2020版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題限時(shí)集訓(xùn)6化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡含解析新人教版1152

PAGE更多資料關(guān)注公眾號(hào)：高考化學(xué)gkhx100專(zhuān)題限時(shí)集訓(xùn)(六)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡(限時(shí)：45分鐘)(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第139頁(yè))1．(2019·滄州模擬)目前，對(duì)碳、氮及化合物的研究備受關(guān)注。已知：Ⅰ.2C(s)＋2NO(g)N2(g)＋2CO(g)ΔH＝－414.8kJ·mol－1Ⅱ.2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1Ⅲ.2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－759.8kJ·mol－1回答下列問(wèn)題：(1)表示碳的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________________________________。(2)某催化劑的M型、N型均可催化反應(yīng)為2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)。向容積相同的恒容密閉容器中分別充入等量的CO和O2，在相同時(shí)間段內(nèi)，不同溫度下測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率(α)如圖所示。①由圖推斷下列說(shuō)法正確的是________(填選項(xiàng)字母)。A．a(chǎn)、b、c、d點(diǎn)均達(dá)到平衡狀態(tài)B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(b)＝K(c)C．b點(diǎn)反應(yīng)物的有效碰撞幾率最大D．圖中五個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)下，a點(diǎn)反應(yīng)速率最慢②e點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率突然減小的可能原因?yàn)開(kāi)____________________________________________________________________。③若b點(diǎn)容器中c(O2)＝0.5mol·L－1，則T0℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。(3)T1℃時(shí)，向剛性容器中充入2molNO和2molCO，發(fā)生反應(yīng)Ⅲ。5min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得容器中n(N2)＝0.8mol、c(CO2)＝0.32mol·L－1。①0～5min內(nèi)，用NO表示的反應(yīng)速率v(NO)＝________。②反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)，v正(CO)________v逆(CO2)(填“>”“<”或“＝”)。③若升高溫度，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)________(填“增大”“減小”或“不變”)，原因?yàn)開(kāi)__________________________________________________________________________________________。[解析](1)根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)反應(yīng)為C(s)＋O2(g)=CO2(g)可根據(jù)eq\f(1,2)(Ⅰ＋2Ⅱ－Ⅲ)求出ΔH。(2)③b點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，α(CO)＝0.4，設(shè)起始投入的CO和O2的物質(zhì)的量濃度均為xmol·L－1，2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)起始/(mol·L－1)xx0轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)0.4x0.2x0.4x平衡/(mol·L－1)0.6x0.8x0.4x因c(O2)＝0.5mol·L－1，則0.8x＝0.5mol·L－1，x＝eq\f(5,8)mol·L－1，平衡常數(shù)K＝eq\f(c2CO2,c2CO·cO2)＝eq\f(0.4x2,0.6x2×0.8x)＝eq\f(1,1.8x)＝eq\f(8,9)。(3)①因反應(yīng)：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，反應(yīng)的NO的濃度Δc(NO)＝Δc(CO2)＝0.32mol·L－1－0mol·L－1＝0.32mol·L－1，所以v(NO)＝eq\f(ΔcNO,Δt)＝eq\f(0.32mol·L－1,5min)＝0.064mol·L－1·min－1。[答案](1)C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1(2)①BD②催化劑失去活性③eq\f(8,9)(3)①0.064mol·L－1·min－1②>③增大升高溫度，容積不變，壓強(qiáng)增大(或反應(yīng)Ⅲ為氣體分子總數(shù)減小的放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，氣體總物質(zhì)的量增大，壓強(qiáng)增大)2．二氧化硫在一定條件下可以發(fā)生如下反應(yīng)：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－42kJ·mol－1在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變?cè)蠚馀浔萚n0(NO2)/n0(SO2)]進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)(各次實(shí)驗(yàn)的溫度可能相同，也可能不同)，測(cè)定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率[α(NO2)]。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：(1)如果要將圖中C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)，則應(yīng)采取的措施是____________________________。(2)若A點(diǎn)對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，SO2(g)的起始濃度為c0mol·L－1，經(jīng)過(guò)tmin達(dá)到平衡狀態(tài)，則該時(shí)段化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)＝________mol·L－1·min－1。