人教版新高考化学二轮复习训练题--　化学反应速率与化学平衡(B)

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专题突破练九　化学反应速率与化学平衡(B)一、选择题1.(2021广东四校联考)已知T1温度下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-m kJ·mol-1。在2 L密闭容器中通入3 mol H2和1 mol N2,测得不同温度下,NH3的产率随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)。A.ΔH>0,T2>T1B.达到平衡时,T1温度对应反应放出热量为m kJC.平衡时,保持容器容积不变,通入氩气平衡正向移动D.平衡常数,KA”“<”或“=”)v逆。 ②能否由图中数据得出温度T1>T2,试说明理由 　　　　　　　　。 Ⅱ.用催化剂Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成乙烯的过程中,还会生成CH4、C3H6、C4H8等副产物,若在催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性(选择性指的是转化的CO2中生成C2H4的百分比)。在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表:(4)欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加　　　　助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是　    　。 参考答案专题突破练九　化学反应速率与化学平衡(B)1.D　解析 根据图中曲线T2时先达到平衡知,T1v(E),B项错误。由图可知,除A、C、F点外,G点也没有达到平衡,C项错误。由质量守恒定律可知,E、F、H三点中气体的质量相同,由图可知,t2时移动活塞,针筒内气体压强迅速增大,说明针筒的容积减小,增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的物质的量减小,则E、F、H 三点中,H点气体的物质的量最小,平均相对分子质量最大,D项正确。3.答案 (1)①m1>m2>m3　②温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响(2)①-621.9 kJ·mol-1　②一(3)①160　②256p　③BC解析 (1)①m=n(NO)n(CO),增大NO的量,平衡向正反应方向移动,可增大CO的转化率,则投料比m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3;②随着温度的升高,不同投料比下CO平衡转化率趋于相近的原因是温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响。(2)①整个反应分为三个基元反应阶段,Ⅰ.NO(g)+NO(g)(g)　ΔH=+199.2 kJ·mol-1;Ⅱ.(g)+CO(g)CO2(g)+N2O(g)　ΔH=-513.5 kJ·mol-1;Ⅲ.CO2(g)+N2O(g)+CO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH=-307.6 kJ·mol-1;由盖斯定律可知,由Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH=+199.2 kJ·mol-1+(-513.5 kJ·mol-1)+(-307.6 kJ·mol-1)=-621.9 kJ·mol-1;②由于反应Ⅰ所需活化能最高,则总反应速率由第一阶段反应决定。(3)①由图可知,平衡时,CO的物质的量浓度为1 mol·L-1,CO2的物质的量浓度为4 mol·L-1,可列出平衡时的三段式:　 　2CO(g)+ 2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)起始(mol·L-1) 5 5 0 0转化(mol·L-1) 4 4 4 2平衡(mol·L-1) 1 1 4 2K=c2(CO2)c(N2)c2(CO)c2(NO)=42×212×12=32,平衡时v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正k逆=c(N2)·c2(CO2)c2(NO)·c2(CO)=K=32,M点时,CO和CO2的物质的量浓度相等,设CO浓度的减少量为x mol·L-1,则根据化学方程式的化学计量数可知,5-x=x,解得x=2.5,可列出M点时的三段式:　　 2CO(g)+ 2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)起始(mol·L-1) 5 5 0 0转化(mol·L-1) 2.5 2.5 2.5 1.25M点(mol·L-1) 2.5 2.5 2.5 1.25则v正v逆=k正·c2(NO)·c2(CO)k逆·c(N2)·c2(CO2)=32×2.52×2.522.52×1.25=160;②由平衡时的三段式可知,反应达到平衡时,总物质的量为8 mol,则Kp=(12p)2×14p(18p)2×(18p)2=256p;③分离出部分N2,平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,但是反应速率减小,A项错误。恒容时,再加入5 mol NO,5 mol CO,相当于增大压强,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,B项正确。压缩容器容积增大压强,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,C项正确。降低温度,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,但是反应速率减小,D项错误。4.答案 (1)吸热　N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1(2)k1k2(3)①>　②不能,因为温度不同,催化剂的活性不同,对反应速率造成的影响不同(4)K　助剂K降低了生成乙烯的反应所需要的活化能,增大乙烯生成速率而对其他副反应的速率几乎无影响解析 Ⅰ.(1)NH3*NH3的过程为脱附,由题图可知,氨脱附后能量升高,则氨的脱附是吸热过程,由能量图可知,12 mol 和32 mol H—H被分解生成1 mol N和3 mol H时吸收(21-17)kJ的能量、1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)时放出50 kJ的能量,则12 mol 和32 mol H—H生成1 mol氨需要放出46 kJ的能量,可得合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1。(2)当平衡时,合成氨的瞬时总速率w=k1·p(N2)p1.5(H2)p(NH3)-k2p(NH3)p1.5(H2)=0,则k1·p(N2)p1.5(H2)p(NH3)=k2·p(NH3)p1.5(H2),得合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数Kp=p2(NH3)p(N2)·p3(H2)=k1k2。(3)①T2温度下反应进行到某时刻,测得容器内气体的压强为起始时的80%,则此时　　　 　N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)起始(mol·L-1) 2.0 6.0 0转化(mol·L-1) 1.0 3.0 2.0平衡(mol·L-1) 1.0 3.0 2.0平衡时气体总量为(1.0+3.0+2.0) mol=6.0 mol,平衡时气体的压强是起始时的6.0mol8.0mol×100%=75%,合成氨是气体体积减小的反应,随着反应的进行,容器内压强降低,若某时刻,容器内气体的压强为起始时的80%,说明反应未平衡,反应正向进行,则v正>v逆。②虽然反应时使用同一催化剂,都是将2.0 mol N2和6.0 mol H2通入容积为1 L的密闭容器中,但分别在T1和T2温度下进行反应。不能根据图示信息判断温度的相对大小,因为温度不同,催化剂的活性不同,对反应速率造成的影响不同。Ⅱ.(4)由表中数据可知,Na的其他副反应占比大,Cu的CO2转化率低,兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响,选择添加K助剂效果最好,不仅能提高单位时间内乙烯产量,并且其他副反应占比小。助剂CO2转化率(%)各产物在所有产物中的占比(%)C2H4C3H6其他Na42.535.939.624.5K27.275.622.81.6Cu9.880.712.56.8