專題訓(xùn)練7 (2)

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1、專題訓(xùn)練(七)　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 時間：45分鐘　 分值：100分 一、選擇題(每小題5分，共50分) 1．一定條件下，分別對反應(yīng)C(s)＋CO2(g)2CO(g)(正向吸熱)進(jìn)行如下操作(只改變該條件)：①升高反應(yīng)體系的溫度；②增加反應(yīng)物C的用量；③縮小反應(yīng)體系的體積；④減少體系中CO的量。上述措施中一定能使反應(yīng)速率顯著變大的是(　　) A．①②③④ B．①③④ C．①② D．①③ 解析　碳是固體，增加固體的用量不改變反應(yīng)速率；減少CO的量，反應(yīng)速率減小。 答案　D 2．(2013·鹽城調(diào)研)下列判斷不正確的是(　　) A．有時焓變對反應(yīng)的方向起決定性作用

2、 B．有時熵變對反應(yīng)的方向起決定性作用 C．焓變和熵變是判斷反應(yīng)方向的兩個主要因素 D．任何情況下，溫度都不可能對反應(yīng)的方向起決定性作用 解析　根據(jù)ΔG＝ΔH－T·ΔS，若ΔH>0，ΔS>0，溫度(T)很高時，ΔG可能小于0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，若ΔH<0，ΔS<0，溫度很低時， ΔG可能小于0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，此時溫度起決定性作用。 答案　D 3．(2013·海淀模擬)對于恒容密閉容器中發(fā)生的可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　) A．?dāng)嚅_1個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵生成 B．混合氣體的密度不變 C．混合氣體的平均相

3、對分子質(zhì)量不變 D．N2、H2、NH3分子數(shù)之比為1:3:2 解析　斷開N≡N鍵與生成N—H鍵是同一個反應(yīng)方向，A不對；恒容密閉容器中混合氣體密度始終不變，B不對；平均相對分子質(zhì)量Mr＝，反應(yīng)過程中m始終不變，若Mr不變，則n不變，說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，C正確。 答案　C 4．(2013·北京卷)下列實驗事實不能用平衡移動原理解釋的是(　　) A. 將NO2球浸泡在冷水和熱水中 B. t/℃ 25 50 100 KW/10－14 1.01 5.47 55.0 C. D. c(氨水)/(mol·L－1) 0.1 0.01 pH 11.1 10.6

4、解析　選項A可以用溫度變化來解釋化學(xué)平衡的移動，A項正確；選項B說明離子積隨著溫度的升高而增大，即溫度升高，水的電離平衡正向移動，B項正確；選項C是催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，與化學(xué)平衡無關(guān)，C項錯誤；選項D中濃度與溶液pH的關(guān)系說明濃度對NH3·H2O的電離平衡的影響，D項正確。 答案　C 5．(2013·南京一模)在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol·L－1的CH4與CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)，測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，下列有關(guān)說法一定正確的是(　　) A．上述反應(yīng)的ΔH>0 B．壓強(qiáng)

5、p1>p2>p3>p4 C．1 100 ℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為64 mol2·L－2 D．壓強(qiáng)為p4時，在Y點：v(正)0，正確；B項，由反應(yīng)可知，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動，則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故p4>p3>p2>p1，B錯；C項，1 100 ℃壓強(qiáng)為p4時CH4轉(zhuǎn)化率為80%，則平衡時CH4、CO2濃度均為0.02 mol·L－1，生成的CO、H2均為0.16 mol·L－1，故K＝＝＝1.638 4(mol2·L－2)，C錯；D項，Y點未達(dá)到平衡，達(dá)平衡時CH4轉(zhuǎn)化率會增大，則表明

6、反應(yīng)仍需向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即v(正)>v(逆)，D錯。 答案　A 6．(2013·唐山一模)在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)aZ(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，開始按體積比2：1將X、Y充入反應(yīng)器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)。圖甲和圖乙是根據(jù)反應(yīng)繪制的圖象，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．圖甲，p1>p2，a<3 B．圖甲，T10 C．圖乙，t1時表示恒溫、恒壓條件下，向平衡體系中充入一定量的Z氣體 D．圖乙，如果a＝3，t2時表示向體系中加入了催化劑 解析　A項，圖甲，在同一溫度下(T1)，p1壓強(qiáng)下先達(dá)到平衡，說明p1>p2，由圖可知壓強(qiáng)大時Z

