高考化学总复习第二部分专题八化学反应速率和化学平衡检测.doc

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1、1 / 22【2019【2019 最新最新】精选高考化学总复习第二部分专题八化学反应速率和化学精选高考化学总复习第二部分专题八化学反应速率和化学平衡检测平衡检测A 组 20142018 年浙江真题题组考点一 化学反应速率以下为教师用书专用(69)6.(2015 浙江 7 月学考,20,2 分)一定条件下,在容积为 1 L 的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),1 min 后测得生成 0.06 mol NH3,则该段时间内 N2 的化学反应速率(molL-1min-1)为( ) A.0.01 B.0.02C.0.03 D.0.06答案 C v(N2)=v(NH3)=0.

2、03 molL-1min-1。7.(2014 浙江 1 月学考,20,2 分)一定条件下,在容积为 5 L 的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),半分钟后测得生成 0.04 mol SO3。在这段时间内 O2 的化学反应速率(molL-1min-1)为( )A.0.004B.0.008C.0.016D.0.032答案 B v(SO3)=0.016 molL-1min-1,=,故 v(O2)=v(SO3)=0.008 molL-1min-1。8.(2014 浙江 6 月学考,20,2 分)化合物 A 在一定条件下发生分解反应,反应物浓度随反应时间的变化如图所示,则化合

3、物 A 在 48 min 间的平均反应速率是( )A.0.20 molL-1min-1B.0.25 molL-1min-1C.0.30 molL-1min-1D.0.50 molL-1min-1答案 B v(A)=0.25 molL-1min-1。2 / 229.(2015 浙江 1 月学考,34,6 分)一定条件下,H2O2 在水溶液中发生分解反应:2H2O2 2H2O+O2反应过程中,测得不同时间 H2O2 的物质的量浓度如下表:t/min020406080c(H2O2)/molL-10.800.400.200.100.05(1)H2O2 的分解反应 氧化还原反应(填“是”或“不是”)。

4、(2)该分解反应 020 min 的平均反应速率 v(H2O2)为 molL-1min-1。 (3)如果反应所用的 H2O2 溶液为 100 mL,则 080 min 共产生 O2 g。 A.0.08B.0.16 C.1.2 D.2.4答案 (1)是 (2)0.02 (3)C解析 (1)H2O2 的分解反应中氧元素化合价部分升高,部分降低,该反应是氧化还原反应。(2)v(H2O2)=(0.80 molL-1-0.40 molL-1)20 min=0.02 molL-1min-1。(3)反应消耗 H2O2 的物质的量为 n(H2O2)=(0.80 molL-1-0.05 molL-1)0.1 L

5、=0.075 mol,故生成 O2 的质量为 m(O2)=0.075 mol232 gmol-1=1.2 g,C 正确。考点二 化学反应的方向与化学平衡以下为教师用书专用(1314)13.(2015 浙江 1 月学考,22,3 分)在一定温度下,体积不变的密闭容器中,可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)达到平衡的标志是( )A.气体的总质量保持不变B.X、Y、Z 的浓度都相等C.X、Y、Z 的浓度不再发生变化D.X、Y、Z 的分子数之比为 1323 / 22答案 C 根据质量守恒定律,气体总质量自始至终保持不变,A 错误;X、Y、Z 的浓度相等及分子数之比为 132 时反应不一定达平衡状态

6、,B、D 错误。14.(2014 浙江理综,27,14 分)煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4 的形式固定,从而降低 SO2 的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会与 CaSO4 发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) H1=+218.4 kJmol-1(反应)CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) H2=-175.6 kJmol-1(反应)请回答下列问题:(1)反应能够自发进行的反应条件是 。 (2)对于气体参

