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2019年高考化學總復習 第七單元 第1節(jié) 化學反應速率及其影響因素試題
一、單項選擇題(本大題共24分,每小題4分,每小題只有一個正確選項)
1.一定溫度下在密閉容器內進行著某一反應,X氣體、Y氣體的物質的量隨反應時間變化的曲線如下圖。下列敘述中正確的是( )。
A.反應的化學方程式為:5YX
B.t1時,Y的濃度是X濃度的1.5倍
C.t2時,正、逆反應速率相等
D.t3時,逆反應速率大于正反應速率
2.對于反應N2+O22NO在密閉容器中進行,下列條件中能使該反應的逆反應速率加快的是( )。
A.縮小體積使壓強增大
B.壓強不變,充入He使體積增大
C.體積不變,充入He使壓強增大
D.壓強不變,充入N2使體積增大
3.一定條件下,分別對反應C(s)+CO2(g)2CO(g)(ΔH>0)進行如下操作(只改變該條件):①升高反應體系的溫度;②增加反應物C的用量;③縮小反應體系的體積;④減少體系中CO的量。上述措施中一定能使反應速率顯著變大的是( )。
A.①②③④ B.①③④
C.①② D.①③
4.對于可逆反應:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,在一定條件下由NH3(g)和O2(g)開始反應,下列說法正確的是( )。
A.達到化學平衡時,若升高反應體系的溫度,則正反應速率減小,逆反應速率增大,平衡向左移動
B.反應的凈速率是正、逆反應速率之差
C.反應過程中,正、逆反應速率的比值是恒定的
D.O2(g)的消耗速率與NO(g)的生成速率之比一直是4∶5
5.為了說明影響化學反應快慢的因素設計了如下四個實驗,結論不正確的是( )。
A.將銅片放入稀硫酸中,無現(xiàn)象。若再向所得溶液中加入硝酸銀溶液,一段時間后,由于形成原電池,可看到有氫氣生成
B.將除去氧化膜的相同大小、相同質量的鎂條和鋁條與相同濃度鹽酸反應,前者速率大于后者
C.兩支試管中分別加入相同質量的氯酸鉀,其中一支試管中再加入少量二氧化錳,同時加熱,產生氧氣的快慢不同
D.相同條件下等質量的塊狀和粉末狀大理石與相同濃度鹽酸反應時,粉末狀的反應速率快
6.在一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。達到平衡狀態(tài)后,在t1時刻改變條件,化學反應速率隨時間變化關系如下圖。下列對t1時刻改變條件的推斷中正確的是( )。
A.保持壓強不變,升高反應溫度
B.保持溫度不變,增大容器體積
C.保持溫度和容器體積不變,充入1 mol SO3(g)
D.保持溫度和壓強不變,充入1 mol SO3(g)
二、雙項選擇題(本大題共12分,每小題6分,每小題有二個正確選項。選對一個給3分,選錯一個不給分)
7.某溫度下,對可逆反應:2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)
ΔH>0的下列敘述正確的是( )。
A.加入少量W,逆反應速率增大
B.升高溫度時,正反應速率增大,逆反應速率也同時增大
C.壓強不變,充入與反應體系不參與反應的N2,反應速率減??;體積不變,充入N2,反應速率不變
D.增大壓強,正反應速率增大,逆反應速率減小
8.乙酸乙酯能在多種條件下發(fā)生水解反應:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH。已知該反應的速率隨c(H+)的增大而加快。下圖為CH3COOC2H5的水解速率隨時間的變化圖。下列說法正確的是( )。
A.反應初期水解速率增大可能是溶液中c(H+)逐漸增大所致
B.A、B兩點表示的c(CH3COOC2H5)相等
C.圖中t0時反應達到平衡狀態(tài)
D.tB時CH3COOC2H5的轉化率高于tA時CH3COOC2H5的轉化率
三、非選擇題(本大題共64分)
9.(16分)某實驗小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。
實驗編號
反應物
催化劑
①
10 mL 2% H2O2溶液
無
②
10 mL 5% H2O2溶液
無
③
10 mL 5% H2O2溶液
1 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液
④
10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液
1 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液
⑤
10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液
1 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液
(1)催化劑能加快化學反應速率的原因是__________________________________。
(2)常溫下5% H2O2溶液的pH約為6,H2O2的電離方程式為:____________________。
(3)實驗①和②的目的是__________________________________________。實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結論。資料顯示,通常條件下H2O2穩(wěn)定,不易分解。為了達到實驗目的,你對原實驗方案的改進是__________________________。
(4)實驗③、④、⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如下圖。
分析上圖能夠得出的實驗結論是______________________________________。
10.(xx年廣東廣州調研,16分)Na2S2O8溶液可降解有機污染物4-CP,原因是Na2S2O8溶液在一定條件下可產生強氧化性自由基(SO)。通過測定4-CP降解率可判斷Na2S2O8溶液產生SO的量。某研究小組探究溶液酸堿性、Fe2+的濃度對產生SO的影響。
