上海市高考化学易错点16化学反应速率和化学平衡模拟题训练含答案.docx
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上海市高考化学易错点16化学反应速率和化学平衡模拟题训练含答案
易错点16化学反应速率和化学平衡
大题冲关
1．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，严重污染空气。
通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
（1）已知：
H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1H2O（g）＝H2O（l）ΔH＝－44kJ/mol
N2（g）＋2O2（g）＝2NO2（g）ΔH＝＋133kJ/mol
①在催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和另一种无毒物质的热化学方程式为：
___________________________________。
②反应2NO2（g）＝N2（g）＋2O2（g），设起始时容器中只有NO2，平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。
则A点时，NO2的转化率为_______________。
B点时，设容器的总压为aPa，则平衡常数Kp为____（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（2）向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2，在适当的催化剂作用下，下列反应能自发进行：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）。
①该反应ΔH_______0（填“>”、“<”或“=”）
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。
（填字母）
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.1molCO2生成的同时有3molH—H键断裂
c.CO2的转化率和H2的转化率相等
d.混合气体的密度保持不变
③反应CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g），在起始温度（T1℃）、体积相同（2L）的两密闭容器中，改变条件，反应过程中部分数据见下表：
反应时间
CO2/mol
H2/mol
CH3OH/mol
H2O/mol
反应Ⅰ：
恒温恒容
0min
2
6
0
0
10min
4.5
20min
1
30min
1
反应Ⅱ：
绝热恒容
0min
0
0
2
2
反应Ⅰ，前10min内的平均反应速率v（CH3OH）＝____________。
达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比：
平衡常数K（I）____________K（II）（填“>”、“<”或“＝”）；平衡时CH3OH的浓度c（I）____________c（II）（填“>”、“<”或“＝”）。
【答案】4H2（g）+2NO2（g）＝N2（g）+4H2O（g）△H＝-1100.2kJ·mol-150%aPa>
2．工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。
霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
（1）NOx和SO2在空气中存在下列平衡：
2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）△H=-113.0kJ·mol-1，2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）△H=-196.6kJ·mol-1，SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO3。
①写出NO2和SO2反应的热化学方程式为__________________________。
②随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是____________。
（填“增大”或“减小”或“不变”）
（2）提高2SO2+O2
2SO3反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。
①T温度时，在1L的密闭容器中加入2.0molSO2和1.0molO2，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，该温度下反应的平衡常数K=_______。
②在①中条件下，反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是_________（填字母）。
a．温度和容器体积不变，充入1.0molHeb．温度和容器体积不变，充入1.0molO2
c．在其他条件不变时，减少容器的体积d．在其他条件不变时，升高体系温度
（3）汽车尾气是氮氧化物的一个主要来源。
汽缸中生成NO的反应为：
N2（g）+O2（g）
2NO（g）△H>0
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO的排放量越大，其原因是_______________。
（4）研究人员在汽车尾气系统中装置催化转化剂，可有效降低NOx的排放。
①写出用CO还原NO生成N2的化学方程式____________________。
②在实验室中模仿此反应，在一定条件下的密闭容器中，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况和n（NO）/n（CO）比例变化情况如下图。
为达到NO转化为N2的最佳转化率，应该选用的温度和n（NO）/n（CO）比例分别为________、________；该反应的∆H________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
【答案】NO2（g）+SO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H＝-41.8kJ·mol-1减小2L/molbc升高温度，反应速率加快，平衡向正向移动，则NO的排放量单位时间内增多2NO+2CO
N2+2CO2900Kn（NO）/n（CO）=1∶1＞
②从图中看，900K、n（NO）/n（CO）=1∶1时，NO转化为N2的转化率最大。
当n（NO）/n（CO）一定时，温度升高，NO转化率增大。
故正反应吸热、∆H＞0。
3．化石燃料燃烧时会产生SO2进入大气，有多种方法可用于SO2的脱除。
（1）NaClO碱性溶液吸收法。
工业上可用NaClO碱性溶液吸收SO2。
①反应离子方程式是__________________________________________。
②为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂。
在反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力，可加快对SO2的吸收。
该催化过程的示意图如下图所示：
a．过程1的离子方程式是Ni2O3+ClO－=2NiO2+Cl－，则过程2的离子方程式______。
