数之比,才可作为判断平衡的标志。 A项只表达了正反应方向,错误;v(N2)正∶v(NH3)逆=1∶3,只有v(N2)正=3v(NH3)逆才能说明到达平衡,错误;v(H2)正∶v(NH3)逆=3∶2,因此2v(H2)正=3v(NH3)逆可说明到达平衡,C正确;v(N2)正∶v(H2)逆=1∶3,只有3v(N2)正=v(H2)逆才能说明到达平衡,D错误。 14.【答案】B 【解析】物质由气态变为液态,混乱度减小,ΔS<0,A错误;NH4NO3溶于水吸热,ΔH>0,不利于反应的自发;电离产生自由移动的铵根离子和硝酸根离子,熵增加,ΔS>0,有利于反应自发,B正确;ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时,反应能自发进行,ΔH>0,ΔS>0,在较高温度时ΔH-TΔS<0,也能自发进行,C错误;ΔH<0、ΔS<0,在较高温度时,ΔH-TΔS>0,不能自发进行,D错误。 15.【答案】A 【解析】Δn(C)=0.2mol·(L·s)-1×2L×5s=2mol 根据题意列三段式∶3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g) 起始(mol) 2.5 2.5 0 0 变化(mol) 1.5 0.5 2 1 平衡(mol) 1 2 2 1 A的转化率: ×100%=60%,A项错误; 由x∶2=2∶1知,x=4,B项正确; p(平)∶p(始)=(1+2+2+1)∶(2.5+2.5)=6∶5,C项正确; v(B)= =0.05mol·(L·s)-1,D项正确。 16.【答案】①加深 血红 ②加深 血红 ③右 ④右 ⑤左 ⑥左 (1)1 2 (2)Fe3+与Cl-形成络离子,使Fe3+浓度减小,平衡向左移动,Fe(SCN)3浓度减小,颜色变浅 (3)F-与Fe3+形成了无色的且比Fe(SCN)3稳定的化合物(络合物) 减小反应物的浓度会使平衡向逆反应方向移动 【解析】Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,增加反应物粒子c(Fe3+)或c(SCN-),平衡正移,溶液的颜色加深;加入与c(Fe3+)或c(SCN-)反应的粒子,c(Fe3+)、c(SCN-)减小,平衡逆移,溶液的颜色变浅。 (2)加入KCl固体,表面看未改变参与反应离子的浓度,颜色不应该有变化;实验结论却是变浅了,可能原因是Fe3+与Cl-形成络离子,使Fe3+浓度减小,平衡向左移动,Fe(SCN)3浓度减小,颜色变浅。 ⑶F-与Fe3+形成了无色且比Fe(SCN)3稳定的化合物(络合物);减小反应物的浓度会使平衡向逆反应方向移动。 17.【答案】 (1)2Al+6H+===2Al3++3H2↑ (2)Al在c(H+)相同的盐酸中反应比在硫酸中快得多 (3)Cl-对铝与H+反应有促进作用(或 对铝与H+反应有抑制作用) (4)取适量以上稀硫酸,加入少量的氯化钠(或氯化钾等其他可溶性氯化物)固体,重复实验二,若反应速率加快,则假设成立[或取适量以上稀盐酸,加入少量的硫酸钠(或硫酸铵等其他可溶性硫酸盐)固体,重复实验一,若反应速率减慢,则假设成立] 【解析】 (1)铝片与酸反应2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑。 (2)实验中选取的是c(H+)相同的盐酸和硫酸,通过实验现象可得Al在盐酸中反应比在硫酸中快得多。 (3)盐酸和硫酸中阴离子不同,可能是Cl-对该反应有促进作用, 对该反应有抑制作用。 (4)只要在硫酸中加入少量固体NaCl,如果气泡明显增多,则假设成立。 18.【答案】 (1)研究反应物I-与S2O 的浓度对反应速率的影响 (2)29.3 (3)化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比) 【解析】由数据表容易发现: ②④组所用时间相同,③组所用时间为它们的一半,①组所用时间为它们的2倍。 进一步分析: ②④两组中c(I-)与c(S2O )的乘积相等,③组中此乘积为②④组的2倍,①组乘积为其一半。 因此可得结论: 当c(I-)·c(S2O )相等时,显色时间相等,反应速率相等,显色时间与反应速率成反比,即t与c(I-)·c(S2O )成反比, = 得t1= ≈29.3。 本题难度较大,在审题时要抓住数据的特点: ①时间相同,浓度之间的关系;②时间成倍数增加或缩短,浓度之间的关系。 19.【答案】 (1)0.16mol (2)6 【解析】设转化的A为2nmol,则: 平衡混合气体n= =1.4mol,则 ,n=0.08mol,x=6;转化的A=2×0.08mol=0.16mol。 20.【答案】 (1)0.045mol (2)0.009mol·L-1·min-1 【解析】aA+bB
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