2018高考化学二轮复习测试专题突破练八化学反应速率和化学平衡.docx

专题突破练(八)　化学反应速率和化学平衡 1．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为： H2O2＋I－�D→H2O＋IO－　慢 H2O2＋IO－�D→H2O＋O2＋I－　快 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．反应速率与I－浓度有关 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于98 kJ•mol－1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2) 解析：　由于反应速率由慢反应决定，故I－浓度越大，反应速率越快，A正确；IO－为中间产物，不是催化剂，B错误；活化能不是反应热，反应热是正、逆反应活化能的差值，C错误；依据总反应2H2O2===2H2O＋O2↑和反应速率计量数间的关系判断，D错误。 答案：　A 2．(2017•湖北八所重点中学联考)将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0。测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8～10 min内CO2的平均反应速率是(　　) A．0.5 mol•L－1•min－1　　 B．0.1 mol•L－1•min－1 C．0 mol•L－1•min－1 D．0.125 mol•L－1•min－1 解析：　由题图可知，该反应在8至10 min内，H2的物质的量在对应的c、d点都是2 mol，因此v(H2)＝0 mol•L－1•min－1，说明反应达到平衡，各组分的物质的量的变化值为0，则v(CO2)＝0 mol•L－1•min－1。 答案：　C 3．在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是(　　)
c/mol•L－1 v/mmol•L－1•min－1 T/K　　　　　　　　　　　　 0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 144 1.08 A.a＝6.00 B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变 C．b<318.2 D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 解析：　根据题中数据分析，温度不变时，反应的瞬时速率与浓度成正比，则可求出a＝6.00，A项正确；温度为b K、浓度为0.500 mol/L和温度为318.2 K、浓度为0.300 mol/L对应的瞬时速率相等，B项正确；浓度不变时，温度由318.2 K变为b K时，反应速率减小，则b＜318.2，C项正确；不同温度时，反应速率不同，蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，D项错误。 答案：　D 4．为了探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应速率的影响规律，某同学设计如下方案：
编号 纯锌粉质量 0.2 mol•L－1硫酸体积 温度 硫酸铜固体质量 Ⅰ 2.0 g 10.0 mL 25 ℃ 0 Ⅱ 2.0 g 10.0 mL t ℃ 0 Ⅲ 2.0 g 10.0 mL 35 ℃ 0.2 g Ⅳ 2.0 g 10.0 mL 35 ℃ 4.0 g 下列推断合理的是(　　) A．为了选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响，必须控制t＝25 B．待测物理量是收集等体积(相同条件)气体所需要的时间，时间越长，反应越快 C．根据该方案，还可以探究硫酸浓度对反应速率的影响 D．根据该实验方案得出反应速率大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ 解析：　A项，根据控制变量法原理，Ⅰ和Ⅱ实验探究温度对反应速率的影响，而Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响，应控制Ⅱ实验的温度为35 ℃，A项错误；B项，时间越长，反应越慢，B项错误；C项，上述方案只能探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应速率的影响，C项错误；D项，同条件下，温度高，反应快，得出Ⅱ的速率比Ⅰ的速率大；少量硫酸铜与锌发生置换反应，铜附在锌表面构成原电池，加快反应速率，但是硫酸铜的量过多，会导致大量铜覆盖锌，阻止反应进一步进行，D项正确。 答案：　D 5．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。下列研究目的和图示相符的是(　　)
A B C D 研究目的 温度(T)对化学平衡的影响(T2>T1) 压强(p)对平衡常数的影响 温度(T)对反应的影响 压强(p)对反应的影响(p2>p1) 图示
解析：　A项，根据“先拐先平”反应快、温度高，可知T1>T2，错误；B项，化学平衡常数只受温度影响，与压强无关，错误；C项，①最低点为平衡点；②最低点左侧为反应向右进行建立平衡的过程；③后半段为温度对平衡影响；D项，根据“先拐先平、反应快，压强大”可知p1>p2，错误。 答案：　C 6．(2017•西城区期末)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ•mol－1，图中表示L一定时，H2的平衡转化率(α)随X的变化关系，L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法中，不正确的是(　　) A．X表示温度 B．L2>L1 C．反应速率：v(M)>v(N) D．平衡常数：K(M)>K(N) 解析：　A项，据图可知，随着X的增加，H2的转化率减小，根据反应3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，该反应为气体体积减小的放热反应，升高温度和减小压强都会使H2的转化率减小，所以X代表温度，L代表压强，正确；B项，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，H2的平衡转化率增大，所以L2>L1，正确；C项，温度不变增大压强，反应速率加快，v(L2)>v(L1)，则反应速率：v(M)>v(N)，正确；D项，温度不变，平衡常数不变，平衡常数K(M)＝K(N)，错误。 答案：　D 7．(2017•衡水联考)以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为：2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH<0。