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文档介绍
2019届二轮复习化学反应速率与化学平衡作业(全国通用)(1)
化学反应速率与化学平衡 一、选择题 1.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( ) 实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L—1) V/mL c/(mol·L—1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 2.在恒温恒容条件下,反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),达到平衡的标志是( ) A.当时 B.容器内总压强不随时间而变化 C.容器内混合气体密度不随时间变化而变化 D.单位时间生成n mol的H2,同时生成2n mol的HI 3.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( ) A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B.增大反应体系的压强、反应速度一定增大 C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为 4.在一定温度下,反应1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( ) A. 5% B. 17% C. 25% D.33% 5.一定温度下,在体积为 VL 的密闭容器中加入1molX和1molY进行如下反应:X(g) + Y(g ) 2Z(g )+ W(s) ; △H >0达到平衡,下列判断正确的是( ) A.向平衡混合物中加入少量W,正、逆反应速率均增大 B.平衡后加入X,上述反应的△H增大 C.温度不变,将容器的体积变为2VL,Z的平衡浓度变为原来的1/2 D.当容器中混合气体的压强不变时,可以证明此反应已达到平衡状态 6.在容积不变的密闭容器中,一定条件下进行如下反应: NO(g) + CO(g) N2(g) + CO2(g);△H=-373.2kJ/mol。下图曲线a表示该反应过程中,NO的转化率与反应时间的关系。若改变起始条件,使反应过程按照曲线b进行,可采取的措施是 ( ) A.加催化剂 B.向密闭容器中通入氩气 C.降低温度 D.增大反应物中NO的浓度 2,4,6 7.对于可逆反应:m A(g) + n B(g)x C(g);△H = ?,在不同温度及压强(p1, p2)条件下,反应物A的转化率如图所示,下列判断正确的是 ( ) A.△H > 0, m + n > x B.△H > 0, m + n < x C.△H < 0, m + n < x D.△H < 0, m + n > x 8.在恒温下,固定容积的密闭容器中有可逆反应2SO3(气)2SO2+O2(气) 不能确定该反应已达到平衡状态的是:( ) A.容器内压强不随时间改变 B.SO3 的消耗速率与SO2 的生成率相等 C.正反应生成SO2 的速率与逆反应生成SO3 的速率相等 D.容器内混和气体的平均摩尔质量不随时间改变 9.在密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热)如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图象,推断在t1时刻突然变化的条件可能是( ) A.催化剂失效 B.减小生成物的浓度C.降低体系温度 D.增大容器的体积 10.一定量的混合气体,在密闭容器中发生如下反应:达平衡后,将体积缩小到原来的1/2,当达到新平衡状态时,B的浓度为原来的1.9倍,若压缩过程保持温度不变,则下列叙述正确的是 ( ) A.A的转化率降低 B.m+n>P C.平衡向逆反应方向移动 D.新平衡时,A浓度比原平衡时A浓度小 11.将aLNH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后,气体体积变为bL(气体体积均在同温同压下测定),该bL气体中的NH3体积分数是( ) A. B. C. D. 12.在t℃,体积固定的一容器中投入2 mol SO2和2 mol SO3,发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),反应达平衡时SO3为W mol,相同温度下,按下列配比在相同体积的容器中反应,平衡后SO3的物质的量大于W mol的是( ) A. 2 mol SO2 、1 mol O2 B. 4 mol SO2、1 mol O2 C. 2 mol SO2、1 molO2 、2 mol SO3 D. 3 mol SO2、1 mol SO3 13.