《2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)研習(xí)訓(xùn)練 1-2-3化學(xué)反方向、限度和速率.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)研習(xí)訓(xùn)練 1-2-3化學(xué)反方向、限度和速率.doc(14頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)研習(xí)訓(xùn)練 1-2-3化學(xué)反方向、限度和速率
1.(xx年高考安徽卷)一定條件下,通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l) ΔH<0
若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.平衡前,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變
B.平衡時(shí),其他條件不變,分離出硫,正反應(yīng)速率加快
C.平衡時(shí),其他條件不變,升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率
D.其他條件不變,使用不同催化劑,該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變
解析:解題的關(guān)鍵是掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素以及化學(xué)平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)。該反應(yīng)中S為液態(tài),反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變,在恒容容器中進(jìn)行該反應(yīng),平衡前隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強(qiáng)一直在改變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)中S為液態(tài),其量的變化不影響反應(yīng)速率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫后平衡逆向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),催化劑不能改變平衡常數(shù),D項(xiàng)正確。
答案:D
2.(xx年高考江蘇卷)溫度為T時(shí),向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,反應(yīng)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時(shí)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:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.003 2 molL-1s-1
B.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時(shí)c(PCl3)=0.11 molL-1,則反應(yīng)的ΔH<0
C.相同溫度下,起始時(shí)向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反應(yīng)達(dá)到平衡前v(正)> v(逆)
D.相同溫度下,起始時(shí)向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,達(dá)到平衡時(shí),PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%
解析:A項(xiàng),v(PCl3)==0.001 6 molL-1s-1,A錯(cuò)。B項(xiàng),在溫度為T時(shí),平衡時(shí)c(PCl3)==0.10 molL-1,升高溫度,平衡時(shí)c(PCl3)=0.11 molL-1,說明升高溫度,平衡右移,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,B錯(cuò)。C項(xiàng),在溫度T時(shí),由初始加入1.0 mol PCl5可得:
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
初始物質(zhì)的量: 1.0 mol 0 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量: 0.20 mol 0.20 mol 0.20 mol
平衡時(shí)物質(zhì)的量:0.80 mol 0.20 mol 0.20 mol
其平衡常數(shù)K=
==2.510-2molL-1,當(dāng)充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2時(shí),
Qc=
==2.010-2 molL-1,Qc
v(逆),C正確。D項(xiàng),因溫度T時(shí),充入1.0 mol PCl5等于充入1.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的PCl3物質(zhì)的量為a,則:
PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
初始物質(zhì)的量: 0 1.0 mol 1.0 mol
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量: a a a
平衡時(shí)物質(zhì)的量:0.80 mol 0.20 mol 0.20 mol
a=0.80 mol,PCl3的轉(zhuǎn)化率為100%=80%。
現(xiàn)在相同溫度下充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,物質(zhì)的量較原平衡加倍了,也相當(dāng)于將原平衡體系的體積縮小到原來的一半,會使該平衡向生成PCl5的方向移動,故PCl3的轉(zhuǎn)化率要升高,轉(zhuǎn)化率大于80%。
