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    2019届高考化学二轮复习化学反应速率和化学平衡作业 练习

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    2019届高考化学二轮复习化学反应速率和化学平衡作业 练习

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    专题限时集训() 化学反应速率和化学平衡(限时:45分钟)1(2014·全国卷)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:(1)反应的ΔH________0(大于小于)100 时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s时段,反应速率v(N2O4)________mol·L1·s1;反应的平衡常数K1________(2)100 时达平衡后,改变反应温度为Tc(N2O4)0.002 0 mol·L1·s1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。T________100 (大于小于),判断理由是_________________________________________________________列式计算温度T时反应的平衡常数K2_________________________________________________________________________________(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向________(正反应逆反应)方向移动,判断理由是___________________________________________________________________________________【解析】 (1)随温度升高,混合气体的颜色变深,说明升温平衡向正反应方向移动,ΔH0。在060 s时段,v(N2O4)0.001 0 mol·L1·s1;平衡常数K10.36 mol·L1(2)当温度由100 变为T时,N2O4的浓度降低,三段式如下:           N2O4(g)    2NO2(g)100 平衡时  0.040 mol·L1  0.120 mol·L1温度T时变化  0.020 mol·L1  0.040 mol·L1温度T平衡时  0.020 mol·L1  0.160 mol·L1由于温度变为T时平衡向N2O4浓度减小的方向移动,即向吸热方向移动,故温度升高,所以T100 。当再次达到平衡时,平衡常数K21.3 mol·L1(3)温度不变,将反应容器的容积减少一半,压强增大,平衡向气体分子数减小的方向(即逆反应方向)移动。答案 (1)大于 0.001 0 0.36 mol·L1(2)大于反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高1.3 mol·L1(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动2.为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量锌粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。实验混合溶液ABCDEF4 mol·L1      H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计,其中:V1________V6________V9________【解析】 因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响,故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同,则硫酸溶液的体积均取30 mL,根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL,可以求得各组实验中加入水的体积分别为V720 mLV819.5 mLV917.5 mLV1015 mL,实验E中加入的硫酸铜溶液的体积V610 mL答案 30 10 17.53(1)设反应.Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g) ΔHQ1的平衡常数为K1,反应.Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g) ΔHQ2的平衡常数为K2,在不同温度下,K1K2的值如表:温度/KK1K2 9731.472.381 1732.151.67由表中数据推断,反应________()热反应。现有反应.H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g) ΔHQ3的平衡常数为K3,根据反应推导出K1K2K3的关系式K3________,该反应________()热反应。(2)高温热分解法可制取单质硫。已知:2H2S(g)2H2(g)S2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入10 mol H2SH2S分解转化率随温度变化的曲线如图所示。图中aH2S的平衡转化率与温度关系曲线,b为不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。