化学反应速率和化学平衡非选择题DOC.docx

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化学反应速率和化学平衡非选择题DOC

26．[2014·新课标全国卷Ⅱ]

在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4（g）2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：

（1）反应的ΔH________0（填“大于”或“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。

在0～60s时段，反应速率v（N2O4）为________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。

（2）100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c（N2O4）以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10s又达到平衡。

①T________100℃（填“大于”或“小于”），判断理由是____________________________。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K2：

_______________________________________

________________________________________________________________________。

（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

26．

（1）大于　0.0010　0.36mol·L－1

（2）①大于　反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高

②平衡时，c（NO2）＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＝0.16mol·L－1

c（N2O4）＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1

K2＝＝1.3mol·L－1

（3）逆反应　对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动

[解析]

（1）依题意知，温度升高，混合气体的颜色加深，说明平衡向生成NO2的正反应方向移动，即正反应是吸热反应；根据图像0～60s时段，NO2的物质的量浓度变化为0.060mol·L－1，根据公式v＝即可计算出速率；根据图像可知NO2的平衡浓度为0.120mol·L－1，N2O4的平衡浓度为0.040mol·L－1，根据K＝可计算出平衡常数K1。

（2）①根据题意知，改变反应温度为T后，反应速率降低，故为降低温度，即T小于100℃；②根据题意知，再次达到平衡后N2O4的浓度减小，Δc＝v·Δt＝0.0020mol·L·s－1×10s＝0.02mol·L－1，则NO2的浓度增加0.040mol·L－1，即达到新平衡时N2O4的浓度为0.020mol·L－1，NO2的浓度为0.160mol·L－1，据K＝可计算出平衡常数K2。

（3）温度为T时，反应达到平衡，将反应容器减小一半，即增大压强。

其他条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即向逆反应方向移动。

28．[2014·全国卷]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列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）＝______________________。

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______________；实验a和c的平衡转化率：

αa为________，αc为________。

28．

（1）AX3（l）＋X2（g）===AX5（s）　ΔH＝－123.8kJ/mol　

（2）①＝1.7×10－4mol·L－1·min－1

解：

开始时n0＝0.4mol，总压强为160kPa，平衡时总压强为120kPa，则n为＝，

n＝0.40mol×＝0.30mol，

　　　　AX3（g）＋X2（g）AX5（g）

起始时n0/mol：

0.20　　0.20　　　0

平衡时n/mol：

0.20－x　0.20－x　x

（0.20－x）＋（0.20－x）＋x＝0.30

x＝0.10

v（AX5）＝＝1.7×10－4mol·L－1·min－1

②bca　加入催化剂。

反应速率加快，但平衡点没有改变　温度升高。

反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动（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）　③α＝2（1－）　50%　40%

[解析]

（1）书写热化学方程式时要注意常温下AX3呈液态，AX5呈固态。

（2）②由图像知，达到平衡所需时间：

a＞c＞b，所以反应速率v（AX5）由大到小的顺序为b＞c＞a；与实验a相比，实验b先达到平衡，化学反应速率快，但平衡点没有变化，说明实验b加入了催化剂；反应为放热反应，与实验a相比，实验c平衡向逆反应方向移动，且反应速率加快，说明实验c改变的条件是升高温度。

　　　　　　AX3（g）　　＋　　X2（g）AX5（g）

起始量（mol）0.20.20

变化量（mol）xxx

平衡量（mol）0.2－x0.2－xx

则有＝，解得x＝，则AX3的转化率为＝2（1－）；分别将实验a、c的p、p0的数据代入上式，得aa、ac分别为50%、40%。

24．[2014·福建卷]铁及其化合物与生产、生活关系密切。

（1）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为________。

②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________（填字母）。

（2）用废铁皮制取铁红（Fe2O3）的部分流程示意图如下：

①步骤Ⅰ若温度过高，将导致硝酸分解。

硝酸分解的化学方程式为______________________________。

②步骤Ⅱ中发生反应：

4Fe（NO3）2＋O2＋（2n＋4）H2O===2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe（NO3）2，该反应的化学方程式为____________________________。

③上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是______（任写一项）。

（3）已知t℃时，反应FeO（s）＋CO（g）Fe（s）＋CO2（g）的平衡常数K＝0.25。

①t℃时，反应达到平衡时n（CO）∶n（CO2）＝________。

②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO（s），并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。

此时FeO（s）转化率为50%，则x＝________。

24．

（1）①吸氧腐蚀　②B

（2）①4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　②4Fe＋10HNO3===4Fe（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O　③氮氧化物排放少（或其他合理答案）　（3）①4∶1　②0.05

[解析]

（1）①若为析氢腐蚀则B、C、D的腐蚀程度相同，则该电化学腐蚀为吸氧腐蚀。

②氧气的浓度越大，吸氧腐蚀越严重，则B区域产生铁锈最多。

（2）①硝酸的受热分解产生NO2、O2、H2O，则根据氧化还原的化合价升降法配平其化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。

②根据图示和信息可知：

该生产流程中生成了NH4NO3，则硝酸与废铁皮反应的化学方程式为4Fe＋10HNO3===4Fe（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O。

（3）①在t℃时，K＝＝＝0.25，则＝4。

②　　FeO（s）＋　CO（g）Fe（s）＋CO2（g）

n起始/mol0.02x00

n转化/mol0.010.010.010.01

n平衡/mol0.01x－0.010.010.01

根据t℃时，K＝＝＝＝0.25，求得x＝0.05。

10．[2014·天津卷]合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1。

一种工业合成氨的简式流程图如下：

（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。

一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（2）步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：

①CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）ΔH＝＋206.4kJ·mol－1

②CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）ΔH＝－41.2kJ·mol－1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是____________。

a．升高温度　b．增大水蒸气浓度　c．加入催化剂　d．降低压强

利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2的产量。

若1molCO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为____________。

（3）图（a）表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。

根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：

____________。

（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图（b）坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

（a）　　　　　　　　　（b）

（5）上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是（填序号）________。

简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

10．

（1）2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓

（2）a　90%

（3）14.5%

（4）

（5）Ⅳ　对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用

[解析]

（1）由题意可知为空气中的O2将负二价硫氧化为硫单质，根据电子守恒将方程式配平即可。

（2）反应①为气体物质的量增大的吸热反应，降低压强使平衡右移，但反应速率减小，d错；催化剂不能改变反应限度，即不能改变H2的百分含量，c错；增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移，但产物H2的百分含量却减小，b错；升高温度反应速率增大，且平衡正向移动，H2的百分含量增大，a对。

CO与H