高考冲刺化学大题百题精练 专题01 化学反应速率.docx

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高考冲刺化学大题百题精练专题01化学反应速率

专题一化学反应速率与化学平衡原理综合应用

1．CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－867kJ·mol－1。

该反应可用于消除氮氧化物的污染。

在130℃和180℃时，分别将0.50molCH4和amolNO2充入1L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：

实验

编号

温度

时间/min

0

10

20

40

50

1

130℃

n（CH4）/mol

0.50

0.35

0.25

0.10

0.10

2

180℃

n（CH4）/mol

0.50

0.30

0.18

0.15

（1）开展实验1和实验2的目的是______________________________。

（2）180℃时，反应到40min，体系________（填“是”或“否”）达到平衡状态，理由是_________；

CH4的平衡转化率为________。

（3）已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。

（写出计算过程）

（4）一定条件下，反应时间t与转化率α（NO2）的关系如图所示，请在图像中画出180℃时，压强为p2（设压强p2>p1）的变化曲线，并做必要的标注。

（5）根据已知求算：

ΔH2＝________。

CH4（g）＋4NO2（g）4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH1＝－574kJ·mol－1

CH4（g）＋4NO（g）2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH2

【答案】

（1）探究温度对反应速率和化学平衡的影响

（2）是　温度升高，反应速率加快，高温下比低温下更快达到平衡状态，对比实验1可确定40min时反应已经达到平衡状态　70%

（3）CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

c0/mol·L－1：

0.50a000

Δc/mol·L－1：

0.400.800.400.400.80

c平/mol·L－1：

0.10a－0.800.400.400.80

则：

＝6.4，解得a＝1.2

答：

a的值为1.2

（4）

（5）－1160kJ·mol－1

2．氨是最重要的化工产品之一。

（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。

有关化学反应的能量变化如下图所示。

反应①②③为________反应（填“吸热”或“放热”）。

CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为___________。

（2）用氨气制取尿素[CO（NH2）2]的反应为：

2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（g）。

①某温度下，向容积为10L的密闭容器中通入2molNH3和1molCO2，反应达到平衡时CO2的转化率为50%。

该反应的化学平衡常数表达式为K＝______。

该温度下平衡常数K的计算结果为_____。

②为进一步提高CO2的平衡转化率，下列措施中能达到目的的是________。

A．提高NH3的浓度B．增大压强

C．及时转移生成的尿素D．使用更高效的催化剂

【答案】

（1）放热　CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋161.1kJ·mol－1

（2）①　100L2·mol－2　②AB

3．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生反应：

xA（g）＋2B（s）yC（g）　ΔH＜0。

在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。

请回答下列问题：

（1）用A的浓度变化表示该反应0～10min内的平均反应速率v（A）＝________。

（2）根据图示可确定x∶y＝________。

（3）0～10min容器内压强________（填“变大”、“不变”或“变小”）。

（4）推测第10min引起曲线变化的反应条件可能是________；第16min引起曲线变化的反应条件可能是________。

①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温⑤降温　⑥加催化剂

（5）若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ的平衡常数为K2，则K1________K2（填“＞”、“＝”或“＜”）。

【答案】

（1）0.02mol/（L·min）　

（2）1∶2　（3）变大（4）④⑥　④　（5）＞

【解析】

试题分析：

（1）A是反应物，10min内其浓度减小量为（0.45－0.25）mol·L－1，则平均反应速率是0.02mol/（L·min）。

（2）10min时C的浓度增加0.40mol·L－1，则与A的浓度变化之比是2∶1，故x∶y＝1∶2。

（3）0～10min内C的浓度增加的量比A的浓度减小的量大，B是固体，所以压强变大。

（4）根据图像知10min时反应速率加快，分析可知10min时改变的条件可能是升温或加催化剂；12～16min，反应处于平衡状态，16min后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，20min时达到新平衡，分析可知16min时改变的条件可能是升温。

