高考复习方案高考化学冲刺最新模拟题汇编专题7化学反应速率和化学平衡.docx

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高考复习方案高考化学冲刺最新模拟题汇编专题7化学反应速率和化学平衡

专题7化学反应速率和化学平衡

1【2015湖北省襄阳市期末】一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。

下列判断正确的是

A．在0～50min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等

B．溶液酸性越强，R的降解速率越小

C．R的起始浓度越小，降解速率越大

D．在20～25min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04mol·L－1·min－1

【答案】A解析：

根据图示可知：

在0-50min之间，pH=2和pH=7时R的降解百分率是相等的，故A正确；溶液酸性越强，即pH越小，线的斜率越大，可以知道R的降解速率越大，故B错误；图中无法比较同一pH条件下，R的起始浓度与降解速率的关系，故C错误；在20-25min之间，pH=10时R的平均降解速率为（0.6-0.4）/5×10-4=4×10-6mol•L-1•min-1，故D错误。

2．（2015湖南省浏、攸、醴联考）在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA（g）+yB（g）

zC（g），图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n（A）:

n（B）的变化关系。

则下列结论正确的是

A．200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v（B）=0.02mol·L－1·min－1

B．图Ⅱ所知反应xA（g）+yB（g）

zC（g）的△H<0，且a=2

C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入0.2molB和0.2molC，重新达到平衡前v（正）>v（逆）

D．在200℃时，向容器中充入2molA和1molB，达到平衡时，A的体积分数大于0.5

【答案】A【解析】200℃时，反应开始到平衡的平均速率V（B）=（0.4-0.2）mol÷2L÷5min=0.02mol•L‾1•min‾1

A正确；根据平衡移动原理，在其他条件不变时，升温平衡向吸热方向移动，正反应方向是吸热反应，图Ⅱ

可知反应xA（g）+yB（g）

zC（g）的△H>0，B错误；根据图示可知该反应的方程式为：

2A（g）+B（g）

C（g）

2A（g）+B（g）

C（g）

起始（mol•L‾1）0.40.20

平衡（mol•L‾1）0.20.10.1

K=

=25（mol•L‾1）-1

再向体系中充入0.2molB和0.2molC，Q=

=25（mol•L‾1）-1=K,平衡不移动，v（正）=v（逆），C错误；

原平衡中，A的体积分数等于0.5，在200℃时，向容器中充入2molA和1molB，起始时A、B比例与原来相同，根据等效平衡原理，相当于加压，A的体积分数小于0.5。

3．（2015福建省厦门市期末）

（12分）为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下实验。

实验一探究铜和稀硝酸反应的产物。

实验装置如右图，气密性已检查。

已知：

FeSO4+NO＝[Fe（NO）]SO4，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe（NO）]2+时突显明显棕色。

