2013届高考化学一轮复习知能演练高分跨栏 第7章 化学反应的方向、限度与速率亮点专题集锦巩固练习 鲁科版

1 20132013 届高考化学一轮复习知能演练高分跨栏届高考化学一轮复习知能演练高分跨栏 第第 7 7 章章 化学反应的方化学反应的方 向 限度与速率亮点专题集锦巩固练习向 限度与速率亮点专题集锦巩固练习 鲁科版鲁科版 1 2011 高考新课标全国卷改编题 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下 与二氧化碳反应生成甲醇 并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池 已知 H2 g CO g 和 CH3OH l 的燃烧热 H分别为 285 8 kJ mol 1 283 0 kJ mol 1和 726 5 kJ mol 1 请回答下列问题 1 在容积为 2 L 的密闭容器中 由 CO2和 H2合成甲醇 在其他条件不变的情况下 考察 温度对反应的影响 实验结果如下图所示 注 T1 T2均大于 300 下列说法正确的是 填序号 温度为T1时 从反应开始到平衡 生成甲醇的平均速率为 v CH3OH mol L 1 min 1 nA tA 该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 该反应为放热反应 处于 A 点的反应体系从T1变到T2 达到平衡时增大 n H2 n CH3OH 2 在T1温度时 将 1 mol CO2和 3 mol H2充入一密闭恒容容器中 充分反应达到平衡后 若 CO2转化率为 则容器内的压强与起始压强之比为 3 在直接以甲醇为燃料电池中 电解质溶液为酸性 负极的反应式为 正极的反应式为 解析 1 CO2和 H2合成甲醇的化学方程式为 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 由图 像可知 B 曲线先达到平衡 因此温度T2 T1 温度高平衡时甲醇的物质的量反而低 说明 正反应是放热反应 升高温度平衡向逆反应方向移动 不利于甲醇的生成 平衡常数减小 即 错 正确 温度为T1时 从反应开始到平衡 生成甲醇的物质的量为nA mol 此时甲 醇的浓度为 mol L 1 所以生成甲醇的平均速率为 v CH3OH nA 2 nA 2tA mol L 1 min 1 因此 不正确 因为温度T2 T1 所以A点的反应体系从T1变到T2时 平衡会向逆反应方向移动 即降低生成物浓度而增大反应物浓度 所以 正确 2 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 起始的量 mol 1 3 0 0 转化的量 mol a 3a a a 平衡的量 mol 1 a 3 3a a a 所以平衡时容器内的压强与起始压强之比为 4 2a 4 2 a 2 3 在甲醇燃料电池中 甲醇失去电子 氧气得到电子 所以负极的电极反应式是 CH3OH 6e H2O CO2 6H 正极的电极反应式是 3 2 O2 6e 6H 3H2O 答案 1 2 2 a 2 3 CH3OH H2O 6e CO2 6H 3 2O2 6e 6H 3H2O 2 800 时 在一容积为 2 L 的密闭容器中 反应 2NO2 g 2NO g O2 g H a kJ mol 反应进行到 45 s 时达到平衡 体系中n NO2 随时间的变化如表所示 时间 s 0510152025 2 n NO2 mol 0 0800 0620 0500 0420 0360 030 时间 s 303540455055 n NO2 mol 0 0280 0270 0260 0250 0250 025 1 用 O2表示从 0 20 s 内该反应的平均速率v 2 写出该反应的平衡常数表达式 K 已知 K350 K300 则 a 0 填 或 3 能说明该反应已达到平衡状态的是 填序号 a v NO2 2v O2 b 容器内压强保持不变 c v逆 NO 2v正 O2 d 容器内密度保持不变 4 能使该反应的反应速率增大 且平衡向正反应方向移动的是 