2020届高考化学一轮复习化学反应速率和化学平衡图像解题方法作业

2020届高考化学一轮复习化学反应速率和化学平衡图像解题方法作业

‎　　建议用时：40分钟 一、选择题 ‎1．如图表示恒容密闭容器中，反应X(g)4Y(g)＋Z(g)　ΔH<0在某温度时，X的浓度随时间的变化曲线：‎ 下列有关该反应的描述正确的是(　　)‎ A．8 min时，反应停止 B．X的平衡转化率为85%‎ C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85%‎ D．若降低温度，v正和v逆将以同样程度减少 答案　B 解析　8 min时X的浓度不再变化，但反应并未停止，A项错误；从反应开始至达到平衡，X的浓度变化为1.0 mol·L－1－0.15 mol·L－1＝0.85 mol·L－1，转化率为×100%＝85%，B项正确；ΔH<0，正反应放热，故升高温度，平衡将逆向移动，则X的转化率减小，C项错误；降低温度，正、逆反应速率同时减小，但是降低温度平衡正向移动，故v正>v逆，即逆反应速率减小得快，D项错误。‎ ‎2．对于可逆反应2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH<0，下列图像表示正确的是(　　)‎ 答案　C 解析　使用催化剂不会影响平衡，只能缩短达到平衡的时间，A项错误；温度升高，平衡逆向移动，A的转化率会降低，B项错误；温度越高，化学反应速率越快，曲线斜率越大，升高温度，平衡逆向移动，C的体积分数降低，C项正确；平衡常数只与温度有关，D项错误。‎ ‎3．在容积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量，在一定条件下发生反应建立化学平衡：aA(g)＋bB(g)xC(g)，符合下图所示的关系(C%表示平衡混合气中产物C的百分含量，T表示温度，p表示压强)。在图中，Y轴是指(　　)‎ A．反应物A的百分含量 B．平衡混合气中物质B的百分含量 C．平衡混合气的密度 D．平衡混合气的平均摩尔质量 答案　D 解析　由左图可知，在相同温度下，增大压强(p2>p1‎ ‎)，C的百分含量增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，则有a＋b>x；在相同压强下，升高温度(T1>T2)，C的百分含量降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应。增大压强平衡向正反应方向移动，A的百分含量减小，与图像不符，A错误；增大压强平衡向正反应方向移动，B的百分含量减小，与图像不符，B错误；由于反应容器的容积不变，气体的质量不变，则温度变化，平衡混合气的密度不变，C错误；升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体的物质的量增多，质量不变，平衡混合气的平均摩尔质量减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，平衡混合气的平均摩尔质量增大，与图像相符合，D正确。‎ ‎4．对于可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)　ΔH>0，下列图像中，正确的是(　　)‎ 答案　A 解析　A项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，A%减小，正确；B项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移动，则v(正)>v(逆)，错误；C项，升高温度，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，错误；D项，平衡后，增大压强，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移动，则v(正)>v(逆)，错误。‎ ‎5. 某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变密闭容器中某一条件对A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的曲线(图中T表示温度，n表示物质的量)，下列判断正确的是(　　)‎ A．若T2＞T1，则正反应一定是放热反应 B．达到平衡时，A2的转化率大小为b＞a＞c C．若T2＞T1，达到平衡时b、d点的反应速率为vd＞vb D．在T2和n(A2)不变时达到平衡，AB3的物质的量大小为c＞b＞a 答案　D 解析　若T2＞T1，由图像可知，温度升高，生成物的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，A错误；根据图像可知，a、b、c各点中B2的起始物质的量依次增大，对于可逆反应来说，其他条件不变，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时A2的转化率大小为a＜b＜c，B错误；温度越高，反应速率越快，若温度T2＞T1，达到平衡时b、d点的反应速率为vd＜vb，C错误；对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量，有利于平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增多，所以达到平衡时，AB3的物质的量大小为c＞b＞a，D正确。