（1）实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，该实验操作的目的是。

（2）铜片和稀硝酸反应的化学方程式为。

（3）本实验A生成的气体中，若有NO2，B的实验现象为；若只有NO生成，B的实验现象是。

实验二探究铜和稀硝酸反应速率先慢后快的原因

经过实验一，测得硝酸的浓度<6mol•L-1，只有NO生成。

当铜片与5mol•L-1硝酸反应时，开始时反应非常缓慢，一段时间后反应速率明显加快。

为探究此反应的反应速率先慢后快的原因，进行如下探究：

探究一：

研究反应过程的温度变化对反应速率的影响

实验所得曲线和现象记录如下图表。

时间/min

现象

0~15

铜表面出现气泡，但速度很慢

25

溶液有很浅的蓝色，气泡生成速度加快

30

气泡生成速度较快，均匀冒出

45

洗气瓶中可见少量淡棕色的物质

50

溶液中蓝色明显变深，洗气瓶中突显明显棕色

（4）获得图2数据所需的测量仪器有________________________________。

（5）从上述图表分析可得到的结论是。

序号

温度

铜片/g

硝酸/mL

硝酸铜/g

1

25℃

①

②

③

2

25℃

5

20

0.5

3

25℃

5

20

1.0

探究二：

研究化学反应产物对反应速率的影响

设计了如下实验，利用图1装置测定溶液突显明显棕色的时间。

（6）请将上表中将实验1的实验条件填写完整

①②③

（7）通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，为达到实验目的还需要继续进行的实验是。

【答案】

（1）利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰

（2）3Cu+8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

（3）B瓶溶液出现棕黄色；B瓶溶液出现棕色

（4）温度计和秒表（或使用pH传感器）

（5）反应溶液温度升高不是使反应速率加快的主要因素

（6）5；20；0

（7）研究NO对反应速率的影响

解析：

：

（1）实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，碳酸钙与稀硝酸生成CO2，将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰

（2）在常温下，铜片和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，化学方程式:

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

（3）实验A生成的气体中，若有NO2，NO2溶于水生成硝酸，把Fe2+氧化成Fe3+，B瓶溶液出现棕黄色；若只有NO生成，FeSO4+NO═[Fe（NO）]SO4，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe（NO）]2+时突显明显棕色。

（4）图2是铜与稀硝酸反应的温度变化、时间变化的曲线图，需要测定温度与时间

（5）由图2曲线和表一可知，反应30min时，反应速率较快，再升高温度，反应速率增大有限，可知反应溶液温度升高不是使反应速率加快的主要因素。

（6）表二，研究化学反应产物硝酸铜对反应速率的影响，实验1作为对照试验，铜片的质量、硝酸的体积应该与试验2、3完全一样，硝酸铜的质量是0。

（7）通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，说明硝酸铜没有催化作用，需要研究另一种产物NO对反应速率是否有影响。

4、（2015·陕西省渭南市一模）NaHSO3可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗时即有I2析出。

某课题组用淀粉作指示剂，通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。

（1）写出NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2的离子方程式：

。

（2）调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录结果如下：

编号

0.02mol/LNaHSO3溶液/mL

0.02mol/LKIO3溶液/mL

H2O/mL

反应温度/℃

溶液变蓝的时间t/s

①

10

15

a

10

t1

②

10

40

0

10

t2

③

10

b

0

20

t3

表中a=，b。

（3）改变反应温度，重复实验③，得到温度（T）与溶液浓度变蓝所需时间（t）的关系如下图所示（“xxx”表示超过50℃后溶液不会变蓝。

①在30℃下，若溶液变蓝时，I2的物质的量为nmol，则从反应开始至溶液变蓝，IO3-的平均反应速率为（写出表达式即可，不要化简）。

②根据图像，请你分析温度低于50℃时，溶液变蓝所需时间与反应温度的关系：

。

（4）将NaSO3溶液与KIO3溶液混合（预先加入可溶性淀粉为指示剂），用速率检测仪检测

出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。

课题组对起始阶段反应逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设二：

假设一：

反应生成的I2对反应起催化作用；

假设二：

。

（5）请你设计实验验证上述假设，完成下表中内容（反应速率可用测速仪测定）。

实验方案（不要求写具体操作过程）

预期实验现象和结论

解析：

（1）2IO3-→I2碘的化合价降低10价，HSO3-→SO42-硫的化合价升高2价，据此可以配平反应方程式为：

2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+3H++H2O。

（2）为使NaHSO3浓度一致，混合溶液的体积必相同，则以实验②为基准，可知a=25、b=40

（3）①变蓝时消耗IO3-的物质的量是I2的二倍，则v（IO3-）=2nmol/（65s×50×10-3L）=

。

②从图可知在低于50℃时，溶液变蓝时间（或反应速率）以30℃为界，出现两种不同的情况，应分别进行归纳总结。

（4）分析影响因素可以从反应前后“新增粒子”的角度考虑，如产物中I2、SO42-、H+，可能是这些粒子的产生催化了反应加速了反应，之后溶液浓度的减小起主要作用，反应速率降低；也可能是反应存在放热效应对反应速率起到的作用。

（5）验证实验以“对比实验”的方式进行，如反应开始是否加入I2，通过比较反应速率的差异可以判断是否是I2单质的催化效应。

答案：

（1）2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+3H++H2O

（2）2540

（3）①

②温度低于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；温度高于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越长