(3)圖中C、D兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為T(mén)C和TD，通過(guò)計(jì)算判斷：TC________TD(填“>”“＝”或“<”)。[解析](1)由題圖可知，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)變?yōu)锽點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)，eq\f(n0NO2,n0SO2)不變，但α(NO2)增大，即SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)平衡右移，由于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，且該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以采取的措施為降低溫度。(2)A點(diǎn)對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，SO2的起始濃度為c0mol·L－1，則NO2的起始濃度為0.4c0mol·L－1，平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率為50%，所以NO2的濃度變化為0.4c0mol·L－1×50%＝0.2c0mol·L－1，v(NO2)＝eq\f(0.2c0mol·L－1,tmin)＝eq\f(0.2c0,t)mol·L－1·min－1。(3)結(jié)合題圖中數(shù)據(jù)，根據(jù)三段式法分別算出C點(diǎn)和D點(diǎn)的平衡常數(shù)KC＝KD＝1，所以TC＝TD。[答案](1)降低溫度(2)eq\f(c0,5t)(3)＝3．(2019·平頂山二調(diào))處理、回收CO是環(huán)境科學(xué)家研究的熱點(diǎn)課題。(1)CO用于處理大氣污染物N2O所發(fā)生的反應(yīng)為N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)ΔH。幾種物質(zhì)的相對(duì)能量如下：物質(zhì)N2O(g)CO(g)CO2(g)N2(g)相對(duì)能量/(kJ·mol－1)475.52830393.5①ΔH＝________kJ·mol－1。改變下列“量”，一定會(huì)引起ΔH發(fā)生變化的是________(填代號(hào))。A．溫度 B．反應(yīng)物濃度C．催化劑 D．化學(xué)計(jì)量數(shù)②有人提出上述反應(yīng)可以用“Fe＋”作催化劑。其總反應(yīng)分兩步進(jìn)行：第一步：Fe＋＋N2O=FeO＋＋N2；第二步：_______________________(寫(xiě)化學(xué)方程式)。第二步反應(yīng)不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用時(shí)間，由此推知，第二步反應(yīng)速率________第一步反應(yīng)速率(填“大于”或“等于”)。(2)在實(shí)驗(yàn)室，采用I2O5測(cè)定空氣中CO的含量。在密閉容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，發(fā)生反應(yīng)：I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)。測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率如圖1所示。①相對(duì)曲線a，曲線b僅改變一個(gè)條件，改變的條件可能是____________。②在此溫度下，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(用含x的代數(shù)式表示)。圖1圖2(3)工業(yè)上，利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密閉容器中充入1molCO(g)和nmolH2，在250℃發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，測(cè)得混合氣體中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)與H2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2所示。在a、b、c、d點(diǎn)中，CO的平衡轉(zhuǎn)化率最大的點(diǎn)是________。(4)有人提出，利用2CO(g)=2C(s)＋O2(g)消除CO對(duì)環(huán)境的污染，你的評(píng)價(jià)是________(填“可行”或“不可行”)。[解析](1)①ΔH＝(393.5＋0－475.5－283)kJ·mol－1＝－365kJ·mol－1。反應(yīng)的ΔH只與狀態(tài)和化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。(2)②設(shè)CO的起始濃度為c(對(duì)于等氣體分子數(shù)反應(yīng)，體積始終不變)，平衡時(shí)，c(CO)＝(1－x)cmol·L－1，c(CO2)＝xcmol·L－1，K＝eq\f(c5CO2,c5CO)＝eq\f(x5,1－x5)。(3)增大H2的量，平衡正向移動(dòng)，α(CO)增大。(4)該反應(yīng)的ΔH>0，ΔS<0，任何溫度下該反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行。[答案](1)①－365D②FeO＋＋CO=Fe＋＋CO2大于(2)①加入催化劑(或增大壓強(qiáng))②eq\f(x5,1－x5)(3)d(4)不可行4．(2019·許昌一診)溫度為T(mén)1時(shí)，在容積為1L的恒容密閉容器中充入0.6mol的NO2，達(dá)平衡時(shí)c(O2)＝0.2mol·L－1，僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(ΔH>0)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v正＝v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v逆＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，僅受溫度影響。當(dāng)溫度改變?yōu)門(mén)2時(shí)，若k正＝k逆，則T1________T2(填“>”或“<”)，得出該結(jié)論的理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]<達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，根據(jù)k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，且k正＝k逆，可知c2(NO2)＝c2(NO)·c(O2)，T2時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K等于1，大于0.8，且該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng)，所以T2>T15．