高考化学一轮复习速递《速率、平衡图表类综合题》.doc
- 文档编号:18680399
- 上传时间:2023-09-06
- 格式:DOC
- 页数:6
- 大小:247.50KB
高考化学一轮复习速递《速率、平衡图表类综合题》.doc
《高考化学一轮复习速递《速率、平衡图表类综合题》.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学一轮复习速递《速率、平衡图表类综合题》.doc(6页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
6 速率、平衡图表类综合题
1.目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。
一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
在体积为4L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应达平衡后,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是 。
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1molCO2和3molH2
(2)在一密闭的容积可变的容器中,一定温度下,加入1molCO2和3molH2,不同压力下反应达平衡时,测得的数据如下表。
压强(atm)
1
2
2
10
20
n(CH3OH)(mol)
0.22
0.30
0.86
0.92
0.96
由表中数据可以看出:
增大压强,化学平衡向 方向移动,而从2atm加压到5atm,甲醇的物质的量增大较多的原因可能是__________________________________________________________________。
解析 本题主要考查化学平衡理论的运用,意在考查考生的读图、识表及分析判断能力。
(1)a项,由于反应物的总能量大于生成物的总能量,正反应为放热反应,升温,平衡逆向移动,c(CH3OH)减小;b项,充入He(g),平衡不移动,c(CH3OH)不变;c项,将H2O(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,c(CH3OH)增大;d项,再充入1molCO2和3molH2,假设容器扩大一倍,达到平衡再压缩,c(CH3OH)增大。
(2)从表格中的数据不难看出,加压,平衡正向移动,从2atm加压到5atm,甲醇的物质的量增大较多的原因可能是压强增大后,CH3OH和H2O的状态由气态变为液态,有利于化学平衡正向移动,故CH3OH的产量有较大提高。
答案
(1)cd
(2)正反应 压强增大后,CH3OH和H2O的状态由气态变为液态,有利于化学平衡正向移动,故CH3OH的产量有较大提高
2.化工生产中原料转化与利用非常重要,现有反应:
CCl4+H2CHCl3+HCl,查阅资料可知沸点:
CCl4为77℃,CHCl3为61.2℃。
在密闭容器中,该反应达到平衡后,测得下表数据。
实验
序号
温度℃
初始CCl4
浓度(mol·L-1)
初始H2浓度
(mol·L-1)
CCl4的平
衡转化率
1
110
0.8
1.2
a
2
110
1.0
1.0
50%
3
100
1.0
1.0
b
(1)在100℃时,此反应的化学平衡常数表达式为________;在110℃时的平衡常数为________。
(2)在实验2中,若1小时后反应达到平衡,则H2的平均反应速率为________。
在此平衡体系中再加入0.5molCCl4和1.0molHCl,平衡将向________方向移动。
(3)实验1中,CCl4的转化率a________50%(填“>”、“=”或“<”)。
实验3中,b的值________(填字母序号)。
A.等于50% B.大于50%
C.小于50% D.由本题所给资料无法判断
解析 本题主要考查平衡常数的计算与转化率大小的判断,意在考查考生根据化学平衡常数表达式进行计算的能力。
(1)根据题给各物质的沸点及反应温度可知所有物质均为气态,该反应的平衡常数表达式K=;由实验2可知,CCl4的转化率为50%,则平衡时c(CCl4)=c(H2)=c(CHCl3)=c(HCl)=0.5mol·L-1,则代入平衡常数表达式可得K=1。
(2)达到平衡后H2的转化浓度为0.5mol·L-1,则H2的平均反应速率为0.5mol/(L·h);由于加入HCl的物质的量大于加入的CCl4的物质的量,使Q>K,则平衡向逆反应方向移动。
(3)实验1中,设CCl4转化浓度为xmol·L-1,K=,解得x=0.48,则CCl4的转化率=×100%=60%>50%;实验3中,由于不知道该反应是放热反应还是吸热反应,故无法判断。
答案
(1)K= 1
(2)0.5mol/(L·h) 逆反应 (3)> D
3.汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)4CO(g)+2NO2(g)===4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是________(填代号)。
(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。
820℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照下表进行投料,达到平衡状态,K=1.0。
起始物质的量
甲
乙
丙
n(H2O)/mol
0.10
0.20
0.20
n(CO)/mol
0.10
0.10
0.20
①该反应的平衡常数表达式为________。
②平衡时,甲容器中CO的转化率是________。
比较下列容器中CO的转化率:
乙________甲;丙________甲(填“>”、“=”或“<”)。
③丙容器中,通过改变温度,使CO的平衡转化率增大,则温度________(填“升高”或“降低”),平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析
(1)4CO(g)+2NO2(g)===4CO2(g)+N2(g) ΔH<0,该反应是放热反应,当升高温度时,正、逆反应速度都增大,甲中正反应速率在刚升温到T2时没有增大,故错误;升高温度,化学平衡逆向移动,CO的浓度增大,CO的体积分数增大,故丙不正确。
(2)①甲容器中起始时n(CO)=n(H2O)=0.10mol,根据平衡常数计算可得到CO的转化率为50%。
