新高考新教材廣西專版2025屆高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí)專題突破練10化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡B

專題突破練十化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡(B)一、選擇題1.已知T1溫度下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-mkJ·mol-1。在2L密閉容器中通入3molH2和1molN2,測得不同溫度下,NH3的產(chǎn)率隨時(shí)間變更如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()。A.ΔH>0,T2>T1B.達(dá)到平衡時(shí),T1溫度對應(yīng)反應(yīng)放出熱量為mkJC.平衡時(shí),保持容器容積不變,通入氬氣平衡正向移動(dòng)D.平衡常數(shù),KA<KC2.(2024湖南師大附中月考)將確定量的NH4HS固體置于恒容密閉真空容器中(固體試樣的體積忽視不計(jì)),使其在50℃的恒溫條件下分解:NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)。試驗(yàn)測得該體系的壓強(qiáng)如表所示:時(shí)間/min010203040506070壓強(qiáng)/kPa00.661.281.782.202.502.502.50已知:Kp為用各氣體分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。下列有關(guān)說法正確的是()。A.當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再隨時(shí)間變更時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡B.0~10min,用H2S的壓強(qiáng)變更表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.066kPa·min-1C.50℃時(shí),NH4HS(s)的分解反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=25D.50℃時(shí),若在65min時(shí)將容器的容積壓縮至原來的12,再次達(dá)到平衡時(shí),體系的壓強(qiáng)大于2.二、非選擇題3.汽車尾氣中氮氧化物的排放與霧霾天氣的產(chǎn)生親密相關(guān),對其進(jìn)行無害化處理是化學(xué)工作者探討的重要課題。(1)利用反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH<0,可實(shí)現(xiàn)汽車尾氣的無害化處理。確定條件下進(jìn)行該反應(yīng),測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m[m=n(NO①投料比m1、m2、m3從大到小的依次為。

②隨著溫度的上升,不同投料比下CO平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的緣由是。

(2)我國學(xué)者探討了均相NO-CO的反應(yīng)過程,反應(yīng)路徑中每一階段內(nèi)各駐點(diǎn)的能量均為相對于此階段內(nèi)反應(yīng)物能量的能量之差,TS代表過渡態(tài),反應(yīng)過程中的困難中間產(chǎn)物干脆用IM表示。①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=。

②整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段,總反應(yīng)速率由第(填“一”“二”或“三”)階段反應(yīng)確定。

(3)若反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)的正、逆反應(yīng)速率可分別表示為v正=k正·c2(NO)·c2(CO);v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。確定溫度下,在容積為1L的恒容密閉容器中加入5molNO和5molCO發(fā)生上述反應(yīng),測得CO和CO2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變更如圖所示。①M(fèi)點(diǎn)時(shí),v正∶v逆=。

②測得平衡時(shí)體系壓強(qiáng)為p,Kp為用氣體分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則平衡常數(shù)Kp=。(用含p的式子表示)

③達(dá)平衡后,若變更下列條件,既能增大反應(yīng)速率又能提高NO的轉(zhuǎn)化率的是。A.分別出部分N2B.恒容時(shí),再加入5molNO,5molCOC.壓縮容器容積增大壓強(qiáng)D.降低溫度4.(2024河南濮陽一模)含NO的煙氣須要處理后才能排放。(1)氫氣催化還原含NO的煙氣,發(fā)生脫硝反應(yīng):2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-605kJ·mol-1。確定條件下,通入H2的體積分?jǐn)?shù)對該反應(yīng)平衡時(shí)含氮物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)的影響如圖所示:①隨著H2體積分?jǐn)?shù)增加,NO中氮元素被還原的價(jià)態(tài)漸漸降低。當(dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)在0.5×10-3~0.75×10-3時(shí),NO的轉(zhuǎn)化率基本為100%,而N2和NH3的體積分?jǐn)?shù)仍呈增加趨勢,其可能緣由是。

②已知:Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJ·mol-1Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-484kJ·mol-1圖中N2削減的緣由是N2與H2反應(yīng)生成NH3,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。

(2)某科研小組探討了NO與H2反應(yīng)生成N2和NH3的轉(zhuǎn)化過程。在起始溫度為400℃時(shí),將n(NO)∶n(H2)=1∶2通入甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中,甲為絕熱過程、乙為恒溫過程,兩反應(yīng)體系的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變更曲線如圖所示。①曲線X是(填“甲”或“乙”)容器。

