2020年高考化學微專題突破練(八)化學反應速率和化學平衡圖象題

微專題突破練(八)化學反應速率和化學平衡圖象題1.(2020·泉州模擬)在稀硫酸與鋅反應制取氫氣的實驗中,探究加入硫酸銅溶液的量對氫氣生成速率的影響。實驗中鋅粒過量且顆粒大小相同,飽和硫酸銅溶液用量0～4.0mL,保持溶液總體積為100.0mL,記錄獲得相同體積(336mL)的氣體所需時間,實驗結果如圖所示(氣體體積均轉化為標準狀況下)。據(jù)圖分析,下列說法不正確的是()A.飽和硫酸銅溶液用量過多不利于更快收集氫氣B.a、c兩點對應的氫氣生成速率相等vC.b點對應的反應速率為(HSO)=1.0×10-3mol·L-1·s-124D.d點沒有構成原電池,反應速率減慢【解析】選D。根據(jù)圖象可知隨著飽和硫酸銅溶液的增加,收集相同體積的氣體所需時間先逐漸減少,然后又逐漸增加,因此飽和硫酸銅溶液用量過多不利于更快收集氫氣,A正確;根據(jù)圖象可知a、c兩點對應的時間都是250s,所以氫氣生成速率相等,B正確;b點對應的時間是150s,生成氫氣的物質的量是=0.015mol,消耗稀硫酸的物質的量是0.015mol,其濃度是v=0.15mol·L-1,所以反應速率為(HSO)==1.0×24-1-10-3mol·L-1·s-1,C正確;d點鋅也與硫酸銅溶液反應生成銅從而構成原電池,D不正確。2.(2020·保定模擬)在容積不變的密閉容器中進行反應:2SO(g)+O(g)22H2SO(g)Δ<0。下列各圖表示當其他條件不變時,改變某一條件對上述反應的3影響,其中分析正確的是()世紀金榜導學號A.圖Ⅰ表示溫度對化學平衡的影響,且甲的溫度較高tB.圖Ⅱ表示時刻使用催化劑對反應速率的影響0tC.圖Ⅲ表示時刻增大O的濃度對反應速率的影響02tD.圖Ⅳ表示時升溫對反應速率的影響0c【解析】選B。A項,乙先達到平衡,反應快,溫度高;C項,增大(O)時,圖象應連2續(xù);D項,升溫吸熱方向(逆方向)速率增大的多。3.甲醇脫氫可制取甲醛CHOH(g)HCHO(g)+H(g),甲醇的平衡轉化率隨溫度變32化曲線如圖所示。下列有關說法正確的是()-2-A.該反應的正反應為放熱反應vvB.600K時,Y點甲醇的(正)<(逆)C.從Y點到Z點可通過增大壓強實現(xiàn)D.從Y點到X點可通過使用催化劑實現(xiàn)【解析】選B。由圖可知,溫度越高甲醇平衡轉化率越大,說明升高溫度化學平衡H正向移動,因此甲醇脫氫反應為吸熱反應即Δ>0,故A錯誤;600K時Y點甲醇vv轉化率大于X點甲醇平衡轉化率,說明反應逆向進行,即(正)<(逆),故B正確;由圖可知Y點和Z點甲醇轉化率相等,若增大壓強,平衡向逆反應方向移動,甲醇轉化率減小,則甲醇的轉化率將小于Z點甲醇轉化率,故C錯誤;Y點和X點兩點甲醇的平衡轉化率不同,如果從Y點到X點平衡發(fā)生移動,所以不是使用催化劑,故D錯誤。T4.(2020·湖州模擬)時,在2L的密閉容器中發(fā)生反應:X(g)+Y(g)Z(g)(未配0平),各物質的物質的量隨時間變化的關系如圖a所示。其他條件相同,溫度分別TT為、時發(fā)生反應,X的物質的量隨時間變化的關系如圖b所示。下列敘述中12正確的是()-3-A.該反應的正反應是吸熱反應TvB.時,從反應開始到平衡時:(X)=0.083mol·L-1·min-10C.圖a中反應達到平衡時,Y的轉化率為37.5%TKTTD.時,若該反應的平衡常數(shù)的值為50,則<101TT【解析】選D。根據(jù)“先拐先平,數(shù)值大”的原則可推知,>,溫度越高,X的物12v質的量越大,則平衡向左移動,正反應放熱,A項不正確;(X)=≈0.042mol·L-1·min-1,B項不正確;Y的轉化率為×100%=62.5%,C項不正確;由圖a可知X、Y、Z物質的量變化之比為1∶1∶2,則反應為TX(g)+Y(g)2Z(g),則時平衡常數(shù)的值為33.3<50,平衡常數(shù)越小,溫度越0高,D項正確。5.Bodensteins研究了下列反應:世紀金榜導學號H2HI(g)H(g)+I(g)Δ>022xt在716K時,氣體混合物中碘化氫的物質的量分數(shù)(HI)與反應時間的關系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784K(1)根據(jù)上述實驗結果,該反應的平衡常數(shù)的計算式為_______。