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高考化学复习历届高考真题备选题库第七章化学反应速率和化学平衡
2010~2014年高考真题备选题库
第七章 化学反应速率和化学平衡
第1节化学反应速率及其影响因素
1.(2014·课标Ⅰ)已知分解1molH2O2放出热量98kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:
H2O2+I-―→H2O+IO- 慢
H2O2+IO-―→H2O+O2+I-快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.反应速率与I-浓度有关
B.IO-也是该反应的催化剂
C.反应活化能等于98kJ·mol-1
D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
解析:
选A H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的,I-浓度越大,反应速率越快,A项正确;根据总反应可确定该反应的催化剂为I-,而IO-为中间产物,B项错误;根据所给信息无法确定反应活化能,C项错误;反应速率关系为v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D项错误。
2.(2014·四川理综)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
下列说法正确的是( )
A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2mol/(L·min)
B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0
C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%
D.实验④中,达到平衡时,b>0.060
解析:
选C A.根据方程式可知在5min内反应生成的n(N)等于生成的n(M),则v(N)=
=1×10-3mol/(L·min),该项错误;B.根据表格中数据可知平衡时c(X)=0.002mol/L、c(Y)=0.032mol/L、c(N)=c(M)=0.008mol/L,则平衡常数K=
=
=1.0,该项错误;C.因该反应在800℃时平衡常数为1,设反应中转化的X的物质的量为x,则有(0.20-x)×(0.30-x)=x·x,故x=0.12mol,X的转化率为
×100%=60%,该项正确;假设在900℃时,该反应的平衡常数也为1.0,根据实验④中的数据可知b=0.060mol,由①中数据可知在700℃时平衡常数约为2.6,结合800℃时平衡常数为1.0可知,温度越高,该平衡常数越小,平衡逆向移动,故b<0.060,该项错误。
3.(2014·北京理综)一定温度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。
不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min)
B.6~10min的平均反应速率:
v(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30mol/L
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
解析:
选C 根据题目信息可知,0~6min,生成22.4mL(标准状况)氧气,消耗0.002molH2O2,则v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min),A项正确;随反应物浓度的减小,反应速率逐渐降低,B项正确;反应至6min时,剩余0.002molH2O2,此时c(H2O2)=0.20mol/L,C项错误;反应至6min时,消耗0.002molH2O2,转化率为50%,D项正确。
4.(2014·重庆理综)在恒容密闭容器中通入X并发生反应:
2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)=
mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
解析:
选C 根据图示可知,T1>T2,温度越高平衡时c(X)越高,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,M点X的转化量小于W点X的转化量,M点放出的热量小于W点放出的热量,A项错误;T2下,Δt=t1,Δc(Y)=
mol·L-1,v(Y)=
mol·L-1·min-1,B项错误;M点温度比W点温度高,所以M点的正反应速率大于W点的逆反应速率,而W点的逆反应速率大于N点的逆反应速率,则M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,C项正确;由于是恒容下反应,再加入一定量X,相当于增加压强,平衡向正反应方向移动,再次平衡时X的转化率增大,D项错误。
5.(2014·安徽理综)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:
2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
A
B
升高温度,平衡常数减小
0~3s内,反应速率为v(NO2)=0.2mol·L-1
C
D
t1时仅加入催化剂,平衡正向移动
达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)
解析:
选A A项正确,由图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,说明此反应是放热反应,所以升高温度,平衡将逆向移动,平衡常数减小;B项错误,v(NO2)应等于0.2mol·L-1·s-1;C项错误,加入催化剂,平衡不发生移动;D项错误,达平衡时,增大c(O2),平衡逆向移动,NO2的转化率会减小。
6.(2014·天津理综)运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是( )
A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中