甲 乙
(1)溶液酸堿性的影響:其他條件相同,將4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中,結果如圖甲所示。由此可知:溶液酸性增強, ____________(填 “有利于”或“不利于”)Na2S2O8產生SO。
(2)Fe2+濃度的影響:相同條件下,將不同濃度的FeSO4溶液分別加入c(4-CP)=1.56
10-4 molL-1、c(Na2S2O8)=3.1210-3 molL-1的混合溶液中。反應240 min后測得實驗結果如圖乙所示。
已知:S2O+Fe2+===SO+SO+Fe3+,此外還可能會發(fā)生:SO+Fe2+===SO+Fe3+
①實驗開始前,檢驗FeSO4溶液是否被氧化的試劑是____________(化學式)。如被氧化可以觀察到的現(xiàn)象是____________________________。
②當c(Fe2+)=3.2 10-3 molL-1時,4-CP降解率為________%,4-CP降解的平均反應速率的計算表達式為______________________________________。
③當c(Fe2+)過大時,4-CP降解率反而下降,原因可能是____________________________。
11.(16分)某科學實驗小組將6 mol A和8 mol B充入2 L的密閉容器中,某溫度下,發(fā)生的反應為:A(g)+3B(g)C(g)+D(g) ΔH=-49.0 kJ mol-1。測得B的物質的量隨時間變化的關系如下圖所示(實線)。
(1)下列時間段A的平均反應速率最大的是________(填字母,下同),最小的是________。
A.0~1 min B.1~3 min
C.3~8 min D.8~11 min
(2)b點的正反應速率________(填“大于”“等于”或“小于”)逆反應速率。
(3)平衡時B的轉化率為________,該溫度下的化學平衡常數(shù)K=________。
(4)僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗,測得B的物質的量隨時間變化如上圖中虛線所示。
①曲線Ⅰ對應的實驗改變的條件是________,理由是__________________________;
②曲線Ⅱ對應的實驗改變的條件是________,理由是_____________________________。
12.(16分)(xx年浙江高考)捕碳技術(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應:
反應Ⅰ.2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反應Ⅱ.NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
反應Ⅲ.(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
請回答下列問題:
(1)ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系是:ΔH3=______。
(2)為研究溫度對(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響,在某溫度T1下,將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中,并充入一定量的CO2氣體(用氮氣作為稀釋劑),在t時刻,測得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下,保持其他初始實驗條件不變,重復上述實驗,經過相同時間測得CO2氣體濃度,得到趨勢圖(見左圖)。則:
甲 乙
①ΔH3________0(填“>”“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5兩個溫度區(qū)間,容器內CO2氣體濃度呈現(xiàn)如圖甲所示的變化趨勢,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③反應Ⅲ在溫度為T1時,溶液pH隨時間變化的趨勢曲線如圖乙所示。當時間到達t1時,將該反應體系溫度上升到T2,并維持該溫度。請在圖乙中畫出t1時刻后溶液的pH變化總趨勢曲線。
(3)利用反應Ⅲ捕獲CO2,在(NH4)2CO3初始濃度和體積確定的情況下,提高CO2吸收量的措施有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(寫出2個)。
(4)下列物質中也可能作為CO2捕獲劑的是____________(填序號)。
A.NH4Cl B.Na2CO3
C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
第2節(jié) 化學平衡 化學平衡常數(shù)
一、單項選擇題(本大題共24分,每小題4分,每小題只有一個正確選項)
1.高溫下,某反應達到平衡,平衡常數(shù)K=。恒容時,溫度升高,H2濃度減小。下列說法正確的是( )。
A.該反應的焓變?yōu)檎?
B.恒溫恒容下,增大壓強,H2濃度一定減小
C.升高溫度,逆反應速率減小
D.該反應的化學方程式為:CO+H2OCO2+H2
2.下圖表示反應X(g)4Y(g)+Z(g) ΔH<0在某溫度時X的濃度隨時間變化的曲線,下列有關該反應的描述正確的是( )。
A.第6 min后,反應就終止了
B.X的平衡轉化率為85%
C.若升高溫度,X的平衡轉化率將大于85%
D.若降低溫度,v正和v逆將以同樣倍數(shù)減小
3.N2O5是一種新型硝化劑,在一定溫度下可發(fā)生下列反應:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0,T1時的部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。下列說法不正確的是( )。
