湖北省黃岡市2019高考化學一輪復習 化學反應速率和化學平衡專項訓練題.doc

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化學反應速率和化學平衡 李仕才 一、單選題 1．下列有關說法正確的是 A．25oC與60oC時，純水的pH相等 B．CaCO3難溶于稀硫酸，也難溶于醋酸 C．電解法精煉銅時，以粗銅作陰極，純銅作陽極 D．反應NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應的△H＜0 2．一定溫度下，對可逆反應A(g)＋2B(g)3C(g)的下列敘述中，能說明反應已達到平衡的是 A． 單位時間內消耗amolA，同時生成3amolC B． 混合氣體的物質的量不再變化 C． 2v(C)正＝3v(B)逆 D． 容器內的壓強不再變化 3．下列事實，不能用勒夏特列原理解釋的是( ) A．溴水中有下列平衡Br2+H2OHBr + HBrO,當加入AgNO3溶液后，溶液顏色變淺 B．對2HI(g)H2(g)+I2(g),平衡體系增大壓強可使顏色變深 C．反應CO+NO2CO2+NO △H＜0,升高溫度可使平衡向逆反應方向移動 D．合成NH3反應，為提高NH3的產(chǎn)率，理論上應采取低溫度的措施 4．對于N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），不能作為反應達到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)是（ ） A． 恒容密閉容器中總壓強不變 B． 恒容密閉容器中混合氣體的密度不變 C． 生成氨氣的速率與氨氣分解的速率相等 D． N2、H2、NH3的濃度不再發(fā)生變化 5．對于反應2A+3B=2C來說,以下表示中,反應速率最快的是 A． v(A)=0.7mol/(L.s) B． v(B)=0.8mol/(L.s) C． v(A)=7.0mol/(L.min) D． v(C)=0.6mol/(L.s) 6．向絕熱恒容密閉容器中只通入A（g）和B（g），在一定條件下使反應A（g）+B（g）C（g）+D（g）；△H=QkJ/mol達到平衡，反應過程中正反應速率隨時間變化的示意圖如題12圖所示．下列說法正確的是 A．在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，△H也增大 B．反應物的濃度：a點小于b點 C．反應在c點達到平衡 D．反應達到平衡時，升高溫度，A的轉化率將減小 7．對于可逆反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，下圖表示SO2的轉化率與溫度的關系，圖上標有A、B、C、D、E五個點，其中能表示反應未達到平衡狀態(tài)，且正反應速率大于逆反應速率的是 (　　) A．A點 B．B、D兩點 C．C點 D．E點 8．減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內容之一。 （1）己知: N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJmol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJmol-1 2C(S)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJmol-1 若某反應的平衡常數(shù)表達式c(N2)c2(CO2)/ c(NO)c2(CO)為: 請寫出此反應的熱化學方程式______________。 （2）利用H2和CO2在一定條件下可以合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) 己知不同溫度對CO2的轉化率及催化劑的效率影響如圖所示，下列有關說法正確的是_____(填序號)。 ①不同條件下反應，N點的速率最大 ②N點時平衡常數(shù)比M點時平衡常數(shù)小 ③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率增大 ④實際反應應盡可能在較低的溫度下進行，以提高CO2的轉化率 （2）在密閉容器中充入5molCO和4molNO，發(fā)生上述(1)中某反應，如圖為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度，壓強的關系。 回答下列問題: ①溫度：T1_______T2(填“<“ 或“>”)。 ②某溫度下，若反應進行到10 分鐘達到平衡狀態(tài)D點時，容器的體積為2L，則此時的平衡常數(shù)K=___(結果精確到兩位小數(shù))；用CO的濃度變化表示的平均反應速率V(CO)=_______。 ③若在D點對反應容器降溫的同時擴大體積至體系壓強減小，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A～G點中的______點。 