②乙容器中起始时n(H2O)=0.20mol,相当于在甲容器中增大c(H2O),平衡正向移动,n(CO)减少,CO的转化率增大;丙容器中起始时n(CO2)=n(H2)=0.20mol,相当于两个甲容器中的量,假设两个甲容器合二为一,反应到达平衡后,缩小体积至一半变成丙容器,对体系加压,平衡不移动,CO的转化率不变化。
③丙容器中改变温度,CO的转化率增大说明平衡正向移动,正反应为放热反应,故需降低温度;平衡正向移动,生成物浓度增大,反应物浓度减小,故K增大。
答案
(1)乙
(2)①K= ②50% > = ③降低 增大
4.铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生反应:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
64.0
50.7
42.9
请回答下列问题:
①该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH=________0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡。
求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=________,CO的平衡转化率为________。
③欲提高②中CO的平衡转化率,可采取的措施是________。
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量
C.移出部分CO2 D.提高反应温度
E.减小容器的容积F.加入合适的催化剂
(2)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应,下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是________。
(3)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式:
_____________________________________________________________
_______________________________________________________________。
欲使上述体系中Al3+浓度增加,可加入的物质是________。
解析
(1)①书写平衡常数的表达式时固体不需写入。
由表可知温度越高,K越小,可知升高温度平衡向逆反应方向移动,所以正反应为放热反应,ΔH<0。
② Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
c(始)(mol·L-1)0.10.1
c(转)(mol·L-1)xx
c(平)(mol·L-1)0.1-x0.1+x
由K=64.0=,解得x=0.06,故v(CO2)=0.006mol·L-1·min-1。
CO的转化率为60%。
③该反应的正反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,CO平衡转化率降低,这是一个反应前后气体体积不变的反应,不能从压强方面考虑,Fe、Fe2O3为固体,也不影响平衡,所以应从CO、CO2的浓度方面考虑。
(2)铝热反应在常温下不反应,高温时瞬间反应。
(3)欲使Al3+浓度增加,根据Al(OH)3发生碱式电离的方程式:
Al(OH)3Al3++3OH-,使平衡右移,可加入酸性物质,如HCl、H2SO4等。
答案
(1)①[CO2]3/[CO]3 < ②0.006mol·L-1·min-1 60% ③C
(2)b (3)Al(OH)3+H2OH++[Al(OH)4]- 盐酸(合理即可)
5.在100℃时,将0.40mol的二氧化氮气体充入2L真空的密闭容器中,每隔一段时间就对该容器内的物质进行分析,得到数据如表所示:
时间(s)
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.40
n1
0.26
n3
n4
n(N2O4)/mol
0.00
0.05
n2
0.08
0.08
(1)在上述条件下,从反应开始直至20s时,二氧化氮的平均反应速率为________mol·L-1·s-1。
(2)n3________n4(填“>”、“<”或“=”),该反应的平衡常数为________(保留小数点后一位)。
(3)若在相同情况下,最初向该容器中充入的是四氧化二氮气体,要达到上述同样的平衡状态,四氧化二氮的起始浓度是________mol·L-1,假设在80s时达到平衡,请在图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。
(4)达到平衡后,如升高温度,气体颜色会变深,则升高温度后,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)达到平衡后,如向该密闭容器中再充入0.32mol氦气,并把容器体积扩大为4L,则平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”),其理由是______________________________________________________________________________________________________________________。
解析 根据反应速率的定义不难解答问题
(1)。
根据已知表中的数据可知60~80s反应已达到平衡,故n3=n4。
由方程式2NO2(g)N2O4(g)及平衡常数公式可计算出其平衡常数约为2.8mol-1·L。
因温度、体积不变,故达到等效平衡时需要N2O4的起始物质的量为0.20mol,即浓度为0.10mol·L-1。
由于再充入0.32mol氦气时对平衡无影响,但容器体积扩大为4L时相当于给原平衡减压,故平衡逆向移动。
答案
(1)0.0025
(2)= 2.8 (3)0.10 如图
(4)减小 (5)向左移动 氦气是稀有气体,不参与反应;扩大体积的瞬间,c(NO2)和c(N2O4)都降低为原来的一半,使c(N2O4)/c2(NO2)增大,并大于该温度下的平衡常数K,平衡会向左移动(或氦气是惰性气体,不参与反应,扩大体积相当于减小压强,平衡向左移动)
6
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 速率、平衡图表类综合题 高考 化学 一轮 复习 速递 速率 平衡 图表 综合