2019届高考化学二轮复习 第7讲 化学反应速率与化学平衡专题跟踪训练.doc

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第7讲 化学反应速率与化学平衡专题跟踪训练(七)能力练(20分钟50分)一、选择题(每小题6分,共42分)1在密闭容器中进行反应:X2(g)Y2(g)2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是()Ac(Z)0.3 molL1Bc(X2)0.2 molL1Cc(Y2)0.4 molL1Dc(X2)c(Y2)c(Z)0.55 molL1解析假设反应向正反应方向进行,由于Y2(g)过量,则完全转化时,Z(g)的浓度为0.4 molL1;假设反应向逆反应方向进行,则完全转化时,X2(g)、Y2(g)的浓度分别为0.2 molL1、0.4 molL1。由题意知,该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,生成物也不可能完全转化为反应物,故A正确,B、C均错误;该反应前后气态物质体积不变,反应达到平衡时,不论X2、Y2、Z怎么变化,总物质的量不会改变,物质的总浓度也不会改变,即c(X2)c(Y2)c(Z)0.6 molL1,D错误。答案A2在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO2N2O4,下列描述不能说明该反应达到平衡状态的是()AN2O4生成速率与N2O4分解速率相等B混合气体平均相对分子质量保持不变CNO2的分子数与N2O4分子数之比为21D体系颜色不再发生改变解析N2O4的生成速率和分解速率相等,说明N2O4的浓度不变,即反应达到平衡状态,A项正确;混合气体的平均相对分子质量(混),(混)不变,说明n(混)不变,即反应达到了平衡状态,B项正确;NO2与N2O4的分子数之比为21时反应不一定达到平衡状态,C选项错误;体系颜色不变,说明NO2的浓度不变,即反应达到平衡状态,D项正确。答案C3(2018长沙市高三统考)一定条件下,在体积为2 L的密闭容器中,3 mol X和3 mol Y发生反应:3X(g)Y(g)2Z(g)H0,经60 s达到平衡,生成0.4 mol Z。下列说法正确的是()A60 s内反应速率为v(X)0.05 mol/(Ls)B其他条件不变,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小C其他条件不变,若初始投入2 mol X和2 mol Y,则物质Y的转化率减小D其他条件不变,将容器体积变为4 L,Z的平衡浓度变为原来的一半解析A项,v(X)v(Z)0.005 molL1s1,错误;B项,升高温度,正、逆反应速率均加快,错误;C项,成比例减小投料量,相当于减压,平衡逆向移动,Y的转化率减小,正确;D项,容器体积扩大为原来的2倍,相当于减压,平衡逆向移动,Z的平衡浓度小于原来一半,错误。答案C4(2018安徽省合肥市高三第一次质检)在密闭容器中进行反应:X(g)2Y(g)2Z(g)H0,下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是()解析该反应为吸热反应,升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动,则v正v逆,A项错误;该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,Z的体积分数增大,B项错误;该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,X的转化率增大,该反应为气体分子数减小的反应,温度不变时,增大压强,平衡向正反应方向移动,X的转化率增大,C项正确;平衡常数K只与温度有关,D项错误。答案C5一定条件下,Cu2、Mn2、Fe3的浓度对乙酸在光照下催化降解速率的影响如图所示。下列判断不正确的是()A该实验方案的缺陷之一是未做空白对照实验BCu2、Mn2提高乙酸降解速率的最佳浓度为0.1 mmolL1CFe3不能提高乙酸降解速率D相同条件下,乙酸在Cu2、Mn2、Fe3作用下的降解速率依次减小解析各离子浓度为0时,乙酸在光照下的降解速率为70%,这一条件下的数值就是三个实验的对照实验,A选项错误;根据图象分析,Cu2、Mn2提高乙酸降解速率的最佳浓度为0.1 mmolL1,B正确;根据图象可知,Fe3的加入会使乙酸的降解速率减小,C正确;在同一条件下,如三种离子浓度相等时,乙酸在Cu2作用下的降解速率最大,Fe3最小,D正确。答案A6已知在密闭容器中发生反应:Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H。不同温度下该反应的平衡常数如下表:温度/500700900K1.002.40x下列判断正确的是()Ax可能是0.64BFe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)的H0C平衡常数表达式KD抽走反应体系中的CO,平衡正向移动,且正反应速率增大解析由表格中500 和700 时的平衡常数可知,温度升高,平衡常数增大,故x2.40,A项错误;平衡常数随温度升高而增大,即升高温度,平衡正向移动,故正反应为吸热反应,H0,B项正确;平衡常数K,C项错误;抽走反应体系中的CO,生成物浓度降低,平衡正向移动,正反应速率减小,D项错误。