2021高考化学(广东专用)二轮考点突破-第二部分-基本理论-专题八-化学反应速率与化学平衡-.docx

专题八化学反应速率与化学平衡化学反应速率及其影响因素1.(2021年福建理综,12,6分)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 molL-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录1055 间溶液变蓝时间,55 时未观看到溶液变蓝,试验结果如图。据图分析,下列推断不正确的是()A.40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.010-5 molL-1s-1D.温度高于40 时,淀粉不宜用作该试验的指示剂解析:由图像可知,温度低于40 时,随温度上升,溶液变蓝所需的时间缩短,但温度高于40 时状况相反,所以A项正确;由于b、c两点的温度不同,反应速率不行能相同,B项错误;当溶液变蓝时发生反应I+5I-+6H+3I2+3H2O,此时反应6HS+2I6S+2I-+6H+恰好结束,即溶液变蓝时NaHSO3恰好完全反应,v(NaHSO3)=5.010-5 molL-1s-1,C项正确;温度高于40 ,随着温度上升,淀粉溶液与碘显色的灵敏度降低,因此有温度高于40 时,淀粉不宜作该试验的指示剂,D项正确。答案:B2.(2022年福建理综,12,6分)确定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列推断正确的是()A.在050 min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等B.溶液酸性越强,R的降解速率越小C.R的起始浓度越小,降解速率越大D.在2025 min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.04 molL-1min-1解析:由图像可看出,50 min时,pH=2和pH=7时R均完全降解,A正确;斜率越大,降解速率越大,则pH=2时R的降解速率明显大于pH=7和pH=10时的降解速率,B错误;图像中毁灭了两个影响速率的条件:反应物起始浓度和pH,因pH不同,不能由图像推断反应物浓度对反应速率的影响,C错误;2025 min之间,pH=10时R的平均降解速率为: =410-6 molL-1min-1,D错误。答案:A3.(双选题)(2022年上海化学,18,4分)为探究锌与稀硫酸的反应速率以v(H2)表示,向反应混合液中加入某些物质,下列推断正确的是()A.加入NH4HSO4固体,v(H2)不变B.加入少量水,v(H2)减小C.加入CH3COONa固体,v(H2)减小D.滴加少量CuSO4溶液,v(H2)减小解析:反应实质为:Zn+2H+Zn2+H2。A项导致溶液中c(H+)增大,v(H2)加快,A项错误;B项导致溶液中c(H+)减小,v(H2)减小,B项正确;C项因发生CH3COO-+H+CH3COOH,导致溶液中c(H+)减小,v(H2)减小,C项正确;D项形成铜锌原电池,v(H2)加快,D项错误。答案:BC4.(双选题)(2011年海南化学,8,4分)对于可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g),在温度确定下由H2(g)和I2(g)开头反应,下列说法正确的是()A.H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为21B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差C.正、逆反应速率的比值是恒定的D.达到平衡时,正、逆反应速率相等解析:各物质的反应速率之比等于各物质化学计量数之比,H2的消耗速率与HI的生成速率之比为12,A错;该反应进行的净速率是指某一物质的正反应速率与逆反应速率之差,B正确;随反应进行正反应速率在减小,逆反应速率在增大,两者之比渐渐减小,C错;正、逆反应速率相等是平衡建立的特征,D正确。答案:BD5.(2010年福建理综,12,6分)化合物Bilirubin在确定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应48 min间的平均反应速率和推想反应16 min时反应物的浓度,结果应是()A.2.5 molL-1min-1和2.0 molL-1B.2.5 molL-1min-1和2.5 molL-1C.3.0 molL-1min-1和3.0 molL-1D.5.0 molL-1min-1和3.0 molL-1解析:由图可知,4 min时化合物Bilirubin的浓度为20 molL-1,8 min时其浓度为10 molL-1,因此48 min间的平均反应速率为=2.5 molL-1min-1。随着反应的进行,反应速率渐渐减慢,大致的变化规律是反应每进行4 min,反应速率降低一半,所以当反应进行到16 min时,反应物的浓度降到大约2.5 molL-1。答案:B6.(2022年广东理综,31,16分)碘在科研与生活中有重要应用。某爱好小组用0.50 molL-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL-1 K2S2O8、0.10 molL-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。已知:S2+2I-2S+I2(慢)I2+2S22I-+S4(快)(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入确定量的K2S2O8溶液,当溶液中的耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观看到蓝色,S2与S2初始的物质的量需满足的关系为:n(S2)n(S2)。 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的试验方案如下表:试验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx=,理由是 。(3)已知某条件下,浓度c(S2)反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2)t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。