7、的體積分?jǐn)?shù)反而小，說明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動，則a>3；B項，圖甲，在同一壓強(qiáng)下(p2)，T2溫度下先達(dá)到平衡，說明T2>T1，由圖可知溫度高時Z的體積分?jǐn)?shù)反而小，說明升高溫度平衡逆向移動，則Q<0；D項，圖乙，t2時正、逆反應(yīng)速率同等倍數(shù)增大，則可能是使用了催化劑或a＝3時增大壓強(qiáng)。 答案　C 7．(2013·鄭州質(zhì)檢)在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：aA(g)cC(g)＋dD(g)，達(dá)到平衡后，將氣體體積壓縮到原來的一半，當(dāng)再次達(dá)到平衡時，D的濃度為原平衡濃度的1.8倍。下列敘述正確的是(　　) A．A的轉(zhuǎn)化率變大 B．平衡向正反應(yīng)方向移動 C．D的體積分?jǐn)?shù)變大 D．a(chǎn)

8、解析　將氣體體積壓縮為原來的一半(即增大壓強(qiáng))，若平衡不移動，則D的濃度應(yīng)為原來的2倍；再次達(dá)到平衡時，D的濃度為原來的1.8倍，說明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動，則a

9、的平衡常數(shù)不變 解析　正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，因此平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)不斷變化，A項錯誤；因硫為液態(tài)，故平衡時，其他條件不變，分離出硫，反應(yīng)速率不變，B項錯誤；正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，C項錯誤；其他條件不變時，使用不同的催化劑，只能改變反應(yīng)速率，不影響平衡的移動，故反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，D項正確。 答案　D 9．(2013·東北三省聯(lián)考)某溫度下，向2 L恒容密閉容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表，下列說法正確的是(　　) t/

10、2 0 5 15 25 35 n(A)/mol 1.0 0.85 0.81 0.80 0.80 A.反應(yīng)在前5 s的平均速度v(A)＝0.17 mol·L－1·s－1 B．保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(A)＝0.41 mol·L－1，則反應(yīng)的ΔH>0 C．相同溫度下，起始時向容器中充入2.0 mol C，達(dá)到平衡時，C的轉(zhuǎn)化率大于80% D．相同溫度下，起始時向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，反應(yīng)達(dá)到平衡前v(正)

11、－1·s－1；B項，平衡時c(A)＝0.40 mol·L－1，升溫后c(A)增大，說明平衡逆向移動，即該反應(yīng)的ΔH<0；C項，起始時加入2.0 mol C相當(dāng)于起始時加入2 mol A和2mol B，則C的轉(zhuǎn)化率小于80%；D項，根據(jù)題中數(shù)據(jù)可求出K＝＝，起始時Qc＝＝50>K，即平衡逆向移動。 答案　D 10．(2013·南昌調(diào)研)在一定條件下，向一體積為2 L的恒容密閉容器中充入2 mol A,1 mol B，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B3C(g)　ΔH＝－Q kJ/mol(Q>0)。經(jīng)過60 s達(dá)到平衡，測得B的物質(zhì)的量為0.2 mol，下列對該平衡的敘述正確的是(　　) A．用C

12、的濃度變化表示該反應(yīng)速率為2.4 mol/(L·min) B．若使容器變?yōu)? L，則C的物質(zhì)的量一定增大 C．達(dá)到平衡，測得放出熱量為x kJ，則x＝Q D．若向容器中再充入1 mol C，重新達(dá)到平衡，A的體積分?jǐn)?shù)保持不變，則B為氣態(tài) 解析　Δn(B)＝0.8 mol，Δn(C)＝2.4 mol，Δc(C)＝1.2 mol/L，則該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(C)＝1.2 mol/(L·min)，A錯；縮小容器體積，相當(dāng)于加壓，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，由于B的狀態(tài)未知，故C的物質(zhì)的量不一定增大，B錯；由于反應(yīng)是可逆的，所以x

13、分子數(shù)不變，則B一定為氣態(tài)，D正確。 答案　D 二、填空題(共50分) 11．(10分)(2012·上海卷)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動機(jī)的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動機(jī)的熱效率。工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅，其反應(yīng)如下： 3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0) 完成下列填空： (1)在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，若反應(yīng)容器的容積為2 L，3 min后達(dá)到平衡，測得固體的質(zhì)量增加了2.80 g，則H2的平均反應(yīng)速率為________ mol/(L·min)；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝__