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)=I3-(aq) , 某 I2、KI混合溶液中, I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示 (曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( ) A.反应I2(aq)+I-(aq)=I3-(aq)的△H>0 B.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2 C.若反应进行到状态D时,一定有v正<v逆 D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大 14.已知:H2(g)+I2(g)2HI(g);△H < 0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是( ) A.甲、乙提高相同温度 B.甲中加入0.1 mol He,乙不变 C.甲降低温度,乙不变 D.甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2 二、填空题 15.可逆反应:aA(g)+ bB(g)cC(g)+ dD(g) 根据图回答: ①压强 P1比P2 (填大或小); ②(a +b)比(c +d) (填大或小); ③温度t1℃比t2℃ (填高或低); ④正反应 热(填吸或放)。 16.(6分)反应mA(g)+nB(g) pC(g)达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大,当减压后混合体系中C的百分含量减小。试推测: (1)逆反应是___________热反应(填“放”或“吸”), (2)加压后,A的浓度___________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (3)若B是有色物质,A、C是无色物质,减小压强,反应混合物的颜色________(填“变深”、“变浅”或“不变”)。 17. (1)在一固定容积的密闭容器中,进行如下化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);△H=QkJ·mol-1 其化学平衡常数K和温度t的关系如下: t℃ 700 800 850 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 请回答:(1)上述反应中Q 0(选填“>”或 “<”); (2)参判断该反应已达到化学平衡状态的依据是 。 a.容器中压强不变 b.反应热△H不变 c.v正(H2)=v逆(CO) d.CO2的质量分数不变 (3)温度为t℃时,可逆反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)在固定容积的密闭容器中进行,容器内各物质的浓度变化如下表: 时间(min) CO2 H2 CO H2O 0 0.200 0.300 0 0 2 0.138 0.238 0.062 0.062 3 0.100 0.200 0.100 0.100 4 0.100 0.200 0.100 0.100 5 0.116 0.216 0.084 6 0.096 0.266 0.104 ①该反应的反应温度t__________850℃(填大于、小于或等于),判断依据___________________________________________________________。 ②反应在4min—5min之间,平衡_________移动(填“向左”、“向右”或“不移动”,可能的原因是_____________(单选)。 a.增加CO的浓度 b.加压 c.使用催化剂 d.增加水蒸气浓度 ③ t℃时,表中5min—6min之间数值发生变化,可能是原因是 。 a.增加H2O的浓度 b.加压 c.增加氢气浓度 d.使用催化剂 18.氨在国民经济中占有重要的地位,请参与下列探究。 (1)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0的K1=0.5, ①2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K2= (填数值)。 ②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2)正 V(N2)逆(填:>、<、=、不能确定)。 (2)已知反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH (g) △H<0 a.该反应在一定条件下达到平衡后,在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,试根据平衡常数,判断平衡_____________ A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动 b.