【步步高】2014屆高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第七章 大題沖關(guān)滾動(dòng)練七 速率、平衡圖表類綜合題 新人教版

大題沖關(guān)滾動(dòng)練之七速率、平衡圖表類綜合題1一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H>0,1 100 時(shí)，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應(yīng)過(guò)程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_。(2)下列措施中能使平衡時(shí)K增大的是_(填序號(hào))。A升高溫度B增大壓強(qiáng)C充入一定量COD降低溫度(3)8分鐘內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v(CO)_mol·L1·min1。(4)1 100 時(shí)，2 L的密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：容器甲乙反應(yīng)物投入量3 mol Fe、2 mol CO24 mol FeO、3 mol COCO的濃度(mol·L1)c1c2CO2的體積分?jǐn)?shù)12體系壓強(qiáng)(Pa)p1p2氣態(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率12下列說(shuō)法正確的是_。A2c13c2 B12Cp1<p2 D12求c1_、1_、2_。答案(1)c(CO)/c(CO2)(2)A(3)0.062 5(4)BC0.67 mol·L133.3%33.3%解析(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中不能出現(xiàn)固體物質(zhì)的濃度。(2)平衡常數(shù)只受溫度的影響，由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升溫，增大平衡常數(shù)。(3)求平均反應(yīng)速率時(shí)，應(yīng)用濃度的變化值除以時(shí)間，即v(CO)0.062 5 mol·L1·min1。(4)由圖像可計(jì)算平衡常數(shù)，K2。當(dāng)乙中CO為2 mol時(shí)，c1c2，為3 mol時(shí)，c1<c2；由于該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，改變CO或CO2的濃度，相當(dāng)于改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，所以12；因?yàn)橐抑袣怏w分子數(shù)多，所以p1<p2；D項(xiàng)，由于平衡是從不同途徑建立的，所以121，B、C兩項(xiàng)正確。K2c10.67 mol·L1。1×100%33.3%。Kc(CO2)0.5 mol·L1。2×100%33.3%。2某條件下，在2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)O2(g)H>0。在三種不同條件下進(jìn)行，其中NO、O2的起始濃度都為0 mol·L1，實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)溫度相同，NO2的濃度(mol·L1)隨時(shí)間(min)的變化如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)上對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度(800 或850 )。實(shí)驗(yàn)隱含的反應(yīng)條件是_。(2)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K_。(3)若實(shí)驗(yàn)中達(dá)到平衡后，再向密閉容器中通入1 mol NO2與1 mol NO混合氣體(保持溫度不變)，則平衡將_(填“正向移動(dòng)”、“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。(4)一定條件下NO2與SO2可發(fā)生反應(yīng)，其方程式為NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H>0，將NO2與SO2以體積比12置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。A體系壓強(qiáng)保持不變B混合氣體顏色保持不變CSO2和NO的體積比保持不變D混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變(5)若改變條件，使平衡常數(shù)變大，該反應(yīng)_。A一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)B在平衡移動(dòng)時(shí)，正反應(yīng)速率先增大后減小C一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D在平衡移動(dòng)時(shí)，逆反應(yīng)速率先增大后減小答案(1)使用了催化劑(2)(3)不移動(dòng)(4)B(5)AB解析(1)由于實(shí)驗(yàn)達(dá)到平衡所用時(shí)間比實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)應(yīng)溫度為800 ，實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)溫度為850 。實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)比較，達(dá)到平衡所用時(shí)間短，但平衡不移動(dòng)，所以實(shí)驗(yàn)隱含條件為使用了催化劑。(3)實(shí)驗(yàn)中，平衡時(shí)c(NO2)0.5 mol·L1，c(NO)0.5 mol·L1，c(O2)0.25 mol·L1，即2NO2(g)2NO(g)O2(g) 0.5 mol·L1 0.5 mol·L1 0.25 mol·L1K0.25。當(dāng)再加入0.5 mol·L1 NO2、0.5 mol·L1 NO時(shí)，Qc0.25，所以平衡不移動(dòng)。(4)由于該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，所以壓強(qiáng)、平均相對(duì)分子質(zhì)量不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，SO3、NO同為生成物，其體積比始終不變，也不能作為標(biāo)志。