1、1专题 7 化学反应速率与化学平衡专题综合检测(七)(时间：45 分钟；满分：100 分)一、选择题(本题包括 9小题，每小题 5分，共 45分)1美国亚利桑那州大学(ASU)和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为 2H2O(g) 2H2(g)O 2(g)。有关该反应的说法正确的是( )= = = = =太 阳 能 人 造 树 叶A H 0B S0C化学能转变为电能D氢能是理想的绿色能源解析：选 D。该反应是熵增的吸热反应，太阳能转化为化学能。2据新华网报道，加拿大卡尔加里大学的两位研究者柯蒂斯和西蒙发明了一种新型“电催化剂”，能够非常高效且廉价地将电能转化成化学能。该新
2、型“电催化剂”是一种多孔金属氧化物固体，用于在电解器中催化水分解为氢气与氧气的一种特殊催化剂。下列说法中不正确的是( )A使用电催化剂，加快了水的分解速率B金属氧化物固体的量越多，水分解速率越快C反应一段时间，过滤、洗涤、干燥后发现金属氧化物固体的质量没有发生变化D金属氧化物固体的多孔结构利于提高催化剂的效率解析：选 B。催化剂的用量对化学反应速率有影响，在一定用量范围内，随着用量增加，反应时间缩短，反应速率加快；但催化剂的用量增加到一定值后，反应时间和反应速率不再改变，故 B项错误。3(2018洛阳高三模拟)工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是2C(焦炭)O 2(空气) 2CO=
3、= = = =高 温 Fe 2O33CO 2Fe3CO 2 高 温 该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，其主要原因是( )ACO 过量BCO 与铁矿石接触不充分C炼铁高炉的高度不够DCO 与 Fe2O3的反应有一定限度解析：选 D。因为高炉炼铁的反应具有一定的限度，通过提高 CO的浓度使平衡向生成2铁(正反应)的方向移动，所以焦炭的使用量多。4(2018马鞍山高三模拟)已知 X(g)Y(g)2Z(g) H0。反应发生后， t1时达到平衡， t2时改变条件， t3时达到新平衡，则 t2时改变的条件可能是( )A升高温度 B减小 Z的浓度C增大压强 D增大 X或 Y的
4、浓度解析：选 A。由图可知 t2后，Z 的浓度减小，X 或 Y浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动。A 项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，正确；B 项，由图可知 t2时 Z的浓度不变，错误；C 项，增大压强是通过缩小体积实现，此时 Z、X、Y 的浓度均应瞬间增大，曲线出现断点，且平衡不移动，错误；D 项，增大 X或 Y浓度， t2时 X或 Y浓度应瞬间增大，曲线出现断点，且平衡向正反应方向移动，错误。5(2018龙岩高三质检)甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一，该过程的主要反应是 CH4(g)H 2O(g)CO(g) 3H 2(g)。其他条件相同，在不同催化剂(、)作用下反应相同时
5、间后，体系中 CO含量随反应温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )A相同条件下，催化剂催化效率更高B b点表示上述反应在对应条件下的平衡状态C根据图像，无法判断该反应是否为吸热反应D该反应平衡常数表达式为 K c(CO)c3 (H2)/c(CH4)解析：选 C。其他条件相同，相同温度时催化剂生成 CO的量更多，故催化剂的催化效率更高，A 项错误；催化剂不影响可逆反应的限度，所以温度相同的条件下，两者的平衡状态相同，即应为相交的点，所以 b点不是平衡状态，B 项错误；由于图像显示交点前均没有达到平衡，所以无法判断该反应的热效应(应先达到化学平衡且平衡又发生移动，才能根据其推断)，C 项正确；
6、气态的水也要写进平衡常数表达式，D 项错误。6(2018衡阳高三模拟)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收，其中 Y是单质：SO2(g)2CO(g) 2X(g)Y(l) 催 化 剂 3为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时间的 SO2和 CO浓度如下表：时间/s 0 1 2 3 4c(SO2)/molL1 1.00 0.50 0.233.0010373.001037c(CO)/molL1 4.00 3.00 2.46 2.00 2.00下列说法不正确的是( )AX 的化学式为 CO2 B前 1 s内 v(X)1.00 molL 1 s1 C该回
