2015年湖北高考化學專題訓練：化學反應速率和化學平衡

湖北2015年高考化學專題訓練：化學反應速率和化學平衡

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

　　(一)低檔題

　　1.化學平衡常數(shù)可以用K來表示，下列關于化學平衡常數(shù)的說法中正確的是(　　)。

　　A.K越大，反應物的轉化率越小

　　B.K與反應物的濃度有關

　　C.K與生成物的濃度有關

　　D.K與溫度有關

　　解析　K越大，化學反應進行的程度越大，反應物的轉化率也越大;一個確定的化學反應，其化學平衡常數(shù)只與反應體系的溫度有關。

　　答案　D

　　2.已知反應4NH3+5O2　　4NO+6H2O，若反應速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，則下列正確的關系是(　　)?！　　　　　　　　　　　　　　　　.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O)

　　C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)

　　解析　根據(jù)同一反應中，不同物質表示的化學反應速率之比等于物質的化學計量數(shù)之比來判斷。

　　答案　D

　　3.下列條件一定能使反應速率加快的是(　　)。

　　
①增加反應物的物質的量　
②升高溫度　
③增大反應體系的壓強　
④不斷分離出生成物　
⑤加入MnO2

　　A.全部 B.
①
②
⑤ C.
② D.
②
③

　　解析　
①對于反應物為純液體或固體時，增大其物質的量反應速率不變;
③對于有氣體參加或生成的化學反應，若體積不變，充入“惰性”氣體，則壓強增大，反應速率不變;
④不斷分離出生成物，使反應速率減小或不變(純液體或固體時);
⑤MnO2不是所有反應的催化劑。

　　答案　C

　　(二)中檔題

　　4.一定條件下，在密閉容器中，能表示反應X(g)+2Y(g)2Z(g)一定達到化學平衡狀態(tài)的是(　　)。

　　
①X、Y、Z的物質的量之比為1∶2∶2　
②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化

　　
③容器中的壓強不再發(fā)生變化　
④單位時間內(nèi)生成n mol Z，同時生成2n mol Y

　　A.
①
② B.
①
④ C.
②
③ D.
③
④

　　解析　X、Y、Z的物質的量之比等于其化學計量數(shù)之比，不能作為平衡的標志，
①錯;X、Y、Z的濃度保持不變可以作為平衡的標志，
②對;該反應為反應前后氣體分子數(shù)不相等的反應，密閉容器中壓強保持不變可以作為平衡的標志，
③對;單位時間內(nèi)生成n mol Z的同時生成n mol Y時正逆反應速率相等，
④錯。

　　答案　C

　　5.在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)I(aq)。測得不同溫度下該反應的平衡常數(shù)K如表所示：

　　t/℃ 5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409

　　下列說法正確的是(　　)。

　　A.反應I2(aq)+I-(aq)I(aq)的ΔH>0

　　B.其他條件不變，升高溫度，溶液中c(I)減小

　　C.該反應的平衡常數(shù)表達式為K=

　　D.25 ℃時，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K小于689

　　解析　根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)知溫度升高，平衡常數(shù)減小，則平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，故正反應為放熱反應，ΔH<0，A錯;其他條件不變，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，溶液中c(I)減小，B對;該反應的平衡常數(shù)表達式為K=，C錯;平衡常數(shù)只與溫度有關，25 ℃時，向溶液中加入少量KI固體，雖然平衡向正方向移動，但平衡常數(shù)不變，D錯。

　　答案　B

　　6.為了變廢為寶，控制溫室效應，工業(yè)上可用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生如下反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。如圖表示該反應進行過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，下列措施中不能使c(CH3OH)增大的是(　　)。

　　A.降低溫度

　　B.充入He(g)，使體系壓強增大

　　C.將H2O(g)從體系中分離出來

　　D.再充入1 mol CO2和3 mol H2

　　解析　根據(jù)能量變化圖示，可知該反應是放熱反應。A、C、D項的操作都可使平衡正向移動，c(CH3OH)增大;充入不參與反應的氦氣，沒有改變體系中各物質的濃度，平衡不移動，c(CH3OH)不變。