‎ ‎6．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是(　　)‎ 答案　A 解析　A项，由图像可知，该可逆反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，正确；v(NO2)＝＝＝0.2 mol·L－1·s－1，B项单位错误；使用催化剂可加快反应速率，但不能使平衡发生移动，C项错误；D项，若x为c(O2)，则O2浓度增大，NO2的转化率减小，与图像不符，D项错误。‎ 二、非选择题 ‎7．(2018·郑州市质检一)‎ 在密闭、固定容积的容器中，一定量NO发生分解的过程中，NO的转化率随时间的变化关系如图所示。‎ ‎(1)反应2NO(g)N2(g)＋O2(g)　ΔH________(填“>”或“<”)0。‎ ‎(2)一定温度下，能够说明反应2NO(g)N2(g)＋O2(g)已达到化学平衡的是________(填序号)。‎ a．容器内的压强不发生变化 b．混合气体的密度不发生变化 c．NO、N2、O2的浓度保持不变 d．2v(NO)正＝v(N2)逆 答案　(1)＜　(2)c 解析　(1)根据题图，T2时先达到平衡，则T2＞T1。T2→T1，温度降低，NO的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，而降温时平衡向放热反应方向移动，故正反应为放热反应，ΔH<0。‎ ‎(2)该反应在反应前后气体分子数不变，容器内压强始终不变，故压强不变不能说明反应达到平衡，a错误；反应体系中全为气体，气体质量不变，容器容积固定，气体的密度始终不变，故密度不变不能说明反应达到平衡，b错误；NO、N2、O2的浓度不变可以说明反应达到平衡，c正确；v(NO)正＝2v(N2)逆时反应达到平衡，d错误。‎ ‎8．(2018·唐山市一模)氮的氧化物是大气的主要污染物，是当前环保工作的重要研究内容之一。‎ ‎(1)氨气还原氮的氧化物 ‎①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1‎ ‎②4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(l)　ΔH2‎ 则4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝________。(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)‎ 依据反应②‎ ‎，可将氨气直接用于燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，写出负极电极反应式：______________。‎ ‎(2)在一密闭容器中投入一定量的氨气，发生反应2NH3N2＋3H2　ΔH>0，反应过程中NH3的浓度随时间变化的情况如图所示。‎ 请回答：‎ ‎①曲线A中，反应在前2 min内氢气的平均反应速率为________。此条件下的平衡常数K＝________。‎ ‎②在其他条件相同时，若改变某一条件，使该反应发生如图曲线B的反应情况，则此条件可能是改变________(填“浓度”“压强”“温度”或“催化剂”)。简述判断理由：‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(3)一定温度下，在恒压密闭容器中N2O5可发生下列反应：‎ ‎①2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)‎ ‎②2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)‎ 若达到平衡时，c(NO2)＝0.6 mol/L，c(O2)＝1.2 mol/L，则反应②中NO2的转化率为________，N2O5(g)的起始浓度应大于________mol/L。‎ 答案　(1)ΔH2－3ΔH1　2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O ‎(2)①0.3 mol/(L·min)　0.12　②温度　从图像变化趋势看，B比A反应速率加快，达到平衡时NH3浓度小，所以只可能是升高温度 ‎(3)70%　1‎ 解析　(1)根据盖斯定律，②－①×3得：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(l)的ΔH＝ΔH2－3ΔH1。负极氨气失去电子发生氧化反应，电解质溶液显碱性，则负极电极反应式为：2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。‎ ‎(2)①曲线A中，反应在前2 min内消耗氨气是0.4 mol/L，则根据反应方程式可知生成氢气是0.6 mol/L，氢气的平均反应速率为0.6 mol/L÷2 min＝0.3 mol/(L·min)。2 min时反应达到平衡状态，平衡时氨气是0.6 mol/L，氮气是0.2‎ ‎ mol/L，氢气是0.6 mol/L，则此条件下的平衡常数K＝＝0.12。