2020届天津高考化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡学案
专题八 化学反应速率和化学平衡
挖命题
【考情探究】
考点
内容解读
5年考情
预测热度
考题示例
难度
关联考点
化学反应速率
1.了解化学反应速率的概念和表示方法。
2.结合具体实例,理解外界条件对化学反应速率的影响。
3.认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
4.通过催化剂实际应用的实例,了解催化剂在生活、生产和科学研究领域中的重大作用。
2017天津理综,10(1)(2)
2015天津理综,3
2014天津理综,3
中
★★☆
化学平衡
1.了解化学反应的可逆性和化学平衡建立的过程。
2.理解化学平衡的含义。
3.结合具体实例,理解外界条件对化学平衡的影响。
4.认识化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
2018天津理综,10(2)
2014天津理综,10(2)
中
化学反应与能量
★★★
化学平衡常数
理解化学平衡常数的含义,并进行简单计算。
2017天津理综,6
2016天津理综,10(3)
中
★★★
及应用
2015天津理综,6、10(3)
分析解读 高考对本专题内容的考查主要包括:①化学反应速率的计算和化学平衡概念的分析;②化学平衡状态的判断;③外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响;④以化学平衡常数为中心的计算等。题目多以图像、图表等形式呈现。多侧重于各个知识点的综合考查。考查学生的变化观念与平衡思想素养。
【真题典例】
破考点
【考点集训】
考点一 化学反应速率
1.下列延长食品保质期的方法中,其原理与其他几种不同的是( )
A.加食盐腌制 B.抽真空 C.充氮气 D.使用吸氧剂
答案 A
2.把镁条(去除氧化膜)投入盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率v与时间t的关系如下图所示,其中影响AB段速率的主要因素是( )
A.H+的浓度 B.体系的压强 C.溶液的温度 D.Cl-的浓度
答案 C 镁条与盐酸的反应是放热反应,AB段反应放热使温度升高,反应速率加快;BC段随着反应的进行盐酸的浓度逐渐减小,反应速率减慢。
3.在100 ℃时,将0.40 mol NO2气体充入2 L的密闭容器中,发生如下反应:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0。监测反应获得如下数据:
时间/s
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.40
n1
0.26
n3
n4
n(N2O4)/mol
0.00
0.05
n2
0.08
0.08
下列说法正确的是( )
A.0~20 s内,v(NO2)=0.005 mol·L-1·s-1
B.59 s时,c(NO2)一定大于0.12 mol·L-1
C.若仅将起始时充入NO2的量增至0.80 mol,则该反应的平衡常数K>25/9
D.若上述反应在120 ℃时进行,则反应至80 s时,n(N2O4)<0.08 mol
答案 D
考点二 化学平衡
1.国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g),若温度从300 ℃升至400 ℃,反应重新达到平衡时,H2的体积分数增加。下列关于该过程的判断正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.化学平衡常数K增大
C.CO2的转化率增加
D.正反应速率增大,逆反应速率减小
答案 A
2.活性炭可处理大气污染物NO。为模拟该过程,T ℃时,在3 L密闭容器中加入NO和活性炭粉,反应体系中各物质的量的变化如下表所示。下列说法正确的是 ( )
活性炭/mol
NO/mol
X/mol
Y/mol
起始时
2.030
0.100
0
0
10 min达平衡
2.000
0.040
0.030
0.030
A.X一定是N2,Y一定是CO2
B.10 min后增大压强,NO的吸收率增大
C.10 min后加入活性炭,平衡向正反应方向移动
D.0~10 min的平均反应速率v(NO)=0.002 mol/(L·min)
答案 D
3.在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y发生反应:2X(g)+Y(g) 3Z(g) ΔH<0,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A.升高温度,平衡常数增大
B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C.Q点时,Y的转化率最大
D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
答案 C
考点三 化学平衡常数及应用
1.已知反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常数K值与温度的关系如下表所示。830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达平衡。下列说法不正确的是( )
温度/℃
700
830
1 200
K值
1.7
1.0
0.4
A.达到平衡后,B的转化率为50%
B.增大压强,正、逆反应速率均加快
C.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动
D.反应初始至平衡,A的平均反应速率v(A) = 0.005 mol·L-1·s-1
答案 C
2.某温度下,H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=9/4。该温度下,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示:
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/mol·L-1
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/mol·L-1
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是( )
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol·L-1
D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
答案 C
3.HI常用作有机反应中的还原剂,受热会发生分解反应。已知443 ℃时:2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH=+12.5 kJ·mol-1。向1 L密闭容器中充入1 mol HI,443 ℃时,体系中c(HI)与反应时间t的关系如下图所示。下列说法中正确的是( )
A.0~20 min内的平均反应速率可表示为v(H2)=0.004 5 mol·L-1·min-1
B.升高温度,再次平衡时,c(HI)>0.78 mol·L-1
C.该反应的化学平衡常数计算式为K=0.7820.11×0.11
D.反应进行40 min时,体系吸收的热量约为0.94 kJ
答案 D
炼技法
【方法集训】
方法1 化学反应速率及化学平衡图像的分析方法
1.一定条件下,反应:6H2 +2CO2 C2H5OH+3H2O的数据如图所示。
下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.达平衡时,v正(H2)=v逆(CO2)
C.b点对应的平衡常数K值大于c点
D.a点对应的H2的平衡转化率为90 %
答案 D
2.一定温度下,向10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示:
t/min
0
2
4
6
V(O2)/mL
0
9.9
17.2
22.4
资料显示,反应分两步进行:①2Fe3++H2O2 2Fe2++O2↑+2H+,②H2O2+2Fe2++2H+ 2H2O+2Fe3+,反应过程中能量变化如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)=3.33×10-2 mol·L-1· min-1
B.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应,反应②是放热反应
D.反应2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)的ΔH=E1-E2<0
答案 D