t/s
0
500
1000
1500
c(N2O5)/(molL-1)
5.00
3.52
2.50
2.50
A.500 s內N2O5的分解速率為2.9610-3 molL-1s-1
B.T1時的平衡常數(shù)K1=125,1000 s時N2O5的轉化率為50%
C.其他條件不變時,T2時1000 s時測得N2O5(g)的濃度為2.98 molL-1,則T1
K3,則T1>T3
4.在一恒溫、恒容的密閉容器中發(fā)生反應:A(s)+2B(g)C(g)+D(g),當下列物理量不再變化時,能夠表明該反應已達平衡狀態(tài)的是( )。
A.混合氣體的壓強
B.混合氣體的平均相對分子質量
C.A的物質的量濃度
D.氣體的總物質的量
5.在300 mL的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發(fā)生反應:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應的平衡常數(shù)與溫度的關系如下表,下列說法不正確的是( )。
溫度/℃
25
80
230
平衡常數(shù)
5104
2
1.910-5
A.上述生成Ni(CO)4的反應為放熱反應
B.25 ℃時反應Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常數(shù)為210-5
C.在80 ℃時,測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5 molL-1,則此時v正>v逆
D.80 ℃達到平衡時,測得n(CO)=0.3 mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為2 molL-1
6.(xx年廣東東莞質檢)相同溫度下,在體積相等的三個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJmol-1。實驗測得起始、平衡時的有關數(shù)據(jù)如下表,下列敘述正確的是( )。
容器編號
起始時各物質物質的量/mol
平衡時反應中的能量變化
N2
H2
NH3
①
1
3
0
放出熱量a kJ
②
2
3
0
放出熱量b kJ
③
2
6
0
放出熱量c kJ
A.放出熱量關系:a①>②
C.達到平衡時氨氣的體積分數(shù):①>③
D.N2的轉化率:②>①>③
二、雙項選擇題(本大題共12分,每小題6分,每小題有二個正確選項。選對一個給3分,選錯一個不給分)
7.(xx年廣東廣州模擬)已知反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198 kJ mol-1,向某體積恒定的密閉容器中充入1 mol SO2和0.5 mol O2,在一定條件下發(fā)生反應,如下圖是某物理量(Y)隨時間(t)變化的示意圖,下列說法正確的是( )。
A.反應達到平衡后放出99 kJ的熱量
B.溫度T2>T1
C.反應達到平衡后容器內氣體的密度減小
D.Y可能是SO2的轉化率
8.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I (aq) , 某 I2、KI混合溶液中,I的物質的量濃度c(I)與溫度T的關系如下圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法正確的是( )。
A.反應I2(aq)+I-(aq)I (aq)的ΔH>0
B.若溫度為T1、T2對應反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1>K2
C.若反應進行到狀態(tài)D時,一定有v(正)>v(逆)
D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)A的c(I2)大
三、非選擇題(本大題共64分)
9.(16分)在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數(shù)K和溫度T的關系如下表,請回答下列問題:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
(1)該反應的化學平衡常數(shù)K=__________________________________。
(2)該反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。
(3)800 ℃,固定容器的密閉容器中,放入混合物,其起始濃度為c(CO)=0.01 molL-1, c(H2O)=0.03 molL-1, c(CO2)=0.01 molL-1, c(H2)=0.05 molL-1 ,則反應開始時,H2O的消耗速率比生成速率________(填“大”“小”或“不能確定”)。
(4)830 ℃,在1 L的固定容積的密閉容器中放入2 mol CO2和1 mol H2,平衡后CO2的轉化率為________,H2的轉化率為________。
10.(16分)(xx年山東高考)化學反應原理在科研和生產中有廣泛應用。
(1)利用“化學蒸氣轉移法”制備TaS2晶體,發(fā)生如下反應:TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g) ΔH>0(I),反應(I)的平衡常數(shù)表達式K=____________,若K=1,向某恒容密閉容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡轉化率為__________。
(2)如下圖所示,反應(I)在石英真空管中進行,先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g),一段時間后,在溫度為T1的一端得到了純凈的TaS2晶體,則溫度T1 ________T2(填“>”“<”或“=”)。上述反應體系中循環(huán)使用的物質是____________。