答案B7工业上制备尿素的反应为2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)。温度为T K时,将68 g NH3和88 g CO2充入容积为100 L的恒容密闭容器中,发生上述反应。测得40 s时该反应达到平衡状态,且平衡常数K2.5103。下列说法正确的是()A040 s内,反应速率v(NH3)5.0104 molL1min1B达到平衡时,cCO(NH2)20.01 molL1C达到平衡时,CO2的转化率为50%D充入惰性气体Ar,可提高NH3的转化率解析68 g NH3的物质的量为4 mol,88 g CO2的物质的量为2 mol,假设达到平衡时CO2反应掉x mol,根据各物质化学计量数关系可得:平衡常数K2.5103。解得x1,故040 s内,反应速率v(NH3)0.03 molL1min1,A项错误;反应体系中,CO(NH2)2为固体,不用其来表示反应速率,B项错误;达到平衡时,CO2的转化率为100%50%,C项正确;充入惰性气体Ar,CO2(g)、H2O(g)的浓度不变,平衡不移动,NH3的转化率不变,D项错误。答案C二、非选择题(8分)8在一定温度下,向2 L固定容积的密闭容器中通入2 mol CO2、3 mol H2,发生反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0。回答下列问题:(1)能说明该反应已达平衡状态的是_(填标号,下同)。ACO2的体积分数保持不变B体系中n(CO2)/n(H2)的值保持不变C混合气体的密度保持不变D单位时间内有n mol HH键断裂,同时有n mol OH键生成(2)下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)的值增大的是_。A升高温度B恒温恒容下,充入HeC使用高效催化剂D恒温恒容下,再充入2 mol CO2、3 mol H2(3)反应10 min时体系达到平衡状态,此时CO2的转化率为25%,该反应的反应速率v(H2)_,反应的平衡常数K_(保留三位有效数字);若使K的值变为1,则应采取的措施是_。A增大压强 B恒压下加入一定量H2C降低温度 D升高温度解析(1)各物质的物质的量分数或体积分数保持不变,说明反应达到平衡状态;该反应的投料比不等于其化学计量数之比,当反应物的物质的量之比保持不变时,说明反应达到平衡状态;反应中物质的总质量和体积恒定不变,不管反应是否达到平衡,混合气体的密度都不变,无法说明反应是否达到平衡状态;HH键的断裂和OH键的生成都表示正反应,无法说明反应是否达到平衡状态。(2)反应正向移动时,n(CH3OH)/n(CO2)的值增大。升高温度,平衡逆向移动;恒温恒容下,充入He,平衡不移动;催化剂不影响化学平衡的移动;D项条件可等效为增大压强,平衡正向移动。(3)达到平衡时CO2的转化率为25%,即CO2反应了2 mol25% 0.5 mol,则平衡时c(CO2)c(H2)0.75 molL1,c(CH3OH)c(H2O)0.25 molL1,v(H2)0.075 molL1min1,平衡常数K0.198。K只与温度有关,若使K的值变为1,则应改变温度使平衡正向移动,应采取的措施是降低温度。答案(1)AB(2)D(3)0.075 molL1min10.198C拔高练(25分钟50分)一、选择题(每小题9分,共27分)1以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为:2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)Hb,A错误;b点只能说明该温度下,CO2和H2O的浓度相等,不能说明v正(CO2)v逆(H2O),B错误;从图象可知,a点H2和H2O的物质的量百分数相等,故物质的量相等,C正确;其他条件恒定,充入更多H2,反应物浓度增大,正反应速率增大,v(CO2)也增大,D错误。答案C280 时,在2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g)HQ kJmol1(Q0),获得如下数据:时间/s020406080100c(NO2)/(molL1)0.000.120.200.260.300.30下列判断正确的是()A升高温度该反应的平衡常数K减小B2040 s内,v(N2O4)0.004 molL1s1C100 s时再通入0.40 mol N2O4,达到新平衡时N2O4的转化率增大D反应达到平衡时,吸收的热量为0.30Q kJ解析该反应为吸热反应,升高温度,平衡常数K增大,A项错误;2040 s内,v(N2O4)v(NO2)0.002 molL1s1,B项错误;100 s时再通入0.40 mol N2O4,相当于在原平衡的基础上增大压强,平衡逆向移动,N2O4的转化率减小,C项错误;反应达到平衡时,c(NO2)0.30 molL1,生成NO2的物质的量为0.30 molL12 L0.60 mol,由热化学方程式可知生成2 mol NO2时吸收的热量为Q kJ,则生成0.60 mol NO2时吸收的热量为0.30Q kJ,D项正确。答案D3臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)H。不同温度下,在三个容器中发生上述反应,相关信息如表格及图所示:下列说法正确的是()A010 min内甲容器中反应的平均速率:v(NO2)0.02 molL1min1BT10C平衡时N2O5浓度:c乙(N2O5)c丙(N2O5)DT1 K时,若起始时向容器甲中充入2 mol NO2、1 mol O3、2 mol N2O5和2 mol O2,则脱硝反应达到平衡前,v(正)T1,而高温下对应的N2O5浓度低,即高温下平衡逆向移动,所以正反应的HK,所以反应逆向移动,v(逆)v(正),D正确。