（5）升温平衡左移，K减小。

4．汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。

汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应：

4CO（g）+2NO2（g）4CO2（g）+N2（g）ΔH=-1200kJ·mol-1

（1）恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是（填字母，下同）。

A．容器内混合气体颜色不再变化

B．容器内的压强保持不变

C．2v（NO2）逆=v（N2）正

D．容器内混合气体密度保持不变

（2）能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动的是。

A．及时分离出CO2

B．适当升高温度

C．减小容器体积使体系压强增大

D．选择高效催化剂

（3）对于该反应，温度不同（T2＞T1）、其他条件相同时，下列图像正确的是。

【答案】

（1）CD

（2）B（3）B

5．工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4（g）+2N2（g）+6H2（g）Si3N4（s）+12HCl（g）　ΔH<0

某温度和压强条件下，分别将0.3molSiCl4（g）、0.2molN2（g）、0.6molH2（g）充入2L密闭容器内，进行上述反应，5min达到平衡状态，所得Si3N4（s）的质量是5.60g。

（1）H2的平均反应速率是　　　　mol·L-1·min-1。

（2）平衡时容器内N2的浓度是　　　　mol·L-1。

（3）SiCl4（g）的转化率是　　　　。

（4）若按n（SiCl4）∶n（N2）∶n（H2）=3∶2∶6的投料配比，向上述容器不断扩大加料，SiCl4（g）的转化率应　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。

（5）在不改变反应条件的情况下，为了提高SiCl4（g）的转化率，可通过改变投料配比的方式来实现。

下列四种投料方式，其中可行的是　　　　。

选项

投料方式

A

n（SiCl4）∶n（N2）∶n（H2）=1∶1∶2

B

n（SiCl4）∶n（N2）∶n（H2）=1∶2∶2

C

n（SiCl4）∶n（N2）∶n（H2）=3∶2∶2

D

n（SiCl4）∶n（N2）∶n（H2）=2∶1∶3

（6）达到平衡后升高温度，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是　　　　（填字母序号）。

A．c（HCl）减少

B．正反应速率减慢，逆反应速率加快

C．Si3N4的物质的量减小

D．重新平衡时c（H2）/c（HCl）增大

【答案】

（1）0.048　

（2）0.06　（3）40%　（4）减小　（5）A、B　（6）A、C、D

6．面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。

（1）已知在常温常压下反应的热化学方程式：

①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH1＝－90kJ·mol－1

②CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）ΔH2＝－41kJ·mol－1

写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：

_______________________。

（2）在容积为VL的容器中充入amolCO与2amolH2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p1________p2（填“大于”、“小于”或“等于”）；

②在其他条件不变的情况下，再增加amolCO与2amolH2，达到新平衡时，CO的转化率________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数________。

（3）已知在T℃时，CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始（CO）＝1mol·L－1，c始（H2O）＝1mol·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应________（填“已经”或“没有”）达到平衡，原因是__________________________________。

此时刻v正________v逆（填“>”或“<”）。

【答案】

（1）CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH＝－49kJ·mol－1　

（2）①小于　②增大　不变　（3）没有　此时＝＝0.0123<0.32　>

7．2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。

其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。

（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）＋2CO（g）2CO2（g）＋N2（g）。

在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线如图所示。

据此判断：

①该反应的ΔH________0（填“>”或“<”）

②在T2温度下，0～2s内的平均反应速率v（N2）＝______________________。

③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。

若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________（填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。

①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如：

CH4（g）＋2NO2（g）=N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH1＝－867kJ/mol

2NO2（g）N2O4（g）　ΔH2＝－56.9kJ/mol

写出CH4（g）催化还原N2O4（g）生成N2（g）、CO2（g）和H2O（g）的热化学方程式：

________________________________________________________________________。

②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。

如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。

催化剂b表面发生的电极反应式为__________________________。

③常温下，0.1mol·L－1的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数Ka＝________。

【答案】

（1）①<

②0.025mol·L－1·s－1或0.025mol/（L·s）

③如图

④bd

（2）①CH4（g）＋N2O4（g）=N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－810.1kJ/mol