答案:C
3.(xx年高考上海卷)(雙選)為探究鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率[以v(H2)表示],向反應(yīng)混合液中加入某些物質(zhì),下列判斷正確的是( )
A.加入NH4HSO4固體,v(H2)不變
B.加入少量水,v(H2)減小
C.加入CH3COONa固體,v(H2)減小
D.滴加少量CuSO4溶液,v(H2)減小
解析:A項(xiàng),加入的NH4HSO4固體溶于水發(fā)生電離:NH4HSO4===NH+H++SO使溶液中c(H+)增大,v(H2)增大;D項(xiàng),滴加少量CuSO4溶液,發(fā)生反應(yīng):Cu2++Zn===Cu+Zn2+,生成的Cu與Zn、稀H2SO4形成以Zn為負(fù)極,Cu為正極,稀H2SO4為電解質(zhì)溶液的原電池,加快了反應(yīng)速率,使v(H2)增大。
答案:BC
4.(xx年高考安徽卷)電鍍廢液中Cr2O可通過下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4):
Cr2O(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0。該反應(yīng)達(dá)平衡后,改變橫坐標(biāo)表示的反應(yīng)條件,下列示意圖正確的是( )
解析:該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,A正確;pH增大,H+濃度減小,平衡正向移動,Cr2O的轉(zhuǎn)化率升高,B錯(cuò)誤;溫度升高,正反應(yīng)速率增大,C錯(cuò)誤;增大Pb2+的物質(zhì)的量濃度,平衡正向移動,Cr2O的物質(zhì)的量減小,D錯(cuò)誤。
答案:A
5.高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為
Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:
溫度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常數(shù)
4.0
3.7
3.5
請回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=________,ΔH________0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一個(gè)容積為10 L的密閉容器中,1 000 ℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應(yīng)經(jīng)過10 min后達(dá)到平衡。求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=________,CO的平衡轉(zhuǎn)化率=________;
(3)欲提高(2)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是________。
A.減少Fe的量 B.增加Fe2O3的量
C.移出部分CO2 D.提高反應(yīng)溫度
E.減小容器的容積 F.加入合適的催化劑
解析:(1)因Fe和Fe2O3都為固體,不能代入平衡常數(shù)的表達(dá)式,所以K=,由表中數(shù)據(jù)知,溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明平衡向左移動,故ΔH<0。
(2) Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
起始
(mol)K 1.0 1.0 1.0 1.0
轉(zhuǎn)化
(mol)K x x x x
平衡
(mol)K 1.0-x 1.0-x 1.0+x 1.0+x
由題意得K==4.0,
解得x=0.60 moL。
所以α(CO)=100%=60%。
v(CO2)==
=0.006 0mol/(Lmin)。
(3)根據(jù)勒夏特列原理,A、B、E、F四項(xiàng)的條件改變對平衡無影響,D項(xiàng)升溫平衡向左移動,CO轉(zhuǎn)化率降低,故選C。
答案:(1) < (2)0.006 0 mol/(Lmin) 60% (3)C
6.(創(chuàng)新預(yù)測)一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),根據(jù)題意,以下說法正確的是( )
A.E點(diǎn)的平衡常數(shù)大于D點(diǎn)的平衡常數(shù),且該反應(yīng)的ΔH>0
B.容器中氣體的總物質(zhì)的量E點(diǎn)大于D點(diǎn)
C.F點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率
D.v(甲醇)=mol/(Lmin)-1表示500 ℃以上反應(yīng)在D點(diǎn)的速率
解析:根據(jù)平衡常數(shù)的公式可得:E點(diǎn)甲醇的濃度比D點(diǎn)要大,所以E點(diǎn)平衡常數(shù)比D點(diǎn)平衡常數(shù)要大,溫度從E點(diǎn)轉(zhuǎn)換為D點(diǎn),溫度升高,但是甲醇的濃度變小,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)的反應(yīng)前后物質(zhì)的量為減小趨勢,所以生成甲醇越多,總物質(zhì)的量越小,則D點(diǎn)的總物質(zhì)的量大于E點(diǎn),B選項(xiàng)錯(cuò)誤;F→D點(diǎn)是達(dá)到平衡的過程,F(xiàn)點(diǎn)還沒到達(dá)平衡點(diǎn),所以正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,C選項(xiàng)正確;D項(xiàng)中v(甲醇)表示在500℃時(shí),從開始到tB時(shí)間內(nèi)的平均速率,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
7.(創(chuàng)新預(yù)測)反應(yīng)A(g)+B(g) C(g)+D(g)發(fā)生過程中的能量變化如圖,ΔH表示反應(yīng)的焓變。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1減小,E2增大