9．草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生如下反應：MnO4-+H2C2O4+H+-Mn2++CO2↑+H2O（未配平） Ⅰ．甲同學研究外界因素對反應速率影響，設計如下實驗方案： 用4mL0.001mol/LKMnO4溶液與2mL0.01mol/LH2C2O4溶液，研究不同條件對化學反應速率的影響．改變的條件如下： 組別 10%硫酸體積/mL 溫度/℃ 其他物質 A 2mL 20 B 2mL 20 10滴飽和MnSO4溶液 C 2mL 30 D 1mL 20 V1mL蒸餾水 E 0.5mL 20 V2mL蒸餾水 （1）完成上述實驗方案設計，其中：V1= ______ ，V2= ______ ； （2）如果研究溫度對化學反應速率的影響，使用實驗 ______ 和 ______ ． （3）甲同學在做A組實驗時，發(fā)現(xiàn)反應開始時速率較慢，隨后加快．他分析認為高錳酸鉀與 草酸溶液的反應放熱，導致溶液溫度升高，反應速率加快；從影響化學反應速率的因素看，你猜想還可能是 ______ ； Ⅱ．乙同學利用如圖測定反應速率 回答下列問題 （4）實驗時要檢查裝置的氣密性，簡述操作的方法是 ______ ； （5）乙同學通過生成相同體積的CO2來表示反應的速率，需要 ______ 儀來記錄數(shù)據(jù)． 10．下圖為將Zn投入一定濃度體積的H2SO4中，解釋圖像的成因（縱坐標為H2的生成速率） 11．硫酸鋅用于制造立德粉，并用作媒染劑、木材防腐劑等．現(xiàn)欲用氧化鋅礦（主要成分為ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）為原料生產(chǎn)ZnSO47H2O，工藝流程如圖l： （l）步驟I的操作是_________，濾渣A的主要成分是____________________。 （2）步驟I加入稀硫酸進行酸浸時，需不斷通入高溫水蒸氣，其目的是_________________。 （3）步驟Ⅱ中，在pH約為5.1的濾液中加入高錳酸鉀溶液，生成Fe(OH)3和MnO(OH)2兩種沉淀，該反應的離子方程式為___________________________________________________。 （4）步驟Ⅲ得到的濾液中，陽離子是___________。（不考慮H+） （5）步驟IV中的烘干操作需在減壓低溫條件下進行，其原因是_______________________。 （6）取28.70 g ZnSO47H2O加熱至不同溫度，剩余固體的質量變化如圖2所示。680℃時所得固體的化學式為_______（填字母序號）。 a． ZnO b．Zn3O(SO4)2 c．ZnSO4 d．ZnSO4H2O 參考答案 1．D 【解析】 試題分析：A、水的電離吸熱，加熱促進電離，則25oC與60oC時，純水的pH不相等，前者大，A不正確；B、硫酸鈣微溶，因此CaCO3難溶于稀硫酸，但溶于醋酸，B不正確；C、電解法精煉銅時，以粗銅作陽極，純銅作陰極，硫酸銅溶液作電解液，C不正確；D、根據(jù)△G＝△H－T△S可知，若反應NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，由于該反應的熵值減小，則該反應一定是放熱反應，即△H＜0，D正確，答案選D。 考點：考查水的電離、溶解平衡、粗銅精煉以及反應自發(fā)性應用 2．C 【解析】試題分析：A、單位時間內消耗a mol A，同時生成3a mol C，表示的都是正反應速率，無法判斷正逆反應速率是否相等，故A錯誤；B、反應兩邊氣體的化學計量數(shù)之和相等，氣體的物質的量之和始終不變，所以混合氣體的物質的量不能作為判斷達到平衡狀態(tài)的依據(jù)，故B錯誤；C、當3v（B）正="2" v（C）逆，表示的是正逆反應速率且相等，各組分的濃度不再變化，說明達到了平衡狀態(tài)，故C正確；D、由于該反應是體積不變的反應，反應過程中壓強始終不變，所以壓強不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯誤。 考點：化學平衡狀態(tài)的判斷 3．B 【解析】 試題分析：A．加入硝酸銀溶液后，生成AgBr沉淀，溴離子濃度減小，平衡向正方向移動，促進溴與水的反應，溶液顏色變淺，可用勒夏特列原理解釋，A不選；B．對于2HI（g）H2（g）+I2（g），因反應前后氣體的體積不變，則壓強對平衡移動無影響，不能用勒夏特列原理解釋，B選；C．該反應的正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，可用勒夏特列原理解釋，C不選；D．合成氨反應為放熱反應，較低溫度有利于平衡向正反應方向移動，可用勒夏特列原理解釋，D不選；答案選B。 考點：考查平衡移動原理的應用。 4．