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为1∶3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a点的平衡常数小于b点 B．b点，v正(CO2)＝v逆(H2O) C．a点，H2和H2O物质的量相等 D．其他条件恒定，充入更多H2，v(CO2)不变 解析：　从图象可知，温度越高氢气的含量越高，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，温度升高平衡常数减小，a>b，A错误；b点只能说明该温度下，CO2和H2O的浓度相等，不能说明v正(CO2)＝v逆(H2O)，B错误；从图象可知，a点H2和H2O的物质的量百分数相等，故物质的量相等，C正确；其他条件恒定，充入更多H2，反应物浓度增大，正反应速率增大，v(CO2)也增大，D错误。 答案：　C 8．一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。设起始n(H2O)n(CH4)＝Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应的焓变ΔH>0 B．图中Z的大小为a>3>b C．图中X点对应的平衡混合物中n(H2O)n(CH4)＝3 D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小 解析：　A．根据图示知温度越高，CH4的体积分数越小，说明平衡向右移动，所以该反应的焓变ΔH>0，A项正确；B.相同条件下Z越大，平衡时CH4的体积分数越小，所以图中Z的大小为a<33，C项错误；D.温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，D项错误。 答案：　A 9．(2017•福建宁德质检)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表。
温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－5 下列说法正确的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应 B．25 ℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为0.5 C．在某条件下达到平衡，测得Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol•L－1，则此时温度高于80 ℃ D．80 ℃达到平衡时，保持体积不变，往体系中充入少量的Ni(CO)4，再次达到平衡后CO的体积分数减小 解析：　A项，化学平衡常数只受温度的影响，根据表格中数据，随着温度的升高平衡常数减小，因此正反应是放热反应，故错误；B项，Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，化学平衡常数的表达式为K1＝c[Ni(CO)4]c4(CO)，Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)，化学平衡常数的表达式为K2＝c4(CO)c[Ni(CO)4]，K2＝1/K1＝1/(5×104)＝2×10－5，故错误；C项，化学平衡常数为0.5/0.54＝8>2，因此温度小于80 ℃，故错误；D项，相当于增大压强，平衡向正反应方向进行，达到平衡后CO的体积分数减小，故D正确。 答案：　D 10．甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质及其数量如图所示，三个容器最初的容积相等、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是(　　) A．平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙 B．平衡时N2O4的百分含量：乙>甲＝丙 C．平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率不可能相同 D．平衡时混合物的平均相对分子质量：甲>乙>丙 解析：　因甲、丙为恒容容器，0.1 mol N2O4完全转化可得到0.2 mol NO2，故甲、丙两容器中的化学平衡为等效平衡，反应开始后乙容器中的压强大于甲容器中的压强，而压强越大，越有利于平衡向生成N2O4的方向进行，故B对；再结合平均相对分子质量与各组分相对分子质量的关系知D错；虽然乙中转化掉的NO2比甲中多，由勒夏特列原理知因乙的容积减小导致NO2浓度增大的程度大于因平衡移动使NO2浓度减小的程度，因此，平衡时乙中NO2的浓度大于甲中NO2的浓度，但由于甲、丙两容器内的化学平衡为等效平衡，甲、丙中NO2的浓度应相等，A错；由甲、丙中的化学平衡为等效平衡知，若平衡时甲中NO2的转化率为50%，则丙中N2O4的转化率也为50%，C错。 答案：　B 11．根据下表所示化学反应与数据关系，回答下列问题：
化学反应 平衡 常数 温度 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 238 1.67 ③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) K3 ？ ？ (1)反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)写出反应③的平衡常数K3的表达式________________________________________________________________________。 (3)根据反应①②③可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。 (4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取的措施有________(填写字母序号)。 A．缩小反应容器的容积 B．扩大反应容器的容积 C．升高温度 D．使用合适的催化剂 E．设法减小平衡体系中的CO浓度 (5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示： ①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t2时________；t8时____________。 ②若t4时降压，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。 解析：　 (1)由表可知，温度升高，反应①的K1增大，故该反应为吸热反应。(2)反应③的平衡常数K3＝c(CO2)•c(H2)c(CO)•c(H2O)。