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2019-2020年高考化學總復習 專題講座七 化學反應速率和化學平衡圖像題的解題方法課時作業(yè)
一、選擇題
1.等質量的三份鋅a、b和c,分別加入足量稀硫酸中,a中同時加入適量硫酸銅溶液,c中加入適量CH3COONa。下列各圖中表示其產生氫氣總體積(V)與時間(t)的關系,其中正確的是( )
答案:A
2.二氧化硫的催化氧化原理為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應混合體系在平衡狀態(tài)時SO3的百分含量與溫度的關系如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.在D點時v(正)
KC
D.恒溫恒壓下向平衡體系中通入氦氣,平衡向左移動
答案:A
3.(xx年蘇州模擬)合成氨反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJmol-1,在反應過程中,正反應速率的變化如圖所示,下列說法正確的是( )
A.t1升高了溫度 B.t2時使用了催化劑
C.t3時降低了溫度 D.t4時減小了壓強
答案:B
4.化學中常用圖像直觀地描述化學反應的進程或結果。下列對圖像描述敘述正確的是( )
A.根據(jù)圖①可判斷可逆反應A2(g)+3B2(g)2AB3(g)的ΔH>0
B.圖②可以表示壓強對可逆反應2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)的影響,乙的壓強大
C.圖③可以表示對某化學平衡體系改變溫度后反應速率隨時間的變化
D.據(jù)圖④判斷,物質A反應生成物質C的ΔH>0
解析:圖①v(逆)受溫度影響大,逆反應是吸熱反應,正反應ΔH<0,A不正確;圖②中D是固體,反應前后氣體的物質的量不變,改變壓強平衡不移動,但乙壓強大,反應速率大,先達到平衡,B項正確;圖③若升溫v(正)、v(逆)應均增大,C項不正確;圖④表示的是放熱反應ΔH<0,D項不正確。
答案:B
5.在其他條件不變時,只改變某一條件,化學反應aA(g)+B(g)cC(g)的平衡的變化圖像如下(圖中p表示壓強,T表示溫度,n表示物質的量,α表示平衡轉化率),據(jù)此分析下列說法正確的是( )
A.在圖像反應Ⅰ中,說明正反應為吸熱反應
B.在圖像反應Ⅰ中,若p1>p2,則此反應的ΔS>0
C.在圖像反應Ⅱ中,說明該正反應為吸熱反應
D.在圖像反應Ⅲ中,若T1>T2,則該反應能自發(fā)進行
解析:反應Ⅰ隨溫度升高,α(A)減小,平衡左移,正反應為放熱反應,A項不正確;壓強越大,α(A)越大,a+1>c,ΔS<0,B項不正確;反應Ⅱ中T1先達到平衡T1>T2,T1時n(C)小,說明升溫時平衡左移,正反應為放熱反應,C項不正確;反應Ⅲ,若T1>T2,溫度越高,α(A)越小,升溫時平衡左移, 正反應是放熱反應,反應能自發(fā)進行,D項正確。
答案:D
6.(xx年高考安徽卷)一定條件下,通過下列反應可以制備特種陶瓷的原料MgO:
MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0
該反應在恒容的密閉容器中達到平衡后,若僅改變圖中橫坐標x的值,重新達到平衡后,縱坐標y隨x變化趨勢合理的是( )
選項
x
y
A
溫度
容器內混合氣體的密度
B
CO的物質的量
CO2與CO的物質的量之比
C
SO2的濃度
平衡常數(shù)K
D
MgSO4的質量(忽略體積)
CO的轉化率
解析:由于此反應為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,混合氣體質量增加,密度增大,A正確;當增加CO的物質的量時,相當于增大體系的壓強,平衡逆向移動,CO的轉化率減小,CO2與CO的物質的量之比減小,B錯誤;平衡常數(shù)只與溫度有關,與SO2的濃度無關,C錯誤;MgSO4為固體,增加其質量對平衡無影響,所以CO的轉化率不變,D錯誤。
答案:A
7.將I2溶于KI溶液中,能配制成濃度較大的碘水,主要是發(fā)生了反應:I2(aq)+I-(aq)I(aq)。該平衡體系中,I的物質的量濃度與溫度(T)的關系如圖所示(曲線上的任何一點都代表平衡狀態(tài))。下列說法正確的是(雙選)( )
A.反應速率vM>vP
B.平衡常數(shù):KN>KP
C.M、N兩點相比,M點的c(I-)大
D.Q點時,v正>v逆
解析:P點溫度高,反應速率比M點大,A不正確;隨溫度升高c(I)減小,平衡左移,K值減小,KN>KP,B正確;M點c(I)大,則c(I-)小,C項不正確;Q點v(正)>v(逆),D正確。
答案:BD
8.一定溫度下的密閉容器中發(fā)生反應:X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0,反應達到平衡及改變條件平衡移動的圖像如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.c點和d點X的正逆反應速率相等
B.起始時,加入Y的物質的量為1.3 mol
C.平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù):K(A)c
B.a、c兩點氣體的顏色:a深,c淺
C.由狀態(tài)b到狀態(tài)a,可以用加熱的方法
D.a、c兩點氣體的平均相對分子質量:a>c
解析:c點壓強比a點大,反應速率aT1,故C項正確。從a→c壓強增大,平衡左移,平均相對分子質量c點大,D項不正確。
答案:C
10.在相同溫度下,將H2和N2兩種氣體按不同比例通入相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應:3H2+N22NH3。表示起始時H2和N2的物質的量之比,且起始時H2和N2的物質的量之和相等。下列圖像正確的是( )
解析:隨逐漸增大,H2的轉化率減小,N2的轉化率增大,故A、C均不正確;從左至右H2含量增多,氣體總質量減??;密度減小,故B不正確,D正確。
答案:D
二、非選擇題
11.金屬鎳具有優(yōu)良的物理和化學特性,是高技術產業(yè)的重要原料。
羰基法提純鎳涉及的反應為:
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH
(1)當溫度升高時,減小,則
ΔH________(填“>”或“<”)0。
(2)一定溫度下,將一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是________(填代號)。
若在相同溫度下,上述反應改在體積為1 L的恒容密閉容器中進行,平衡常數(shù)________(填“增大”“不變”或“減小”),反應進行3 s后測得Ni(CO)4的物質的量為0.6 mol,則0~3 s內的平均反應速率v(CO)=________molL-1s-1。
(3)要提高上述反應中CO的轉化率,同時增大反應速率,可采取的措施為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(寫出一條措施即可)。
