2018届高考化学二轮复习专题突破练第7讲化学反应速率与化学平衡

第7讲化学反应速率与化学平衡一、选择题(本题包括7个小题,每小题7分,共49分)1.(2017北京朝阳模拟)2017年2月3日国务院总理李克强主持召开国务院常务会议。通过“十三五”国家食品和药品安全规划,有效保障人民健康福祉。下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是()A.抗氧化剂B.调味剂C.着色剂D.增稠剂2.(2017吉林四平模拟)下列有关颜色的变化不能用勒夏特列原理解释的是()A.平衡状态的H2、I2、HI混合气体体积压缩时颜色变深B.平衡状态的NO2和N2O4混合气体体积压缩时颜色先变深后变浅C.平衡状态的NO2、CO、NO、CO2混合气体升温时颜色变深D.向Fe(SCN)3溶液中滴加几滴浓KSCN溶液后颜色变深3.(2017辽宁大连二模)大量燃烧化石燃料产生的CO2被视为全球变暖的“元凶”,但在催化剂作用下,用CO2和H2可制备用途广泛的甲醇。已知下列三个热化学方程式:①H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH1②2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH2③3H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CH3OH(g)ΔH3三个反应的平衡常数分别为K1、K2、K3,这些平衡常数与温度的关系如表所示:平衡常数温度/℃K1K2K35001.002.508002.500.15下列说法正确的是()A.反应②为吸热反应B.K3(500℃)=3.50C.K3(800℃)=2.35D.ΔH3=ΔH1+ΔH24.(2017江苏徐州模拟)一定温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡,下列说法正确的是()容器物质的平衡浓度/(mol·L-1)c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A.该反应的正反应吸热B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D.达到平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大5.(2017海南高考,11)已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH0。在一定温度和压强下于密闭容器中,反应达到平衡。下列叙述正确的是()A.升高温度,K增大B.减小压强,n(CO2)增加C.更换高效催化剂,α(CO)增大D.充入一定量的氮气,n(H2)不变〚导学号40414034〛6.(2017重庆万州一模)在一密闭容器中有反应:aX(g)+bY(s)nW(g)ΔH=QkJ·mol-1。某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据,做出了如下曲线图:其中,w(W)表示W在气体混合物中的百分含量,t表示反应时间。其他条件不变时,下列分析正确的是()A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2p1,anB.图Ⅱ可能是在同温同压下催化剂对反应的影响,且2使用的催化剂效果好C.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1p2,n=a+bD.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1T2,Q07.(2017四川雅安模拟)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是()A.550℃时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总二、非选择题(包括4个小题,共51分)8.(2017浙江温州二模)(11分)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1ⅠCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2Ⅱ某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:T/K催化剂CO2转化率/%甲醇选择性/%543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比已知:①CO和H2的燃烧热分别为283.0kJ·mol-1和285.8kJ·mol-1②H2O(l)H2O(g)ΔH3=44.0kJ·mol-1请回答(不考虑温度对ΔH的影响):(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K=;反应Ⅱ的ΔH2=kJ·mol-1。(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有。A.使用催化剂Cat.1B.使用催化剂Cat.2C.降低反应温度D.投料比不变,增加反应物的浓度E.增大CO2和H2的初始投料比(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是。(4)在图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程—能量”示意图。9.(2017陕西西北九校一模)(14分)丙烷、乙烯等有机物在工业上有广泛的应用,回答下列问题:(1)已知下图为各组物质能量总和及相互间转化的能量关系,写出丙烷气体(C3H8)分解得到石墨(C)和氢气的热化学方程式:。(2)在两个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)ΔH。CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如下图所示。①此反应的平衡常数表达式K=,P点对应温度下,K的值为。②该反应的ΔH(填“”“”或“=”)0,判断的理由是。③氢碳比:X(填“”“”或“=”)2.0。④在氢碳比为2.0时,Q点v(逆)(填“”“”或“=”)P点的v(逆)。〚导学号40414035〛10.