（新课标）广西2020高考化学二轮复习 题型六 化学反应速率与化学平衡专项练

（新课标）广西2020高考化学二轮复习 题型六 化学反应速率与化学平衡专项练

1 题型六　化学反应速率与化学平衡 1.80 ℃时,在 2 L 密闭容器中充入 0.40 mol N2O4,发生反应 N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH=+Q kJ·mol- 1(Q>0),获得如下数据: 时间/s 0 20 40 60 80 100 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.20~40 s 内,v(N2O4)=0.004 mol·L-1·s-1 C.反应达平衡时,吸收的热量为 0.30Q kJ D.100 s 时再通入 0.40 mol N2O4,达到新平衡时 N2O4 的转化率增大 答案 C 解析该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数 K 增大,A 错误。20~40 s 内,v(NO2)= = =0.004 mol·L-1·s-1,v(N2O4)= v(NO2)=0.002 mol·L-1·s-1,B 错误。浓度不变时,说明反应已达平衡,此时,生成 NO2 0.30 mol·L-1×2 L=0.60 mol,由热化学方程式可知,生成 0.6 mol NO2 吸收热量 0.3Q kJ,C 正确。100 s 时再通入 0.40 mol N2O4,相当于增大压强,平衡逆向移动,N2O4 的转化率减小,D 错误。 2.某密闭容器中充入等物质的量的 A 和 B,一定温度下发生反应 A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后, 在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别 随时间的变化如图所示: 图 1 图 2 2 下列说法中正确的是(　　) A.30~40 min 内该反应使用了催化剂 B.化学方程式中的 x=1,正反应为吸热反应 C.30 min 时降低温度,40 min 时升高温度 D.8 min 前 A 的平均反应速率为 0.08 mol·L-1·min-1 答案 D 解析由图 1 知,A、B 的浓度变化相同,故 A、B 的化学计量数相同,都为 1;由图 2 知,30 min 时改变 的条件为减小压强,40 min 时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应 为放热反应,A、B、C 错误。8 min 前 A 的平均反应速率为 v(A)= =0.08 mol·L- 1·min-1,D 正确。 3.(2018 四川绵阳模拟)在一定温度下,将等量的气体 Z 分别通入起始容积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中, 使其发生反应,t0 时容器Ⅰ中达到化学平衡,X、Y、Z 的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断 正确的是(　　) A.该反应的化学方程式为 3X+2Y 2Z B.若两容器中均达到平衡时,两容器的体积 V(Ⅰ)”或“=”)。 图 2 (3)L(L1、L2)、X 可分别代表压强或温度。图 2 表示 L 一定时,SO2(g)的平衡转化率随 X 的变化关 系。则 X 代表的物理量是　　　　　　　　;L1、L2 的大小关系为 L1　　　　L2(填“<”“>”或 “=”)。 答案(1)-198　催化剂改变了反应历程,使活化能 E 降低 (2)> (3)温度　> 解析(1)图像分析可知 2 mol SO2 与氧气全部反应,反应焓变 ΔH=-99 kJ·mol-1×2=-198 kJ·mol-1; 加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能。(2)该温度下,向 100 L 的恒容密闭容器中, 充入 3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和 3.0 mol SO3(g),浓度分别是 0.03 mol·L-1、0.16 mol·L-1、0.03 mol·L-1,浓度商 Qc= =2.5<3.33,则反应开始时 v(正)>v(逆)。(3)由图可 知,X 越大,转化率越低,该反应正反应为气体体积减小的放热反应,如果增大压强,二氧化硫的转化 率大,所以 X 表示温度,温度升高,转化率下降,平衡逆向移动,增大压强,转化率变大,所以 L1>L2。 5.二氧化碳的利用具有十分重要的意义,科学家有以下几个设想。 (1)用太阳能将 CO2 转化成 O2 和 C(s,石墨烯),其设想如下: ①Fe3O4 中 Fe 的化合价是+2 价和　　　　价; ②重整系统发生反应的化学方程式为 　。 4 (2)二氧化碳与氢气在催化剂作用下可制取低碳烯烃。在一密闭容器中分别投入 1 mol CO2、3 mol H2,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH;在不同温度下,用传感技术测出平衡时 H2 的物质的量变化关系如图所示。 ①其他条件不变,起始时若按 1 mol CO2、2 mol H2 进行投料,CO2 转化率将　　　　(填“增 大”“减小”或“不变”); ②ΔH　　　　0(填“>”“<”或“不能确定”); ③若测试中体系内无氧气产生,试结合图示推断热稳定性 C2H4　　　　H2O(填“>”“<”或“不能 确定”)。 (3)用氨水吸收 CO2 制化肥(NH4HCO3)。 ①已知:NH3·H2O(aq) N (aq)+OH-(aq)　ΔH1=a kJ·mol-1 CO2(g)+H2O(l) H2CO3(aq)　ΔH2=b kJ·mol-1 H2CO3(aq)+OH-(aq) HC (aq)+H2O(l)　ΔH3=c kJ·mol-1 则利用 NH3·H2O 吸收 CO2 制备 NH4HCO3 的热化学方程式 为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ②已知常温下相关数据如表: Kb(NH3·H2O) 2×10-5 Ka1(H2CO3) 4×10-7 Ka2(H2CO3) 4×10-11 则反应 N +HC +H2O NH3·H2O+H2CO3 的平衡常数 K=　。 答案(1)①+3　②6FeO+CO2 2Fe3O4+C(s,石墨烯) (2)①减小　②<　③< (3)①NH3·H2O(aq)+CO2(g) N (aq)+HC (aq) ΔH=(a+b+c) kJ·mol-1　②1.25×10-3 解析(1)①四氧化三铁中铁元素以+2、+3 价存在。②根据原理,重整系统中加入 FeO 和 CO2,生成石 墨烯和 Fe3O4,配平即可。(2)①现在通入 1 mol CO2 和 2 mol H2,相当于在原来的基础上减少了氢气 5 的量,平衡向逆反应方向进行,CO2 转化率减小。②随着温度升高,氢气的物质的量增大,说明平衡向 逆反应方向进行,正反应为放热反应,ΔH<0。③根据图示,如果乙烯的稳定性强于水,则会产生氧气, 现在体系中没有氧气,乙烯的稳定性弱于水。(3)①将题给 3 个热化学方程式相加得出 NH3·H2O(aq)+CO2(g) N (aq)+HC (aq)　ΔH=(a+b+c) kJ·mol-1。②根据反应,平衡常数 K= ,分子分母同乘以 c(H+)×c(OH-),得出:K= =1.25×10-3。 6.用 CO2 来生产燃料甲醇是工业上一种有效开发利用 CO2 的方法。为探究反应原理,进行如下实验, 在体积为 1 L 的恒容密闭容器中,充入 1 mol CO2 和 3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1。测得 CO2 和 CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从反应开始到平衡,CO2 的平均反应速率 v(CO2)=　　　　 mol·L-1·min-1。 (2)氢气的转化率=　　　　。 (3)求此温度下该反应的平衡常数 K=　　　　。 (4)下列措施中能使平衡体系中 增大的是　　　　。 A.将 H2O(g)从体系中分离出去 B.充入 He(g),使体系压强增大 C.升高温度 D.再充入 1 mol H2 (5)当反应达到平衡时,CO2 的物质的量浓度为 c1,然后向容器中再加入一定量 CO2,待反应再一次达 到平衡后,CO2 的物质的量浓度为 c2,则 c1　　　　c2(填“>”“<”或“=”)。 答案(1)0.075　(2)75%　(3)5.33　(4)AD　(5)< 解析(1)利用“三段式”法列式计算 　　　　CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 1 3 0 0 0.75 2.25 0.75 0.75 0.25 0.75 0.75 0.75 6 v(CO2)= =0.075 mol·L-1·min-1。(2)氢气的转化率= ×100%=75%。(3)K= =5.33。(4)要使 增大,应使平衡向正反应方向移动。将 H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方向移动,A 正确。充入 He(g),使体系压强增大,但平衡不移动, 不变,B 错误。因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则 减小,C 错误。再充入 1 mol H2,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,则 增大,D 正确。(5) 向容器中再加入一定量 CO2,c(CO2)增大,平衡虽向右移动,但浓度增大的结果不变,故 c1”“=”或“<”)。 (4)反应①按照相同的物质的量投料,测得 CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。 下列说法正确的是　　　　(填字母)。 A.温度:T1>T2>T3 B.正反应速率:v(a)>v(c),v(b)>v(d) C.平衡常数:K(a)>K(c),K(b)=K(d) 答案Ⅰ.(1)2c-a　(2)CD Ⅱ.(1)吸热　(2)K1·K2　(3)>　(4)C 解析Ⅰ.(1)根据盖斯定律,③×2-①得④2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH4=(2c-a) kJ·mol- 1。(2)单位时间内生成 1 mol NO2 的同时消耗了 1 mol NO,都是正反应,不能说明达到平衡状态,A 错误。密度= ,总质量一定,容积一定,密度不变,故混合气体的密度保持不变不能说明达到平衡 状态,B 错误。NO2 气体为红棕色,混合气体颜色不变,即 c(NO2)不变,说明达到平衡状态,C 正确。在 恒温恒压的容器中,NO 的体积分数保持不变,能说明达到平衡状态,D 正确。 Ⅱ.(1)反应②的平衡常数随温度升高增大,说明升高温度平衡正向移动,正反应是吸热反应。 (2)反应①+②得到反应③,可得平衡常数 K3=K1·K2;(3)500 ℃时,测得反应③在某时刻 H2(g)、 CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为 0.8 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.15 mol·L-1,Q= =0.88v(逆)。(4)根据反应①中温度与 K 的关系知该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,CO 的转化率减小,所以 T3>T2>T1,A 错误。反应 速率 v(c)>v(a),v(b)>v(d),B 错误。温度越高,平衡常数越小,压强对平衡常数无影响,所以 K(a)>K(c),K(b)=K(d),C 正确。