化学反应速率和化学平衡练习二轮.docx
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化学反应速率和化学平衡练习二轮
1.(2012·黄冈高三第二次联考)随着汽车数量的逐年增多,汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。
反应:
2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)可用于净化汽车尾气,已知该反应速率极慢,570K时平衡常数为1×1059。
下列说法正确的是( )
A.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
D.570K时及时抽走CO2、N2,平衡常数将会增大,尾气净化效率更佳
2.(2012·东北哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学高三第二次联合模拟)N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生下列反应:
2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g) ΔH>0
T1温度下的部分实验数据为:
t/s
0
500
1000
1500
c(N2O5)mol/L
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法不正确的是( )
A.500s内N2O5分解速率为2.96×10-3mol·L-1·s-1
B.T1温度下的平衡常数为K1=125,1000s时转化率为50%
C.其他条件不变时,T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98mol/L,则T1 D.T1温度下的平衡常数为K1,T3温度下的平衡常数为K3,若T1>T3,则K1>K3 3.(2012·安徽省“江南十校”高三联考)下图表示反应X(g)+4Y(g) 5Z(g) ΔH<0,在某温度时X的浓度随时间变化的曲线: 下列有关该反应的描述正确的是( ) A.若Z是有色气体,只压缩容器的体积,平衡不移动,则气体颜色不变 B.若升高温度,则X的平衡转化率减小,v(逆)增大,v(正)减小 C.若X和Y的平衡转化率相等,则起始时X和Y的物质的量之比为1∶4 D.若平衡时X的转化率为85%,则起始时Y的物质的量浓度为3.4mol·L-1 4.(2012·安徽高考)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收: SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l) ΔH<0 若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( ) A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变 B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快 C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率 D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变 5.(2012·江西省四市高三联考) 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。 由图可得出的正确结论是( ) A.反应在c点达到平衡状态 B.反应物浓度: a点小于b点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率: ab段小于bc段 6.(2012·河南省洛阳市高三统考)在1100℃时,一定容积的密闭容器中发生反应: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH=akJ/mol(a>0),该温度下K=0.263,下列有关该反应的说法正确的是( ) A.达到化学平衡状态时,若c(CO)=0.100mol/L,则c(CO2)=0.0263mol/L B.若要提高CO的转化率,则可以加入过量FeO C.若容器内压强不随时间变化,则可以判断该反应已达到化学平衡状态 D.若生成56gFe,则吸收的热量小于akJ 7.(2012·湖南省长、望、浏、宁高三3月一模联考)将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中,发生反应: H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)在不同温度下,该反应平衡状态部分数据见下表。 下列说法正确的是( ) A.若T2>T1,则该反应的ΔH<0 B.向容器中充入N2,H2NCOONH4质量增加 C.NH3体积分数不变时,说明该反应达到平衡 D.T1、T2时,H2NCOONH4转化的Δn(T2)=2Δn(T1) 8.(2012·郑州市高三第一次质检)一定温度下,在容积为2L的密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),部分数据见下表(表中t2>t1) 下列说法正确的是( ) A.反应在t1min内的平均速率为 v(H2)= mol·L-1·min-1 B.平衡时CO的转化率为66.67% C.该温度下反应的平衡常数为1 D.其他条件不变,若起始时n(CO)=0.60mol,n(H2O)=1.20mol,则平衡时n(CO2)=0.20mol 9.(2012·济南市3月高考模拟节选)工业合成氨的反应原理为 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。 