vkxvkxx逆逆2(2)上述反應中,正反應速率為=2(HI),逆反應速率為=(H)(I),正正2kkkKkk正其中、為速率常數(shù),則為________(用和表示)。若=0.0027min-1,正逆逆正tv正在=40min時,=________min-1。-4-vxvx(3)由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到～(HI)和～(H)的關系可用下圖表示。當正逆2升高到某一溫度時,反應重新達到平衡,相應的點分別為________(填字母)?！窘馕觥?1)2HI(g)H(g)+I(g)是反應前后氣體物質的量不變的反應。反應后22xxxK(HI)=0.784,則(H)=(I)=0.108,===。22vvkxkxxkk逆22逆正(2)到達平衡時,=,即2(HI)=(H)(I),=·=。在正逆正txvkx正正=40min時,(HI)=0.85,=2(HI)=0.0027min-1×(0.85)2≈1.95×xx10-3min-1。(3)原平衡時,(HI)為0.784,(H)為0.108,二者在圖中的縱坐標均約2vv為1.6(因為平衡時=),升高溫度,正、逆反應速率均加快,對應兩點在正逆xx1.6上面,升高溫度,平衡向正反應方向移動,(HI)減小(A點符合),(H)增大(E2點符合)。答案:(1)(2)1.95×10-3(3)A點、E點6.乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。CH(g)+HO(g)CHOH(g)下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、24225nn壓強的關系[其中(HO)∶(CH)=1∶1]。224-5-pppp4(1)圖中壓強(、、、)的大小順序為________,理由是__________。123(2)氣相直接水合法常用的工藝條件為磷酸/硅藻土為催化劑,反應溫度290℃、nn壓強6.9MPa,(HO)∶(CH)=0.6∶1,乙烯的轉化率為5%,若要進一步提高乙烯224轉化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可以采取的措施有________、________?！窘馕觥?1)CH(g)+HO(g)CHOH(g)是一個氣體體積減小的反應,相同溫度下,24225pppp1增大壓強,平衡向正反應方向移動,CH的轉化率提高,所以>>>。24432(2)依據(jù)反應特點及平衡移動原理,提高乙烯轉化率還可以增大HO與CH的比例,224將乙醇及時分離出去等。pppp1答案:(1)>>>反應分子數(shù)減少,相同溫度下,壓強增大,乙烯轉化率提高432nn(2)將產(chǎn)物乙醇液化移去增加(HO)與(CH)的比2247.高鐵酸鉀在水中的反應為4Fe+10HO4Fe(OH)+8OH-+3O。232(1)圖1是25℃時KFeO在不同pH溶液中濃度的變化情況。pH=4.74時,反應從24v開始到800min的平均反應速率(Fe)=________(保留兩位有效數(shù)字)。(2)圖1在800min后,三種溶液中KFeO的濃度均不再改變。觀察圖1判斷隨著24pH變大,此反應的平衡常數(shù)________(填“變大”“變小”或“不變”)。(3)圖2在240min后,四種溶液中KFeO的濃度均不再改變,則上述反應的反應24H熱Δ________0(填“>”“<”或“=”)。-6-c【解析】(1)由圖1可知,pH=4.74,800min內Δ(Fe)=(0.95-0.45)mol·L-1v=0.50mol·L-1,則(Fe)=≈6.3×10-4mol·L-1·min-1。(2)反應的平衡常數(shù)只與溫度有關系,溫度不變,平衡常數(shù)不變,即溶液的pH變大,反應的平衡常數(shù)不變。c(3)由圖2可知,升高溫度,平衡時(Fe)減小,說明平衡正向移動,即正反應H是一個吸熱反應,Δ>0。