填序号 a 及时分离出 NO2气体 b 适当升高温度 c 增大 O2的浓度 d 选择高效催化剂 解析 1 0 20 s 内 NO2的变化浓度为 0 022 20 mol L s 所以v O2 0 022 2 20 5 5 10 4 mol L s 2 K c2 NO c O2 c2 NO2 K350 K300 说明温度升高有利于平衡正向移动 正反应方向为吸热反应 故a 0 3 a 项不能说明正 逆反应速率相等 而 c 项可以说明正 逆反应速率相等 该平衡体系是一个气体体积不相 等的反应 故在一个定容容器中 当容器内压强保持不变时 说明反应达到了平衡状态 由于反应在容积恒定的容器中进行 而且反应混合气体的质量保持不变 故不管反应是否 达到平衡状态 m V始终保持不变 4 加入催化剂不影响平衡移动 该反应的正反应 为吸热反应 所以升高温度平衡向正反应方向移动 而增大 O2的浓度 平衡则逆向移动 答案 1 5 5 10 4 mol L s 2 c2 NO c O2 c2 NO2 3 bc 4 b 3 1 在一定条件下 可逆反应达到平衡状态的本质特征是 下列关系中能 说明反应 NH4HS s NH3 g H2S g 已经达到平衡状态的是 填序号 A v正 NH3 v正 H2S B v逆 NH3 v逆 H2S C v正 NH3 v逆 H2S D v NH3 v H2S 2 在一定温度下的恒容密闭容器中 可逆反应达到平衡状态时 一些宏观物理量恒定不变 a 各物质的浓度不变 b 平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变 c 容器内 气体压强不变 d 容器内气体密度不变 e 容器内气体颜色不变 上述能说明反应 NH4HS s NH3 g H2S g 达到平衡状态的有 填序号 下 同 能说明反应 H2 g I2 g 2HI g 达到平衡状态的有 3 一定温度下 1 mol NH4HS 固体在恒容真空容器中部分分解为硫化氢和氨气后 当反应达平衡时p NH3 p H2S a Pa2 则容器中的总压强为 Pa 下图是上述反应过程中生成物浓度随时间变化的示意图 若t2时刻增大氨气的浓度且在 t3时反应再次达到平衡 请在图上画出t2时刻后氨气 硫化氢的浓度随时间的变化曲线 解析 2 由于该反应在反应前后气体的质量不变 因此不能用气体的密度来判断该反应 是否处于化学平衡状态 同样由于该反应是一个气体体积不变的反应 反应前后气体的压 强保持不变 因此也不能用压强的变化来判断反应是否处于平衡状态 3 容器中的总压 强等于氨气和硫化氢气体的分压强之和 由达平衡时p NH3 p H2S a Pa2 可得p NH3 p H2S Pa 由此可得总压强为 2 Pa t2时刻增大氨气的浓度可使平衡向逆反应 aa 方向移动 因此在t2时刻 氨气的浓度瞬间增大 硫化氢气体的浓度不变 随后两者均减 小 但在t3时刻反应再次达到平衡 氨气的浓度仍比t2时大 3 答案 1 正反应速率与逆反应速率相等 C 2 abcd abe 3 2 a 4 在一定条件下 可逆反应 2NO2 g N2O4 g H 0 达到平衡 当分别改变下列条件 时 请填空 1 保持容器容积不变 通入一定量 NO2 则达到平衡时 NO2的百分含量 填 增大 减小 或 不变 下同 保持容器容积不变 通入一定量 N2O4 则达到平衡时 NO2的 百分含量 2 保持压强不变 通入一定量 NO2 则达到平衡时 NO2的百分含量 保持压强不 变 通入一定量 N2O4 则达到平衡时 NO2的百分含量 3 保持容器容积不变 通入一定量氖气 则达到平衡时 NO2的转化率 保持压强 不变 通入氖气使体系的容积增大一倍 则达到平衡时 NO2的转化率 解析 1 保持容器容积不变 通入一定量 NO2 则增加了 NO2的浓度 所以平衡正向移动 且 NO2转化率比原来大 NO2的含量减小 保持容器容积不变 通入一定量 N2O4 则增加了 N2O4的浓度 所以平衡逆向移动 但其进行的程度比原来的 N2O4的转化率要小 所以 NO2 的含量减小 2 保持压强不变 通入一定量 NO2或 N2O4 不影响平衡 所以 