高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 專題突破練8 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

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專題突破練(八)　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 1．對于合成氨反應(yīng)，達(dá)到平衡后，以下分析正確的是 (　　) A．升高溫度，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 B．增大壓強，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 C．減小反應(yīng)物濃度，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 D．加入催化劑，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 解析：　A．合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，正反應(yīng)、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大，但是溫度對吸熱反應(yīng)的速率影響更大，所以對該反應(yīng)來說，對逆反應(yīng)速率影響更大，錯誤；B．合成氨的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，所以對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，正確；C．減小反應(yīng)物濃度，使正反應(yīng)的速率減小，由于生成物的濃度沒有變化，所以逆反應(yīng)速率不變，錯誤；D．加入催化劑，使正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率改變的倍數(shù)相同，正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率相同，錯誤。 答案：　B 2．在恒溫下的密閉容器中，有可逆反應(yīng)2NO2N2O4，下列描述不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A．N2O4生成速率與N2O4分解速率相等 B．混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變 C．NO2的分子數(shù)與N2O4分子數(shù)之比為2∶1 D．體系顏色不再發(fā)生改變 解析：　N2O4的生成速率和分解速率相等，說明N2O4的濃度不變，即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A選項正確；混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(混)＝，(混)不變，說明n(混)不變，即反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，B選項正確；NO2與N2O4的分子數(shù)之比為2∶1時反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，C選項錯誤；體系顏色不變，說明NO2的濃度不變，即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D選項正確。 答案：　C 3．反應(yīng)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，達(dá)到平衡時，下列措施：①升溫　②恒容通入惰性氣體?、墼黾覥O濃度　④減壓?、菁哟呋瘎、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是 (　　) A．①②④　　　　　　　　 B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 解析：　能提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的方法是在不改變該反應(yīng)物起始量的條件下使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。①升溫向吸熱方向即正反應(yīng)方向移動；②恒容通入惰性氣體，各組分濃度不變，平衡不移動；③增加CO濃度使平衡逆向移動；④減壓使平衡正向移動；⑤催化劑不影響平衡；⑥恒壓通入惰性氣體，參與反應(yīng)的各組分壓強減小，平衡正向移動，故①④⑥符合題意。 答案：　B 4．在密閉容器中進行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 molL－1、0.3 molL－1、0.2 molL－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度可能是(　　) A．c(Z)＝0.3 molL－1 B．c(X2)＝0.2 molL－1 C．c(Y2)＝0.4 molL－1 D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.55 molL－1 解析：　假設(shè)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，由于Y2(g)過量，則完全轉(zhuǎn)化時，Z(g)的濃度為0.4 molL－1；假設(shè)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則完全轉(zhuǎn)化時，X2(g)、Y2(g)的濃度分別為0.2 molL－1、0.4 molL－1。由題意知，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，生成物也不可能完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，故A正確，B、C均錯誤；又該反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)體積不變，反應(yīng)達(dá)到平衡時，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質(zhì)的量不會改變，物質(zhì)的總濃度也不會改變，即c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6 molL－1，D錯誤。 