②a點(diǎn)在曲線X上,則a點(diǎn)(填“可能”或“不行能”)是平衡點(diǎn)。

③曲線Y的容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為60%,從起先到平衡點(diǎn)Z時(shí)用分壓表示的H2消耗速率是kPa·min-1。400℃時(shí),脫硝反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,Kp為用分壓代替濃度計(jì)算的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

5.氫能作為新型能源,可利用CO制得。我國北京高校的科研團(tuán)隊(duì)向容積為V的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CO和H2O進(jìn)行反應(yīng)。已知:反應(yīng)Ⅰ:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH1反應(yīng)Ⅱ:FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g)ΔH2反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH反應(yīng)Ⅲ在不同催化劑作用下(反應(yīng)相同時(shí)間),溫度與CO轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示。(1)反應(yīng)Ⅲ的ΔH與ΔH1、ΔH2關(guān)系式:ΔH=。

(2)若反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)分別為K1和K2,則反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K與K1、K2的關(guān)系式:K=。

(3)隨著溫度的上升,單位時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化領(lǐng)先升后降,“后降”的可能緣由是。

(4)由圖可知,ΔH(填“大于”或“小于”)0,催化劑應(yīng)選擇(填“Au/α-MoC”或“Au/α-MoC/NaCN”)。

(5)已知T=1025K時(shí),K=1。則平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為。當(dāng)T>1025K時(shí),平衡時(shí),H2的體積分?jǐn)?shù)φ的取值范圍為。

