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文档简介
1、高考化学试题分类汇编化学反应速率化学平衡及其移动(共四大重点部分)精选训练及详解答案第一部分化学反应速率和化学平衡(2010 天津卷)6下列各表述与示意图一致的是a图 表示 25时,用 0.1 mol l1盐酸滴定 20 ml 0.1 mol l1 naoh溶液,溶液的 ph 随加入酸体积的变化b图 中曲线表示反应 2so2(g) + o2(g) 2so3(g); h 0 正、逆反应的平衡常数 k随温度的变化c图 表示 10 ml 0.01 mol l1km no4酸性溶液与过量的0.1 mol l1h2c2o4溶液混合时, n(mn2+) 随时间的变化d图 中 a、b 曲线分别表示反应ch2
2、ch2 (g) + h2(g)ch3ch3(g); h 0 使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化解析:酸碱中和在接近终点时, ph 会发生突变, 曲线的斜率会很大, 故 a 错;正逆反应的平衡常数互为倒数关系,故b 正确;反应是放热反应,且反应生成的mn2+对该反应有催化作用,故反应速率越来越快,c错;反应是放热反应,但图像描述是吸热反应,故d错。答案: b 命题立意:综合考查了有关图像问题,有酸碱中和滴定图像、正逆反应的平衡常数图像,反应速率图像和能量变化图像。(2010 重庆卷) 1022coclgco g +clg ;0.h当反应达到平衡时,下列措施:升温恒容通入惰性气体增加 co
3、 的浓度 减压加催化剂恒压通入惰性气体,能提高cocl2转化率的是abcd10. 答案 b 【解析】 本题考查化学平衡的移动。该反应为体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加co的浓度,将导致平衡逆向移动。【方法提炼】 对于恒容容器,通入稀有气体,由于容器的体积不变,各组分的浓度保持不变,故反应速率保持不变,平衡也即不移动。若为恒压容器,通入稀有气体,容器的体积膨胀,对于反应则相当于减压。(2010 安徽卷)10.低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:2nh2(g)no(g)nh2(
4、g)150催化剂2h3(g)3h2o(g)h p3;d 项,a1+b1=1.,而 a2 a3,所以a1+ a3”、“”或“ ”)。 若加入ch3oh 后,经10 min 反应达到平衡,此时c(ch3oh) _;该时间内反应速率v(ch3oh) _。解析: (1)煤生成水煤气的反应为c+h2o高温co+h2。(2)既然生成两种酸式盐,应是nahco3和 nahs ,故方程式为:na2co3+h2s=nahco3+nahs 。(3)观察目标方程式,应是2+ +,故h=2h1+h2+h3=-246.4kj mol -1。正反应是放热反应,升高温度平衡左移,co转化率减小;加入催化剂,平衡不移动,转化
5、率不变;减少co2的浓度、分离出二甲醚,平衡右移,co转化率增大;增大 co浓度,平衡右移,但co转化率降低;故选c、e。(4)此时的浓度商q=44.044.06 .06 .0=1.86400,反应未达到平衡状态,向正反应方向移动,故正逆;设平衡时生成物的浓度为0.6+x,则甲醇的浓度为( 0.44-2x)有:400=22)244. 0()6. 0(xx,解得 x=0.2 mol l-1,故 0.44 mol l-1-2x=0.04 mol l-1。由表可知,甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) moll-1=1.64 mol l-1,其平衡浓度为 0.04 mol l-1,10min 变化
6、的浓度为 1.6 mol l-1,故(ch3oh)=0.16 mol l-1 min-1。答案: (1) c+h2o高温co+h2。(2) na2co3+h2s=nahco3+nahs (3) -246.4kj mol -1 c、e (4) 0.04 mol l-1 0.16 mol l-1 min-1命题立意:本题是化学反应原理的综合性试题,考查了化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡移动原理,和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率的计算等。(2010 全国卷1)27.(15 分)在溶液中,反应a+2bc 分别在三种不同实验条件 下 进 行 , 它 们 的 起 始
7、 浓 度 均 为( )0.100/c amoll、()0.200/c bmoll及()0/c cmoll。反应物 a 的浓度随时间的变化如下图所示。请回答下列问题:(1)与比较,和分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:_ ;_ ;(2)实验平衡时b 的转化率为 _;实验平衡时c 的浓度为_ ;(3)该反应的h_0 ,判断其理由是_ ;(4)该反应进行到4.0min 时的平均反应速度率:实验:bv =_ ;实验:cv =_ 。【解析】(1)使用了(正)催化剂;理由:因为从图像可看出,两者最终的平衡浓度相同,即最终的平衡状态相同,而比所需要的时间短,显然反应速率加快了,故由影响反应速