答案：　A 5．在2 L的密閉容器中，一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.4 kJmol－1。起始時NO和CO各為4 mol,10 s后達(dá)到化學(xué)平衡后，測得N2為1 mol。下列有關(guān)反應(yīng)速率的說法中，正確的是(　　) A．反應(yīng)前5 s內(nèi)，用NO表示的平均反應(yīng)速率為0.1 mol(Ls)－1 B．達(dá)到平衡后，升高溫度，正反應(yīng)速率將減小，逆反應(yīng)速率將增大 C．達(dá)到平衡后，反應(yīng)速率的關(guān)系有：v 正(CO)＝2v逆(N2) D．保持容器體積不變，往容器中充入1 mol O2，正、逆反應(yīng)速率都不改變 解析：　10 s內(nèi)，由化學(xué)反應(yīng)方程式知，參加反應(yīng)的NO為2 mol，v(NO)＝＝0.1 mol(Ls)－1，所以，5 s內(nèi)的速率不是0.1 mol(Ls)－1，A項錯；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，B項錯；由方程式知，v正(CO)＝2v正(N2)，結(jié)合C項中的關(guān)系，可說明，v正(N2)＝v逆(N2)，即為平衡狀態(tài)，C項正確；充入O2可以與NO反應(yīng)，則正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率瞬時不變，隨后減小，D項錯。 答案：　C 6．(2016河北唐山模擬)某溫度下，在2 L的密閉容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋mY(g)3Z(g)。平衡時，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達(dá)到平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是(　　) A．m＝2 B．兩次平衡的平衡常數(shù)相同 C．X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1 D．第二次平衡時，Z的濃度為0.4 molL－1 解析：　 A項，根據(jù)再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變，可知該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，因此m＝2。B項，由于溫度沒有變化，故兩次平衡的平衡常數(shù)不變。C項，因為是按照化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比充入的反應(yīng)物，因此二者的平衡轉(zhuǎn)化率相等。D項，該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，因此反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量與反應(yīng)前一樣，都為4 mol，而平衡后Z的體積分?jǐn)?shù)為10%，平衡時Z的物質(zhì)的量為4 mol10%＝0.4 mol，容器體積為2 L，Z的濃度為0.2 molL－1。 答案：　D 7．對于可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。下列研究目的和圖示相符的是(　　) A B C D 研究 目的 溫度(T)對化學(xué)平衡的影響(T2>T1) 壓強(p)對平衡常數(shù)的影響 溫度(T)對反應(yīng)的影響 壓強(p)對反應(yīng)的影響(p2>p1) 圖示 解析：　A項，根據(jù)“先拐先平”反應(yīng)快、溫度高，可知T1>T2，錯誤；B項，“化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，與壓強無關(guān)，錯誤；C項，①最低點為平衡點；②最低點左側(cè)為反應(yīng)向右進行建立平衡的過程；③后半段為溫度對平衡影響；D項，根據(jù)“先拐先平、反應(yīng)快，壓強大”可知p1>p2，錯誤。 答案：　C 8．將E和F加入密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：E(g)＋F(s)2G(g)。忽略固體體積，平衡時G的體積分?jǐn)?shù)(%)隨溫度和壓強的變化如下表所示： 　壓強/MPa 溫度/℃　　　　　　 體積分?jǐn)?shù)/% 1.0 2.0 3.0 810 54.0 a b 915 c 75.0 d 1 000 e f 83.0 ①b0?、躃(1 000 ℃)>K(810 ℃) 上述①～④中正確的有(　　) A．4個　　　　　　　　 B．3個 C．2個 D．1個 解析：　由題意，增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，因此ba>b，①正確；根據(jù)反應(yīng)： 　　　　　　E(g)＋F(s)2G(g) 反應(yīng)前/mol 　 1 　　　　0 轉(zhuǎn)化量/mol 　 x 　　　　2x 反應(yīng)后/mol 　1－x 　　　2x 根據(jù)915 ℃時，G的體積分?jǐn)?shù)為2x/(1＋x)100%＝75%，x＝0.6，此時E的轉(zhuǎn)化率為60%，②正確；該反應(yīng)為熵增反應(yīng)，ΔS>0，③正確；升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，K(1 000 ℃)>K(810 ℃)，④正確。故選A。 答案：　A 9．甲、乙、丙三個容器中最初存在的物質(zhì)及其數(shù)量如圖所示，三個容器最初的容積相等、溫度相同，反應(yīng)中甲、丙的容積不變，乙中的壓強不變，在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡。下列說法正確的是(　　) A．平衡時各容器內(nèi)c(NO2)的大小順序為乙>甲>丙 B．平衡時N2O4的百分含量：乙>甲＝丙 C．平衡時甲中NO2與丙中N2O4的轉(zhuǎn)化率不可能相同 D．