NO2的含量不 变 3 保持容器容积不变 通入一定量氖气 此过程中各物质的物质的量都没发生改变 所以平衡不移动 NO2的转化率不变 保持压强不变 通入氖气使体系的容积增大一倍 则 相当于减小压强 所以平衡向生成 NO2的方向移动 所以 NO2的转化率会减小 答案 1 减小 减小 2 不变 不变 3 不变 减小 5 2012 山东济南高三第一次模拟 某合成气的主要成分是一氧化碳和氢气 可用于合成 甲醚等清洁燃料 由天然气获得该合成气过程中可能发生的反应有 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H1 206 1 kJ mol CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g H2 247 3 kJ mol CO g H2O g CO2 g H2 g H3 请回答下列问题 1 在一密闭容器中进行反应 测得 CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图 1 所示 反应进行的前 5 min 内 v H2 10 min 时 改变的外界条件可能是 2 如图 2 所示 在甲 乙两容器中分别充入等物质的量的 CH4和 CO2 使甲 乙两容器初 始容积相等 在相同温度下发生反应 并维持反应过程中温度不变 已知甲容器中 CH4 的转化率随时间的变化如图 3 所示 请在图 3 中画出乙容器中 CH4的转化率随时间变化的 图像 3 反应 中 H3 800 时 反应 的平衡常数K 1 测得该温度下密闭容 4 器中某时刻各物质的物质的量见下表 COH2OCO2H2 0 5 mol8 5 mol2 0 mol2 0 mol 此时反应 中正 逆反应速率的关系式是 填代号 a v 正 v 逆 b v 正 v 逆 c v 正 v 逆 d 无法判断 4 用该合成气制取甲醚的化学方程式为 该反应的原子利用率为 设反应完全进行 用质量百分比表示 解析 1 应根据图像先计算 CH4的反应速率 再计算 H2的生成速率 10 min 时 改变的 条件不可能是增大容器体积 否则改变条件的瞬间 CH4浓度应突然减小 改变的条件可能 是升高温度 或充入水蒸气 2 甲容器反应开始后压强增大 乙容器压强不变 体积增大 可看成是由甲减压得到乙 故乙容器的反应速率慢 CH4的转化率大 3 根据盖斯定律 反应 减去反应 即可得到反应 进而通过计算求得 H3 根据浓 度商 1 K 可知反应向正反应方向进行 即v 正 v 逆 2 2 0 5 8 5 4 根据质量守恒定律可知 反应的化学方程式为 2CO 4H2 CH3OCH3 H2O 可以求出甲 醚质量占反应物总质量的 71 9 答案 1 0 3 mol L min 升高温度 或充入水蒸气 2 3 41 2 kJ mol a 4 2CO 4H2 CH3OCH3 H2O 71 9 6 一定温度下某容积固定的密闭容器中加入 2 mol A 和 1 mol B 发生如下反应 2A g B g 3C g D s H Q kJ mol 1 Q 0 当反应达到平衡后 反应放出的热量为Q1 kJ 物质 A 的转化率为 请回答下列问题 1 Q1 Q 填 或 理由是 2 A 的转化率 用含Q Q1的代数式表示 平衡后 若加入少量物质 D A 的转化率会 填 增大 减小 或 不变 3 反应达到平衡后 若升高温度 K 填 增大 减小 或 不变 混合气 体的平均相对分子质量 填 增大 减小 或 不变 4 维持温度不变 若起始时向容器中加入的物质如下列四个选项 则反应达到平衡后放出 的热量仍为Q1 kJ 的是 稀有气体不参与反应 A 2 mol A 1 mol B 1 mol Ar B 3 mol C 1 mol D C 1 mol A 0 5 mol B 1 5 mol C 0 5 mol D D 2 mol A 1 mol B 1 mol D 解析 本题综合考查了反应热 转化率 化学平衡移动等之间的关系 虽然综合性强 但 每一问难度并不是很大 运用解化学平衡类试题的基本技巧即可顺利求解 因是可逆反应 5 2 mol A