　　答案　B

　　7. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應。下列敘述正確的是(雙選)(　　)。

　　A.催化劑V2O5可改變該反應的正、逆反應速率

　　B.增大反應體系的壓強、反應速率一定增大

　　C.該反應是放熱反應，降低溫度將縮短反應達到平衡的時間

　　D.在t1，t2時刻，SO3(g)的濃度分別是c1，c2，則時間間隔t1～t2內(nèi)，SO3(g)生成的平均速率為v=

　　解析　B選項，若恒溫恒容充入惰性氣體，則反應體系的壓強增大、而各物質濃度不變，反應速率不變;C選項，降低溫度導致反應速率減小，延長反應達到平衡的時間。

　　答案　AD

　　8. T ℃時在2 L的密閉容器中X(g)與Y(g)發(fā)生反應生成Z(g)。反應過程中X、Y、Z的濃度變化如圖甲所示;若保持其他條件不變，反應溫度分別為T1和T2時，Y的體積分數(shù)與時間的關系如圖乙所示。

　　則下列結論正確的是(雙選)(　　)。

　　A.該反應可表示為3X(g)+Y(g)2Z(g)

　　B.若其他條件不變，升高溫度，平衡將向逆反應方向移動

　　C.若其他條件不變，開始時將該容器壓縮為1 L，則反應將按圖丙進行

　　D.若其他條件不變，使用適當?shù)拇呋瘎瑒t反應可以按圖丙進行

　　解析　根據(jù)圖像可求得X，Y，Z在相同時間內(nèi)的物質的量變化分別為0.6 mol,0.2 mol,0.4 mol，A項正確;圖乙中，由拐點之前判斷T2溫度下的速率較快，則說明T2>T1，拐點后可知，升高溫度，Y的含量減小，即平衡向正反應方向移動，B項錯誤;若減小容器體積，則相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，即Z的物質的量比圖甲中的多，C項錯誤;加入催化劑，化學反應速率加快。

　　答案　AD

　　二、Ⅱ卷15分填空題專項訓練

　　(一)低檔題

　　9.(15分)一定溫度下，在一個10 L密閉容器中發(fā)生某可逆反應，其平衡常數(shù)表達式為K=。請回答下列問題。

　　(1)該反應的化學方程式為______________________;

　　若溫度升高，K增大，則該反應是________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

　　(2)能判斷該反應一定達到平衡狀態(tài)的是________(填字母序號)。

　　A.v正(H2O)=v逆(H2)

　　B.容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間改變

　　C.消耗n mol H2的同時消耗n mol CO

　　D.容器中物質的總物質的量不隨時間改變

　　(3)該反應的v正隨時間變化的關系如圖，在t2時改變了某種條件，改變的條件可能是________、________。

　　(4)實驗測得t2時刻容器內(nèi)有1 mol H2O(g)，5 min后H2O(g)的物質的量是0.8 mol，這5 min內(nèi)H2O(g)的平均反應速率為________。

　　解析　(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知CO和H2是生成物，根據(jù)元素守恒可知反應物還有C。溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明溫度升高后平衡正向移動，因此該反應是吸熱反應。(2)選項C在任何時刻都存在此關系，選項D無論平衡與否容器中的總物質的量都不發(fā)生變化，因此D也不能作為判斷反應達平衡狀態(tài)的依據(jù)。(3)把圖像補全可知在t2時刻改變條件時，v正增大且平衡正向移動，因此可通過升溫、增大水蒸氣的濃度達到目的。 (4)根據(jù)化學反應速率的定義計算。

　　答案　(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(不寫物質的狀態(tài)也可)　吸熱　(2)AB　(3)升高溫度　增大水蒸氣的濃度　(4)0.004 mol·L-1·min-1

　　(5)-1 160 kJ·mol-1

　　(二)中檔題

　　10 (15分)氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。

　　(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得。有關化學反應的能量變化如下圖所示。

　　反應
①
②
③為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

　　CH4(g)與H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g)的熱化學方程式為___________。

　　(2)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。

　　
①某溫度下，向容積為10 L的密閉容器中通入2 mol NH3和1 mol CO2，反應達到平衡時CO2的轉化率為50%。該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=______。該溫度下平衡常數(shù)K的計算結果為_____。

　　
②為進一步提高CO2的平衡轉化率，下列措施中能達到目的的是________。

　　A.提高NH3的濃度 B.增大壓強

　　C.及時轉移生成的尿素 D.使用更高效的催化劑

　　解析　(1)由化學反應的能量變化圖可知反應
①
②
③中產(chǎn)物能量都小于反應物能量，故都是放熱反應;反應
③-
①-
②×3即可得到CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH=+161.1 kJ·mol-1。

　　(2)
①2NH3(g)+CO2(g)　　CO(NH2)2(l)+H2O(g)

