高考化学争分夺秒15天9化学反应速率和化学平衡.docx
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高考化学争分夺秒15天9化学反应速率和化学平衡
2019年高考化学争分夺秒15天-9.化学反应速率和化学平衡
注意事项:
认真阅读理解,结合历年的真题,总结经验,查找不足!
重在审题,多思考,多理解!
无论是单选、多选还是论述题,最重要的就是看清题意。
在论述题中,问题大多具有委婉性,尤其是历年真题部分,在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料,明确考察要点,最大限度的挖掘材料中的有效信息,建议考生答题时用笔将重点勾画出来,方便反复细读。
只有经过仔细推敲,揣摩命题老师的意图,积极联想知识点,分析答题角度,才能够将考点锁定,明确题意。
【一】选择题(此题包括16个小题,每题3分,共48分)
1、以下说法正确的选项是()
A、ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B、NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ/mol能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
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
解析:
ΔH<0、ΔS>0,那么ΔG<0,任何温度下反应都能自发进行,A错误,B正确;用焓变和熵变判断反应的自发性,都有例外,故都不能单独作为反应自发性的判据,而应用复合判据,C错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的方向,D错误、
答案:
B
2、(2018·青岛质检)反应2SO2+O22SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol/L,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/(L·s),那么这段时间为()
A、0.1sB、2.5s
C、5sD、10s
解析:
因为SO3的浓度增加了0.4mol/L,所以O2的浓度减少了0.2mol/L,因为在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/(L·s),所以反应所需时间为5s.
答案:
C
3、(2018·杭州模拟)等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反应:
X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)ΔH<0,以下表达正确的选项是()
A、平衡常数K值越大,X的转化率越大
B、达到平衡时,反应速率v正(X)=2v逆(Z)
C、达到平衡后,降低温度,正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数
D、达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动
解析:
平衡常数K值越大,反应向正反应进行的程度越大,X的转化率越大,A项正确、达平衡时2v正(X)=v逆(Z),B项错误、达平衡后降低温度,正逆反应速率均减小,又因平衡向正反应方向移动,所以正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数,C项错误、增大压强平衡不移动,升高温度平衡逆向移动,D项错误、
答案:
A
4、:
X(g)+Y(g)3Z(g),X与Y在有催化剂条件下发生反应建立的平衡如以下各图实线所示,在无催化剂条件下发生反应建立的平衡如以下各图虚线所示,那么相应的图示正确的选项是()
解析:
催化剂能够增大化学反应速率,可以排除A、C;催化剂不能改变化学平衡,可以排除C、D.
答案:
B
5、(2018·烟台模拟)在一密闭容器中加入A、B、C三种气体,保持一定温度,在t1~t4时刻测得各物质的浓度如下表、据此判断以下结论正确的选项是()
测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c(A)/(mol/L)
6
3
2
2
c(B)/(mol/L)
5
3.5
3
3
c(C)/(mol/L)
1
2.5
3
3
A、在t3时刻反应已经停止
B、A的转化率比B的转化率低
C、在容器中发生的反应为:
2A+B2C
D、在t2~t3内A的平均反应速率为:
[1/(t3-t2)]mol/(L·s)
解析:
从表中数据可以看出,反应没有进行到底,所以这是一个可逆反应,反应方程式为2A+BC,t3时刻达到了平衡而不是反应终止,A、C错误;达到平衡时,A转化了2/3而B转化了2/5,B错误、
答案:
D
6、(2018·天津模拟)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力、CO吸入肺中发生反应:
CO+HbO2O2+HbCO,37℃时,该反应的平衡常数K=220.HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损、据此,以下结论错误的选项是
A、CO与HbO2反应的平衡常数
K=
B、人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
C、当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D、把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动
解析:
由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=
;由平衡移动原理可知吸入CO越多,平衡向右移动,与血红蛋白结合的O2越少,把病人放入高压氧仓中,那么平衡向左移动,释放出CO,故可解毒,A、B、D均正确、C项,由平衡常数表达式可知,人智力受损时:
220=
×0.02,即
=
,故C项错误、
答案:
C
7、(2018·滨州模拟)将1mol一氧化碳和1mol水蒸气放入一固定容积的密闭容器中,发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),在一定温度下,反应达到平衡后,得到0.6mol二氧化碳,再加入2mol水蒸气并在相同条件下达到新平衡后,以下表达正确的选项是
