山东版2021高考化学一轮复习专题七化学反应速率和化学平衡精练含解析

山东版2021高考化学一轮复习专题七化学反应速率和化学平衡精练含解析

专题七　化学反应速率和化学平衡 ‎【考情探究】‎ 课 标 解 读 考点 化学反应速率 化学平衡的建立与移动 化学平衡常数及相关计算 解读 ‎1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法 ‎2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律 ‎1.了解化学平衡的建立过程 ‎2.理解外界条件(浓度、温度、压强等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律 了解化学平衡常数(K)的意义,能利用化学平衡常数进行有关计算 考情分析 本专题考点是历年的命题热点,主要结合实际生产,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化学平衡,同时结合图表对计算能力、数形结合能力、信息整合分析能力、语言组织能力等进行考查 备考指导 熟悉化学反应速率的计算方法,能运用勒夏特列原理对化学平衡的移动进行判断,并进行合理的解释,熟练掌握运用“三段式”计算转化率和平衡常数的方法 ‎【真题探秘】‎ - 15 -‎ 基础篇固本夯基 ‎【基础集训】‎ 考点一　化学反应速率 1. 在Ag+催化作用下,Cr3+被S2O‎8‎‎2-‎氧化为Cr2O‎7‎‎2-‎的机理为:S2O‎8‎‎2-‎+2Ag+2SO‎4‎‎2-‎+2Ag2+(慢);2Cr3++‎ ‎6Ag2++7H2O 6Ag++14H++Cr2O‎7‎‎2-‎(快)。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.反应速率与Ag+浓度有关 B.Ag2+也是该反应的催化剂 C.Ag+能降低该反应的活化能和焓变 D.v(Cr3+)=v(S2O‎8‎‎2-‎)‎ 答案　A ‎2.在T ℃,将a mol N2和b mol O2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应:N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=181.5 kJ·mol-1,反应过程中v正与v逆的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.若t1时NO的物质的量为c mol,则0~t1时间段内平均反应速率v(N2)=a-‎c‎2‎t‎1‎ mol·L-1·s-1‎ B.t1~t2时间段内v正(O2)=2v逆(NO)‎ C.图中所示的阴影部分面积的含义是v正与v逆的差 D.其他条件不变,t2时刻升高温度,v正与v逆均增大,且v正>v逆 答案　D ‎3.T ℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z物质的量的变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2(T2>T1)时,Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是(　　)‎ A.容器中发生的反应可表示为4X(g)+Y(g) 2Z(g)‎ B.反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率v(X)=0.2 mol/(L·min)‎ C.升高温度,反应的化学平衡常数K增大 D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强 答案　C　‎ ‎4.一定条件下,在体积为2 L的密闭容器中,3 mol X和3 mol Y发生反应:3X(g)+Y(g) 2Z(g)　ΔH>0,经60 s达到平衡,生成0.4 mol Z。下列说法正确的是(　　)‎ A.60 s内反应速率v(X)=0.05 mol/(L·s)‎ B.其他条件不变,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小 C.其他条件不变,若初始投入2 mol X和2 mol Y,则物质Y的转化率减小 - 15 -‎ D.其他条件不变,将容器体积变为4 L,Z的平衡浓度变为原来的一半 答案　C　‎ 考点二　化学平衡的建立与移动 ‎5.T ℃时,将2.0 mol A(g)和2.0 mol B(g)充入体积为1 L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+B(g) 2C(g)+D(s)　ΔH<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0 mol。下列说法正确的是(　　)‎ A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%‎ B.T ℃时该反应的化学平衡常数Kc=2‎ C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器体积,平衡逆向移动 D.相同条件下,若将1.0 mol A(g)和1.0 mol B(g)充入同样容器,达到平衡后,A(g)的转化率为50%‎ 答案　D ‎6.碳是自然界中形成化合物种类最多的元素,CO和CO2是碳的最常见氧化物。‎ ‎(1)研究和解决二氧化碳捕集和转化问题是当前科学研究的前沿领域。在太阳能的作用下,缺铁氧化物(Fe0.9O)能分解CO2,其过程如图1所示。过程①的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　。在过程②中每产生0.1 mol O2,转移电子　　　　mol。 ‎ 图1‎ ‎(2)在催化剂作用下,将二氧化碳和氢气混合反应生成甲烷,是目前科学家们正在探索的处理空气中的二氧化碳的方法之一。‎ ‎①已知:‎ 共价键 H—H C—H O—H 键能(kJ·mol-1)‎ ‎745‎ ‎436‎ ‎413‎ ‎463‎ 则CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎②向1 L固定容积的密闭容器中加入4.0 mol H2(g)、1.0 mol CO2(g),控制条件(催化剂:铑镁合金、高温T1)使之反应,若测得容器内气体的压强随着时间的变化如图2所示。则4 min时容器内气体的密度为　　　　;温度为T1时,该反应的化学平衡常数为　　　　。若采用2 L固定容积的密闭容器,投料量、催化剂和反应温度均保持不变,则表示反应重新达到平衡时体系内的压强的点是　　　　(填字母)。 ‎ 图2‎ ‎(3)工业合成的原料气CO会与设备、管道及催化剂表面的金属铁、镍反应,生成羰基化合物。四羰基镍是热分解法制备高纯镍的原料,也是有机合成中供给一氧化碳的原料,还可作催化剂。Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)　ΔH<0;Ni(CO)4(g)‎ - 15 -‎ ‎ Ni(s)+4CO(g)。如图3所示,在石英真空管的温度为T1的一端,放入少量粗镍和CO(g),一段时间后,在温度为T2的一端可得到纯净的镍。则温度T1　　　　T2(填“>”“<”或“=”),上述反应体系中循环使用的物质为　　　　(填化学式)。 ‎ 图3‎ 答案　(1)10Fe0.9O+CO2 3Fe3O4+C　0.4‎ ‎(2)①-270　②52 g·L-1　6.75　D　(3)<　CO 考点三　化学平衡常数及相关计算 ‎7.T K时,向2.0 L恒容密闭容器中充入0.10 mol COCl2,发生反应COCl2(g) Cl2(g)+CO(g),经过一段时间后反应达到平衡。反应过程中测得的部分数据如下表,下列说法正确的是(　　)‎ t/s ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ n(Cl2)/mol ‎0‎ ‎0.030‎ ‎0.039‎ ‎0.040‎ ‎0.040‎ A.T K时该反应的化学平衡常数为‎1‎‎75‎ B.反应在前2 s的平均速率v(CO)=0.015 mol·L-1·s-1‎ C.保持其他条件不变,升高温度,若新平衡时c(Cl2)=0.038 mol·L-1,则反应的ΔH<0‎ D.平衡后向上述容器中再充入0.10 mol COCl2,平衡正向移动,COCl2的转化率增大 答案　A　‎ ‎8.汽车尾气(用N2O表示)是空气污染源之一。回答下列问题:‎ ‎(1)用CO还原N2O的能量变化如下图所示,则该反应的热化学方程式为　。 ‎ 在相同温度和压强下,1 mol N2O和1 mol CO经过相同反应时间测得如下实验数据:‎ 实验 温度/℃‎ 催化剂 N2O转化率/%‎ 实验1‎ ‎400‎ 催化剂1‎ ‎9.5‎ ‎400‎ 催化剂2‎ ‎10.6‎ 实验2‎ ‎500‎ 催化剂1‎ ‎12.3‎ ‎500‎ 催化剂2‎ ‎13.5‎ 试分析在相同温度时,在催化剂2催化下,N2O转化率更高的原因是 　 ‎ ‎ 。 ‎ ‎(2)在体积均为1 L的密闭容器A(500 ℃,恒温)、B(起始500 ℃,绝热)中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。‎ - 15 -‎ ‎①B容器中N2O的转化率随时间的变化关系是上图中的　　　　曲线。 ‎ ‎②要缩短曲线b对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O的平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取的措施是　　　　　　　　(答出1项即可)。 ‎ ‎③500 ℃该反应的化学平衡常数K=　　　　(用分数表示)。 ‎ ‎④实验测得该反应的反应速率v正=k正c(N2O)c(CO),v逆=k逆c(N2)c(CO2)。k正、k逆分别是正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。计算M处的v正v逆=  (保留两位小数)。‎ 答案　(1)N2O(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)　ΔH=-362.8 kJ/mol　反应未达到平衡时,在催化剂2催化下,反应的活化能更低,反应速率更快,经过相同反应时间N2O转化率更高 ‎(2)①a　②缩小容器体积　③‎1‎‎45‎　④1.69‎ ‎9.碳的化合物在生产、生活和环境保护中应用广泛。‎ Ⅰ.碳氧化合物的综合利用 ‎(1)利用CO可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO 排放。‎ 已知反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH1=-746 kJ·mol-1‎ 反应Ⅱ:4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)　ΔH2=-1 200 kJ·mol-1‎ 则反应NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 ‎ 在一定条件下,将NO2与CO以体积比1∶2置于恒容密闭容器中发生反应Ⅱ,下列能说明反应达到平衡状态的是　　　　。 ‎ ‎ a.体系压强保持不变 b.容器中气体密度保持不变 c.混合气体颜色保持不变 d.NO2与CO的体积比保持不变 ‎(2)工业上利用CO 与Cl2在活性炭催化下合成光气(COCl2),反应方程式为CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)　ΔH<0。某研究小组在恒温条件下,向2 L恒容容器中加入0.2 mol CO和0.2 mol Cl2,10 min时达到平衡,测得10 min内v(COCl2)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1,则平衡时n(Cl2)=　　　　mol,设此时CO的转化率为α1,若其他条件不变,上述反应在恒压条件下进行,平衡时CO的转化率为α2,则α1　　　　α2 (填“>”“=”或“<”)。 ‎ ‎(3)利用“组合转化技术”可将CO2 转化成乙烯,反应方程式为6H2(g)+2CO2(g) CH2CH2(g)+4H2O(g)。实验测得温度对CO2 平衡转化率、催化剂催化效率的影响如图所示。‎ 下列说法正确的是　　　　。 ‎ - 15 -‎ a.N点正反应速率一定大于M 点正反应速率 b.250 ℃时,催化剂的催化效率最大 c.M点平衡常数比N点平衡常数大 d.随着温度升高,乙烯的产率增大 Ⅱ.碳氢化合物的综合利用 利用甲烷的裂解可以制得多种化工原料,甲烷裂解时发生的反应有:2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)。实验测得平衡时气体分压(Pa)与温度(℃)之间的关系如图所示(气体分压=总压×气体的物质的量分数)。‎ ‎(4)1 725 ℃时,向1 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4达到平衡,则反应2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数Kp=　　　　(用平衡分压代替平衡浓度),CH4生成C2H2 的平衡转化率为　　　　。 ‎ 答案　(1)-227　ac　(2)0.05　<　(3)bc　(4)102.4 Pa　62.5%‎ 综合篇知能转换 ‎【综合集训】‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ ‎1.(2019聊城冠县暑假测评,19)下图是温度和压强对反应X+Y 2Z的影响的示意图。图中横坐标表示温度,纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是(　　)‎ A.上述可逆反应的正反应为放热反应 B.X、Y、Z均为气态 C.X和Y中最多只有一种为气态,Z为气态 D.上述反应的逆反应的ΔH>0‎ 答案　C ‎2.(2018淄博部分学校二模,27)(1)在一定条件下:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),在两个均为2 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2O)/n(CO)]充入H2O(g)和CO,CO的平衡转化率α(CO)与温度的关系如下图所示。‎ - 15 -‎ ‎①R点平衡常数K=　　　　　　　　。 ‎ ‎②氢碳比x　　　　2.0(填“>”“<”或“=”),判断的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　。 ‎ ‎③下列能提高CO平衡转化率的措施有　　　　。 ‎ A.使用高效催化剂 B.通入He气体使体系的压强增大 C.降低反应温度 D.投料比不变,增加反应物的浓度 ‎(2)反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　ΔH<0‎ 反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)　‎ ΔH<0‎ 氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应。为分析该催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2,反应关系如图,该催化剂在高温时选择反应　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。520 ℃时,4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=　　　　(只需列出计算式)。 ‎ ‎(3)以S2O‎4‎‎2-‎为介质,使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:‎ ‎①阴极区的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②NO吸收转化后的主要产物为NH‎4‎‎+‎,若通电时电路中转移了0.3 mol e-,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为　　　　mL。 ‎ 答案　(1)①1/3　②>　在其他条件一定时,提高氢碳比[n(H2O)/n(CO)]有利于提高CO的转化率　③C　(2)Ⅰ　‎0.‎2‎‎2‎×0.‎‎9‎‎6‎‎0.‎4‎‎4‎×1.4‎‎5‎‎3‎　(3)①2SO‎3‎‎2-‎+4H++2e- S2O‎4‎‎2-‎+2H2O ‎②1 344‎ ‎3.(2018青岛二模,28)化学反应原理多用于研究物质转化过程中的规律,并在生产生活中有广泛的应用。‎ ‎(1)汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。‎ 已知:N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+180.5 kJ·mol-1‎ ‎2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-221.0 kJ·mol-1‎ CO2(g) C(s)+O2(g)　ΔH=+393.5 kJ·mol-1‎ - 15 -‎ 则①反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎②在600 K时,将3.0 mol NO、3.6 mol CO通入固定容积为3 L的密闭容器中,20 min后,反应达平衡,测得N2的浓度为0.2 mol·L-1,则NO的转化率α=　　　　,反应平衡常数K=　　　　(保留两位有效数字)。 ‎ ‎③若改变下列条件之一,达新平衡时NO的体积分数一定减小的是　　　　(填序号)。 ‎ a.增加CO的量 b.加入催化剂 c.降低温度 d.扩大容器体积 ‎(2)某实验小组在研究“反应条件对化学平衡的影响”时做了如下两个实验。‎ ‎①探究浓度对平衡的影响 已知四氯合钴(Ⅱ)离子(蓝色)与六水合钴(Ⅱ)离子(粉红色)之间存在如下平衡:[CoCl4]2-+6H2O [Co(H2O)6]2++4Cl-。甲同学向某已呈现紫色的氯化钴溶液中通入HCl,发现溶液变为　　　　色;乙同学向溶液中加水,平衡移动方向为　　　　(填“向右”“向左”或“不移动”),说明原因:　　　　　 　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②运用数字化实验探究压强对平衡的影响 将一收集满干燥NO2的注射器与色度计、电脑连接,推压活塞可得到如下实验曲线。‎ 由图可知:增大压强,该混合气体的颜色变化为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①-746.5　②40%　0.14　③ac ‎(2)①蓝　向右　向溶液中加水稀释时,溶液中离子浓度均成比例减小,Qc”)。 ‎ - 15 -‎ 答案　(1)C(s) +2Cu2S(s) 4Cu(s) +CS2(g)　ΔH =+439 kJ·mol-1‎ ‎(2)①0.02　1/160或6.25×10-3　T3>T2>T1　②>‎ 应用篇知行合一 ‎【应用集训】‎ ‎1.(2019山东师大附中模拟四,7)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH<0,在容积为1 L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下,不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系。下列说法不正确的是(　　)‎ A.H2转化率:a>b>c B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3‎ C.a点状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH,平衡不移动 D.c点状态下再通入1 mol CO和4 mol H2,新平衡中H2的体积分数减小 答案　B　‎ ‎2.