B.反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,ΔH不變
C.ΔH<0,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大
D.ΔH>0,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率減小
解析:加入催化劑E1、E2均減小;若ΔH<0,升溫平衡左移,A的轉(zhuǎn)化率減??;ΔH>0,升溫平衡右移,A的轉(zhuǎn)化率增大。
答案:B
一、選擇題
1.(xx年高考全國卷)在容積可變的密閉容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于( )
A.5% B.10%
C.15% D.20%
解析:達(dá)到平衡時(shí),H2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為8 mol25%=2 mol。在一定條件下,N2與H2發(fā)生反應(yīng):
N2?。 ?H2 2NH3
起始物質(zhì)的量/mol 2 8 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol 2
平衡物質(zhì)的量/mol 6
同溫同壓下,氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比,故平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為100%≈15%。
答案:C
2.(xx年北京東城模擬)T ℃時(shí),將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),容器中H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示。圖中虛線表示僅改變某一反應(yīng)條件時(shí),H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)開始至a點(diǎn)時(shí)v(H2)=1 molL-1min-1
B.若曲線Ⅰ對應(yīng)的條件改變是升溫,則該反應(yīng)ΔH>0
C.曲線Ⅱ?qū)?yīng)的條件改變是減小壓強(qiáng)
D.T ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.125
解析:本題主要考查反應(yīng)速率、平衡移動、平衡常數(shù)的計(jì)算等知識點(diǎn)。A項(xiàng),反應(yīng)開始至a點(diǎn)時(shí)v(H2)==1 molL-1min-1,正確;B項(xiàng),曲線Ⅰ和實(shí)線對比,升溫,平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量變大,說明平衡逆向移動,該反應(yīng)ΔH<0,錯(cuò)誤;C項(xiàng),曲線Ⅱ和實(shí)線對比,平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量變小,說明平衡正向移動,對應(yīng)的條件改變是增大壓強(qiáng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),平衡時(shí)c(H2)=1 molL-1,c(CO2)=2 molL-1,c(CH3OH)=c(H2O)=1 molL-1,K===0.5,錯(cuò)誤。
答案:A
3.(xx年高考天津卷)已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
ΔH=-197 kJmol-1。向同溫、同體積的三個(gè)密閉容器中分別充入氣體:(甲)2 mol SO2和1 mol O2;(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2;(丙)2 mol SO3。恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),下列關(guān)系一定正確的是( )
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)p∶p甲=p丙>2p乙
B.SO3的質(zhì)量m∶m甲=m丙>2m乙
C.c(SO2)與c(O2)之比為k∶k甲=k丙>k乙
D.反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q∶Q甲=Q丙>2Q乙
解析:因?yàn)榉磻?yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在恒溫、恒容的條件下進(jìn)行。根據(jù)等效平衡的原理可知,甲與丙最后達(dá)到平衡時(shí)SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量、容器內(nèi)的壓強(qiáng)、SO2與O2的比值都相同;乙相當(dāng)于在甲容器達(dá)到平衡后,將容器的體積瞬間擴(kuò)大為原來的2倍。設(shè)甲達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為p甲,此時(shí)容器內(nèi)瞬間壓強(qiáng)減小為p甲/2,此時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動,氣體的物質(zhì)的量增加,SO3的質(zhì)量減小,所以容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大,則p乙>p甲/2,則2p乙>p甲=p丙,SO3的質(zhì)量,m甲=m丙>2m乙,A錯(cuò)、B對;將甲容器達(dá)到平衡后瞬間將容器體積擴(kuò)大2倍,平衡向逆反應(yīng)方向移動,但是生成的SO2與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1,這與開始兩者加入的物質(zhì)的量之比相同,所以在此過程中SO2與O2的物質(zhì)的量之比一直是2∶1不變,C錯(cuò);甲與丙為等效平衡,但達(dá)到平衡時(shí),甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率與丙容器中SO3的轉(zhuǎn)化率不一定相等,即Q甲不一定等于Q丙,D錯(cuò)。