平衡時混合物的平均相對分子質(zhì)量：甲>乙>丙 解析：　因甲、丙為恒容容器，0.1 mol N2O4完全轉(zhuǎn)化可得到0.2 mol NO2，故甲、丙兩容器中的化學(xué)平衡為等效平衡，反應(yīng)開始后乙容器中的壓強大于甲容器中的壓強，而壓強越大，越有利于平衡向生成N2O4的方向進行，故B對；再結(jié)合平均相對分子質(zhì)量與各組分相對分子質(zhì)量的關(guān)系知D錯；雖然乙中轉(zhuǎn)化掉的NO2比甲中多，由勒夏特列原理知因乙的容積減小導(dǎo)致NO2濃度增大的程度大于因平衡移動使NO2濃度減小的程度，因此，平衡時乙中NO2的濃度大于甲中NO2的濃度，但由于甲、丙兩容器內(nèi)的化學(xué)平衡為等效平衡，甲、丙中NO2的濃度應(yīng)相等，A錯；由甲、丙中的化學(xué)平衡為等效平衡知，若平衡時甲中NO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則丙中N2O4的轉(zhuǎn)化率也為50%，C錯。 答案：　B 10．根據(jù)下表所示化學(xué)反應(yīng)與數(shù)據(jù)關(guān)系，回答下列問題： 化學(xué)反應(yīng) 平衡 常數(shù) 溫度 973 K 1 173 K ①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) K1 1.47 2.15 ②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) K2 2.38 1.67 ③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) K3 ？ ？ (1)反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (2)寫出反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3的表達(dá)式__________________________________。 (3)根據(jù)反應(yīng)①②③可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝________(用K1、K2表示)。 (4)要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動，可采取的措施有________ (填寫字母序號)。 A．縮小反應(yīng)容器的容積 B．?dāng)U大反應(yīng)容器的容積 C．升高溫度 D．使用合適的催化劑 E．設(shè)法減小平衡體系中的CO濃度 (5)若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示： ①可見反應(yīng)在t1、t3、t7時都達(dá)到了平衡，而t2、t8時都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時________；t8時____________。 ②若t4時降壓，t6時增大反應(yīng)物的濃度，請在圖中畫出t4～t6時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系曲線。 解析：　 (1)由表可知，溫度升高，反應(yīng)①的K1增大，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(2)反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3＝。(3)K3＝，K1＝，K2＝，故K3＝。 (4)反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，其逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，而反應(yīng)③是反應(yīng)①的逆反應(yīng)與反應(yīng)②的和，故反應(yīng)③是放熱反應(yīng)，且反應(yīng)前后氣體的體積不變，故只有C、E可使平衡逆向移動。(5)①由圖可知，t2時改變的條件使反應(yīng)速率增大，且平衡逆向移動，故改變的條件是升高溫度或增大CO2的濃度(或增大H2的濃度)；t8時改變的條件使反應(yīng)速率加快且平衡不移動，故改變的條件是使用催化劑或加壓(或減小容器的容積)。②若t4時降壓，則反應(yīng)速率減小，曲線在原來平衡曲線的下方，平衡不移動，故該曲線為水平直線，且縱坐標(biāo)為t6時的v逆。 答案：　(1)吸熱 (2) (3)　(4)CE (5)①升高溫度或增大CO2的濃度或增大H2的濃度 使用催化劑或加壓或減小容器的容積 11．一定溫度下，向一容積為5 L的恒容密閉容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196 kJmol－1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器內(nèi)壓強變?yōu)槠鹗紩r的。請回答下列問題： (1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志________(填字母序號)。 a．SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2∶1∶2 b．容器內(nèi)氣體的壓強保持不變 c．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變 d．SO3的物質(zhì)的量不再變化 (2)①SO2的轉(zhuǎn)化率為________； ②達(dá)到平衡時反應(yīng)放出的熱量為________。 (3)如圖表示平衡時SO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強和溫度變化的曲線，則： ①溫度關(guān)系：T1________T2(填“>”“<”或“＝”，下同)。 ②平衡常數(shù)關(guān)系：KA________KB，KA________KD。 解析：　(1)a項，SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2∶1∶2，與它們的化學(xué)計量數(shù)之比相等，和反應(yīng)是否達(dá)到平衡沒關(guān)系，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；b項，容器內(nèi)氣體的壓強不變，這是一個恒容條件下的化學(xué)平衡，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量是有所改變的，現(xiàn)在壓強不變，說明氣體總量不變，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)；c項，容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變，這是恒容條件下的化學(xué)平衡狀態(tài)，反應(yīng)物和生成物均為氣體，則氣體質(zhì)量恒定，氣體密度恒定，所以不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；d項，SO3的物質(zhì)的量不再變化，說明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。