7、收原理利用了 SO2的还原性 D该温度下，此反应的平衡常数的数值是 3.331036解析：选 C。该反应是进行硫的回收，所以 Y单质是 S单质，根据质量守恒定律，则X的化学式是 CO2，A 项正确；前 1 s内，CO 的物质的量浓度减小 1.00 molL1 ，则 X的物质的量浓度增加 1.00 molL1 ，所以 v(X)1.00 molL1 s1 ，B 项正确；在该反应中，S 元素的化合价降低，作氧化剂，所以利用了二氧化硫的氧化性，C 项错误；3 s 时，该反应达到平衡状态，CO 的物质的量浓度减少 2.00 molL1 ，则 X的浓度增加 2.00 molL1 ，所以该反应的平衡常数 K
8、2.00 2/2.002(3.001037 )3.3310 36，D 项正确。7(2018正定中学高三月考)将一定量的 NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。已知反应：2NO2(红棕色)N 2O4(无色) HT1，平衡时实验中 X浓度较小，表明升温平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，正确；C 项，实验、达到平衡时，X 的体积百分含量明显是，不正确；D项，实验中，平衡时 c(Y) c(W)0.25 molL1 ， K 0.25，而反应c（ Y） c（ W）c2（ X）温度不变，则平衡常数不变，设平衡时 Y的浓度为a，
9、K 0.25，解得 a0.2 molL1 ，则平衡时 c(X)c（ Y） c（ W）c2（ X） a2（ 0.8 2a） 20.8 molL 1 20.2 molL 1 0.4 molL 1 ，正确。9使用 SNCR脱硝技术的原理是 4NO(g)4NH 3(g)O 2(g)4N 2(g)6H 2O(g)，如图是在密闭体系中研究反应条件对烟气脱硝效率的实验结果。下列说法正确的是( )5A从图 1判断，该反应的正反应是放热反应B减小氨气的浓度有助于提高 NO的转化率C从图 1判断，脱硝的最佳温度约为 925 D从图 2判断，综合考虑脱硝效率和运行成本最佳氨氮摩尔比应为 2.5解析：选 C。由图 1
10、，升高温度，NH 3浓度减小，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，A 错；减小氨气的浓度，平衡向逆反应方向移动，NO 的转化率降低，B 错；由图 1，温度约为 925 时，NH 3浓度较低且脱硝效率最高， C对；氨氮摩尔比为 2.5时，虽然脱硝效率最高，但 NH3浓度太大，成本过高，D 错。二、非选择题(本题包括 4小题，共 55分)10(12 分)固定和利用 CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用 CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是 CO2(g)3H 2(g)CH 3OH(g)H 2O(g) H49.0 kJ/mol。某科学实验将 6 mol
11、 CO2和 8 mol H2充入一容积为 2 L的密闭容器中，测得 H2的物质的量随时间变化如图中实线所示：回答下列问题：(1)由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是_(填字母)。a01 min b13 minc38 min d811 min(2)仅改变某一条件再进行实验，测得 H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线改变的条件可能是_，曲线改变的条件可能是_。(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是_(填序号)。a容器内压强不再改变b容器内气体的密度不再改变c容器内气体的平均摩尔质量不再改变d容器内各物质的物质的量相等6解析：(1)曲线的斜率越大，速率越大。(2)曲线与
12、实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快，且平衡时 n(H2)大，改变的条件应是升高温度，使平衡左移；曲线与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快， 且平衡时 n(H2)小，改变的条件应是增大压强，使平衡右移。(3)反应 CO2(g)3H 2(g)CH 3OH(g)H 2O(g) H49.0 kJ/mol是正反应气体体积减小的放热反应。容器内压强、气体平均摩尔质量不再改变，说明气体的总物质的量不再改变，a、c 符合题意；容器的体积不变，质量不变，密度始终不变，b 不符合题意；容器内各物质的物质的量相等，不一定达到平衡，d 不符合题意。答案：(1)a (2)升高
13、温度 增大压强 (3)ac11(14 分)氨是重要的化工产品之一，研究合成氨反应具有重要的意义。(1)已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 NN 946.0 kJmol1 ，HH 436 kJmol1 ，NH 390.8 kJmol1 ，写出 N2(g)和 H2(g)为原料合成 NH3(g)的热化学方程式：_。(2)某小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，实验结果如图所示。 t1时刻改变的条件为_。 t2时刻，恒压充入氦气， t3时刻达到平衡，在图中画出 t2时刻后的速率变化图像。(3)相同温度下，A、B、C 三个密闭容器，A、B 恒容，C 带有可自由移动的活塞 K，各向其
