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專題11 化學反應速率、化學平衡
1.【2016屆天津市河西區(qū)一?!吭谀骋缓銣睾闳莸拿荛]容器中發(fā)生如下反應:3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) △H<0。t1時刻到達平衡后,在t2時刻改變某一條件,其反應過程如下圖所示。下列說法正確的是( )
A.I、II兩過程達到平衡時,平衡常數:KI
乙 B.平衡后反應放熱;甲>乙
C.500℃下該反應平衡常數:K =3102 D.若a≠0,則0.9T1
C.圖3表示一定條件下的合成氨反應中,NH3的平衡體積分數隨H2起始體積分數(N2的起始量恒定)的變化,圖中a點N2的轉化率小于b點
D.圖4表示同一溫度下,在不同容積的容器中進行反應2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g),O2的平衡濃度與容器容積的關系
【答案】C
【解析】
考點:弱電解質的電離,平衡移動,平衡常數的應用
6.【2016屆南通三調】 一定溫度下,在三個體積均為0.5 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應:CO(g) +Cl2(g)COCl2(g),其中容器Ⅰ中5 min時到達平衡。
容器編號
溫度/℃
起始物質的量/mol
平衡物質的量/mol
CO
Cl2
COCl2
COCl2
Ⅰ
500
1.0
1.0
0
0.8
Ⅱ
500
1.0
a
0
0.5
Ⅲ
600
0.5
0.5
0.5
0.7
下列說法中正確的是( )
A.容器Ⅰ中前5 min的平均反應速率v(CO)= 0.16 molL-1min-1
B.該反應正反應為吸熱反應
C.容器Ⅱ中起始時Cl2的物質的量為0.55 mol
D.若起始時向容器Ⅰ加入CO 0.8 mol、Cl2 0.8 mol,達到平衡時CO轉化率大于80%
【答案】C
【解析】
試題分析:A、容器Ⅰ中前5分鐘的平均反應速率v(COCl2)=0.8/0.5/5=0.32 molL-1min-1,依據反應速率比等于化學計量數比分析,一氧化碳的反應速率=0.32 molL-1min-1,故A錯誤;B、依據圖中數據可知,Ⅱ和Ⅲ為等效平衡,升溫,COCl2的物質的量減小,說明平衡逆向移動,則逆向為吸熱反應,正向放熱,故B錯誤;C、依據方程式分析:
CO(g) +Cl2(g) COCl2(g)
起始濃度 2 2 0
轉化濃度 1.6 1.6 1.6
平衡濃度 0.4 0.4 1.6
反應的平衡常數為1.6/(0.40.4)=10,平衡時一氧化碳的轉化率為1.6/2=80%,依據Ⅱ中數據,結構方程式可知,
CO(g) +Cl2(g) COCl2(g)
起始濃度 2 2a 0
轉化濃度 1 1 1
平衡濃度 1 2a-1 1
則有1/1(2a-1)]=10 ,解a=0.55mol故C正確;D、反應為氣體體積減小的反應,若起始向容器中加入0.8摩爾一氧化碳0.8摩爾氯氣,相當于減壓,平衡逆向移動,平衡轉化率降低,小于80%,故D錯誤。
考點:考查化學平衡的影響因素
7.【2016屆天津河東區(qū)二模】下列圖與對應的敘述相符的是
A.圖1 表示某吸熱反應分別在有、無催化劑時,反應過程中的能量變化
B.圖2表示常溫下,等量鋅粉與足量、等濃度鹽酸反應(滴加CuSO4溶液的為虛線)
C.圖3表示 KNO3 的溶解度曲線,a點所示的溶液是80℃時KNO3的不飽和溶液
D.圖4表示某可逆反應生成物的量隨反應時間變化的曲線,t時反應物轉化率最大
【答案】C
【解析】
考點:溶解度、飽和溶液的概念,催化劑的作用,物質的量或濃度隨時間的變化曲線
8.【2016屆天津河東區(qū)二模】工業(yè)上制備純硅反應的熱化學方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g) △H=+QkJ/mol(Q>0) 某溫度、壓強下,將一定量反應物通入密閉容器進行上述反應,下列敘述正確的是
A.反應過程中,若增大壓強能提高SiCl4的轉化率
B.若反應開始時SiCl4為1 mol,則達平衡時,吸收熱量為Q kJ
C.反應至4 min時,若HCl濃度為0.12 mol/L,則H2的反應速率為0.03 mol/(Lmin)