8、率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;升高温度;理由:因为该反应是在溶液中进行的反应,所以不可能是改变压强引起速率的改变,又由于各物质起始浓度相同,故不可能是改变浓度影响反应速率,再由于和相比达平衡所需时间短,平衡时浓度更小,故不可能是改用催化剂,而只能是升高温度来影响反应速率的(2)不妨令溶液为 1l,则中达平衡时a 转化了 0.04mol,由反应计量数可知 b 转化了 0.08mol,所以 b 转化率为%0.40%100200.008.0;同样在中 a 转化了 0.06mol,则生成 c 为 0.06mol,体积不变,即平衡时c(c)=0.06mol/l (3) h0;理由:由和进行对
9、比可知升高温度后a 的平衡浓度减小,即 a 的转化率升高,平衡向正方向移动,而升温是向吸热的方向移动,所以正反应是吸热反应,h0 (4)从图上读数,进行到4.0min 时,实验的a 的浓度为: 0.072mol/l,则c(a)=0.10-0.072=0.028mol/l,1min)(007.0min0. 4/028.0/)()(lmollmoltaca,bv =2a=0.014mol(l min)-1;进行到 4.0mi 实验的 a 的浓度为:0.064mol/l:c(a,) =0.10-0.064=0.036mol/l,1min)(009.0min0. 4/036.0/)()(lmollmo
10、ltaca,cv =a=0.0089mol(l min)-1【答案】 (1)加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时a 的浓度未变温度升高;达到平衡的时间缩短,平衡时a 的浓度减小(2)40%(或 0.4) ;0.06mol/l; (3);升高温度向正方向移动,故该反应是吸热反应(4)0.014mol(l min)-1;0.008mol(l min)-1【命题意图】考查基本理论中的化学反应速率化学平衡部分,一些具体考点是:易通过图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素(如:浓度,压强,温度,催化剂等) 、反应速率的计算、平衡转化率的计算,平衡浓度的计算,h的判断;以及计算能力,分析能力
11、,观察能力和文字表述能力等的全方位考查。【点评】本题所涉及的化学知识非常基础,但是能力要求非常高,观察和分析不到位,就不能准确的表述和计算,要想此题得满分必须非常优秀才行!此题与 2009年全国卷 ii 理综第 27 题,及安微卷理综第28 题都极为相似,有异曲同工之妙,所以对考生不陌生!(2010 广东理综卷)31 (16 分)硼酸( h3bo3)在食品、医药领域应用广泛。(1)请完成 b2h6气体与水反应的化学方程式:b2h6 + 6h2o=2h3bo3 +_ 。(2)在其他条件相同时,反应h3bo3 +3ch3ohb(och3)3 +3h2o中,h3bo 3的转化率()在不同温度下随反应
12、时间(t)的变化见图 12,由此图可得出: 温 度 对 应 该 反 应 的 反 应 速 率 和 平 衡 移 动 的 影 响 是 _ _ 该反应的h_0(填“”).(3)h3bo 3溶液中存在如下反应:h3bo 3(aq)+h2o(l)b(oh)4-( aq)+h+(aq)已知 0.70 mol l-1 h3bo 3溶液中,上述反应于 298k达到平衡时, c平衡(h+)=2. 0 10-5mol l-1,c平衡(h3bo 3)c起始(h3bo 3) ,水的电离可忽略不计,求此温度下该反应的平衡常数k (h2o的平衡浓度不列入k的表达式中,计算结果保留两位有效数字)解析: (1)根据元素守恒,产
13、物只能是 h2,故方程式为 b2h6 + 6h2o=2h3bo3 +6h2。(2)由图像可知,温度升高,h3bo3的转化率增大,故升高温度是平衡正向移动,正反应是吸热反应, ho。(3) k=)(334bohhohb=7.010210255=710答案:(1) b2h6 + 6h2o=2h3bo3 +6h2(2) 升高温度,反应速率加快,平衡正向移动ho (3) 710或 1.43 (2010 山东卷) 28 (14 分)硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应: so2+2h2o+i2= h2so4+2hi 2hih2+i2 2h2so42=2so2+o2+2h2o (1)分析上述反应,下列判断
14、正确的是。 a反应易在常温下进行b反应中2so 氧化性比 hi 强c循环过程中需补充h2o d循环过程中产生1mol o2的同时产生 1mol h2 (2)一定温度下,向1l密闭容器中加入1mol hi(g) ,发生反应, h2物质的量随时间的变化如图所示。 02 min 内的平均放映速率v(hi)= 。该温度下,h2(g)+i2(g)2hi(g)的平衡常数 k= 。相同温度下,若开始加入hi(g)的物质的量是原来的2 倍,则是原来的2 倍。a平衡常数 bhi 的平衡浓度 c达到平衡的时间 d平衡时 h2的体积分数(3)实验室用 zn和稀硫酸制取 h2,反应时溶液中水的电离平衡移动(填“向左”
15、 “向右”或者“不”) ;若加入少量下列试剂中的,产生 h2的速率将增大。 a nano3 bcuso4 cna2so4 dnahso3 (4)以 h2为燃料可制成氢氧燃料电池。已知 2h2(g)+o2(g)=2h2o(i) h=-572kjmol-1 某氢氧燃料电池释放2288kj 电能时,生成1mol 液态水,该电池的能量转化率为。解析: (1)h2so4在常温下,很稳定不易分解,这是常识,故a 错;反应中so2是还原剂,hi 是还原产物, 故还原性 so2hi , 则 b 错; 将和分别乘以2 和相加得: 2h2o=2h2+o2,故 c 正确 d 错误。(2) (h2)=0. 1mol/
