《化学反应速率与化学平衡》高考真题训练

第1页共9页《化学反应速率与化学平衡》高考真题训练１．（2011·江苏·10）下列图示与对应的叙述相符的是（）A．图1表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化B．图2表示0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线C．图3表示KNO3的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液.D．图4表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线，由图知t时反应物转化率最大【答案】C【解析】“反应物总能量比生成物总能量高”为放热反应，A错误；醋酸是弱酸，0.1000mol·L－1CH3COOH溶液pH大于1，B错误；溶解度曲线上的点表示饱和溶液，在一定温度下，曲线下方的溶液要达到饱和，需增加溶质，所以C正确；由图4可知反应从正向开始，t时刻还未达到平衡，所以转化率未达到最大，D错误。２．（2011·江苏·15）700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表（表中t2t1）：反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是（）A．反应在t1min内的平均速率为11210.40()minvHmolLtB．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O，到达平衡时n(CO2)=0.40mol.C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大.第2页共9页D．温度升高至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应【答案】BC【解析】CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)始（mol/L）0.60.300t1（mol/L）0.40.10.20.2变（mol/L）0.20.20.20.2K（700℃）1.04.02.02.0=1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)始（mol/L）0.60.300t2（mol/L）0.40.10.20.2变（mol/L）0000t1min内的平均速率min/2.0)(12tLmolH，A错误；CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)始（mol/L）0.30.600变（mol/L）xxxx衡（mol/L）0.3－x0.6－xxx温度不变，平衡常数不变，1)6.0()3.0(xxxx，解得x=0.2，B正确；充入H2O，平衡正向移动，但H2O的体积分数增大，C正确；温度升高平衡向吸热方向移动，反应平衡常数变为0.64，减小，平衡逆向移动，所以逆反应吸热，正反应放热，D错误。３．（2011·浙江理综·27）某研究小组在实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）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。实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(kPa)5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度(×10－3mol/L)2.43.44.86.89.4①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。A．322(NH)(CO)B．密闭容器中总压强不变C．密闭容器中混合气体的密度不变D．密闭容器中氨气的体积分数不变②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数：__________________________。③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量______（填“增加”、“减小”或“不变”）。④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0，熵变△S___0（填＞、＜或＝）。（2）已知：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同第3页共9页初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO－)随时间变化趋势如图所示。t(min)c(NH2COO-)(mol/L)●●●●●25℃15℃5℃■■■■■▲▲▲▲▲⑤计算25℃时，0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率。⑥根据图中信息，如何说明水解反应速率随温度升高而增大：。【答案】（1）①BC；②K=c2(NH3)·c(CO2)=(3.2×10－3)2×1.6×10－3=1.64×10－8③加压，平衡向气体体积减小方向即逆反应方向移动，固体增加。④该反应是吸热（分解反应）△H0，气体量增加即熵增加△S0的反应。（2）⑤v(NH2COONH4)=v(NH2COO－)=min69.12.211LmolLmol=0.05mol·L-1·min-1；⑥标▲与标●的曲线相比，c(初始)小，但同一时间段△c大(即大)，说明升温加快反应。【解析】（1）①只有两种产物是气体，比例一定，所以氨气的体积分数不变始终不变，D不能作为判定平衡的依据。②c(NH3)=32c(总)=32×4.8×10－3=3.2×10－3mol·L-1c(CO2)=31c(总)=31×4.8×10－3=1.6×10－3mol·L-1K=c2(NH3)·c(CO2)=(3.2×10－3)2×1.6×10－3=1.64×10－8③增加；④，。（2）⑤0.05mol·L-1·min-1；⑥在浓度－时间图像中，说明速率大，要看曲线的斜率变化。４．（2011·安徽理综·28）地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。