（福建專用）2014版高三化學 專題檢測卷（六） 專題二 第3講 化學反應速率和化學平衡（含解析）

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1、化學反應速率和化學平衡 (45分鐘　100分) 一、選擇題(本題包括6小題,每小題7分,共42分) 1.(2013·廈門一模)一定溫度下,在某密閉容器中發(fā)生反應： 2HI(g)H2(g)+I2(s)　ΔH>0,若0～15 s內c(HI)由0.1 mol·L-1降到 0.07 mol·L-1,則下列說法正確的是(　　) A.0～15 s內用I2表示的平均反應速率為 v(I2)=0.001 mol·L-1·s-1 B.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反應時間小于10 s C.升高溫度正反應速率加快,逆反應速率減慢 D.減小反應體系的體積,化

2、學反應速率加快 2.在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡的標志的是(　　) ①C的生成速率與C的分解速率相等;②單位時間內有amol A生成的同時生成3amol B;③A、B、C的濃度不再變化;④容積不變的密閉容器中混合氣體的總壓強不再變化;⑤混合氣體的物質的量不再變化;⑥單位時間消耗amol A,同時生成3amol B;⑦A、B、C的分子數(shù)目之比為1∶3∶2。 A.②⑤　　　B.①③　　　C.②⑦　　　D.⑤⑥ 3.(2013·杭州一模)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0是制備硫酸的重要反應,在固定體積的密閉容器中達到平衡時,下列

3、敘述正確的是(　　) A.縮小反應體系的體積,平衡將向氣體化學計量數(shù)增大的方向移動 B.降低溫度將向吸熱反應方向即逆反應方向移動 C.平衡時單位時間內生成nmol O2同時消耗2nmol SO2 D.平衡時容器中氣體的密度不再發(fā)生變化 4.(2013·安徽高考)一定條件下,通過下列反應可以制備特種陶瓷的原料MgO： MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0 該反應在恒容的密閉容器中達到平衡后,若僅改變圖中橫坐標x的值,重新達到平衡后,縱坐標y隨x變化趨勢合理的是(　　) 選項 x y A 溫度 容器內混合氣體的密度 B

4、CO的物質的量 CO2與CO的物質的量之比 C SO2的濃度 平衡常數(shù)K D MgSO4的質量(忽略體積) CO的轉化率 5.(2013·泉州質檢)在恒容密閉容器中存在下列平衡： CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。 CO2(g)的平衡物質的量濃度c(CO2)與溫度T的關系如圖所示。下列說法錯誤的是 (　　) A.反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的ΔH>0 B.在T2時,若反應處于狀態(tài)D,則一定有v(正)

5、 6.已知可逆反應： 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1 025 kJ·mo1-l。若反應物起始物質的量相同,下列關于該反應的示意圖不正確的是(　　) 二、非選擇題(本題包括4小題,共58分) 7.(20分)(1)碳元素的單質及其化合物與人類的生產(chǎn)、生活、科研息息相關。工業(yè)上利用水煤氣合成甲醇的主要反應可表示為 H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=-45.4 kJ·mol-1。 向容積為1 L的密閉容器中加入0.10 mol H2和0.05 mol CO,在一定溫度下發(fā)生上述反應,10 min后反應達到平衡狀態(tài),測得放出熱量3.6

6、32 kJ。 ①該溫度條件下,上述反應的化學平衡常數(shù)K=? 　。 ②若容器容積不變,下列措施可增加CH3OH產(chǎn)率的是　　　　(填寫序號)。 A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離 C.充入He,使體系總壓強增大 D.再充入0.10 mol H2和0.05 mol CO ③反應達到平衡后,保持其他條件不變,若只把容器的體積縮小一半,平衡將 　　　　(選填“逆向”“正向”或“不”)移動,化學平衡常數(shù)K　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)CO和H2與我們的生產(chǎn)和生活等方面密切相關。 一定條件下,在容積為3 L的密閉容器中發(fā)生反應：

