高考化学二轮复习 专题2 化学基本理论 专题限时集训8 化学反应速率与化学平衡

专题限时集训(八)化学反应速率与化学平衡(对应学生用书第127页) (限时：40分钟)1(2017 淄博仿真模拟)CO常用于工业冶炼金属。在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg 与温度(t)的关系曲线如图。下列说法正确的是 () 【导学号：97184103】A通过增高反应炉的高度，延长矿石和CO接触的时间，能减少尾气中 CO的含量BCO不适宜用于工业冶炼金属CrCCO还原PbO2的反应H0D工业冶炼金属Cu时，高温有利于提高CO的转化率B增高炉的高度，增大CO与铁矿石的接触，不能影响平衡移动，CO的利用率不变， A错误；由图像可知用CO冶炼金属Cr时，lg 一直很高，说明CO转化率很低，不适合， B正确；由图像可知CO还原PbO2的温度越高，lg 越高，说明CO转化率越低，平衡逆向移动，故HK(T2)Cb中v(正)大于a中v(逆)D达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为bcaC5 min时，b容器中的反应不一定是平衡状态，则v(正)、v(逆)不一定相等，故A错误。温度越高，反应速率越快，根据b、c两点可知，升温平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，故B错误。根据图像，a容器中反应未达平衡，v(正)v(逆)，b的反应物浓度及温度都高于a，因此b中v(正)大于a中v(正)大于a中v(逆)，故C正确。因为该反应是放热反应，所以三容器达到平衡时，CO的转化率为abc，D项错误。3(2017 徐州考前打靶卷改编)在3种不同条件下，分别向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g) B(g)2D(g)HQ kJmol1。相关条件和数据见下表：实验编号实验实验实验反应温度/700700750达平衡时间/min40530n(D)平衡/ mol1.51.51化学平衡常数K1K 2K 3下列说法正确的是() 【导学号：97184104】AK 3K 2K 1B实验可能使用了催化剂C实验达平衡后容器内的压强是实验的倍D实验达平衡后，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，平衡正向 移动B根据表格数据，升高温度到750 ，n(D)减小，平衡逆向移动，K 3K 2K 1, A错误；实验与实验相比，平衡没有移动，但反应速率加快，所以实验可能使用了催化剂， B正确；实验与实验温度不同，所以压强不是物质的量比， C错误；实验的平衡常数是2A(g)B(g) 2D(g)10.50050.25 0.5050.25 0.5K4，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，Q4，QK，平衡不移动，D错误。4(2017河南高中毕业年级考前预测)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)CO(g)CH3OH(g)分别达到平衡。下列说法正确的是()容器温度/K起始浓度/(molL1)CH3OH平衡浓度H2COCH3OHmolL14000.200.1000.084000.400.200x500000.100.025A.该反应的正反应是吸热反应Bx0.16C平衡时，容器中H2的体积分数比容器的大D400 K时若再向容器中充入0.10 mol H2、0.10 mol CO和0.10 mol CH3OH，则平衡将向正反应方向移动D对比、，若温度相同，0.1 molL1的CH3OH相当于0.20 molL1的H2和0.1 molL1的CO，为等效平衡，但的温度较高，平衡时CH3OH较低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A错误；对比、，在相同温度下反应，中反应物浓度是中反应物浓度的2倍，若平衡不移动时x20.08 molL10.16 molL1，由方程式2H2(g)CO(g) CH3OH(g)可知，增大反应物浓度，平衡正向移动，故容器中CH3OH的平衡浓度大于0.082 molL10.16 molL1，故B错误；由B项分析可知，与相比，平衡正向移动，H2的转化率增大，容器中H2的体积分数比容器中的小，故C错误；由可知平衡常数K2 500，若向容器中再充入0.10 mol H2、0.10 mol CO和0.10 mol CH3OH，则Qc76.53K，则此时平衡应正向进行，故D正确。5(2017安徽淮北一模)已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色)H0。