(3)利用I2的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量。做法是將鋼鐵中的硫轉化為H2SO3,然后用一定濃度的I2溶液進行滴定,所用指示劑為____________,滴定反應的離子方程式為:__________________。
(4)25 ℃時,H2SO3HSO+H+的電離常數(shù)Ka=110-2 molL-1,則該溫度下NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh=__________molL-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中將__________(填“增大”“減小”或“不變”)。
11.(xx年廣東深圳一模,16分)利用I2O5可消除CO污染或定量測定CO,反應為:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s) ΔH1
(1)已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2
2I2(s)+5O2(g)2I2O5(s) ΔH3
則ΔH1=__________(用含ΔH2和ΔH3的代數(shù)式表示)。
(2)不同溫度下,向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO,測得CO2的體積分數(shù)φ(CO2)隨時間t變化曲線如下圖。請回答:
①從反應開始至a點時的反應速率為v(CO)=__________,b點時化學平衡常數(shù)Kb=__________。
②d點時,溫度不變,若將容器體積壓縮至原來的一半,請在圖中補充畫出CO2體積分數(shù)的變化曲線。
③下列說法正確的是__________(填字母序號)。
A.容器內氣體密度不變,表明反應達到平衡狀態(tài)
B.兩種溫度下,c點時體系中混合氣體的平均相對分子質量相等
C.增加I2O5的投料量有利于提高CO的轉化率
D.b點和d點的化學平衡常數(shù):Kb<Kd
(3)將500 mL(標準狀況)含有CO的某氣體樣品通過盛有足量I2O5的干燥管,170 ℃下充分反應,用水—乙醇液充分溶解產物I2,定容到100 mL。取25.00 mL,用0.0100 molL-1 Na2S2O3標準溶液滴定,消耗標準溶液20.00 mL,則樣品氣中CO的體積分數(shù)為________。(已知:氣體樣品中其他成分與I2O5不反應;2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6)
12.(16分)在一定條件下,SO2和O2發(fā)生如下反應:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。
(1)降低溫度,該反應K值________(填“增大”“減小”或“不變”,下同),反應速率________。
(2)600 ℃時,在一密閉容器中,將SO2和O2混合,反應過程中SO2、O2、SO3物質的量變化如下圖:
據(jù)圖判斷,反應進行至20 min時,曲線發(fā)生變化的原因是__________________ __________(用文字表達);10 min到15 min的曲線變化的原因可能是________(填序號)。
a.加了催化劑 b.縮小容器體積
c.降低溫度 d.增加SO3的物質的量
第3節(jié) 化學平衡移動 化學反應進行的方向
一、單項選擇題(本大題共24分,每小題4分,每小題只有一個正確選項)
1.對于反應2X(g)+Y(g)2Z(g),下列說法正確的是( )。
A.隨著反應的進行,Z的濃度不斷增大,X、Y的濃度不斷減小,平衡常數(shù)不斷增大
B.當溫度不變時,增大反應物的濃度,使K變?。辉龃笊晌锏臐舛?,使K增大
C.可逆反應達到平衡時,逆反應便立即停止了
D.溫度發(fā)生變化,K值也發(fā)生變化
2.某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對化學平衡的影響,得到如下圖變化規(guī)律(圖中p表示壓強,T表示溫度,n表示物質的量):
根據(jù)以上規(guī)律判斷,下列結論正確的是( )。
A.反應Ⅰ:ΔH>0,p2>p1
B.反應Ⅱ:ΔH<0,T10,T2>T1或ΔH<0,T2T1
3.(xx年北京高考)下列實驗事實不能用平衡移動原理解釋的是( )。
A.
B.
t/℃
25
50
100
KW/10-14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
c(氨水)/(molL-1)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
4.已知反應:2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分別在0 ℃和20 ℃下,測得其轉化分數(shù)隨時間變化的關系曲線(Y-t)如下圖所示。下列說法正確的是( )。
A.b代表0 ℃下CH3COCH3的Y-t曲線
B.反應進行到20 min末,H3COCH3的>1
C.升高溫度可縮短反應達平衡的時間并能提高平衡轉化率
D.從Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的=1
5.反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),700 ℃時平衡常數(shù)為1.47, 900 ℃時平衡常數(shù)為2.15。下列說法正確的是( )。
A.升高溫度該反應的正反應速率增大,逆反應速率減小
B.該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=