b．Ca（ClO）2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO更好，原因是______________。
（2）碘循环工艺也能吸收SO2降低环境污染，同时还能制得氢气，具体流程如下：
则碘循环工艺的总反应为___________________________________________。
【答案】ClO－+SO2+2OH－=Cl－+SO42－+H2O2NiO2+ClO－=Ni2O3+Cl－+2OCa2+与SO42—结合生成难溶的CaSO4有利于反应的进行SO2+2H2O
H2SO4+H2
硫与水发生氧化还原反应生成硫酸和氢气，反应方程式为:
SO2+2H2O
H2SO4+H2。
4．红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工原料，工业上用铬铁矿（主要成分是FeO·Cr2O3）制备红矾钠的过程中会发生如下反应：
4FeO（s）＋4Cr2O3（s）＋8Na2CO3（s）＋7O2（g）
8Na2CrO4（s）＋2Fe2O3（s）＋8CO2（g） ΔH<0
（1）如图为上述反应的浓度—时间图像，由图像判断反应进行至t2时刻时，改变的条件是_________________________，如图为上述反应的速率—时间图像，表示上述反应在t1时达到平衡，在t2时因改变某个条件而使曲线发生变化。
由图判断，t2时刻曲线变化的原因可能是________（填写序号）。
a．升高温度b．加催化剂c．通入O2d．缩小容器体积
（2）工业上可利用上述反应的副产物CO2来生产甲醇：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）。
①一定温度下，在容积为1L的密闭容器中，充入2molCO2和4molH2，一段时间后达到平衡，测得CH3OH的物质的量浓度为1mol/L，则该温度下此反应的平衡常数为_________，某时刻测得CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量分别为2mol，1mol，1mol，1mol，则这一时刻v（正）___________v（逆）
②在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭容器中，充分反应达到平衡后，CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为_______________。
【答案】降低温度b1>（2－α）∶2
5．I．二甲醚（DME）水蒸气重整制氢是一种有效解决氢源的方案，其包含的化学反应有：
（1）已知某些化学键的键能数据如下表所示：
请据此书写二甲醚（DME）水蒸气重整制氢的总反应的热化学方程式：
_____。
（2）对于反应①，一定温度下，在一个2L的恒压密闭容器中充人0.1molCH3OCH3（g）和0.2molH2O（g）发生该反应，经过10min反应达到平衡，此时CH3OCH3（g）与CH30H（g）的分压之比为3:
4，则用CH3OH（g）表示的平均反应速率为_________用分压计算表示该反应的平衡常数Kp=______保留两位小数）。
（提示：
某气体分压=总压×
（3）将中间产物CH3OH氧化可制得HCOOH。
常温下，已知HCOOH的电离常数Ka=1.8×10，，则物质的量浓度相同的HCOOH与HCOONa的混合溶液中，各粒子浓度（不含H2O）由大到小的顺序是_____。
（4）已知反应：
HCOOH（过量）+K2C2O4=KHC2O4+HCOOK;KHC2O4+CH3COOK=K2C2O4+CH3COOH。
H2C204的一、二级电离常数分别记为K1、K2，HCOOH、CH3COOH的电离常数分别记为K3、K4，则K1、K2、K3、K4从大到小的排列顺序为____。
Ⅱ．图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。
左右两侧为电解质储罐，中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜；放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后，分别变为Na2S4和NaBr。
（1）写出电池放电时，负极的电极反应式：
_____。
（2）电池中离子选择性膜宜采用_____（填“阳”或“阴”）离子交换膜。
（3）已知可溶性硫化物在溶液中能与硫单质反应，生成可溶性的多硫化物Na2Sx。
若通过加入FeCl3与Na2S，溶液作用获得单质S，其离子方程式为_____。
【答案】
（1）CH3OCH3（g）+3H2O（g）=2CO2（g）+6H2（g）
H3=+289.98KJ/mol
（2）0.004mol.L-1.min-1（3）0.17。
（4）c（HCOO-）>c（Na+）>c（HCOOH）>c（H+）>c（OH-）（5）K1>K3>K2>K4（6）2S22--2e-=S42-（7）阳（8）2Fe3++Sx2-=2Fe2++xS
0.17。
6．工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），某研究小组分别在体积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其发生反应，相关数据如下：
容器
编号
温度
/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡的时间/min
达平衡时体系能量的变化/kJ
CO
H2O
CO2
H2
①
650
1
2
0.4
0.4
5
16.4kJ
②
650
2
4
t1
Q1kJ
③
900
2
4
1.6
1.6
t2
Q2kJ
（1）容器③中反应达平衡时，CO的转化率为____________。
（2）容器①中反应达平衡这段时间，化学反应速率v（H2）=_______________。
（3）下列叙述正确的是_____________（填字母序号）。
a．平衡时，容器①和容器②中CO2的体积分数相等
b．反应达平衡状态时，Q2>Q1>32.8kJ
c．达到平衡的时间：
t2>t1>2.5min
d．该反应的热化学方程式可表示为：
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g）△H＝－41kJ/mol
【答案】80%0.04mol/（L/min）a
7．化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。
回答下列问题：
（1）已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。
室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。
该反应的热化学方程式为__________________________。
（2）反应AX3（g）+X2（g）
AX5（g）在容积为10L的密闭容器中进行。
起始时AX3和X2均为0.2mol。
反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）=________（保留两位有效数字）。
②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）由大到小的次序为___________（填实验序号）；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：