某温度下,把10molN2与28molH2置于容积为10L的密闭容器内,10min时反应达到平衡状态,测得氮气的平衡转化率为60%,则10min内该反应的平均速率v(H2)=________mol·L-1·min-1,则该温度下该反应的平衡常数K=________。 欲增大氮气的平衡转化率,可采取的措施有________(写一种措施即可)。 10.(2012·邯郸市高三第一次模拟考试)在一定温度下,向一容积为2L的恒容密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,发生如下反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。 反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图所示: (1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(NH3)=________。 (2)反应达到平衡后,第5分钟时,保持其他条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为________(选填字母编号)。 a.0.20mol·L-1 b.0.16mol·L-1 c.0.10mol·L-1d.0.05mol·L-1 (3)该反应的化学平衡常数表达式为________。 反应达到平衡后,第5分钟时,若保持其他条件不变,只把容器的体积缩小一半,平衡________移动(选填“正向”、“逆向”或“不”),化学平衡常数K________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)第5分钟时把容器的体积缩小一半后,若在第8分钟达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25mol·L-1),请在上图中画出从第5分钟开始变化直至到达新平衡时NH3浓度的变化曲线。 11.(2012·福建龙岩市第一次质检)T℃、2L密闭容器中某一反应在不同时刻的各物质的量如图所示(E为固体,其余为气体)。 回答下列问题。 (1)写出该反应的化学方程式__________。 (2)反应开始至3min时,用D表示的平均反应速率为______mol·L-1·min-1。 (3)T℃时,该反应的化学平衡常数K=________。 (4)第6min时,保持温度不变,将容器的体积缩小至原来的一半,重新达到平衡后,D的体积分数为________。 (5)另有一个2L的密闭容器,T℃、某一时刻,容器中各物质的物质的量如表所示。 物质 A B D E 物质的量(mol) 0.8 1.0 0.4 0.2 此时v(正)________v(逆)(填“大于”、“等于”或“小于”)。 12.(2012·长安一中、交大附中、师大附中、西安中学第二次理综模拟)Ⅰ.反应Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-23.5kJ/mol在1000℃的平衡常数等于4.0。 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。 (1)CO的平衡转化率=________。 (2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________。 a.提高反应温度 b.增大反应体系的压强 c.选取合适的催化剂 d.及时吸收或移出部分CO2 e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触 Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。 请根据图示回答下列问题: (1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________。 图一 图二 (2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表: 则下列关系正确的是________。 A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2α1=α3D.α1+α2=1 E.该反应若生成1molCH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量 (3)若在一体积可变的密闭容器中充入1molCO、2molH2和1molCH3OH,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向________(填“正”、“逆”)反应方向移动。 答案及解析 1.【解析】 “该反应速率极慢”,故提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂,A说法正确;升高温度的措施在处理尾气时难以实现,故B错;该反应是可逆反应,故C错;平衡常数只与温度有关,故D错。 【答案】 A 2.【解析】 A项,v(N2O5)= =2.96×10-3mol·L-1·s-1 B项,α= ×100%=50%, K= =125; C项,温度越高,c(N2O5)越小,故T1>T2; D项,温度越高,K越大,故T1>T3,则K1>K3。 【答案】 C 3.【解析】 A项,压缩体积,c(Z)增大,颜色变深;B项,v(逆)、v(正)均增大;D项,起始时Y的浓度应大于3.4mol·L-1。 【答案】 C 4.【解析】 该反应中S为液态,反应前后气体的物质的量改变,在恒容容器中进行该反应,平衡前随着反应的进行压强一直在改变,A项错误;反应中S为液态,其量的变化不影响反应速率,B项错误;该反应的正反应是放热反应,升温后平衡逆向移动,SO2的转化率减小,C项错误;平衡常数只与温度有关,催化剂不能改变反应物的转化率,平衡常数不变,D项正确。 【答案】 D 5.