2016屆高考化學第二輪專題能力提升練習19

專題能力提升練六化學反應速率和化學平衡A(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)1.(2015·長春一模)對可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1，下列敘述正確的是()A.達到化學平衡時，若增加容器體積，則正反應速率減小，逆反應速率增大B.若單位時間內生成xmolN2的同時，消耗2xmolNH3，則反應達到平衡狀態(tài)C.達到化學平衡時，2v正(H2)=3v逆(NH3)D.加入催化劑，正反應速率增大，逆反應速率不變【解析】選C。達到化學平衡時，若增加容器體積即減小壓強，正、逆反應速率都減小，故A錯誤；單位時間內生成xmolN2的同時，消耗2xmolNH3，表示的都是逆反應速率，無法判斷正、逆反應速率是否相等，故B錯誤；化學反應中反應速率之比等于化學計量數之比，根據化學方程式可知2v正(H2)=3v正(NH3)=3v逆(NH3)，達到平衡，故C正確；催化劑可以同等程度地改變正、逆反應速率，所以加入催化劑，正、逆反應速率同等程度增大，故D錯誤。2.(2015·皖南八校二模)在不同溫度下，向VL密閉容器中加入0.5molNO和0.5mol活性炭，發(fā)生反應：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)，達到平衡時的數據如下：溫度/℃n(C)/moln(CO2)/molT10.15T20.375下列有關說法正確的是()A.由上述信息可推知：T1>T2B.T2℃時，若反應達平衡后再縮小容器的體積，c(N2)∶c(NO)C.T1℃時，若開始時反應物的用量均減小一半，平衡后NOD.T1℃時，該反應的平衡常數K=QUOTE【解析】選D。根據題給反應和數據知，溫度為T2℃反應達平衡時n(CO20.125mol，則溫度由T1到T2，平衡逆向移動，該反應為放熱反應，則改變的條件為升高溫度，則T1<T2，故A錯誤；該反應為反應前后氣體物質的量不變的反應，T2℃時，若反應達平衡后再縮小容器的體積(即增大壓強)，平衡不移動，c(N2)∶T1℃時，若開始時反應物的用量均減小一半相當于減小壓強，平衡不移動，再次平衡后NO的轉化率不變，故C錯誤；T1℃時，該反應的平衡常數K=QUOTE=QUOTE=QUOTE(容積均為VL，計算過程中消去)，故D正確。3.(2015·海淀二模)工業(yè)上用CO和H2合成CH3OH：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。反應的平衡常數如下表：溫度/℃0100200300400平衡常數667131.9×10-22.4×10-41×10-5下列說法正確的是()A.該反應的ΔH>0B.加壓、增大H2濃度和加入催化劑都能提高CO的轉化率C.工業(yè)上采用5×103kPa和250℃的條件，D.t℃時，向1L密閉容器中投入0.1molCO和0.2molH2，平衡時CO的轉化率為50%，則該溫度時反應的平衡常數為100【解析】選D。根據表中數據可知隨著溫度的升高，平衡常數逐漸減小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，因此正反應是放熱反應，則ΔH<0，A錯誤；催化劑不能改變平衡狀態(tài)，因此使用催化劑不能改變CO的轉化率，B錯誤；工業(yè)上采用5×103kPa和250℃的條件，原因是催化劑的活性在此條件下最大，C錯CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始濃度(mol·L-1) 0.1 0.2 0轉化濃度(mol·L-1) 0.05 0.1 0.05平衡濃度(mol·L-1) 0.05 0.1 0.05所以該溫度下平衡常數K=QUOTE=100，D正確。4.(2015·開封一模)某可逆反應為2X(g)3Y(g)+Z(g)，混合氣體中X的物質的量分數與溫度關系如圖所示：下列推斷正確的是()A.升高溫度，該反應平衡常數K減小B.壓強大小有p3>p2>p1C.平衡后加入高效催化劑使Mr增大D.在該條件下M點X的平衡轉化率為QUOTE【解析】選D。根據圖象知，升高溫度，X的物質的量分數降低，說明反應正向移動，平衡常數增大，A項錯誤?？赡娣磻恼磻菤怏w分子數增大的反應，減小壓強，X的物質的量分數減小，所以，壓強大小關系有p3<p2<p1，B項錯誤。