2019届二轮复习化学反应速率和化学平衡作业（全国通用）(5)

2019届二轮复习化学反应速率和化学平衡作业（全国通用）(5)

化学反应速率和化学平衡 一、单选题(每小题只有一个正确答案)‎ ‎1.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g) + O2(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是（ ）‎ A． 氯化氢的转化率不再改变 B． 气体的质量不再改变 C． 断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键 D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2‎ ‎2.在一固定体积的密闭容器中，可逆反应，nA(g)＋mB(g)pC(g)已经达到平衡状态。已知n＋m＞p，ΔH<0。下列分析结论中正确的是(　　)‎ ‎①升温，c(B)/c(C)的值变小；②降温，平衡体系内混合气体的平均相对分子质量变小；③增加B的物质的量，A的转化率增大；④使用催化剂，气体总的物质的量不变；⑤加压使密闭容器的容积变小，A或B的浓度则变大；⑥若A的反应速率为v(A)，则v(B)＝v(A)‎ A． ①② B． ②③④ C． ③④⑤ D． ③④⑥‎ ‎3.在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，达平衡后，再向容器内通入一定量的NH3(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，N2的体积分数(　　)‎ A． 不变 B． 增大 C． 减小 D． 无法判断 ‎4.利用I2O5可消除CO污染，反应为I2O5（s）+5CO（g）⇌5CO2（g）+I2（s）；不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体的体积分数φ（CO2）随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（　　）‎ A．b点时，CO的转化率为20%‎ B． 容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态 C．b点和d点的化学平衡常数：Kb＞Kd D． 0→a点时，0到0.5 min反应速率v（CO）=0.3 mol•L﹣1•min﹣1　‎ ‎5.在一定条件下，某些分子数相同的可逆反应及其平衡常数K值分别是：‎ ‎①H2＋F22HF　K＝1×1047②H2＋Cl22HCl　K＝1×1017‎ ‎③H2＋Br22HBr　K＝1×109④H2＋I22HI　K＝1‎ 比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　)‎ A． ①②③④ B． ④②③① C． ①④③② D． 无法确定 ‎6.传统合成氨工业需要采用高温、高压和催化剂。近来美国化学家使用新型催化剂，在常温下合成了氨气。下列说法正确的是(　　)‎ A． 传统合成氨方法的ΔH＞0，新型合成氨方法的ΔH＜0‎ B． 新型合成氨方法不需高温，符合节能减排的生产理念 C． 新型催化剂提高了N2和H2的转化率 D． 两种方法的化学平衡常数相同 ‎7.将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2＋O22SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L－1。则此条件下的平衡常数K为(　　)‎ A． 4 B． 0.25 C． 0.4 D． 0.2‎ ‎8.在两个体积相同的密闭容器内，保持温度为423 K，同时向A、B两容器中分别加入amol、bmol HI，待反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)达到平衡后，下列说法正确的是(　　)‎ A． 从反应开始到达到平衡所需时间tA>tB B． 平衡时I2浓度c(I2)A＝c(I2)B C． 平衡时I2蒸气在混合气体中体积分数A%>B%‎ D． HI的平衡分解率相等 ‎9.在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2 mol·L－1、0.6 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当平衡时下列数据肯定不正确的是(　　)‎ A． X2为0.3 mol·L－1，Y2为0.9 mol·L－1 B． Y2为1.0 mol·L－1‎ C． X2为0.3 mol·L－1，Z为0.2 mol·L－1 D． Z为1.0 mol·L－1‎ ‎10.已知298 K时，合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为(忽略能量损失)(　　)‎ A． 一定大于92.0 kJ B． 一定等于92.0 kJ C． 一定小于92.0 kJ D． 不能确定 ‎11.可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(　　)‎ A． 2v(H2)正＝3v(NH3)逆 B．v(N2)正＝v(NH3)逆 C． 3v(N2)正＝v(H2)正 D．v(N2)正＝3v(H2)逆 ‎12.