16、1l/2min=0.05 moll-1 min-1,则 (hi)=2 (h2)=0.1 moll-1 min-1;2hi(g)=h2(g)+i2(g) 2 1 1 起始浓度 /mol l11 0 0 变化浓度 /mol l1: 0.2 0.1 0.1 平衡浓度 /mol l1: 0.8 0.1 0.1 则 h2(g)+i2(g)= 2hi(g) 的平衡常数k=lmollmollmol/1.0/1.0)/8.0(2=64mol/l 。若开始时加入hi 的量是原来的2 倍,则建立的平衡状态和原平衡是等比平衡,hi 、h2、i2 的物质的量、平衡浓度都是原来的两倍;各组分的百分含量、体积分数相等,平
17、衡常数相等(因为温度不变) ;因开始时的浓度增大了,反应速率加快,达平衡时间不可能是原来的两倍,故选 b. (3)水的电离平衡为2h ohoh,硫酸电离出的()c h对水的电离是抑制作用,当zn消耗了h,()c h减小,水的电离平衡向右移动;若加入3nano,溶液变成3hno的溶液了,不再生成h2;加入的3nahso会和h反应,降低()c h,反应速率减慢;24na so的加入对反应速率无影响;加入 cuso4 后,zn与置换出的cu 构成原电池, 加快了反应速率,选 b. (4)根据反应方程式,生成1mol 水时放出热量为:572kj12=286 kj,故该电池的能量转化率为228.8100
18、%80%286kjkj答案:(1)c (2) 0.1 mol l-1 min-1 ;64mol/l ;b (3)向右; b (4) 80% (2010 福建卷)23 (15分)j、l、m 、r、t 是原子序数依次增大的短周期主族元素,j、r 在周期表中的相对位置如右表; j 元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等;m是地壳中含量最多的金属元素。( 1) m 的 离 子 结构 示意 图 为 _; 元素 t 在周 期 表 中 位 于 第 _族 。(2)j 和氢组成的化合物分子有6 个原子,其结构简式为 _。(3) m和 t形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾,反应的化学方程式为 _。(4
19、)l 的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。在微电子工业中,甲的水溶液可作刻蚀剂h2o2的清除剂,所发生反应的产物不污染环境,其化学方程式为_。一定条件下,甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应(h0 )并达平衡后,仅改变下表中反应条件x, 该平衡体系中随 x 递增 y 递减的是 _ (选填序号)。选项a b c d x 温度温度加入 h2的物质的量加入甲的物质的量y 甲的物质的量平衡常数 k 甲的转化率生成物物质的量总和(5)由 j、r形成的液态化合物jr202mol 在 o2中完全燃烧,生成两种气态氧化物,298k时放出热量 215kj。 该反应的热化学方程式为_。解析: (1) j 元素最低
20、负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等, 可以判断 j 元素为碳元素; m是地壳中含量最多的金属元素为铝元素;根据j、r在周期表中的相对位置可以判断 r为硫元素,则 t为氯元素,处于第三周期第七主族(2)j 和氢组成含有 6 个原子的分子为乙烯,其结构简式为22chch(3)m和 t 形成的化合物为3alcl,与水反应3233()3alclh oal ohhcl,其中氯化氢气体呈雾状(4)氨水与双氧水发生氧化还原反应:322222226nhh oh onh o生成无污染的氮气;甲在固体体积的密闭容器中发生分解反应0h,0h表明正反应为吸热反应,升高温度, 平衡朝着正方向移动,甲物质的量减少;
21、加入2h的物质的量即增加生成物的浓度,平衡朝逆方向移动,甲的转化率减小(5)jr2为 cs2, 燃烧生成二氧化碳和二氧化硫,依题意可以很快的写出反应的热化学方程式22221312( )( )( )5555csogcogsog1275hkj mol答案: (1) ; a (2)22chch(3)3233()3alclh oal ohhcl,(4)322222226nhh oh onh oa 和 c;a 或 c(5)22221312()( )( )5555csogcogso g1275hkj mol(2010 上海卷) 25接触法制硫酸工艺中,其主反应在450并有催化剂存在下进行:2232( )(
22、)2( )190so gogso gkj1)该反应所用的催化剂是 (填写化合物名称 ) ,该反应 450时的平衡常数 500时的平衡常数 ( 填“大于”、“小于”或“等于”)。2)该热化学反应方程式的意义是a23()2sov ov正逆() b容器中气体的平均分子量不随时间而变化c容器中气体的密度不随时间而变化 d 容器中气体的分子总数不随时间而变化4)在一个固定容积为5l 的密闭容器中充入0.20 mol so2和 0.10molso2,半分钟后达到平衡,测得容器中含so30.18mol,则2()v o= mol.l-1.min-1:若继续通入 0.20mol so2和 0.10mol o2,
23、则平衡移动( 填“向正反应方向”、“向逆反应方向” 或“不” ),再次达到平衡后, moln(so3) mol。答案: 1)五氧化二钒( v2o5) ;大于; 2)在 450时, 2molso2气体和 1molo2气体完全反应生成2molso3气体时放出的热量为190kj;3)bd;4)0.036;向正反应方向; 0.36 ;0.40 。解析:此题考查了工业制硫酸、 化学平衡常数、 热化学方程式、 化学平衡状态、有关化学平衡的计算等知识。1)工业制硫酸时二氧化硫催化氧化使用的催化剂是五氧化二钒;该反应正向放热,故温度越高化学平衡常数越小;2)热化学方程式表示的是 450时,2molso2气体和