14、中充入如图所示反应物，初始时控制活塞 K，使三者体积相等，一段时间后均达到平衡。达到平衡时，A、C 两个容器中 NH3的浓度分别为 c1、 c2，则 c1_c2(填“”“”“v 正 。(3)A 为恒容，C 为恒压，由于合成氨是气体体积减小的反应，所以 C中气体体积减小，相对于 A，C 相当于增大压强，平衡正向移动，所以 c1升高温度；达到平衡的时间比缩短，起始压强增大加催化剂；达到平衡的时间比缩短，平衡没有移动 (CO) (CO) (CO) 917 15013(15 分)(2016高考全国卷)煤燃烧排放的烟气含有 SO2和 NOx，形成酸雨、污染大气，采用 NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟
15、气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：(1)NaClO2的化学名称为_。(2)在鼓泡反应器中通入含有 SO2和 NO的烟气，反应温度为 323 K，NaClO 2溶液浓度为5103 molL1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子 SO24 SO23 NO3 NO2 Clc/molL1 8.35104 6.87106 1.5104 1.21053.4103写出 NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：_。增加压强，NO 的转化率_(填“提高”“不变”或“降低”)。随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的 pH逐渐_ (填“增大”“不变”或“减小”)。由实验结果可知，脱硫反应速率_脱硝
16、反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了 SO2和 NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是_。(3)在不同温度下，NaClO 2溶液脱硫、脱硝的反应中 SO2和 NO的平衡分压 pc如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填“增大”“不变”或“减小”)。反应 ClO 2SO =2SO Cl 的平衡常数 K表达式为2 23 24_。(4)如果采用 NaClO、Ca(ClO) 2替代 NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca(ClO) 2相比 NaClO具有的优点是_。已知下列反应：SO2(g)2OH (aq) =SO (aq)H 2O(l)
17、 H12310ClO (aq)SO (aq)=SO (aq)Cl (aq) H223 24CaSO4(s)=Ca2 (aq)SO (aq) H324则反应 SO2(g)Ca 2 (aq)ClO (aq)2OH (aq) = CaSO4(s)H 2O(l)Cl (aq)的 H_。解析：(1)NaClO 2中氯元素的化合价为3，NaClO 2的名称是亚氯酸钠。(2)NaClO 2溶液脱硝过程中，NO 转化为 NO 、NO ，主要转化为 NO ，书写离子方程式时运用得失电3 2 3子守恒、电荷守恒和元素守恒，得到 4NO3ClO 4OH =4NO 2H 2O3Cl 。上述反2 3应是气体分子数减小的
18、反应，增大压强有利于反应正向进行，使 NO的转化率提高。根据上述反应可知，随着吸收反应的进行，溶液中 c(H )逐渐增大，pH 逐渐减小。由实验结果看出，溶液中含硫离子的浓度大于含氮离子的浓度，所以脱硫反应速率大于脱硝反应速率。这可能是因为 NO溶解度较低、脱硝反应活化能较高等。(3)纵坐标是平衡分压的负对数，反应温度升高，SO 2和 NO的平衡分压的负对数减小，即平衡分压增大，说明平衡逆向移动，所以平衡常数减小。根据平衡常数表达式的规则书写即可。(4)如果使用Ca(ClO)2，则生成的 SO 会与 Ca2 结合，生成 CaSO4沉淀，促使脱硫反应正向进行，提24高 SO2的转化率。设三个反应依次是 a、 b、 c，根据盖斯定律，由 a b c得 SO2(g)Ca 2 (aq)ClO (aq)2OH (aq)=CaSO4(s)H 2O(l)Cl (aq) H H1 H2 H3。答案：(1)亚氯酸钠(2)4NO3ClO 4OH =4NO 2H 2O3Cl 提高 减小 大于 NO 溶解度2 3较低(或脱硝反应活化能较高)(3)减小 (4)形成 CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO 2转化率提高 H1 H2 H3