则985 H2S按上述反应分解的平衡常数K______;随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因是__________________________________________________________________________________________________________________上述反应中,正反应速率为vKx2(H2S),逆反应速率为vKx2(H2x(S2),其中KK为速率常数,则K________(KK表示)(3)在容积固定的密闭容器中,起始时充入0.2 mol SO2,0.1 mol O2,反应体系起始总压强为0.1 MPa,反应在一定温度下达到平衡时,SO2的转化率为90%,该反应的压强平衡常数Kp________(用平衡分压代替平衡浓度计算;分压=总压×物质的量分数)【解析】 (1)升温,K增大,平衡右移,所以该反应为吸热反应。K1K2K3根据K3,由表中数据可知:973 K时,K31 173 K时,K3升温,K3增大,所以该反应为吸热反应。(2)       2H2S(g)2H2(g)S2(g)起始/(mol·L1) 5     0    0转化/(mol·L1) 2     2    1平衡/(mol·L1) 3     2    1K0.44由于平衡时vv,所以K·x2(H2S)K·x2(H2x(S2)K,即K(3)    2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始/mol  0.2   0.1    0转化/mol  0.18   0.09   0.18平衡/mol  0.02   0.01   0.18根据p() MPap(SO3)×0.06 MPap(SO2)× MPap(O2)× MPaKp2.43×104答案 (1)吸  吸(2)0.44 温度升高,反应速率加快,达到平衡所用时间缩短 (3)2.43×1044COH2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) ΔH1a kJ/mol(主反应)2H2(g)CO(g)CH3OH(g) ΔH2b kJ/mol(副反应)请回答下列问题:(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 H22 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/(L·min),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 CO1 mol H2,再次达到平衡时,CO的转化率________(增大”“减小不变)若升高温度,该反应的平衡常数减小,则a________0(><)【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COH2的化学计量数之比为12,合成甲醛的反应中COH2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,由于合成甲醛的温度为300 ,合成甲醇的温度为400 ,故需控制反应温度为300 (3)030  min内,H2的转化浓度为x mol·L1,则H2(g)CO(g)HCHO(g)起始浓度/(mol·L1) 2   2      0转化浓度/(mol·L1) x   x       x平衡浓度/(mol·L1) 2x  2x     x30 min时,HCHO的体积分数为×100%75%,解得x,故030 minH2的平均反应速率为0.057 1 mol/(L·min),此温度下该反应的平衡常数K21H2的转化率为×100%85.7%恒温恒容时,再通入1 mol H21 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a<0答案 (1)H2(g)HCHO(g)CH3OH(g) ΔH(ba) kJ/mol(2)控制H2CO的物质的量之比为11,控制反应温度为300 (3)0.057 1 21 85.7% 增大 <5(2018·唐山质检)COCO2是火力发电厂释放出的主要尾气,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将其资源化利用,重新获得燃料或重要工业产品。(1)COCl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2 L的恒容密闭容器中投入一定量的COCl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)Cl2(g)COCl2(g) ΔHa kJ·mol1。反应过程中测定的部分数据如表:t/minn(CO)/moln(Cl2)/mol01.200.6010.90 20.80 4 0.20反应在02 min内的平均速率v(COCl2)________mol·L1·min12 min4 min间,v(Cl2)________(”“)v(Cl2),该温度下反应的平衡常数K________已知XL可分别代表温度或压强,如图1表示L一定时,CO的转化率随X的变化关系。1X代表的物理量是________a________0(”“)(2)在催化剂作用下NOCO反应转化为无毒气体:2CO(g)2NO(g) 2CO2(g)N2(g) ΔH=-748 kJ·mol1一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图2所示。温度高于710 K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是_________________________________________________________2【解析】 (1)由题表中数据可知,02 minΔn(CO)1.20 mol0.80 mol0.40 mol,由化学方程式可知Δn(COCl2)Δn(CO)0.40 mol,则v(COCl2)0.10 mol·L1·min104 min内,n(Cl2)反应0.60 mol0.20 mol0.40 mol,由化学方程式可知n(CO)反应n(Cl2)反应0.40 mol,故4 minn(CO)1.20 mol0.40 mol0.80 mol,与2 minCO的物质的量相等,则该反应在2 min4 min时均处于平衡状态,在2 min4 minv(Cl2)v(Cl2),由化学方程式可知,平衡时n(COCl2)0.40 mol,则该温度下反应的平衡常数K5 L·mol1该反应的正反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,CO的转化率增大,而题图1中随X的逐渐增大,CO的平衡转化率降低,平衡逆向移动,则X表示温度,该反应的正反应为放热反应,故a0(2)当温度升高到710 K时,单位时间内反应达到平衡,由于该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应物转化率降低。