将一定量的NO2充入注射器中并密封，改变活塞位置的过程中，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法不正确的是() 【导学号：97184105】Ab点达到平衡状态Bb点与a点相比，c(NO2)、c(N2O4)均减小Cd点：v(正)v(逆)D若在c点将温度降低，其透光率将增大B曲线ab段透光率不变，说明c(NO2)保持不变，故b点达到平衡状态，A正确；a、b两点的透光率相等，说明这两点中c(NO2)、c(N2O4)分别相等，且保持不变，B错误；由图可知，d点后透光率逐渐下降，说明c(NO2)逐渐增大，即平衡逆向移动，则有v(正)0.06DA项，v(N)v(M)1.0102 mol/(Lmin)，A正确；B项，根据“三段式”计算 X(g)Y(g) M(g)N(g)起始(molL1)0.200.200 0转化(molL1)0.10 0.10 0.10 0.10平衡(molL1)0.10 0.10 0.100.10则实验中，该反应的平衡常数K1.0，B正确；C项，根据“三段式”计算 X(g)Y(g) M(g)N(g)起始(molL1)0.200.30 0 0转化(molL1)a a a a平衡(molL1)0.20a0.30a a a则实验中，该反应的平衡常数K1.0，解得a0.12，故X的转化率为100%60%，C正确；D项，反应X(g)Y(g)M(g)N(g)为气体体积不变的反应，压强不影响化学平衡，若实验温度相同，实验平衡时M的物质的量应该为0.18 mol0.10 mol，说明升高温度后平衡向逆方向移动，则该反应为放热反应；若实验的温度相同，则平衡时实验中b0.06，由于实验温度较高，且该反应为放热反应，则b0.06 mol，D错误。7温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v正v(NO2)消耗k正c2(NO2)，v逆v(NO)消耗2v(O2)消耗k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是() 【导学号：97184107】容器编号物质的起始浓度(molL1)物质的平衡浓度(molL1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.200.50.35A.达平衡时，容器与容器中的总压强之比为45 B达平衡时，容器中比容器中的大C达平衡时，容器中NO的体积分数小于50%D当温度改变为T2时，若k正k逆，则 T2T1C由容器中反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)起始量(mol/L) 0.6 0 0变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2可以求出平衡常数K0.8，平衡时气体的总物质的量为0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的体积分数为50%，1。在平衡状态下，v正v(NO2)消耗v逆v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)k逆c2(NO)c(O2)，进一步求出K0.8。A项，显然容器的起始投料与容器的平衡量相比，增大了反应物浓度，平衡将向正反应方向移动，所以容器在平衡时气体的总物质的量一定大于1 mol，故两容器的压强之比一定小于45，A错误；B项，若容器在某时刻，1。由反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.52x 0.2x因为1，解之得x，此时浓度商QcK，所以容器达平衡时，一定小于1，B错误；C项，若容器在某时刻，NO的体积分数为50%，由反应2NO2(g) 2NO(g)O2(g)起始量(mol/L) 0 0.5 0.35变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2x 0.52x 0.35x由0.52x2x0.35x，解之得，x0.05，此时浓度商Qc4.8K，说明此时反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少， C正确；D项，温度为T2时，K210.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2T1，D错误。8CO和H2被称为合成气，可以合成很多有机物，用合成气合成甲醛的过程如下：H2(g)CO(g)HCHO(g)H1a kJ/mol(主反应)2H2(g)CO(g)CH3OH(g)H2b kJ/mol(副反应)请回答下列问题： 【导学号：97184108】(1)根据上述反应，甲醛催化加氢的热化学方程式为_。(2)根据上述反应，合成甲醛的适合的操作条件为_。(3)300 时，在容积为1 L的密闭容器中加入2 mol H2和2 mol CO，随着反应的进行HCHO蒸气的体积分数如图所示。