A、一氧化碳的转化率提高,水蒸气的转化率降低
B、反应物的转化率都提高
C、平衡向正反应方向移动,达到新的平衡时二氧化碳的体积分数增大
D、平衡向正反应方向移动,二氧化碳的物质的量将大于1mol但小于2mol
解析:
再加入水蒸气后,水蒸气反应的量增大了,但转化率却降低了,B错误、加入水蒸气前,φ(CO2)=
=0.3,加入水蒸气后φ(CO2)<
=0.25<0.3,C错误;假设CO完全转化,即最高生成CO21mol,D错误、
答案:
A
质
物质
8、在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表
实验
的
物
CO2
H2
CO
H2O
甲
amol
amol
0mol
0mol
乙
2amol
amol
0mol
0mol
丙
0mol
0mol
amol
amol
丁
amol
0mol
amol
amol
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是()
A、乙=丁>丙=甲B、乙>丁>甲>丙
C、丁>乙>丙=甲D、丁>丙>乙>甲
解析:
根据可逆反应的特征,甲和丙,乙和丁分别为相同的平衡状态,达到平衡后n(CO)相同;甲和乙相比较,乙中增加了CO2的物质的量,平衡正向移动,n(CO)增加,所以乙=丁>丙=甲、
答案:
A
9、各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的选项是()
解析:
A项,加入CH3COONa,使CH3COOH的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,pH增大;B项,加入KCl,对平衡没有影响,c(Fe3+)不变;C项,加入Ar气,在恒温、恒压下,体积增大,平衡左移,H2转化率减小,D项,所给反应是吸热反应,升高温度,平衡右移,反应物转化率增大,正确、
答案:
D
10、:
H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0.有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,相同温度下分别达到平衡、欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是
()
A、甲、乙提高相同温度
B、甲中加入0.1molHe,乙不变
C、甲降低温度,乙不变
D、甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2
解析:
0.2molHI相当于H2、I2各0.1mol,所以甲、乙两容器中在题述情况下达到的平衡是等效的、A项,甲、乙提高相同温度,仍等效;B项,甲中加入0.1molHe对反应无影响;C项,甲降低温度,平衡右移,HI的浓度增大;D项,甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2,平衡都向右移动,HI的浓度都增大,具体结果不能确定、
答案:
C
11、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应、以下表达正确的选项是
A、催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B、增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C、该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D、在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,那么时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=
解析:
A项,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,A项错误;B项,在恒容的条件下,通入惰性气体,压强增大,但各物质的浓度不变,那么反应速率不变,故B项错误;C项,降低温度,反应速率也降低,反应达到平衡的时间就长,故C项错误、
答案:
D
12、X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:
X+2Y2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,那么Y的转化率最接近于()
A、33%B、40%
C、50%D、65%
解析:
由题意可取X和Y各1mol,设X的转化量为amol
X+2Y2Z
起始:
1mol1mol0
转化:
amol2amol2amol
平衡:
(1-a)mol(1-2a)mol2amol
到达平衡后,反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,即[(1-a)mol+(1-2a)mol]∶2amol=3∶2,解得a=1/3.那么Y的转化率=2amol/1mol=2/3,最接近65%.
答案:
D
13、某温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的正反应为放热反应,在带有活塞的密闭容器中达到平衡、以下说法中正确的选项是()
A、体积不变,升温,正反应速率减小
B、温度、压强均不变,充入HI气体,开始时正反应速率增大
C、温度不变,压缩气体的体积,平衡不移动,颜色加深
D、体积、温度不变,充入氮气后,正反应速率将增大
解析:
升高温度,正反应、逆反应速率都增大;该反应属于反应前后气体体积不变的反应,压缩体积,平衡不移动,但其中物质的浓度增大,因为I2(g)的存在,颜色加深;温度、压强均不变,充入HI气体,开始时正反应速率不变、
答案:
C
14、(2018·徐州模拟)在容积为2L的密闭容器中,有反应:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),经过5min达到平衡,此时,各物质的变化为A减少了amol/L,B的平均反应速率vB=a/15mol/(L·min),C增加了2a/3mol/L,这时,假设增加系统压强,发现A与C的百分含量不变,那么m∶n∶p∶q为()
A、3∶1∶2∶2B、1∶3∶2∶2
C、1∶3∶2∶1D、1∶1∶1∶1
解析:
因为5min内vB=a/15mol/(L·min),C增加了2a/3mol/L,所以vC=2a/15mol/(L·min),即n∶p=1∶2,符合这一关系的只有A.