b____________________、c____________________。
③用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为__________________。
【答案】AX3（l）+X2（g）
AX5（s）ΔH=-123.8kJ/mol0.00017（或1.7×10-4mol·L-1·min-1）bca加入催化剂，反应速率加快，但平衡没有改变温度升高，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动（或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大）2（1-
）
8．空气污染问题日益引起全民关注。
（1）汽车尾气中存在大量的CO、NO、NO2和碳氢化合物，可采用铂等贵金属作为催化剂，使CO和NO转化为无毒的气体，请写出其化学方程式________。
（2）科研工作者研究出利用石灰乳除工业燃煤尾气中的硫 （SO2、SO3）和氮 （NO、NO2）的新工艺，既能净化尾气，又能获得应用广泛的CaSO4 和Ca（NO3）2 。
①硫酸型酸雨的形成过程是大气中的SO2 溶于雨水生成某种弱酸，在空气中经催化氧化生成硫酸，该过程中反应的化学方程式为 ______________、________________。
②CaSO4 可以调节水泥的硬化时间。
尾气中 SO2 与石灰乳反应生成CaSO4 的化学方程式为_________________。
③ Ca（NO3）2可制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等.尾气中NO、NO2与石灰乳反应生成Ca（NO3）2的化学方程式 ___________________________。
（3）还可用NaClO2溶液（溶液呈碱性）作为吸收剂，对含有SO2和NOX的燃煤烟气进行脱硫、脱硝。
（已知：
酸性条件下，ClO2-会转化成ClO2和Cl-。
ClO2是黄绿色、易溶于水的气体，具有强氧化性，能氧化SO2或NOX）在鼓泡反应期中通入含SO2和NO的烟气，反应温度为323K，NaClO2溶液的浓度为5×10-3mol·L-1。
反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式______________。
增加压强，NO的转化率_______（填“提高”、“不变”或“降低”）。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐__________（填“提高”、“不变”或“减小”）。
【答案】2CO+2NO
2CO2+N2SO2＋H2O⇌H2SO32H2SO3＋O2=2H2SO42SO2＋O2＋2Ca（OH）2=2CaSO4＋2H2ONO＋NO2＋Ca（OH）2=Ca（NO2）2＋H2O4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O提高减小
9．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。
实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。
该小组设计了如下方案。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/mol·L－1
体积/mL
浓度/mol·L－1
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
（1）该反应的离子方程式为_______。
（2）探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________（填编号，下同），可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是____________。
（3）已知50℃时c（MnO4—）～反应时间t的变化曲线如图。
若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25℃时c（MnO4—）～t的变化曲线示意图_____。
（4）在25℃、101kPa时，1gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是55.0kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式是____________________________。
（5）已知某化学反应A2（g）＋2B2（g）===2AB2（g）（AB2的分子结构为B—A—B）的能量变化如图所示。
该反应是一个______________（填“熵增”或“熵减”）的反应。
下列有关该反应的叙述中正确的是______。
A．该反应是放热反应
B．该反应的ΔH＝－（E1－E2）kJ·mol－1
C．该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D．由2molA（g）和4molB（g）形成4molA—B键吸收E2kJ能量
【答案】2MnO4—+5H2C2O4+6H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑②③①②
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH=-880kJ/mol熵减C
10．亚硝酰氯（ClNO）是有机合成中的重要试剂，可通过如下反应获得：
2NO（g）＋Cl2（g）
2ClNO（g）。
（1）氢氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：
①2NO2（g）＋NaCl（s）
NaNO3（s）＋ClNO（g） K1
②4NO2（g）＋2NaCl（s）
2NaNO3（s）＋2NO（g）＋Cl2（g） K2
③2NO（g）＋Cl2（g）
2ClNO（g） K3
则K3＝________（用K1和K2表示）。
（2）已知几种化学键的键能数据如下表（亚硝酰氯的结构为Cl—N===O）：
化学键
N≡O
Cl—Cl
Cl—N
N===O
键能/（kJ·mol－1）
630
243
a
607
则2NO（g）＋Cl2（g）
2ClNO（g）反应的ΔH和a的关系为ΔH＝_______kJ·mol－1。
（3）按投料比2∶1把NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p（总压）的关系如图（a）所示：
①该反应的ΔH________（填“>”“<”或“＝”）0。
②在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为________。
③若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝________（用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数）。
（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO（g）和Cl2（g），在n（NO）/n（Cl2）＝1.5时达到平衡状态，ClNO的体积分数可能是图（b）中D、E、F三点中的________点。
【答案】K3=K12/K2+（289-2a）<40%5/pD
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