2015年湖北高考化學(xué)專題訓(xùn)練：反應(yīng)速率平衡

湖北2015年高考化學(xué)專題訓(xùn)練：反應(yīng)速率平衡

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考化學(xué)專題訓(xùn)練，希望對大家有幫助！

　　1.傳統(tǒng)合成氨工業(yè)需要采用高溫、高壓和催化劑。近來美國化學(xué)家使用新型鐵系催化劑，在常溫下合成了氨氣。下列說法正確的是(　　)

　　A.新型合成氨方法是吸熱反應(yīng)

　　B.新型合成氨方法可簡化生產(chǎn)設(shè)備

　　C.新型催化劑提高了N2和H2的轉(zhuǎn)化率

　　D.兩種方法中該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)相同

　　答案　B

　　解析　催化劑不能使平衡移動，C錯誤;兩種合成氨的方法使用溫度不同，所以化學(xué)平衡常數(shù)不相同，D錯誤;合成氨是放熱反應(yīng)，不會因為催化劑而改變，A錯誤。

　　2.(2014·重慶理綜，7)在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng)：2X(g)　　Y(g)，溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示。下列敘述正確的是(　　)

　　A.該反應(yīng)進(jìn)行到M點放出的熱量大于進(jìn)行到W點放出的熱量

　　B.T2下，在0～t1時間內(nèi)，v(Y)= mol·L-1·min-1

　　C.M點的正反應(yīng)速率v正大于N點的逆反應(yīng)速率v逆

　　D.M點時再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小

　　答案　C

　　解析　根據(jù)圖像給出的在不同溫度下達(dá)到平衡所需要的時間可得出：T1>T2，再根據(jù)不同溫度下達(dá)到平衡時c(X)的大小可推出此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。M點X的轉(zhuǎn)化率小于W點X的轉(zhuǎn)化率，因此反應(yīng)進(jìn)行到M點放出的熱量小于進(jìn)行到W點放出的熱量，選項A不正確;T2下，在0～t1時間內(nèi)，v(X)= mol·L-1·min-1，v(Y)=v(X)= mol·L-1·min-1，選項B不正確;M點時在恒容條件下再加入一定量X，相當(dāng)于增大壓強，平衡正向移動，平衡后X的轉(zhuǎn)化率增大，選項D不正確;在T1和T2溫度時，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，M點v正(M)=v逆(M)，W點v正(W)=v逆(W)，溫度高反應(yīng)速率快，v逆(M)>v逆(W)，又v逆(W)>v逆(N)，則v逆(M)>v逆(N)，則v正(M)>v逆(N)，選項C正確。

　　3.已知：N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1，下列結(jié)論正確的是(　　)

　　A.在密閉容器中加入1 mol N2和3 mol H2充分反應(yīng)放熱92.4 kJ

　　B.N2(g)+3H2(g)　　2NH3(l)

　　ΔH=-Q kJ·mol-1，則Q>92.4

　　C.增大壓強，平衡向右移動，平衡常數(shù)增大

　　D.若一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡，N2的轉(zhuǎn)化率為20%，則H2的轉(zhuǎn)化率一定為60%

　　答案　B

　　解析　A項，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底;B項，由NH3(g)生成NH3(l)要放出熱量，所以Q>92.4;C項，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān);D項，H2的轉(zhuǎn)化量是N2的3倍，但轉(zhuǎn)化率不一定是其3倍，當(dāng)n(N2)∶n(H2)=1∶1時成立。

　　4.對處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)2A(g)+B(g)　　2C(g)　ΔH<0，下列敘述正確的是(　　)

　　A.增大A濃度的瞬間，v正增大，v逆不變

　　B.升高溫度，v正減小，v逆增大

　　C.增大壓強，v正增大，v逆減小

　　D.加入正催化劑，v正增大，v逆減小

　　答案　A

　　解析　B項，升溫，v正、v逆均增大;C項，增大壓強，v正、v逆均增大;D項，加入正催化劑，v正、v逆都增大。

　　5.高爐煉鐵過程中發(fā)生的反應(yīng)：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)如下表，下列說法不正確的是(　　)

　　溫度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常數(shù) 4.0 3.7 3.5 A.ΔH<0

　　B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K=

　　C.其他條件不變，向平衡體系充入CO2氣體，K值減小

　　D.其他條件不變，升高溫度，可以降低CO的平衡轉(zhuǎn)化率

　　答案　C

　　解析　升溫，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，K只與溫度有關(guān)，C項錯誤。

　　6.T ℃時，在V L恒容密閉容器中加入足量的TaS2(s)和1 mol I2(g)，發(fā)生反應(yīng)TaS2(s)+2I2(g)　　TaI4(g)+S2(g)

　　ΔH>0。t min時生成0.1 mol TaI4。下列說法不正確的是(　　)

　　A.0～t min內(nèi)，v(I2)= mol·L-1·min-1

　　B.若T ℃時反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1，則平衡時I2的轉(zhuǎn)化率為

　　C.圖中制備TaS2晶體過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是I2(g)

　　D.圖中T1端得到純凈TaS2晶體，則溫度T1

　　答案　A

　　解析　A項，應(yīng)為v(I2)= mol·L-1·min-1;