若该反应的逆反应速率与时间的关系如下图所示: t2 时的平衡常数K与t1时的相比可能_______________(填字母代号) A.增大 B.减小 C.不变 19.(10分)甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH3(l)+H2O(l)HCOOH(l)+CH3 OH(l);△H>0 某小组通过试验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表: 组分 HCOOCH3 H2O HCOOH CH3OH 物质的量/mol 1.00 1.99 0.01 0.52 甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图: (1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表: 反应时间范围/min 0~5 10~15 20~25 30~35 40~45 50~55 75~80 平均反应速率/(10-3mol·min-1) 1.9 7.4 7.8 4.4 1.6 0.8 0.0 请计算15—20min范围内甲酸甲酯的减少量为 mol,甲酸甲酯的平均反应速率为 mol·min—1(不要求写出计算过程)。 (2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因: 。 (3)上述反应的平衡常数表达式为:,则该反应在温度T1下的K值为 。 (4)其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。 三、计算题 20.在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 试求: (1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率为多少? (2) 达到平衡时,氢气的转化率为多少? (3)该温度下,反应的平衡常数的值为多少? 参考答案 1、D 2、D 3、D 4、B 5、C 6、D 7、D 8、B 9、C 10、B 11、C 12、C 13、B 14、C 15.①小 ② 小 ③ 高 ④ 吸 16.(1)放 (2)变大(3)变浅 17.(1)> (2)c、d (3)① 小于 该反应为吸热反应,化学平衡常数随温度的升高而增大 ② 向左 d ③ c 18.(1)① 2 ② = (2)a.C b.B、C 19.(1)15—20min范围内甲酸甲酯的减少量为0.045mol;甲酸甲酯的平均反应速率为0.009mol·min—1(2)反应速率随着反应的进行,先逐渐增大再逐渐减小,后不变;原因:随着反应的不断进行,应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行,甲酸甲酯的物质的量浓度不断减少,反应速率不断减慢,所以转化率增大的程度逐渐减小,当反应达到平衡后,转化率不变。 (3)1/7 (4)图略。作图要点:因为T2>T1,温度越高,平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率下降,T2达到平衡时的平台要低于T1;另外温度越高,越快达到平衡,所以T2达到平衡的时间要小于T1。 20.(1)0.225 mol/(L·min)(2)75%(3)16/3 答案与解析 1.D解析:本题从浓度和和温度两个因素考查,只要抓住浓度越大,温度越高,反应速率越大,D项中,对应的温度最高,反应物的浓度最大,正确答案D。 2.D解析:要判断是否达到平衡状态,关键看是否存在V正=V逆。A项中,在任意时刻,它们的速率之比都等于是1:2,故A错;B项中,因该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,容器压强不随反应的进行而变化,故B错;C项中,因反应体系都是气态,容器内物质的质量不变,故气体密度不变,故C也是错误的;D项正确。 3.D解析:A项,催化剂影响到正逆反应速率,A错;B项,只有增大反应物浓度的压强才能增大反应速率,B错;C项,降低温度,反应速率减小,延长了达到平衡所用的时间,C错;D项,符合化学反应速率的表达式,D项正确。 4.B解析:1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数K1为10,那么HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平衡常数K2为1/10,2HX(g) H2(g)+ X2(g) 的平衡常数K3为(1/10)2=0.01.设HX(g)分解xmol/L, 2HX(g) H2(g)+ X2(g) 1 0 0 x x x 1—x x x K3= x·x/(1—x) 2= 0.01,得到x=0.17,所以该温度时HX(g)的最大分解率接近于17%. 