C.該反應的正反應是吸熱反應
D.增大CO2濃度,平衡常數(shù)增大
6.25 ℃時,合成氨反應的熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJmol-1,下列敘述正確的是( )。
A.混合氣體的質量不變時,說明該反應一定達到平衡狀態(tài)
B.將容器的體積擴大到原來的2倍,v(正)減小,v(逆)增大,平衡向左移動
C.催化劑既能提高N2的轉化率,又能縮短達到平衡所需時間,提高生產效益
D.在密閉容器中放入1 mol N2和3 mol H2進行反應,測得反應放出的熱量小于92.4 kJ
二、雙項選擇題(本大題共12分,每小題6分,每小題有二個正確選項。選對一個給3分,選錯一個不給分)
7.t ℃時,某平衡體系中含有X、Y、Z、W四種物質,此溫度下發(fā)生反應的平衡常數(shù)表達式為K=。有關該平衡體系的說法正確的是( )。
A.當混合氣體的平均相對分子質量保持不變時,反應達平衡
B.增大壓強,平衡不移動,各物質的濃度不變
C.升高溫度,平衡常數(shù)K可能增大,也可能減小
D.增加X的量,平衡既可能正向移動,也可能逆向移動
8.(xx年上海高考改編,雙選)某恒溫密閉容器中,可逆反應A(s)B+C(g) ΔH< 0 達到平衡??s小容器體積,重新達到平衡時,C(g)的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是( )。
A.產物B的狀態(tài)只能為固態(tài)或液態(tài)
B.平衡時,單位時間內n(A)消耗∶n(C)消耗=1∶1
C.保持體積不變,向平衡體系中加入B,平衡可能向逆反應方向移動
D.若開始時向容器中加入1 mol B和1 mol C,達到平衡時放出熱量ΔH
三、非選擇題(本大題共64分)
9.(16分)(xx年廣東廣州模擬)碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一種理想的鋰電池有機電解液,生成碳酸甲乙酯的原理為:
C2H5OCOOC2H5(g)+CH3OCOOCH3(g)2CH3OCOOC2H5(g) ΔH1
(1)其他條件相同,CH3OCOOCH3的平衡轉化率(α)與溫度(T)、反應物配比(R)的關系如下圖所示。
①ΔH1____________0(填“<”“=”或“>”)。
②由圖可知,為了提高CH3OCOOCH3的平衡轉化率,除了升溫,另一種措施是______________。
③在密閉容器中,將1 mol C2H5OCOOC2H5和1 mol CH3OCOOCH3混合加熱到650 K,利用圖中的數(shù)據(jù),求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K。
(2)已知上述反應需要催化劑,請在下列的坐標圖中,畫出有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖,并進行必要標注。
(3)已知CH3OCOOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3OCOOC2H5(g)+CH3OH(g) ΔH2,CH3OCOOC2H5(g)+C2H5OH(g)C2H5OCOOC2H5(g)+CH3OH(g) ΔH3,則ΔH1=____________(用ΔH2和ΔH3表示)。
10.(16分)(xx年廣東六校模擬)目前,用活性炭還原法處理氮氧化物是消除氮氧化物污染的有效方法。
(1)已知產物A、B都是參與大氣循環(huán)的氣體,請結合下表數(shù)據(jù)寫出NO與活性炭反應的化學方程式:__________________________。
(2)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=Q kJmol-1。
在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下:
時間/min
濃度/(molL-1)
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
CO2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
①0~10 min內,NO的平均反應速率v(NO)=________________,T1 ℃時,該反應的平衡常數(shù)K=__________________;
②30 min后,只改變某一條件,反應重新達到的平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是____(填字母代號);
a.加入一定量的活性炭
b.通入一定量的NO
c.適當縮小容器的體積
d.加入合適的催化劑
③若30 min后升高溫度至T2 ℃,達到平衡時,容器中,NO、N3、CO2的濃度之比為5∶3∶3,則Q____0(填“>”或“<”)。
11.(16分)(xx年廣東潮州模擬)在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下表,回答下列問題:
t/ ℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=__________________________________。
(2)該反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。
(3)某溫度下,各物質的平衡濃度符合下式:3c(CO2)c(H2)=5c(CO)c(H2O),試判斷此時的溫度為________。
(4)若830 ℃時,向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,反應達到平衡后,其化學平衡常數(shù)K________________________________________________________________________