催化劑不會使平衡發(fā)生移動，氣體相對分子質量Mr不變，C項錯誤。M點對應的平衡體系中，X的物質的量分數為0.1，用三段法計算：2X(g)3Y(g)+Z(g)起始： 1 0 0轉化： 2x 3x x平衡： 1-2x 3x xQUOTE=0.1，x=QUOTE，X的轉化率為QUOTE=QUOTE=QUOTE，D項正確?！炯庸逃柧殹?2015·鄭州一模)體積相同的密閉容器中均充入1molX和1molY，分別于300℃和500℃開始發(fā)生反應：X(g)+Y(g)3Z(g)，Z的含量(Z%)隨時間t的變化如圖所示。已知在t3時刻改變曲線b某一實驗條件，下列判斷正確的是A.曲線a是500℃B.從0到t1時刻，反應物X(g)的QUOTE>1C.t2時刻生成物Z的量QUOTE≠1D.t3時刻改變的條件可能是降溫【解析】選D。根據“先拐先平數值大”的原則，曲線b是500℃時的圖象，A錯誤；從0到t1時刻，由圖象的斜率可以看出，500℃時的反應較快，故B錯誤；t2時刻，兩曲線相交于一點，說明生成物Z的變化量相等，故C錯誤；由圖象可以判斷出該反應是放熱反應，因此在t5.(2015·杭州一模)某溫度時，在體積為1L的密閉容器中，A、B、C三種氣體濃度的變化如圖Ⅰ所示，若其他條件不變，當溫度分別為T1和T2時，B的體積分數與時間關系如圖Ⅱ所示。則下列結論正確的是()A.該反應的熱化學方程式為A(g)+3B(g)2C(g)ΔH>0B.達到平衡后，若其他條件不變，通入稀有氣體，平衡向正反應方向移動C.達到平衡后，若其他條件不變，減小體積，平衡向逆反應方向移動D.若其他條件不變，升高溫度，正、逆反應速率均增大，A的轉化率減小【解析】選D。據圖Ⅰ知A、B的濃度分別減小了0.2mol·L-1、0.6mol·L-1，C的濃度增大了0.4mol·L-1，該反應的化學方程式為A+3B2C；據圖Ⅱ中T1時先達平衡知T1>T2，T1時B的體積分數大，該反應為放熱反應，ΔH<0，故A錯誤；體積不變，通入稀有氣體，混合氣體濃度不變，平衡不移動，故B錯誤；減小體積，壓強增大，該反應是氣體體積縮小的反應，平衡正向移動，故C錯誤；升高溫度，正、逆反應速率均增大，該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，A的轉化率減小，故D正確。6.(2015·太原二模)近年來化學科學家采用“組合轉化”技術，將二氧化碳在一定條件下轉化為重要的化工原料乙烯：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=+1411.0kJ·mol-1。關于該反應，下列圖示與對應的敘述相符的是()A.圖1表示該反應分別在有、無催化劑的情況下反應過程中的能量變化B.圖2表示一定條件下反應達到平衡后改變壓強反應物轉化率的變化C.圖3表示一定條件下反應達到平衡后改變溫度反應平衡常數的變化D.圖4表示一定條件下反應達到平衡后改變溫度、壓強產物百分含量的變化【解析】選B。此反應的熱效應是吸熱的，生成物的能量應比反應物的能量要高，A錯誤；壓強增大，反應向著正反應方向移動，反應物的轉化率增大，B正確；反應的熱效應是吸熱的，溫度升高，平衡向右移動，平衡常數K正增大，K逆減小，C錯誤；溫度升高，反應正向移動，產物的百分含量增大，D錯誤。7.(2015·成都一模)已知反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=QkJ·mol-1，在三個不同容積的容器中分別充入1molCO與2molH2，恒溫恒容，測得平衡時CO的轉化率如下表。序號溫度(℃)容器體積CO轉化率平衡壓強(Pa)①200V150%p1②200V270%p2③350V350%p3下列說法正確的是()A.反應速率：③>①>②B.平衡時體系壓強：p1∶p2=5∶4C.若容器體積V1>V3，則Q<0D.若實驗②中CO和H2用量均加倍，則CO轉化率<70%【解析】選C。①、②的溫度相同，而轉化率②>①，則②可看作在①的基礎上加壓，即V1>V2，因此反應速率：②>①，A錯誤；①與②比較，到達平衡時，平衡混合物的物質的量之比為5∶4，但V1與V2不等，因此平衡時體系壓強：p1∶p2不等于5∶4，B錯誤；若容器體積V1>V3、溫度相同，則①與③比較，CO的轉化率③>①，而現(xiàn)在CO的轉化率相同，則可看作在這個基礎上③的平衡逆向移動，而升溫平衡向吸熱方向移動，即逆向是吸熱反應，C正確；若實驗②中CO和H2用量均加倍，則可看作在②的基礎上壓縮，CO轉化率增大，D錯誤。