(5)該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫，平衡右移，K增大，v(正)、v(逆)均增大，A、B正確。3.工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機(jī)溶劑乙酸乙酯：CH3COOH(l)C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)H2O(l)H8.62 kJ·mol1已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點(diǎn)依次為118 、78 和77 。在其他條件相同時(shí)，某研究小組進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。(1)該研究小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀。(2)60 下反應(yīng)40 min與70 下反應(yīng)20 min相比，前者的平均反應(yīng)速率_后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。(3)如圖所示，反應(yīng)時(shí)間為40 min、溫度超過(guò)80 時(shí)，乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是_(寫出兩條)。.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問(wèn)題。已知：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：溫度/400500800平衡常數(shù)K9.9491試回答下列問(wèn)題：(1)在800 發(fā)生上述反應(yīng)，以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器，其中向正反應(yīng)方向移動(dòng)的有_(選填“A、B、C、D、E”)。n(CO)n(H2O)n(H2)n(CO2)A1523B2211C3300D0.5211E3121(2)已知在一定溫度下，C(s)CO2(g)2CO(g)平衡常數(shù)為K；C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)平衡常數(shù)為K1；CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)平衡常數(shù)為K2；則K、K1、K2之間的關(guān)系是_。(3)在V L密閉容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸氣，在T 達(dá)到平衡，然后急速通過(guò)堿石灰，將所得混合氣體燃燒，測(cè)得放出的熱量為2 842 kJ(已知CO燃燒熱為283 kJ·mol1，H2燃燒熱為286 kJ·mol1)，則T 平衡常數(shù)K_。答案.(1)探究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)乙酸乙酯產(chǎn)率的影響(2)小于(3)反應(yīng)可能已達(dá)平衡狀態(tài)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；溫度過(guò)高，乙醇和乙酸大量揮發(fā)使反應(yīng)物利用率下降.(1)BCE(2)KK1/K2(3)4/9解析.(1)由圖像可知，該實(shí)驗(yàn)研究的是不同溫度下不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)乙酸乙酯的產(chǎn)率。(2)溫度越高，反應(yīng)速率越快。(3)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，升溫平衡左移，造成產(chǎn)率下降或溫度高造成乙酸、乙醇的大量揮發(fā)，致使產(chǎn)率下降。.(1)A項(xiàng)，Qc1.2>1平衡左移；B項(xiàng)，Qc<1，平衡右移；C項(xiàng)，從正反應(yīng)開始，平衡右移；D項(xiàng)，Qc1，平衡不移動(dòng)；E項(xiàng)，Qc<1，平衡右移。B、C、E項(xiàng)正確。(2)K，K1，K2，所以K。(3)設(shè)生成H2為x mol，則剩余CO為(10x) mol,286x(10x)×2832 842。x4 mol，K。4(1)恒溫，容積為1 L恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如圖1所示(已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJ·mol1)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_。H2_kJ·mol1。在相同條件下，充入1 mol SO3和0.5 mol的O2，則達(dá)到平衡時(shí)SO3的轉(zhuǎn)化率為_；此時(shí)該反應(yīng)_(填“放出”或“吸收”)_kJ的能量。(2)中國(guó)政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%50%。有效“減碳”的手段之一是節(jié)能，下列制氫方法最節(jié)能的是_(填序號(hào))。A電解水制氫：2H2O2H2O2B高溫使水分解制氫：2H2O(g)2H2O2C太陽(yáng)光催化分解水制氫：2H2O2H2O2D天然氣制氫：CH4H2O(g)CO3H2CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下反應(yīng)：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJ·mol1，測(cè)得CO2和CH3OH(g)濃度隨時(shí)間變化如圖2所示。從3 min到9 min，v(H2)_mol·L1·min1。能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_(填編號(hào))。A反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為11(即圖中交叉點(diǎn))B混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化C單位時(shí)間內(nèi)消耗3 mol H2，同時(shí)生成1 mol H2ODCO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變(3)工業(yè)上，CH3OH也可由CO和H2合成。