1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)830 ℃時,容器中的反應已達到平衡。在其他條件不變的情況下,擴大容器的體積,平衡____________移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)。
(6)若1200 ℃時,在某時刻平衡體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2 molL-1、2 molL-1、4 molL-1、4 molL-1,則此時上述反應的平衡移動方向為____________________(填“正反應方向”“逆反應方向”或“不移動”)。
12.(16分)硼酸(H3BO3)在食品、醫(yī)藥領域應用廣泛。
(1)在其他條件相同時,反應H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O中,H3BO3的轉化率(α)在不同溫度下隨反應時間(t)的變化如上圖,由此圖可得出:
①溫度對該反應的反應速率和平衡移動的影響是__________________。
②該反應的ΔH________0(填“<”“=”或“>”)。
(2)H3BO3溶液中存在如下反應:H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)已知0.70 molL-1 H3BO3溶液中,上述反應于298 K達到平衡時,c平衡(H+)=2.010-5 molL-1,c平衡(H3BO3)≈c起始(H3BO3),水的電離可忽略不計,則此溫度下該反應的平衡常數(shù)K為________________(H2O的平衡濃度不列入K的表達式中,計算結果保留兩位有效數(shù)字)。
第七單元 化學反應速率 化學平衡
第1節(jié) 化學反應速率及其影響因素
1.B 解析:反應開始時Y為10 mol,X為3 mol,達到平衡時Y減少了7 mol,X增多了2 mol,因此反應方程式是:7Y2X,A錯誤;t1時,Y為6 mol,X為4 mol,其物質的量之比為3∶2,即Y的濃度是X濃度的1.5倍,B正確;從圖像可以看出,t2時刻X、Y兩物質的物質的量相等,而不是反應速率相等,C錯誤;t3時,反應達到平衡狀態(tài),所以正反應速率等于逆反應速率,D錯誤。
2.A 解析:壓強增大,正、逆反應速率均增大,A正確;壓強不變,體積增大導致反應體系中物質的濃度減小,正、逆反應速率減小,B錯誤;恒容充入He對反應體系中物質的濃度無影響,反應速率不變,C錯誤;恒壓充入N2使c(NO)減小,逆反應速率減小,D錯誤。
3.D 解析:無論是吸熱反應還是放熱反應,升高溫度時反應速率一定變大,①符合;因反應物C為固態(tài),其濃度為常數(shù),故增加C的用量對化學反應速率無影響,②不符合;縮小反應體系的體積,導致CO、CO2氣體的濃度變大,反應速率變大,③符合;減少CO的量,反應速率變小,④不符合。
4.B 解析:達到化學平衡時,若升高反應體系的溫度,則正、逆反應速率均增大,A錯誤;在平衡前的反應過程中,正、逆反應速率不斷地變化(一減一增),故正、逆反應速率的比值不斷變化,C錯誤;O2(g)的消耗速率與NO(g)的生成速率之比一直是5∶4,D錯誤。
5.A 解析:加入硝酸銀溶液,銅與其置換出的銀形成原電池,銅為負極,失去電子,正極發(fā)生還原反應,析出銀單質,沒有氫氣生成,A錯誤;由于鎂比鋁活潑,在相同條件下,鎂條比鋁條與鹽酸反應要快,B正確;在加熱氯酸鉀制氧氣的實驗中,加入二氧化錳作為催化劑,反應速率加快,C正確;粉末狀的大理石比塊狀的大理石與鹽酸的接觸面積大,所以反應速率快,D正確。
6.D 解析:升高溫度,正、逆反應速率都增大,A錯誤;B中溫度不變增大體積,相當于減小壓強,正、逆反應速率都減小,B錯誤;C中充入SO3,如果保持容積不變,那么正反應速率不變,逆反應速率增大,C錯誤;D中溫度和壓強不變,容器體積增大,但SO3的濃度仍然增大,而反應物的濃度減小,所以正反應速率減小,逆反應速率增大,D正確。
7.BC 解析:W為固態(tài),加少量W并不能增大生成物的濃度,反應速率不變,A錯誤;升高溫度,v(正)、v(逆)都增大,但增大的倍數(shù)不一致,B正確;當壓強不變充入N2時,可使體系物質的濃度降低,反應速率降低,當容器的體積不變時,充入N2,雖然總壓強升高,但參加反應的各物質濃度不變,故反應速率不變,C正確;增大壓強,v(正)、v(逆)均增大,D錯誤。
8.AD 解析:由題干條件該反應的速率隨c(H+)的增大而加快可知,反應初期水解因CH3COOH電離出的H+導致反應速率增大,A正確;隨著反應不斷向右進行,B點表示的c(CH3COOC2H5)一定小于A點表示的c(CH3COOC2H5),B錯誤;當反應達到平衡狀態(tài)時反應速率應保持不變,t0時反應還未達平衡,C錯誤;由圖可tB時和tA時速率相等,則tB時CH3COOC2H5的消耗量大于tA時消耗量,所以轉化率應高于tA時CH3COOC2H5的轉化率,D正確。
9.(1)降低了活化能
(2)H2O2H++HO
(3)探究濃度對反應速率的影響 向反應物中加入等量同種催化劑(或將盛有反應物的試管放入同一熱水浴中)
(4)堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率,酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率
解析:(1)加入催化劑,能降低反應的活化能,使更多的分子成為活化分子,從而加快化學反應速率。(2)常溫下,H2O2的pH約為6,則H2O2為弱酸,其電離方程式為:H2O2
H++HO。(3)實驗①、②中均沒有使用催化劑,只是H2O2的濃度不同,故實驗①、②的目的是探究濃度對化學反應速率的影響。因實驗過程中現(xiàn)象不明顯,可采用升溫或使用同種催化劑的方法加快反應速率來達到實驗目的。(4)實驗③、④、⑤中H2O2的濃度相同,并加入相同量的同種催化劑,而改變的條件是④中酸性增強,⑤中堿性增強。通過相同時間內產生O2的快慢(⑤>③>④)可得出如下結論:溶液的堿性增強,能加快H2O2的分解,而溶液的酸性增強,能減慢H2O2的分解。