D.反應吸收0.025Q kJ熱量時,生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中恰好完全反應
【答案】D
【解析】
考點:化學平衡的影響因素,有關反應熱的計算,化學平衡的計算
9.【2016屆廈門一?!抗I(yè)上生產環(huán)氧乙烷()的反應為:
,其反應機理如下:
①Ag+ O2一→AgO2 慢
③CH2= CH2+6AgO→ 2CO2 +2H2O +6Ag 快
下列有關該反應的說法正確的是
A.反應的活化能等于106 kJ.mol-l
B.AgO2也是反應的催化劑
C.增大乙烯濃度能顯著提高環(huán)氧乙烷的生成速率
D.理論上0.7 mol乙烯參與反應最多可得到0.6 mol環(huán)氧乙烷
【答案】D
【解析】
考點:考查影響化學反應速率的影響因素。
10.【2016屆遂寧二診】固定容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應xA(g)+yB(g)zC(g),圖I表示t℃時容器中各物質的量隨時間的變化關系,圖II表示平衡常數K隨溫度變化的關系。結合圖像判斷,下列結論正確的是
圖I 圖II
A.該反應可表示為:2A(g)+B(g)C(g) ΔH﹤0
B.t℃時該反應的平衡常數K=6.25
C.當容器中氣體密度不再變化時,該反應達到平衡狀態(tài)
D.t℃,在第6 min時再向體系中充入0.4 mol C,再次達到平衡時C的體積分數大于0.25
【答案】D
【解析】
試題分析:A、由圖2知,升高溫度,平衡常數逐漸增大,該反應為吸熱反應,ΔH>0,錯誤;B、根據圖1知0——5min內,A、B、C的物質的量變化分別為0.4mol、0.2mol、0.2mol,該反應可表示為:2A(g)+B(g)C(g),反應達平衡時A、B、C的平衡濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L,故t℃時該反應的平衡常數K=c(C)/c2(A)c(B)=25,錯誤;C、根據質量守恒定律知容器內氣體的質量保持不變,容器的容積保持不變,容器內氣體的密度為恒量,不能作為平衡標志,錯誤;D、根據圖1知t℃時反應達平衡后C的體積分數為25%,在第6 min時再向體系中充入0.4 mol C,相當于加壓,平衡正向移動,再次達到平衡時C的體積分數大于0.25,正確。
考點:考查化學平衡圖像分析,化學平衡的計算。
11.【2016屆 江西省五市八校第二次聯考】下列圖示且與對應的敘述不相符的是( )
A.圖1表示常溫下,稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時,溶液pH隨加水量的變化,則NaA溶液的pH小于同濃度的NaB溶液的pH
B.圖2表示 KNO3 的溶解度曲線,a點所示的溶液是80℃時KNO3的不飽和溶液
C.圖3 表示某放熱反應分別在有、無催化劑的情況下反應過程中的能量變化
D.圖4表示恒溫恒容條件下,2NO2(g) N2O4(g)中,各物質的濃度與其消耗速率之間的關系,其中交點A對應的狀態(tài)為化學平衡狀態(tài)
【答案】D
【解析】
考點:考查化學圖像分析。
12. 【2016屆雅安三診】將0.2molL-1的KI溶液和0.05molL-1 Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應后,取混合液分別完成下列實驗,能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2的是
實驗編號
實驗操作
實驗現象
①
滴入KSCN溶液
溶液變紅色
②
滴入AgNO3溶液
有黃色沉淀生成
③
滴入K3Fe(CN)6]溶液
有藍色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液變藍色
A.①和③ B.②和④ C.③和④ D.①和②
【答案】A
【解析】
考點:考查可逆反應的特點,離子檢驗,化學實驗方案的分析、評價和設計。
13.【2016屆雅安三診】利用I2O5可消除CO污染,反應為I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。不同溫度下,向裝有足量的I2O5固體的2L恒容密閉容器中通入2mol CO,測得CO2 的體積分數ψ(CO2)隨時間t變化曲線如右圖,下列說法正確的是