【解析】 由题图可以看出,随着反应的进行正反应速率逐渐增大,因为只要开始反应,反应物浓度就要降低,正反应速率应该减小,但此时正反应速率却是增大的,说明此时温度是影响反应速率的主要因素。 由于容器是绝热的,因此该反应只能是放热反应,从而导致容器内温度升高使反应速率加快,所以C项不正确。 到达c点后正反应速率减小,说明此时反应物浓度是影响反应速率的主要因素,但反应不一定达到平衡状态,所以选项A、B均不正确。 正反应速率越快,相同时间内消耗的二氧化硫就越多,因此选项D正确。 【答案】 D 6.【解析】 由题干信息知,在1100℃时反应的平衡常数K= =0.263,故达到平衡时,若c(CO)=0.100mol/L,则c(CO2)=0.0263mol/L;加入FeO对平衡移动无影响,B错;因反应前后气体的物质的量不变,故反应过程中,容器内的压强始终保持不变,C错;利用热化学方程式可知,若生成56gFe,则吸收的热量为akJ。 【答案】 A 7.【解析】 T1时,c(NH3)=0.1mol/L, c(CO2)=0.05mol/L T2时,c(NH3)=0.2mol/L,c(CO2)=0.1mol/L A项,若T2>T1,ΔH>0;B项,充入N2,平衡不移动;C项,NH3的体积分数始终不变,不能说明达到平衡。 【答案】 D 8.【解析】 根据化学方程式可知在t1min内生成0.4molH2,因此在t1min内的平均速率为v(H2)= = mol·L-1·min-1,故A错误。 根据化学方程式可知t1、t2时刻均有n(CO)=0.8mol,n(H2O)=0.2mol,n(CO2)=n(H2)=0.4mol,故表格中t1、t2时的数据均为平衡时的物质的量。 据此可求出CO的平衡转化率为0.4mol/1.2mol×100%=33.33%,故B错误。 由于该反应是一个气体体积不变的反应,将平衡时的物质的量代入平衡常数表达式,可计算出反应的平衡常数为1,C正确。 根据平衡常数值可计算出D选项中平衡时n(CO2)=0.40mol,故D错误。 【答案】 C 9.【解析】 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 起始浓度/mol·L-1 1 2.8 0 转化浓度/mol·L-1 0.6 1.8 1.2 平衡浓度/mol·L-1 0.4 1.0 1.2 故v(H2)= =0.18mol·L-1·min-1;K=c2(NH3)/(c(N2)·c3(H2))=1.22/(0.4×1.03)=3.6;欲增大氮气的平衡转化率,应使平衡正向移动,可采取的措施有增大压强,降低温度或增大H2的浓度等。 【答案】 0.18 3.6 增大压强或降低温度或增大H2的浓度等 10.【解析】 (1)整理数据如下: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 起始(mol·L-1) 0.1 0.3 0 4min变化(mol·L-1) 0.05 0.15 0.10 平衡(mol·L-1) 0.05 0.15 0.10 达到平衡,即前四分钟平均反应速率 v(NH3)=0.025mol·L-1·min-1。 (2)合成氨反应为可逆反应,正反应为放热反应,改变温度会发生移动,但无论向哪个反应方向进行,都不可能完全进行,故不可能为a.0.20mol·L-1和c.0.10mol·L-1。 (3)体积缩小一半,平衡向气体分子数减小的方向,即正向移动,但平衡常数不变。 (4)体积缩小一半,浓度在瞬间增大一倍,故作图起点在(5,0.20),随着反应的进行,随着趋向于平衡,反应速率渐缓,最终到(8,0.25)平衡,之后应浓度不变。 【答案】 (1)0.025mol·L-1·min-1 (2)ac (3)K= 正向 不变 (4) 11.【解析】 (1)3min时,A、B、D、E的物质的量变化量分别为0.4mol、0.2mol、0.6mol、0.2mol,故其化学计量数之比为2∶1∶3∶1,因此反应的化学方程式为2A(g)+B(g) 3D(g)+E(s)。 (2)v(D)= =0.1mol·L-1·min-1。 (3)3min时,A、B、D的物质的量分别为0.6mol、0.8mol、0.6mol,则K= =0.75。 (4)因反应前后气体体积不变,所以缩小体积(增大压强)平衡不移动,D的体积分数与3min时相等,为 =30%。 (5)可计算出Qc= =0.1<0.75,故平衡正向移动,v(正)大于v(逆)。 【答案】 (1)2A(g)+B(g) 3D(g)+E(s) (2)0.1 (3)0.75 (4)30% (5)大于 12.【解析】 Ⅰ. (1) Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) 起始浓度/mol·L-1 0.1 0.1 转化浓度/mol·L-1 x x 平衡浓度/mol·L-1 0.1-x 0.1+x K= =4,则x=0.06 故α(CO)=60% (2)欲提高CO的平衡转化率,应使平衡正向移动;该反应是气体分子数不变的放热反应,故应选d。 Ⅱ. (1)由图可知, v(CH3OH)= =0.075mol·L-1·min-1,则v(H2)=2v(CH3OH)=0.15mol·L-1·min-1。 (2)甲、乙建立的等效平衡,这种等效平衡可以用物理学上的“相遇问题”来理解,故A、D、E都正确;若甲、丙建立的是等效平衡,则α1=α3,其实两者的转化率没有关系,也只有是等效平衡时,才有2Q1=Q3,故B、C错。 (3)体积可变的密闭容器中,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,说明反应后气体的体积减小,对于反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)来说,应正向移动。 【答案】 Ⅰ. (1)60% (2)d Ⅱ. (1)0.15mol·L-1·min-1 (2)ADE (3)正
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- 化学反应 速率 化学平衡 练习 二轮