高三化學(xué)（廣東版）一輪復(fù)習(xí)特色訓(xùn)練速率、平衡圖表類綜合題

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精特色訓(xùn)練6速率、平衡圖表類綜合題eq\f(對應(yīng)學(xué)生，用書P312)1．目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O(g）.（1）如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化。在體積為4L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，反應(yīng)達(dá)平衡后，下列措施中能使c（CH3OH)增大的是________。a．升高溫度b．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大c．將H2O（g）從體系中分離出來d．再充入1molCO2和3molH2（2）在一密閉的容積可變的容器中，一定溫度下,加入1molCO2和3molH2，不同壓力下反應(yīng)達(dá)平衡時,測得的數(shù)據(jù)如下表.壓強(qiáng)(atm)1251020n(CH3OH)(mol)0。220。300。860.920.96由表中數(shù)據(jù)可以看出:增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向________方向移動，而從2atm加壓到5atm，甲醇的物質(zhì)的量增大較多的原因可能是________________________________________________________________________。解析本題主要考查化學(xué)平衡理論的運用，意在考查考生的讀圖、識表及分析判斷能力。（1)a項，由于反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫，平衡逆向移動，c(CH3OH）減小;b項，充入He（g）,平衡不移動,c(CH3OH)不變；c項，將H2O(g)從體系中分離出來，平衡正向移動，c（CH3OH)增大；d項,再充入1molCO2和3molH2，假設(shè)容器擴(kuò)大一倍，達(dá)到平衡再壓縮，c（CH3OH）增大。（2)從表格中的數(shù)據(jù)不難看出,加壓，平衡正向移動，從2atm加壓到5atm，甲醇的物質(zhì)的量增大較多的原因可能是壓強(qiáng)增大后，CH3OH和H2O的狀態(tài)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，有利于化學(xué)平衡正向移動，故CH3OH的產(chǎn)量有較大提高。答案（1）cd(2)正反應(yīng)壓強(qiáng)增大后，CH3OH和H2O的狀態(tài)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),有利于化學(xué)平衡正向移動，故CH3OH的產(chǎn)量有較大提高2．化工生產(chǎn)中原料轉(zhuǎn)化與利用非常重要，現(xiàn)有反應(yīng)：CCl4＋H2CHCl3＋HCl，查閱資料可知沸點：CCl4為77℃，CHCl3為61.2℃。在密閉容器中，該反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得下表數(shù)據(jù)。實驗序號溫度℃初始CCl4濃度（mol·L－1）初始H2濃度（mol·L－1）CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率11100。81。2a21101。01。050％31001.01。0b（1）在100℃時,此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為________;在110℃時的平衡常數(shù)為________.(2）在實驗2中，若1小時后反應(yīng)達(dá)到平衡，則H2的平均反應(yīng)速率為________。在此平衡體系中再加入0.5molCCl4和1。0molHCl,平衡將向________方向移動.(3）實驗1中，CCl4的轉(zhuǎn)化率a________50%（填“＞”、“＝”或“＜”）。實驗3中，b的值________(填字母序號）。A．等于50%B．大于50%C．小于50%D．由本題所給資料無法判斷解析本題主要考查平衡常數(shù)的計算與轉(zhuǎn)化率大小的判斷，意在考查考生根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式進(jìn)行計算的能力。（1）根據(jù)題給各物質(zhì)的沸點及反應(yīng)溫度可知所有物質(zhì)均為氣態(tài)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝eq\f（［CHCl3]·[HCl],[CCl4]·［H2］)；由實驗2可知，CCl4的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時c(CCl4)＝c(H2）＝c（CHCl3)＝c(HCl）＝0.5mol·L－1,則代入平衡常數(shù)表達(dá)式可得K＝1.(2）達(dá)到平衡后H2的轉(zhuǎn)化濃度為0。5mol·L－1,則H2的平均反應(yīng)速率為0。5mol/（L·h)；由于加入HCl的物質(zhì)的量大于加入的CCl4的物質(zhì)的量，使Q＞K，則平衡向逆反應(yīng)方向移動。(3）實驗1中,設(shè)CCl4轉(zhuǎn)化濃度為xmol·L－1,K＝eq\f(x2，0。8－x×1。2－x)，解得x＝0.48，則CCl4的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(0.48，0。8）×100%＝60％＞50％；實驗3中，由于不知道該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，故無法判斷。答案(1)K＝eq\f(［CHCl3]·[HCl］，［CCl4］·[H2］）1（2)0.5mol/（L·h)逆反應(yīng)（3)＞D3．汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置,可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體。(1)4CO(g）＋2NO2(g)=4CO2(g)＋N2（g)ΔH＝－1200kJ·mol－1對于該反應(yīng)，溫度不同（T2＞T1)、其他條件相同時，下列圖像正確的是________(填代號）。(2）汽車尾氣中CO與H2O（g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O（g）CO2(g)＋H2（g)ΔH＜0.820℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進(jìn)行投料,達(dá)到平衡狀態(tài)，K＝1。0.起始物質(zhì)的量甲乙丙n（H2O)/mol0.100。200。20n（CO）/mol0.100。100.20①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為________。②平衡時，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是________.比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率:乙________甲；丙________甲(填“＞”、“＝”或“＜”）.