(2)向容積為5 L的恒容密閉容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，根據(jù)反應(yīng)有： 　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)  2SO3(g) 起始量/mol　　 0.4　　　0.2　　　　0 改變量/mol　　 2x　　　 x　　　　 2x 平衡量/mol　　0.4－2x　0.2－x　 　2x 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器內(nèi)壓強為起始時的，則有＝0.7，解得x＝0.18。①SO2的轉(zhuǎn)化率＝100%＝90%；②達(dá)到平衡時反應(yīng)放出的熱量＝0.36kJ＝35.28 kJ。(3)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)增大，則可得到溫度關(guān)系T1>T2；化學(xué)平衡常數(shù)和溫度有關(guān)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，KA＝KB；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，K值減小，KA?。健? 12．合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。 (1)一定溫度下，某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時氫氣的壓強(p)，橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比(H/M)。 在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強的增大，H/M逐漸增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy，氫化反應(yīng)方程式為： zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ)。在B點，氫化反應(yīng)結(jié)束，進一步增大氫氣壓強，H/M幾乎不變。反應(yīng)(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時，2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL，吸氫速率v＝________mLg－1min－1。反應(yīng)(Ⅰ)的焓變ΔH1________0(填“>”“<”或“＝”)。 (2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T1、T2時，η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“＝”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達(dá)平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的________(填“b”“c”或“d”)點，該貯氫合金可通過________或________的方式釋放氫氣。 解析：　(1)根據(jù)氫原子守恒得zx＋2＝zy，則z＝。v＝＝30 mLg－1min－1。由題圖可以看出，溫度越高，平衡時氫氣的壓強越大，說明反應(yīng)(Ⅰ)逆向移動，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH1<0。(2)反應(yīng)(Ⅰ)為放熱反應(yīng)，溫度越低，單位質(zhì)量的貯氫合金的吸氫量越大，故η(T1)＞η(T2)。反應(yīng)(Ⅰ)的化學(xué)平衡常數(shù)為K＝，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，向恒容體系中充入H2，平衡時c(H2)不變，故壓強不變，應(yīng)為圖中c點。反應(yīng)(Ⅰ)為放熱反應(yīng)且為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，故加熱或減壓均使反應(yīng)(Ⅰ)平衡逆向移動而釋放氫氣。 答案：　(1)　30　＜　(2)＞　c　加熱　減壓 13．某研究小組研究了340 K時N2O5的分解反應(yīng)：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)。得到不同物質(zhì)在不同時刻的濃度，見下表。 t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/(molL－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)/(molL－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060 (1)圖象能夠非常直觀地描述物理量的變化趨勢。請你在下圖中分別作出c(N2O5)—t圖象及c(O2)—t圖象，描述反應(yīng)物、生成物的濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系。 (2)數(shù)據(jù)處理是化學(xué)實驗過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。請計算下列化學(xué)反應(yīng)速率，并將計算結(jié)果填入表中。 Δt/min 0～1 1～2 2～3 3～4 v(N2O5)/(molL－1min－1) v(O2)/(molL－1min－1) (3)根據(jù)計算結(jié)果找出各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系： ________________________________________________________________________。 答案：　(1) (2) Δt/min 0～1 1～2 2～3 3～4 v(N2O5)/(molL－1min－1) 0.046 0.034 0.024 0.016 v(O2)/(molL－1min－1) 0.023 0.017 0.012 0.008 (3)用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比