　　初始濃度

　　(mol·L-1) 0.2 0.1 0 　0

　　轉化濃度

　　(mol·L-1) 0.1 0.05 0.05 0.05

　　平衡濃度

　　(mol·L-1) 0.1 0.05 0.05 0.05

　　K==100 L2·mol-2。

　　
②該反應條件下尿素是液體，改變尿素的量，平衡不移動。

　　答案　(1)放熱　CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH=+161.1 kJ·mol-1

　　(2)
①　100 L2·mol-2　
②AB

　　11.(15分)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867 kJ·mol-1。該反應可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃時，分別將0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密閉容器中發(fā)生反應，測得有關數(shù)據(jù)如下表：

　　實驗

　　編號 溫度 時間/min0 10 20 40 50 1 130 ℃ n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 2 180 ℃ n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 0.15

　　(1)開展實驗1和實驗2的目的是______________________________。

　　(2)180 ℃時，反應到40 min，體系________(填“是”或“否”)達到平衡狀態(tài)，理由是__________________________;

　　CH4的平衡轉化率為________。

　　(3)已知130 ℃時該反應的化學平衡常數(shù)為6.4，試計算a的值。(寫出計算過程)

　　(4)一定條件下，反應時間t與轉化率α(NO2)的關系如圖所示，請在圖像中畫出180 ℃時，壓強為p2(設壓強p2>p1)的變化曲線，并做必要的標注。

　　(5)根據(jù)已知求算：ΔH2=________。

　　CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-574 kJ·mol-1

　　CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2

　　解析　(1)實驗1和實驗2相比只是改變了溫度，因此實驗目的是探究溫度對反應速率和化學平衡的影響。(2)溫度升高，該反應的反應速率加快，且平衡向逆反應方向移動，對比實驗1可知40 min時，實驗2中已經(jīng)達到平衡狀態(tài)。(4)正反應是氣體體積增大的反應，增大壓強，平衡向逆反應方向移動，NO2的轉化率降低，而反應速率更快，圖像如答案。

　　答案　(1)探究溫度對反應速率和化學平衡的影響

　　(2)是　溫度升高，反應速率加快，高溫下比低溫下更快達到平衡狀態(tài)，對比實驗1可確定40 min時反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)　70%

　　(3) CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

　　c0/mol·L-1: 0.50 a 0 0 0

　　Δc/mol·L-1: 0.40 0.80 0.40 0.40 0.80

　　c平/mol·L-1: 0.10 a-0.80 0.40 0.40 0.80

　　則：=6.4，解得a=1.2

　　答：a的值為1.2

　　(三)高檔題

　　12.(15分)25 ℃時，在體積為2 L的密閉容器中，氣態(tài)A、B、C的物質的量n隨時間t的變化如圖1所示，已知達到平衡后，降低溫度，A的轉化率將增大。

　　t2～t3 t4～t5 t5～t6 t7～t8 K1 K2 K3 K4

　　(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，寫出該反應的化學方程式：__________________。此反應的平衡常數(shù)表達式K=___，從反應開始到第一次平衡時的平均速率v(A)為___。

　　(2)在5～7 min內(nèi)，若K值不變，則此處曲線變化的原因是__________。

　　(3)如圖2表示此反應的反應速率v和時間t的關系圖，各階段的平衡常數(shù)如表所示。K1、K2、K3、K4之間的關系為________(用“>”、“<”或“=”連接)。A的轉化率最大的一段時間是________。

　　解析　(1)由圖1中曲線變化情況可知：A和B是反應物，C是生成物，再由物質的量的變化值可得化學計量數(shù)之比。(2)已知反應達平衡后，降低溫度，A的轉化率將增大，說明正反應是放熱反應。在5～7 min內(nèi)，K值不變，說明平衡移動不是由溫度變化引起的，因此此處改變的條件只能是增大壓強。(3)根據(jù)速率—時間圖像分析，t3時改變的條件是升溫，t5時改變的條件是使用催化劑，t6時改變的條件是減壓，因此有K1>K2=K3=K4。由于t3、t6時條件的改變均導致化學平衡逆向移動，因此A的轉化率最大的一段時間是t2～t3。

　　答案　(1)A(g)+2B(g)2C(g)(不寫物質的狀態(tài)也可)　　0.05 mol·L-1·min-1

　　(2)增大壓強(或縮小容器體積)

　　(3)K1>K2=K3=K4　t2～t3