030 min内，用H2表示该反应的平均反应速率为_mol/(Lmin)，该温度下合成甲醛反应的平衡常数为_，H2的转化率为_(结果保留三位有效数字)。若达到平衡后再通入1 mol CO和1 mol H2，再次达到平衡时，CO的转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。若升高温度，该反应的平衡常数减小，则a_0(填“”或“”)。(4)HCHO在一定条件下可以被氧化成，可以和Ca2结合成CaC2O4沉淀，已知CaC2O4的Ksp为2.57109，用C2O沉淀水中的Ca2，保证Ca2沉淀完全(浓度小于1.0105 mol/L)，则C2O浓度需大于_ mol/L。将沉淀过滤后，剩余的C2O可以用酸性KMnO4溶液滴定以测定C2O的含量，则滴定过程中发生反应的离子方程式为_。【解析】(1)根据盖斯定律，由式式即可得甲醛催化加氢的热化学方程式。(2)根据题给反应，合成甲醇的反应中CO和H2的化学计量数之比为12，合成甲醛的反应中CO和H2的化学计量数之比为11，故需控制反应物的物质的量之比为11，合成甲醛的温度为300 ，合成甲醇的温度为400 ，故需控制反应温度为300 。(3)设030 min内H2的转化浓度为x molL1，则 H2(g)CO(g)HCHO(g)起始浓度/(molL1)220转化浓度/(molL1)xx x平衡浓度/(molL1)2x 2x x30 min时，HCHO的体积分数为100%75%，解得x，故030 min内H2的平均反应速率为0.057 1 mol/(Lmin)，此温度下该反应的平衡常数K21，H2的转化率为100%85.7%。恒温恒容时，再通入1 mol H2和1 mol CO，相当于加压，平衡向正反应方向移动，故CO的转化率增大。升高温度，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，故正反应为放热反应，则aKsp，故c(C2O)应大于2.57104 mol/L。酸性环境下MnO被还原成Mn2，C2O被氧化成CO2，用H保证电荷守恒，用H2O保证H和O的原子守恒。【答案】(1)H2(g)HCHO(g)CH3OH(g)H(ba) kJ/mol(2)控制H2和CO的物质的量之比为11，控制反应温度为300 (3)0.057 12185.7%增大(4)2.5710416H5C2O2MnO=10CO22Mn28H2O9氮及其化合物在生产生活中有广泛应用。 【导学号：97184109】(1)已知下列氨分解反应的活化能Ea1300 kJmol1。NH3(g) N2(g)H2(g)H反应中相关的化学键的键能数据如下：化学键HHNNNHE/(kJmol1)436946391由此计算合成氨反应N2(g)H2(g)NH3(g)的活化能Ea2_kJmol1。(2)已知：CO可将部分氮的氧化物还原为N2。反应：2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H746 kJmol1反应：4CO(g)2NO2(g)N2(g)4CO2(g)H1 200 kJmol1在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO，发生上述反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。温度：T1_T2(填“”)。某温度下，在容积为2 L的密闭容器中，反应进行10 min时放出373 kJ热量，用CO的浓度变化表示的平均反应速率v(CO)_。某温度下，反应达到平衡状态D点时，容器容积为2 L，此时的平衡常数K_(结果精确到0.01)；若在D点对反应容器升温的同时扩大容积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中AG点中的_点。(3)某温度时，Ksp(AgNO2)9.0104、Ksp(Ag2SO4)4.0105，当向含NO、SO的混合溶液中加入AgNO3溶液至SO恰好完全沉淀(即SO浓度等于1.0105 molL1)时，NO刚好开始形成沉淀，则此时c(NO)_molL1。(4)如图，在酸性条件下电解水中的CN可转化为CO2和N2，请写出阳极的电极反应式：_。【解析】(1)由表中数据可知，反应NH3(g)N2(g)H2(g)的HE(反应物)E(生成物)(3391 kJmol1)(946 kJmol1436 kJmol1)46 kJmol1。根据H与正、逆反应的活化能的关系可知，HEa1Ea2300 kJmol1Ea246 kJmol1，则有Ea2300 kJmol146 kJmol1254 kJmol1。(2)反应：2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)的正反应为气体总分子数减少的放热反应，在一定压强时，升高温度，平衡逆向移动，NO的体积分数增大。由题图可知，压强一定时，温度为T1时NO的体积分数