7、与的反应,表示平衡常数 Kp 时用气体组分(B)的平衡压强 p(B)代替该气体物质的量的浓度 c(B),则反应 的 Kp= (用表达式表示)。 (3)假设某温度下,反应的速率(v1)大于反应的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是 。 (4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应和是否同时发生,理由是 。 (5)图 1 为实验测得不同温度下反应体系中 CO 初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS 质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中 SO2 生成量的措施有 。 A.向该反应体系中投入石灰石B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度C.提高 CO 的初始体积百分数D.提高反应体

8、系的温度4 / 22(6)恒温恒容条件下,假设反应和同时发生,且 v1v2,请在图 2 中画出反应体系中 c(SO2)随时间 t 变化的总趋势图。答案 (1)高温 (2) (3)C(4)如果气相中 SO2 和 CO2 两种气体的浓度之比随时间发生变化,则表明两个反应同时发生 (5)A、B、C(6)解析 (1)反应的 H0,S0,高温时反应能自发进行。(2)依题给信息,可得反应的 Kp=。(3)反应速率较快,说明该反应活化能较低,结合反应吸热,反应放热,可判断 C 图正确。(4)反应生成 SO2、CO2 两种气态产物,反应只生成CO2 一种气态产物,若 c(SO2)/c(CO2)不变,只发生反应

9、;若 c(SO2)=0,c(CO2)或c(CO)发生变化,只发生反应;若 c(SO2)/c(CO2)发生变化,则反应、同时发生。(5)向反应体系中投入石灰石,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),c(CO2)增大,反应的平衡逆向移动,SO2 的量减少,A 正确;在合适温度区间内降低反应温度,反应逆向进行,SO2 的量减小,B 正确,D 错误;CO 初始体积分数增大,由图 1 知 CaS 质量分数增大,c(CO2)增大,反应逆向进行,SO2 的量减少,C 正确。(6)因反应速率快,c(SO2)先增大快,随着反应的进行,使 c(CO2)增大,反应逆向进行,c(SO2)减小,当反应、均达到平

10、衡时,c(SO2)不再变化,由此可画出 c(SO2)随时间变化的曲线图。B 组 20142018 年全国真题题组考点一 化学反应速率以下为教师用书专用(57)5.(2015 天津理综,3,6 分)下列说法不正确的是( )A.Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行5 / 22B.饱和 Na2SO4 溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同C.FeCl3 和 MnO2 均可加快 H2O2 分解,同等条件下二者对 H2O2 分解速率的改变相同D.Mg(OH)2 固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl 溶液答案

11、 C A 项,2Na(s)+2H2O(l) 2NaOH(aq)+H2(g) H0、HT2,由于 T1 时 X 的平衡浓度大于 T2 时 X 的平衡浓度,可推出该反应为放热反应。A 项,M 点与 W 点比较,X 的转化量前者小于后者,故进行到 M 点放出的热量应小于进行到 W 点放出的热量,A 项错误;B 项,2v(Y)=v(X)= molL-1min-1,B 项错误;C 项,T1T2,温度越高,反应速率越大,M 点的正反应速6 / 22率W 点的正反应速率,而 W 点的正反应速率=W 点的逆反应速率N 点的逆反应速率,C 项正确;D 项,恒容时充入 X,压强增大,平衡正向移动,X 的转化率增大

12、,D 项错误。7.(2014 安徽理综,10,6 分)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是 ( )AB升高温度,平衡常数减小03 s 内,反应速率为:v(NO2)=0.2 molL-1CDt1时仅加入催化剂,平 衡正向移动达平衡时,仅改变 x, 则 x 为 c(O2) 答案 A A 项,由图像可知,该可逆反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,正确;v(NO2)=0.2 molL-1s-1,B 项错误;使用催化剂可加快反应速率,但不能使平衡