參考合成反應(yīng)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)。下列說(shuō)法正確的是_。溫度/0100200300400平衡常數(shù)667131.9×1022.4×1041×105A.該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行，高溫下可自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)S<0C在T 時(shí)，1 L密閉容器中，投入0.1 mol CO和0.2 mol H2，達(dá)到平衡時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率為50%，則此時(shí)的平衡常數(shù)為100D. 工業(yè)上采用稍高的壓強(qiáng)(5 MPa)和250 ，是因?yàn)榇藯l件下，原料氣轉(zhuǎn)化率最高答案(1)S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJ·mol178.6420%吸收19.66(2)C0.125D(3)AC解析(1)S燃燒生成SO2，所以對(duì)應(yīng)的焓變?yōu)镠1，H2×0.8 mol78.64 kJ·mol1。當(dāng)充入1 mol SO3,0.5 mol O2時(shí)，相當(dāng)于充入1 mol SO2和1 mol O2，和原平衡等效，所以SO3的轉(zhuǎn)化率為(1)×100%20%。此時(shí)反應(yīng)要吸收熱量，其熱量為78.64 kJ19.66 kJ。(2)利用太陽(yáng)光催化分解水制氫最節(jié)能。v(H2)3v(CO2)3×0.125 mol·L1·min1。由于體積不變，密度不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。(3)溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)為熵減的放熱反應(yīng)。C項(xiàng)，K100。根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，溫度越低，壓強(qiáng)越大，原料氣轉(zhuǎn)化率越高，采取5 MPa和250 ，一是考慮速率問(wèn)題，二是考慮設(shè)備問(wèn)題。5汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對(duì)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(wú)毒氣體。(1)4CO(g)2NO2(g)=4CO2(g)N2(g)H1 200 kJ·mol1對(duì)于該反應(yīng)，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí)，下列圖像正確的是_(填代號(hào))。(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)H<0。820 時(shí)在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，起始時(shí)按照下表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)，K1.0。起始物質(zhì)的量甲乙丙n(H2O)/mol0.100.200.20n(CO)/mol0.100.100.20該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_。平衡時(shí)，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“<”)。丙容器中，通過(guò)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”)。答案(1)乙(2)K50%>降低增大解析通過(guò)溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響能夠判斷化學(xué)平衡的圖像問(wèn)題；通過(guò)溫度對(duì)放熱反應(yīng)的影響可判斷化學(xué)平衡常數(shù)的變化，同時(shí)可由化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算某反應(yīng)物的變化量，從而得出該物質(zhì)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率。(1)4CO(g)2NO2(g)=4CO2(g)N2(g)H<0，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都增大，甲中正反應(yīng)速率在T2時(shí)沒(méi)有增大，故錯(cuò)誤；升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，CO的濃度增大，CO的體積分?jǐn)?shù)增大，故丙不正確。(2)根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.0可以得出c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)，反應(yīng)前后氣體體積不變，可得出n(CO2)·n(H2)n(CO)·n(H2O)。甲容器中起始時(shí)n(CO)n(H2O)0.10 mol，滿足等式就是反應(yīng)物轉(zhuǎn)化了一半，故CO的轉(zhuǎn)化率為50%。乙容器中起始時(shí)n(H2O)0.20 mol，相當(dāng)于在甲容器中增大c(H2O)，平衡正向移動(dòng)，n(CO)減少，CO的轉(zhuǎn)化率增大；丙容器中起始時(shí)n(CO2)n(H2)0.20 mol，相當(dāng)于兩個(gè)甲容器中的量，假設(shè)兩個(gè)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，即對(duì)體系加壓，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變化。丙容器中改變溫度，CO的轉(zhuǎn)化率增大說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故需降低溫度；平衡正向移動(dòng)，生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，故K增大。8