（4）反应生成的H+对反应起催化作用，H+浓度越大反应速率越快；或反应生成的SO42-对反应起催化作用，SO42-浓度越大反应速率越快；或该反应是放热反应，温度升高导致反应速率越快。

（5）

实验方案（不要求写具体操作过程）

预期实验现象和结论

在烧杯甲中将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合，用测速仪测定起始时的反应速率v（甲）；在烧杯乙中进行同一反应（不同的是乙烧杯中预先加入少量I2，其他反应条件均完全相同），测定起始阶段的相同时间内的反应速率v（乙）

若v（甲）=v（乙），则假设一不成立；若v（甲）

5．（2015湖北省荆门市元月调研）

工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：

SiCl4（g）+2H2（g）

Si（s）+4HCl（g）

△H=QkJ/mol（Q＞0）某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应，

下列叙述正确的是

A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率

B．若反应开始时SiCl4为1mol,则达平衡时，吸收热量为QkJ

C．反应至4min时，若HCl浓度为0.12mol/L，则H2的反应速率为0.03mol/（L·min）

D．当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol/L的NaOH溶液恰好反应

【答案】D【解析】增大压强，平衡逆向移动，降低SiCl4的转化率，A错误；该反应为可逆反应，不能进行彻底，B错误；H2的反应速率为0.03/2mol/（L·min）=0.015mol/（L·min）,C错误；根据方程式，当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成0.1molHCl，与100mL1mol/L的NaOH溶液恰好反应，D正确。

6．（2015安徽省江南十校期末联考）

纳米钴（Co）加氢反应的催化剂，500K时催化反应：

CO（g）＋3H2（g）

CH4（g）＋H2O（g）△H<0。

有关说法正确的是（）

A．纳米技术的应用，提高了催化剂的催化性能，但平衡常数不变·

B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动CO的浓度减小·

C．温度越低，越有利于CO催化加氢

D．从平衡体系中分H2O（g）能加快正反应速率·

【答案】A【解析】催化剂不能改变K，A正确；缩小容器体积，各物质浓度都增大，平衡后，CO的浓度增大，B错误；催化剂有活性温度，因此温度降低，催化剂的活性降低，不利于CO催化加氢，C错误；从平衡体系中分出H2O（g），减小正反应速率，D错误。

7.[2015浙江省嘉兴市一中等五校期末]

下列有关颜色变化错误的是（）

在4mL0.1mol/L的K2Cr2O7溶液中滴加数滴1mol/LNaOH溶液，溶液颜色从橙色变成黄色

B．在试管中加入少量氯化钴晶体，滴加浓盐酸溶解后加水稀释至紫色，将试管置于热水中片刻，溶液颜色变成粉红色

C．向血红色的Fe（SCN）3溶液中加入少量KI固体，溶液颜色变浅

D．用50mL针筒抽取30mL红棕色的NO2气体并封住注射孔，当用力推压活塞，压缩针筒中的气体（此过程中不考虑温度变化），从针筒顶端观察，气体颜色逐渐变浅

【答案】B【解析】重铬酸根（Cr2O72-）和铬酸根（CrO42-）离子间存在如下平衡：

Cr2O72-（橙色）+H2O⇌2CrO42-（黄色）+2H+；滴加NaOH溶液，平衡正向移动，溶液颜色从橙色变成黄色，故A正确；CoCl2溶于浓盐酸中能形成CoCl42-，将试管放热水中片刻，由紫色变成了蓝色，故B错误；向血红色的Fe（SCN）3溶液中加入少量KI固体，Fe3+与I‾发生氧化还原反应，Fe3+浓度减小，红色变浅，故C正确；用50mL针筒抽取30mL红棕色的NO2气体并封住注射孔，当用力推压活塞，增大压强，平衡向生成N2O4的方向移动，从针筒顶端观察，气体颜色变浅，故D正确。