答案:(1)< (2)bd 不變 0.8 (3)增大壓強
12.光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。
(1)實驗室中常用來制備氯氣的化學方程式為_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(ΔH)分別為-890.3 kJmol-1、-285.8 kJmol-1和-283.0 kJmol-1,則生成1 m3(標準狀況)CO所需熱量為________。
(3)實驗室中可用氯仿(CHCl3)與雙氧水直接反應制備光氣,其反應的化學方程式為________________________________________________________________________。
(4)COCl2的分解反應為COCl2(g)===Cl2(g)+CO(g) ΔH=+108 kJmol-1。反應體系達到平衡后,各物質的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線未示出):
①計算反應在第8 min時的平衡常數(shù)K=________。
②比較第2 min反應溫度T(2)與第8 min反應溫度T(8)的高低:T(2)________T(8)(填“<”“>”或“=”)。
③若12 min時反應在溫度T(8)下重新達到平衡,則此時c(COCl2)=________molL-1。
④比較產物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min時平均反應速率[平均反應速率分別以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大?。篲________________________________。
⑤比較反應物COCl2在5~6 min和15~16 min時平均反應速率的大小:v(5~6)________v(15~16)(填“<”“>”或“=”),原因是_____________________________。
解析:本題考查氯氣的實驗室制法、反應熱、化學反應速率、化學平衡及平衡常數(shù)的有關計算等知識。(1)實驗室常用濃鹽酸和MnO2加熱的方法制備氯氣,反應方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)根據(jù)燃燒熱的概念分別寫出CH4、H2、CO完全燃燒的熱化學方程式分別為①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJmol-1、②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJmol-1、③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-283.0 kJmol-1,由蓋斯定律:①-2②-2③可得CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH4=+247.3 kJmol-1,則生成標準狀況下1 m3 CO所需的熱量為247.3 kJmol-1=5.52103 kJ。(4)①第8 min時的化學平衡常數(shù)K===0.234 molL-1。②第2 min與第8 min比較,生成物CO、Cl2的濃度都變大,說明反應COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)正向移動,由正反應吸熱可知T(2)0,故反應速率v(5~6)>v(2~3)=v(12~13)。⑤5~6 min和15~16 min這兩個相同的時間段內,前者的Δc(COCl2)比后者的Δc(COCl2)大,故v(5~6)>v(15~16),原因是在相同溫度時,該反應的反應物濃度越高,反應速率越大。
答案:(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)5.52103 kJ
(3)CHCl3+H2O2===COCl2+H2O+HCl
(4)①0.234 molL-1?、? ③0.031?、躹(5~6)>v(2~3)=v(12~13)?、? 在相同溫度時,該反應的反應物濃度越高,反應速率越大
13.(xx年高考大綱全國卷節(jié)選)反應AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX3和X2均為0.2 mol。反應在不同條件下進行,反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。
(1)列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)=________________________________________________________________________。
(2)圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為________(填實驗序號);與實驗a相比,其他兩組改變的實驗條件及判斷依據(jù)是:
b________________、c________________。
(3)用p0表示開始時總壓強,p表示平衡時總壓強,α表示AX3的平衡轉化率,則α的表達式為________;實驗a和c的平衡轉化率:αa為________、αc為________。
解析:(1)依據(jù)體積不變的密閉容器中壓強之比等于物質的量之比,開始時n0=0.4 mol,總壓強為160 kPa,平衡時總壓強為120 kPa,則可列比例式:=,n=0.4 mol=0.3 mol。假設平衡時AX5的物質的量為x,可列式如下:
AX3(g)+X2(g) AX5(g)
起始時n0/mol 0.20 0.20 0
平衡時n/mol 0.20-x 0.20-x x
(0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30
x=0.10
v(AX5)==1.710-4 molL-1min-1
(2)與實驗a相比,實驗b的起始壓強和平衡壓強都沒有發(fā)生改變,只是反應速率加快,因此改變的條件是使用了催化劑;實驗c的起始壓強和平衡壓強都增大,由于該反應是在體積不變的密閉容器中進行的,所以升高了溫度,此反應的正反應是放熱反應,所以平衡逆向移動。
(3)p0表示總壓強,AX3提供的壓強為,由于壓強之比等于物質的量之比,故α的表達式為(p0-p)=2(1-),代入公式可求實驗a和實驗c的平衡轉化率分別為50%和40%。
答案:(1)=1.710-4molL-1min-1
(2)b>c>a 加入催化劑。反應速率加快,但平衡點沒有改變 溫度升高。反應速率加快,但平衡點向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質的量未改變,但起始總壓強增大)
(3)α=2(1-) 50% 40%
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