答案:B
4.(xx年高考重慶卷)在一個(gè)不導(dǎo)熱的密閉反應(yīng)器中,只發(fā)生兩個(gè)反應(yīng):
a(g)+b(g) 2c(g);ΔH1<0
x(g)+3y(g) 2z(g);ΔH2>0
進(jìn)行相關(guān)操作且達(dá)到平衡后(忽略體積改變所作的功),下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.等壓時(shí),通入惰性氣體,c的物質(zhì)的量不變
B.等壓時(shí),通入z氣體,反應(yīng)器中溫度升高
C.等容時(shí),通入惰性氣體,各反應(yīng)速率不變
D.等容時(shí),通入z氣體,y的物質(zhì)的量濃度增大
解析:對化學(xué)平衡體系恒壓條件下通入惰性氣體,為保持恒壓,體積增大,壓強(qiáng)減小,對第二個(gè)反應(yīng)導(dǎo)致平衡向左移動,則放熱,使體系溫度升高,對第一個(gè)反應(yīng)平衡左移,c的物質(zhì)的量減小。恒容條件下通入惰性氣體,總壓增大而分壓不變,平衡不移動,速率不變;通入z氣體,第二個(gè)反應(yīng)導(dǎo)致平衡左移,y的物質(zhì)的量濃度增大。
答案:A
5.在恒溫時(shí),一固定容積的容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g)。達(dá)到平衡時(shí),再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g),重新達(dá)到平衡后與第一次平衡時(shí)相比,NO2的體積分?jǐn)?shù)( )
A.不變 B.增大
C.減小 D.無法判斷
解析:恒溫時(shí),再充入一定量NO2(g),可把這一過程虛擬為兩個(gè)過程,(如圖)設(shè)原平衡體系占據(jù)B容器,再充入的NO2達(dá)到B狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率,形成和B狀態(tài)完全一樣的狀態(tài)時(shí),占有空間A(虛擬),然后再將虛擬空間A中的氣體完全推入B容器,這相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,NO2體積分?jǐn)?shù)減小,選C。
答案:C
6.(xx年湖北八校聯(lián)考)隨著汽車數(shù)量的逐年增多,汽車尾氣污染已成為突出的環(huán)境問題之一。
反應(yīng):2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)可用于凈化汽車尾氣,已知該反應(yīng)速率極慢,570 K時(shí)平衡常數(shù)為11059。下列說法正確的是( )
A.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是研制高效催化劑
B.提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度
C.裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO
D.570 K時(shí)及時(shí)抽走CO2、N2,平衡常數(shù)將會增大,尾氣凈化效率更佳
解析:“該反應(yīng)速率極慢”,故提高尾氣凈化效率的最佳途徑是研制高效催化劑,A正確;升高溫度的措施在處理尾氣時(shí)難以實(shí)現(xiàn),故B錯(cuò);該反應(yīng)是可逆反應(yīng),故C錯(cuò);平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),故D錯(cuò)。
答案:A
7.(xx年北京西城測試)將一定量的氨基甲酸銨固體置于某容積恒定的真空容器中,發(fā)生反應(yīng):H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),在不同溫度下,該反應(yīng)平衡狀態(tài)時(shí)的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表。下列說法正確的是( )
溫度
平衡濃度/(molL-1)
c(NH3)
c(CO2)
T1
0.1
T2
0.1
A.若T2>T1,則該反應(yīng)的ΔH<0
B.向容器中充入N2,H2NCOONH4質(zhì)量增加
C.NH3體積分?jǐn)?shù)不變時(shí),說明該反應(yīng)達(dá)到平衡
D.T1、T2時(shí),H2NCOONH4轉(zhuǎn)化的Δn(T2)=2Δn(T1)
解析:觀察表中數(shù)據(jù)可知,T1時(shí)CO2的平衡濃度是0.05 molL-1,T2時(shí)CO2的平衡濃度是0.1 molL-1。A項(xiàng),若T2>T1,則升高溫度,CO2的濃度增大,平衡正向移動,該反應(yīng)的ΔH>0;B項(xiàng),向容積恒定的容器中充入N2,平衡不移動,H2NCOONH4質(zhì)量不變;C項(xiàng),反應(yīng)中NH3的體積分?jǐn)?shù)是恒定不變的,故NH3體積分?jǐn)?shù)不變時(shí),不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);D項(xiàng),由CO2的平衡濃度可知,T1、T2時(shí),H2NCOONH4轉(zhuǎn)化的Δn(T2)=2Δn(T1),正確。
答案:D
二、非選擇題
8.(xx年天津模擬)根據(jù)下表所示化學(xué)反應(yīng)與數(shù)據(jù)關(guān)系
化學(xué)反應(yīng)
平衡常數(shù)
溫度
973 K
1 173 K
①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)
K1
1.47
2.15
②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)
K2
2.38
1.67
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
K3
?