下列可逆反应达平衡状态后，降温可以使混和气体平均相对分子质量减小的是(　　　)‎ A． H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)　ΔH＜0 B． N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0‎ C． 2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH>0 D． 4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0‎ ‎13.经一定时间后，可逆反应aA＋bBcC中物质的含量A%和C%随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A． 该反应在T1、T3温度时达到化学平衡 B． 该反应在T2温度时达到化学平衡 C． 该反应的逆反应是放热反应 D． 升高温度，平衡会向正反应方向移动 ‎14.在某温度下，可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是(　　)‎ A． 正、逆反应的平衡常数数值相同，符号相反 B． 升高温度，K值增大 C．K越大，说明该反应的进行程度越大，转化率越高 D． 该反应的K＝‎ ‎15.对于反应：M＋N→P，如果温度每升高10 ℃，化学反应速率提高到原来的3倍，在10 ℃时完成反应的10 %需要81 min，将温度提高到40 ℃时，完成反应的10 %需要的时间为 (　　)‎ A． 9 min B． 27 min C． 13.5 min D． 3 min 二、填空题 ‎ ‎16.工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：‎ ‎(1)若1 mol氮气完全反应生成氨气可放出的能量为________ kJ。‎ ‎(2)如果将1 mol氮气和3 mol氢气混合，使充分反应，反应放出的能量总小于上述数值，为什么？_______________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10 mol 氨气氨气，则用氮气表示的化学反应速率是________ mol·L－1·min－1。‎ ‎(4)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是________。‎ a．正反应速率和逆反应速率相等 b．正反应速率最大，逆反应速率为0‎ c．氮气的转化率达到最大值 d．氮气和氢气的浓度相等 e．N2、H2和NH3的体积分数相等 f．反应达到最大程度 ‎(5)根据题目所给条件，判断影响该反应速率的因素有________、________、________。‎ ‎17.某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照以下方案完成实验。‎ ‎(1)实验①和②的目的是______________________。‎ ‎(2)实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1。分析图1能够得出的实验结论是____________________。‎ ‎(3)加入0.1 g MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2所示。反应速率变化的原因是________________。‎ ‎18.某温度下，把1 mol N2和3 mol H2通入一个容积可变的密闭容器里，发生反应：‎ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应达到平衡状态，测得NH3为smol。若保持温度和压强不变，用m、n、p代表初始加入N2、H2、NH3的物质的量，只改变m、n数值，达到平衡各组分的质量分数不变，请填写表中编号为(1)～(3)各状态空格内的数据。‎ ‎19.碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.20 mol·L－1KI、0.4 %淀粉溶液、0.20 mol·L ‎－1K2S2O8、0.010 mol·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。‎ 已知：S2+ 2I－2S+ I2（慢） I2+ 2S22I－+ S4（快）‎ ‎（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2与S2初始的物质的量需满足的关系为n（S2）：n（S2）。‎ ‎（2）如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是。‎ ‎（3）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：‎ 表中V1=mL，理由是；V2=mL，理由是。显色时间t1大约是。‎ ‎（4）根据表中数据可以得出的结论是。‎ ‎20.某温度时，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)变化的曲线如图所示。由图中数据分析：‎ ‎(1)该反应的化学方程式__________________________________________________；‎ ‎(2)反应开始至2 min末Z的反应速率为________，X的转化率为________。‎ 三、实验题 ‎ ‎21.