10.(1) 有利于
(2)①KSCN 溶液呈紅色 ②52.4
molL-1min-1
③Fe2+濃度過高時,F(xiàn)e2+會與SO發(fā)生反應,消耗部分SO,導致4-CP降解率下降
11.(1)A D (2)大于 (3)75% 0.5
(4)①升高溫度 達到平衡的時間縮短,平衡時B的物質的量增大,平衡逆向移動?、谠龃髩簭姟∵_到平衡的時間縮短,平衡時B的物質的量減少,平衡正向移動
解析:(1)由圖中數(shù)據(jù),可計算出:0~1 min時,vA=vB=[(4 molL-1-3 molL-1)
1 min]= molL-1min-1;1~3 min時,vA=[(3 molL-1-1.5 molL-1)2 min]=0.25 mol
L-1min-1;3~8 min時,vA=[(1.5 molL-1-1 molL-1)5 min]= molL-1min-1;8~11 min時,vA=0 molL-1min-1,故平均反應速率最大的是A項,最小的是D項。(2)b點沒達到平衡,且下一時刻B的物質的量減小,說明反應向正方向進行,故正反應速率大于逆反應速率。
(3) A(g)+3B(g)C(g) + D(g)
起始物質的量/mol 6 8 0 0
轉化物質的量/mol 2 6 2 2
平衡物質的量/mol 4 2 2 2
B的轉化率=100%=100%=75%。平衡時A、B、C、D的物質的量濃度分別為2 molL-1、1 molL-1、1 molL-1、1 molL-1,則K===0.5。
12.(1)2ΔH2-ΔH1
(2)①< ②T1~T2區(qū)間,化學反應未達到平衡,溫度越高,化學反應速率越快,所以CO2被捕獲的量隨溫度的升高而提高。T4~T5區(qū)間,化學反應己達到平衡,由于正反應是放熱反應,溫度升高平衡向逆反應方向移動,所以不利于CO2捕獲
③
(3)降低溫度;增加CO2濃度(答案合理即可)
(4)BD
解析:(1)根據(jù)蓋斯定律,利用NH3和(NH4)2CO3作工業(yè)捕碳劑與CO2反應的三個反應,將Ⅱ式2-Ⅰ式求得:(NH4)2CO3(aq)+H2O(I)+CO2(g)===2NH4HCO3(aq) ΔH3=2ΔH2-ΔH1。(2)①分析左圖中CO2濃度變化的趨勢圖可知,從T1→T3,化學反應未達到平衡,所以,反應正向進行,隨著溫度的升高,反應速率加快,CO2濃度降低。到T3時反應達到平衡,此時CO2濃度最低,從T3→T5,由于反應已經達到平衡,隨著溫度的升高,CO2濃度升高,這是平衡向著逆反應方向移動,由此可知,正反應是放熱反應,ΔH3<0。②由上述對圖甲曲線分析可知,T1~T2區(qū)間,化學反應未達到平衡,溫度越高,化學反應速率越快,所以CO2被捕獲的量隨溫度的升高而提高;T4~T5區(qū)間,化學反應己達到平衡,由于正反應是放熱反應,溫度升高平衡向逆反應方向移動,所以不利于CO2捕獲。③從右圖曲線分析可知,隨著反應Ⅲ的進行,pH逐漸降低,當時間達到T1時,反應達到平衡,此時若將反應體系的溫度迅速升高到T2時,由于反應Ⅲ是放熱反應,溫度升高平衡逆向移動,pH逐漸升高。所以,T1時刻后溶液的pH變化總趨勢曲線起點是T1時刻的平衡點,曲線的變化趨勢是隨著反應的進行(即反應時間的增加)pH逐漸增大。(3)根據(jù)反應Ⅲ是放熱反應,且是氣體體積縮小的反應,所以,在(NH4)2CO3初始濃度和體積確定的情況下,降低溫度、增加CO2濃度(或增大壓強)都能提高CO2吸收量。(4)CO2是酸性氧化物,是一種酸性氣體,所以,能作為CO2捕獲劑的物質應該是堿性物質或者是能與CO2 反應的物質。Na2CO3溶液可以很好地吸收CO2,即:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,Na2CO3能作為CO2捕獲劑;乙醇胺分子結構中含有氨基(-NH2),水溶液呈堿性,也能很好地吸收CO2,乙醇胺(HOCH2CH2NH2)能作為CO2捕獲劑。
第2節(jié) 化學平衡 化學平衡常數(shù)
1.A 解析:由平衡常數(shù)的表達式可得,該反應化學方程式應為:CO2+H2CO+H2O,故D錯;由題意知,溫度升高,平衡向正反應移動,說明正反應為吸熱反應,故該反應的焓變?yōu)檎?,A正確;恒溫恒容下,增大壓強,H2濃度一定增大而不會減小,故B錯;C項,升高溫度,正逆反應速率都會增大,故C錯。
2.B 解析: 6 min時反應達到了平衡狀態(tài),但正、逆反應并未停止,A錯誤; X的起始濃度為1.0 molL-1,平衡時為0.15 molL-1,濃度變化量為0.85 molL-1,轉化率為85%,B正確;反應放熱,升高溫度平衡向逆反應方向移動,X的轉化率將小于85%,C錯誤;降溫正、逆反應速率均減小,但逆反應速率減小的倍數(shù)大于正反應速率減小的倍數(shù),D錯誤。
3.C 解析:由v===0.002 96 molL-1s-1,A項正確;T1時的平衡常數(shù)K1=125,1000 s時c(N2O5)=2.50 molL-1,轉化率為50%,B項正確;其他條件不變時,T2時1000 s時測得N2O5(g)的濃度為2.98 molL-1,T1時1000 s時測得N2O5(g)的濃度為2.50 molL-1,正反應是吸熱反應,綜合所有信息,T2K3,則T1>T3,D項正確。
4.B 解析:因反應前后氣體分子數(shù)不變,故無論反應是否平衡,混合氣體的壓強和氣體的總物質的量都不改變;A為固態(tài),其物質的量濃度為常數(shù);若反應正向移動,混合氣體的質量增加,則混合氣體的平均相對分子質量變大,反之變小,故混合氣體的平均相對分子質量不變時說明反應達到平衡狀態(tài),B正確。