(4)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)H已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)H14LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)H2则电池反应的H=;碘电极作为该电池的极。解析:(1)依据供应的2个反应可知,当S2耗尽后,生成的I2不再被转化为I-,溶液变为蓝色,若要保证能看到蓝色需有I2剩余。所以n(S2)n(S2)21。(2)为确保只有S2浓度一个因素变化,故溶液的总体积V是定值,三次试验的总体积应当是20.0 mL,所以Vx应为2.0。(3)降温会使反应速率减慢,反应所需时间长,加入催化剂会加快反应,反应所需时间短。(4)4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)H14LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)H2由得:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)H=I2I-发生还原反应,作正极。答案:(1)Na2S2O3231 min;30 、pH=7.0时所用时间15 min,而浓度变化同为0.010 8 mol/L,则分解速率依次增大挨次为:ba0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅转变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽视体积)CO的转化率解析:温度上升,平衡正向移动,气体总质量增加,容器体积不变,故混合气体的密度增大,A项合理;增大CO的物质的量,平衡正向移动,但CO的转化率降低,所以CO2与CO的物质的量之比减小,B项不合理;增大SO2的浓度,平衡逆向移动,但平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数K不变,C项不合理;因MgSO4为固体,增大MgSO4的质量,平衡不移动,CO的转化率不变,D项不合理。答案:A2.(2021年山东理综,12,4分)对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0,在其他条件不变的状况下()A.加入催化剂,转变了反应的途径,反应的H也随之转变B.转变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变C.上升温度,反应速率加快,反应放出的热量不变D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变解析:催化剂不能转变反应的H,其只与反应物始态、生成物终态有关,与反应途径无关,A项错误;反应前后气体分子数不变,转变压强,平衡不移动,B项正确;上升温度,平衡向逆反应方向移动,反应放出的热量削减,C项错误;原电池中化学能主要转化为电能,反应放出的热量削减,D项错误。答案:B3.(2021年北京理综,11,6分)下列试验事实不能用平衡移动原理解释的是()A.B.t 2550100KW/10-141.015.4755.0C.D.c(氨水)/(molL-1)0.10.01pH11.110.6解析:NO2球浸在冷水中颜色变浅,热水中颜色加深,说明2NO2(g)N2O4(g)H10-2.9,说明加水稀释,促进NH3H2O电离,D正确。答案:C4.(2021年重庆理综,7,6分)将E和F加入密闭容器中,在确定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g)。忽视固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:压强/Mpa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0b0K(1 000 )K(810 )上述中正确的有()A.4个B.3个C.2个D.1个解析:E(g)+F(s)2G(g)为气体分子数增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,ba54.0,因aab,K(1 000 )K(810 ),正确;设开头时E为1 mol,E的转化量为x mol则有E(g)+F(s)2G(g)反应前(mol) 1 0转化量(mol)x 2x平衡后(mol)1-x 2x在915 时,100%=75%,x=0.6则E的转化率为60%,正确;E(g)+F(s)2G(g)为熵增反应,S0,正确。答案:A5.(2021年四川理综,6,6分)在确定温度下,将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g)Hv(正)C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44D.其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大解析:反应前2 min,Y的物质的量变化(0.16-0.12)mol,浓度变化为0.004 mol/L,v(Y)=0.004 molL-12 min=0.002 mol/(Lmin),则v(Z)=2v(Y)=0.004 mol/(Lmin),A错误;正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,v(正)v(逆),B错误;7 min时反应达到平衡,这时c(Z)=0.012 mol/L,c(X)=c(Y)=0.01 mol/L,K=1.44,C正确;反应前后气体体积不变,再充入0.2 mol Z,平衡状态相同,达到平衡后X的体积分数不变,D错误。答案:C6.(双选题)(2021年江苏化学,15,4分)确定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器、,在中充入1 mol CO和1 mol H2O,在中充入1 mol CO2 和1 mol H2,在中充入2 mol CO 和2 mol H2O,700 条件下开头反应。达到平衡时,下列说法正确的是()A.容器、中正反应速率相同B.容器、中反应的平衡常数相同C.容器中CO 的物质的量比容器中的多D.