A.b點時,CO的轉化率為20%
B.容器內的壓強保持恒定,表明反應達到平衡狀態(tài)
C.b點和d點的化學平衡常數:Kb>Kd
D.0到0.5min反應速率v(CO)=0.3molL-1min-1
【答案】C
【解析】
試題分析:A、利用三行式分析。I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)
起始量/mol 2 0
轉化量/mol y y
b點量/mol 2﹣y y
根據a點時CO2的體積分數φ(CO2)=y/2=0.80,得y=1.6mol,則CO的轉化率為1.6/2100%=80%,錯誤;B、該反應為反應前后氣體物質的量不變的反應,故容器中壓強始終不變,不能做平衡狀態(tài)的標志,錯誤;C、b點比d點時生成物CO2體積分數大,說明進行的程度大,則化學平衡常數:Kb>Kd,正確;D、0到0.5min時I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)
起始量/mol 2 0
轉化量/mol x x
a點量/mol 2﹣x x
根據a點時CO2的體積分數φ(CO2)=x/2=0.30,得x=0.6mol,則從反應開始至a點時的反應速率為v(CO)=0.6mol(2L0.5min)=0.6mol?L﹣1?min﹣1,錯誤。
考點:考查化學平衡圖像分析。
14.【2016屆蘇州一模】下列有關說法正確的是
A.馬口鐵(鍍錫鐵皮)鍍層破損后鐵仍不易腐蝕
B.CH3Cl(g)+Cl2(g) CH2Cl2(l)+HCl(g) 能自發(fā)進行,則該反應的△H>0
C.MnS懸濁液中滴加少量CuSO4溶液可生成CuS沉淀,則Ksp(CuS) <Ksp(MnS)
D.合成氨生產中將NH3液化分離,一定能加快正反應速率,提高H2的轉化率
【答案】C
【解析】
考點:考查金屬的腐蝕和防護、化學反應的方向、速率和平衡以及沉淀的轉化等知識。
15.【2016屆蘇州一?!縏K時,向2.0L恒容密閉容器中充入0.10molCOCl2,反應COCl2Cl2(g)+CO(g),經過一段時間后達到平衡。反應過程中測得的部分數據見下表:
t/s
0
2
4
6
8
n(Cl2)/mol
0
0.030
0.039
0.040
0.040
下列說法正確的是
A.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(Cl2)=0.022mol?L-1,則反應的△H<0
B.反應在前2s的平均速度v(CO)=0.015molL -1s-1
C.保持其他條件不變,起始向容器中充入0.12molCOCl2、0.06molCl2和0.06molCO,反應達到平衡前的速率:v正<v逆
D.保持其他條件不變,起始向容器中充入0.10molCl2和0.08molCO,達到平衡時,Cl2的轉化率小于60%
【答案】CD
【解析】
考點:考查化學平衡的計算、等效平衡
16.【2016屆江蘇蘇北四市一模】下列說法正確的是
A.鐵表面鍍銅時,鐵與電源的正極相連,銅與電源的負極相連
B.向氨水中不斷通入CO2,隨著CO2的增加,不斷增大
C.3C(s) +CaO(s)=CaC2 (s) +CO( g)在常溫下不能自發(fā)進行,說明該反應的△H>0
D.合成氨時,其他條件不變升高溫度,反應速率v(H2)和氫氣的平衡轉化率均增大
【答案】C
【解析】
考點:考查了電鍍原理、弱電解質電離平衡、焓變和熵變、化學平衡的移動的相關知識。
17.【2016屆江蘇蘇北四市一模】利用CO和H2在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的反應如下:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g).在體積一定的密閉容器中按物質的量之比1:2充入CO和H2,測得平衡混合物中CH3OH的體積分數在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A.該反應的△H<0,且p1<p2
B.反應速率:ν逆(狀態(tài)A)>ν逆(狀態(tài)B)
C.在C點時,CO轉化率為75%
D.在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH3OH,達平衡時CH3OH的體積分數不同.