【加固訓練】將E和F加入密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應：E(g)+F(s)2G(g)。忽略固體體積，平衡時G的體積分數(%)隨溫度和壓強的變化如下表所示：①b<f②810℃、1.0MPa時E的轉化率約為③該反應在高溫條件下為自發(fā)反應④K(1000℃)<K(810上述①～④中正確的有()A.4個 B.3個 C.2個 D.1個【解析】選B。a與b、c與d、e與f之間是壓強問題，隨著壓強增大，平衡逆向移動，G的體積分數減小，b<a；c>75%，e>83%；c、e是溫度問題，隨著溫度升高，G的體積分數增大，所以正反應是一個吸熱反應，所以，K(1000℃K(810℃)，所以④錯誤；f的溫度比b的高，壓強比b的小，所以f>b，故①正確；設E的起始量為amol，轉化率為x，則平衡時G的量為2axmol，由題意得QUOTE=54%，解得x≈0.37=37%，故②正確；該反應是吸熱反應、氣體分子數增多的反應，屬于熵增反應，故該反應在高溫條件下為自發(fā)反應，③正確。二、非選擇題(本題包括3小題，共58分)8.(18分)(2015·日照二模)碳和氮的許多化合物在工農業(yè)生產和生活中有重要的作用。(1)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學式為CO(NH2)2]。已知：①2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)ΔH=-159.5kJ·mol-1②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+116.5kJ·mol-1③H2O(l)H2O(g)ΔH=+44.0kJ·mol-1則反應2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)的ΔH=________kJ·mol-1。(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH=QkJ·mol-1。在T1℃時，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下；30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，時間(min)濃度(mol·L-1)01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36CO200.210.300.300.360.36①0～10min內，NO的平均反應速率v(NO)=________________，T1℃時，該反應的平衡常數K=________②根據上表中的數據判斷30min后改變的條件可能是______(填字母)。a.加入一定量的活性炭b.通入一定量的NOc.適當縮小容器的體積d.加入合適的催化劑e.升高溫度③30min后，如果將溫度升高至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5∶3∶3，則Q_________0(填“>”或“<”)【解析】(1)依據蓋斯定律①+②-③得反應2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0kJ·mol-1。(2)①0～10min內，NO的平均反應速率v(NO)=QUOTE=0.042mol·L-1·min-1；C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，平衡濃度c(N2)=0.3mol·L-1；c(CO2)=0.3mol·L-1；c(NO)=0.4mol·L-1；反應的平衡常數K=QUOTE=QUOTE=QUOTE。②依據表中數據分析，30min后平衡狀態(tài)物質濃度增大，依據平衡常數計算K=QUOTE=QUOTE=QUOTE，平衡常數不變說明改變的條件一定不是溫度；加入一定量的活性炭，活性炭是固體對平衡無影響，平衡不移動，故a錯誤；通入一定量的NO，新平衡狀態(tài)下物質平衡濃度增大，故b正確；適當縮小容器的體積，反應前后體積不變，平衡沒有移動，平衡狀態(tài)物質濃度增大，故c正確；加入合適的催化劑，催化劑只改變化學反應速率，不改變化學平衡，故d錯誤。③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5∶3∶3，與4∶3∶3相比可知平衡向逆反應方向移動，說明逆反應是吸熱反應，則正反應是放熱反應。