(2019聊城冠县暑假测评,12)在一密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生可逆反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),已知该反应在25 ℃、80 ℃时的平衡常数分别为5×104和2,下列说法正确的是(　　)‎ A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应 B.80 ℃时,测得某时刻Ni(CO)4(g)、CO(g)浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v(正)”或“=”,下同),2p2　　　p3。 ‎ ‎(4)下图中,A是恒容的密闭容器,B是一个体积可变的充气气囊。保持恒温,关闭K2,将1 mol N2和3 mol H2通过K3充入B中,将2 mol N2和6 mol H2通过K1充入A中;起始时A、B的体积相同均为1 L,达到平衡时,V(B)=0.9 L;然后打开K2,一段时间又达到平衡时,B的体积为　　　　L(连通管中气体体积不计)。 ‎ 答案　(1)‎1‎‎12‎a‎2‎　正向移动 ‎(2)0 mol·L-1　(4)1.7‎ ‎4.(2019泰安二模,28)甲醇是重要的化工原料,在有机合成中具有广泛应用。‎ Ⅰ.(1)用甲醇制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g) CH3NH2(g)+H2O(g)　ΔH。‎ 已知该反应中相关化学键的键能数据如下:‎ 共价键 C—O H—O N—H C—N 键能/kJ·mol-1‎ ‎351‎ ‎463‎ ‎393‎ ‎293‎ 则该反应的ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 ‎ Ⅱ.一定条件下,将2 mol CO和6 mol H2通入2 L密闭容器中,发生如下反应:‎ 主反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH<0　Ⅰ 副反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH<0　Ⅱ 反应到t min时,达到平衡状态。平衡时CH3OH的体积分数φ(CH3OH)如图所示:‎ (2) 图中a　　　　b(填“大于”或“小于”)。图中Y轴表示温度,其理由是　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)若反应Ⅱ的平衡常数K值变小。则下列说法中正确的是　　　　(填序号)。 ‎ A.平衡均向正反应方向移动 B.平衡移动的原因是升高了温度 C.达到新平衡后,φ(CH3OH)减小 D.容器中φ(CH3OCH3)增大 ‎(4)平衡时,M点CH3OH的体积分数为12.5%,c(CH3OCH3)=0.1 mol·L-1,则此时CO的转化率为　　　　;用H2表示Ⅰ的反应速率为　　　mol·L-1·min-1。反应Ⅱ的平衡常数K=　　　　　　　　　　　　　　(用分数表示)。 ‎ 答案　(1)-12‎ ‎(2)小于　随着Y值的增大,φ(CH3OH)减小,平衡向逆反应方向移动,故Y为温度 ‎(3)BC　(4)56%　‎1.12‎t　‎‎25‎‎324‎ ‎【五年高考】‎ - 15 -‎ 考点一　化学反应速率 ‎1.(2017江苏单科,10,2分)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快 B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快 D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大 答案　D 1. ‎(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确‎···‎的是　(　　)‎ 2. ‎　　　　　c/mol·L-1　v/mmol·L-1·min-1T/K ‎0.600‎ ‎0.500‎ ‎0.400‎ ‎0.300‎ ‎318.2‎ ‎3.60‎ ‎3.00‎ ‎2.40‎ ‎1.80‎ ‎328.2‎ ‎9.00‎ ‎7.50‎ a ‎4.50‎ b ‎2.16‎ ‎1.80‎ ‎1.44‎ ‎1.08‎ A.a=6.00‎ B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变 C.b<318.2‎ D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 答案　D ‎3.(2018课标Ⅲ,28,15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:‎ ‎(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:‎ ‎2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH1=48 kJ·mol-1‎ ‎3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g)　ΔH2=-30 kJ·mol-1‎ 则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ - 15 -‎ ‎①343 K时反应的平衡转化率α=　　　　%。平衡常数K343 K=　　　　(保留2位小数)。 ‎ ‎②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是　　　　　　　　;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有　　　　　　　、　　　　　　　。 ‎ ‎③比较a、b处反应速率大小:va　　　　vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl‎3‎‎2‎-k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的v正v逆=　　　　(保留1位小数)。 ‎ 答案　(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl ‎(2)114‎ ‎(3)①22　0.02‎ ‎②及时移去产物　改进催化剂　提高反应物压强(浓度)‎ ‎③大于　1.3‎ 考点二　化学平衡的建立与移动 ‎4.