2020高考化学冲刺600分练习7化学反应速率和化学平衡含解析
练7 化学反应速率和化学平衡
(A组)
1.一定条件下,在密闭容器里进行可逆反应S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(g)2SCl2(鲜红色液体) ΔH=-61.16 kJ·mol-1。下列说法正确的是( )
A.增大压强,平衡常数将增大
B.达到平衡时,单位时间里消耗n mol S2Cl2的同时也生成n mol Cl2
C.达到平衡时,若升高温度,氯气的百分含量减小
D.加入氯气,平衡向正反应方向移动,氯气的转化率一定升高
答案:B
解析:平衡常数只与温度有关,A项错误;消耗S2Cl2表示正反应,生成Cl2表示逆反应,二者物质的量变化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比,B项正确;正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,氯气的百分含量增大,C项错误;加入氯气,平衡向正反应方向移动,S2Cl2的转化率增大,氯气的转化率降低,D项错误。
2.室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是( )
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间
答案:D
解析:加入NaOH,c(HBr)减小,平衡向逆反应方向移动,乙醇的物质的量增大,A项正确;增大HBr浓度,平衡向正反应方向移动,有利于生成C2H5Br,B项正确;若反应物按照化学计量数之比加入溶液中,则各物质的平衡转化率相等,故反应物均增大至2 mol,两种反应物平衡转化率之比不变,C项正确;若起始温度提高至60 ℃,生成物C2H5Br为气态,能够从反应体系中逸出,导致反应不断向正反应方向进行,因此不能缩短反应达到平衡的时间,D项错误。
3.一定温度下,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
10
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 mol SO2、
1 mol O2
4 mol SO3
2 mol SO2、
1 mol O2
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.v1
K3,p2>2p3
C.v1α3(SO2)
D.c2<2c3,α2(SO3)+α3(SO2)=1
答案:C
解析:容器2中反应物投入量相当于容器1中反应物投入量的2倍,平衡时,容器2中SO2的反应速率大,容器2中反应达到的平衡相当于容器1中反应达到平衡后加压,增大压强,平衡正向移动,则平衡时SO3的浓度:c2>2c1,A项错误;平衡常数仅与温度有关,容器3中温度高,而该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,则K1>K3,容器1和容器2中温度相同,投料量不同,平衡时p2<2p1,升温平衡逆向移动,则平衡时p1v1,升高温度,平衡逆向移动,SO2的平衡转化率减小,即α1(SO2)>α3(SO2),C项正确;平衡时c2>2c1,c1>c3,故c2>2c3,假设容器2中投入2 mol SO3且保持容器2和容器3的反应温度相同,则两容器中的反应达到的平衡完全等效,则有α2(SO3)+α3(SO2)=1,对于容器2而言,相当于对容器3加压并降低温度,该反应是气体分子数减小的放热反应,加压、降温均会使平衡正向移动,则α2(SO3)减小,所以α2(SO3)+α3(SO2)<1,D项错误。
4.O3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下:
反应①:O3O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1;
反应②:[O]+O32O2 ΔH<0 平衡常数为K2;
总反应:2O33O2 ΔH<0 平衡常数为K。下列叙述正确的是( )
A.降低温度,K减小
B.K=K1+K2
10
C.适当升温,可提高消毒效率
D.压强增大,K2减小
答案:C
解析:降温,总反应平衡向右移动,K增大,A项错误;K1=、K2=、K==K1·K2,B项错误;升高温度,反应①平衡向右移动,c([O])增大,可提高消毒效率,C项正确;对于给定的反应,平衡常数只与温度有关,D项错误。
5.科学家研究以太阳能为热源分解Fe3O4,最终循环分解水制H2,其中一步重要反应为2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g) ΔH=a kJ·mol-1。在一定压强下,Fe3O4的平衡转化率随温度变化的α(Fe3O4)T曲线如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.a>0
B.压强p1>p2
C.升高温度,该反应的平衡常数增大
D.将体系中O2分离出去,能提高Fe3O4的转化率
答案:B
解析:根据图像分析,压强一定,温度升高,Fe3O4的平衡转化率升高,该反应为吸热反应,ΔH>0,即a>0,A项正确;温度一定时,压强增大,平衡逆向移动,Fe3O4的平衡转化率降低,故p10,且a=1
C.若在图1所示的平衡状态下再向体系中充入He,此时v正>v逆
D.200 ℃时,向容器中充入2 mol A和1 mol B,达到平衡时,A的体积分数小于0.5