24、 1molo2气体完全反应生成2molso3气体时放出的热量为 190kj;3)根据化学平衡状态的特征,容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时,说明反应达到平衡状态;4)当达到平衡时,容器中 so3的物质的量为 0.18mol,则 v(so3)=0.072mol.l-1.min-1,则 v(o2)=0.036mol.l-1.min-1;再继续通入 0.20molso2和 0.10molo2时,平衡向正反应方向移动,在此达到平衡时, so3的物质的量介于0.36 和 0.40 之间。知识归纳:化学平衡常数只是和温度相关的函数,其随温度变化而变化。若正反应为吸热反应,温度
25、升高k值增大;若正反应为放热反应,温度升高k值减小。(2010 江苏卷) 17.(8 分)下表列出了3 种燃煤烟气脱硫方法的原理。(1) 方法中氨水吸收燃煤烟气中2so 的化学反应为:3224232()nhsoh onhso4232243()2nhsosoh onh hso能提高燃煤烟气中2so 去除率的措施有 (填字母)。a增大氨水浓度b.升高反应温度c.使燃煤烟气与氨水充分接触d. 通入空气使3hso 转化为42so采用方法脱硫, 并不需要预先除去燃煤烟气中大量的2co ,原因是 (用离子方程式表示)。(2) 方法重要发生了下列反应:222( )( )( )2( )co gso gs gc
26、og18. 0 jhkm o l2222()()()2()hgsogs gh o g19 0. 4jhkm o l222( )( )2( )co gogcog15 6 6. 0 jhkm o l2222()()2()hgogh o g14 8 3. 6 jhkm o l( )s g与2( )og 反应生成2( )so g 的热化学方程式为。(3) 方法中用惰性电极电解3nahso 溶液的装置如右图所示。阳极区放出气体的成分为。(填化学式)【答案】(1)ac (2)s(g)+o2(g)= s o2(g)h=-574.0kjmol-1 (3) o2 so2【解析】本题考察的知识比较散,涉及到环境保
27、护,一道题考察了几个知识点。覆盖面比较多。但盖斯定律、热化学方程式、离子方程式、点击方程式都是重点内容( 1)提高 so2的转化率,可以增大氨水的浓度、与氨水充分接触;不需要通入 co2的原因是因为 hco3+so2=co2+hso3而产生 co2 (2)主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形,注意反应热的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。 (3)阴极的电极产生的气体为o2和 so2. (2010 重庆卷) 29 (14分)钒( v)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域(1)v2o5是接触法制硫酸的催化剂一定条件下,2so 与空气反映 t min 后,2so 和3so 物
28、质的量浓度分别为a mol/l 和 b mol/l, 则2so 起始物质的量浓度为mol/l ;生成3so 的化学反应速率为mol/(l min) 工业制硫酸,尾气2so 用_吸收(2)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,其原理如题29 图所示当左槽溶液逐渐由黄变蓝,其电极反应式为充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由色变为色放电过程中氢离子的作用是和;充电时若转移的电子数为3.01 1023个,左槽溶液中n(h+)的变化量为29答案( 14分)(1)ab;/b t氨水(2)2222vohevoh o绿紫参与正极反应 ; 通过交换膜定向移动使电流通过溶液
29、;0.5mol 【解析】 本题考查以钒为材料的化学原理题,涉及化学反应速率和电化学知识。(1) 由 s守恒可得,2so 的起始浓度为( a+b)mol/l。2so 的速率为单位时间内2so 浓度的变化,即 b/tmol/( lmin) 。2so 可以用碱性的氨水吸收。(2) 左槽中,黄变蓝即为22vo生成2vo,v 的化合价从 +5 降低为 +4,得一个电子, 0 原子减少,从图中知,其中h发生了移动,参与反应,由此写成电极反应式。作为原电池,左槽得电子,而右槽失电子。充电作为电解池处理,有槽中则为得电子,对应化合价降低,即为3v生成2v,颜色由绿生成紫。由电极反应式知,h参与了反应。溶液中离
30、子的定向移动可形成电流。 n=n/na=3.012310/6.022310=0.5mol。【规律总结】 电化学试题的分析一般是从化合价着手,对于原电池,化合价升高的作为负极,化合价降低的作为正极,两极方程式相加即可得总反应。对于电解池,化合价升高作为阳极,降低的作为阴极。两者之间的关系是:正极反应式颠倒即为阳极反应式,负极反应式颠倒即为阴极反应式。第二部分化学反应的速率一、选择题 (包括 8 小题。 16 小题只有一个选项符合题意,78 小题有两个选项符合题意。)1.(2009 年福建五校)常温常压下将氢气和氧气混合在一起,即使过上几年,它们也不会发生化合反应生成水。然而只要给一个电火花,氢气
