2020届二轮复习化学反应速率和化学平衡作业（全国通用）(1)

2020届二轮复习化学反应速率和化学平衡作业（全国通用）(1)

化学反应速率和化学平衡 ‎1．(2019·衡水调研)某温度下，反应‎2A(g) B(g)　ΔH＞0在密闭容器中达到平衡，平衡后＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时＝b，下列叙述正确的是(　　)‎ A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a＜b B．在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则a＝b C．若其他条件不变，升高温度，则a＜b D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a＞b 解析：A项，充入B后平衡时压强变大，正向移动程度变大，变小，即a＞b；B项，充入B，新平衡状态与原平衡等效，不变，即a＝b；C项，升温，平衡右移，变小，即a＞b；D项，相当于减压，平衡左移，变大，即a＜b。‎ 答案：B ‎2．(2019·唐山一模)某温度下，镍和镁分别在O2中发生反应，两种金属表面形成氧化膜厚度的实验记录如下：‎ 反应时间t/h ‎1‎ ‎4‎ ‎9‎ ‎16‎ ‎25‎ MgO层厚Y/nm ‎0.05a ‎0.20a ‎0.45a ‎0.80a ‎1.25a NiO层厚Y′/nm b ‎2b ‎3b ‎4b ‎5b 表中a和b均为与温度有关的常数。下列判断错误的是(　　)‎ A．可用氧化膜生成速率表示金属氧化速率 B．相同条件下，镁比镍耐氧化腐蚀 C．温度越高，a、b的值越大 D．金属氧化的本质为M－ne－===Mn＋‎ 解析：结合数据可知，氧化膜的厚度随时间延长而增加，A项正确；因a、b 关系不确定，无法比较，B项错误；温度升高，反应速率加快，C项正确；金属氧化的本质是金属失电子发生氧化反应，D项正确。‎ 答案：B ‎3．H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得‎70 ℃‎时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大 解析：A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图可知，Mn2＋存在时，0.1 mol·L－1NaOH中H2O2的分解速率比1.0 mol·L－1的NaOH中的快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，对H2O2分解速率影响大，正确。‎ 答案：D ‎4．(2019·威海质检)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ/mol，在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5＋SO2―→2VO2＋SO3(快)　4VO2＋O2―→2V2O5(慢)‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应速率主要取决于V2O5的质量 B．VO2是该反应的催化剂 C．逆反应的活化能大于198 kJ/mol D．增大SO2的浓度可显著提高反应速率 解析：由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5‎ 的质量有一定关系，但主要取决于催化剂V2O5的表面积，故A、B都错误；C项，ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝－198 kJ/mol，所以逆反应的活化能大于198 kJ/mol，故C正确；D项，使用催化剂可以显著提高反应速率，增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高)，故D错误。‎ 答案：C ‎5．一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)‎ A．①②　　　　　　　　　 B．②④‎ C．③④ D．①④‎ 解析：ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。‎ 答案：D ‎6．常压下羰基化法精炼镍的原理：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)。‎230 ℃‎时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为‎42.2 ℃‎，固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；‎ 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至‎230 ℃‎制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在‎30 ℃‎和‎50 ℃‎两者之间选择反应温度，选‎50 ℃‎ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)‎ 解析：A项，增加c(CO)，平衡向正向移动，因平衡常数大小只与温度有关，与浓度无关，所以反应的平衡常数不变，错误；B项，第一阶段，‎50 ℃‎时，Ni(CO)4为气态，易于分离，有利于Ni(CO)4的生成，正确；C项，第二阶段，‎230 ℃‎制得高纯镍的反应方程式为Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)，平衡常数K1＝＝5‎ ‎×104，所以Ni(CO)4分解率较高，错误；D项，因反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，再根据该反应的化学计量数可知，该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，错误。