5.C 解析:溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明平衡向逆反應方向移動,正反應為放熱反應,A正確;Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)為題給反應的逆反應,兩個反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關系,B正確;該時刻Qc==8>K,反應逆向進行,v逆>v正,C錯誤;CO的平衡濃度為1 molL-1,由K=2可計算出Ni(CO)4的平衡濃度為2 molL-1,D正確。
6.A 解析:可逆反應不能進行到底,②是在①的基礎上又加入了反應物N2,H2的轉化率增大,反應放出熱量的關系為a①,C錯誤;N2的轉化率:③>①>②,D錯誤。
7.BD 解析:根據(jù)圖像可知,T2狀態(tài)比T1狀態(tài)先達到平衡,故T2>T1,B正確;正反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,SO2的轉化率減小,D正確;1 mol SO2和0.5 mol O2不可能完全反應,故放出的熱量小于99 kJ,A錯誤;反應在恒容容器內進行,混合氣體的質量不變, 混合氣體的密度不變,C錯誤。
8.BC 解析:由圖像知:c(I)隨溫度升高而減小,故該可逆反應正向為放熱反應,ΔH<0,A錯誤;升高溫度,可逆反應逆向移動,反應的化學平衡常數(shù)減小,即K1>K2,B正確;反應進行到狀態(tài)D時,c(I)v逆,C正確;狀態(tài)A―→狀態(tài)B,c(I)減小,化學平衡逆向移動,c(I2)增大,即狀態(tài)B的c(I2)大,D錯誤。
9.(1)
(2)吸熱 (3)小 (4)1/3 2/3
解析:由平衡常數(shù)的定義知該反應的化學平衡常數(shù)K=;由表中數(shù)據(jù)知該反應平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大,可知升高溫度,平衡向正反應方向移動,所以該反應為吸熱反應;把起始濃度代入平衡常數(shù)的表達式中,其比值小于800 ℃時的K值,則反應將向正反應方向移動,H2O的消耗速率比生成速率??;830 ℃時,平衡常數(shù)為1,設反應中轉化的CO2濃度為x,則反應過程中物質濃度的變化情況為:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
2 1 0 0
x x x x
2-x 1-x x x
據(jù)平衡常數(shù)的關系可得(2-x)(1-x)=xx,解得x=2/3,則平衡后CO2的轉化率為1/3,H2的轉化率為2/3。
10.(1) 2/3
(2)< I2
(3)淀粉溶液 H2SO3+I2+H2O === 2I-+SO+4H+
(4)1.010-12 增大
解析:(1)設容器的體積為1 L,則
TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)
1 0 0
2x x x
1-2x x x
代入平衡常數(shù)表達式有=1,解得x=1/3,故I2的轉化率為2/3。
(2)該提純的原理是利用了可逆反應,先發(fā)生:TaS2(s)+2I2(g)→TaI4(g)+S2(g) ΔH>0,然后發(fā)生:TaI4(g)+S2(g)→TaS2(s)+2I2(g) ΔH<0,由于生成TaS2的反應為放熱反應,降低溫度有利于其生成,故T1p1,A錯誤;反應Ⅱ中T1先達平衡,說明T1>T2,溫度降低,n(C)增大,說明平衡向正反應方向移動,故正反應是放熱反應,ΔH<0,B錯誤;反應Ⅳ中,若T2>T1,則溫度升高,A的平衡轉化率增大,說明平衡向正反方向移動,故正反應是吸熱反應,ΔH>0,D錯誤。
3.C 解析:升高溫度平衡向生成NO2方向移動,A正確;水的電離是可逆過程,升高溫度Kw增大,促進水的電離,B正確;催化劑不能影響平衡移動,C錯誤;弱電解質電離存在平衡,濃度越稀,電離程度越大,促進電離,但離子濃度降低,故氨水的濃度越稀,pH越小,D正確。
4.D 解析:溫度高反應速率就快,到達平衡的時間就短,由圖像可以看出曲線b首先到達平衡,所以曲線b表示的是20 ℃時的Y-t曲線,A錯誤;當反應進行到20 min時,從圖像中可以看出b曲線對應的轉化分數(shù)高于a曲線對應的轉化分數(shù),這說明b曲線即20 ℃時對應的反應速率大,所以<1,B錯誤;根據(jù)圖像可知,溫度越高CH3COCH3轉化得越少,說明升高溫度,平衡向逆反應方向進行,即正反應是放熱反應,C錯誤;根據(jù)圖像可以看出當反應進行到66 min時a、b曲線對應的轉化分數(shù)均相同,都是0.113,這說明此時生成的CH3COCH2COH(CH3)2一樣多,所以從Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的=1,D正確。
5.C 解析:升高溫度,正、逆反應速率均增大,A錯誤;Fe、FeO為固體,不能寫入平衡常數(shù)表達式,化學平衡常數(shù)表達式為,B錯誤;升溫,平衡常數(shù)增大,表明平衡向正反應方向移動,即正反應為吸熱反應,C正確;增大反應物濃度,平衡常數(shù)不變,D錯誤。
6.D 解析:反應物、生成物均為氣體,無論平衡與否,混合氣體的質量均不變,A錯誤;容器體積擴大即減壓,v正、v逆均減小,B錯誤;催化劑只能同倍數(shù)地增大(或減小)反應速率,C錯誤;因為是可逆反應,D中生成的NH3一定小于2 mol,D正確。
7.AC 解析:首先根據(jù)平衡常數(shù)的定義推知,反應前后氣體的體積保持不變,即平衡體系中Y是生成物且是氣體,Z和W是反應物且也是氣體,X未計入平衡常數(shù)中,說明X是固體或液體,但不確定是反應物還是生成物,A正確;增大壓強雖然平衡不移動,但由于體積變小,因此各物質的濃度均增大,B錯誤;反應的熱效應未知,故C正確;由于X未計入平衡常數(shù)表達式中,X量的多少不影響平衡狀態(tài),D錯誤。
8.AB 解析:若B是氣體,平衡常數(shù)K=c(B)c(C),若B是非氣體,平衡常數(shù)K=c(C),由于C(g)的濃度不變,因此B是非氣體,A項正
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