2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第六講 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡強(qiáng)化訓(xùn)練.doc
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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第六講 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡強(qiáng)化訓(xùn)練 1．下列條件一定能使反應(yīng)速率增大的是( ) ①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量 ②升高溫度 ③縮小反應(yīng)容器的容積 ④不斷分離出生成物 ⑤加入催化劑MnO2 A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③ 解析：選C。若增加固體的物質(zhì)的量，反應(yīng)速率不變；升高溫度一定能加快反應(yīng)速率；改變非氣體反應(yīng)的容積，反應(yīng)速率不變；分離出固體或純液體生成物，不改變反應(yīng)速率；催化劑有一定的選擇性，MnO2不能改變所有反應(yīng)的反應(yīng)速率。 2．(xx福建福州高三模擬)在恒溫下的密閉容器中，有可逆反應(yīng)2NO2 N2O4，下列描述不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是( ) A．N2O4生成速率與N2O4分解速率相等 B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變 C．NO2的分子數(shù)與N2O4的分子數(shù)之比為2∶1 D．體系顏色不再發(fā)生改變 解析：選C。N2O4的生成速率和分解速率相等，說明N2O4的濃度不變，即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A選項(xiàng)正確；混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(混)＝，(混)不變，說明n(混)不變，即反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，B選項(xiàng)正確；NO2與N2O4的分子數(shù)之比為2∶1時(shí)反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；體系顏色不變，說明NO2的濃度不變，即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D選項(xiàng)正確。 3．(xx河北唐山第二次聯(lián)考)高溫下，某反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡常數(shù)K＝。恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是( ) A．該反應(yīng)的焓變?yōu)檎? B．恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小 C．升高溫度，逆反應(yīng)速率減小 D．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋H2OCO2＋H2 解析：選A。根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可得出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2＋H2CO＋H2O(g)；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大；溫度升高，H2濃度減小，平衡正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)是吸熱的，焓變?yōu)檎?；在恒溫恒容下，增大壓?qiáng)的方法有多種，H2濃度變化不確定。 4．(xx甘肅部分高中第一次聯(lián)考)等物質(zhì)的量的X(g) 與Y(g)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)＋Q(s) ΔH>0，下列敘述正確的是( ) A．當(dāng)容器中X與Y的物質(zhì)的量之比滿足1∶2時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡 B．達(dá)到平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡常數(shù)K為 C．達(dá)到平衡后，反應(yīng)速率2v正(Y)＝3v逆(Z) D．達(dá)到平衡后，加入Q，平衡逆向移動(dòng) 解析：選B。反應(yīng)中X、Y按照物質(zhì)的量之比1∶2進(jìn)行反應(yīng)，而容器中兩者物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí)不一定達(dá)到平衡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)X、Y起始的物質(zhì)的量都為1 mol，容器的體積為V L，達(dá)到平衡時(shí)X的物質(zhì)的量是1 mol(1－25%)＝0.75 mol，消耗X的物質(zhì)的量是0.25 mol，而Y的物質(zhì)的量為1 mol－0.25 mol2＝0.5 mol，生成Z的物質(zhì)的量為0.25 mol3＝0.75 mol，則平衡常數(shù)K＝＝，B項(xiàng)正確；達(dá)到平衡后3v正(Y)＝2v逆(Z)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Q為固體，加入Q后平衡不移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．(xx江蘇徐州高三模擬)已知反應(yīng)X(g)＋Y(g) nZ(g) ΔH>0，將X和Y以一定比例混合通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的改變?nèi)鐖D所示。下列說法不正確的是( ) A．反應(yīng)方程式中n＝1 B．10 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是升高溫度 C．10 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是增大壓強(qiáng) D．0～5 min內(nèi)，用X表示的反應(yīng)速率為v(X)＝0.08 molL－1min－1 解析：選B。由圖像可以看出，0～5 min，X的濃度減小了0.4 molL－1，而Z的濃度增大了0.4 molL－1，說明X與Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶1，故n＝1，A項(xiàng)正確；10 min時(shí)，X、Y、Z的濃度同時(shí)增大一倍，且隨后平衡正向移動(dòng)，說明改變的條件為增大壓強(qiáng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；0～5 min內(nèi)，v(X)＝＝0.08 molL－1min－1，D項(xiàng)正確。 6．(xx江西南昌調(diào)研)在一恒容的密閉容器中充入0.1 mol/L CO2、0.1 mol/L CH4，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)，測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖，下列有關(guān)說法不正確的是( ) A．上述反應(yīng)的ΔH<0 B．壓強(qiáng)：p4>p3>p2>p1 C．壓強(qiáng)為p4，溫度為1 100 ℃時(shí)該反應(yīng)平衡常數(shù)為1.64 D．壓強(qiáng)為p4時(shí)，在y點(diǎn)：v正>v逆 解析：選A。 