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1、-四川省广安市届高考化学二轮复习 专题限时训练6 化学反应速率与化学平衡-第 8 页六化学反应速率与化学平衡(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.(2015湖北黄冈中学5月模拟)在1 L密闭容器发生反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-Q kJ mol-1(Q0),容器内部分物质的物质的量浓度如下表:浓度时间起始0.81.60第2 min0.6a0.2第4 min0.30.9750.5第6 min0.30.9750.5第8 min0.71.4750.1第10 min0.71.4750.1下列说法
2、错误的是()A.反应在第2 min到第4 min时,O2的平均速率为0.187 5 mol(Lmin)-1B.反应在第2 min时改变了某一条件,该条件可能是使用催化剂或升高温度C.第4 min、第8 min时分别达到化学平衡,且平衡常数相同D.在开始反应的前2 min内,该反应放出0.05Q kJ的热量2.一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是()X、Y、Z的物质的量之比为122X、Y、Z的浓度不再发生变化容器中的压强不再发生变化单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol YA.B.C.D.3.将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发
3、生反应:E(g)+F(s)2G(g),忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:压强/MPa体积分数/% 温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0b0K(1 000 )K(810 )上述中正确的有()A.4个B.3个C.2个D.1个4.(2015福建漳州七校联考)可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量与温度(T)和压强(p)的关系如图。下列叙述正确的是()A.达平衡后,若升温,平衡左移B.达平衡后,加入催化剂则C的百分含量增大C.化学方程式中a+bc+dD.达平衡后,减
4、少A的量有利于平衡向右移动5.(2015四川成都二诊)一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、,在中充入1 mol CO和1 mol H2O,在中充入1 mol CO2和1 mol H2,在中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是()A.容器、中正反应速率相同B.容器、中反应的平衡常数相同C.容器中CO的物质的量比容器中的少D.容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于16.已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H
5、=-41 kJmol-1。相同温度下,在体积为1 L的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下:容器编号起始时各物质物质的量/mol达平衡过程体系能量的变化COH2OCO2H21400放出热量:32.8 kJ0014热量变化:Q下列说法中不正确的是()A.容器中反应达平衡时,CO的转化率为80%B.平衡时,容器中CO的转化率等于容器中CO2的转化率C.平衡时,两容器中CO2的浓度相等D.容器中CO正反应速率等于H2O的正反应速率7.一定温度下,将NO2与SO2以体积比12置于密闭容器中发生NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)H=-41.8 kJmol-1,测得
6、上述反应平衡时NO2与SO2体积比为16,下列说法正确的是()A.平衡常数K=B.达到平衡后NO2与SO2的转化率相等C.SO3和NO的体积比保持不变可以证明达到平衡状态D.在反应过程中可能存在c(NO2)=c(SO2)二、非选择题(共3小题,共58分)8.(2015北京房山期末)(18分)在450 并有催化剂存在下,在体积为1 L的密闭恒温容器中,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2+O22SO3。(1)已知:64 g SO2完全转化为SO3会放出85 kJ热量。SO2转化为SO3的热化学方程式是。(2)该反应的化学平衡常数表达式K=。(3)降低温度,化学反应速率。该反应K值将,压强将。(填
7、“增大”“减小”或“不变”)(4)450 时,在一密闭容器中,将二氧化硫与氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间段是。A.1015 minB.1520 minC.2025 minD.2530 min(5)在15 min时,SO2的转化率是。9.(2015河北石家庄质检二,26)(20分)合成氨是人类研究的重要课题,目前工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-93.0 kJmol-1(1)某温度下,在2 L密闭容器中发生上述反应,测得数据如下:时间/h物质的量/mol 01234N22.01.831.71.61.6H26.05.4
8、95.14.84.8NH300.340.60.80.802 h内,v(N2)=。平衡时,H2的转化率为;该温度下,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=。若保持温度和体积不变,起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH3的浓度与上表中相同的为(填选项字母)。A.a=1、b=3、c=0B.a=4、b=12、c=0C.a=0、b=0、c=4D.a=1、b=3、c=2(2)另据报道,常温、常压下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成NH3和O2。已知:H2的燃烧热H=-286 kJmol-1,则制备NH3
9、反应的热化学方程式为。(3)采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),通过电解法也可合成氨,原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。在电解法合成氨的过程中,应将N2不断地通入极,该电极反应为。10.(2015河南安阳二模,28)(20分)1923年以前,甲醇一般是用木材或其废料的分解蒸馏来生产的。现在工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳或二氧化碳加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:化学反应平衡常数温度/5008002H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15H2