【答案】C
【解析】
試題分析:A、由圖可知,升高溫度,CH3OH的體積分數減小,平衡逆向移動,則該反應的△H<0,300℃時,增大壓強,平衡正向移動,CH3OH的體積分數增大,所以p1>p2,故A錯誤;B、B點對應的溫度和壓強均大于A點,溫度升高、增大壓強均使該反應的化學反應速率加快,因此ν逆(狀態(tài)A)<ν逆(狀態(tài)B),故B錯誤;C、設向密閉容器充入了1molCO和2molH2,CO的轉化率為x,則
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始1 20
變化 x 2xx
結束 1-x 2-2xx
在C點時,CH3OH的體積分數==0.5,解得x=0.75,故C正確;D、由等效平衡可知,在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH3OH,達平衡時CH3OH的體積分數都相同,故D錯誤;故選C。
考點:考查了化學平衡圖像的相關知識。
18.【2016屆信陽、三門峽第一次聯考】加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應為:
①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)
②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)
在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5,加熱到t℃,達到平衡狀態(tài)后O2為9mol,N2O3為3.4mol.則t℃時反應①的平衡常數為( )
A. 8.5 B. 9.6 C. 10.2 D. 10.7
【答案】A
【解析】
考點:考查了化學平衡常數的計算的相關知識。
19.【2016屆葫蘆島一模】恒溫下,在容積為2升的甲、乙兩個恒容密閉容器中分別充入H2和I2發(fā)生可逆反應:H2 (g) +I2(g) 2HI(g) △H=-Q kJ/mol,實驗時有關數據如表:
下列判斷正確的
A.甲容器中,4分鐘內氫氣的反應速率為5.010-4rmol/(Lmin)
B.平衡時,放出的熱量: Q1=4.010-3Q kJ
C.平衡后,a=8.010-3mol,故乙中HI的質量分數比甲中高
D.該溫度下,該反應的平衡常數K=0.25
【答案】D
【解析】
考點:考查了等效平衡、化學平衡常數的計算、影響化學平衡的因素等相關知識。
20.【2016屆棗莊一模】已知某密閉容器中存在下列平衡: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),的平衡物質的量濃度c(CO2)與溫度t的關系如右圖所示。下列說法錯誤的是()
A.平衡狀態(tài)A與C相比,平衡狀態(tài)A的c(CO)較小
B.在t2時,D點的反應速率:ν(逆)>ν(正)
C.反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H>0
D.若t1、t2時的平衡常數分別為K1、K2,則K1<K2
【答案】A
【解析】
考點:考查了化學平衡的影響因素的相關知識。
21、【2016屆廣安二診】乙苯催化脫氫制苯乙烯反應:,工業(yè)上通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣來保持體系總壓為常壓的條件下進行反應,利用熱力學數據計算得到溫度和投料比M對乙苯平衡轉化率的影響可用下圖表示:已知,下列說法正確的是
A.若不改變溫度,減小壓強使乙苯轉化率和反應速率都減小
B.已知
化學鍵
C-H
C-C
C=C
H-H
鍵能/kJ?molˉ1
412
348
612
436
計算上述反應的△H=+288kJ/mol
C.A、B兩點對應的平衡常數大?。篕A<KB
D.投料比的大小順序:M1<M2<M3
【答案】C
【解析】
考點:考查了化學平衡的移動、化學平衡的計算、反應熱和焓變的相關知識。
22.【2016屆涼山州二診】已知反應,某溫度下的平衡常數為4,此溫度下,在2L的密閉容器中加入amolA,反應到某時刻測得各組分的濃度如下表,則下列說法中正確的是
A.a=1.0
B.此時刻正反應速率小于逆反應速率
C.在相同條件下,若起始時加入2amolA,則達到平衡時A的轉化率減小
D.若混合氣體的平均摩爾質量不再變化,則說明反應已達到平衡狀態(tài)
【答案】D
【解析】
試題分析:A、將某時刻測得各組分的濃度折算成反應物,根據方程中式可知,當生成物為0時,A的濃度為1.0mol/L,而容器的體積為2L,所以a=1.0mol/L2L=2.0mol,故A錯誤;B、該時刻Qc==<4,所以反向正反應方向進行,即正反應速率大于逆反應速率,故B錯誤;C、該反應為氣體體積不變的反應,起始時加入2amolA與起始時加入amolA,所得到的平衡為等效平衡,A的轉化率相等,故C錯誤;D、該反應的氣體總質量減小,總物質的量不變,所以混合氣體的平均摩爾質量不再變化,可以說明反應已達到平衡狀態(tài),故D正確;故選D。
考點:考查了化學平衡常數的有關計算與影響因素、化學平衡移動、等效平衡等相關知識。