③丙容器中，通過改變溫度,使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度________(填“升高”或“降低"），平衡常數(shù)K________（填“增大”、“減小”或“不變”）.解析(1)4CO（g）＋2NO2(g)=4CO2（g）＋N2（g）ΔH＜0，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時，正、逆反應(yīng)速度都增大，甲中正反應(yīng)速率在剛升溫到T2時沒有增大,故錯誤；升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動，CO的濃度增大,CO的體積分?jǐn)?shù)增大，故丙不正確。(2）①甲容器中起始時n（CO）＝n(H2O)＝0。10mol,根據(jù)平衡常數(shù)計算可得到CO的轉(zhuǎn)化率為50%。②乙容器中起始時n（H2O）＝0。20mol,相當(dāng)于在甲容器中增大c(H2O)，平衡正向移動,n（CO）減少,CO的轉(zhuǎn)化率增大;丙容器中起始時n（CO2)＝n(H2）＝0。20mol，相當(dāng)于兩個甲容器中的量，假設(shè)兩個甲容器合二為一，反應(yīng)到達(dá)平衡后，縮小體積至一半變成丙容器，對體系加壓,平衡不移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變化.③丙容器中改變溫度，CO的轉(zhuǎn)化率增大說明平衡正向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故需降低溫度；平衡正向移動，生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，故K增大。答案(1）乙(2）①K＝eq\f（［CO2]·［H2]，[CO］·[H2O])②50%＞＝③降低增大4．鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。（1)在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3（s）＋3CO(g)2Fe(s）＋3CO2(g）。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表：溫度/℃100011501300平衡常數(shù)64。050.742.9請回答下列問題：①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________,ΔH＝________0(填“＞”、“＜”或“＝”）.②在一個容積為10L的密閉容器中，1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1。0mol，反應(yīng)經(jīng)過10min后達(dá)到平衡。求該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（CO2)＝________，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。③欲提高②中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是________。A．減少Fe的量 B．增加Fe2O3的量C．移出部分CO2 D．提高反應(yīng)溫度E．減小容器的容積F．加入合適的催化劑(2)某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)，下列反應(yīng)速率(v)和溫度（T）的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是________。(3)寫出氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。欲使上述體系中Al3＋濃度增加,可加入的物質(zhì)是________。解析(1)①書寫平衡常數(shù)的表達(dá)式時固體不需寫入。由表可知溫度越高，K越小,可知升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0。②Fe2O3(s)＋3CO（g)2Fe(s)＋3CO2（g）c（始)(mol·L－1）0.10。1c（轉(zhuǎn)）（mol·L－1）xxc(平)(mol·L－1）0。1－x0。1＋x由K＝64.0＝eq\f（0。1＋x3,0.1－x3),解得x＝0。06，故v（CO2)＝0.006mol·L－1·min－1.CO的轉(zhuǎn)化率為60%。③該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡逆向移動，CO平衡轉(zhuǎn)化率降低，這是一個反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，不能從壓強(qiáng)方面考慮,Fe、Fe2O3為固體，也不影響平衡，所以應(yīng)從CO、CO2的濃度方面考慮。(2）鋁熱反應(yīng)在常溫下不反應(yīng)，高溫時瞬間反應(yīng)。（3）欲使Al3＋濃度增加，根據(jù)Al（OH)3發(fā)生堿式電離的方程式：Al(OH）3Al3＋＋3OH－,使平衡右移,可加入酸性物質(zhì)，如HCl、H2SO4等。答案(1）①［CO2］3/［CO]3＜②0.006mol·L－1·min－160％③C(2）b（3)Al（OH)3＋H2OH＋＋［Al（OH）4]－鹽酸（合理即可)5．（2013·韶關(guān)聯(lián)考)在100℃時，將0。40mol的二氧化氮氣體充入2L真空的密閉容器中，每隔一段時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到數(shù)據(jù)如表所示：時間(s)020406080n(NO2)/mol0。40n10。26n3n4n（N2O4)/mol0.000.05n20.080。08(1)在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為________mol·L－1·s－1。(2）n3________n4(填“＞”、“＜”或“＝”），該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________（保留小數(shù)點后一位）.(3)若在相同情況下，最初向該容器中充入的是四氧化二氮氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，四氧化二氮的起始濃度是________mol·L－1，假設(shè)在80s時達(dá)到平衡,請在圖中畫出并標(biāo)明該條件下此反應(yīng)中N2O4和NO2的濃度隨時間變化的曲線。（4）達(dá)到平衡后，如升高溫度，氣體顏色會變深，則升高溫度后，反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g）的平衡常數(shù)將________（填“增大”、“減小”或“不變”）。（5）達(dá)到平衡后，如向該密閉容器中再充入0。32mol氦氣，并把容器體積擴(kuò)大為4L，則平衡將________（填“向左移動”、“向右移動”或“不移動”），其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析根據(jù)反應(yīng)速率的定義不難解答問題(1)。根據(jù)已知表中的數(shù)據(jù)可知60～80s反應(yīng)已達(dá)到平衡，故n3＝n4。由方程式2NO2（g)N2O4(g）及平衡常數(shù)公式可計算出其平衡常數(shù)約為2。8mol－1·L。因溫度、體積不變，故達(dá)到等效平衡時需要N2O4的起始物質(zhì)的量為0.20mol，即濃度為0.10mol·L－1。由于再充入0。32mol氦氣時對平衡無影響，但容器體積擴(kuò)大為4L時相當(dāng)于給原平衡減壓,故平