(3)K3＝c(CO2)•c(H2)c(CO)•c(H2O)，K1＝c(CO)c(CO2)，K2＝c(H2)c(H2O)，故K3＝K2K1。 (4)反应①为吸热反应，其逆反应为放热反应，反应②是放热反应，而反应③是反应①的逆反应与反应②的和，故反应③是放热反应，且反应前后气体的体积不变，故只有C、E可使平衡逆向移动。(5)①由图可知，t2时改变的条件使反应速率增大，且平衡逆向移动，故改变的条件是升高温度或增大CO2的浓度(或增大H2的浓度)；t8时改变的条件使反应速率加快且平衡不移动，故改变的条件是使用催化剂或加压(或减小容器的容积)。②若t4时降压，则反应速率减小，曲线在原来平衡曲线的下方，平衡不移动，故该曲线为水平直线，且纵坐标为t6时的v逆。 答案：　(1)吸热　(2)c(CO2)•c(H2)c(CO)•c(H2O)　(3)K2K1　(4)CE (5)①升高温度或增大CO2的浓度或增大H2的浓度 使用催化剂或加压或减小容器的容积 12．CrO2－4和Cr2O2－7在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol•L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O2－7)随c(H＋)的变化如图所示。 (1)用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应________________________________________________________________________ ____________________________________ (2)由图可知，溶液酸性增大，CrO2－4的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。 (3)升高温度，溶液中CrO2－4的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。 解析：　(1)由信息CrO2－4和Cr2O2－7在溶液中可相互转化，再结合图象知，Na2CrO4溶液中的转化反应为2CrO2－4＋2H＋ Cr2O2－7＋H2O。(2)由图可知，溶液的酸性增强，Cr2O2－7的浓度越大，平衡向正反应方向移动，因此CrO2－4的平衡转化率增大；由反应2CrO2－4＋2H＋ Cr2O2－7＋H2O得该转化反应的平衡常数表达式为c(Cr2O2－7)c2(CrO2－4)•c2(H＋)，根据A点数据可以得出c(H＋)＝1.0×10－7 mol•L－1、c(Cr2O2－7)＝0.25 mol•L－1，可求出转化的c(CrO2－4)＝0.25 mol•L－1×2＝0.5 mol•L－1，进一步可得平衡时c(CrO2－4)＝0.5 mol•L－1，代入表达式中得平衡常数K＝1.0×1014。(3)溶液中CrO2－4的平衡转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，由升高温度平衡向吸热的方向移动，得出正反应为放热反应ΔH小于0。 答案：　(1)2CrO2－4＋2H＋ Cr2O2－7＋H2O (2)增大　1.0×1014　(3)小于 13．甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下： ①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1<0 ②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2<0 ③CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH3>0 (1)反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数K表达式为________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为____填曲线标记字母)，其判断理由是________。 (2)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如上图2所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 图2中的压强由大到小为________，其判断理由是 ________________________________________________________________________。 答案：　(1)K＝c(CH3OH)c(CO)•c2(H2)[或Kp＝p(CH3OH)p(CO)•p2(H2)]　a　反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小 (2)减小　升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低　p3＞p2＞p1　相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高 14．某研究小组研究了340 K时N2O5的分解反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)。得到不同物质在不同时刻的浓度，见下表。
t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/(mol•L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)/(mol•L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060 (1)图象能够非常直观地描述物理量的变化趋势。请你在下图中分别作出c(N2O5)―t图象及c(O2)―t图象，描述反应物、生成物的浓度与反应时间的关系。 (2)数据处理是化学实验过程中非常重要的一个环节。请计算下列化学反应速率，并将计算结果填入表中。
Δt/min 0～1 1～2 2～3 3～4 v(N2O5)/(mol•L－1•min－1) v(O2)/(mol•L－1•min－1) (3)根据计算结果找出各物质的化学反应速率之间的关系： ________________________________________________________________________。 答案：　(1) (2)
Δt/min 0～1 1～2 2～3 3～4 v(N2O5)/(mol•L－1•min－1) 0.046 0.034 0.024 0.016 v(O2)/(mol•L－1•min－1) 0.023 0.017 0.012 0.008 (3)用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比

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