31、就迅速与氧气反应生成水。反应过程中的能量变化如下图a 所示。对比下图b 中的情景,漫画中的羊供给石头的“能量”相当于图a中的 ( ) a.e2b.e2-e1c.e3-e2d.e32.( 2010 年泰州质检)一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2hi(g)=h2(g)+i2(g) 。若 c(hi)由 01 mol-1l降到 0.07 mol-1l时,需要 15 s,那么 c( hi)由 0.07 mol-1l时降到 0.05 mol -1l时,所需反应的时间为( ) a.等于 5 s b.等于 10 s c.大于 10 s d.小于 10 s 3.在一定温度下,容器内某一反应中m、
32、n 的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列表述中正确的是( ) a.反应的化学方程式为:2m=n b.t2时,正逆反应速率相等c.t3时,正反应速率大于逆反应速率d.t1时, n 的浓度是m 浓度的 2 倍4.(2009 年浙江台州)在一定温度时,n2与 h2反应过程中能量变化的曲线如右图所示。下列叙述正确的是( ) a.该反应的热化学方程式为:n2+3h2=2nh3;h=-92 kj b.b 曲线是加入催化剂时的能量变化曲线c.加入催化剂,该化学反应放出的热量增多d.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率5.(2010 年枣庄模拟)可逆反应ma(g)+nb(g)=pc(g)+gd
33、( g)的 v-t 图象如下图甲,若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t 图象如下图乙。a1=a2a1a2b1=b2b1t2 t1=t2两图中阴影部分面积相等乙图阴影部分面积更大以上正确的为( ) a.b.c.d.6.反应 a+bc的反应速率方程式为:v=kc(a) c(b) ,v 为反应速率, k 为速率常数。当c(a)=c(b)=1 mol-1l时,反应速率在数值上等于速率常数。下列说法正确的是( ) a.只增大 c(a)时, v 也增大b.只增大 c(a)时, v 值不变c.只升高温度时 ,k 值不变d.只升高温度时,k 值变小7.某温度下, 反应 2n2o5=4no
34、2+o2。开始时 c (n2o5)=0.0408 mol -1l,经 1 min 后测得 c (n2o5)=0.030 mol-1l,则该反应速率为( ) a.v(n2o5)=1.0810-4 mol-1ls-1 b.v(n2o5)=1.810-4 mol (l s)-1 c.v(o2)=9.010-5 mol (ls)-1 d.2v(no2)=v(n2o5)8.(2009 年盐城质检)反应c (s)+h2o( g)=co (g)+h2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( ) a.增加 c的量b.将容器的体积缩小一半c.保持体积不变,充入n2使体系压强
35、增大d.保持压强不变,充入n2使容器体积增大二、非选择题9.在化学反应中, 只有活化分子才能发生有效碰撞而发生化学反应。使普通分子变成活化分子所需提供的平均能量叫活化能,其单位通常用kjmo-1l表示。请观察下图,回答问题。(1)图中所示反应是_(填“吸热”或“放热”)反应 h 是_(用e1、e2表示)。(2)已知热化学方程式:h2(g)+1/2o2(g)=h2o(g);h=-241.8 kjmo-1l,该反应的活化能为 167.2 kjmo-1l,则其逆反应的活化能为_。(3)对于同一反应,图中虚线()与实线()相比,活化能大大降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是_
36、。10.在相同条件下进行mg 与 hcl、ch3cooh反应的对照实验,相关数据如下:mg 的质量酸量开始时反应速率产生 h2总量0.24 g hcl0.2 mol-1l100 ml v1 n1 0.24 g ch3cooh 0.2 mol-1l100 ml v2 n2(1)试比较有关量的大小:v1_v2,n1_n2(填“ ” 、 “ =”或“ v2。 (2)改变条件使实验中v1降低, n1不变, 需满足 c (h+)降低, n(h+)保持不变,因此可采取向盐酸中加水稀释或降低温度或加入ch3coona固体等方法。答案 :( 1)= (2)加少量 h2o 降温(或加少量ch3coona固体 )
37、 11.解析 :.(1)在 02 min 内,曲线斜率逐渐增大,说明反应速率逐渐增大。在2 min4 min内, hcl 的浓度变小,但曲线的斜率变大,说明该反应是放热反应,且温度对反应速率的影响比浓度对反应速率的影响更显著,反应速率最大。在4 min6 min 内,曲线的斜率逐渐变小,温度的影响变小,浓度成为影响反应速率的主要因素,反应速率减小。( 2)根据反应caco3+2hcl=cacl2+co2+h2o可知,在 04 min 内, 消耗 hcl的物质的量为0.6 mol,故 v (hcl)=0.6 mol1000 ml4 min=0.15 mol l-1min-1。 (3)6 min
38、后,曲线变得平行于4轴,曲线斜率为 0,反应速率为0,说明至少有一种反应物反应完全。.( 1)作为已知考虑的因素有反应速率加快,可能引起溶液中反应速率加快增加浓度,加压,升温,加正催化剂。联系题意可排除,由于题意中不涉及热量变化,故不需考虑;接下来考虑,但题中无外加物,所以只能考虑c(h+)的变化, kclo3 cl-,nahso3so42-+h+na+, c(h)+增大,反应速率v 增大。答案 : .(1)24 min 曲线斜率大放热(2)0.15 moll-1min-1(3)0 因为不再产生气体(或至少有一种物质反应完).(1)2kclo3+6nahso3= 3na2so42-+2kcl+