3.CH3OH是重要的化工原料,工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH,其反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。按n(CO)∶n(H2)=1∶2向密闭容器中充入反应物,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法中,正确的是( )
A.p1
0
C.平衡常数:K(A)=K(B)
D.在C点时,CO的转化率为75%
答案 D
方法2 化学平衡状态的判断方法
1.在一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,反应达到平衡的标志是( )
①体系的压强不再改变;
②体系的温度不再改变;
③各组分的浓度不再改变;
④各组分的质量分数不再改变;
⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q;
⑥单位时间内m mol A断键反应,同时p mol C也断键反应;
⑦混合气体的密度不再变化。
A.③④⑤⑥ B.②③④⑥ C.①③④⑤ D.③④⑥⑦
答案 B
2.在1 100 ℃,一定容积的密闭容器中发生反应:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH=a kJ/mol(a>0),该温度下K=0.263,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.达到化学平衡状态时,若c(CO)=0.100 mol/L,则c(CO2)=0.026 3 mol/L
B.若要提高CO的转化率,则应该加入适当过量的FeO
C.若容器内压强不随时间变化,则可以判断该反应已达到化学平衡状态
D.若生成56 g Fe,则吸收的热量小于a kJ
答案 A
3.已知反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数为400。此温度下,在2 L的密闭容器中加入a mol CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L-1)
0.44
0.6
0.6
下列说法正确的是( )
A.a=1.64
B.此时刻正反应速率大于逆反应速率
C.若起始时加入2a mol CH3OH,则达到平衡时CH3OH的转化率增大
D.若混合气体的平均摩尔质量不再变化,则说明反应已达到平衡状态
答案 B
过专题
【五年高考】
考点一 化学反应速率
A组 自主命题·天津卷题组
1.(2015天津理综,3,6分)下列说法不正确的是( )
A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
B.饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同
C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液
答案 C
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
2.(2016北京理综,8,6分)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A.抗氧化剂 B.调味剂 C.着色剂 D.增稠剂
答案 A
3.(2015上海单科,20,4分)对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( )
A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大
B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大
C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大
D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大
答案 B
4.(2014课标Ⅰ,9,6分)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。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98 kJ·mol-1
D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
答案 A
5.(2017江苏单科,10,2分)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
答案 D
6.(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确···的是 ( )
c/mol·L-1 v/mmol·L-1·min-1T/K
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
1.80
1.44
1.08
A.a=6.00 B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变
C.b<318.2 D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
答案 D
7.(2014安徽理综,10,6分)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
0~3 s内,反应速率为:v(NO2)=0.2 mol·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)
答案 A
8.(2014北京理综,12,6分)一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2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.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min)
B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol/(L·min)
C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol/L
D.反应至6 min时,H2O2分解了50%
答案 C
9.(2014四川理综,7,6分)在10 L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)
n(M)
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5 min时测得n(M)=0.050 mol,则0至5 min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol/(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
答案 C
10.(2018课标Ⅲ,28,15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式 。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol-1
3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为 kJ·mol-1。
(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343 K时反应的平衡转化率α= %。平衡常数K343 K= (保留2位小数)。
②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是 ;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有 、 。
③比较a、b处反应速率大小:va vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的v正v逆= (保留1位小数)。
答案 (1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl (2)114 (3)①22 0.02 ②及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度) ③大于 1.3
C组 教师专用题组
11.(2015安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A.温度T下,该反应的平衡常数K=4(c0-c1)2c12
