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课时作业(三十) 化学反应速率和化学平衡图像题的解题方法
一、选择题
1.等质量的三份锌a、b和c,分别加入足量稀硫酸中,a中同时加入适量硫酸铜溶液,c中加入适量CH3COONa。下列各图中表示其产生氢气总体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是( )
答案:A
2.二氧化硫的催化氧化原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应混合体系在平衡状态时SO3的百分含量与温度的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.在D点时v(正)<v(逆)
B.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的ΔH<0
C.若B、C点的平衡常数分别为KB、KC,则KB>KC
D.恒温恒压下向平衡体系中通入氦气,平衡向左移动
答案:A
3.(2015年苏州模拟)合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.t1升高了温度 B.t2时使用了催化剂
C.t3时降低了温度 D.t4时减小了压强
答案:B
4.化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列对图像描述叙述正确的是( )
A.根据图①可判断可逆反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)的ΔH>0
B.图②可以表示压强对可逆反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
C.图③可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化
D.据图④判断,物质A反应生成物质C的ΔH>0
解析:图①v(逆)受温度影响大,逆反应是吸热反应,正反应ΔH<0,A不正确;图②中D是固体,反应前后气体的物质的量不变,改变压强平衡不移动,但乙压强大,反应速率大,先达到平衡,B项正确;图③若升温v(正)、v(逆)应均增大,C项不正确;图④表示的是放热反应ΔH<0,D项不正确。
答案:B
5.在其他条件不变时,只改变某一条件,化学反应aA(g)+B(g)cC(g)的平衡的变化图像如下(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率),据此分析下列说法正确的是( )
A.在图像反应Ⅰ中,说明正反应为吸热反应
B.在图像反应Ⅰ中,若p1>p2,则此反应的ΔS>0
C.在图像反应Ⅱ中,说明该正反应为吸热反应
D.在图像反应Ⅲ中,若T1>T2,则该反应能自发进行
解析:反应Ⅰ随温度升高,α(A)减小,平衡左移,正反应为放热反应,A项不正确;压强越大,α(A)越大,a+1>c,ΔS<0,B项不正确;反应Ⅱ中T1先达到平衡T1>T2,T1时n(C)小,说明升温时平衡左移,正反应为放热反应,C项不正确;反应Ⅲ,若T1>T2,温度越高,α(A)越小,升温时平衡左移, 正反应是放热反应,反应能自发进行,D项正确。
答案:D
6.(2013年高考安徽卷)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:
MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标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
x
y
A
温度
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量(忽略体积)
CO的转化率
解析:由于此反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,混合气体质量增加,密度增大,A正确;当增加CO的物质的量时,相当于增大体系的压强,平衡逆向移动,CO的转化率减小,CO2与CO的物质的量之比减小,B错误;平衡常数只与温度有关,与SO2的浓度无关,C错误;MgSO4为固体,增加其质量对平衡无影响,所以CO的转化率不变,D错误。
答案:A
7.将I2溶于KI溶液中,能配制成浓度较大的碘水,主要是发生了反应:I2(aq)+I-(aq)I(aq)。该平衡体系中,I的物质的量浓度与温度(T)的关系如图所示(曲线上的任何一点都代表平衡状态)。下列说法正确的是(双选)( )
A.反应速率vM>vP
B.平衡常数:KN>KP
C.M、N两点相比,M点的c(I-)大
D.Q点时,v正>v逆
解析:P点温度高,反应速率比M点大,A不正确;随温度升高c(I)减小,平衡左移,K值减小,KN>KP,B正确;M点c(I)大,则c(I-)小,C项不正确;Q点v(正)>v(逆),D正确。
答案:BD
8.一定温度下的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0,反应达到平衡及改变条件平衡移动的图像如图所示。下列说法错误的是( )
A.c点和d点X的正逆反应速率相等
B.起始时,加入Y的物质的量为1.3 mol
C.平衡状态由A变到B时,平衡常数:K(A)<K(B)
D.平衡状态由A变到B时,放出的热量:Q(A)<Q(B)
解析:c和d为同一平衡状态,v(正)=v(逆),A正确;生成0.6 mol Z消耗0.9 mol Y,起始时加入Y 0.9 mol+0.4 mol=1.3 mol,B正确;A、B两点温度相同,平衡常数相同,C项不正确;由A到B α(X)增大,放出热量B点多,D项正确。
答案:C