10、(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.503H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3(1)反应是(填“吸热”或“放热”)反应。(2)某温度下反应中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)K(B)(填“”“0,正确;温度一定时,增大压强平衡向左移动,所以810 时,54.0ab,1 000 时,ef83.0,故b83.0,所以温度升高时,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,K(1 000 )K(810 ),正确,915 2.0 MPa时,G的体积分数为75.0%,设起始E的物质的量浓度为x,E的转
11、化浓度为y,则E(g)+F(s)2G(g)起始浓度(molL-1):x0转化浓度(molL-1):y2y平衡浓度(molL-1):x-y 2y100%=75.0%y=x则E的转化率为60%,正确。4.A解析:温度T2时先达到平衡状态,说明T2时反应速率快,因此T2T1。温度高C的百分含量低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,正反应是放热反应,A正确。催化剂只能改变反应速率,而不能改变平衡状态,所以达平衡后,加入催化剂C的百分含量不变,B不正确。压强p1时先达到平衡状态,说明p1p2,压强高C的百分含量低,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,正反应是体积增大的可逆反应,因此a+bc+d,C不正确。
12、达平衡后,减少A的量平衡逆向移动,D不正确。答案选A。5.D解析:A项,在中充入1 mol CO和1 mol H2O,在中充入1 mol CO2和1 mol H2,刚开始时,容器中正反应速率最大,容器中正反应速率为零。达到平衡时,容器温度大于700 ,容器温度小于700 ,所以,容器中正反应速率大于容器中正反应速率。B项,容器可看成容器体积压缩一半,各物质浓度增加一倍,若温度恒定,则平衡不移动,但恒容绝热的情况下,容器中温度比容器高,更有利于平衡向逆反应方向移动,故平衡常数容器小于容器。C项,若温度恒定,容器、等效,但两者温度不等。达到平衡时,容器温度大于700 ,容器温度小于700 ,有利于
13、容器平衡向逆反应方向移动,故容器中CO的物质的量比容器中的多。D项,若温度恒定,容器、等效,容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和等于1。但两者温度不等,达到平衡时,容器温度大于700 ,容器温度小于700 ,有利于容器平衡向逆反应方向移动,有利于容器平衡向正反应方向移动,故容器中CO的转化率相应减小,容器中CO2的转化率同样会相应减小,因此,容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于1。6.C解析:当1 mol CO完全反应时放出的热量为41 kJ,所以容器中反应达平衡时,CO的转化率=100% ,A选项正确;依据“三段式”计算H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)始态
14、1(molL-1):4100反应1(molL-1):0.80.80.80.8终态1(molL-1):3.20.20.80.8始态2(molL-1):0041反应2(molL-1):xxxx终态2(molL-1):xx4-x1-xK=1;K=1,所以x=0.8 molL-1,B正确,C错误;依据计量数可知D选项正确。7.A解析:设NO2初始浓度为1 molL-1,依据“三段式”计算NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)始态(molL-1):1200反应(molL-1):xxxx终态(molL-1):1-x2-xxx,解得x=0.8,K=,A选项正确;NO2与SO2的转化率应为21,B
15、错误;SO3与NO的体积不论平衡与否,均为11,C错误;依据c(NO2)=(1-x) molL-1、c(SO2)=(2-x) molL-1可知D选项错误。8.答案:(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-170 kJmol-1(2)(3)减小增大减小(4)BD(5)20%解析:(1)由题意知,64 g SO2为1 mol,完全转化为SO3会放出热量85 kJ,即其热化学反应方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-170 kJmol-1。(2)根据化学平衡常数表达式,即K=。(3)根据其热化学反应方程式,正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,压强减小,平衡常数K增大,降
16、低温度反应速率减小。(4)处于平衡状态时容器中物质的量浓度不再变化,即图像中表现为横线,故BD正确。(5)由题意知,在15 min时,反应的SO2物质的量为0.04 mol,起始物质的量为0.2 mol,则SO2的转化率为20%。9.答案:(1)0.075 mol(Lh)-120%69.12CD(2)2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)H=+1 530 kJmol-1(3)阴N2+6H+6e-2NH3解析:(1)v(N2)=0.075 mol(Lh)-1。平衡时,H2的转化率为100%=20%。K=69.12。若保持温度和体积不变,起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别
17、为a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH3的浓度与上表中相同,则应该一边倒转化,得到的N2物质的量为2 mol,H2的物质的量为6 mol,NH3的物质的量为0 mol。可知C、D符合要求。(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-93.0 kJmol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-572 kJmol-1。2-3,整理可得:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)H=+1 530 kJmol-1。(3)因为N2在反应中得到电子,化合价降低,所以应该把N2不断地通入阴极。电极反应为N2+6H+6e-2NH3。10.答案:(1)吸热(2)=K
18、1K2(3)加入催化剂将容器的体积(快速)压缩至2 L(4)CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O解析:(1)反应随着温度的升高K增大,故正反应为吸热反应。(2)平衡常数只随温度变化,与压强无关,平衡常数K(A)=K(B);据反应+=可推导平衡常数之间的关系为K3=K1K2。(3)曲线变为曲线时,反应速率加快,而c(CO)平衡浓度不变,改变的条件是加入催化剂;曲线变为曲线时,反应速率加快,c(CO)平衡浓度增加,根据,V=2 L,即改变的条件是将容器的体积(快速)压缩至2 L(仅答“加压”不准确)。(4)甲醇是该碱性燃料电池的负极,失去电子,电极反应是CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O。