答案:(1)6.3×10-4mol·L-1·min-1(2)不變(3)>8.(1)在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中,通入2molCO和3molH,22Haa發(fā)生的反應為CO(g)+3H(g)CHOH(g)+HO(g)Δ=-kJ·mol-1(>0),測得2232CO(g)和CHOH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。23①能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是________(填編號)。A.單位時間內每消耗1.2molH,同時生成0.4molHO22B.CO的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變2C.混合氣體的平均相對分子質量不隨時間的變化而變化-7-D.該體系中HO與CHOH的物質的量濃度之比為1∶1,且保持不變23K②若要使=1,則改變的條件可以是________(填選項)。A.增大壓強B.減小壓強C.升高溫度D.降低溫度E.加入催化劑(2)有一種用CO生產(chǎn)甲醇燃料的方法。已知:2CO(g)+3H(g)CHOH(g)+HO(l)2232HaΔ=-kJ·mol-1;CHOH(g)CHOH(l)33HbΔ=-kJ·mol-1;2H(g)+O(g)2HO(l)222HcΔ=-kJ·mol-1;則表示CHOH(l)燃燒熱的熱化學方程式為______________。3(3)在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進行2A(g)+B(g)3C(g)+2D(s)反應,按下表數(shù)據(jù)投料,反應達到平衡狀態(tài),測得體系壓強升高。物質ABCD起始投料/mol2130K該反應的平衡常數(shù)表達式為=________。升高溫度,平衡常數(shù)將________(填“增大”“減小”或“不變”)。H(4)為研究不同條件對反應2NO(g)+Cl(g)2ClNO(g)Δ<0的影響,在恒溫下,2向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl,10min時反應達到平衡,2測得NO的轉化率為α;其他條件保持不變,反應在恒壓條件下進行,達到平衡時1NO的轉化率為α,則α________α(填“大于”“小于”或“等于”)。212-8-【解析】(1)①未平衡時是個變量,現(xiàn)在不變說明已經(jīng)達到平衡狀態(tài)了。A.單位時間內每消耗1.2molH,向正方向,同時生成0.4molHO,也向正方向,不能反映22正逆反應之間的關系,故A錯誤;B.未平衡CO的體積分數(shù)是個變化的量,現(xiàn)在混2合氣體CO的體積分數(shù)保持不變,說明已經(jīng)平衡了,故B正確;C.未平衡時混合氣2體的平均相對分子質量是個變化的量,現(xiàn)在不隨時間的變化而變化,說明已經(jīng)達平衡狀態(tài),故C正確;D.反應中HO與CHOH的物質的量濃度之比為1∶1,且保持23不變,不能說明各自的量不再隨時間的變化而變化,故C錯誤;故選B、C;②CO(g)+3H(g)CHOH(g)+HO(g)2232初始(mol·L-1)1變化(mol·L-1)0.250.75平衡(mol·L-1)0.750.750.250.251.5000.250.25K所以=K平衡常數(shù)放熱反應,降低溫度,值變大,變化為1,故答案為D;(2)①CO(g)+3H(g)CHOH(g)+HO(l)=0.20,而平衡常數(shù)是溫度的函數(shù),只有通過改變溫度來改變,正反應是2232HaΔ=-kJ·mol-1;②CHOH(g)CHOH(l)33HbΔ=-kJ·mol-1;③2H(g)+O(g)2HO(l)222HcΔ=-kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律,將×③-①-②得:CHOH(l)+O(g)=CO