学海导航新课标高考化学总复习第1轮同步训练第7章 化学反应速率和化学平衡.docx
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高中化学第七章 化学反应速率和化学平衡
第20讲 化学反应速率
一、选择题
1.(2013河北省唐山市第一次模拟)在一密闭容器中发生反应:
2X(g)+Y(g)aZ(g) ΔH=QkJ·mol-1,开始按体积比2∶1将X、Y充入反应器中,一定条件下发生反应。
图甲和图乙是根据反应绘制的图像,下列有关说法正确的是( )
A.图甲,P1>P2,a<3
B.图甲,T10
C.图乙,t1时表示恒温、恒压条件下,向平衡体系中充入一定量的Z气体
D.图乙,如果a=3,t2时表示向体系中加入了催化剂
2.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率
(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为( )
A.v(NH3)=0.010mol/(L·s)
B.v(O2)=0.001mol/(L·s)
C.v(NO)=0.001mol/(L·s)
D.v(H2O)=0.045mol/(L·s)
3.(2013杭州七校期中联考)一定温度下,1molX和nmolY在体积为2L的密闭容器中发生如下反应:
X(g)+Y(g)2Z(g)+M(s),5min后达到平衡,此时生成2amolZ。
下列说法正确的是( )
A.用X表示5min内此反应的反应速率是(0.1-0.2a)mol·(L·min)-1
B.当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
C.向平衡后的体系中加入1molM,平衡向逆反应方向移动
D.向上述平衡体系中再充入1molX,v(正)增大,v(逆)减小,平衡正向移动
4.(2013江西省赣州十一县期中)在容积为2L的密闭容器中,有反应:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),经过5分钟达到平衡,此时各物质的变化为A减少为amol/L,B的平均反应速率vB=a/15mol/(L·min),C增加2a/3mol/L,这时若增加系统压强,发现A与C的百分含量不变,则m∶n∶p∶q为( )
A.3∶1∶2∶2B.1∶3∶2∶2
C.1∶3∶2∶1D.1∶1∶1∶1
5.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( )
A.10℃20mL3mol/L的X溶液
B.20℃30mL2mol/L的X溶液
C.20℃10mL4mol/L的X溶液
D.10℃10mL2mol/L的X溶液
6.一定温度下,在2L的密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示
下列描述正确的是( )
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C.反应开始到10s时,Y的转化率为79%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
7.(2013河北省保定市第一次模拟)甲酸甲酯水解反应方程式为:
HCOOCH3(aq)+H2O(l)HCOOH(aq)+CH3OH(aq) ΔH>0。
某温度下,VL溶液中各组分的起始量如下表,HCOOCH3转化率随反应时间(t)的变化如下图(假设溶液体积不变),下列说法正确的是( )
组分
物质的量/mol
HCOOCH3
1.00
H2O
1.99
HCOOH
0.01
CH3OH
0.52
A.温度升高,该反应的平衡常数减小
B.0~10min,HCOOCH3的平均反应速率v=0.003mol·L-1·min-1
C.HCOOCH3平均反应速率先是增大,后减小,最后保持不变
D.80min时,反应刚达平衡,反应物转化率保持不变
8.(2013河北省衡水中学三模)在容积为2.0L的密闭容器内,物质D在T℃时发生反应,其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图,下列叙述不正确的是( )
A.从反应开始到第一次达到平衡时,A物质的平均反应速率为0.0667mol/(L·min)
B.该反应的化学方程式为2D(s)2A(g)+B(g),该反应的平衡常数为K=c(A)2·c(B)
C.已知反应的ΔH>0,则第5分钟时图像呈现上述变化的原因可能是升高体系的温度
D.若在第7分钟时增加D的物质的量,则表示A的物质的量变化正确的是a曲线
二、非选择题
9.某合作小组同学将铜片加入稀硝酸,发现开始时反应非常慢,一段时间后反应速率明显加快。
该小组通过实验探究其原因。
(1)该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)提出合理假设。
该实验中反应速率明显加快的原因可能是 AC 。
A.反应放热导致温度升高
B.压强增大
C.生成物的催化作用
D.反应物接触面积增大
(3)初步探究。
测定反应过程中不同时间溶液的温度,结果如下表:
时间/min
0
5
10
15
20
25
35
50
60
70
80
温度/℃
25
26
26
26
26
26
26.5
27
27
27
27
结合实验目的和表中数据,你得出的结论是 温度不是反应速率明显加快的主要原因 。
(4)进一步探究。
查阅文献了解到化学反应的产物(含中间产物)可能对反应有催化作用,请根据以下实验设计表将实验目的补充完整:
实验
编号
铜片
质量/g
0.1mol·L-1
的硝酸体积
/mL
硝酸铜
晶体/g
亚硝酸钠
晶体/g
实验目的
①
5
20
0
0
②
5
20
0.5
0
③
5
20
0
0.5
实验①和②探究 Cu2+ 的影响;
实验①和③探究 亚硝酸根 的影响
第21讲 化学平衡
一、选择题
1.(2013山西省康杰中学四校第一次联考)将4molA和2molB放入2L密闭容器中发生反应2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0。
4s后反应达到平衡状态,此时测得C的浓度为0.6mol/L。
下列说法正确的是( )
A.达到平衡状态后,若温度不变,缩小容器的体积,则A的转化率增大,平衡常数增大
B.当c(A)︰c(B)︰c(C)=2︰1︰2时,该反应即达到平衡状态
C.达到平衡状态后,若只升高温度,则C的物质的量浓度增大
D.4s内,v(B)=0.075mol/(L·s)
2.将一定量的硫化铵固体置于恒容密闭容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g),下列选项中不能用来判断该反应已达平衡状态的是( )
A.v正(NH3)=v逆(H2S)
B.密闭容器中混合气体的密度不变
C.密闭容器中的压强不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
3.(2012·天津)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197kJ·mol-1。
向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:
(甲)2molSO2和1molO2;(乙)1molSO2和0.5molO2;(丙)2molSO3。
恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( )
A.容器内压强p:
p甲=p丙>2p乙
B.SO3的质量m:
m甲=m丙>2m乙
C.c(SO2)与c(O2)之比k:
k甲=k丙>k乙
D.反应放出或吸收热量的数值Q:
Q甲=Q丙>2Q乙
4.(2013河南省郑州市第一次模拟)在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
下列说法正确的是( )
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B.25℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为0.5(mol·L-1)3
C.在某条件下达到平衡,测得Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol/L,则此时温度高于80℃
D.80℃达到平衡时,保持体积不变,往体系中充入一定量的CO,再次达到平衡后CO的体积分数减小
5.某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)B+C(g)-Q达到平衡。
缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。
以下分析正确的是( )
A.产物B的状态只能为固态或液态
B.平衡时,单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗=1∶1
C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向正反应方向移动
D.若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量Q
二、非选择题
6.(2013年唐山市期末测试)工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下:
(1)已知反应一经发生,铂铑合金网就会处于红热状态。
写出氨催化氧化的化学方程式:
4NH3+O2 4NO+6H2O 。
当温度升高时,化学平衡常数值 减小 (填“增大”、“减小”或“无影响”)。
(2)硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法:
催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol①
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol②
H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol③
则8gH2恰好将NO2转化成N2和H2O(l)时ΔH= -1210.9kJ/mol 。
(3)氨气是制取硝酸的重要原料,合成氨反应的化学方程式如下:
N2+3H22NH3,该反应在固定容积的密闭容器中进行。
①下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是 BC (填字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B.3v正(N2)=v逆(H2)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
②若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2L固定容积的密闭容器中,5min后反应达平衡时,n(N2)=1.2mol,n(H2)=1.2mol,n(NH3)=0.8mol,则反应速率v(N2)= 0.04mol·L-1·min-1 ,平衡常数= 0.31 (保留两位小数)。
若保持容器的温度和容积不变,将上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍,则平衡 向右 (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
7.(2013年河北省石家庄市第二次模拟)含硫化合物在工业生产中有广泛的用途。
(1)SO2可用于工业生产SO3。
①在一定条件下,每生成8gSO3气体,放热9.83kJ。
该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②在500℃,催化剂存在的条件下,向容积为1L的甲、乙两个密闭容器中均充入2molSO2和1molO2。
甲保持压强不变,乙保持容积不变,充分反应后均达到平衡。
Ⅰ.平衡时,两容器中SO3体积分数的关系为:
甲 > 乙(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ.若乙在t1min时达到平衡,此时测得容器乙中SO2的转化率为90%,则该反应的平衡常数为 810 ;保持温度不变,t2min时再向该容器中充入1molSO2和1molSO3,t3min时达到新平衡。
请在下图中画出t2~t4min内正逆反应速率的变化曲线(曲线上必须标明v正、v逆)
(2)硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O)在制革、医药等领域均有广泛用途。
4.92g硫酸镁晶体受热脱水过程的热重曲线(固体质量随温度变化的曲线)如下图所示。
①固体M的化学式为 MgSO4·H2O 。
②硫酸镁晶体受热失去结晶水的过程分为 2 个阶段。
③N转化成P时,同时生成另一种氧化物,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
8.(2013·天津)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。
因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl-
浓度/
mol·L-1
4×
10-6
6×
10-6
2×
10-5
4×
10-5
3×
10-5
2×
10-5
根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为 酸性 ,试样的pH= 4 。
(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②洗涤含SO2的烟气,以下物质可作洗涤剂的是 ab 。
a.Ca(OH)2b.Na2CO3
c.CaCl2d.NaHSO3
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化
①已知汽缸中生成NO的反应为:
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH>0
若1mol空气中含有0.8molN2和0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。
测得NO为8×10-4mol。
计算该温度下的平衡常数K= 4×10-6 。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 温度升高,反应速率加快,平衡右移 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g)===2C(s)+O2(g)已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据:
该反应是 焓增,熵减的反应,任何温度下均不能自发进行 。
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第22讲 影响化学平衡的因素
一、选择题
1.(2013·北京)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.