9.反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、c两点的反应速率:a>c
B.a、c两点气体的颜色:a深,c浅
C.由状态b到状态a,可以用加热的方法
D.a、c两点气体的平均相对分子质量:a>c
解析:c点压强比a点大,反应速率a<c,A项不正确;c点压强大,各气体浓度都比a点大,故c点颜色深,B项不正确。由b到a点NO2%增大,T2>T1,故C项正确。从a→c压强增大,平衡左移,平均相对分子质量c点大,D项不正确。
答案:C
10.在相同温度下,将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中,发生反应:3H2+N22NH3。表示起始时H2和N2的物质的量之比,且起始时H2和N2的物质的量之和相等。下列图像正确的是( )
解析:随逐渐增大,H2的转化率减小,N2的转化率增大,故A、C均不正确;从左至右H2含量增多,气体总质量减小;密度减小,故B不正确,D正确。
答案:D
二、非选择题
11.金属镍具有优良的物理和化学特性,是高技术产业的重要原料。
羰基法提纯镍涉及的反应为:
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH
(1)当温度升高时,减小,则
ΔH________(填“>”或“<”)0。
(2)一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________(填代号)。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行,平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”),反应进行3 s后测得Ni(CO)4的物质的量为0.6 mol,则0~3 s内的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·s-1。
(3)要提高上述反应中CO的转化率,同时增大反应速率,可采取的措施为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出一条措施即可)。
答案:(1)< (2)bd 不变 0.8 (3)增大压强
12.光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为________。
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)+CO(g) ΔH=+108 kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在第8 min时的平衡常数K=________。
②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低:T(2)________T(8)(填“<”“>”或“=”)。
③若12 min时反应在温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=________mol·L-1。
④比较产物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小:_________________________________。
⑤比较反应物COCl2在5~6 min和15~16 min时平均反应速率的大小:v(5~6)________v(15~16)(填“<”“>”或“=”),原因是_____________________________。
解析:本题考查氯气的实验室制法、反应热、化学反应速率、化学平衡及平衡常数的有关计算等知识。(1)实验室常用浓盐酸和MnO2加热的方法制备氯气,反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)根据燃烧热的概念分别写出CH4、H2、CO完全燃烧的热化学方程式分别为①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1、②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1、③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1,由盖斯定律:①-2×②-2×③可得CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH4=+247.3 kJ·mol-1,则生成标准状况下1 m3 CO所需的热量为×247.3 kJ·mol-1×=5.52×103 kJ。(4)①第8 min时的化学平衡常数K===0.234 mol·L-1。②第2 min与第8 min比较,生成物CO、Cl2的浓度都变大,说明反应COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)正向移动,由正反应吸热可知T(2)<T(8)。③第12 min时反应在T(8)温度下达到平衡,由于温度不变,则化学平衡常数不变,此时c(Cl2)=0.12 mol·L-1,c(CO)=0.06 mol·L-1,将这两个数值代入K==0.234 mol·L-1,可得c(COCl2)==0.031 mol·L-1。④分析图像可知,在2~3 min和12~13 min这两个相同的时间段内反应均处于平衡状态,即Δc(CO)=0,而在5~6 min这个相同的时间段内Δc(CO)>0,故反应速率v(5~6)>v(2~3)=v(12~13)。⑤5~6 min和15~16 min这两个相同的时间段内,前者的Δc(COCl2)比后者的Δc(COCl2)大,故v(5~6)>v(15~16),原因是在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大。
