2017屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題八 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡(課件+學(xué)案+試題)(打包3套)新人教版,2017屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí),專題八,化學(xué)反應(yīng)速率,化學(xué)平衡(課件+學(xué)案+試題)(打包3套)新人教版,2017,高考,化學(xué),二輪,復(fù)習(xí),專題,化學(xué)反應(yīng),速率,化學(xué)平衡,課件,試題,打包,新人
專題八 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡
1.對于合成氨反應(yīng),達(dá)到平衡后,以下分析正確的是 ( )
A.升高溫度,對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大
B.增大壓強,對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大
C.減小反應(yīng)物濃度,對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大
D.加入催化劑,對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大
【答案】B
【解析】A.合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,正反應(yīng)、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大,但是溫度對吸熱反應(yīng)的速率影響更大,所以對該反應(yīng)來說,對逆反應(yīng)速率影響更大,錯誤;B.合成氨的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強,平衡正向移動,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,所以對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大,正確;C.減小反應(yīng)物濃度,使正反應(yīng)的速率減小,由于生成物的濃度沒有變化,所以逆反應(yīng)速率不變,錯誤;D.加入催化劑,使正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率改變的倍數(shù)相同,正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率相同,錯誤。
2.在恒溫下的密閉容器中,有可逆反應(yīng)2NO2N2O4,下列描述不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )
A.N2O4生成速率與N2O4分解速率相等
B.混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變
C.NO2的分子數(shù)與N2O4分子數(shù)之比為2∶1
D.體系顏色不再發(fā)生改變
【答案】C
【解析】N2O4的生成速率和分解速率相等,說明N2O4的濃度不變,即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A選項正確;混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(混)=,(混)不變,說明n(混)不變,即反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),B選項正確;NO2與N2O4的分子數(shù)之比為2∶1時反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),C選項錯誤;體系顏色不變,說明NO2的濃度不變,即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D選項正確。
3.反應(yīng)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,達(dá)到平衡時,下列措施:①升溫 ②恒容通入惰性氣體?、墼黾覥O濃度?、軠p壓?、菁哟呋瘎、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是 ( )
A.①②④ B.①④⑥
C.②③⑤ D.③⑤⑥
【答案】B
【解析】能提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的方法是在不改變該反應(yīng)物起始量的條件下使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。①升溫向吸熱方向即正反應(yīng)方向移動;②恒容通入惰性氣體,各組分濃度不變,平衡不移動;③增加CO濃度使平衡逆向移動;④減壓使平衡正向移動;⑤催化劑不影響平衡;⑥恒壓通入惰性氣體,參與反應(yīng)的各組分壓強減小,平衡正向移動,故①④⑥符合題意。
4.在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X2(g)+Y2(g)2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃度可能是( )
A.c(Z)=0.3 mol·L-1 B.c(X2)=0.2 mol·L-1
C.c(Y2)=0.4 mol·L-1 D.c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.55 mol·L-1
【答案】A
【解析】假設(shè)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,由于Y2(g)過量,則完全轉(zhuǎn)化時,Z(g)的濃度為0.4 mol·L-1;假設(shè)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則完全轉(zhuǎn)化時,X2(g)、Y2(g)的濃度分別為0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1。由題意知,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,生成物也不可能完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,故A正確,B、C均錯誤;又該反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)體積不變,反應(yīng)達(dá)到平衡時,不論X2、Y2、Z怎么變化,總物質(zhì)的量不會改變,物質(zhì)的總濃度也不會改變,即c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.6 mol·L-1,D錯誤。