‎ 答案：B ‎7．亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂，工业上可用NO与Cl2合成，回答下列问题：‎ ‎(1)一定条件下，氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及有关反应的热化学方程式和平衡常数见下表：‎ 反应 热化学方程式 平衡常数 ‎①‎ ‎2NO2＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH1‎ K1‎ ‎②‎ ‎4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(g)＋2NO(g)＋Cl2(g)　ΔH2‎ K2‎ ‎③‎ ‎2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)　ΔH3‎ K3‎ 则ΔH3＝__________(用ΔH1、ΔH2表示)；K3＝__________(用K1、K2表示)。‎ ‎(2)‎300 ℃‎时，在一密闭容器中发生反应：2ClNO(g) 2NO(g)＋Cl2(g)，其正反应速率表达式v正＝k·cn(ClNO)。测得正反应速率和对应浓度的数据见下表：‎ 序号 c(ClNO)/(mol·L－1)‎ v正/(mol·L－1·s－1)‎ ‎①‎ ‎0.30‎ ‎3.60×10－9‎ ‎②‎ ‎0.60‎ ‎1.44×10－8‎ ‎③‎ ‎0.90‎ ‎3.24×10－8‎ 则n＝__________，k＝__________；达到平衡后，若减小压强，则混合气体的平均相对分子质量将_____________________________________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)‎25 ℃‎时，向体积为‎2 L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2发生反应：2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)　ΔH。已知：反应起始和平衡时温度相同。‎ 图1‎ ‎①测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图1曲线a所示，则ΔH__________(填“>”“<”或“不确定”)0；若其他条件相同，仅改变某一条件时，测得压强(p)随时间(t)的变化如图1曲线b所示 ，则改变的条件是_______________________________________________________________。‎ ‎②图2是两位同学描绘的上述反应平衡常数的对数值(lg K)与温度的变化关系图像，其中正确的曲线是__________(填“甲”或“乙”)；m的值为__________。‎ 图2‎ ‎ 解析：(1)根据盖斯定律可知，反应③＝2×反应①－反应②，则ΔH3＝2ΔH1－ΔH2，K3＝K/K2。‎ ‎(2)3.60×10－9＝k×0.30n,1.44×10－8＝k×0.60n，解得n＝2，k＝4.0×10－8；减小压强，平衡正向移动，则混合气体的平均相对分子质量将减小。(3)①分析题图1曲线a知反应过程中压强先增大后减小至不变，压强先增大是因为正反应放热，随着反应的进行，反应物浓度减小，压强又减小至不变，故ΔH<0。曲线b与曲线a相比，反应速率加快，平衡状态不变，故改变的条件是加入催化剂。②该反应为放热反应，则升温平衡逆向移动，平衡常数减小，lgK减小，故曲线乙正确。设反应达到平衡时，Cl2转化了x mol·L－1，由三段式法计算：‎ ‎ 2NO(g)　＋　Cl2(g) 2ClNO(g)‎ 起始/(mol·L－1)　0.04　　　　0.02　　　0‎ 转化/(mol·L－1)　　2x　　　　x　　　　2x 平衡/(mol·L－1)　0.04－2x　　0.02－x　 2x 根据反应起始和平衡时温度相同，且反应在恒容容器中进行，则有＝，解得x＝0.01，故‎25 ℃‎时平衡常数K＝＝＝100，lgK＝2。‎ 答案：(1)2ΔH1－ΔH2　K/K2　(2)2　4.0×10－8　减小　(3)①<　加入催化剂　②乙　2‎ ‎8．(2019·南阳检测) 汽车尾气中含有大量有毒有害气体，是造成大气污染的重要来源之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：‎ ‎①N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 ‎ ‎②CO(g)＋O2(g) CO2(g)ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎③2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH3‎ 请回答下列问题： ‎ ‎(1)ΔH3＝__________ kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。对于有气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应①的平衡常数表达式Kp＝____________________。‎ ‎(2)在一定温度下，向体积为V L的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应③。在t1时刻达到平衡，此时n(CO)＝x mol，n(NO)＝2x mol，n(N2)＝y mol，则NO的平衡转化率为__________(用含x、y的代数式表示)；再向容器中充入y mol CO2和x mol NO，则此时v(正)__________(填“>”“<”或“＝”)v(逆)。