(6)欲提高H2的體積分?jǐn)?shù),可實(shí)行的措施為。

專題突破練十化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡(B)一、選擇題1.D解析依據(jù)圖中曲線T2時(shí)先達(dá)到平衡知,T1<T2,上升溫度平衡逆向移動(dòng),ΔH<0,A項(xiàng)錯(cuò)誤。反應(yīng)是可逆反應(yīng),轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%,達(dá)到平衡時(shí),T1對應(yīng)反應(yīng)放出熱量小于mkJ,B項(xiàng)錯(cuò)誤。平衡時(shí),通入氬氣容器中壓強(qiáng)增大,但是反應(yīng)物和生成物的分壓不變,平衡不移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤。上升溫度平衡逆向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)減小,所以KA<KB,化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變更學(xué)平衡常數(shù)不變,B、C溫度相等化學(xué)平衡常數(shù)相等,故KA<KC,D項(xiàng)正確。2.C解析反應(yīng)的平均摩爾質(zhì)量=17+342g·mol-1=25.5g·mol-1,與反應(yīng)平衡無關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤。0~10min內(nèi)壓強(qiáng)變更了0.66kPa,NH3和H2S物質(zhì)的量之比為1∶1,則平均速率為0.66kPa×1210min=0.033kPa·min-1,B項(xiàng)錯(cuò)誤。50min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,體系壓強(qiáng)為2.50kPa,同時(shí)兩物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為12,則Kp=(2.502)2=2516,C項(xiàng)正確。由于體系溫度不變,Kp不變,則Kp二、非選擇題3.答案(1)①m1>m2>m3②溫度較高時(shí),溫度變更對平衡移動(dòng)的影響大于濃度變更對平衡移動(dòng)的影響(2)①-621.9kJ·mol-1②一(3)①160②256p③解析(1)①m=n(NO)n(CO),增大NO的量,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),可增大CO的轉(zhuǎn)化率,則投料比m1、m2、m3從大到小的依次為②隨著溫度的上升,不同投料比下CO平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的緣由是溫度較高時(shí),溫度變更對平衡移動(dòng)的影響大于濃度變更對平衡移動(dòng)的影響。(2)①整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段,Ⅰ.NO(g)+NO(g)(g)ΔH=+199.2kJ·mol-1;Ⅱ.(g)+CO(g)CO2(g)+N2O(g)ΔH=-513.5kJ·mol-1;Ⅲ.CO2(g)+N2O(g)+CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-307.6kJ·mol-1;由蓋斯定律可知,由Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=+199.2kJ·mol-1+(-513.5kJ·mol-1)+(-307.6kJ·mol-1)=-621.9kJ·mol-1;②由于反應(yīng)Ⅰ所需活化能最高,則總反應(yīng)速率由第一階段反應(yīng)確定。(3)①由圖可知,平衡時(shí),CO的物質(zhì)的量濃度為1mol·L-1,CO2的物質(zhì)的量濃度為4mol·L-1,可列出平衡時(shí)的三段式:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)起始濃度(轉(zhuǎn)化濃度(平衡濃度(K=c2(CO2)c(N2)c2(CO)c2(NO)=42×212×12=32,平衡時(shí)v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)起始濃度(轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1) 2.M點(diǎn)濃度(mol·L-1) 2則v正v逆=②由平衡時(shí)的三段式可知,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),總物質(zhì)的量為8mol,則Kp=(1③分別出部分N2,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率增大,但是反應(yīng)速率減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤。恒容時(shí),再加入5molNO,5molCO,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),能提高NO的轉(zhuǎn)化率,B項(xiàng)正確。壓縮容器容積增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),能提高NO的轉(zhuǎn)化率,C項(xiàng)正確。降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),能提高NO的轉(zhuǎn)化率,但是反應(yīng)速率減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.答案(1)①H2較少時(shí),NO主要被還原為N2O(或+1價(jià)含氮化合物等)(合理即可)②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.5kJ·mol-1(2)①甲②可能③0.110.12解析(1)①依據(jù)題中信息,隨著氫氣體積分?jǐn)?shù)的增加,NO中氮元素被還原的價(jià)態(tài)漸漸降低,依據(jù)圖像可知,當(dāng)氫氣的體積分?jǐn)?shù)在0.5×10-3~0.75×10-3時(shí),NO轉(zhuǎn)化率基本為100%,而氮?dú)夂桶睔獾捏w積分?jǐn)?shù)仍呈增加趨勢,NO中氮元素顯+2價(jià),N2中氮元素顯0價(jià),NH3中氮元素顯-3價(jià),因此當(dāng)氫氣較少時(shí),NO被還原為N的+1價(jià)化合物或N2O;②依據(jù)蓋斯定律可知,Ⅱ×5-Ⅰ2-脫硝反應(yīng),推出N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=(-484×5+10252+605)kJ·mol(2)①該過程發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)(脫硝反應(yīng)和N2與H2反應(yīng)生成NH3)都是物質(zhì)的量削減的放熱反應(yīng),恒溫恒容狀態(tài)下,隨著時(shí)間的進(jìn)行,氣體物質(zhì)的量減小,壓強(qiáng)降低,而絕熱容器中,雖然氣體物質(zhì)的量減小,但溫度上升,氣體壓強(qiáng)增大,因此依據(jù)圖像可知,X為絕熱容器,Y為恒溫容器;②因?yàn)榉磻?yīng)為放熱反應(yīng),甲絕熱容器內(nèi)反應(yīng)體系溫度上升,反應(yīng)速率大,先達(dá)到平衡,溫度上升,平衡左移,平衡時(shí)壓強(qiáng)增大,因此a點(diǎn)可能已達(dá)到平衡;③曲線Y是恒溫過程的乙容器,恒溫容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為60%,起先時(shí)體系總壓強(qiáng)為9kPa,n(NO)∶n(H2)=1∶2,p(NO)=3kPa,p(H2)=6kPa,設(shè)反應(yīng)過程中N2的壓強(qiáng)削減了xkPa,可列三段式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)轉(zhuǎn)化kPa x 3x 2平衡kPa 22NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)起始kPa轉(zhuǎn)化kPa 3×0.6 1.8 0.9 1.平衡kPa 1.2 4.2-3x 0.9-x 1.平衡壓強(qiáng)為7.1kPa,則x=0.5,從起先到平衡時(shí)用分壓表示的氫氣消耗速率是(1.8+3×0.5)kPa30min=0.11kPa·min-1;平衡時(shí)p(NO)=1.2kPa、p(H2)=(4.2-1.5)kPa=2.7kPa、p(H2O)=1.8kPa、p(N2)=(0.0.4×(5.答案(1)ΔH1-ΔH2(2)K(3)溫度過高,催化劑的催化活性下降(4)小于Au/α-MoC(5)50%0<φ<25%(6)剛好分別出CO2(或降低溫度)解析(1)由反應(yīng)Ⅰ-Ⅱ可得反應(yīng)Ⅲ,依據(jù)蓋斯定律,則反應(yīng)Ⅲ的ΔH=ΔH1-ΔH2。(2)由于反應(yīng)Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的平衡常數(shù)分別為K1和K2,則反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為K=K1(3)由圖可知,催化劑的催化活性隨溫度上升先增大后減小,溫度過高,催化劑的催化活性下降,會(huì)引起單位時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率降低。(4)由圖可知,隨著溫度的上升,CO平衡轉(zhuǎn)化率漸漸減小,說明上升溫度,平衡逆向移動(dòng),則該反應(yīng)的ΔH<0。由圖可知,催化劑Au/α-MoC