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2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題講座七 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的解題方法課時作業(yè)
一、選擇題
1．等質(zhì)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(chǎn)生氫氣總體積(V)與時間(t)的關(guān)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(yīng)混合體系在平衡狀態(tài)時SO3的百分含量與溫度的關(guān)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(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJmol－1，在反應(yīng)過程中，正反應(yīng)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(xué)中常用圖像直觀地描述化學(xué)反應(yīng)的進程或結(jié)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(yīng)A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)的ΔH>0
B．圖②可以表示壓強對可逆反應(yīng)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(xué)平衡體系改變溫度后反應(yīng)速率隨時間的變化
D．據(jù)圖④判斷，物質(zhì)A反應(yīng)生成物質(zhì)C的ΔH>0
解析：圖①v(逆)受溫度影響大，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)ΔH<0，A不正確；圖②中D是固體，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，改變壓強平衡不移動，但乙壓強大，反應(yīng)速率大，先達到平衡，B項正確；圖③若升溫v(正)、v(逆)應(yīng)均增大，C項不正確；圖④表示的是放熱反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(zhì)的量，α表示平衡轉(zhuǎn)化率)，據(jù)此分析下列說法正確的是( )
A．在圖像反應(yīng)Ⅰ中，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B．在圖像反應(yīng)Ⅰ中，若p1>p2，則此反應(yīng)的ΔS>0
C．在圖像反應(yīng)Ⅱ中，說明該正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
D．在圖像反應(yīng)Ⅲ中，若T1>T2，則該反應(yīng)能自發(fā)進行
解析：反應(yīng)Ⅰ隨溫度升高，α(A)減小，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(yīng)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(yīng)為放熱反應(yīng)，C項不正確；反應(yīng)Ⅲ，若T1>T2，溫度越高，α(A)越小，升溫時平衡左移， 正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)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(yīng)在恒容的密閉容器中達到平衡后，若僅改變圖中橫坐標(biāo)x的值，重新達到平衡后，縱坐標(biāo)y隨x變化趨勢合理的是( )
選項
x
y
A
溫度
容器內(nèi)混合氣體的密度
B
CO的物質(zhì)的量
CO2與CO的物質(zhì)的量之比
C
SO2的濃度
平衡常數(shù)K
D
MgSO4的質(zhì)量(忽略體積)
CO的轉(zhuǎn)化率
解析：由于此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，混合氣體質(zhì)量增加，密度增大，A正確；當(dāng)增加CO的物質(zhì)的量時，相當(dāng)于增大體系的壓強，平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率減小，CO2與CO的物質(zhì)的量之比減小，B錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與SO2的濃度無關(guān)，C錯誤；MgSO4為固體，增加其質(zhì)量對平衡無影響，所以CO的轉(zhuǎn)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(yīng)：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。該平衡體系中，I的物質(zhì)的量濃度與溫度(T)的關(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)：X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH<0，反應(yīng)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(yīng)速率相等
B．起始時，加入Y的物質(zhì)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(chǎn)、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(chǎn)、c兩點氣體的平均相對分子質(zhì)量：a>c
解析：c點壓強比a點大，反應(yīng)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(zhì)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(yīng)：3H2＋N22NH3。表示起始時H2和N2的物質(zhì)的量之比，且起始時H2和N2的物質(zhì)的量之和相等。下列圖像正確的是( )
解析：隨逐漸增大，H2的轉(zhuǎn)化率減小，N2的轉(zhuǎn)化率增大，故A、C均不正確；從左至右H2含量增多，氣體總質(zhì)量減?。幻芏葴p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(xué)特性，是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要原料。
羰基法提純鎳涉及的反應(yīng)為：
Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH
(1)當(dāng)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(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________(填代號)。
若在相同溫度下，上述反應(yīng)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(yīng)進行3 s后測得Ni(CO)4的物質(zhì)的量為0.6 mol，則0～3 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO)＝________molL－1s－1。
(3)要提高上述反應(yīng)中CO的轉(zhuǎn)化率，同時增大反應(yīng)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。
(4)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g) ΔH＝＋108 kJmol－1。反應(yīng)體系達到平衡后，各物質(zhì)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(yīng)在第8 min時的平衡常數(shù)K＝________。
②比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8 min反應(yīng)溫度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“<”“>”或“＝”)。
③若12 min時反應(yīng)在溫度T(8)下重新達到平衡，則此時c(COCl2)＝________molL－1。
④比較產(chǎn)物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min時平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大?。篲________________________________。
⑤比較反應(yīng)物COCl2在5～6 min和15～16 min時平均反應(yīng)速率的大?。簐(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(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及平衡常數(shù)的有關(guān)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(yīng)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(yīng)COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)正向移動，由正反應(yīng)吸熱可知T(2)0，故反應(yīng)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(nèi)，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(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)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?、??、?.031 ④v(5～6)>v(2～3)＝v(12～13)?、? 在相同溫度時，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大
13．(xx年高考大綱全國卷節(jié)選)反應(yīng)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(yīng)在不同條件下進行，反應(yīng)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(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)＝________________________________________________________________________。
(2)圖中3組實驗從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)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(zhuǎn)化率，則α的表達式為________；實驗a和c的平衡轉(zhuǎn)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(zhì)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(shè)平衡時AX5的物質(zhì)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(yīng)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(yīng)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(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，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(zhì)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(zhuǎn)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(yīng)速率加快，但平衡點沒有改變 溫度升高。反應(yīng)速率加快，但平衡點向逆反應(yīng)方向移動(或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強增大)
(3)α＝2(1－) 50% 40%
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