容器中CO 的转化率与容器中CO2 的转化率之和小于1解析:因反应是在恒容绝热密闭容器中进行的,容器中反应正向进行,放出热量,容器中反应逆向进行,吸取热量,平衡时两个容器中反应温度不同,则、中正反应速率不相同,A错。容器中加入反应物的量比容器中多,由于该反应为放热反应,中放出热量比多,中反应正向进行的程度比小,因此容器中反应的化学平衡常数比小,B错。中反应正向进行,放出热量,中反应逆向进行,吸取热量,由于容器均为绝热容器,结合化学平衡移动原理,温度对化学平衡的影响可知和中反应进行的程度均较小,则C、D均正确。答案:CD7.(2022年安徽理综,9,6分)确定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)H0若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是()A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变B.平衡时,其他条件不变,分别出硫,正反应速率加快C.平衡时,其他条件不变,上升温度可提高SO2的转化率D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变解析:因该反应是气体体积缩小的反应,故随着反应的进行,容器内压强渐渐变小,A错误;平衡时分别出硫,因反应物SO2和CO浓度不变,正反应速率不变,B错误;正反应是放热反应,上升温度平衡逆向移动,SO2转化率降低,C错误;因平衡常数只与温度有关,使用催化剂平衡常数不变,D正确。答案:D8.(2022年四川理综,12,6分)在体积恒定的密闭容器中,确定量的SO2与1.100 mol O2在催化剂作用下加热到600 发生反应:2SO2+O22SO3H0。当气体的物质的量削减0.315 mol时反应达到平衡,在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%,下列有关叙述正确的是()A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为161.980 gD.达到平衡时,SO2的转化率为90%解析:SO3的生成速率与SO2的消耗速率都表示正反应,两者始终相等,与平衡无关,A错;该反应是放热反应,降低温度,利于正反应进行,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度小,B错;依据题中方程式,反应达到平衡时削减的气体物质的量等于反应的O2物质的量,则生成SO3:0.63 mol;SO2与BaCl2不反应,0.63 mol SO3可生成BaSO4:0.63 mol233 gmol-1=146.79 g,C错;依据气体压强比等于气体物质的量之比,原有气体物质的量为0.315 mol(1-82.5%)=1.8 mol,有SO2 0.7 mol,转化SO2:0.315 mol2=0.63 mol,SO2转化率为:0.63 mol0.7 mol100%=90%,D正确。答案:D9.(2022年重庆理综,13,6分)在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:a(g)+b(g)2c(g)H10进行相关操作且达到平衡后(忽视体积转变所作的功),下列叙述错误的是()A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变B.等压时,通入z气体,反应器中温度上升C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大解析:A.等压条件下,通入惰性气体,反应体系的压强减小,第个反应平衡逆向移动,放出热量,温度上升,导致第个反应逆向移动,c的物质的量削减。B.等压时,通入z气体,第个反应逆向移动,使温度上升。C.等容时,通入惰性气体,反应体系中各物质浓度不变,反应速率不变。D.等容时,通入z气体,平衡逆向移动,y的浓度增大。答案:A10.(2011年安徽理综,9,6分)电镀废液中Cr2可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr2(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq)H0该反应达平衡后,转变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是()解析:H0,正反应放热温度上升,平衡左移,故K减小,A对;pH增大,c(H+)减小,平衡右移,Cr2转化率增大,B错;温度上升,正、逆反应速率都增大,C错;Pb2+物质的量浓度增大,平衡右移,Cr2物质的量减小,D错。答案:A11.(2011年重庆理综,10,6分)确定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是()A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H0C.CH3CH2OH(g)CH2CH2(g)+H2O(g)H0D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CHCH2(g)+2H2O(g)HT1(T2时的反应速率快),而平衡时T2水蒸气含量低,表明正反应为放热反应,Hp2(p1时的反应速率快),且平衡时p1条件下水蒸气含量高,表明正反应是一个气体体积减小的反应,综合以上,选项A符合。答案:A12. (2011年福建理综,12,6分)25 时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。下列推断正确的是()A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小C.上升温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应H0D.25 时,该反应的平衡常数K=2.2解析:金属铅是固体,固体浓度可认为是常数,其量的转变不影响平衡,A项错误;加入Sn(NO3)2后c(Sn2+)增大,平衡左移,c(Pb2+)增大,B项错误;上升温度,c(Pb2+)增大,说明平衡向左移动,是放热反应,H0。当反应达到平衡时,下列措施:升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是()A.B.C.D.