答案D二、非选择题(23分)4(14分)(2018湖南省长沙市高三统考)应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手,如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景。.已知:CH3OH(g)H2O(l)=CO2(g)3H2(g)H93.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1CH3OH(g)=CH3OH(l)H38.19 kJmol1则表示CH3OH燃烧热的热化学方程式为_。.一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。在2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,在催化剂作用下充分反应,如图表示平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度变化的平衡曲线。回答下列问题:(1)该反应的反应热H_(填“”或“”或“”)p2。(2)压强为p2,温度为300 时,该反应的化学平衡常数K_。(3)下列各项中,不能说明该反应已经达到平衡的是_。A容器内气体压强不再变化Bv(CO)v(H2)v(CH3OH)121C容器内的密度不再变化D容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化E容器内各组分的质量分数不再变化(4)某温度下,在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡_(填字母)。A向正反应方向移动B向逆反应方向移动C不移动作出此判断的依据是_。解析.根据盖斯定律,由32,可得CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H192.9 kJmol1393.0 kJmol12(38.19 kJmol1)726.51 kJmol1。.(1)由题图可知,升高温度,CH3OH的体积分数减小,平衡逆向移动,则该反应的Hp2。(2)压强为p2,温度为300 达到平衡时,CH3OH的体积分数为50%,设生成的CH3OH的物质的量为x mol,根据“三段式法”得有50%,解得x0.75,则平衡时CO为0.25 mol,H2为0.5 mol,CH3OH为0.75 mol,化学平衡常数K48。(3)A项,反应进行过程中混合气体的物质的量逐渐减小,恒容条件下容器内气体压强逐渐减小,容器中压强保持不变说明反应已经达到平衡,A项不符合题意;B项,未说明正、逆反应方向,v(CO)v(H2)v(CH3OH)121时,不能说明反应达到平衡,B项符合题意;C项,混合气体总质量不变,恒容条件下,容器内气体密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡,C项符合题意;D项,反应进行过程中,混合气体总质量不变,混合气体总物质的量逐渐减小,则混合气体的平均相对分子质量逐渐增大,平均相对分子质量不变说明反应达到平衡,D项不符合题意;E项,容器内各组分的质量分数不再变化,说明反应达到平衡,E项不符合题意。(4)某温度下,在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,说明c(CH3OH)与c(CO)同等倍数减小,由浓度商Qc,推理QcK,所以平衡不移动。答案.CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.51 kJmol1.(1)(2)48(3)BC(4)C保证c(H2)不变的情况下,增大容器体积,c(CH3OH)与c(CO)同等倍数减小,根据浓度商Qc,推得QcK,所以平衡不移动5(9分)(2018湖北襄阳调研)用天然气与CO2反应可制备合成气(CO和H2的混合气体),在10 L密闭容器中通入1 mol CH4与1 mol CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。(1)1100 、p2下,气体混合后反应经过10 min至x点所对应的平衡,用CO的变化量表示反应速率v(CO)_。(2)由图可知,压强p1_p2(填“大于”或“小于”);压强为p2时,在y点v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”);y点对应的反应的平衡常数K_。解析(1)x点对应的CH4的平衡转化率为80%,反应消耗CH4、CO2的物质的量均为0.8 mol,生成CO、H2的物质的量均为1.6 mol,v(CO)0.016 molL1min1。(2)该反应是一个气体分子数增大的反应,减小压强,平衡正向移动,CH4的平衡转化率增大,相同温度下p1时CH4的平衡转化率大,故p1v逆。平衡常数只与温度有关,y点对应的反应的平衡常数与x点对应的平衡常数相等。x点对应的平衡常数K1.6384。答案(1)0.016 molL1min1(2)小于大于1.6384
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