?
請回答:
(1)反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)寫出反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3的表達(dá)式____________________________。
(3)根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系,則K3=________(用K1、K2表示)。
(4)要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動,可采取的措施有________(填寫字母序號)。
A.縮小反應(yīng)容器的容積
B.?dāng)U大反應(yīng)容器的容積
C.升高溫度
D.使用合適的催化劑
E.設(shè)法減小平衡體系中的CO濃度
(5)若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示:
可見反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到了平衡,而t2、t8時(shí)都改變了一種條件,試判斷改變的是什么條件:t2時(shí)________;t8時(shí)________。
解析:(1)由表可知,溫度升高,反應(yīng)①的K1增大,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
(2)反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3=。
(3)K3=,K1=,K2=,故K3=。
(4)反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),其逆反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)②是放熱反應(yīng),而反應(yīng)③是反應(yīng)①的逆反應(yīng)與反應(yīng)②的和,故反應(yīng)③是放熱反應(yīng),且反應(yīng)前后氣體的體積不變,故只有C、E可使平衡逆向移動。
(5)由圖可知,t2時(shí)改變的條件使反應(yīng)速率增大,且平衡逆向移動,故改變的條件是升高溫度或增大CO2的濃度(增大H2的濃度);t8時(shí)改變的條件使反應(yīng)速率加快且平衡不移動,故改變的條件是使用催化劑或加壓(減小容器的容積)。
答案:(1)吸熱 (2)K3= (3) (4)CE (5)升高溫度或增大CO2的濃度(增大H2的濃度) 使用催化劑或加壓(減小容器的容積)
9.(xx年高考大綱全國卷節(jié)選)反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g) (ΔH<0)在等容條件下進(jìn)行。改變
其他反應(yīng)條件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示:
回答問題:
(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式中:a∶b∶c為________;
(2)A的平均反應(yīng)速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)從大到小排列次序?yàn)開_______;
(3)B的平衡轉(zhuǎn)化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是________,其值是________;
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動的方向是___________________,采取的措施是____________;
(5)比較第Ⅱ階段反應(yīng)溫度(T2)和第Ⅲ階段反應(yīng)溫度(T3)的高低:T2________T3(填“>”“<”或“=”),判斷的理由是____________________________。
解析:(1)由各物質(zhì)濃度變化曲線可知,反應(yīng)進(jìn)行到20.0 min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),A、B、C的濃度變化值分別為1.00 molL-1、3.00 molL-1和2.00 molL-1,則有a∶b∶c=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=1.00 molL-1∶3.00 molL-1∶2.00 molL-1=1∶3∶2。
(2)vⅠ(A)==0.05 molL-1min-1,vⅡ(A)=≈0.025 molL-1min-1,vⅢ(A)==0.012 molL-1min-1,故vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)。
(3)αⅠ(B)=100%=50%,αⅡ(B)=100%=38%,αⅢ(B)=100%≈19%,故有αⅠ(B)>αⅡ(B)>αⅢ(B)。
(4)由濃度變化曲線可知第一次平衡到第二次平衡時(shí),A、B的濃度減小,C的濃度增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動。由于C的濃度由2.00 molL-1變?yōu)?,故采取的措施應(yīng)為分離出產(chǎn)物C。
(5)第Ⅱ階段到第Ⅲ階段時(shí),A和B的濃度減小,C的濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,由于反應(yīng)的ΔH<0,故應(yīng)是降低了反應(yīng)的溫度,則有T2>T3。
答案:(1)1∶3∶2 (2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)
(3)αⅢ(B) 19%(0.19)
(4)向正反應(yīng)方向 從反應(yīng)體系中移出產(chǎn)物C
(5)> 此反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動
10.(xx年高考福建卷)(1)元素M的離子與NH所含電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)均相同,則M的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。