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0
答案 A
考点二 化学平衡
A组 自主命题·天津卷题组
1.(2014天津理综,10,节选)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:
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·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1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为 。
(3)图1表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时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: 。
答案 (2)a 90%
(3)14.5%
(4)
(5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
2.(2015四川理综,7,6分)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:
已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是( )
A.550 ℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动
B.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T ℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总
答案 B
3.(2017海南单科,11,4分)已知反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0。在一定温度和压强下于密闭容器中反应达到平衡。下列叙述正确的是( )
A.升高温度,K减小
B.减小压强,n(CO2)增大
C.更换高效催化剂,α(CO)增大
D.充入一定量的氮气,n(H2)不变
答案 AD
4.(2015北京理综,26,12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:
(1)反应Ⅰ的化学方程式是 。
(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。
①根据上述事实,下列说法正确的是 (选填序号)。
a.两层溶液的密度存在差异
b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶
c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶
②辨别两层溶液的方法是 。
③经检测,H2SO4层中c(H+)∶c(SO42-)=2.06∶1。其比值大于2的原因是 。
(3)反应Ⅱ:2H2SO4(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+550 kJ·mol-1。
它由两步反应组成:ⅰ.H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g) ΔH=+177 kJ·mol-1;ⅱ.SO3(g)分解。
L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是 。
②判断L1、L2的大小关系,并简述理由: 。
答案 (12分)(1)SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI
(2)①a、c
②观察颜色,颜色深的是HI层,颜色浅的是H2SO4层
③H2SO4层中含有少量HI
(3)①压强
②L1”“=”或“< ”)。
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1) η(T2)(填“>”“=”或“< ”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的 点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过 或 的方式释放氢气。
(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为 。
已知温度为T时:
CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
答案 (1)2y-x 30 < (2)> c 加热 减压
(3)CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206 kJ·mol-1
8.(2014课标Ⅱ,26,13分)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:
(1)反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60 s 时段,反应速率v(N2O4)为 mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为 。
(2)100 ℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。
①T 100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是 。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2 。
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是 。
答案 (1)大于 0.001 0 0.36 mol·L-1(1分,2分,2分,共5分)
(2)①大于(1分)
反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高(2分)
②平衡时,c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.16 mol·L-1
c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1
K2=(0.16mol·L-1)20.020mol·L-1=1.3 mol·L-1(3分)
(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动(每空1分,共2分)
C组 教师专用题组
9.(2018江苏单科,15,4分)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 mol SO2、1 mol O2
4 molSO3
2 molSO2、1 molO2
平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/mol·L-1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A.v1K3,p2>2p3
C.v1α3(SO2)
D.c2>2c3,α2(SO3)+α3(SO2)<1
答案 CD
10.(2016江苏单科,15,4分)一定温度下,在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的是( )
容器
温度/K
物质的起始浓度
/mol·L-1
物质的平衡浓度
/mol·L-1
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应放热
B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
答案 AD
11.(2014江苏单科,15,4分)一定温度下,在三个体积均为1.0 L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CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向进行
答案 AD
12.(2015课标Ⅰ,28,15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:
(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为 。