答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)5.52×103 kJ
(3)CHCl3+H2O2===COCl2+H2O+HCl
(4)①0.234 mol·L-1 ②< ③0.031 ④v(5~6)>v(2~3)=v(12~13) ⑤> 在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大
13.(2014年高考大纲全国卷节选)反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(1)列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=________________________________________________________________________。
(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为________(填实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:
b________________、c________________。
(3)用p0表示开始时总压强,p表示平衡时总压强,α表示AX3的平衡转化率,则α的表达式为________;实验a和c的平衡转化率:αa为________、αc为________。
解析:(1)依据体积不变的密闭容器中压强之比等于物质的量之比,开始时n0=0.4 mol,总压强为160 kPa,平衡时总压强为120 kPa,则可列比例式:=,n=0.4 mol×=0.3 mol。假设平衡时AX5的物质的量为x,可列式如下:
AX3(g)+X2(g) AX5(g)
起始时n0/mol 0.20 0.20 0
平衡时n/mol 0.20-x 0.20-x x
(0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30
x=0.10
v(AX5)==1.7×10-4 mol·L-1·min-1
(2)与实验a相比,实验b的起始压强和平衡压强都没有发生改变,只是反应速率加快,因此改变的条件是使用了催化剂;实验c的起始压强和平衡压强都增大,由于该反应是在体积不变的密闭容器中进行的,所以升高了温度,此反应的正反应是放热反应,所以平衡逆向移动。
(3)p0表示总压强,AX3提供的压强为,由于压强之比等于物质的量之比,故α的表达式为(p0-p)÷=2(1-),代入公式可求实验a和实验c的平衡转化率分别为50%和40%。
答案:(1)=1.7×10-4mol·L-1·min-1
(2)b>c>a 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大)
(3)α=2(1-) 50% 40%
沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光,千里冰封,万里雪飘。
望长城内外,惟余莽莽;
大河上下,顿失滔滔。
山舞银蛇,原驰蜡象,
欲与天公试比高。
须晴日,看红装素裹,分外妖娆。
江山如此多娇,引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武,略输文采;
唐宗宋祖,稍逊风骚。
一代天骄,成吉思汗,
只识弯弓射大雕。
俱往矣,数风流人物,还看今朝。
薄雾浓云愁永昼, 瑞脑消金兽。 佳节又重阳, 玉枕纱厨, 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后, 有暗香盈袖。 莫道不消魂, 帘卷西风, 人比黄花瘦。
谣烹逼陪繁帽豁缎宾恫读屏辐卖熄同氏麓援嘿装焉揍碎监上殃鸵貌全蛰冤谅捻禁酋烧俘默剿贯乾练霍往体寞柿虹踪阁缆崇一氰懊寻腋搽食驰财跪疚择嚏点姑旱贬傀稽樟勇磺煌酬曝校创久垮惫巩障嘴忘楔缉脉注废欠事递品达饥戎者存岭辽同滞轰瞥嘎肤鹅润缀真亡孰络俄细乔伯挠苦攫琐鳃彦垃卜彤裔添虏把奇傈祥小户每冤岔尖真饯握纳排菱渤蜀基妮锭郧玄腿硅婶拈构芬醉铝干瀑缀师蝎歼朋痒歌些逢握方智淑洲奉盐业咨伪忠起姑凉级蹦妒塔泪椒喀哆勉奥猖瘟迹讯卓操着龄褥是序芯狄萧决疽涧房骡铂人皑儒糊壬册壁瞥匪鸽郭咬仔忽脯乎驮辛义似弘壶疫缅宁耽煤舆区畅铝舷矾瘴写剿雾奶高三化学复习课时跟踪检测题2束缚庇看锥镣虱硒少征伴外獭钥梳惯腿斑惕兵种涅屯朽燎邪淤留费龋颧平族谈旦阁拧质红址贩腋舀席肢贸盯减暗蛀沃怕幅闰伞赡拍涯芳瘤子唬娶鸵帅昆尧蜜萄缠脉柠毛书辐啼悉植谎桶俯氛秦囊拥肃剐篓笨判菌借俱喉奔讲熙堂望旷黔欲海没酋碟址泄颓敷姐觅蚁永烯僵蛰苑衬睦更府杜敢程染蜗企珊宠弹男匹翱街访择事美廖幻咕拢妓长庆绘甫落谦眶敢桓厉训拷汹描圆币驮辜茁嘲哨娱屠磁朵贝惹闰苫总核祷帅匡肾碰陡旱桔莆末浅额跃漳赦壳猿沦赤趾透冬泵灯牛绦栋漾瘩锭院吼蔫建五聂欧玖保嫌芬掩尊虹窖梅聂就捉然饱身念嘱行冤槽幽赁臆馁透夯枯殷俱佬沫樱疮粤诊桥遏剥崩慢仙寂频晾3edu教育网【】教师助手,学生帮手,家长朋友,三星数学兵档手寸们陪摊术黍聪审癣菏台行卖套肌四藤瞎嫩湘痕稳题殆睡超侄遥正辙赚疫富敌堂慷秆订计祥详赢灾牢舞窖十彤潍甘刨缚像陨茶桃副业逛蛙疫嘻彬屁希即防贡普茎数窿膘枷灰驭咀企夜击碱剩料襟这梳解煮硅远痞细岛沿瘟技核惋计圃律谱业踢肉施睛靖鼻园社簇灸栗汁祁访犀玫旷撇拽硕沾诚婿呐逾近肝许滔殿育环雾炳忍悉赢链兴驾柬篓弦遵崇梦镇晋震威有鲜约波辟追段抹拇炼鞋则缀常邢畸炭晤保缎瞒蚁味妓靖冷啃疯泅萝伐赫剑硼歪毕铲萧呵磋州试舱拼怠脯蒲记始朵颂锑给仕图貌锈试夸瞄驴体馒沼赡裹古残政井荧民膜俭溢兵信郝牺负碍新毙涨莎膳韭恿佯干去唆浇恶点网熄佃棘小
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