23.【2016屆廣元二模】在一固定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。當充人lmolH2O(g)和1molCO (g)反應達到平衡時,有1/2的CO轉化為CO2。在相同條件下,若將1molCO (g)和2mol H2O(g)重新充入同一反應容器中,當反應達到平衡后,混合氣體中CO2的體積分數可能為
A. 11.1% B.22.2% C.33.3% D.37.8%
【答案】B
【解析】
試題分析:
K=1
X=
混合氣體中CO2的體積分數可能為,故B正確。
考點:本題考查化學平衡常數。
24.【2016屆綿陽三診】將一定量的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),使其達到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。實驗測得不同溫度下的部分平衡數據如下表:
溫度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡總壓強/kPa
5.7
p1
12.0
p2
24.0
平衡氣體總濃度/10-3 molL-1
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
下列說法中正確的是
A.混合氣體的平均相對分子質量不再隨時間變化時反應達平衡狀態(tài)
B.15.0℃時NH2COONH4(s)分解的平衡常數為2.010-9(mol/L)3
C.該反應?H>0,p2=2p1
D.若在恒溫下將平衡體系體積減半,再達平衡后,c(NH3)和c(CO2)均比原平衡大
【答案】B
【解析】
考點:考查化學平衡
25.【2016屆臨沂一?!恳欢囟认拢谌齻€體積均為1.0L恒容密閉容器中發(fā)生反應:
下列說法正確的是
A.該反應的正反應為放熱反應
B.達到平衡時,容器I中的H2體積分數比容器II中的小
C.容器I中反應達到平衡所需的時間比容器III中的長
D.若起始時向容器III中充入0.10mol (g)、0.10mol (g)和0.10mol H2,則反應向逆反應方向進行
【答案】D
【解析】
考點:平衡移動的影響因素
26.【2016屆泰州一模】將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g),一定條件下,現有兩個體積均為1.0L恒容密閉容器甲和乙,在甲中充入0.1molCO2和0.2molH2,在乙中充入0.2molCO2和0.4molH2,發(fā)生上述反應并達到平衡。該反應中CO2的平衡轉化率隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是
A.反應2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
的△S<0、△H<0
B.表示乙容器CO2的平衡轉化率隨溫度變化的是曲線B
C.體系中c(CH3OCH3):c(CH3OCH3,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CH3OCH3,狀態(tài)Ⅲ)
D.逆反應速率v逆:v逆(狀態(tài)Ⅰ)0
B.N點化學平衡常數K=0.59
C.L、M兩點容器內壓強:P(M) > 2P(L)
D.向N點平衡體系中再加入1 mol CH3OH,建立新平衡時被分解的CH3OH物質的量小于0.4 mol
【答案】CD
【解析】
考點:考查化學平衡的計算
30.【2016屆樂山二調】某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應:X(g)+m Y(g)3Z(g),平衡時,X、Y、Z的體積分數分別為20%、40%、40%。在此平衡體系中加入1molZ(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數不變。下列敘述不正確的是
A.m=2
B.兩次平衡的平衡常數相同,平衡常數值為2
C.X與Y的平衡轉化率之比為1:1
D.第二次平衡時,Z的濃度為1.0 molL-1
【答案】D
【解析】
試題分析:A.某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應:X(g)+m Y(g)3Z(g),平衡時,X、Y、Z的體積分數分別為20%、40%、40%,在此平衡體系中加入1molZ(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數不變,說明反應前后氣體計量數之和不變,所以m=2,A正確;B.平衡常數只與溫度有關,溫度不變平衡常數不變,設轉化了的X為xmol,根據三段式計算出x: X(g)+2 Y(g)3Z(g)
開始(mol) 1 2 0
轉化(mol) x 2x 3x
平衡(mol) 1-x 2-2x 3x
考點:考查化學平衡的計算
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