（1）实验前：①先用0.1mol·L-1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入（写化学式）。第4页共9页（2）右图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式。t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是。（3）该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：溶液的pH；假设二：；假设三：；……（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。（已知：溶液中的NO3－浓度可用离子色谱仪测定）实验步骤及结论：【答案】（1）①去除铁粉表面的氧化物等杂质②N2（2）4Fe+NO3-+10H+═4Fe2++NH4++3H2O生成的Fe2+水解（3）温度铁粉颗粒大小（4）（本题属于开放性试题，合理答案均可）①分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中；②调节溶液呈酸性且pH各不相同，并通入N2；③分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉；④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中NO3-的浓度；若pH不同的KNO3溶液中，测出的NO3-的浓度不同，表明pH对脱氮速率有影响，否则无影响。【解析】（1）H2SO4可以除去Fe粉表面的氧化物；为防止空气中的O2对脱氮的影响，可向KNO3溶液中通入N2，排出O2。（2）t1时刻前H+、NO3-浓度减小，Fe2+和NH4+的浓度增大，故反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+═4Fe2++NH4++3H2O。Fe粉足量，反应仍在进行，Fe2+的浓度没有增大的原因是发生了水解反应，因为溶液的pH增大，促进了水解。（3）影响反应速率的因素还可能有温度、铁粉颗粒大小等。（4）要验证溶液的pH对反应速率的影响，需其他条件相同，而溶液的酸碱性不同，结合第5页共9页题目中提供的信息，如：通入N2除去O2，用色谱仪测定溶液中NO3-的浓度等，可写出合理答案。本题属于开放性试题，合理答案均可。５．（2011·北京理综·12）已知反应：2CH3COCH3（l）CH3COCH2COH（CH3）2（l）。取等量CH3COCH3，分别在0℃和20℃下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线（Y-t）如图所示．下列说法正确的是（）A．b代表0℃下CH3COCH3的Y－t曲线B．反应进行到20min末，CH3COCH3的(0)1(20)vCvCC．升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率D．从Y=0到Y=0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的1)0()0(℃℃nn【答案】D【解析】A、温度越高反应速率就越快，到达平衡的时间就越短，由图象可看出曲线b首先到达平衡，所以曲线b表示的是20℃时的Y-t曲线，故A错；B、当反应进行到20min时，从图象中可以看出b曲线对应的转化分数高于a曲线对应的转化分数，这说明b曲线在20℃时对应的反应速率快，所以1)0()0(℃℃，故B错；C、根据图象温度越高CH3COCH3转化得越少，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正方应是放热反应，故C错；D、根据图象可以看出当反应进行到66min时a、b曲线对应的转化分数均相同，都是0.113，这说明此时生成的CH3COCH2COH(CH3)2一样多，所以从Y=0到Y=0.113，CH3COCH2COH（CH3）2的1)0()0(℃℃nn，故D正确。６．（2011·福建理综·12）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＋)变化关系如右图所示。下列判断正确的是（）A．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大第6页共9页B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小C．升高温度，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【答案】D【解析】A．固体金属铅的量不影响平衡移动，A错误；B．加入少量Sn(NO3)2固体，c(Sn2＋)增大，平衡左移，c(Pb2＋)增大，B错误；C．升高温度，平衡向吸热方向移动，c(Pb2＋)增大，平衡逆向移动，说明逆反应吸热，正反应放热，反应△H0，C错误。D．25℃时，Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)衡（mol·L－1）：0.10.22该反应的平衡常数K＝1.022.0)()(22PbcSnc=2.2，D正确。７．（2011·广东理综·31）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。（1）在0－30小时内，CH4的平均生成速率v(I)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)从大到小的顺序为；反应开始后的12小时内，在第种催化剂的作用下，收集的CH4最多。（2）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，该反应的△H=+206kJ•mol-1①在答题卡的坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH4的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）（3）已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)△H=－802kJ•mol-1写出由CO2生成CO的热化学方程式。【答案】（1）v(Ⅲ)v(Ⅱ)v(I)Ⅱ（2）0.91（3）CO2(g)+3H2O(g