B.
t/℃
25
50
100
KW/10-14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
c(氨水)/(mol·L-1)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
2.(2013江苏扬州模拟卷)下列有关说法正确的是( )
A.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率但不能改变平衡转化率
B.氢氧燃料电池的能量转换形式仅为化学能转化为电能
C.在NH4HSO4溶液中由于NH
的水解促进了水的电离,所以水的电离程度增大
D.在一密闭容器中发生2SO2+O22SO3反应,增大压强,平衡会正向移动,
的值增大
3.(2013河南省中原名校第一次联考)T℃时,将气体X与气体Y置于一密闭容器中,反应生成气体Z,反应过程中各物质的浓度变化如图(Ⅰ)所示。
保持其他条件不变,在T1、T2两种温度下,Y的体积分数变化如图(Ⅱ)所示。
下列结论正确的是( )
A.t2时,保持其他条件和物质状态不变,增加压强,化学平衡向逆反应方向移动
B.T℃时,若密闭容器中各物质起始浓度为:
0.4mol/LX、0.4mol/LY、0.2mol/LZ。
保持其他条件不变,达到平衡时Z的浓度为0.4mol/L
C.图(Ⅱ)中T1>T2,且正反应是吸热反应
D.其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,且X的转化率增大
4.(2013湖北省荆州市高三质量检查Ⅰ)可逆反应2A(g)+B(g)2C(g),根据下表中的数据判断下列图像错误的是( )
压强A转化率温度
p1(MPa)
p2(MPa)
400℃
99.6
99.7
500℃
96.9
97.8
5.(2013年湖北八校第二次联考)随着汽车数量的逐年增多,汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。
反应:
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)可用于净化汽车尾气,已知该反应速率极慢,70℃时平衡常数为1×109。
下列说法正确的是( )
A.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
D.70℃时及时抽走CO2、N2,平衡常数将会增大,尾气净化效率更佳
6.(2013年安徽江南十校联考)下图表示反应X(g)+4Y(g)5Z(g) ΔH<0,在某温度时X的浓度随时间变化的曲线:
下列有关该反应的描述正确的是( )
A.若Z是有色气体,只压缩容器的体积,平衡不移动,则气体颜色不变
B.若升高温度,则X的平衡转化率减小,v(逆)增大,v(正)减小
C.若X和Y的平衡转化率相等,则起始时X和Y的物质的量之比为1∶4
D.若平衡时X的转化率为85%,则起始时Y的物质的量浓度为3.4mol/L
7.(2013湖北省七市高三4月联考)一定条件下,分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B,发生反应如下:
2A(g)+B(s)2D(g) ΔH<0,测得相关数据如下,下列说法不正确的是( )
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
反应温度/℃
800
800
850
c(A)起始/mol·L-1
1
2
1
c(A)平衡/mol·L-1
0.5
1
0.85
放出的热量/kJ
a
b
c
A.实验Ⅲ的化学平衡常数K<1
B.实验放出的热量关系为b>2a
C.实验Ⅲ在30min达到平衡时的速率v(A)为0.005mol·L-1·min-1
D.当容器内气体密度不随时间而变化时上述反应达到平衡
二、非选择题
8.(2013·浙江)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
请回答下列问题:
(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:
ΔH3= 2ΔH2-ΔH1 。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。
然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。
则:
①ΔH3 < 0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1-T2及T4-T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是 T1-T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度的升高而提高。
T4-T5区间,化学反应已到达平衡,由于正反应是放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2的捕获 。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。
当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。
请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有 降低温度;增加CO2浓度(或压强) (写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是 BD 。
A.NH4ClB.Na2CO3
C.HOCH2CH2OHD.HOCH2CH2NH2
第23讲 化学反应进行的方向
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
B.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
2.已知:
(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9kJ·mol-1,下列说法中正确的是( )
A.该反应中熵变、焓变皆大于0
B.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行
C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应
3.下列说法中正确的是( )
A.SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) ΔH=-98.0kJ·mol-1,1molSO2与1molO2充分反应放出的热量为98.0kJ
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1>ΔH(ΔH数值A项给出)
C.X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,平衡后加入X,ΔH增大
D.X(g)+Y(g)Z(g)+W(s),平衡后加入少量W,X的转化率不变
4.(湖北省襄阳市2013调研)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物,工业上尿素是用CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2