‎ ‎(3)烟气中也含有氮氧化物，C2H4可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2＋负载量对NO去除率的影响，控制其他条件一定，实验结果如图所示。为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度约为__________，Cu2＋负载量为__________。‎ 解析：(1)②×2－①，可得2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH3＝(2b－a) kJ·mol－1；由题意知，反应①N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数表达式Kp＝；(2)由题意知，反应消耗NO的物质的量是2y，则NO的平衡转化率为2y ÷(2x＋2y)×100%＝×100%；该反应的化学平衡常数K＝[c2(CO2)·c(N2)]÷[c2(CO)·c2 (NO)]＝ V；再向容器中充入y mol CO2和x mol NO，则Qc＝[c2(CO2)·c(N2)]÷[c2(CO)·c2(NO)]＝V＝K，所以此时v(正) ＝v ‎(逆)。(3)根据图示可知在‎350 ℃‎时达到最高的NO去除率，Cu2＋负载量为3%。‎ 答案：(1)2b－a　　(2)×100%　＝　(3)‎350 ℃‎(300～400 ℃之间)　3%‎ ‎9．“低碳经济”是建设美丽中国的发展方向。‎ ‎(1)已知：①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.1 kJ/mol ‎②2H2(g)＋CO(g)===CH3OH(l)　ΔH2＝－128.31 kJ/mol ‎③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－481.9 kJ/mol 常温下，在合适催化剂的作用下，采用CH4和O2一步合成液态CH3OH的热化学方程式为__________________。反应①的正反应的活化能__________(填“大于”“小于”或“等于”)206.1 kJ/mol。‎ ‎(2)二甲醚(CH3OCH3)是清洁能源。利用合成气合成二甲醚的原理是2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3＋H2O(g)　ΔH<0。在一定条件下，该反应中CO的平衡转化率α(CO)与温度(T)、投料比n(H2)/n(CO)的关系如图1所示，平衡常数K与温度(T)的关系如图2所示。‎ ‎①图1中，X代表__________；Y1__________Y2(填“＞”“＜”或“＝”)‎ ‎②图2中，曲线__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)符合平衡常数变化规律。‎ ‎(3)在‎1 L恒容密闭容器中充入‎2a(a>0)mol H2和a mol CO，在一定条件下合成甲醇，CO(g)＋ 2H2(g) CH3OH(g)，达到平衡时各物质的量总和为‎1.8 a mol。‎ ‎①在该温度下，平衡常数K＝__________(用含a的代数式表示)。‎ ‎②下列情况表明反应达到平衡状态的是__________。‎ A．c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]不再改变 B．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率 C．混合气体的平均摩尔质量不再改变 D．混合气体的密度不再改变 解析：(1)依据盖斯定律，①＋②＋×③得到：CH4(g)＋O2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－163.16 kJ/mol。因为反应①是吸热反应，其反应热为206 kJ/mol，反应要经过一个能量较高的过渡态，过渡态的能量就是活化分子的平均能量，所以正反应的活化能比206 kJ/mol大。(2)①由图可知，α(CO)随X的增大而减小，因为2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3＋H2O(g)　ΔH<0，是放热反应，随温度升高，α(CO)减小，随投料比n(H2)/n(CO)的增大而增大，所以X为温度、Y1和Y2为不同的投料比。在相同温度下，由图可以看出在相同温度下，Y1对应的α(CO)较大，故Y1大于Y2。②因为反应为放热反应，所以升高温度，平衡向逆向移动，K减小，所以Ⅱ符合平衡常数变化规律。(3)①设CO变化的物质的量为b mol，则有 ‎ CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　　‎ 起始(mol): a ‎2a 0 ‎ 变化(mol): b 2b b 平衡(mol): a－b ‎2a－2b b 根据题意：(a－b)＋(‎2a－2b)＋b＝‎1.8 a mol，解得b＝‎0.6a容器的体积为‎1 L，所以，平衡常数K＝＝＝75/32a2。‎ ‎②A.c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]不再改变，化学反应即达到平衡状态，故A能表明达到平衡状态；B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率，和是否平衡无关，故B不能表明达到平衡状态；C.对于该反应，前后气体的物质的量有变化，所以混合气体的平均摩尔质量不再改变，即达到平衡，故C能表明达到平衡状态；D.在恒容的容器中进行的此反应，密度不会改变，混合气体的密度不再改变，不能表示已经平衡，故D不能表明达到平衡状态。‎ 答案：(1)CH4(g)＋O2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－163.16 kJ/mol　大于　(2)①温度　>　②Ⅱ　(3)①　②AC ‎