答案：(1)-87.0(2)①0.042mol·L-1·min-1QUOTE(或0.56)②b、c③<9.(20分)(2015·哈爾濱一模)Ⅰ.已知存在如下反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。800℃時，該反應化學平衡常數K=1.0，某時刻測得該溫度下密閉容器中各物質的物質的量見表COH2OCO2H20.5mol8.5mol2.0mol2.0mol此時反應中正、逆反應速率的關系式是________(填代號)。a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆)c.v(正)=v(逆) d.無法判斷Ⅱ.如圖所示，A是恒容的密閉容器，B是一個透明氣囊。保持恒溫，關閉K2，將各1molNO2通過K1、K3分別充入A、B中，反應起始時A、B的體積相同均為aL。①B中可通過________判斷可逆反應2NO2N2O4已經達到平衡。②若平衡后在A容器中再充入0.5molN2O4，則重新達到平衡后，平衡混合氣中NO2的體積分數________(填“變大”“變小”或“不變”)。③若容器A中達到平衡所需時間為ts，達到平衡后容器內壓強為起始壓強的0.8倍，則平均化學反應速率v(NO2)等于__________________。④若打開K2，平衡后B容器的體積縮至0.4aL，則打開K2之前，氣球B體積為________L?！窘馕觥竣?反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在某時刻的濃度冪之積為Q=[c(H2)×c(CO2)]/[c(CO)×c(H2O)]=2×2/(0.5×8.5)≈0.94<1.0，反應正向進行，v(正)>v(逆)。Ⅱ.①B是一個氣體壓強不變的容器，所以當反應達到平衡狀態(tài)時，混合氣體的顏色和氣囊體積不再改變；②再加入氣體，相當于增大壓強，化學平衡正向移動，平衡混合氣中二氧化氮的體積分數會變?。虎?NO2N2O4初始(mol)： 1 0變化(mol)： 2x x平衡(mol)： 1-2x x則(1-2x+x)/1=0.8，解得x=0.2，所以平均化學反應速率v(NO2)=QUOTEmol·L-1·s-1=QUOTEmol·L-1·s-1；④打開K2，則相當于是在等溫等壓時的平衡，因此平衡是等效的，由于此時反應物的物質的量是B中的二倍，所以打開K2之前，氣球B體積為(aL+0.4aL)÷2=0.7aL。答案：Ⅰ.aⅡ.①氣囊B體積不再減小或氣體顏色不再變化(答案合理即可)②變小③QUOTEmol·L-1·s-1④0.7a10.(20分)(1)在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反應，按下表數據投料，反應達到平衡狀態(tài)，測得體系壓強升高。物質ABCD起始投料/mol2120①該反應的平衡常數表達式為K=________。升高溫度，平衡常數將________(填“增大”“減小”或“不變”)。②能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據是________。A.容器中壓強不變B.混合氣體的密度不變C.v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶1∶2D.c(A)=c(C)(2)為研究不同條件對反應2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)ΔH<0的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min時反應達到平衡。測得NO的轉化率為α1。其他條件保持不變，反應在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉化率為α2，則α2________(填“大于”“小于”或“等于”)α1。(3)甲醇(CH3OH)是重要的能源物質，研究甲醇具有重要意義。為提高甲醇燃料的利用率，科學家發(fā)明了一種燃料電池，電池的一個電極通入空氣，另一個電極通入甲醇氣體，電解質是摻入了Y2O3的ZrO2晶體，在高溫下它能傳導O2-。電池工作時負極反應式為________________________。用該燃料電池作電源，以石墨為電極電解足量的硫酸銅溶液，當電路中通過0.1