(2)上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)c(Cl-)为 。已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
(3)已知反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。
(4)Bodensteins研究了下列反应:
2HI(g) H2(g)+I2(g)
在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为 。
②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为 (以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min时,v正= min-1。
③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为 (填字母)。
答案 (15分)(1)MnSO4(或Mn2+)(1分)
(2)4.7×10-7(2分)
(3)299(2分)
(4)①0.108×0.1080.7842(2分)
②k正/K 1.95×10-3(每空2分,共4分)
③A、E(4分)
13.(2016浙江理综,28,15分)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1 Ⅰ
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2 Ⅱ
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
553
Cat.1
15.3
39.1
553
Cat.2
12.0
71.6
【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1
②H2O(l) H2O(g) ΔH3=+44.0 kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K= ;反应Ⅱ的ΔH2= kJ·mol-1。
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有 。
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是 。
(4)在右图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图。
(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在 极,该电极反应式是 。
答案 (1)c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2) +41.2
(2)CD
(3)表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响
(4)
(5)阴 CO2+6H++6e- CH3OH+H2O
考点三 化学平衡常数及应用
A组 自主命题·天津卷题组
1.(2017天津理综,6,6分)常压下羰基化法精炼镍的原理为: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)
答案 B
2.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:
X(g)+mY(g) 3Z(g)
平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A.m=2
B.两次平衡的平衡常数相同
C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1
答案 D
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
3.(2015重庆理综,7,6分)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:
CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) K=0.1
反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是( )
A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前H2S物质的量为7 mol
D.CO的平衡转化率为80%
答案 C
4.(2014福建理综,12,6分)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”“<”或“=”),平衡常数K2 (填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是 。
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A,溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为 。
(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a.向溶液A中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH
答案 (1)K12K2
(2)2.5×10-2 75% > 不变 升高温度
(3)c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-) b、c
6.(2018课标Ⅰ,28,15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:
(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为 。
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:
2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)
2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·mol-1
2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1
则反应N2O5(g) 2NO2(g)+12O2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)。t=62 min时,测得体系中pO2=2.9 kPa,则此时的pN2O5= kPa,v= kPa·min-1。
③若提高反应温度至35 ℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃) 63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是 。
④25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步 N2O5 NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3 2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
答案 (1)O2 (2)①53.1 ②30.0 6.0×10-2 ③大于 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 ④13.4
(3)AC
C组 教师专用题组
7.(2017课标Ⅲ,28,14分)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)画出砷的原子结构示意图 。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 。该反应需要在加压下进行,原因是 。
(3)已知:As(s)+32H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+12O2(g) H2O(l) ΔH2
2As(s)+52O2(g) As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的ΔH= 。
(4)298 K时,将20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是 (填标号)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I-)=2v(AsO33-)
c.c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化