39、3h2so4溶液中 c(h+)增大是影响反应速率的主要因素,化学反应速率加快(2)反应后期,反应物浓度减小,使反应速率减慢成为影响反应速率的主要因素,化学反应速率减慢12.解析 :(1)对比实验4 和 5,其反应条件的区别为金属的状态,实验4 为丝状,实验5 为粉末状。这说明固体反应物的表面积对反应速率有影响。从金属消失的时间可看出,固体反应物表面积越大,反应速率越快。能表明同一规律的实验还有1 和 2。 (2)观察表中数据可看出实验 1、3、4、6、8 及实验 2、5 所选择的实验条件仅是反应物浓度不同,能表明反应物浓度对反应速率产生影响。(3)观察 6、7 及 8、9 实验,可见本实验中响
40、反应速率的因素还有温度。( 4)因为所有反应中,金属质量和硫酸溶液体积均相等且硫酸过量,产生热量相等,所以溶液温度变化值相近。答案 :( 1)固体反应物的表面积表面积越大1 和 2 (2)1、3、4、 6、8 或 2、5(3)反应温度6 和 7 或 8 和 9(4)因为所有反应中,金属质量和硫酸溶液体积均相等,且硫酸过量,产生热量相等,所以溶液温度变化值相近第三部分化学平衡化学反应的限度一、选择题 (包括 8 小题。 16 小题只有一个选项符合题意,78 小题有两个选项符合题意。)1.在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:h2(g)+i2(g)=2hi(g)已知 h2和 i2的起始浓度
41、均为0.10 mol-1l时,达平衡时hi 的浓度为0.16 mol-1l。若 h2和 i2 的起始浓度均变为0.20 mol-1l,则平衡时h2的浓度( mol-1l)是 ( ) a.0.16 b.0.08 c.0.04 d.0.02 2.(2009 年广州综合)用于净化汽车尾气的反应:2no(g)+2co(g) =2co2(g)+n2(g),已知该反应速率极慢,570 k时平衡常数为11059。下列说法正确的是( ) a.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有no 或 co b.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度c.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂d.570 k时该反应正向
42、进行的程度很大,故使用催化剂并无实际意义3.(2008 年北京卷)工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:siclx(g)+2h2(g)=si ( s)+4hcl(g);h=+q kjmo-1l( q0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是( ) a.反应过程中,若增大压强能提高siclx的转化率b.若反应开始时sicl4为 1 mol,则达平衡时,吸收热量为q kj c.反应至 4 min 时,若 hcl 浓度为 0.12 mol-1l,则 h2的反应速率为0.03 mol-1lmin-1 d.当反应吸收热量为0.025q kj 时,生
43、成的hcl 通入 100 ml 1 mol -1l的 naoh 溶液恰好反应4.一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%,与反应前的体积相比,反应后体积缩小的百分率是( ) a.16.7% b.20.0% c.80.0% d.83.3% 5.(2009 年全国卷)下图表示反应x(g)=4y(g)+z(g),h0 b.容器中气体的总物质的量e点大于 d 点c.f点的正反应速率大于逆反应速率d.v(甲醇) =nb/3tb mol/ (lmin)表示 500 时以上反应在d 点的速率7.(2009 年广州调研)工业制硝酸的其中一步反应为氨的氧化,反应方程式为:4nh
44、3(g)+5o2(g)=4no(g)+6h2o(g) ;h=-1025 kj/mol 氧化过程中还伴随有n2o、n2等物质生成。有关该反应的说法正确的是( ) a.反应处于平衡状态时,c(nh3) c(o2)=c(no) c(h2o)b.反应达到平衡后,3v 正( nh3)=2v 逆( h2o)c.其他条件不变,温度越高,氨的转化率越高d.寻找合适的催化剂是加快反应速率并提高no 产率的有效措施8.(2009 年深圳二调)一定条件下在固定容积的密闭容器中充入a mol o2和 b mol so2发生反应: 2so2+o2=2so3。反应过程中物质的浓度变化如右图所示。下列有关判断正确的是( )
45、 a.y线是表示so2的浓度变化b.反应在 t1 时刻达到平衡状态c.平衡状态时,容器中气体密度不再改变d.再往该容器中充入a mol o2和 b mol so2,该条件下重新达到平衡时c(so3)1.2 mol-1l 二、非选择题9.(2010 年济南质检)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:co2( g)+h2(g)=co(g) +h2o(g),其化学平衡常数k和温度 t 的关系如下表:t/700 800 830 1000 1200 k 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为k=_。(2)该反应为 _反应(选填“吸热”或“放热”) 。