AB 【解析】試題分析：該反應前后物質的量改變，恒容密閉容器中總壓強是變量，總壓強不變時一定平衡，故A錯誤；反應前后氣體總重量守恒，恒容密閉容器中混合氣體的密度是恒量，密度不變不一定平衡，故B正確；根據(jù)定義，生成氨氣的速率與氨氣分解的速率相等一定平衡，故C錯誤；根據(jù)定義N2、H2、NH3的濃度不再發(fā)生變化，一定平衡，故D錯誤。 考點：本題考查化學平衡標志。 5．A 【解析】分析:根據(jù)化學反應速率之比等化學計量數(shù)之比進行計算，以同一個物質的化學反應速率進行比較。 詳解: A. v(A)=0.7mol/(L.s); B. v(A)：v(B)=2:3，故v(A)=v(B)=23脳0.8mol/(L.s)=0.53 mol/(L.s); C. v(A)=7.0mol/(L.min) =7.060 mol/(L.s)=0.12 mol/(L.s)； D. v(A)：v(C)=1:1，故v(A)=v(C)=0.6mol/(L.s)； 故A反應速率最快, 所以A選項是正確的。 6．D 【解析】催化劑能降低反應的活化能，改變反應速率，但不能影響反應熱，A不正確。根據(jù)圖像可知，隨著反應的進行，反應速率逐漸增大，說明正反應是放熱反應，溫度升高，反應速率增大，當反應后期，由于反應物的濃度降低，所以反應速率會逐漸再降低。反應達到平衡之后，升高溫度，則平衡向逆反應方向移動，所以選項D正確，其余都是錯誤的，答案選D。 7．C 【解析】 試題分析：從圖像可知B、D兩點是平衡點，v(正)=v(逆)，C點SO2的轉化率比平衡時低，所以平衡要正向移動，v(正)>v(逆)，A、E兩點SO2的轉化率比平衡時高，所以平衡要正向移動，v(正) 0.22 molL-1 0.1mol molL-1min-1 E 【解析】（1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，則此反應的化學方程式為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ，已知①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJmol-1 ②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJmol-1 ③2C(S)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJmol-1 ，由蓋斯定律，△H=—①—③—②2==—180.55kJmol-1—（-221kJmol-1）—-393.5kJmol-12= △H =-746.5kJmol-1，故反應的熱化學方程式為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H =-746.5kJmol-1； （2）①溫度升高，速率加快，但催化效率降低，說明在溫度過高升高后，催化劑失去了催化活性，速率反而降低，故①不正確； ②由CO2的轉化率隨溫度變化曲線可知，溫度升高，CO2的轉化率下降，平衡逆向移動，則N點時平衡常數(shù)比M點時平衡常數(shù)小，②正確； ③圖中曲線是CO2的平衡轉化率，溫度升高，CO2的轉化率下降，平衡逆向移動，乙烯的產(chǎn)率減小，故③不正確； ④溫度較低，催化劑可能失去催化活性，速率太低。所以，在實際反應時，需要綜合考慮影響因素，選擇適宜溫度、壓強，增大氫氣濃度等來提高CO2的轉化率，故D不正確。 （3）①圖為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度，壓強的關系，此反應是放熱反應，在相壓強下，T1時的NO的體積分數(shù)大于T2時的NO的體積分數(shù)，平衡逆向移動，是由溫度升高引起的，所以，T1>T2； ②某溫度下，反應達到平衡狀態(tài)D點時，NO的體積分數(shù)是25%，設CO的變化濃度是x， 2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g） 初始濃度：2.5 2 0 0 變化濃度：x x 0.5x x 平衡濃度：2.5-x 2-x 0.5x x NO的體積分數(shù)是25%，即(2-x)/[ 2.5-x+2- x+0.5x+x] 100%=25%，解得x=1，此時K=120.5/1．521=0.22；V(CO)= =△c/△t=1mol/L10min= 0.1 molL-1min-1； ③若在D點對反應容器降低溫度，D向F點移動（T2線溫度低），同時擴大體積使體系壓強減小，則平衡會逆向移動，NO的體積分數(shù)增加，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中E點。 點睛：掌握蓋斯定律、學會三段式在化學平衡計算中的應用、掌握平衡移動影響因素是解決這類問題的關鍵。 9． 