由圖像可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越大，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故壓強(qiáng)p4>p3>p2>p1，B項(xiàng)正確；p4、1 100 ℃時(shí)，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%，故平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)＝0.02 mol/L，c(CO2)＝0.02 mol/L，c(CO)＝0.16 mol/L，c(H2)＝0.16 mol/L，即平衡常數(shù)K＝＝1.64，C項(xiàng)正確；壓強(qiáng)為p4時(shí)，y點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)y點(diǎn)CH4的平衡轉(zhuǎn)化率小于80.00%，故v正>v逆，D項(xiàng)正確。 7．向一體積不變的密閉容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三種氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的情況如圖甲所示。圖乙為t2時(shí)刻后改變反應(yīng)條件，該平衡體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且四個(gè)階段都各改變一種不同的條件。已知t3～t4階段使用了催化劑；圖甲中t0～t1階段c(B)的變化情況未畫出。 下列說法不正確的是( ) A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B．B在t0～t1階段的轉(zhuǎn)化率為60% C．t4～t5階段改變的條件為減小壓強(qiáng) D．t1時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝ 解析：選B。在圖乙中t3～t4階段使用了催化劑；t4～t5階段正、逆反應(yīng)速率均減小，但平衡不移動(dòng)，這說明此階段是降低壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，說明反應(yīng)前后氣體體積不變，C項(xiàng)正確。根據(jù)圖甲可知A一定是反應(yīng)物，平衡時(shí)A消耗了0.2 molL－1，C是生成物，平衡時(shí)C增加了0.3 molL－1，因此B是反應(yīng)物，即該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為2A＋B 3C。t5～t6階段正、逆反應(yīng)速率均增大，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此改變的條件是升高溫度，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確。B的平衡濃度是0.4 molL－1，消耗了0.1 molL－1，因此B在t0～t1階段的轉(zhuǎn)化率為20%，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t1時(shí)，達(dá)平衡時(shí)A、B、C的濃度分別是0.8 molL－1、0.4 molL－1、0.6 molL－1，故平衡常數(shù)K＝＝，D項(xiàng)正確。 8．根據(jù)下表所示化學(xué)反應(yīng)與數(shù)據(jù)關(guān)系，回答下列問題： 化學(xué)反應(yīng) 平衡 常數(shù) 溫度 973 K 1 173 K ①Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g) K1 1.47 2.15 ②Fe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g) K2 2.38 1.67 ③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) K3 ？ ？ (1)反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (2)寫出反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3的表達(dá)式：____________。 (3)根據(jù)反應(yīng)①②③可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝________(用K1、K2表示)。 (4)要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取措施有________(填寫字母序號(hào))。 A．縮小反應(yīng)容器的容積 B．?dāng)U大反應(yīng)容器的容積 C．升高溫度 D．使用合適的催化劑 E．設(shè)法減小平衡體系中的CO濃度 (5)若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示： ①可見反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到了平衡，而t2、t8時(shí)都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時(shí)________；t8時(shí)________。 ②若t4時(shí)降壓，t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系曲線。 解析：(1)由表可知，溫度升高，反應(yīng)①的K1增大，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(2)反應(yīng)③ 的平衡常數(shù)K3＝。(3)K3＝，K1＝，K2＝，故K3＝。(4)反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，其逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，而反應(yīng)③是反應(yīng)①的逆反應(yīng)與反應(yīng)②的和，故反應(yīng)③是放熱反應(yīng)，且反應(yīng)前后氣體的體積不變，故只有C、E可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(5)①由圖可知，t2時(shí)改變的條件使反應(yīng)速率增大，且平衡逆向移動(dòng)，故改變的條件是升高溫度或增大CO2的濃度或增大H2的濃度；t8時(shí)改變的條件使反應(yīng)速率加快且平衡不移動(dòng)，故改變的條件是使用催化劑或加壓或減小容器的容積。②若t4時(shí)降壓，則反應(yīng)速率減小，曲線在原來平衡曲線的下方，平衡不移動(dòng)，故該曲線為水平直線，且縱坐標(biāo)為t6時(shí)的v逆。 答案：(1)吸熱 (2)K3＝ (3) (4)CE (5)①升高溫度(或增大CO2的濃度或增大H2的濃度) 使用催化劑(或加壓或減小容器的容積) ② 9．(xx北京朝陽期末)甲醇汽油是一種新能源清潔燃料，可以作為汽油的替代物。工業(yè)上可用CO和H2制取甲醇，化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＝a kJ/mol。 為研究平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物投料比及溫度的關(guān)系，研究小組在10 L的密閉容器中進(jìn)行模擬反應(yīng)，并繪出下圖： 回答下列問題。 (1)反應(yīng)熱a__________0(填“>”或“<”)，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________。 (2)若其他條件相同，曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示反應(yīng)物投料比不同時(shí)的反應(yīng)過程。 ①反應(yīng)物投料比：Ⅰ________Ⅱ(填“>”或“<”)。 ②若Ⅱ反應(yīng)的n(CO)起始＝10 mol、反應(yīng)物投料比為0.5，A點(diǎn)的平衡常數(shù)KA＝________，B點(diǎn)的平衡常數(shù)KB________KA(填“>”、“<”或“＝”)。 (3)為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是____________________________________(至少答出兩條)。 解析：(1)從曲線走向看，隨溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，即a<0。 (2)①由A到B，CO的轉(zhuǎn)化率提高，c(CO)不變時(shí)，增大c(H2)可提高CO的轉(zhuǎn)化率，所以A到B，減小，故Ⅰ<Ⅱ。 ②因?yàn)閚(CO)起始＝10 mol，反應(yīng)物投料比為0.5，所以n(H2)起始＝20 mol，CO的轉(zhuǎn)化率為50%，可列出三段式： CO(g)?。?H2(g) CH3OH(g) 起始濃度 1 mol/L 2 mol/L 0 變化濃度 0.5 mol/L 1 mol/L 0.5 mol/L 平衡濃度 0.5 mol/L 1 mol/L 0.5 mol/L K＝＝1； 由于A、B點(diǎn)的溫度相同，故KB＝KA。 (3)提高CO的轉(zhuǎn)化率，可減小反應(yīng)物投料比、降溫、加壓、分離出CH3OH等。 答案：(1)< 升高溫度，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng) (2)①”、“<”或“＝”)。 (2)若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)c(CH3OH)＝____________；該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH)＝____________；CH3OH的轉(zhuǎn)化率為________。 (3)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)ΔH________0(填“>”或“<”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250 ℃、1.3104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)該反應(yīng)的濃度商表達(dá)式為Q＝，將所給濃度代入濃度商表達(dá)式：Q＝≈1.86<400，故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。 (2)根據(jù)題中給出的某時(shí)刻各組分濃度，可知起始時(shí)加入的CH3OH的濃度為0.44 molL－1＋1.2 molL－1＝1.64 molL－1。列化學(xué)平衡三段式，設(shè)轉(zhuǎn)化的CH3OH的濃度為2x molL－1， 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) 1.64 0 0 2x x x 1.64－2x x x K＝＝400，解得x＝0.8， 故平衡時(shí)c(CH3OH)＝1.64 molL－1－0.8 molL－12＝0.04 molL－1， v(CH3OH)＝＝0.16 molL－1min－1，α(CH3OH)＝100%＝97.6%。 (3)由圖可知，溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0；壓強(qiáng)大，有利于加快反應(yīng)速率，有利于使平衡正向移動(dòng)，但壓強(qiáng)過大，需要的動(dòng)力大，對(duì)設(shè)備的要求也高，在250 ℃、1.3104 kPa時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率變化不大，沒有必要再增大壓強(qiáng)。 答案：(1)> (2)0.04 molL－1 0.16 molL－1min－1 97.6% (3)< 在250 ℃、1.3104 kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，同時(shí)生產(chǎn)成本增加 11．(xx高考北京卷)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。以太陽能為熱源，熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應(yīng)過程如下圖所示： (1)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是______________________。 (2)反應(yīng)Ⅰ得到的產(chǎn)物用I2進(jìn)行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會(huì)分成兩層——含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層。 ①根據(jù)上述事實(shí)，下列說法正確的是________(選填序號(hào))。 a．兩層溶液的密度存在差異 b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶 c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶 ②辨別兩層溶液的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③經(jīng)檢測，H2SO4層中c(H＋)∶c(SO)＝2.06∶1，其比值大于2的原因是________________________________________________________________________。 (3)反應(yīng)Ⅱ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋550 kJmol－1 它由兩步反應(yīng)組成：ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)ΔH＝＋177 kJmol－1；ⅱ.SO3(g)分解。 L(L1，L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。如圖表示L一定時(shí)，ⅱ中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。 ①X代表的物理量是________。 ②判斷L1、L2的大小關(guān)系，并簡述理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由圖知反應(yīng)Ⅰ中的反應(yīng)物為SO2、H2O、I2，生成物為H2SO4、HI，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===H2SO4＋2HI。 (2)①H2SO4和HI溶液是互溶的，加入I2后溶液才分成兩層，H2SO4層含I2量低，HI層含I2量高，則I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶；溶液能分為兩層，則兩層溶液的密度一定不同，故a、c正確。 ②I2在兩層溶液中的溶解能力差別較大，故可直接用觀察顏色的方法來進(jìn)行辨別，顏色深的是HI層，顏色淺的是H2SO4層。 ③H2SO4層中含有少量的HI，HI===H＋＋I(xiàn)－，使H2SO4層中c(H＋)大于2c(SO)。 (3)已知：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋550 kJmol－1，H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g) ΔH＝＋177 kJmol－1。根據(jù)蓋斯定律可得：2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋196 kJmol－1。圖像中SO3的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的增大而減小，則X應(yīng)為壓強(qiáng)，則L代表溫度；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，依據(jù)勒夏特列原理知當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率增大，因此L1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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