13、发生移动,C 项错误;D 项,若 x 为 c(O2),则 O2浓度增大,NO2 的转化率减小,与图像不符,D 项错误。考点二 化学反应的方向与化学平衡以下为教师用书专用(821)8.(2016 北京理综,10,6 分)K2Cr2O7 溶液中存在平衡:Cr2(橙色)+H2O 2Cr(黄色)+2H+。用 K2Cr2O7 溶液进行下列实验:结合实验,下列说法不正确的是( )A.中溶液橙色加深,中溶液变黄B.中 Cr2 被 C2H5OH 还原7 / 22C.对比和可知 K2Cr2O7 酸性溶液氧化性强D.若向中加入 70% H2SO4 溶液至过量,溶液变为橙色答案 D 中存在 C2H5OH,溶液变为酸

14、性后,K2Cr2O7 的氧化性增强,会将 C2H5OH氧化,溶液变成绿色。9.(2015 重庆理综,7,6 分)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将 CO 和 H2S 混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) K=0.1反应前 CO 物质的量为 10 mol,平衡后 CO 物质的量为 8 mol。下列说法正确的是( )A.升高温度,H2S 浓度增加,表明该反应是吸热反应B.通入 CO 后,正反应速率逐渐增大C.反应前 H2S 物质的量为 7 molD.CO 的平衡转化率为 80%答案 C 由题中信息可列三

15、段式:CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)起始:10 mol x mol 0 0转化:2 mol 2 mol 2 mol 2 mol平衡:8 mol (x-2)mol 2 mol 2 mol设容器体积为 V L,由 K=0.1 可得 K=0.1,解得 x=7,C 项正确。10.(2015 四川理综,7,6 分)一定量的 CO2 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:已知:气体分压(p 分)=气体总压(p 总)体积分数。下列说法正确的是( )A.550 时,若充入惰性气体,v 正、v 逆均减

16、小,平衡不移动8 / 22B.650 时,反应达平衡后 CO2 的转化率为 25.0%C.T 时,若充入等体积的 CO2 和 CO,平衡向逆反应方向移动D.925 时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp=24.0p 总答案 B A 项,反应容器为恒压密闭容器,充入惰性气体,相当于减小压强,v 正、v 逆均减小,平衡应向右移动,错误;B 项,设起始时 CO2 的物质的量为 1 mol,达到平衡时转化了 x mol,利用三段式:C(s)+CO2(g) 2CO(g)n 始/mol 1 0n 转化/mol x 2xn 平/mol 1-x 2x则有100%=40.0%,解得 x=0.25,C

17、O2 的转化率为100%=25.0%,正确;C 项,因为是恒压体系,T 达平衡时,CO2、CO 的体积分数均为 50%,故充入等体积的 CO2 和 CO,平衡不移动,错误;D 项,Kp=23.04p 总,错误。11.(2014 四川理综,7,6 分)在 10 L 恒容密闭容器中充入 X(g)和 Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得实验数据如下表:起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol实验编号温度/n(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是( )A.实验中

18、,若 5 min 时测得 n(M)=0.050 mol,则 0 至 5 min 时间内,用 N 表示的平均反应速率 v(N)=1.010-2 mol/(Lmin)B.实验中,该反应的平衡常数 K=2.09 / 22C.实验中,达到平衡时,X 的转化率为 60%D.实验中,达到平衡时,b0.060答案 C A 项,0 至 5 min 内,v(M)=110-3 mol/(Lmin),v(N)=v(M)=110-3 mol/(Lmin),A 项错误;B 项,根据“三段式”:X(g) + Y(g) M(g) + N(g)初始(mol/L) 0.010 0.040 0 0转化(mol/L) 0.008

19、0.008 0.008 0.008平衡(mol/L) 0.002 0.032 0.008 0.008K=1,B 项错误;实验,根据“三段式”得:X(g) + Y(g) M(g)+N(g)初始(mol/L)0.0200.030 0 0转化(mol/L) x x x x平衡(mol/L) 0.020-x 0.030-x x x根据温度不变,K 不变可得=1,x=0.012,X 的转化率为100%=60%,C 项正确;由实验、中数据可知该反应为放热反应,900 时的平衡常数应小于 800 时的平衡常数,假设实验中 K=1,则=1,b=0.06,综上所述,900 达到平衡时b0,所以只有 S0才有可能