5.在2 L的密閉容器中,一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.4 kJ·mol-1。起始時NO和CO各為4 mol,10 s后達(dá)到化學(xué)平衡后,測得N2為1 mol。下列有關(guān)反應(yīng)速率的說法中,正確的是( )
A.反應(yīng)前5 s內(nèi),用NO表示的平均反應(yīng)速率為0.1 mol·(L·s)-1
B.達(dá)到平衡后,升高溫度,正反應(yīng)速率將減小,逆反應(yīng)速率將增大
C.達(dá)到平衡后,反應(yīng)速率的關(guān)系有:v 正(CO)=2v逆(N2)
D.保持容器體積不變,往容器中充入1 mol O2,正、逆反應(yīng)速率都不改變
【答案】C
【解析】10 s內(nèi),由化學(xué)反應(yīng)方程式知,參加反應(yīng)的NO為2 mol,v(NO)==0.1 mol·(L·s)-1,所以,5 s內(nèi)的速率不是0.1 mol·(L·s)-1,A項錯;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均加快,B項錯;由方程式知,v正(CO)=2v正(N2),結(jié)合C項中的關(guān)系,可說明,v正(N2)=v逆(N2),即為平衡狀態(tài),C項正確;充入O2可以與NO反應(yīng),則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率瞬時不變,隨后減小,D項錯。
6.(2016·河北唐山模擬)某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)+mY(g)3Z(g)。平衡時,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是( )
A.m=2
B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同
C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1
D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4 mol·L-1
【答案】D
【解析】 A項,根據(jù)再次加入1 mol Z(g),平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變,可知該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),因此m=2。B項,由于溫度沒有變化,故兩次平衡的平衡常數(shù)不變。C項,因為是按照化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比充入的反應(yīng)物,因此二者的平衡轉(zhuǎn)化率相等。D項,該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,因此反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量與反應(yīng)前一樣,都為4 mol,而平衡后Z的體積分?jǐn)?shù)為10%,平衡時Z的物質(zhì)的量為4 mol×10%=0.4 mol,容器體積為2 L,Z的濃度為0.2 mol·L-1。
7.對于可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。下列研究目的和圖示相符的是( )
A
B
C
D
研究
目的
溫度(T)對化學(xué)平衡的影響(T2>T1)
壓強(p)對平衡常數(shù)的影響
溫度(T)對反應(yīng)的影響
壓強(p)對反應(yīng)的影響(p2>p1)
圖示
【答案】C
【解析】A項,根據(jù)“先拐先平”反應(yīng)快、溫度高,可知T1>T2,錯誤;B項,“化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響,與壓強無關(guān),錯誤;C項,①最低點為平衡點;②最低點左側(cè)為反應(yīng)向右進(jìn)行建立平衡的過程;③后半段為溫度對平衡影響;D項,根據(jù)“先拐先平、反應(yīng)快,壓強大”可知p1>p2,錯誤。
8.將E和F加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):E(g)+F(s)2G(g)。忽略固體體積,平衡時G的體積分?jǐn)?shù)(%)隨溫度和壓強的變化如下表所示:
壓強/MPa
溫度/℃
體積分?jǐn)?shù)/%
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1 000
e
f
83.0
①b
0?、躃(1 000 ℃)>K(810 ℃)
上述①~④中正確的有( )
A.4個 B.3個
C.2個 D.1個
【答案】A
【解析】由題意,增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動,因此ba>b,①正確;根據(jù)反應(yīng):
E(g)+F(s)2G(g)
反應(yīng)前/mol 1 0
轉(zhuǎn)化量/mol x 2x
反應(yīng)后/mol 1-x 2x
根據(jù)915 ℃時,G的體積分?jǐn)?shù)為2x/(1+x)×100%=75%,x=0.6,此時E的轉(zhuǎn)化率為60%,②正確;該反應(yīng)為熵增反應(yīng),ΔS>0,③正確;升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,K(1 000 ℃)>K(810 ℃),④正確。故選A。
9.甲、乙、丙三個容器中最初存在的物質(zhì)及其數(shù)量如圖所示,三個容器最初的容積相等、溫度相同,反應(yīng)中甲、丙的容積不變,乙中的壓強不變,在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡。下列說法正確的是( )