7、CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),達平衡狀態(tài)。根據(jù)圖示回答： ①500℃時,從反應開始至達到平衡狀態(tài) v(H2)=　　　　(用nB、tB表示) ②KA和KB的關系是KA　　　　KB,該反應的ΔH　　　　0(選填“>”“=”或“<”)。 ③300℃達平衡時,將容器容積壓縮到原來的,其他條件不變,則v(正)　　　　 v(逆)(選填“大于”“等于”或“小于”)。 ④室內煤氣泄漏造成人體中毒,是因為CO吸入肺中與輸氧血紅蛋白(HbO2)發(fā)生反應： CO+HbO2O2+HbCO,37℃時,K=220。當c(HbCO)∶c(HbO2)≥0.02時,即吸入CO與O2物質的量濃度之比

8、≥　　　　時,人的智力會受損;把CO中毒的病人放入高壓氧艙中解毒的原理是? 　。 8.(10分)(2013·福州質檢)已知反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　 ΔH=akJ·mol-1,平衡常數(shù)為K。測得在不同溫度下,K值如下： 溫度/℃ 500 700 900 K 1.00 1.47 2.40 (1)若500℃時進行反應,CO2的起始濃度為2 mol·L-1,CO的平衡濃度為_____　。 (2)該反應為　　　　(選填“吸熱”或“放熱”)反應。 (3)700℃時反應達到平衡狀態(tài),要使該平衡向右

9、移動,其他條件不變時,可以采取的措施有? (填序號)。 A.縮小反應器體積　　　　 B.通入CO2 C.升高溫度到900℃　　　　 D.使用合適的催化劑 E.增加Fe的量 (4)下列圖像符合該反應的是　　　　(填序號)(圖中v為速率,φ為混合物中CO含量,T為溫度且T1>T2)。 9.(16分)(2013·青島一模)碳、氮和鋁的單質及其化合物在工農業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應C(s)+2NO(g)N2(g) +CO2(g)　 ΔH=QkJ·mol-1。在T1℃時,反應進行到不同

10、時間測得各物質的濃度如下： 　　　時間(min) 濃度(mol·L-1)　　　 0 10 20 30 40 50 NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60 N2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 CO2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 (1)0～10 min內,NO的平均反應速率v(NO)=　　　　　　,T1℃時,該反應的平衡常數(shù)K=　　　　。 (2)30 min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是　　　　(填字母編號)。 a.

11、通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭 c.加入合適的催化劑 d.適當縮小容器的體積 (3)若30 min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3∶1∶1,則Q　　　　0(填“>”或“<”)。 (4)在恒容條件下,能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是　　　　(填字母編號)。 a.單位時間內生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g) b.反應體系的溫度不再發(fā)生改變 c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變 d.反應體系的壓強不再發(fā)生改變 10.(12分)(2013·新課標全國卷Ⅱ)在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g),

12、在一定溫度進行如下反應： A(g) B(g)+C(g)　ΔH=+85.1 kJ·mol-1 反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表： 時間t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 總壓強 p/100 kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列問題： (1)欲提高A的平衡轉化率,應采取的措施為　　　　　　　　　　　　　　。 (2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉化率α(A)的表達式為　　　　　　　　　　。平衡時A的轉化率為　　　　　,列式并計算反應的平

13、衡常數(shù)K：　　　　　　　　　　　　　　。 (3)①由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應物A的物質的量n(A),n總=　　　　　　mol,n(A)=　　　　　　　mol。 ②下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù),計算：a=　　　　。 反應時間t/h 0 4 8 16 c(A)/(mol·L-1) 0.10 a 0.026 0.006 5 分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律,得出的結論是　　　　　　　　　　　　　,由此規(guī)律推出反應在12 h時反應物的濃度c(A)為　　　　mol·L-1。 答案解析 1.【解析】選D。I