20、使 H-TS”“=”或“”“=”或“ c 加热 减压(3)CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)H=-206 kJmol-1解析 (1)由氢原子守恒可知,zx+2=zy,解得 z=;根据题意可知,吸氢速率 v=30 mLg-1min-1;观察图像可知,升高温度,平衡时氢气的压强增大,即反应()的平衡逆向移动,故反应()为放热反应,H1(T2);在 AB 段,MHx 与 H2 发生反应(),图中 a 点时向恒温、恒容体系中通入少量 H2,H2 被吸收,H/M 增大,平衡后反应()可能处于 c 点;反应()是气体体积减小的放热反应,释放 H2 时使反应()逆向移动即可,故可通过加热或

21、减压的方法实现。(3)已知:CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) H=+165 kJmol-1、CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H=-41 kJmol-1,由盖斯定律可知,-即得所求热化学方程式:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) H=-206 kJmol-1。19.(2014 课标,26,13 分)在容积为 1.00 L 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 H 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。

22、在 060 s 时段,反应速率 v(N2O4)为 molL-1s-1;反应的平衡常数 K1 为 。 17 / 22(2)100 时达平衡后,改变反应温度为 T,c(N2O4)以 0.002 0 molL-1s-1 的平均速率降低,经 10 s 又达到平衡。T 100 (填“大于”或“小于”),判断理由是 。 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 。 答案 (1)大于 0.001 0 0.36 molL-1(1 分,2 分,2 分,共 5 分)(2)大于(1 分) 反应正方

23、向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高(2 分) 平衡时,c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 0 molL-1s-110 s2=0.16 molL-1c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-110 s=0.020 molL-1K2=1.3 molL-1(3 分)(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(每空 1 分,共 2 分)解析 (1)随温度升高,混合气体的颜色变深,说明升温平衡向正反应方向移动,H0。在 060 s 时段,v(N2O4)=0.001 0 molL-1s-1;平衡常数 K1=0.36 molL-1。

24、(2)当温度由 100 变为 T 时,N2O4 的浓度降低,“三段式”如下:N2O4(g) 2NO2(g)100 平衡时 0.040 molL-1 0.120 molL-118 / 22温度 T 时变化 0.020 molL-1 0.040 molL-1温度 T 平衡时 0.020 molL-1 0.160 molL-1由于温度变为 T 时平衡向 N2O4 浓度减小的方向移动,即向吸热方向移动,故温度升高,所以 T100 。当再次达到平衡时,平衡常数 K2=1.3 molL-1。(3)温度不变,将反应容器的容积减少一半,压强增大,平衡向气体分子数减小的方向(即逆反应方向)移动。20.(2014

25、 广东理综,31,16 分)用 CaSO4 代替 O2 与燃料 CO 反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯 CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应为主反应,反应和为副反应。1/4CaSO4(s)+CO(g) 1/4CaS(s)+CO2(g) H1=-47.3 kJmol-1CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)H2=+210.5 kJmol-1CO(g) 1/2C(s)+1/2CO2(g) H3=-86.2 kJmol-1(1)反应 2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的 H= (用 H

26、1、H2 和 H3 表示)。 (2)反应的平衡常数的对数 lgK 随反应温度 T 的变化曲线如图所示,结合各反应的 H,归纳 lgK-T 曲线变化规律:a) ; b) 。 (3)向盛有 CaSO4 的真空恒容密闭容器中充入 CO,反应于 900 达到平衡,c 平衡(CO)=8.010-5 molL-1,计算 CO 的转化率(忽略副反应,结果保留两位有效数字)。19 / 22(4)为减少副产物,获得更纯净的 CO2,可在初始燃料中适量加入 。 (5)以反应中生成的 CaS 为原料,在一定条件下经原子利用率 100%的高温反应,可再生 CaSO4,该反应的化学方程式为 ;在一定条件下,CO2可与对