14、______。 (2)一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。 a．3v逆(N2)＝v正(H2) b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4) c．混合氣體密度保持不變 d．c(N2)：c(H2)：c(HCl)＝1：3：6 解析　(1)反應(yīng)生成Si3N4的物質(zhì)的量n(Si3N4)＝＝0.02 mol，則反應(yīng)消耗H2的物質(zhì)的量n(H2)＝0.12 mol，故v(H2)＝＝0.02 mol/(L·min)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝。(2)利用化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知，a項表示v正＝v逆，正確；b項均表示正反應(yīng)速率，無論反應(yīng)是否平

15、衡都成立；c項混合氣體密度不變，說明氣體質(zhì)量不變，正確；d項表示的濃度關(guān)系與反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)無關(guān)。 答案　(1)0.02　　(2)ac 12．(10分)(2013·新課標(biāo)全國Ⅱ卷)在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g)，在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)： A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1 反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見下表： 時間t/h 0 1 2 3 8 總壓強(qiáng)p/100 kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 時間t/h 16 20 25 30 總壓強(qiáng)p/100 kP

16、a 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列問題： (1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為________。 (2)由總壓強(qiáng)p和起始壓強(qiáng)p0計算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達(dá)式為________，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，列式并計算反應(yīng)的平衡常數(shù)K________。 (3)①由總壓強(qiáng)p和起始壓強(qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)，n總＝________mol，n(A)＝________mol。 ②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù)，計算：a＝________。 反應(yīng)時間t/h 0 4 8 16 c(A)/(mol

17、·L－1) 0.10 a 0.026 0.006 5 分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結(jié)論是________________________________________，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12 h時反應(yīng)物的濃度c(A)為________ mol·L－1。 解析　(1)A(g)B(g)＋C(g)的正向反應(yīng)是一個氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，故可通過降低壓強(qiáng)、升溫等方法提高A的轉(zhuǎn)化率。(2)在溫度一定、容積一定的條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量(物質(zhì)的量濃度)之比。求解平衡常數(shù)時，可利用求得的平衡轉(zhuǎn)化率并借助“三行式”進(jìn)行，不能用壓強(qiáng)代替濃度代

18、入。(3)n(A)的求算也借助“三行式”進(jìn)行。a＝0.051，從表中數(shù)據(jù)不難得出：每隔4 h，A的濃度約減少一半，依此規(guī)律，12 h時，A的濃度為0.013 mol/L。 答案　(1)升高溫度、降低壓強(qiáng) (2)×100%　94.1% A(g)　　　　　　　　B(g)　 ＋　 C(g) 0．10 0 0 0．10×(1－94.1%)　0.10×94.1%　 0.10×94.1% K＝＝1.5 mol·L－1 (3)①0.10×　0.10× ②0.051 達(dá)到平衡前每間隔4 h，c(A)減少約一半 0．013 13．

19、(15分)(2013·陜西質(zhì)檢)(1)已知：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)，在起始時體積相同的容器A和B中同時分別充入2 mol SO3(兩容器裝有催化劑)。在反應(yīng)過程中，A保持溫度和容積不變；B保持溫度和壓強(qiáng)不變?；卮鹣铝袉栴}： ①反應(yīng)達(dá)平衡所需時間：A________B(填“>”、“＝”或“<”，下同)；達(dá)平衡時SO3的轉(zhuǎn)化率：A________B。 ②若平衡后，向A、B中分別充入稀有氣體，________(填“A”或“B”)容器中的平衡將向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。 (2)一定條件下，有反應(yīng)：X(g)＋2Y(g)2Z(g)　ΔH＝Q k

20、J/mol，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為________。 ①在體積為2 L的密閉容器C中，充入1 mol X和2 mol Y進(jìn)行反應(yīng)，2 min后反應(yīng)達(dá)到平衡，此時平衡混合物中X為0.8 mol，則以Y濃度變化表示的反應(yīng)速率為________mol/(L·min)，X的轉(zhuǎn)化率為________。 ②在恒溫恒壓條件下，向密閉容器D中充入0.5 mol X和1 mol Y，達(dá)到平衡后Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，如果再向容器中充入0.5 mol Z，重新平衡后Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為b，則a________b(填“>”、“<”或“＝”)。 ③如圖所示曲線Ⅰ、Ⅱ是該反應(yīng)在只有一個反應(yīng)條件不同時Z的體積分?jǐn)?shù)