8、（2015湖南省怀化市期末）在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和

平衡浓度如下表：

物质

X

Y

Z

初始浓度/mol·L-1

0.1

0.2

0

平衡浓度/mol·L-1

0.05

0.05

0.1

下列说法错误的是（）

A．反应达到平衡时，X的转化率为50％

B．反应可表示为X＋3Y

2Z，其平衡常数值为1600

C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大

D．改变温度可以改变此反应的平衡常数

【答案】C【解析】反应达到平衡时，X的转化率为0.05/0.1×100%=50％，A正确；由表中的数据可得方程式为：

X＋3Y

2Z，K=

=1600，B正确；增大压强不能改变平衡常数，C错误；改变温度，平衡移动，该反应的平衡常数改变，D正确

9．（2015北京市海淀区期末）

工业上用CO和H2合成CH3OH：

CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）。

反应的平衡常数如下表：

温度/℃

0

100

200

300

400

平衡常数

667

13

1.9×10-2

2.4×10-4

1×10-5

下列说法正确的是

A．该反应的△H>0

B．加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率

C．工业上采用5×103kPa和250℃的条件，其原因是原料气的转化率高

D．t℃时，向1L密闭容器中投入0.1molCO和0.2molH2，平衡时CO转化率为50%，则该温度时反应的平衡常数的数值为100

【答案】D

【解析】根据表中数据可知随着温度的升高，平衡常数逐渐减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，则△H<0，A错误；催化剂不能改变平衡状态，因此使用催化剂不能改变CO的转化率，B错误；工业上采用5×103kPa和250℃的条件，原因是催化剂的活性在此条件下最大，C错误；根据方程式可知

CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）

起始浓度（mol/L）0.10.20

转化浓度（mol/L）0.050.10.05

平衡浓度（mol/L）0.050.10.05

所以该温度下平衡常数K＝

D正确。

10、（2015·福建省漳州市3月质检）环境中氮氧化物的合理控制和治理是减少雾霾天气、优化生存环境的有效途径之一。

请运用化学反应原理知识，回答下列问题：

．

（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知：

①CH4（g）+4NO2（g）===4NO（g）+CO2（g）+2H2O

（1）△H1=-662kJ·mol-1

②CH4（g）+4NO（g）===2N2（g）+CO2（g）+2H2O

（1）△H2=-1251kJ·mol-1

据此，写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式：

。

（2）用活性炭还原法也可处理氮氧化物。

有关反应为：

C（s）+2NO（g）

N2（g）+CO2（g）。

某研究小组向一个容积（3L）恒定的真空密闭容器中加入0.3molNO和足量的活性炭与催化剂（固体试样的体积忽略不计），在恒温（T1℃）条件下发生反应，经10min反应达到平衡，测得N2的物质的量为0.09mol。

①0min~10min内以v（NO）表示的平均化学反应速率为。

②下列各项能判断该反应达到平衡状态的是。

A．容器内压强保持不变B．速率关系：

2v（NO）（正）=v（N2）（逆）

C．容器内CO2的体积分数不变D．混合气体的密度保持不变

③在相同条件下，若在容器中放入生石灰，则NO的平衡转化率（填“增大”、“不变”或“减小”）。

解析：

（1）根据盖斯定律，方程式（①+②）/2可得：

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-956.5kJ/mol。

（2）①v（NO）=2v（N2）=0.09mol/（3L·10min）×2=0.006mol·（L·min）-1。

②该反应是气体体积不变的反应，故容器内压强不变时不能说明反应达到平衡，A项错误；正逆反应速率符合v（NO）（正）=2v（N2）（逆），能够说明反应达到平衡，B项错误；CO2的体积分数不变时，能够说明反应达到平衡，C项正确；由于容器体积不变，其中碳是固体，随着反应的进行，容器内气体的密度是变量，当混合气体的密度不变时，能够说明反应达到平衡，D项正确。