(2)硫酸鋁溶液與過量氨水反應(yīng)的離子方程式為________。
(3)能證明Na2SO3溶液中存在SO+H2O HSO+OH-水解平衡的事實(shí)是________(填序號)。
A.滴入酚酞溶液變紅,再加入H2SO4溶液后紅色退去
B.滴入酚酞溶液變紅,再加入氯水后紅色退去
C.滴入酚酞溶液變紅,再加入BaCl2溶液后產(chǎn)生沉淀且紅色退去
(4)元素X、Y在周期表中位于同一主族,化合物Cu2X和Cu2Y可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化(其中D是纖維素水解的最終產(chǎn)物):Cu2X 澄清溶液
懸濁液 Cu2Y(磚紅色沉淀)
①非金屬性X________Y(填“>”或“<”)。
②Cu2Y與過量濃硝酸反應(yīng)有紅棕色氣體生成,化學(xué)方程式為________。
(5)在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進(jìn)行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反應(yīng),按下表數(shù)據(jù)投料,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),測得體系壓強(qiáng)升高。簡述該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系:_________________________________________。
物質(zhì)
A
B
C
D
起始投料/mol
2
1
2
0
解析:(1)NH所含的電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)分別是10、11,與其電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)均相等的簡單離子只有Na+,Na的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。
(2)硫酸鋁與過量氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁和硫酸銨,注意Al(OH)3不能溶于過量的氨水。
(3)Na2SO3溶液滴入酚酞溶液變紅,說明SO發(fā)生了水解反應(yīng),溶液顯堿性。加入H2SO4溶液,SO與H+生成HSO,HSO與H+反應(yīng)放出SO2氣體,同時(shí)H+中和SO水解產(chǎn)生的OH-,即使溶液中不存在水解平衡,溶液紅色也會退去,故A錯(cuò)。氯水具有酸性和強(qiáng)氧化性,加入氯水后,Cl2和HClO氧化SO,HSO生成SO,H+中和SO水解產(chǎn)生的OH-,HClO氧化漂白指示劑酚酞,并不能體現(xiàn)SO水解反應(yīng)的可逆性,故B錯(cuò)。加入BaCl2溶液,Ba2+與SO結(jié)合生成BaSO3沉淀,c(SO)減小,溶液的紅色退去,說明溶液中c(OH-)減小,水解平衡逆向移動,證明存在SO的水解平衡,故C正確。
(4)已知纖維素水解的最終產(chǎn)物——葡萄糖能與新制的氫氧化銅懸濁液生成磚紅色沉淀Cu2O,故X為S,Y為O。非金屬性ST2>T3,根據(jù)上述信息,你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是________(填“X”、“Y”或“Z”),選擇的理由是_____________________________;
(3)合成氣經(jīng)壓縮升溫后進(jìn)入10 m3甲醇合成塔,在催化劑作用下,進(jìn)行甲醇合成,主要反應(yīng)如下:
2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJmol-1,T4℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下,在密閉容器中加入CO、H2,反應(yīng)到某時(shí)刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì)
H2
CO
CH3OH
濃度/(molL-1)
0.2
0.1
0.4
①比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大?。簐(正)________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CO、H2后,在T5℃反應(yīng)10 min達(dá)到平衡,c(H2)=0.4 molL-1,則該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH)=________mol(Lmin)-1。
(4)生產(chǎn)過程中,合成氣要進(jìn)行循環(huán)使用,其目的是
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
解析:(1)①制水煤氣反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
K=。
②制水煤氣的反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng),增大c(H2O)和升高溫度能增大碳的轉(zhuǎn)化率。
(2)催化劑能同等程度的增大正逆反應(yīng)速率,催化劑的活性溫度越低對生產(chǎn)越有利,故最適宜的催化劑為Z。
(3)①合成甲醇反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
K=,此溫度下的濃度商為=100<160,反應(yīng)未達(dá)平衡v(正)>v(逆)。
②由化學(xué)方程式可知,平衡時(shí)若c(H2)=0.4 mol/L,c(CH3OH)=0.3 mol/L,v(CH3OH)==0.03 mol/(Lmin)。
(4)生產(chǎn)過程中,合成氣循環(huán)使用的目的是提高原料的利用率。
答案:(1)①K=?、贐C
(2)Z 催化效率高且活性溫度低
(3)①> ②0.03
(4)提高原料利用率(或提高產(chǎn)量、產(chǎn)率亦可)
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