1、1专题突破练 8 化学反应速率与化学平衡一、选择题(本题包括 8 个小题,每小题 8 分,共 64 分)1.(2018 福建厦门高三质检)2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-198 kJmol-1,在 V2O5存在时,该反应的机理为 V2O5+SO2 2VO2+SO3(快) 4VO2+O2 2V2O5(慢)下列说法正确的是( )A.反应速率主要取决于 V2O5的质量B.VO2是该反应的催化剂C.逆反应的活化能大于 198 kJmol-1D.增大 SO2的浓度可显著提高反应速率答案 C解析 由反应机理可得,V 2O5是该反应的催化剂,反应速率与催化剂 V2O5的质量有一定关系,但
2、主要取决于催化剂 V2O5的表面积,故 A、B 都错误; H=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198 kJmol -1,所以逆反应的活化能大于 198 kJmol-1,故 C 正确;使用催化剂可以显著提高反应速率,增大 SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高),故 D 错误。2.(2018 山东济宁高三期末)将 0.2 molL-1 KI 溶液和 0.05 molL-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡 2Fe3+2I- 2Fe2+I2的是( )A.向混合液中滴入 KSCN 溶液,溶液变红色B.向混合液中滴入 AgNO3溶液,
3、有黄色沉淀生成C.向混合液中滴入 K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色答案 A2解析 0.2 molL-1的 KI 溶液和 0.05 molL-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合,KI 过量,向混合液中滴入 KSCN 溶液,溶液变红色,说明溶液中仍含有 Fe3+,能说明溶液中存在化学平衡 2Fe3+2I-2Fe2+I2,故 A 项正确;由于 KI 过量,因此 KI 和 AgNO3溶液产生黄色沉淀,不能说明溶液中存在I-,故 B 项错误;该反应生成 Fe2+,向混合液中滴入 K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成,不能说明溶液中存在化学平衡 2Fe3+2
4、I- 2Fe2+I2,故 C 项错误;该反应生成 I2,向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色,不能说明溶液中存在化学平衡 2Fe3+2I- 2Fe2+I2,故 D 项错误。3.(2018 河北定州中学高补质检)反应 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行,下列说法或结论能够成立的是 ( )A.当 v 正 (CO)=v 正 (H2)时,反应达平衡状态B.其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,再次平衡时 H2O(g)的平衡浓度可能是原来的 2.1 倍C.保持体积不变,充入少量 He 使体系压强增大,反应速率一定增大D.其他条件不变,适当增加 C(s)质量会使平衡正向移动答案
5、B解析 正逆反应速率相等时达到平衡状态,故 A 项错误;其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,平衡逆向移动,再次平衡时 H2O(g)的平衡浓度可能是原来的 2.1 倍,故 B 项正确;保持体积不变,充入少量 He 使体系压强增大,反应物浓度不变,反应速率不变,故 C 项错误;增加固体的质量,平衡不移动,故 D 项错误。4.(2018 福建晋江季延中学高三检测)在催化剂作用下用乙醇制乙烯,乙醇转化率和乙烯选择性(生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值)随温度、乙醇进料量(单位:mLmin -1)的关系如图所示(保持其他条件相同)。在 410440 温度范围内,下列说法不正确的是( )A.当乙
6、醇进料量一定时,随乙醇转化率增大,乙烯选择性升高B.当乙醇进料量一定时,随温度的升高,乙烯选择性不一定增大C.当温度一定时,随乙醇进料量增大,乙醇转化率减小D.当温度一定时,随乙醇进料量增大,乙烯选择性增大答案 A3解析 根据图像,当乙醇进料量一定时,随乙醇转化率增大,乙烯选择性逐渐升高,但温度高于 430 时,乙烯选择性逐渐降低,故 A 项错误,B 项正确;根据题左图,当温度一定时,随乙醇进料量增大,乙醇转化率减小,故 C 项正确;根据题右图,当温度一定时,随乙醇进料量增大,乙烯选择性增大,故 D项正确。5.(2018 湖北襄阳第五中学高三模拟)碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为 Al2
7、O3(s)+3C(s)+N2(g) 2AlN(s)+3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中,CO 的浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是( )A.在不同时刻都存在关系:3 v(N2)=v(CO)B.c 点切线的斜率表示该化学反应在 t 时刻的瞬时速率C.从 a、b 两点坐标可求得从 a 到 b 时间间隔内该化学反应的平均反应速率D.维持温度、容积不变,若减少 N2的物质的量进行反应,曲线甲将转变为曲线乙答案 D解析 根据化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比分析,3 v(N2)=v(CO),A 项正确;c 点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间,为一氧化碳
8、的瞬时速率,B 项正确;题给图像中a、b 点分别对应浓度和时间,因此从 a、b 两点坐标可求得从 a 到 b 时间间隔内该化学反应的平均反应速率,C 项正确;维持温度、容积不变,若减少 N2的物质的量进行反应,平衡逆向进行,达到新的平衡状态与原来的平衡状态不同,D 项错误。6.(2018 河北沧州教学质量监测)某科研小组利用如下反应消除 NO 和 CO 的污染:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=x kJmol-1。 T 时,在容积为 2 L 的恒容密闭容器中充入 2 mol NO 和 2 mol CO,保持温度不变,5 min 末达到平衡状态,此时 c(N2)=0.4