(2017安徽合肥一模,节选)(14分)自从德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来,氮的固定的相关研究获得了不断地发展。(1)下表列举了不同温度下大气固氮的部分平衡常数K值。反应大气固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)温度/℃272260K3.84×10-311①分析数据可知:大气固氮反应属于(填“吸热”或“放热”)反应。②2260℃时,向2L密闭容器中充入0.3molN2和0.3molO2,20s时反应达到平衡。则此时得到NOmol,用N2表示的平均反应速率为。(2)已知工业固氮反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH0,在其他条件相同时,分别测定此反应中N2的平衡转化率随压强和温度(T)变化的曲线如图A、B所示,其中正确的是(填“A”或“B”),T1(填“”或“”)T2。AB11.(2017江西赣州二模节选)(12分)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:(1)反应的ΔH(填“大于”或“小于”)0。(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s后又达到平衡。T(填“大于”或“小于”)100℃,判断理由是。(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是。第7讲化学反应速率与化学平衡1.A解析抗氧化剂属于还原剂,比食品更易与氧气反应,从而降低氧气浓度,减缓食品被氧化的反应速率,A项符合。2.A解析对反应H2(g)+I2(g)2HI(g)而言,改变容器体积不能改变其平衡状态,故A项不能用勒夏特列原理解释。3.D解析由表格中平衡常数数据可知K2(500℃)K2(800℃),升高温度平衡逆向移动,故反应②的正反应为放热反应,A错误。K3=K1·K2,故K3(500℃)=2.50,K3(800℃)=0.375,B、C错误。由盖斯定律可知,①+②=③,D正确。4.D解析对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当,若温度相同,最终建立等效平衡,但Ⅲ温度高,平衡时c(CH3OH)小,说明平衡向逆反应方向移动,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,A错误;Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量,相当于加压,平衡正向移动,转化率提高,所以Ⅱ中转化率高,B错误;不考虑温度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍,相当于加压,平衡正向移动,所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍,且Ⅲ的温度比Ⅱ高,相对于Ⅱ,平衡向逆反应方向移动,c(H2)增大,C错误;对比Ⅰ和Ⅲ,温度相同时,两者建立等效平衡,两容器中速率相等,但Ⅲ温度高,速率加快,D正确。5.D解析此反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向进行,化学平衡常数只受温度的影响,即升高温度,K值减小,A错误。反应前后气体的化学计量数之和相等,因此减小压强,平衡不移动,即n(CO2)不变,B错误。催化剂对化学平衡移动无影响,因此CO的转化率不变,C错误。恒压下,充入N2,容器的体积增大,组分浓度降低,但化学反应前后气体的化学计量数之和不变,因此化学平衡不移动,n(H2)不变,D正确。6.A解析反应中Y是固体,如果图Ⅰ表示压强的影响,2用的时间短,说明速率快,压强大,p2p1,增大压强,w(W)减小,说明平衡向逆反应方向移动,增大压强时平衡向气体分子数减小的方向进行,故an,A正确;若图Ⅱ是在同温同压下催化剂对反应的影响,1用的时间短,则1使用的催化剂效果好,B错误;若图Ⅱ是不同压强对反应的影响,则p1p2,n=a,C错误;若图Ⅲ是不同温度对反应的影响,则1用的时间短,速率快,温度高,T1T2,升高温度,w(W)增大,平衡向正反应方向移动,也就是向吸热反应方向移动,Q0,D错误。7.B解析因容器体积可变,故充入惰性气体,体积增大,与反应有关的气体浓度减小,平衡正向移动,A错误。设650℃反应达平衡时气体总物质的量为100mol,则有C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡/mol6040反应/mol2040故CO2的转化率为×100%=25.0%,B正确。由图像可知T℃时,CO和CO2的体积分数相等,故充入等体积的这两种气体,平衡不移动,C错误。Kp==23.04p总,D错误。8.答案(1)+41.2(2)CD(3)表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响(4)解析(1)因为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),平衡常数K的表达式为K=;因为CO和H2的燃烧热分别为283.0kJ·mol-1和285.8kJ·mol-1,可得下列热化学方程式:CO(g)+O2(g)CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1①H2(g)+O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1②又H2O(g)H2O(l)ΔH=-44.0kJ·mol-1③根据盖斯定律,由②-①-③得:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1(2)根据可逆反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),使用催化剂不能使平衡发生移动,即不能提高平衡转化率,A、B错误。该反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,平衡转化率提高,C正确。投料比不变,增加反应物浓度,相当于增大压强,平衡正向移动,平衡转化率提高,D正确。增大二氧化碳和氢气的初始投料比,能提高氢气的转化率,但二氧化碳的转化率会降低。(3)从表格数据分析,在相同的温度下,不同的催化剂,其二氧化碳的转化率也不同,说明不同的催化剂的催化能力不同;相同催化剂不同的温度,二氧化碳的转化率不同,且温度高的转化率大