A.平衡時各容器內(nèi)c(NO2)的大小順序為乙>甲>丙
B.平衡時N2O4的百分含量:乙>甲=丙
C.平衡時甲中NO2與丙中N2O4的轉(zhuǎn)化率不可能相同
D.平衡時混合物的平均相對分子質(zhì)量:甲>乙>丙
【答案】B
【解析】因甲、丙為恒容容器,0.1 mol N2O4完全轉(zhuǎn)化可得到0.2 mol NO2,故甲、丙兩容器中的化學(xué)平衡為等效平衡,反應(yīng)開始后乙容器中的壓強大于甲容器中的壓強,而壓強越大,越有利于平衡向生成N2O4的方向進(jìn)行,故B對;再結(jié)合平均相對分子質(zhì)量與各組分相對分子質(zhì)量的關(guān)系知D錯;雖然乙中轉(zhuǎn)化掉的NO2比甲中多,由勒夏特列原理知因乙的容積減小導(dǎo)致NO2濃度增大的程度大于因平衡移動使NO2濃度減小的程度,因此,平衡時乙中NO2的濃度大于甲中NO2的濃度,但由于甲、丙兩容器內(nèi)的化學(xué)平衡為等效平衡,甲、丙中NO2的濃度應(yīng)相等,A錯;由甲、丙中的化學(xué)平衡為等效平衡知,若平衡時甲中NO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則丙中N2O4的轉(zhuǎn)化率也為50%,C錯。
10.根據(jù)下表所示化學(xué)反應(yīng)與數(shù)據(jù)關(guān)系,回答下列問題:
化學(xué)反應(yīng)
平衡
常數(shù)
溫度
973 K
1 173 K
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)
K1
1.47
2.15
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)
K2
2.38
1.67
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
K3
?
?
(1)反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)寫出反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3的表達(dá)式__________________________________。
(3)根據(jù)反應(yīng)①②③可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系,則K3=________(用K1、K2表示)。
(4)要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動,可采取的措施有________ (填寫字母序號)。
A.縮小反應(yīng)容器的容積
B.?dāng)U大反應(yīng)容器的容積
C.升高溫度
D.使用合適的催化劑
E.設(shè)法減小平衡體系中的CO濃度
(5)若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示:
①可見反應(yīng)在t1、t3、t7時都達(dá)到了平衡,而t2、t8時都改變了一種條件,試判斷改變的是什么條件:t2時________;t8時____________。
②若t4時降壓,t6時增大反應(yīng)物的濃度,請在圖中畫出t4~t6時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系曲線。
【答案】(1)吸熱
(2)
(3)?。?)CE
(5)①升高溫度或增大CO2的濃度或增大H2的濃度
使用催化劑或加壓或減小容器的容積
【解析】 (1)由表可知,溫度升高,反應(yīng)①的K1增大,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(2)反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3=。(3)K3=,K1=,K2=,故K3=。
(4)反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),其逆反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)②是放熱反應(yīng),而反應(yīng)③是反應(yīng)①的逆反應(yīng)與反應(yīng)②的和,故反應(yīng)③是放熱反應(yīng),且反應(yīng)前后氣體的體積不變,故只有C、E可使平衡逆向移動。(5)①由圖可知,t2時改變的條件使反應(yīng)速率增大,且平衡逆向移動,故改變的條件是升高溫度或增大CO2的濃度(或增大H2的濃度);t8時改變的條件使反應(yīng)速率加快且平衡不移動,故改變的條件是使用催化劑或加壓(或減小容器的容積)。②若t4時降壓,則反應(yīng)速率減小,曲線在原來平衡曲線的下方,平衡不移動,故該曲線為水平直線,且縱坐標(biāo)為t6時的v逆。
11.一定溫度下,向一容積為5 L的恒容密閉容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ·mol-1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,容器內(nèi)壓強變?yōu)槠鹗紩r的。請回答下列問題:
(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志________(填字母序號)。
a.SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2∶1∶2
b.容器內(nèi)氣體的壓強保持不變
c.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變
d.SO3的物質(zhì)的量不再變化
(2)①SO2的轉(zhuǎn)化率為________;
②達(dá)到平衡時反應(yīng)放出的熱量為________。
(3)如圖表示平衡時SO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強和溫度變化的曲線,則:
①溫度關(guān)系:T1________T2(填“>”“<”或“=”,下同)。
②平衡常數(shù)關(guān)系:KA________KB,KA________KD。
【答案】(1)bd
(2)①90% ②35.28 kJ
(3)>?。健?