(2019·撫順一模)工業(yè)制硫酸，在接觸室發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，在1L的恒容密閉容器中充入2molSO2和1molO2，在不同溫度下測(cè)得c(SO3)與時(shí)間的關(guān)系如圖1：(1)能證明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。①c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)＝2∶1∶2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolSO3的同時(shí)消耗nmolSO2③反應(yīng)速率2v(SO3)正＝v(O2)逆④溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化(2)反應(yīng)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。(3)反應(yīng)開(kāi)始到10min時(shí)，SO2的平均反應(yīng)速率v(SO2)＝________mol·L－1·min－1。t2時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。(4)一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入SO2(g)和O2(g)，平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)[φ(SO3)]隨eq\f(nSO2,nO2)的變化圖像如圖2，則A、B、C三狀態(tài)中，SO2的轉(zhuǎn)化率最小的是________點(diǎn)，當(dāng)eq\f(nSO2,nO2)＝3時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)SO3的體積分?jǐn)?shù)可能是D、E、F三點(diǎn)中的________點(diǎn)。[解析](3)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反應(yīng)開(kāi)始前/(mol·L－1)：210變化的量/(mol·L－1):10.51平衡時(shí)的量/(mol·L－1):10.51反應(yīng)開(kāi)始到10min時(shí)SO2的平均反應(yīng)速率v(SO2)＝eq\f(Δc,t)＝eq\f(1mol·L－1,10min)＝0.1mol·L－1·min－1，t2時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2SO3,cO2·c2SO2)＝eq\f(12,0.5×12)＝2。(4)eq\f(nSO2,nO2)越大，SO2越多，SO2的轉(zhuǎn)化率越小。eq\f(nSO2,nO2)＝2時(shí)，平衡時(shí)，φ(SO3)最大。[答案](1)④(2)<(3)0.12(4)CF6．(2019·銀川一模)T1℃時(shí)，在剛性反應(yīng)器中以投料比為1∶3的NO(g)與O2(g)反應(yīng)，其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示[t＝∞時(shí)，NO(g)完全反應(yīng)]。t/min04080160260700∞p/kPa32.830.729.929.429.228.826.9(1)NO(g)與O2(g)合成的反應(yīng)速率v＝4.2×10－2×p2(NO)×p(O2)(kPa·min－1)，t＝42min時(shí)，測(cè)得體系中p(O2)＝22.4kPa，則此時(shí)的v＝________kPa·min－1(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。(2)若降低反應(yīng)溫度至T2℃，則NO(g)與O2(g)完全反應(yīng)后體系壓強(qiáng)p∞(T2℃)________(填“大于”“等于”或“小于”)26.9kPa，原因是_______________________________________________。(已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0)(3)T1℃時(shí)，反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp＝________kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，保留2位小數(shù))。[解析](1)T1℃，起始時(shí)p(NO)＝32.8×eq\f(1,4)kPa＝8.2kPa，p(O2)＝32.8×eq\f(3,4)kPa＝24.6kPat＝42min時(shí)，p(O2)＝22.4kPa，Δp(O2)＝2.2kPa，故42min時(shí)，p(NO)＝(8.2－4.4)kPa＝3.8kPa，p(NO2)＝4.4kPa。故v＝4.2×10－2×p2(NO)×p(O2)(kPa·min－1)＝4.2×10－2×3.82×22.4(kPa·min－1)≈13.6(kPa·min－1)。(3)假設(shè)NO全部轉(zhuǎn)化為NO2，則p(NO2)＝8.2kPa，p(O2)＝20.5kPa，設(shè)平衡時(shí)p(N2O4)＝x，N2O4(g)2NO2(g)p(始)/kPa08.2p(變)/kPax2xp(平)/kPax8.2－2xx＋8.2－2x＋20.5＝26.9解得：x＝1.8，平衡常數(shù)Kp＝eq\f(p2NO2,pN2O4)＝eq\f(8.2－2×1.82,1.8)≈11.76。[答案](1)13.6(2)小于溫度降低，體積不變，體系壓強(qiáng)減小，同時(shí)，降溫時(shí)2NO2(g)N2O4(g)右移，氣體物質(zhì)的量減小，總壓強(qiáng)降低(3)11.767．(2019·湖北七市聯(lián)考)(1)已知合成氨反應(yīng)：eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)ΔH＝－46.2kJ·mol－1，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ＝eq\f(pNH3/pθ,pN2/pθ0.5pH2/pθ1.5)，其中pθ為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)，pNH3、pN2、pH2為各組分的平衡分壓，如pNH3＝xNH3p，p為平衡總壓，xNH3為平衡系統(tǒng)中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。若往一密閉容器中加入的N2、H2起始物質(zhì)的量之比為1∶3，反應(yīng)在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)下進(jìn)行，NH3的平衡產(chǎn)率為w，則Kθ＝________(用含w的最簡(jiǎn)式表示)。(2)某科研小組向一恒容密閉容器中通入2molCH4、2molCO2，控制適當(dāng)條件使其發(fā)生如下反應(yīng)：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1，測(cè)出CH4的某個(gè)平衡物理量X隨著溫度、壓強(qiáng)的變化如圖所示。①X________(填“能”或“不能”)表示平衡體系中CH4的體積分?jǐn)?shù)；p1、p2的大小關(guān)系為_(kāi)_______，b點(diǎn)濃度商Qc與對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K相比