③生石灰吸收CO2生成CaCO3，会使平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大。

答案：

（1）：

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-956.5kJ/mol

（2）①0.006mol·（L·min）-1②CD③增大

11．（2015四川省眉山市期末）（16分）甲醇又称“木醇”或“木精”，沸点64.7℃，是无色有酒精气味易挥发的液体。

甲醇有毒，误饮5～10mL能双目失明，大量饮用会导致死亡。

甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药，并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。

（1）工业上可利用CO2和H2生产甲醇，方程式如下：

CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（l）＋H2O（g）  △H＝Q1kJ·mol－1

又查资料得知：

①CH3OH（l）＋1/2O2（g）

CO2（g）＋2H2（g） △H＝Q2kJ·mol－1

②H2O（g）=H2O（l）△H=Q3kJ·mol－1，则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为  。

（2）工业上可用CO和H2O（g）来合成CO2 和H2，再利用

（1）中反应原理合成甲醇。

某温度下，将1molCO和1.5molH2O充入10L固定密闭容器中进行化学反应：

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）  △H＞0,当反应进行到10min时达到平衡，此时测得H2为0.6mol。

回答下列问题:

①0～10min内H2O（g）的平均反应速率为                  。

②若想加快正反应速率的同时提高CO的转化率，可以采用的方法是           。

a.升高温度    b.缩小容器的体积  

c.增大H2O（g）的浓度    d.加入适当的催化剂

③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O（g），重新达到化学平衡状态时,此时平衡混合气体中H2的体积分数为      。

【答案】（16分）（每空2分）

（1）CH3OH（l）+3/2O2（g）==CO2（g）+2H2O（l）ΔH=（2Q1＋3Q2＋2Q3）kJ•mol－1

（2）

6×10－3mol·L－1·min－1

ac

25%

[解析]

（1）已知反应：

①CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（l）＋H2O（g）  △H＝Q1kJ·mol－1

②CH3OH（l）＋1/2O2（g）

CO2（g）＋2H2（g） △H＝Q2kJ·mol－1

③H2O（g）=H2O（l）△H=Q3kJ·mol－1

根据盖斯定律：

2×①+3×②+2×③得：

CH3OH（l）+3/2O2（g）==CO2（g）+2H2O（l）ΔH=（2Q1＋3Q2＋2Q3）kJ•mol－1

（2）①当反应进行到10min时达到平衡，此时测得H2为0.6mol,V（H2）=0.6mol÷10L÷10min=6×10－3mol·L－1·min－1。

②正反应为吸热反应，升温平衡正向移动，CO的转化率增大，且反应速率加快，a正确；由于反应前后气体的系数之和相等，缩小容器的体积平衡不移动，CO的转化率不变，速率加快，b错误；增大H2O（g）的浓度，CO的转化率增大，速率加快，c正确；催化剂不能改变物质的转化率，d错误。

③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O（g），温度不变，平衡常数不变。

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）

起始（mol/L）0.20.200

转化（mol/L）xxxx

平衡（mol/L）0.2-x0.2-xxx

解得x=0.1mol

平衡混合气体中H2的体积分数为0.1/0.4×100%=25%

12、（2015·河南省焦作市一模）雾霾天气严重影响人们的生活，其中氮氧化

物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。

消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。

（1）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。

某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：

C（s）＋2NO（g）

N2（g）＋CO2（g）△H＝QkJ·mol－1。

在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）＝___________，Tl℃时，该反应的平衡常数K＝___________。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是_____________（填代号）。

a．加入一定量的活性炭b．通入一定量的NO

c．适当缩小容器的体积d．加入合适的催化剂

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中，NO、N2、CO2的浓度之比为

5：

3：

3，则Q____（填“＞”、“＝”或“＜”）0。

（2）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。

反应原理如图所示：

①由图甲可知，SCR技术中的氧化剂为_____________。

已知c（NO2）︰c（NO）＝

1︰1时脱氮效果最佳，若生成1molN2时反应放出的热量为QkJ。

此时对应的脱氮反应的热化学方程式为____________________。

②图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳的催化剂和相应的温度分别为_______________。

（3）利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法，先将含SO2的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收。

该温度下，吸收液中c（Ca2＋）一直保持为0．