答案:D
解析:由图1可知,200 ℃时5 min达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为0.2 mol,故v(B)==0.02 mol·L-1·min-1,故A错误;由图2可知,n(A) :n(B)一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡正向移动,故正反应为吸热反应,即ΔH>0,在一定的温度下,只要A、B起始物质的量之比刚好等于化学方程式中化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,由图1可知x:y=0.4 mol:0.2 mol=2,即a
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=2,故B错误;恒温恒容条件下通入氦气,反应混合物各组分的浓度不变,平衡不移动,故v正=v逆,故C错误;由图1可知,x:y:z=0.4 mol:0.2 mol:0.2 mol=2:1:1,达到平衡时A的体积分数为0.5,200 ℃时,向容器中充入2 mol A和1 mol B,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,故达到平衡时A的体积分数小于0.5,故D正确。
6.对利用甲烷消除NO2污染进行研究,CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在1 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。
组别
温度
n/mol 时间/min
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
0.15
下列说法正确的是( )
A.组别①中,0~20 min内,NO2的降解速率为 0.012 5 mol·L-1·min-1
B.由实验数据可知实验控制的温度T1<T2
C.40 min时,表格中T2对应的数据为0.18
D.0~10 min内,CH4的降解速率①>②
答案:B
解析:观察表格,组别①中0~20 min,n(CH4)减少0.25 mol则n(NO2)减少0.5 mol,NO2的降解速率为0.025 mol·L-1·min-1,A项错误;温度越高反应速率越大,达平衡所需时间越短,由实验数据可知实验控制的温度T1①,D项错误。
7.100 ℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的X气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g)Z(g),反应过程中测定的部分数据见下表
反应时间/min
n(X)/mol
n(Y)/mol
0
2.00
2.40
10
1.00
30
0.40
下列说法正确的是( )
A.温度为200 ℃时,上述反应平衡常数为20,则正反应为吸热反应
B.若密闭容器体积可变,其他条件不变,在达到平衡后缩小容器体积为原来一半,则n(X)>1 mol
C.保持其他条件不变,向容器中再充入1.00 mol X气体和1.20 mol Y气体,到达平衡后,X转化率增大
D.保持其他条件不变,若再向容器中通入0.10 mol X气体,0.10 mol Y和0.10 mol
10
Z,则v(正)<v(逆)
答案:C
解析:由表格中数据,X(g)+2Y(g)Z(g)
开始 2 2.4 0
转化 1 2 1
10 min 1 0.4 1
可知10 min与30 min时Y的物质的量相同,10 min时达到平衡,100 ℃时,K==25,温度为200 ℃时,上述反应平衡常数为20,小于100 ℃时K,则升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应, A项错误;其他条件不变,在达到平衡后缩小容器体积为原来一半,压强增大,平衡正向移动,则n(X)<1 mol, B项错误;由上述分析可知,平衡时X为1 mol、Y为0.4 mol,向容器中再充入1.00 mol X气体和1.20 mol Y气体,相当于平衡时加Y,平衡正向移动,促进X的转化,达平衡后,X转化率增大, C项正确;若再向容器中通入0.10 mol X气体,0.10 mol Y和0.10 mol Z,Qc==16<K,则平衡正向移动,可知v(正)>v(逆),D项错误。
8.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( )
甲
乙
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丙
丁
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
解析:图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越大,其分解速率越快,A错误;图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越大,H2O2分解速率越快,B错误;图丙表明,少量Mn2+存在时,0.1 mol·L-1 NaOH溶液中H2O2的分解速率最快,C错误。
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