“碘钟”实验中，3I－＋S2O82-===I3-＋2SO42-的反应速率可以用遇加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)该实验的目的是____________________________________________________________。‎ ‎(2)显色时间t1为________。‎ ‎(3)通过分析比较上述数据，得到的结论是______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎22.影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验方法进行探究。‎ ‎（1）取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行H2O2的分解实验，实验报告如下表所示（现象和结论略）。‎ ‎①实验1、2研究的是__________对H2O2分解速率的影响。‎ ‎②实验2、3的目的是_______________对H2O2分解速率的影响。‎ ‎（2）查文献可知，Cu2＋对H2O2分解也有催化作用，为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：‎ ‎①定性分析：如图甲可通过观察_______，定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是_________。‎ ‎②定量分析：如图乙所示，实验时以收集到40 mL 气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是__________。‎ ‎（3）酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液可发生反应：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，实验时发现开始反应速率较慢，溶液褪色不明显，但一段时间后突然褪色，反应速率明显加快。对此展开讨论：‎ ‎①某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是______热反应，导致_______________；‎ ‎②从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是________的影响。要证明你的猜想，实验方案是________________。‎ 四、计算题 ‎ ‎23.甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3(l)＋H2O(l)HCOOH(l)＋CH3OH(l)　‎ ΔH＞0。‎ 某小组通过实验研究该反应(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表：‎ 甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如图：‎ 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，结果见表：‎ 请计算：‎ ‎(1)15 min～20 min范围内甲酸甲酯的减少的物质的量为多少？‎ ‎(2)15 min～20 min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为多少(要求写出计算过程)?‎ ‎24.在接触法制硫酸中，将SO2与空气按1∶3的体积比混合(空气中氮气与氧气的体积比为4∶1)后进入接触室，在一定条件下反应达到平衡后，气体总体积减少为原来的88%(‎ 体积均在相同情况下测定)，求反应达到平衡时SO2的转化率。‎ 答案解析 ‎1.【答案】A ‎【解析】氯化氢的转化率不再改变，说明各物质的量不变，反应达平衡状态，故A 正确；气体的质量一直不变，所以不一定达平衡状态，故B错误；只要反应发生就存在断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键，故C错误；n（HCl）∶n（O2）∶n（Cl2）∶n（H2O）=4∶1∶2∶2，不能说明各物质的量不变，故D错误；故选A。‎ ‎2.【答案】C ‎【解析】nA(g)＋mB(g)pC(g)，该反应具备反应后气体分子数减小、放热的特征。升温平衡逆移，c(B)/c(C)的值变大，①错误；降温平衡正移，因n＋m＞p，气体的总的物质的量减少，体系内混合气体的平均相对分子质量变大，②错误；增加B的物质的量，A的转化率增大，③正确；催化剂只加快速率不改变平衡，④正确；容器体积减小，不管平衡如何移动(虽平衡会向右移动，但只起到减弱的作用)，A或B的浓度变大，⑤正确；v(A)∶v(B)＝n/m，v(B)＝v(A)，⑥错误。综上，C项正确。‎ ‎3.【答案】C ‎【解析】增加NH3浓度，平衡正向微弱移动，N2的量仍增加，气体总量也增加，从数学角度来看，无法判断N2体积分数的变化。常用先同后变的方法将被比较对象放在一个变化过程中进行比较。同温同体积不同起始量建立的平衡的结果比较，一般先以x个甲对象的平衡状态作为乙对象的起始(常称“先同”)，后将体积变化到原来单个乙的体积，在改变中实现比较(常称“后变”)。假设原平衡在体积为VL恒容容器中建立，假设再加入相同量 NH3后建立平衡，相当于合并二个原平衡状态，在2VL容器中 N2的体积分数不变(常称“先同”)；实际体积仍为VL，需要将合并的二个状态压缩，此过程造成平衡逆向移动(常称“后变”)，N2的体积分数减小，C符合题意。‎ ‎4.