(2019浙江4月选考,17,2分)下列说法正确的是(　　)‎ A.H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变 B.C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g) 2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体 D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下,当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1‎ 答案　B　‎ ‎5.(2019课标Ⅱ,27,15分)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:‎ ‎(1)已知:(g) (g)+H2(g)　ΔH1=100.3 kJ·mol-1　①‎ H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH2=-11.0 kJ·mol-1　②‎ 对于反应:(g)+I2(g) (g)+2HI(g)　③　ΔH3=　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为　　　　,该反应的平衡常数Kp=　　　　Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有　　　　(填标号)。 ‎ A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度 ‎(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是　　　　(填标号)。 ‎ - 15 -‎ A.T1>T2‎ B.a点的反应速率小于c点的反应速率 C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1‎ ‎(4)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2,结构简式为],后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。‎ 该电解池的阳极为　　　　,总反应为　　　　　　　　　　　　　　。电解制备需要在无水条件下进行,原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)89.3‎ ‎(2)40%　3.56×104　BD ‎(3)CD ‎(4)Fe电极　　水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH-,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2‎ ‎6.(2017课标Ⅱ,27,14分)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:‎ ‎(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:‎ 反应①的ΔH1为　　　　kJ·mol-1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x　　　　0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是　　　(填标号)。 ‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强 - 15 -‎ ‎(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是　 。 ‎ ‎(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是　　　　　　　 　　　　　　　　　　‎ ‎　、　　　　　　　　　　　　　;590 ℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)123　小于　AD ‎(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大 ‎(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行　温度升高反应速率加快　丁烯高温裂解生成短链烃类 考点三　化学平衡常数及相关计算 ‎7.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:‎ X(g)+mY(g) 3Z(g)‎ 平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)‎ A.m=2‎ B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1‎ D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1‎ 答案　D ‎8.(2019课标Ⅰ,28,14分)水煤气变换[CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:‎ ‎(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。‎ 根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO　　　　H2(填“大于”或“小于”)。 ‎ ‎(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为　　　　(填标号)。 ‎ A.<0.25　B.0.25　C.0.25~0.50　D.0.50　E.>0.50‎ ‎(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。‎ - 15 -‎ 可知水煤气变换的ΔH　　　　0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正=　　　　eV,写出该步骤的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH‎2‎O和pCO相等、pCO‎2‎和pH‎2‎相等。‎ 计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率 - 15 -‎