解析:能提高反应物转化率的方法是在不转变该反应物起始量的条件下使化学平衡向正方向移动,升温向吸热方向即正方向移动,恒容通入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,增加CO浓度使平衡逆向移动,减压使平衡正向移动,催化剂不影响平衡,恒压通入惰性气体,参与反应的各组分分压减小,平衡正向移动,故符合题意。答案:B14.(2010年北京理综,12,6分)某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。起始浓度甲乙丙c(H2)/molL-10.0100.0200.020c(CO2)/molL-10.0100.0100.020下列推断不正确的是()A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 molL-1D.反应开头时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢解析:三段法:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) 0.0100.010 0 0 x x x x 0.010-x0.010-x x x K=,所以x=0.006,甲中H2的转化率为60%,CO2的转化率也为60%,乙相当于在甲的基础上又充入了H2,CO2的转化率增大,A正确;丙相当于在甲的基础上加压,使容器体积缩小一半,平衡不移动,丙中CO2的浓度是甲中CO2浓度的2倍,甲平衡时CO2浓度为0.004 molL-1,丙平衡时CO2浓度为0.008 molL-1,B正确、C错误;D项,温度相同,丙中反应物浓度最大,甲中最小,故丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢。答案:C15.(2021年新课标全国理综,28,15分)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:甲醇合成反应:()CO(g)+2H2(g)CH3OH (g)H1=-90.1 kJmol-1()CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2=-49.0 kJmol-1水煤气变换反应:()CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H3=-41.1 kJmol-1二甲醚合成反应:()2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H4=-24.5 kJmol-1回答下列问题:(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反应()对于CO转化率的影响 。(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。依据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 。(4)有争辩者在催化剂(含CuZnAlO和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图所示。其中CO转化率随温度上升而降低的缘由是 。(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW hkg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20 V,能量密度E= (列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kWh=3.6106 J)。解析:(1)工业上从铝土矿提纯氧化铝的方法是:用氢氧化钠溶解铝土矿,然后过滤,往滤液中通入过量CO2,得到氢氧化铝,然后高温煅烧氢氧化铝,即可得到高纯度的氧化铝。(2)合成二甲醚消耗甲醇,对于CO参与的反应()、()相当于减小生成物的浓度,有利于平衡向右移动,使CO转化率提高。(3)依据盖斯定律,将()+()+()+()即可得到:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJmol-1。当增加压强时,平衡右移。(4)合成二甲醚的反应是放热的,因此升温平衡向左移,CO的转化率降低。(5)由于构成燃料电池,则电池反应式为:CH3OCH3+3O22CO2+3H2O负极反应式为:O2+4H+2H2O推出正极反应式:-3CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+输出电能=1.20 V1296 500 Cmol-1(3.6106 J/kWh)8.39 kWh,则E=8.39 kWhkg-1。答案:(1)Al2O3+2NaOH+3H2O2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4+CO2Al(OH)3+NaHCO3、2Al(OH)3Al2O3+3H2O(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应()平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应()消耗部分CO(3)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJmol-1平衡右移,反应速率增大,反应物量削减,生成物量增加(4)反应放热,温度上升,平衡左移(5)CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+12(3.6106 JkW-1h-1)8.39 kWhkg-116.(2011年浙江理综,27,14分)某争辩小组在试验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。(1)将确定量纯洁的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽视不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)试验测得不同温度下的平衡数据列于下表:温度/15.020.025.030.035.0平衡总压强/kPa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度/molL-12.410-33.410-34.810-36.8