化学反应速率与化学平衡(2018高考复习)

1、1在恒温恒容的密闭体系中，可逆反应：A(s)2B(g) 2C(g)；H0)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，若反应在398 K进行，某时刻测得n(NO2)0.6 mol，n(N2O4)1.2 mol，则此时，下列大小关系正确的是()Av(正)v(逆)Bv(正)0C相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C达到平衡时，C的转化率大于80%D相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前v(正)v(逆)解析：A的物质的量达到0.80 mol反应达到平衡状态，则A(g)B(g) C(g)

2、起始量/(mol)1.01.0 0变化量/(mol) 0.20 0.20 0.20平衡量/(mol) 0.80 0.80 0.20代入求平衡常数：K0.625。反应在前5 s的平均速率v(A)0.015 molL1s1，故A错误；保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)0.41 molL1，A物质的量为0.41 mol/L2 L0.82 mol0.80 mol，说明升温平衡逆向移动，正反应是放热反应，则反应的H0，故B错误；等效于起始加入2.0 mol A和2.0 mol B，与原平衡相比，压强增大，平衡向正反应方向移动，平衡时的AB转化率较原平衡高，故平衡时AB的物质的量小于1.6 mol

3、，C的物质的量大于0.4 mol，即相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的物质的量大于0.4 mol，参加反应的C的物质的量小于1.6 mol，转化率小于80%，故C错误；相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，Qc50K，反应逆向进行，反应达到平衡前v(正)v(逆)，故D正确。答案：D17用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比12充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列

4、说法正确的是()A该反应的H0，且p1p2B反应速率：v逆(状态A)v逆(状态B)C在C点时，CO转化率为75%D在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数不同向密闭容器充入了1 mol CO和2 mol H2，CO的转化率为x，则CO(g)2H2(g) CH3OH(g)起始/(mol)120变化/(mol) x 2x x平衡/(mol) 1x 22x x在C点时，CH3OH的体积分数0.5，解得x0.75，故C正确；由等效平衡可知，在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数都相同，故D错误。答案：C18(1)在一体积

5、为10 L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 时发生如下反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)；H0。CO和H2O浓度变化如图，则04 min的平均反应速率v(CO)_ mol/(Lmin)。t1 时物质浓度(mol/L)的变化时间(min)COH2OCO2H200.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c44c1c2c3c450.1160.2160.08460.0960.2660.104(2)t1 (高于850 )时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。请回答：表中34 min之间反应处于_状态；c1数值_0.

6、08 mol/L(填大于、小于或等于)。反应在45 min间，平衡向逆方向移动，可能的原因是_(单选)，表中56 min之间数值发生变化，可能的原因是_(单选)。a增加了水蒸气的量b降低温度c使用催化剂 d增加氢气浓度应该是增大了氢气浓度，平衡向逆反应方向移动，答案选d。根据表中数据可知，56 min是CO的浓度减小，而水蒸气和氢气的浓度增大，说明改变的条件是增大了水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，答案选a。答案：(1) 0.03(2) 平衡大于da19一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料。有机物加氢反应中镍是常用的催化剂。但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想

7、做法是投入少量SO2，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资料如下：则：(1) 不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是 _。SO2(g)2CO(g)=S(s)2CO2(g)H_。(2)工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，已知420 时，该反应的化学平衡常数K9。如果反应开始时，在2 L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60 mol,5 min末达到平衡，则此时CO的转化率为_，H2的平均生成速率为_ molL1min1。(3)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量， 研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量

8、与空/燃比 (空气与燃油气的体积比)的变化关系示意图如图所示：随空/燃比增大，CO和CxHy的含量减少的原因是_。当空/燃比达到15后，NOx减少的原因可能是_。的浓度为x CO(g) H2O(g) CO2(g)H2(g) 0.30 0.30 0 0 x x x x 0.30x 0.30x x xK9.0，x0.225，所以CO的转化率(CO)100%75%，氢气的生成速率v(H2)0.045 molL1min1；(3)空/燃比增大，燃油气燃烧更充分，故CO、CxHy含量减少；反应N2(g)O2(g) 2NO(g)是吸热反应，当空/燃比大于15后，由于燃油气含量减少，燃油气燃烧放出的热量相应减

9、少，环境温度降低。答案：(1) Ni会与氧气反应270.0 kJmol1(2)75%0.045(3)空/燃比增大，燃油气燃烧更充分，故CO、CxHy含量减少因为反应N2(g)O2(g) 2NO(g)是吸热反应，当空/燃比大于15后，由于燃油气含量减少，燃油气燃烧放出的热量相应减少，环境温度降低，使该反应不易进行，故NOx减少20.为减少碳排放，科学家提出利用CO2和H2反应合成甲醇，其反应原理为CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)。(1)上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。经研究发现，催化剂中CuO的质量分数对CO2的转化率和CH3OH的产率有明显影响。实验数据如表所