C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底
D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率
解析:
选D 根据ΔG=ΔH-TΔS,放热和熵增有利于反应自发进行,放热的熵增反应一定能自发进行,而吸热且熵减小的反应一定不能自发进行,A项正确;氢氟酸对二氧化硅有腐蚀作用,不能用玻璃瓶存放,B项正确;甲烷水合物也称“可燃冰”,是甲烷气体和水分子形成的晶体,C项正确;铁遇浓硫酸发生钝化,不能生成氢气,D项错误。
7.(2013·福建理综)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。
将浓度均为0.020mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如上图。
据图分析,下列判断不正确的是( )
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂
解析:
选B 本题考查化学反应速率和化学平衡知识,意在考查考生对图象的分析判断能力、信息的挖掘能力和知识的应用能力。
由题给图象可知,温度低于40℃时,温度升高,溶液变蓝的时间短,但温度高于40℃时情况相反,A项正确;因为b、c两点的温度不同,反应速率不可能相等,B项错误;图中a点,所用的时间为80s,则NaHSO3的反应速率为:
(0.020mol·L-1×10.0mL×10-3L/mL)÷(50mL×10-3L/mL)÷80s=5.0×10-5mol·L-1·s-1,C项正确;由题给条件,55℃时未观察到溶液变蓝可知,所以温度高于40℃时,淀粉易糊化,不宜作该实验的指示剂,D项正确。
8.(2013·山东理综)对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在其他条件不变的情况下( )
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的ΔH也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
解析:
选B 本题考查化学平衡的移动与热化学知识,意在考查考生运用化学平衡知识解决实际问题的能力。
加入催化剂,平衡不移动,放出的热量不变,A项错误;反应前后气体分子数不变,改变压强,平衡不移动,B项正确;升高温度,平衡向逆反应方向移动,反应放出的热量减少,C项错误;原电池中化学能主要转化为电能,D项错误。
9.(2013·江苏)一定条件下存在反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。
现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O,在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2,在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。
达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1
解析:
选CD 本题考查化学反应速率和化学平衡,意在考查考生对化学反应速率和化学平衡的理解能力。
容器Ⅰ中反应从正反应建立平衡,正反应速率逐渐减小,Ⅱ中反应从逆反应建立平衡,正反应速率逐渐增大,因此正反应速率不同,A项错误;容器Ⅰ、Ⅲ中反应放出的热量不同,由于容器绝热,因此反应温度不同,平衡常数不同,B项错误;容器Ⅰ中反应达平衡的过程放出热量,容器Ⅱ中反应达平衡的过程吸收热量,因正反应放热,逆反应吸热,因此两容器中反应进行的程度均小于恒温容器中的,则容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多,容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1,C、D正确。
10.(2012·安徽理综)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)催化剂,2CO2(g)+S(l) ΔH<0
若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变
解析:
正反应是气体分子数减小的反应,因此平衡前,随着反应的进行容器内压强不断变化,A项错;因硫为液态,故平衡时,其他条件不变,分离出硫,反应速率不变,B项错;正反应是放热反应,故升高温度,平衡逆向进行,SO2的转化率降低,C项错;其他条件不变时,使用不同的催化剂,只能改变反应速率,不影响平衡的移动,故反应的平衡常数不变,D项正确。
答案:
D
11.(2011·安徽理综)电镀废液中Cr2O
可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):
Cr2O
(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是( )
解析:
本题考查化学平衡及图象分析,意在考查考生对化学平衡移动、化学平衡常数、物质转化率等概念的理解以及对化学图象的认识.该反应放热(ΔH<0),升温平衡逆向移动,平衡常数K减小,A项正确;B项pH增大时,c(OH-)增大,平衡正向移动,Cr2O
转化率升高,B项错误;温度升高,化学反应速率增大,C项错误;c(Pb2+)增大时,平衡正向移动,n(Cr2O
)减小,D项错误.
答案:
A
12.(2010·福建理综)化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度,结果应是( )
A.2.5μmol·L-1·min-1和2.0μmol·L-1
B.2.5μmol·L-1·min-1和2.5μmol·L-1
C.3.0μmol·L-1·min-1和3.0μmol·L-1
D.5.0μmol·L-1·min-1和3.0μmol·L-1
解析:
本题考查化学反应速率的计算,意在考查考生对图表的分析能力和数据的处理能力.4~8min间化合物Bilirubin的浓度变化为Δc=10μmol·L-1,则v(Bilirubin)=
=2.5μmol·L-1·min-1;根据图示,每隔4min化合物Bilirubin的浓度减小一半,则16min时化合物Bilirubin的浓度为8min时浓度的1/4,故16min时其浓度为10μmol·L-1×1/4=2.5μmol·L-1,B项正确.