9、molL-1。下列说法中不正确的是( )A.x0.8 molL-1,故 D 项错误。7.(2018 天津耀华中学高三月考) T 时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g) C(s) Hv(A)B.A 容器中 X 的转化率为 80%C.平衡时的压强: pAB答案 D5解析 A 为恒压过程,B 为恒容过程,该反应为气体体积增大的反应,反应过程中 B 的压强大于 A,反应物 X 的反应速率: v(B)v(A),故 A 正确;A 中达到平衡时混合气体的物质的量为 1.42 mol=2.8 mol,增多 0.8 mol,根据反应 X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g),每有 1 mol
10、X 参加反应,生成物增多 1 mol,现增多 0.8 mol,则反应了 0.8 mol X,故 A 容器中 X 的转化率为 80%,故 B 正确;A 为恒压过程,B 为恒容过程,该反应为气体体积增大的反应,反应过程中 B 的压强大于 A,平衡时的压强: pA”“ BD (3)1 072.9 (4)正反应 不变解析 (1)根据题意,反应、相加可得反应 C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),则该反应的平衡常数 K=K1K2K3;根据质量守恒定律,容器内混合物的质量始终不变,不能判断达到平衡状态,a 错误;H 2与 H2O(g)的物质的量之比不再变化,说明正逆反应速
11、率相等,能够判断达到了平衡状态,b 正确;C 为固体,反应后气体的质量增大,容器的体积不变,则混合气体的密度不再变化,能够判断达到了平衡状态,c 正确;形成 a mol HH 键的同时断裂 2a mol HO 键描述的都是正反应速率,不能判断达到了平衡状态,d 错误;(2)根据反应.C(s)+H 2O(g) CO(g)+H2(g) K1,相同温度条件下,减小压强,平衡正向移动,氢气的产率增大,因此 p1p2;减小压强,平衡正向移动,与图像不符,A项错误;根据表格数据,升高温度,氢气的产率增大,说明平衡正向移动,与图像吻合,B 项正确;升高温度,平衡正向移动,水的含量减少,降低压强,平衡正向移动
12、,水的含量减少,与图像不符,C 项错误;升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,与图像吻合,D 项正确。(3)设 CO 中碳氧键的键能为 x kJmol-1,反应.CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g)的 H=-41.1 kJmol-1=反应物的键能之和-生成物的键能之和=( x+4642) kJmol-1-(8032+436) kJmol-1,解得 x=1 072.9;(4)反应.CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s),若平衡时再充入 CO2,使其浓度增大到原来的 2 倍,相当于增大压强,平衡正向移动;温度不变,平衡常数不变, K= ,则重新平衡后,CO 2浓度不变。1(2
13、)10.(2018 安徽六安示范高中联盟高三期末)(18 分)汽车尾气中的主要污染物是 NO 和 CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:(1)T 下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的 NO 和 CO,用气体传感器测得不同时间时 NO和 CO 的浓度如下表:时间/s 0 1 23 4 5c(NO)/10-4 molL-110.04.50c11.501.001.00c(CO)/10-3 molL-13.603.05c22.752.702.70则 c2较合理的数值为 (填字母标号)。 A.4.20 B.4.00C.2.95 D.2.85(2)将不同物质的量的 H2O(g)和
14、 CO(g)分别通入体积为 2 L 的恒容密闭容器中,进行反应 H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:起始量/mol平衡量/mol实验组温度/ H2O CO CO H2达到平衡所需的时间7/min 650 2 4 2.4 1.65 900 1 2 1.6 0.43 900 a b c d 1若 a=2,b=1,则 c= ,三组实验对应平衡常数的关系 K() K() K()(填“”“ = (3)1.0 6Co 3+CH3OH+H2O CO2+6Co 2+6H+解析 (1)由表中数据可知 4 s 时反应达到平衡,13 s 内 CO 浓度变化量为 3.0510-3 m
15、olL-1-2.7510-3 molL-1=310-4 molL-1,该 2 s 内平均每秒内变化量为 1.510-4 molL-1,随反应进行反应速率减小,该 2 s 中前 1 s 内 CO 浓度变化量应大于 1.510-4 molL-1,则 2 s 时 CO 的浓度小于 3.0510-3 molL-1-1.510-4 molL-1=2.910-3 molL-1,故 2 s 时 CO 的浓度应介于2.7510-32.910-3 molL-1之间,选项中只有 2.8510-3 molL-1符合。(2)由实验组数据,根据“三段式”:H 2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)初始浓度/(
16、molL -1) 0.5 1 0 0转化浓度/(molL -1) 0.2 0.2 0.2 0.2平衡浓度/(molL -1) 0.3 0.8 0.2 0.2可得 900 时该反应的平衡常数 K=0.20.20.30.8在实验中,当 a=2,b=1 时,根据“三段式”:H 2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)初始浓度/(molL -1) 1 0.5 0 0转化浓度/(molL -1) 0.5- 0.5-2 2228平衡浓度/(molL -1) 0.5+2222根据转化关系可得 0.5- ,则 d=1-c,根据相同温度下平衡常数相等可得2=2,解得 c=0.6;650 时根据 “三段式
17、”可得1-2 1-2(0.5+2)2=0.20.20.30.8H 2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)初始浓度/(molL -1) 1 2 0 0转化浓度/(molL -1) 0.8 0.8 0.8 0.8平衡浓度/(molL -1) 0.2 1.2 0.8 0.8则平衡常数 K= ,又因为平衡常数只与温度有关,则三组实验对应平衡常0.80.80.21.20.20.20.30.8数的关系 K() K()= K()。(3)根据图像可知氢碳比为 1.0 时合成二甲醚的转化率最高,则合成二甲醚的最佳氢碳比为1.0。根据电子得失守恒、原子守恒以及电荷守恒可知 Co3+氧化 CH3OH 的离子方程式为6Co3+CH3OH+H2O CO2+6Co 2+6H+。