46、(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_。a.容器中压强不变b.混合气体中c(co)不变c.v正( h2)=v 逆( h2o)d.c(co2)=c(co)(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(co2) c( h2)=c(co) c(h2o) ,试判断此时的温度为_ 。10.(2009 年南京质检)已知化学反应:fe(s) +co2(g)=feo(s)+co(g),其平衡常数为k1;化学反应:fe(s) +h2o(g)=feo(s)+h2(g) ,其平衡常数为k2。在温度973 k 和 1173 k 情况下, k1、k2的值分别如下:温度k1k2973 k 1.47 2.38 1173
47、k 2.15 1.67 (1)通常表格中的数值可以推断:反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)现有反应:co2(g)+h2(g) =co ( g)+h2o(g) ,请你写出该反应的平衡常数k3的数学表达式:k3=_。(3)根据反应与可推导出k1、k2与 k3之间的关系式 _。据此关系式及上表数据,也能推断出反应是_(填“吸热”或“放热”)反应,要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有_(填写序号)。a.缩小反应容器容积b.扩大反应容器容积c.降低温度d.升高温度e.使用合适的催化剂f. 设法减少co的量(4)图甲、乙分别表示反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某
48、个条件而发生变化的情况:图甲中t2时刻发生改变的条件是_ 。图乙中t2时刻发生改变的条件是_ 。11.(2008 年宁夏卷)已知可逆反应:m(g)+n(g)=p(g)+q(g),h0,请回答下列问题: ( 1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(m)=1 mol-1l,c(n)=2.4 mol-1l;达到平衡后,m 的转化率为60%,此时 n 的转化率为 _;(2)若反应温度升高,m 的转化率 _(填“增大” “减小”或“不变” ) ;(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(m)=4 mol -1l,c(n) =a mol-1l;达到平衡后,c(p)=2 mol-1l, a=_;
49、(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(m)=c(n)=b mol-1l,达到平衡后,m的转化率为 _。12.(2009 年浙江卷)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的no 会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的no 和 co转变成 co2和 n2,化学方程式如下:2no+2co催化剂2co2+n2为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的no 和 co浓度如下表:时间 /s 0 1 2 c(no)mol-1l 1.00 10-34.5010-42.5010-4 c(co)/mol -1l 3.60 10-33.0510-32.8510-3时间
50、/s 3 4 5 c(no)/mol -1l 1.50 10-41.0010-41.0010-4c(co)/mol -1l 2.75 10-32.7010-32.7010-3请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 h_0(填写“ ” 、 “” 、 “=” ) 。(2)前 2 s 内的平均反应速率v(n2)=_。(3)在该温度下,反应的平衡常数k=_。( 4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高no 转化率的是_。a.选用更有效的催化剂b.升高反应体系的温度c.降低反应体系的温度d.缩小容器的体积(5)研究表明:在
51、使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号t/no初 始 浓 度mol-1l co初始浓度 / mol-1l 催化剂的比表面积/m2g-1 280 1.20 10-35.8010-382 124 350 124 请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中no 浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。参考答案 :(2)可用 k解释。(3)可用等效平衡解释。答案 :c 2.解析 :该反应为可逆
52、反应,因此排出的气体中仍有no 和 co,a 错;不能确定该反应的热效应,因此升高温度平衡移动的方向不确定,b错;使用催化剂可以缩短反应所需的时间,c 正确, d 错。答案 :c 3.解析 :a 项,增大压强,平衡向逆反应方向移动,sicl4的转化率减小;b 项,由于此反应为可逆反应,开始时加入1 mol sicl4, 并不能全部转化为si,所以吸收的热量小于q kj;c项, v (h2)=1/2v(hcl) =1/20.12 mol l-1/ 4 min=0.015 mol l-1min-1。d 项,当反应吸收热量为0.025q kj时,产生n(hcl)=4 mol0.025q kj/q k