27、二甲苯反应,在其苯环上引入一个羧基,产物的结构简式为 。 答案 (1)4H1+H2+2H3(2)a)放热反应的 lgK 随温度升高而下降(或“吸热反应的 lgK 随温度升高而升高”)b)放出或吸收热量越大的反应,其 lgK 受温度影响越大(3)由题图查得反应在 900 时:lgK=2平衡常数 K=102=100设容器容积为 V L,反应达到平衡时 CO 的浓度减少 x molL-1CaSO4(s)+CO(g) CaS(s)+CO2(g)c 开始(molL-1) x+8.010-5 0c 平衡(molL-1) 8.010-5 xK=100x=1008.010-5=8.010-3CO 转化率=10

28、0%=99%(4)CO2(5)CaS+2O2 CaSO4 解析 (1)反应4+反应+反应2 即得所求反应,故H=4H1+H2+2H3。20 / 22(2)仔细观察题给三条曲线的走势及斜率,即可归纳出 lgK-T 曲线变化的规律。(3)从图像中可得出 900 时反应的平衡常数 K=100,计算过程见答案。(5)CaS 再生为 CaSO4,反应的原子利用率为 100%,故反应的化学方程式为 CaS+2O2 CaSO4。对二甲苯苯环上引入一个COOH,产物为。21.(2014 天津理综,10,14 分)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) H=

29、-92.4 kJmol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:(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)步骤中制氢气原理如下:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) H=+206.4 kJmol-1CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H=-41.2 kJmol-1对于反应,一定可以提高平衡体系中 H2 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,将 CO 进一步转化,可提高 H2

30、产量。若 1 mol CO 和 H2 的混合气体(CO的体积分数为 20%)与 H2O 反应,得到 1.18 mol CO、CO2 和 H2 的混合气体,则 CO 转化率为 。 21 / 22(3)图 1 表示 500 、60.0 MPa 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 2 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。(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

31、总转化率的方法: 。 答案 (1)2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S(2)a 90% (3)14.5%(4)(5) 对原料气加压;分离液氨后,未反应的 N2、H2 循环使用解析 (1)由题给反应信息不难写出再生反应的化学方程式为 2NH4HS+O2 2S+2NH3H2O。(2)增大水蒸气浓度,平衡右移,但 H2 百分含量不一定提高;加入催化剂,对平衡无影响,不能提高 H2 百分含量;降低压强,反应速率减慢。设达到平衡时 CO 转化了 x mol。CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)n 起始0.2 mol 0 mol 0.8 moln 平衡(0.2-x)mol x mol (

32、0.8+x)mol(0.2-x)+x+(0.8+x)=1.18,x=0.18,CO=100%=90%。(3)方法 1:设达到平衡时 N2 转化了 x mol。N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)22 / 22n 起始 n mol 3n mol 0n 平衡(n-x)mol (3n-3x)mol 2x mol100%=42%,x=0.592n,故 N2 体积分数=100%=100%14.5%。方法 2:由 N2、H2 按 13 投料,N2 与 H2 又按照 13 发生反应,故从反应开始到反应平衡,N2 和 H2 之比始终为 13。N2 体积分数=(1-42%)=14.5%。(4)反应初期,NH3 从无到有,在未达到平衡前,NH3 物质的量是增大的,达到平衡后,温度升高,平衡向逆向移动,NH3 物质的量逐渐减小,曲线见答案。(5)通过热交换器(步骤),加热进入合成塔的原料气,同时冷却从合成塔出来的平 衡混合气。提高原料总转化率的方法有:对 N2、H2 加压;将产物 NH3 液化分离, 减小生成物浓度;将未反应的 N2、H2 循环使用。