5.C解析:A项,增加固体的量不会改变反应速率,A错;B项, △H 对于一个给定的反应而言,在一定条件下是固定的,不会随物质的量变化而变化,B错;因该反应是一个气体体积不变的反应,改变压强对平衡无影响,故容器体积变大为原来的2倍,浓度将变为原来的1/2,C项正确;D项,因该反应是一个反应前后气体的物质的量不变的反应,始终保持压强不变,故压强不变不能作为判断平衡状态的标志。 6.D 解析:A项,使用催化剂不会影响NO的转化率,A错;B项,通入氩气对NO的转化率无影响,B错;C项,降低温度,平衡向逆反应方向移动,NO的转化率变小,故C错。 7.D解析:由图(2)可知,温度越高,A的转化率越低,说明该反应的正反应为放热反应,△H < 0;由图(1)可知:压强是P1>P2,压强越大,A的转化率越高,说明正反应是一个体积缩小的反应,即m + n > x,故答案选D。 8.B解析:A项,因该反应是一个方程式两边气体体积不等的反应,故A、D可以判断反应已达化学平衡状态;C项,也能得出V(SO2)正=V(SO2)逆,故C项也可以;B项指的是同一方向的反应速率,故不能判断可逆反应是否达到化学平衡的状态。 9.C解析:从图形可以看出:改变条件后,反应速率与原平衡速率出现断层且低于原平衡反应速率,说明改变的条件可能是降低温度或减压,从改变条件后的V正与V逆的大小关系,可得出化学平衡应向正向移动。现分析,降低温度,该平衡向正向移动,必有V正>V逆,故选C。 10.B解析:由题意可知,加压平衡向正反应方向移动,说明正反应是一个气体体积缩小的反应,故有m+n>p,B对、C错;加压平衡向正反应方向移动,故有A的转化率增大,A错;D项,达到新的平衡后,虽然平衡移动了,但最终A的浓度要增大,D错。 11.C解析:设反应氨气的体积为 x,由反应: 2NH3N2+3H2 2 2 x b—a 解出 x= b—a 所以bL气体中氨气的体积分数为:,C选项符合题意。 12.C 解析:根据等效平衡规律分析,题干中的2 mol SO2 和2 mol SO3 等效于加入4 mol SO2 和1 molO2,平衡时SO3 为W mol。C项中,相当于加入4molSO2 和2molO2,即理解为先加入4 mol SO2 和1 mol O2,平衡时SO3为W mol,然后再加入1 mol O2,平衡右移,所以SO3的物质的量大于W mol,故C项正确。 13.B解析:根据题中图示可知,c(I3-)是随着温度T 的升高而减小的,说明: I2(aq)+I-(aq)=I3-(aq) 是一个放热反应,即△H<0 ,故A错误;降温时,该反应向正反应方向进行的程度大,故K1>K2,B正确;在A点时,存在v正=v逆,D点时反应未达到平衡,故有v正>v逆;根据平衡移动规律,c(I3-)变小,则c(I2)应变大,故状态B的c(I2)大,故D错误;正确答案为B。 14.C解析:相同容积的定容密闭容器甲和乙,它们能建立完全的等效平衡,故HI的平衡浓度应是相同的,A项,HI的平衡浓度应相同;B项,加入He,不影响平衡,C项,因该反应是放热反应,甲降低温度,平衡向正反应方向移动,导致HI的平衡浓度变大,故答案为C。 15.①小 ② 小 ③ 高 ④ 吸 解析:①、③根据“先拐先平”原则,即“先拐的”达到平衡所需的时间短,对应的化学反应速率快,对应的温度或压强大;故压强大小关系为P1比P2小;温度大小关系为t1℃比t2℃大;②P2对应的A的转化率较P1时大,说明增大压强时,平衡向逆反应方向移动,故该反应的正反应为气体体积增大的反应,即(a +b)比(c +d)小;④t2对应的A的百分含量较t1时高,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,故该反应的正反应为吸热反应。 16.(1)放 (2)变大(3)变浅 解析:(1)升高温度,B的转化率变大,说明平衡正向移动,得出正反应为吸热反应,而逆反应为放热反应。本题易错填“吸”热。可能原因是没有注意到“逆”字,思维定势所致。 (2)当减压后,混合体系中C的百分含量减小,平衡向逆向移动,说明逆反应是一个气体体积增大的反应,现加压,平衡向正向移动,但是加压(增大了A的浓度),虽然平衡移动,使A的浓度有所减小,但是只能是减弱A浓度的增加,不能抵消,故A的浓度最终还是变大。本题由于对勒夏特例原理理解不到位,应是“只能减弱,并不能抵消”。 (3)减小压强,平衡也逆向移动。B的物质的量虽增大,但由于容积体积增大,最终B物质的量浓度还是变小了。本题易错填“变深”,还是忽视了容积体积的增大对B物质的量浓度“减小”的影响是主要的,平衡移动的影响是次要的,说明对勒夏特例原理的理解存在一定的偏差。 17.(1)> (2)c、d (3)① 小于 该反应为吸热反应,化学平衡常数随温度的升高而增大 ② 向左 d ③ c 解析:(1)温度越高,K值越大,说明升温平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,Q大于0。