53、j=0.1 mol=n(naoh),故恰好反应。答案 :d 4.解析 :法一:合成氨反应是反应后气体体积减小的反应。按正常思路利用平衡计算方法。设n2、h2起始的物质的量分别为x、y、n2转化的物质的量为z,得出平衡时总的物质的量为(x-z) +(y-3z) +2z=x+y-2z 即生成氨气的物质的量就是气体总的减少的物质的量。根据 2z/ x+y-2z=20%z=x+y/ 12 得体积缩小的百分率为2z/ x+y=2x+y/ 12/x+y=1/616.7%法二 :设平衡时混合气体的体积为v,则氨气为20%v,则反应前n2和 h2体积为 v+20%v=120%v=1.2v减小的体积 /反应前的
54、体积 =0.2v/ 1.2v100%16.7%。答案 :a 5.解析 :a 项,6 min 时反应达到了平衡状态,但正、 逆反应并未停止;b 项,4的起始浓度为1.0 moll-1,平衡时为0.15 moll-1,浓度变化量为0.85 moll-1,转化率为85%; c项,反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,x 的转化率将小于85%;d 项,降温正、逆反应速率均减小,但逆反应速率减小的倍数大于正反应速率减小的倍数。答案 :b 6.解析 :根据平衡常数的公式可得:e点甲醇的浓度比d 点要大, 所以 e点平衡常数比d 点平衡常数要大,温度从e 点转换为d 点,温度升高,但是甲醇的浓度变小,所以
55、该反应为放热反应, h1.2 mol/l,d 对。答案 :cd 9.解析 :(1)根据化学平衡常数的表达式书写要求,即可写出k 的表达式。 (2)从表中可知,k的值随着温度的升高而逐渐增大,说明正反应是吸热反应。(3)化学平衡状态的特征是正、逆反应速率相等,各组分的浓度保持不变,以此作为依据可判断反应是否达到平衡状态。应注意的是不能用容器内的压强不变作为平衡与否的判断依据,因为有的反应是气体体积不变的,则反应过程中容器的压强始终保持不变。(4)根据c(co2)c(h2)=c(co)c(h2o),变形得k=co h2o/co2 h2=1.0,查表 k=1.0时温度为830 。答案 :( 1)k=
56、co h2o/co2 h2(2)吸热(3)b、 c (4)830 10.解析 :(1)k1(973 k 时) 0,反应为放热反应h20,即反应为吸热反应;所以升高温度,平衡向正反应方向移动。( 4)从图甲可以看出,t2时刻平衡方向没有移动,变化的是化学反应速率,所以其条件是使用了催化剂;又因为反应是反应前后气体体积不变的反应,所以增大压强,平衡不移动,但因为压强增大,致使体系内物质浓度同等增大,所以反应速率也提高。图乙中t2时刻后, co2浓度增大, co 浓度减小,所以可以通过使平衡左移来达到,条件可以是降低温度,也可以采用增加水蒸气的量或者减少氢气的量。答案 :( 1)吸热(2)h2o c
57、o /co2 h2(3)k3=k1 /k2吸热 d、f(4)加入催化剂或增大体系的压强降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量11.解析 :(1)n 的转化率为1 moll-160%/2.4 moll-1100%=25%。 (2)因为反应 h0,是吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,m 的转化率增大。(3)根据反应m(g) + n(g) = p( g) + q(g)起始浓度( moll-1):4a00转化浓度( moll-1):2222平衡浓度( moll-1):2(a-2)22根据温度不变,平衡常数不变的特点k=2 moll-12 moll-1 /2 mol l-1( a-2) mo
58、ll-1 =0.6 moll-10.6 moll-1 /0.4 moll-11.8 moll-1得 a=6 moll-1。(4)同理:m(g) + n(g) = p(g) + q(g)起始浓度moll-1: bb0 0转化浓度moll-1: 2222平衡浓度moll-1: (b-x)(b-x)xx 根据温度不变,平衡常数不变的特点。k=x2/(b-4)2=0.6 moll-10.6 moll-1/0.4 moll-11.8 moll-1 得4=0.41 b mol l-1,(m)=(0.41b/b ) 100%=41%。答案 :( 1)25%(2)增大( 3)6( 4)41% 12.解析 :
59、(1)反应自发进行, 说明 h-t s0 ,该反应是分子数减小的反应,则s0,故h0;(2)2 s 时, c( no)=7.5 10-4 mol l-1, v(no)=3.7510-4 mol l-1s-1,反应速率比等于方程式化学计量数比,v(n2)=1.87510-4 mol l-1s-1,看有效数字的话,应为 1.8810-4 moll-1s-1; (3)分析表格中数据可知,第4、5 s 时浓度不变已达平衡,平衡浓度:no 为1. 0010-4 moll-1、co为 2.70 10-3moll-1,其中 c(no)=9.0010-4 moll-1,即平衡时 c(co2)为:9.0010-
60、4 moll-1,c(n2)为 4.5010-4 mol l-1,k=c ( co2)2c(n2)/c(no)2c(co)2=(9.00 10-4) 2 ( 4.5010-4)/ (1.0010-4) 2 (2.7010-3) 2=5000; (4)提高 no 转化率,即平衡右移,a 项使用催化剂不影响平衡;正反应放热,降低温度,平衡右移,b 错, c 对;缩小容器体积,相当于加压,平衡右移,d 项也对;(5)设计实验作对比时,必须只有一个变量,据题意与表格可知,与在对比催化剂的比表面积,温度、浓度应与相同,与中催化剂的比表面积相同,温度不同,所以浓度与相同。画图时注意与是催化剂的比表面积不同
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