1mL 1.5mL A C Mn2+起催化作用 關閉分液漏斗的活塞，把注射器的柄向外拉一段距離，觀察柄是否能恢復到原來的位置，若能恢復，則氣密性良好，若不能恢復，則氣密性不好 秒表 【解析】（1）研究硫酸濃度對反應速率的影響，需要草酸濃度相同，故混合后溶液體積相同，所以V1=1mL，V2=1.5mL；（2）研究溫度變化需要改變溫度探究反應速率變化，需要其他條件相同，選擇實驗A和C；（3）KMnO4與H2C2O4反應生成硫酸錳，錳離子有催化作用，所以猜想還可能是催化劑的作用，故答案為：Mn2+起催化作用；（4）根據(jù)氣壓原理檢驗氣密性，首先關閉分液漏斗的活塞，形成密閉體系，把注射器的柄向外拉一段距離，觀察柄是否能恢復到原來的位置，若能恢復，則氣密性良好；故答案為：關閉分液漏斗的活塞，把注射器的柄向外拉一段距離，觀察柄是否能恢復到原來的位置，若能恢復，則氣密性良好，若不能恢復，則氣密性不好；（5）產(chǎn)生相同體積的二氧化碳，應看反應的快慢，即需要記錄時間，故需要秒表。 10．詳見解析 【解析】由圖像可知氫氣的生成速率隨時間先后由慢到快，然后又由快到慢，反應體系中硫酸所提供的氫離于濃度由大到小。若氫氣的生成速率由其決定，速率的變化趨勢也應由快到慢，反應前半程的原因只能是溫度所致，鋅與硫酸反應時放熱，體系溫度逐漸升高，溫度對反應速率的影響占主導地位，一定時間后，硫酸的濃度下降占據(jù)主導地位，因而氫氣的生成速率隨時間先由慢到快，然后又由快到慢。 11． 過濾 H2SiO3 升高溫度，加快反應速率 3Fe2++MnO4-＋8H2O=3Fe (OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+ Zn2+、K+ 防止ZnSO47H2O分解，并減少ZnSO4水解 b 【解析】試題分析：本題以ZnSO47H2O的工業(yè)制備為載體，著重考查化學實驗基本操作、操作原理、離子方程式分析與書寫、熱重分析法的數(shù)據(jù)計算等知識和應用，考查考生對工業(yè)流程的綜合分析能力和應用化學知識解決實際問題的能力。 解析：流程中物質轉化關系如下： （1）步驟1是在加入硫酸后分離出H2SiO3固體，所以應當采用過濾的方法。正確答案：過濾、H2SiO3。（2）通入高溫水蒸氣可以使反應體系溫度升高，從而加快反應速度。正確答案：升高溫度加快反應速度。（3）依題意，反應基礎為Fe2++MnO4-→Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓，依據(jù)氧化還原反應的得失電子守恒得到：3Fe2++MnO4-→3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓，結合溶液酸性和離子電荷守恒，得到3Fe2++MnO4-+8H2O=3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+。正確答案：3Fe2++MnO4-+8H2O=3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+。（4）步驟3發(fā)生的反應是Zn與CuSO4的置換，所以溶液中Cu2+完全消耗， Zn2+總量增加。正確答案：K+ Zn2+。（5）步驟4是在得到ZnSO47H2O晶體后除去多余的水分，由于結晶水合物一般加熱時都會失去結晶水，且ZnSO4加熱時水解程度會增加，導致產(chǎn)物減少、雜質增多，，所以為了防止晶體分解及ZnSO4水解，需要在減壓及較低的溫度下除去多余的水。正確答案：防止ZnSO47H2O分解，并減少ZnSO4水解。（6）28.70g樣品為，設各段產(chǎn)物為ZnX，由于Zn元素不損失，所以ZnX為0.1mol。100℃時損失的質量為 28.70g-17.9g=10.8g，相當于損失摩爾質量108g0.1mol=108g/mol，既失去6分子水得到ZnSO4H2O。250℃時又失去質量17.90g-16.10g=1.8g，相當于摩爾質量1.8g0.1mol=18g/mol，既失去1分子水得到ZnSO4。680℃時，再失去質量16.10g-13.43g=2.67g，相當于損失摩爾質量2.67g0.1mol=26.7g/mol。c、d分別是上述250℃、100℃時的產(chǎn)物，選項a損失的摩爾質量為80g/mol，與上述計算不符。b的分子表達成Zn3O(SO4)2，則按照上述計算為Zn[O(SO4)2]1/3，損失的摩爾質量為161-[65+(16+962)1/3]=26.7g/mol ，與上述計算相符。正確答案：b。 點睛：解答工業(yè)流程題首先需要了解流程中的物質轉化關系，結合化學反應原理對過程進行具體分析，這時可能會出現(xiàn)誤判或由于知識儲備不足出現(xiàn)無法理解的問題，這些基本能夠在實際解答過程中進行糾正。如本題加入KMnO4的操作，一般會理解為酸性溶液中得到MnSO4、Fe2(SO4)3，或是注意到分離得到濾渣B聯(lián)想到生成Fe(OH)3沉淀，都可以在解答（3）時得到糾正。所以在流程分析結束進入解題時，不可忽視這些重要提示！