答案:
B
第二节化学平衡状态化学平衡的移动
1.(2014·江苏单科)一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
容器
编号
温度
(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
Ⅰ
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40
Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小
C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol,则反应将向正反应方向进行
解析:
选AD 由题给表格中的Ⅰ、Ⅲ可知:
温度越低,生成物的量越多,说明升高温度平衡逆向移动,则此反应的正反应为放热反应,A选项正确;这是一个反应前后气体分子数不变的反应,达到平衡后,容器Ⅰ和Ⅱ中甲醇的体积分子数相同,B选项错误;容器Ⅰ中温度高,反应速率快,达到平衡所需的时间短,C选项错误;根据387℃时,K=
=4,Qc=
=
2.(2014·天津理综)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1 一种工业合成氨的简易流程图如下: (1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。 一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式: ________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下: ①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ·mol-1 对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是________。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂d.降低压强 利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。 若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为__________________。 (3)图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比平衡时NH3体积分数的关系。 根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数: ________________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。 (5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)__________。 简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: __________________________。 解析: (1)由题意可知空气中的O2将-2价硫氧化为硫单质,同时生成NH3·H2O,根据得失电子守恒将方程式配平即可。 (2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应,降低压强使平衡右移,但反应速率减小,d错;催化剂不能改变反应限度,即不能改变H2百分含量,c错;增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大且使平衡右移,但平衡体系中H2的百分含量却减小,b错;升高温度可使反应速率增大,且平衡右移,H2百分含量增大,a对。 CO与H2O(g)的反应中,反应体系的气体物质的量不变,而1molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18molCO、CO2和H2的混合气,说明有0.18molH2O(g)参加反应,则参加反应的CO也为0.18mol,则其转化率为 ×100%=90%。 (3)由图1可以看出,当N2与H2物质的量之比为1∶3时,NH3的平衡体积分数最大,为42%。 设平衡时转化的N2的物质的量为xmol,由三段式: N2 + 3H2 2NH3 n(起始)(mol): 130 n(转化)(mol): x3x2x n(平衡)(mol): 1-x3-3x2x ×100%=42%,解得x≈0.59,则平衡时N2的体积分数为 ×100%≈14.5%。 (4)作图时要注意开始时NH3物质的量不断增多,是因为反应正向进行(反应未达平衡),当反应达到平衡后,此时再升高温度,平衡逆向移动,NH3的物质的量减小。 答案: (1)2NH4HS+O2 2NH3·H2O+2S↓ (2)a 90% (3)14.5% (4)如图 (5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用 3.(2014·天津理综)在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下: 反应时间/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 c(N2O)/mol·L-1 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( ) (注: 图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1<c2) 解析: 选A 由表中数据可知,N2O的反应速率为一定值,与其浓度大小无关,半衰期与浓度呈正比关系,转化率与浓度大小无关,故A项正确,B、C、D项错误。 4.(2013·安徽理综)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO: MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)ΔH>0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( ) 选项 x y A 温度 容器内混合气体的密度 B CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比 C SO2的浓度 平衡常数K D MgSO4的质量(忽略体积) CO的转化率 解析: 选A 本题考查化学平衡图象,意在考查考生对化学平衡移动原理的理解能力。 温度升高,平衡正向移动,混合气体的密度增大,A项正确;增大CO的物质的量,平衡正向移动,但CO2与CO的物质的量之比减小,B项错误;增大SO2的浓度,平衡逆向移动,但平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数K不变,C项错误;增大MgSO4的质量,平衡不移动,CO的转化率不变,D项错误。 5.(2012·全国理综)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0 反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( ) A.增加压强 B.降低温度 C.增大CO的浓度D.更换催化剂 解析: 选项A,该反应为反应前后气体分子数相等的反应,压强对CO的转化率无影响;选项B,该反应为放热反应,降低温度有利于化学平衡向右移动,提高CO的转化率;增大CO的浓度会降低CO的转化率;选项D,更换催化剂不能使化学平衡发生移动。 答案: B 6.(2012·重庆理综)在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应: a(g)+b(g)2c(g);ΔH1<0 x(g)+3y(g)2z(g);ΔH2>0 进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是( ) A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变 B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高 C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变 D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大 解析: 等压时,通入惰性气体后,第二个反应平衡向左移动,反应器内温度升高,第一个反应平衡向左移动,c的物质的量减小,选项A错误。 等压下通入z气体,第二个反应平衡向逆反应方向(放热反应方向)移动,所以体系温度升高,选项B正确。 选项C,由于容器体积不变,通入惰性气体不影响各种物质的浓度,所以各反应速率不变。 选项D,等容时,通入z气体,第二个反应平衡向逆反应方向移动,y的物质的量浓度增大。 答案: A 7.(2011·江苏)下列说法正确的是( ) A.一定温度下,反应MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0 B.水解反应NH +H2ONH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动 C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 D.对于反应2H2O2===2H2O+O2↑,加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率 解析: 本题考查化学反应原理中的热效应、电化学和化学平衡等知识,意在考查考生综合运用化学反应原理知识的能力.A项,分解反应是吸热反应,故ΔH>0,由于产物中有气体,故ΔS>0,正确;B项,水解反应是吸热反应,升温时水解平衡正向移动,不正确;C项,铅蓄电池放电时负极发生氧化反应,充电时阳极也发生氧化反应,故不正确;D项,升温可使化学反应速率加快,而加入的MnO2是催化剂,故也能使化学反应速率加快,正确. 答案: AD 8.(2011·重庆理综)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( ) A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH<0 B.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);ΔH>0 C.CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)+H2O(g);ΔH>0 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CH===CH2(g)+2H2O(g);ΔH<0 解析: 本题考查化学平衡知识,通过分析图象确定可能对应的反应.观察图象可知,达到平衡用的时间短反应速率快,T2>T1、p1>
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- 高考 化学 复习 历届 备选 题库 第七 化学反应 速率 化学平衡