答案 (1)0.10 = 5(5 L·mol1) 温度 <(2)温度升高到710 K时,反应达到平衡状态,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,氮氧化物转化率降低6.在两个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g) ΔHCO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如下图所示。(1)此反应的平衡常数表达式K________________________若起始时氢气的浓度为2 mol·L1,则P点对应温度下,K的值为________(2)该反应的ΔH________(”“)0,判断的理由是__________________________________________________________________________________________________________________(3)氢碳比:X________(”“)2.0(4)在氢碳比为2.0时,Qv()________(”“)P点的v()【解析】 (1)由图可知,P点平衡时二氧化碳的转化率为0.502.0,因起始时氢气的浓度为2 mol·L1,则二氧化碳的浓度为1 mol·L1,则二氧化碳的浓度变化量为0.5 mol·L1,则:       2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g): 1   2     0     0: 0.5  1.5    0.25    1: 0.5  0.5    0.25    1平衡常数K64(2)由题图可知,氢碳比不变时,温度升高CO2的平衡转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,则正反应为放热反应,ΔH0(3)氢碳比[]越大,二氧化碳的转化率越大,故X2.0(4)相同温度下,Q点二氧化碳的转化率小于平衡时的转化率,说明Q点未到达平衡,反应向正反应方向进行,逆反应速率增大,到P点平衡状态时不变,故在氢碳比为2.0时,Qv()小于P点的v()答案 (1) 64 (2)< 温度升高CO2的平衡转化率减小,平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,正反应为放热反应 (3)> (4)7(2018·昆明模拟)氯气是有机合成中的重要试剂,丙烯(CH2===CHCH3)Cl2在一定条件下发生如下反应:CH2===CHCH3(g)Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)HCl(g)。一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时Cl2的转化率如图所示(T1T2T3)(1)该反应的ΔH________0()(2)下列措施能增大丙烯的平衡转化率的是________(填标号)A.降低温度  B.减小容器的体积C.使用新型催化剂  D.及时从容器中移走氯化氢(3)T1时,在容积为5 L的密闭容器中充入0.15 mol丙烯和0.10 mol Cl2,10 min时达到平衡,则010 minv(Cl2)________mol·(L·min)1,平衡常数K________,保持温度不变,减小投料比K值将________(增大”“减小不变);若起始时向该容器中充入0.30 mol丙烯、0.20 mol Cl20.15 mol CH2===CHCH2Cl0.30 mol HCl,判断反应进行的方向并说明理由_____________________________________(4)上述反应在低于某温度时,CH2===CHCH2Cl的产率快速下降,可能的原因是____________(列举一条即可)【解析】 (1)由题图可知,在投料比相同时,反应的温度越低,平衡时Cl2的转化率越高,即可判断该反应的正反应为放热反应,即ΔH0(2)由于该反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,可提高丙烯的平衡转化率,A项正确;该反应前后气体分子数不变,故减小容器的体积对平衡无影响,B项错误;使用新型催化剂,只能加快化学反应速率,但对化学平衡无影响,C项错误;及时从容器中移走HCl,减少了生成物浓度,平衡正向移动,可提高丙烯的平衡转化率,D项正确。(3)起始时丙烯和Cl2的物质的量之比为1.51,结合题图可知投料比为1.5且温度为T1时,Cl2的平衡转化率为60%,根据三段式法可知达到平衡时消耗0.06 mol Cl2,则平衡时CH2===CHCH3Cl2CH2===CHCH2ClHCl的物质的量分别为0.09 mol0.04 mol0.06 mol0.06 mol,则010 minv(Cl2)0.001 2 mol·(L·min)1,平衡常数K1。温度不变,平衡常数不变。若起始时向该容器中加入0.30 mol CH2===CHCH30.20 mol Cl20.15 mol CH2===CHCH2Cl0.30 mol HCl,则Qc0.751,即反应将正向进行。(4)丙烯中含有碳碳双键,在低于某温度时和Cl2发生加成反应,则CH2===CHCH2Cl的产率会快速下降。答案 (1)< (2)AD (3)0.001 2 1 不变 向正反应方向进行,因为Qc0.75K(答案合理即可) (4)丙烯与氯气发生了加成反应(答案合理即可)

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