(2)因该反应为反应前后气体体积不变的反应,故a不能作为平衡的判据;对一个特定的反应而言,反应热△H是一个定值,b也不可选。(3)①从图表中可以发现,在4、5min时,反应体系达到了平衡状态,此时的化学平衡常数K=c(CO).c(H2O)/c(CO2).c(H2)=0.1002/0.100×0.200=0.5<1.0,故此时的温度小于850℃(对应的平衡常数为1.0)②从图表中的数据变化可以发现,平衡向逆反应方向移动,CO的减小了,反应物的浓度增大了,故变化的条件为增加了水蒸气浓度。 ③从图表中的数据变化可发现,反应物CO2的浓度减小了,产物的浓度增加了,H2的浓度反而增加了,故条件的变化为增加了氢气浓度。 18.(1)① 2 ② = (2)a.C b.B、C 解析:(1)①中的K2=1/K1=2 ②此时体系的QC=c2(NH3)/c(N2).c3(H2)=42/4×23=0.5=K1,故反应处于化学平衡状态,得V(N2)正=V(N2)逆。 (2)a. 此反应的平衡常数公式K=c(CH3OH)/c(CO).c2(H2),H2浓度不变时,增大容器的体积,CH3OH 、CO的浓度减小的倍数相同,故K不变,化学平衡不移动,答案选C。 b.正确的分析在t2 时外界条件的变化,是解决本题的关键。通过本图示观察得知,改变的反应条件为升温或增大生成物CH3OH的浓度;当升温时,由于该反应的正反应为放热反应,故升温时化学平衡向逆反应移动,平衡常数K减小;当增大生成物的浓度时,K值不变。答案选B、C。 19.(1)15—20min范围内甲酸甲酯的减少量为0.045mol;甲酸甲酯的平均反应速率为0.009mol·min—1(2)反应速率随着反应的进行,先逐渐增大再逐渐减小,后不变;原因 :随着反应的不断进行,应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行,甲酸甲酯的物质的量浓度不断减少,反应速率不断减慢,所以转化率增大的程度逐渐减小,当反应达到平衡后,转化率不变。 (3)1/7 (4)图略。作图要点:因为T2>T1,温度越高,平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率下降,T2达到平衡时的平台要低于T1;另外温度越高,越快达到平衡,所以T2达到平衡的时间要小于T1。 解析:(1)15min时,甲酸甲酯的转化率为6.7%,所以15min时,甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×6.7%==0.933mol;20min时,甲酸甲酯的转化率为11.2%,所以20min时,甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×11.2%=0.888mol,所以15至20min甲酸甲酯的减少量为0.933mol-0.888mol=0.045mol则甲酸甲酯的平均速率==0.045mol/5min==0. 009mol·min—1。 (2)从题给数据不难看出,平均速率的变化随转化率的增大先增大再减小,后保持不变。因为反应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行甲酸甲酯的浓度减小,反应速率减小,当达到平衡时,反应速率几乎不变。 (3)由图象与表格可知,在75min时达到平衡,甲酸甲酯的转化率为24%,所以甲酸甲酯转化的物质的量为1.00×24%==0.24mol,结合方程式可计算得平衡时,甲酸甲酯物质的量==0.76mol,水的物质的量1.75mol,甲酸的物质的量==0.25mol 甲醇的物质的量==0.76mol所以K=(0.76×0.25)/(1.75×0.76)=1/7。 (4)因为升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间减少,所以绘图时要注意T2达到平衡的时间要小于T1,又该反应是吸热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率减小,所以绘图时要注意T2达到平衡时的平台要低于T1。 20.(1)0.225 mol/(L·min)(2)75%(3)16/3 解析:(1)V(H2)=3V(CO2)=3×(1.00mol/L-0.25mol/L)/10min=0.225 mol/(L·min) (2)达到平衡时,参加反应的氢气的物质的量n(H2)= 0.225 mol/(L.min)×1L×10min=2.25mol 故氢气的转化率a=2.25mol/3mol×100%=75%. (3)根据平衡常数的表达式K=c(CH3OH).c(H2O)/c(CO2).c(H2)3 达到平衡时,c(CO2)=0.25mol/L,c(H2) =(3mol-2.25mol)/1L=0.75 mol/L,c(CH3OH)=c(H2O)= 0.75 mol/L,将它们代入平衡常数公式中进行计算,可得K=16/3。查看更多