14、2為固態(tài),故不能用它表示化學反應速率,A錯誤;v(HI)==0.002 mol·L-1·s-1,若反應仍以該速率進行,則t==10 s,但隨著反應的進行,反應物濃度降低,反應速率減慢,所用時間應大于10 s,B錯誤;升高溫度,正、逆反應速率均加快,C錯誤;減小反應體系的體積,從而增大了壓強,化學反應速率將加快,D正確。 2.【解析】選C。①表示正、逆反應速率相等,說明達到平衡狀態(tài);②都描述逆反應速率,不一定達平衡;③各成分濃度不變,是平衡標志;④中總壓強不變,意味著氣體的總物質的量不變,由于此反應是物質的量減小的反應,標志著各成分的物質的量不變,是平衡的標志;⑤原理同④;⑥表示正、逆反應速率

15、相等,是平衡的標志;⑦中不能說明各成分量不再變化,不是平衡標志。 3.【解析】選C。縮小反應體系的體積,即增大了壓強,平衡將向氣體化學計量數(shù)減小的方向移動,A錯誤;降低溫度將向放熱反應方向移動,B錯誤;生成nmol O2同時消耗2nmol SO2是兩個反應方向且速率相等,C正確;反應混合物全部是氣體且反應容器的體積不變,則無論是否是平衡狀態(tài),氣體的密度均不變,D錯誤。 4.【解題指南】解答本題時應注意該反應的特點：正反應為氣體體積增大的吸熱反應,且有固體參加與生成。 【解析】選A。該反應為正反應氣體體積增大的吸熱反應。升高溫度,平衡正向移動,氣體的質量增加,而容積不變,所以密度增大,A正

16、確;增加CO的量,平衡正向移動,但壓強增大,CO的轉化率會減小,故CO2與CO的物質的量之比會減小,B錯誤;平衡常數(shù)只與溫度有關,C錯誤;因MgSO4為固體,增加其量,對平衡沒有影響,CO的轉化率不變,D錯誤。 5.【解析】選C。由題圖看出,溫度越高,CO2的平衡濃度越大,說明該反應為吸熱反應,故溫度越高,反應限度越大,平衡常數(shù)越大,A、D項說法正確;C點表示的反應限度大于A點,故A點的反應物濃度大于C點,C項說法錯誤;D點表示的CO2的濃度大于其平衡濃度,故此時v(正)

17、衡時需要的時間短,A正確;增大壓強,平衡向逆反應方向移動,平衡時NO的含量小,且達到平衡時需要的時間短,B正確;有無催化劑只影響達到平衡的時間,不影響平衡移動,C正確;升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡時NO的含量小,且達到平衡時需要的時間短,D錯誤。 【解題技巧】解答圖像時需要兩“會” (1)會識圖：一看面、二看線、三看點(弄清縱、橫坐標的意義;看清曲線的變化趨勢;弄清起點、拐點、終點的意義)。 (2)會分析：分析圖像中隱含的信息,找出數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)點。將其加工成化學語言,同時聯(lián)系化學概念、化學原理,從而快速解決問題。 7.【解析】(1)①測得放出熱量3.632 kJ,則參加反應的

18、H2為0.08 mol,故平衡時的濃度H2為0.02 mol·L-1,CO為0.01 mol·L-1,CH3OH為0.04 mol·L-1,則K==100。 ②平衡正向移動可增加CH3OH產(chǎn)率。 ③只把容器的體積縮小一半,即增大了容器內的壓強,平衡正向移動,但溫度不變,故平衡常數(shù)不變。 (2)①根據(jù)反應速率的含義結合圖像可以得出v(H2)=。②升高溫度,甲醇的物質的量減少,平衡向逆反應方向移動,所以KA>KB,該反應的ΔH<0。 ③減小體積增大壓強,導致平衡向正反應方向移動即正反應速率大于逆反應速率。 ④根據(jù)平衡常數(shù)計算可得出吸入CO與O2物質的量濃度之比≥1∶11 000時,人的智

19、力會受損;增大氧氣的濃度,平衡向左移動,使一氧化碳從血紅蛋白中脫離出來。 答案：(1)①100　②B、D?、壅颉〔蛔? (2)①?、?　<　③大于 ④1∶11 000　增大氧氣的濃度,平衡向左移動,使一氧化碳從血紅蛋白中脫離出來 8.【解析】依據(jù)反應,可寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=c(CO)/c(CO2),從表中數(shù)據(jù)觀察到：K值隨溫度升高而增大,說明正反應為吸熱反應。在500℃時,假設CO2轉化了xmol·L-1,達到平衡狀態(tài)時,有下式成立：K=c(CO)/c(CO2)=x/(2-x)=1.00,解得x=1,即平衡時CO的濃度為1 mol·L-1。 (3)中,700℃時反應達到