21、與時間的關(guān)系圖，下列有關(guān)曲線Ⅰ、Ⅱ的敘述，正確的是________(填字母)。 A．Ⅰ沒有用催化劑，Ⅱ用了催化劑 B．Ⅱ的反應(yīng)溫度比Ⅰ高且Q<0 C．Ⅱ的壓強(qiáng)比Ⅰ大 解析　(1)①2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)是氣體體積增大的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，A容器壓強(qiáng)增大，而B容器的壓強(qiáng)恒定，因此B容器中反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時間長，B容器內(nèi)SO3的轉(zhuǎn)化率高。②A容器中充入稀有氣體，壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)體系中的反應(yīng)物、生成物的濃度不變，故平衡不移動；B容器中充入稀有氣體，因壓強(qiáng)恒定，故體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度降低，平衡向氣體體積增大的方向(正反應(yīng)方向)移動。 (2)X(g)＋2Y(g

22、)2Z(g)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物均為氣體，其平衡常數(shù)為K＝。①v(Y)＝2v(X)＝2×＝0.1 mol/(L·min)；X的轉(zhuǎn)化率為×100%＝20%。②因為條件是恒溫恒壓，所以向容器中通入0.5 mol X、1 mol Y與向容器中通入任何物質(zhì)的量的Z是等效的，故a＝b。③使用催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變平衡時各物質(zhì)的量，A項錯誤；溫度高，反應(yīng)先達(dá)到平衡，若Q<0，則溫度升高時Z的體積分?jǐn)?shù)減小，B項正確；壓強(qiáng)大，反應(yīng)先達(dá)到平衡，但Z在壓強(qiáng)高的條件下，體積分?jǐn)?shù)大，C項錯誤。 答案　(1)①<　<　②B　正反應(yīng) (2)K＝?、?.1　20%?、冢健、跙 14．(15分)(20

23、13·廣東卷)大氣中的部分碘源于O3對海水中I－的氧化。將O3持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究。 (1)O3將I－氧化成I2的過程由3步反應(yīng)組成： ①I－(aq)＋O3(g)===IO－(aq)＋O2(g)　ΔH1 ②IO－(aq)＋H＋(aq)HOI(aq)　ΔH2 ③HOI(aq)＋I(xiàn)－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)　ΔH3 總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________，其反應(yīng)熱ΔH＝_______。 (2)在溶液中存在化學(xué)平衡：I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)I(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為________。 (3)為探究Fe2＋對O3

24、氧化I－反應(yīng)的影響(反應(yīng)體系如圖甲)，某研究小組測定兩組實驗中I濃度和體系pH，結(jié)果見圖乙和下表。 編號 反應(yīng)物 反應(yīng)前pH 反應(yīng)后pH 第1組 O3＋I(xiàn)－ 5.2 11.0 第2組 O3＋I(xiàn)－＋Fe2＋ 5.2 4.1 ①第1組實驗中，導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是______________。 ②圖甲中的A為________。由Fe3＋生成的A的過程能顯著提高I－的轉(zhuǎn)化率，原因是____________________________________________________。 ③第2組實驗進(jìn)行18 s后，I濃度下降。導(dǎo)致下降的直接原因有(雙選)______

25、__。 A．c(H＋)減小 B．c(I－)減小 C．I2(g)不斷生成 D．c(Fe3＋)增加 (4)據(jù)圖乙，計算3～18 s內(nèi)第2組實驗中生成I的平均反應(yīng)速率(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，將三個反應(yīng)相加，可得總反應(yīng)：2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)===I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)，則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。(3)①第1組實驗中，pH升高是因為反應(yīng)消耗了H＋。②圖甲中A為Fe(OH)3，由Fe3＋生成Fe(OH)3的過程中消耗OH－，溶液中c(H＋)增大，促進(jìn)I－轉(zhuǎn)化，因此I－的轉(zhuǎn)化率顯著提高。③導(dǎo)致I下降的直接原因是I2(g)不斷生成，c(I－)減小。 答案　(1)2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)===I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)　ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 (2)K＝ (3)①溶液中H＋被消耗，生成H2O，溶液pH上升　②Fe(OH)3　Fe3＋形成Fe(OH)3過程中消耗OH－，使溶液中c(H＋)上升，促進(jìn)I－轉(zhuǎn)化?、跙C (4)t＝3 s時，c(I)＝3.5 mol·L－1，t＝18 s時，c(I)＝11.8 mol·L－1，v(I)＝＝0.55 mol/(L·s)