【解析】(1)a項,SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2∶1∶2,與它們的化學(xué)計量數(shù)之比相等,和反應(yīng)是否達(dá)到平衡沒關(guān)系,不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志;b項,容器內(nèi)氣體的壓強不變,這是一個恒容條件下的化學(xué)平衡,反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量是有所改變的,現(xiàn)在壓強不變,說明氣體總量不變,化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài);c項,容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變,這是恒容條件下的化學(xué)平衡狀態(tài),反應(yīng)物和生成物均為氣體,則氣體質(zhì)量恒定,氣體密度恒定,所以不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志;d項,SO3的物質(zhì)的量不再變化,說明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。(2)向容積為5 L的恒容密閉容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2,根據(jù)反應(yīng)有:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始量/mol 0.4 0.2 0
改變量/mol 2x x 2x
平衡量/mol 0.4-2x 0.2-x 2x
當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,容器內(nèi)壓強為起始時的,則有=0.7,解得x=0.18。①SO2的轉(zhuǎn)化率=×100%=90%;②達(dá)到平衡時反應(yīng)放出的熱量=0.36×kJ=35.28 kJ。(3)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)增大,則可得到溫度關(guān)系T1>T2;化學(xué)平衡常數(shù)和溫度有關(guān),溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,KA=KB;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,K值減小,KA”“<”或“=”)。
(2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例,則溫度為T1、T2時,η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“=”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達(dá)平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的________(填“b”“c”或“d”)點,該貯氫合金可通過________或________的方式釋放氫氣。
【解析】(1)根據(jù)氫原子守恒得zx+2=zy,則z=。v==30 mL·g-1·min-1。由題圖可以看出,溫度越高,平衡時氫氣的壓強越大,說明反應(yīng)(Ⅰ)逆向移動,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH1<0。(2)反應(yīng)(Ⅰ)為放熱反應(yīng),溫度越低,單位質(zhì)量的貯氫合金的吸氫量越大,故η(T1)>η(T2)。反應(yīng)(Ⅰ)的化學(xué)平衡常數(shù)為K=,溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,向恒容體系中充入H2,平衡時c(H2)不變,故壓強不變,應(yīng)為圖中c點。反應(yīng)(Ⅰ)為放熱反應(yīng)且為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),故加熱或減壓均使反應(yīng)(Ⅰ)平衡逆向移動而釋放氫氣。
【答案】(1) 30?。肌。?)> c 加熱 減壓
13.某研究小組研究了340 K時N2O5的分解反應(yīng):2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)。得到不同物質(zhì)在不同時刻的濃度,見下表。
t/min
0
1
2
3
4
c(N2O5)/(mol·L-1)
0.160
0.114
0.080
0.056
0.040
c(O2)/(mol·L-1)
0
0.023
0.040
0.052
0.060
(1)圖象能夠非常直觀地描述物理量的變化趨勢。請你在下圖中分別作出c(N2O5)—t圖象及c(O2)—t圖象,描述反應(yīng)物、生成物的濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系。
(2)數(shù)據(jù)處理是化學(xué)實驗過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。請計算下列化學(xué)反應(yīng)速率,并將計算結(jié)果填入表中。
Δt/min
0~1
1~2
2~3
3~4
v(N2O5)/(mol·L-1·min-1)
v(O2)/(mol·L-1·min-1)
(3)根據(jù)計算結(jié)果找出各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系:
________________________________________________________________________。
【答案】(1)
(2)
Δt/min
0~1
1~2
2~3
3~4
v(N2O5)/(mol·L-1·min-1)
0.046
0.034
0.024
0.016
v(O2)/(mol·L-1·min-1)
0.023
0.017
0.012
0.008
(3)用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比
8