d.c(I-)=y mol·L-1
②tm时,v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时v逆 tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是 。
④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为 。
答案 (1)
(2)2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S
增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率
(3)2ΔH1-3ΔH2-ΔH3
(4)①a、c ②大于 ③小于 tm时生成物浓度较低
④4y3(x-y)2(mol·L-1)-1
8.(2016海南单科,16,9分)顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下转化:
该反应的速率方程可表示为:v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定温度时为常数,分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题:
(1)已知:t1温度下,k(正)=0.006 s-1,k(逆)=0.002 s-1。该温度下反应的平衡常数值K1= ;该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆),则ΔH 0(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)t2温度下,图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是 (填曲线编号),平衡常数值K2= ;温度t2 t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是 。
答案 (9分)(1)3 小于
(2)B 73 大于 放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动
9.(2016四川理综,11,16分)资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案,制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2,其简化流程如下:
已知:①Ca5(PO4)3F在950 ℃不分解;
②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C 2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4
请回答下列问题:
(1)950 ℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是 。
(2)实验室过滤所需的玻璃仪器是 。
(3)NH4NO3溶液能从磷矿Ⅰ中浸取出Ca2+的原因是 。
(4)在浸取液Ⅱ中通入NH3,发生反应的化学方程式是 。
(5)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25 ℃,101 kPa时:
CaO(s)+H2SO4(l) CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271 kJ/mol
5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g) Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=-937 kJ/mol
则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 。
(6)在一定条件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1∶5,达平衡时,CO转化了56。若a kg含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿,在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4,将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1∶3混合,则在相同条件下达平衡时能产生H2 kg。
答案 (16分)(1)CO2
(2)漏斗、烧杯、玻璃棒
(3)NH4+水解使溶液呈酸性,与CaO、Ca(OH)2反应生成Ca2+
(4)MgSO4+2NH3+2H2O Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4
(5)Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l) 5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g) ΔH=-418 kJ/mol
(6)ab44 800
10.(2016课标Ⅱ,27,14分)丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515 kJ·mol-1
②C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353 kJ·mol-1
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是 ;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时,丙烯腈的产率 (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是 ;高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)。
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为 ,理由是 。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 。
答案 (14分)(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂
(2)不是 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC
(3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
11.(2016上海单科,五,12分)随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空:
29.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:
CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的体积分数随温度升高而增加。
若温度从300 ℃升至400 ℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”“减小”或“不变”)
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
30.相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:
[CO2]/mol·L-1
[H2]/mol·L-1
[CH4]/mol·L-1
[H2O]/mol·L-1
平衡Ⅰ
a
b
c
d
平衡Ⅱ
m
n
x
y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为 。
31.碳酸:H2CO3,Kil=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11
草酸:H2C2O4,Kil=5.9×10-2,Ki2=6.4×10-5
0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH 0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。(选填“大于”“小于”或“等于”)
等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是 。
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是 。(选填编号)