20、平衡,要使該平衡向右移動,可以升高體系溫度、增大反應物濃度(通入CO2),注意不要錯選選項E,因為反應物Fe是固體,改變固體或純液體的量對平衡無影響。(4)中,圖像A是溫度改變對反應速率的影響,由于該反應的正反應是吸熱反應,所以升高溫度,正逆反應速率均增大,但正反應速率增大的幅度大,故A正確。圖像B是溫度改變對混合物中CO含量的影響,溫度較低時反應不進行,隨著溫度升高混合物中CO的含量逐漸增大,不會減小,故B錯誤。圖像C中T1>T2,溫度升高平衡向右移動,則CO的含量高,故C錯誤。 答案：(1)1 mol·L-1　(2)吸熱　(3)B、C　(4)A 9.【解析】(1)v(NO)= =0.

21、032 mol·L-1·min-1,20 min時反應達到平衡狀態(tài),K== 0.25。 (2)該反應是一個反應前后氣體體積不變的化學反應,根據(jù)表格數(shù)據(jù)知,反應物和生成物濃度都增大,可能的原因是加入某種物質或縮小容器的體積,故選a、d。 (3)若30 min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3∶1∶1,平衡向逆反應方向移動,說明逆反應是吸熱反應,則正反應是放熱反應。 (4)恒容條件下,體積不變。 a.無論反應是否達到平衡狀態(tài),單位時間內生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g),故錯誤。 b.該反應是放熱反應,所以反應體系的溫度隨著反應

22、的進行而改變,當平衡時,反應體系的溫度不變,故正確。 c.反應中有固體參加,反應前后氣體的質量不等,所以當反應達到平衡時,混合氣體的密度不再變化,故正確。 d.無論反應是否達到平衡狀態(tài),壓強始終不變,故錯誤。 答案：(1)0.032 mol·L-1·min-1　0.25 (2)a、d　(3)<　(4)b、c 10.【解析】(1)由于該反應的正反應為一個氣體體積增加的吸熱反應,要提高A的平衡轉化率,就應使平衡正向移動,所以應采取的措施為升高溫度,降低壓強。 (2)設到達平衡時A減少了xmol, 　　　　　A(g) 　　　B(g)+　　C(g) 起始量 0.10 mol

23、 0 0 變化量 xmol xmol xmol 平衡量 (0.10-x)mol xmol xmol 根據(jù)阿伏加德羅定律可得：0.10/(0.10-x+x+x)=p0/p,求得A的轉化率表達式為α(A)=x/0.10×100%=(p/p0-1)×100%,將題目中數(shù)據(jù)p0=4.91,p=9.53代入表達式求得平衡時A的轉化率為94.1%。x=0.094 1,該反應的平衡常數(shù)為K=c(B)·c(C)/c(A)=0.094 1×0.094 1/(0.10-0.094 1)=1.5; (3)①由以上三段式知平衡時n(總)=(0.10+x)mol,n(A

24、)=(0.10-x)mol,將(2)問中的x代入即可得到n(總)=0.10×p/p0mol,n(A)=0.10×(2-p/p0)mol; ②由表中數(shù)據(jù)可以看出規(guī)律為平衡前每間隔4小時,A濃度約變?yōu)樵瓉淼囊话?故可知a=0.051,反應在12 h時A的濃度為0.013 mol·L-1。 答案：(1)升高溫度、降低壓強　 (2)(-1)×100%　94.1% A(g) 　　B(g)+　　　 C(g) 0.10 mol 0 0 0.10 mol× 0.10 mol× 0.10 mol× (1-94.1%) 94.1% 94.1% K==1.5 (3)①0.10×　0.10×(2-)　 ②0.051　達到平衡前每間隔4 h,c(A)減少約一半　0.013