10、示：根据数据表判断，催化剂中CuO的最佳质量分数为_。(2)已知：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H141 kJmol1；CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H291 kJmol1。写出由CO2和H2制备甲醇蒸气并产生水蒸气的热化学方程式：_。(3)甲醇是清洁能源。某甲醇燃料电池的电解质为稀硫酸，其能量密度为5.93 kWhkg1。该电池的负极反应式为_。若甲醇的燃烧热为H726.5 kJmol1，该电池的能量利用率为_(结果精确到小数点后1位数字)。(已知1 kWh3.6106 J).利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生如下反应：CO(g)2H2(g) CH3OH(

11、g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比12充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示。现有两个体积相同的恒容密闭容器甲和乙，向甲中加入1 mol CO和2 mol H2，向乙中加入2 mol CO和4 mol H2，测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示。(1)该反应的H_(填“”、“”或“”，后同)0，p1_p2。(2)达到平衡时，反应速率：A点_B点。平衡常数：C点_D点。(3)在C点时，CO的转化率为_。(4)L、M两点容器内压强：p(M)_2p(L)。.(1)从图示可以看出，随温度升高，平衡混合物中CH3OH的体积分数不断减小，说明

12、该反应为放热反应，H0；因为该反应是气体体积缩小的反应，图示中从C点到B点，平衡混合物中CH3OH的体积分数增大，反应向正反应方向移动，所以p1p2。(2)A点与B点相比较，B点压强大、温度高，反应速率快；C点与D点相比较，虽然压强不同，但温度相同，所以平衡常数相同。(3)假设CO的转化率为x，CO、H2的起始物质的量分别为1 mol、2 mol， CO(g)2H2(g) CH3OH(g)起始物质的量： 1 mol 2 mol 0变化物质的量： x mol 2x mol x mol平衡物质的量： (1x)mol (22x)mol x mol根据题意：x mol(1x)mol(22x)molx

13、mol100%50%，x0.75。(4)如果不考虑平衡移动，容器乙中气体总物质的量是容器甲中气体总物质的量的两倍，p(M)2p(L)，但现在容器乙温度高，反应又是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，气体的物质的量增加，所以p(M)2p(L)。答案：.(1)50%(2)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H50 kJmol1(3)CH3OH6eH2O=CO26H94.0%.(1)(2)(3)75%(4)21无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol。(1)将一定量N2O4投

14、入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是 _。av正(N2O4)2v逆(NO2)b体系颜色不变c气体平均相对分子质量不变d气体密度不变达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次到达平衡时，混合气体颜色 _(填 “变深”“变浅”或“不变”)，判断理由_。(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压总压物质的量分数例如：p(NO2)p总x(NO2)。写出上述反应平衡常数Kp表达式 _(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素_。(3)上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常

15、数，则Kp为_(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正4.8104 s1，当N2O4分解10%时，v正_kPas1。(4)真空密闭容器中放入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T时，平衡时N2O4分解百分率为。保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为_。N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol，正反应是吸热反应，达到平衡后，保持体积不变升高温度，平衡正向移动，NO2浓度增大，则混合气体颜色变深。(2)平衡常数Kp表达式；影响平衡

16、常数K的因素是温度，所以影响Kp的因素也是温度。(3)上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，平衡时v正v逆，k正p(N2O4)k逆p2(NO2)，Kp为。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正4.8104 s1。当N2O4分解10%时，v正4.8104100 kPa3.9106 kPas1。(4)真空密闭容器中放入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，设N2O4初始浓度为x，列式：N2O4(g) 2NO2(g)起始x0 转化 x 2x 平衡 xx 2x向密闭容器中充入

17、等量N2O4，维持总压强在2p0条件下，则N2O4初始浓度为2x，列式：N2O4(g) 2NO2(g)起始/(mol)2x 0 转化/(mol) 2x 4x 平衡/(mol) 2x2x 4x，。答案：(1)bc变深正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO2)增加，颜色加深(2)(p总x)2(NO2)/x(N2O4)温度(3)k正/k逆3.9106(4)22生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注：破氰反应是指氧化剂将CN氧化的反应)。【相关资料】氰化物主要是以CN和Fe(CN)63两种形式存在。Cu2可作为双氧水氧

18、化法破氰处理过程中的催化剂；Cu2在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计。Fe(CN)63较CN难被双氧水氧化，且pH越大，Fe(CN)63越稳定，越难被氧化。【实验过程】在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2的浓度相同，调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验：(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验序号实验目的初始pH废水样品体积/mLCuSO4溶液的体积/mL双氧水溶液的体积/mL蒸馏水的体积/mL为以下实验操作参考760101020废水的初始pH对破氰反应速率的影响1260101020_760_10实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN表示)随时间变化关系如图所示。(2)实验中2060 min时间段反应速率：v(CN)_molL1min1。(3)实验和实验结果表明，含氰废水的初始pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能是_(填一点即可)。在偏碱性条件下，含氰废水中的CN最终被双氧水氧化为HCO，同时放出NH3，试写出该反应的离子方程式：_。(4)该兴趣小组同学要探究Cu2是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他们设计实验并验证上述结论，完成下表中内容(已知：废水中的CN浓度可用离子色谱仪测定)。实验步骤(不要写出具体操作过程)预期实验现象和结论 (2)根据v0.017 5