答案:
A
15、(2018·蚌埠模拟)一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如右图、以下表达中正确的选项是
A、反应的化学方程式为5YX
B、t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C、t2时,正、逆反应速率相等
D、t3时,逆反应速率大于正反应速率
解析:
反应开始时Y为10mol,X为2mol,达到平衡时Y减少了7mol,X增多了3mol,因此反应方程式是7Y13X,A不正确;t1时,Y为6mol、X为4mol,其物质的量比为3∶2,即Y的浓度是X浓度的1.5倍,B正确、从图象可以看出,t2时刻X、Y两物质的物质的量相等,而不是反应速率相等,C不正确;t3时,反应达到平衡状态,所以正反应速率等于逆反应速率,D不正确、
答案:
B
16、(2018·靖江模拟)常温常压下,在带有相同质量活塞的容积相等的甲、乙两容器里,分别充有二氧化氮和空气,现分别进行以下两实验:
(N2O42NO2ΔH>0)
(a)将两容器置于沸水中加热
(b)在活塞上都加2kg的砝码
在以上两情况下,甲和乙容器的体积大小的比较,正确的选项是
A、(a)甲>乙,(b)甲>乙B、(a)甲>乙,(b)甲=乙
C、(a)甲<乙,(b)甲>乙D、(a)甲>乙,(b)甲<乙
解析:
将两容器置于沸水中加热时,甲容器中平衡正向移动,使容器中气体的物质的量增大,所以容器的体积甲>乙;在活塞上都加2kg的砝码时,甲容器中平衡逆向移动,使容器中气体的物质的量减小,所以容器的体积甲<乙、
答案:
D
【二】非选择题(此题包括6个小题,共52分)
17、(8分)在锌与盐酸反应的实验中,一个学生得到的结果如下表所示:
锌的质量/g锌的形状温度/℃完全溶于水的时间/s
A2薄片5400
B2薄片15200
C2薄片25100
D2薄片35t1
E2细小颗粒15t2
F2粉末15t3
G2薄片(含少量杂质Cu)35t4
(1)t1=________s,画出以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间,横轴表示温度)、
(2)利用所画的曲线图,总结并得出的关于温度影响反应速率的结论是_____________________________________________________、
(3)t1________t4(填“>”或“<”),原因是________________________________
________________________.
t2________t3(填“>”或“<”),原因是_______________________________
__________________________.
(4)单位时间内消耗锌的质量mB、mE、mF从大到小的顺序为___________、
解析:
解答该题要认真分析表中数据、由A、B、C总结规律,推出t1=50s,根据A、B、C、D四组实验的数据可画出温度—时间图、通过对图象的分析总结温度对反应速率的影响,找出规律、D、G组实验相比较,G中可形成铜—锌原电池,加快反应速率;E、F组实验相比较,F中锌的表面积大,速率快;B、E、F组相比较,粉末状的Zn反应速率最快,薄片状的Zn反应速率最慢,故单位时间内消耗锌的质量为mF>mE>mB.
答案:
(1)50
如下图:
(2)温度每升高10℃,反应速率加快到原来的2倍
(3)>G组中可形成Cu—Zn原电池,反应速率加快
>F组中锌为粉末状,表面积较大,反应速率加快
(4)mF>mE>mB
18、(9分)在100℃时,将0.100mol的四氧化二氮气体充入1L恒容抽空的密闭容器中,隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据:
时间(s)
0
20
40
60
80
c(N2O4)/mol/L
0.100
c1
0.050
c3
c4
c(NO2)/mol/L
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
(1)该反应的平衡常数表达式为______________________;从表中数据分析:
c1________c2;c3________c4(填“>”、“<”或“=”)、
(2)在下图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线、
(3)在上述条件下,从反应开始至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为________mol/(L·s)、
(4)达平衡后以下条件的改变可使NO2气体浓度增大的是________、
A、增大容器的容积B、再充入一定量的N2O4
C、分离出一定量的NO2D、再充入一定量的He
(5)假设起始时充入NO2气体0.080mol,那么达到平衡时NO2气体的转化率为________、
解析:
(1)该反应的化学方程式为N2O4(g)2NO2(g),其平衡常数表达式为K=
;由表中数据可求得c1=0.070mol/L,c2=0.100mol/L,c1<c2,反应至60s时已达到化学平衡状态,因此c3=c4.
(3)由表中信息得从反应开始至达到化学平衡时NO2的反应速率为
=0.002mol/(L·s),v(N2O4)=v(NO2)/2=0.001mol/(L·s)、
(4)增大容器的容积不管平衡如何移动,反应物和生成物的浓度均减小,A错误、平衡后再充入一定量的N2O4,平衡正向移动,NO2的浓度增大,B正确、分离出一定量的NO2,虽然平衡正向移动,但NO2气体的浓度减小,C错误、在容器容积不变的情况下再充入稀有气体He,反应物和生成物的浓度均不变,化学平衡不移动,NO2气体的浓度不变,D错误、
(5)在题设条件下反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数K=
=
=0.36,现充入NO2气体0.080mol,相当于0.040molN2O4,设达平衡时转化了xmol/L的N2O4,那么有K=
=
=0.36,解得x=0.030,即达到平衡时混合气体中有0.060molNO2和0.010molN2O4,即NO2的转化率为25%.