　　B項，K==1，則c(S2)·c(TaI4)=c2(I2)，所以c(I2)=c(S2)=c(TaI4)=

　　α(I2)==;

　　C項，循環(huán)使用的應(yīng)是I2(g);

　　D項，降溫，平衡左移，得到TaS2晶體。

　　7.相同溫度下，容積相同的甲、乙、丙3個恒容密閉容器中均發(fā)生如下反應(yīng)：

　　2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)　ΔH=-197 kJ·mol-1

　　實驗測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

　　容器編號 起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡時體系能量的變化/kJ SO2 O2 SO3 甲 2 1 0 Q1 乙 1.8 0.9 0.2 Q2 丙 0 0 2 Q3 下列判斷中正確的是(　　)

　　A.197>Q2>Q1

　　B.若升高溫度，反應(yīng)的熱效應(yīng)不變

　　C.Q3=-197 kJ

　　D.生成1 mol SO3(l)時放出的熱量大于98.5 kJ

　　答案　D

　　解析　Q1=197-Q3　Q1>Q2，A、C錯誤;B項，升溫，平衡左移，放出熱量減少。

　　8.500 ℃、20 MPa時，將H2和N2置于一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中H2、N2和NH3的物質(zhì)的量變化曲線如圖所示。下列說法中正確的是(　　)

　　A.從反應(yīng)開始到第一次平衡時，N2的平均反應(yīng)速率為0.005 mol·L-1·min-1

　　B.平衡在10 min～20 min內(nèi)的變化，可能是因為增大了容器的體積

　　C.25 min時分離出了0.1 mol NH3

　　D.在25 min后平衡向正反應(yīng)方向移動，新平衡中NH3的體積分?jǐn)?shù)比原平衡的小

　　答案　C

　　解析　A項，從圖可知反應(yīng)第一次達(dá)平衡的時間為10 min，該過程中v(N2)==0.002 5 mol·L-1·min-1，A項錯誤;10 min～20 min，三種物質(zhì)的物質(zhì)的量變化程度均比前10 min的大，說明該時間段內(nèi)反應(yīng)速率增大，B項不正確;在25 min時，NH3的物質(zhì)的量從0.3 mol降至0.2 mol，C項正確;D項，從圖像看在25 min時將NH3從體系中移出，平衡向正反應(yīng)方向移動，新平衡中NH3的體積分?jǐn)?shù)比原平衡的大。

　　9.在容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)　　zC(g)，圖Ⅰ表示200 ℃時容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時間的變化，圖Ⅱ表示不同溫度下平衡時C的體積分?jǐn)?shù)隨起始n(A)∶n(B)的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是(　　)

　　A.200 ℃時，反應(yīng)從開始到平衡的平均速率v(B)=0.02 mol·L-1·min-1

　　B.圖Ⅱ所知反應(yīng)xA(g)+yB(g)　　zC(g)的ΔH<0，且a=2

　　C.若在圖Ⅰ所示的平衡狀態(tài)下，再向體系中充入He，重新達(dá)到平衡前v正>v逆

　　D.200 ℃時，向容器中充入2 mol A和1 mol B，達(dá)到平衡時，A的體積分?jǐn)?shù)等于0.5

　　答案　A

　　解析　該反應(yīng)的方程式為2A(g)+B(g)　　C(g)。由圖Ⅱ可知，升溫，C的百分含量增大，平衡右移，ΔH>0，B錯誤;C項，“稀有氣體”不影響平衡移動，C錯誤;A項，v(B)==0.02 mol·L-1·min-1，正確;D項，原平衡A的體積分?jǐn)?shù)為0.5，充入2 mol A,1 mol B，相當(dāng)于加壓，平衡右移，A的體積分?jǐn)?shù)小于0.5。

　　10.石油氣“芳構(gòu)化”是由石油氣生產(chǎn)高辛烷值汽油的一種有效生產(chǎn)工藝。

　　測得反應(yīng)2C4H10　　C8H10(g)+5H2在不同溫度下的平衡常數(shù)變化如下：

　　溫度(℃) 400 450 500 平衡常數(shù)K a 6a 40a (1)該反應(yīng)的正反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

　　(2)向2 L密閉定容容器中充入2 mol C4H10，反應(yīng)10 s后測得H2濃度為1 mol·L-1，此10 s內(nèi)，以C8H10表示的平均速率為____________________。

　　(3)能表示該反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中t1時刻后已經(jīng)達(dá)平衡狀態(tài)的圖示是__________。

　　(4)下圖表示某溫度時將一定量的C4H10(含少量H2)充入容器中反應(yīng)期間物質(zhì)濃度隨時間的變化(容器容積可變)，實線代表C8H10，虛線代表C4H10。請用實線補充畫出t1～t4間C8H10的濃度變化曲線。

　　答案　(1)吸熱　(2)0.02 mol·L-1·s-1

　　(3)bd

　　(4)