a.[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-]
b.[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
c.[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
d.[H2CO3]>[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]
32.人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:H++HCO3- H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。
答案 29.
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
增大
增大
减小
减小
30.cd2ab4=xy2mn4
31.大于 草酸 ac
32.当少量酸性物质进入血液中,平衡向右移动,使H+浓度变化较小,血液的pH基本不变;当少量碱性物质进入血液中,平衡向左移动,使H+浓度变化较小,血液的pH基本不变。(合理即给分)
【三年模拟】
一、选择题(每题6分,共36分)
1.(2018天津河北区一模,5)下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响时所画的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是( )
A.①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应的ΔH<0
B.②是在平衡体系的溶液中溶解少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像
C.③是在有、无催化剂存在下建立平衡过程的图像,a表示使用催化剂时的曲线
D.④是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,压强p1>p2
答案 C
2.(2018天津河西一模,6)已知气相直接水合法制取乙醇的反应为H2O(g)+C2H4(g) CH3CH2OH(g)。在容积为3 L的密闭容器中,当n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1时,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示:
下列说法正确的是( )
A.a、b两点的平衡常数:b>a
B.压强大小顺序:p1>p2>p3
C.当混合气体的密度不变时反应达到了平衡
D.其他条件不变,增大起始投料比n(H2O)n(C2H4),可提高乙烯转化率
答案 D
3.(2018天津南开中学高三6月月考,6)T2℃时,将1 mol X和2 mol Y 投入2 L的密闭容器中,发生反应:X(g)+2Y(g) 3Z(g) ΔH,测得X、Y的物质的量随时间变化如下表,平衡时物质X的体积分数为φ,该反应的平衡常数(K)随温度的变化如下图,则下列判断正确的是( )
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
n(X)/mol
1
0.80
0.66
0.58
0.52
0.50
0.50
n(Y)/mol
2
1.60
A.前5 min用Z表示的平均反应速率为1.2 mol/(L·min)
B.T2℃时,对于反应12X(g)+Y(g) 32Z(g) ΔH',2ΔH'=ΔH
C.T2℃时,若把1 mol X、2 mol Y和1 mol Z充入上述容器中,达到平衡时X的体积分数比φ大
D.该反应的正反应是吸热反应,且T1pⅣ
C.达到平衡时,容器Ⅳ中逆反应速率比容器Ⅰ中的大
D.达平衡后,再向容器Ⅰ中充入0.16 mol SO2、0.04 mol SO3,则此时反应向逆反应方向进行
答案 C
5.(2018天津耀华中学高三第二次月考,2)某密闭容器中的反应:3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),其正反应速率随时间变化的情况如图所示。判断下列有关t1时刻条件变化的说法,正确的是( )
A.增大NH3浓度的同时减小N2浓度
B.增大N2和H2的浓度
C.扩大容器的体积
D.降低反应温度
答案 A
6.(2018天津一中第二次月考,19)在四个恒容密闭容器中按下表中的相应量充入气体,发生反应:2N2O(g) 2N2(g)+O2(g),容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率如图所示:
容器
容积/L
起始物质的量/mol
N2O
N2
O2
Ⅰ
V1
0.1
0
0
Ⅱ
1.0
0.1
0
0
Ⅲ
V3
0.1
0
0
Ⅳ
1.0
0.06
0.06
0.04
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应放热
B.相同温度下反应时,平均反应速率:v(Ⅰ)>v(Ⅲ)
C.图中A、B、C三点处容器内总压强:p(Ⅰ)A”“<”或“=”)。
答案 (2)①B、D ②k正/k逆 ③160 >
8.(2018天津河北区一模,10,节选)(6分)丙烷在燃烧时能放出大量的热,它是液化石油气的主要成分,作为能源用于人们的日常生产和生活中。已知:
①2C3H8(g)+7O2(g) 6CO(g)+8H2O(l) ΔH1=-2 741.8 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH2 =-566 kJ/mol
(2)现有1 mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1 mol CO 和2 mol CO2 以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1 L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=+41.2 kJ/mol。
①下列事实能说明该反应达到平衡的是 。
a.体系中的压强不发生变化
b.v正(H2)=v逆(CO)
c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d.CO2的浓度不再发生变化
②5 min后体系达到平衡,经测定,H2的物质的量为0.8 mol,则平衡常数K= 。
③其他条件不变,向平衡体系中充入少量CO,则平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (2)①bd ②3.5 ③不变
9.(2017天津河北区二模,10,节选)(10分)当前情况下散烧煤和没有清洁的煤是造成中国城市雾霾或者东部雾霾的主要原因。煤的气化是解决雾霾、清洁利用煤炭的重要途径之一。
(1)已知:H2O(g) H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1。
物质
H2(g)
C(s)
CO(g)
燃烧热ΔH/kJ·mol-1
-285.8
-393.5
-283.0
①请写出煤气化生成合成气(CO和H2)的热化学方程式: 。
②在恒温、恒容的反应器中,能表明上述反应达到平衡状态的是 。
a.混合气体的平均相对分子质量不再改变
b.气体压强不再改变
c.各气体浓度相等
d.反应体系中温度保持不变
e.混合气体密度不变
f.单位时间内,消耗水的质量与生成氢气的质量比为9∶1
(2)甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2、H2)在催化剂的作用下合成甲醇,其中部分主反应如下:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58 kJ·mol-1
①请推断该反应自发进行的条件为 。
②若将1 mol CO2和2 mol H2充入容积为2 L的恒容密闭容器中,在两种不同温度下发生反应。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”“=”或“<”);若5 min后反应达到平衡状态,H2的转化率为90%,则用CO2表示的平均反应速率为 ,该温度下的平衡常数为 ;若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 。
A.升高温度
B.使用合适的催化剂
C.充入He
D.按原比例再充入CO2和H2
答案 (1)①C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1 ②abe (2)①低温 ②> 0.06 mol/(L·min)
450 D