答案:
(1)K=
<=
(2)
(3)0.001(4)B(5)25%
19、(9分)在一个温度恒定的密闭容器中,SO2和O2发生反应、1molSO2和足量O2完全反应,放出的热量为Q.请按要求回答以下问题、
[恒压条件下]
(1)假设开始时放入1molSO2和0.5molO2,达平衡后,生成0.9molSO3,这时SO2的转化率为________、
(2)假设开始时放入4molSO2和2molO2,达平衡后,生成SO3的物质的量为________,反应放出的热量为________、
[恒容条件下]
(3)假设开始时放入1molSO2和0.5molO2,达平衡后,生成amolSO3,那么a________0.9(填“>”、“<”或“=”)、
(4)假设令x、y和z分别代表初始加入SO2、O2和SO3的物质的量,要使达平衡时,反应混合物中三种气体的物质的量分别与(3)中平衡时完全相同,那么x、y、z必须满足的一般条件是______________________________、(用两个代数式表式,其中一个只含x、y,另一个含x、z)、
解析:
(1)2SO2+O22SO3
起始(mol)10.50
转化(mol)0.90.450.9
平衡(mol)0.10.050.9
SO2转化率为90%.
(2)恒温恒压下,只要转化为相同物质后的起始投入量成比例,两者就成等效平衡,SO2转化率相同,生成SO3为4mol×90%=3.6mol,放出热量为3.6Q.
(3)恒容条件下,由于该反应是气体体积减小的反应,所以相对于恒压条件,相当于气体体积增大,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,SO2转化率降低,那么生成SO3小于0.9mol.
(4)2SO2+O22SO3
10.50
起始xyz
变化z0.5zz
平衡x+zy+0.5z0
那么x+z=1,y+0.5z=0.5,即x=2y,x+z=1.
答案:
(1)90%
(2)3.6mol3.6Q(3)<
(4)x=2y,x+z=1
20、(9分)(2018·烟台模拟)向一体积不变的密闭容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体、一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图一所示、图二为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件、t3~t4阶段使用了催化剂;图一中t0~t1阶段c(B)未画出、
(1)假设t1=15min,那么t0~t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=________.
(2)t4~t5阶段改变的条件为________,B的起始物质的量为________、各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:
t1~t2
t2~t3
t3~t4
t4~t5
t5~t6
K1
K2
K3
K4
K5
那么K1=________(保留两位小数),K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为________(用“>”、“<”或“=”连接)、
(3)t5~t6阶段保持容器内温度不变,假设A的物质的量共变化了0.01mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,写出此温度下该反应的热化学方程式:
__________________________.
(4)在相同条件下,假设起始时容器中加入amolA、bmolB和cmolC,要达到t1时刻同样的平衡,a、b、c要满足的条件为______________、
解析:
(1)利用公式求解,
v(C)=
=0.02mol/(L·min)、
(2)t2~t3过程是增加了一种反应物的浓度;t3~t4是加入了催化剂;t4~t5平衡没有移动,只能是减小了压强,由此推断反应前后气体的体积不变,根据速率之比等于化学方程式中各物质的计算数之比得反应方程式2A+B3C,又可推知,Δc(B)=0.1mol/L,B的起始浓度c(B)=0.5mol/L,那么n(B)=c(B)·V=0.5mol/L·2L=1mol,K1=
=
=0.84;t5~t6过程中升高温度时,正反应速率和逆反应速率都增大、所以,K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为K1=K2=K3=K4<K5,前四个过程温度不变平衡常数也不变,升温平衡右移,故而平衡常数变大、
(3)书写热化学方程式时要注意化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,ΔH也要加倍、
(4)此时的平衡和t1时刻的平衡是同一个平衡,t1时刻假设是全转化为反应物,那么A、B、C的物质的量分别是2.4mol、1.2mol、0mol现作同样转化
2A+B3C
开始(mol)abc
相当于(mol)a+
cb+
0
那么a+
c=2.4,b+
=1.2.
答案:
(1)0.02mol/(L·min)
(2)减小压强1.0mol
0、84K1=K2=K3=K4<K5
(3)2A(g)+B(g)3C(g)ΔH=+200akJ/mol
(4)a+2c/3=2.4,b+c/3=1.2
21、(8分)(2017·全国卷Ⅱ)某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示、
(1)根据下表中数据,在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线:
t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.20
3
0.75
0.50
0.50
5
0.65
0.30
0.70
9
0.55
0.10
0.90
10
0.55
0.10
0.90
14
0.55
0.10
0.90
(2)体系中发生反应的化学方程式是____________________________________;
(3)列式计算该反应在0~3min时间内产物Z的平均反应速率:
________;
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________;
(5)如果该反应是放热反应、改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线1、2、3(如下图所示)那么曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是:
1