　　解析　(1)升溫，K增大，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

　　(2)v(C8H10 )==0.02 mol·L-1·s-1。

　　(3)氣體的質(zhì)量和密度始終保持不變。

　　(4)C4H10降0.4 mol·L-1，則C8H10增加0.2 mol·L-1，t2時體積縮小一半，所以C8H10濃度瞬間變?yōu)?.40 mol·L-1。

　　11.(2014·福州高三質(zhì)量調(diào)研)工業(yè)制硫酸的過程中利用反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-Q kJ·mol-1，將SO2轉(zhuǎn)化為SO3，尾氣SO2可用NaOH溶液進(jìn)行吸收。請回答下列問題：

　　(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式________________________________________。

　　(2)一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2發(fā)生反應(yīng)，下列說法中，正確的是____________(填字母)。

　　A.若反應(yīng)速率v正(O2)=2v逆(SO3)，則可以說明該可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

　　B.保持溫度和容器體積不變，充入2 mol N2，化學(xué)反應(yīng)速率加快

　　C.平衡后移動活塞壓縮氣體，平衡時SO2、O2的百分含量減小，SO3的百分含量增大

　　D.平衡后升高溫度，平衡常數(shù)K增大

　　將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入到容積為2 L的恒容密閉容器中，在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng)得到如下表中的兩組數(shù)據(jù)：

　　實驗編號 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所

　　需時間/min SO2 O2 SO2 O2 1 T1 4 2 x 0.8 6 2 T2 4 2 0.4 y t (3)實驗1從開始到反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，v(SO2)表示的反應(yīng)速率為________;T1______T2(選填“>”、“<”或“=”)，理由是_______________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　答案　(1)K=

　　(2)C

　　(3)0.2 mol·L-1·min-1　>　反應(yīng)放熱，溫度降低，平衡向右移動，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率升高(答案合理即可)

　　解析　(2)A項，v正(O2)=v逆(SO3)說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);B項，N2與反應(yīng)無關(guān)，由于體積不變，反應(yīng)速率不變;C項，壓縮體積，平衡右移，SO2%、O2%減小，而SO3%增大;D項，升溫，平衡左移，K減小。

　　(3)實驗1中，SO2的平衡量x=1.6 mol，v(SO2)==0.2 mol·L-1·min-1;由于x=1.6>0.4，平衡右移，由于ΔH<0，所以T1>T2。

　　12.鋼鐵工業(yè)在我國國民經(jīng)濟中處于十分重要的位置，工業(yè)上采用高爐冶煉，常用赤鐵礦(Fe2O3)、焦炭、空氣和熔劑(石灰石)作原料。已知赤鐵礦被還原劑還原時是逐級進(jìn)行的，還原時溫度及在CO、CO2平衡混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖。

　　(1)鐵在元素周期表中位于第______周期______族。

　　(2)在溫度低于570 ℃時，還原分兩階段完成，在溫度高于570 ℃時，依次發(fā)生的還原反應(yīng)有________(選用圖中的a、b、c、d填空)。

　　(3)為減少高爐冶鐵時含CO的尾氣排放，下列研究方向可采取的是________。

　　A.其他條件不變，增加高爐的高度

　　B.調(diào)節(jié)還原時的爐溫

　　C.增加原料中焦炭與赤鐵礦的比例

　　D.將生成的鐵水及時移出

　　(4)已知下列反應(yīng)數(shù)值：

　　反應(yīng)序號 化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)熱
① Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-26.7 kJ·mol-1
② 3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-50.8 kJ·mol-1
③ Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=-36.5 kJ·mol-1
④ FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH4 ΔH4=________ kJ·mol-1。

　　(5)1 100 ℃時，F(xiàn)eO(s)+CO(g)　　Fe(s)+CO2(g)，平衡常數(shù)K=0.2?，F(xiàn)在一密閉容器中，加入7.2 g FeO，同時通入4.48 L CO(已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，將其升溫到1 100 ℃，并維持溫度不變，達(dá)平衡時，F(xiàn)eO的轉(zhuǎn)化率為________。

　　答案　(1)四?、?2)cdb　(3)B

　　(4)+7.28

　　(5)33.3%

　　解析　(2)由于Fe2O3―→Fe3O4―→FeO，所以順序依次為c、d、b。

　　(3)調(diào)節(jié)爐溫可調(diào)節(jié)CO的百分含量。

　　(4)3FeO(s)+CO2(g)CO(g)+Fe3O4(s)

　　ΔH3=+36.5 kJ·mol-1

　　Fe3O4(s)+CO2(g)Fe2O3(s)+CO(g)

　　ΔH2=+ kJ·mol-1

　　Fe2O3(s)+CO(g)3Fe(s)+CO2(g)

　　ΔH1=-26.7× kJ·mol-1

　　三式相加得：

　　3FeO(s)+3CO(g)3Fe(s)+3CO2(g)

　　ΔH=+21.85 kJ·mol-1

　　所以FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)

　　ΔH=+7.28 kJ·mol-1

　　(5)　　　　　FeO(s)+CO(g)　　Fe(s)+CO2(g)

　　起始(mol) 0.1 0.2 0 0

　　平衡(mol) 0.1-x 0.2-x x x

　　=0.2

　　x=0.033 3

　　所以FeO的轉(zhuǎn)化率為×100%=33.3%。