②该反应是体积增大的吸热的可逆反应，从图像变化趋势可知，B比A反应速率加快，达到平衡时NH3浓度小，故改变的条件只可能是升高温度。‎ ‎(3)设反应①中生成氧气是x mol/L，则生成NO2是4x mol/L，因此反应②中生成氧气是1.2 mol/L－x mol/L，消耗NO2是2.4 mol/L－2x mol/L，所以4x mol/L－(2.4 mol/L－2x mol/L)＝0.6 mol/L，解得x＝0.5，所以反应②中NO2的转化率为×100%＝70%。由于是可逆反应，则N2O5(g)的起始浓度应大于2x mol/L＝1 mol/L。‎ ‎9．(2018·南昌市一模)新旧动能转换工程之一是新能源新材料的挖掘和应用。乙二醇是重要的化工原料，煤基合成气(CO、H2)间接制乙二醇具有转化率高、回收率高等优点，是我国一项拥有自主知识产权的世界首创技术，制备过程如下：‎ 反应Ⅰ：4NO(g)＋4CH3OH(g)＋O2(g)4CH3ONO(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1‎ 反应Ⅱ：2CO(g)＋2CH3ONO(g) CH3OOCCOOCH3(l)＋2NO(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1‎ 反应Ⅲ：CH3OOCCOOCH3(l)＋4H2(g) HOCH2CH2OH(l)＋2CH3OH(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1‎ ‎(1)请写出煤基合成气[n(CO)∶n(H2)＝1∶2]与氧气间接合成乙二醇的总热化学方程式：_____________________________________________________，已知该反应在较低温条件下能自发进行，则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(2)一定温度下，在2 L的密闭容器中投入物质的量均为0.4 mol的CO和CH3ONO发生反应Ⅱ，10 min达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等。‎ ‎①下列选项能判断反应已达到化学平衡状态的是________。‎ a．CO的质量不再变化 b．混合气体的密度不再变化 c．单位时间内生成CO和NO的物质的量相等 d．CO和CH3ONO的浓度比不再变化 ‎②10 min内该反应的速率v(NO)＝________；该温度下化学平衡常数K＝________。若此时向容器中再通入0.4 mol NO，一段时间后，达到新平衡时NO的体积分数与原平衡时相比________(填“增大”“相等”“减小”或“不能确定”)。‎ ‎③若该反应ΔH＜0，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是________(填字母)。‎ 答案　(1)4H2(g)＋2CO(g)＋O2(g) HOCH2CH2OH(l)＋H2O(g)　ΔH3＝ kJ·mol－1　<‎ ‎(2)①abc　②0.01 mol·L－1·min－1　100　增大　‎ ‎③b 解析　(1)根据制备过程的三个反应和盖斯定律，Ⅰ×＋Ⅱ＋Ⅲ得反应：4H2(g)＋2CO(g)＋O2(g)HOCH2CH2OH(l)＋H2O(g)　ΔH＝ kJ·mol－1；该反应为熵减的反应ΔS<0，已知该反应在较低温条件下能自发进行，要使ΔH－TΔS<0，必须ΔH<0。‎ ‎(2)①CO的质量不再变化，说明反应已达平衡状态，a项正确；该反应在恒容条件下进行且参与反应的物质不完全为气体，气体的密度为变量，当混合气体的密度不再变化，说明反应已达平衡状态，b项正确；单位时间内生成CO和NO的物质的量相等，说明正逆反应速率相等，反应达平衡状态，c项正确；CO和CH3ONO的投料相等且在反应中计量数相等，故两者的浓度比始终不变，不能作为平衡状态的判断依据，d项不正确。‎ ‎②设平衡转化率为x，则 ‎2CO(g)＋2CH3ONO(g)CH3OOCCOOCH3(l)＋2NO(g)‎ 　0.2 　　0.2 　　　 0‎ 　0.2x 　　0.2x 　　 0.2x 0.2－0.2x 　0.2－0.2x 　　 0.2x ‎10 min达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等，则0.2－0.2x＝0.2x，解得x＝0.5；10 min内该反应的速率v(NO)＝＝0.01 mol·L－1·min－1；该温度下化学平衡常数 K＝＝＝100；若此时向容器中再通入0.4 mol NO，达到新平衡时与原平衡相比，相当于增大压强，平衡向气体体积缩小的正方向移动，NO的体积分数增大；③该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，a项错误；平衡常数只与温度有关，与浓度无关，NO的物质的量增大，浓度增大，但K值保持不变，b项正确；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，NO的体积分数减小，c项错误；该反应为气体体积缩小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，d项错误。‎