【答案】C ‎【解析】‎ 根据a点时CO2的体积分数φ（CO2）==0.80，得y=1.6 mol，CO转化率=×‎ ‎100%=80%，故A错误； B项，两边化学计量数相等，所以压强始终不变，不能做平衡状态的标志，故B错误；C项，b点比d点时生成物CO2体积分数大，说明进行的程度大，则化学平衡常数：Kb＞Kd，故C正确；D项，0到0.5 min时：‎ 根据a点时CO2的体积分数φ（CO2）==0.30，得x=0.6 mol 则从反应开始至a点时的反应速率为v（CO）==0.6 mol•L﹣1•min﹣1，故D错误；‎ 故选C。　‎ ‎5.【答案】A ‎【解析】K值越大，反应进行程度越大，可知四个反应进行程度由大到小的顺序为：①②③④，A正确。‎ ‎6.【答案】B ‎【解析】反应热与反应途径无关，催化剂的使用不会改变反应的能量，A项错误；与旧法相比，新法合成氨不需要在高温条件下，可节约大量能源，符合节能减排的生产理念，B项正确；催化剂只能改变反应速率，对平衡无影响，反应物的转化率不变，C项错误；化学平衡常数与反应温度有关，两种方法的反应温度不同，化学平衡常数一定不同，D项错误。‎ ‎7.【答案】A ‎【解析】‎ 平衡时各自的浓度c(SO2)＝0.5 mol·L－1，c(O2)＝0.25 mol·L－1，c(SO3)＝0.5 mol·L－1，‎ K＝＝4。‎ ‎8.【答案】D ‎【解析】如果反应中气体分子数相等时，投料对应成比例，恒温恒容下建立平衡中各物质的量、浓度对应成比例，转化率、体积分数等相对量对应相等。该反应前后系数不变，投料对应成比例，A、B两容器中构成相对量等效平衡：反应物的转化率相等，平衡时各物质体积分数相等，平衡时各物质浓度对应成比例，不相等，B、C项错误、D 项正确；由于反应物的浓度不同，反应速率不同，达到平衡所需时间不同，A项错误。‎ ‎9.【答案】D ‎【解析】可逆反应的基本特征是反应物不可能完全转化，达到反应限度时各物质不为0。‎ ‎　‎ 由可逆反应不为0可知，01∶2。‎ ‎(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是显色时间太短，不易测量。‎ ‎(3)该实验是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验①与实验②对照，溶液体积一直是25 mL，为确保溶液体积不变，所以V1＝7.5 mL，理由是保证每次实验溶液总体积相等。V2＝1 mL，理由是保证淀粉溶液的用量相同。对比几组实验数据，显色时间t1大约是72 s。‎ ‎（4）根据表中数据可以得出的结论是反应速率与反应物浓度成正比关系，即：反应物浓度越大，反应速率越快。‎ ‎20.【答案】(1) 3X＋Y2Z　　(2)0.05 mol·L－1·min－1　30%‎ ‎【解析】(1)①X、Y随时间变化物质的量减少，说明为反应物，Z随时间变化物质的量增多为生成物。②X、Y、Z变化量分别为0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol，他们的化学计量数之比为3∶1∶2。③经过一段时间各物质的量都不为零，该反应为可逆反应。‎ ‎(2)v(Z)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。‎ 反应开始至2 min，X的转化率为×100%＝30%。‎ ‎21.【答案】(1)研究反应物I－与)的浓度对反应速率的影响　(2)29.3　(3)化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)‎ ‎【解析】由数据表容易发现：②④组所用时间相同，③组所用时间为它们的一半，①组所用时间为它们的2倍。进一步分析：②④两组中c(I－)与c()的乘积相等，③组中此乘积为②④组的2倍，①组乘积为其一半。因此可得结论：当c(I－)·c())相等时，显色时间相等，反应速率相等，显色时间与反应速率成反比，即t与c(I－)·c())成反比，＝得t1＝≈29.3。‎ 本题难度较大，在审题时要抓住数据的特点：①时间相同，浓度之间的关系；②时间成倍数增加或缩短，浓度之间的关系。‎ ‎22.【答案】(1) ①温度 ②不同催化剂（或比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂） (2) ①产生气泡的快慢 对照实验只有一条件不同（或避免由于阴离子不同造成的干扰）（或其他合理答案） ②收集40 mL O2所需的时间 (3) ①放 溶液温度升高，反应速率加快 ②催化剂（或生成的Mn2+催化作用） ‎ 取两组等浓度等体积的酸性KMnO4和草酸溶液实验，一组加入少量MnSO4固体，一组不加，比较反应速率 ‎【解析】（1）①分析实验1、2知实验1、2中其他条件相同，只有温度不同，故实验1、2研究的是温度对H2O2分解速率的影响；②实验2、3中其他条件相同，只是实验2的催化剂为FeCl3，实验3的催化剂为MnO2，故实验2、3的目的是 比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂对H2O2分解速率影响的差异（或比较FeCl3溶液和MnO2对H2O2分解的催化效果）。（2）①为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，由于催化剂不同，催化效果不同，反应速率不同，产生的气泡快慢不同，故可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较得出结论。硫酸铜和氯化铁两种催化剂中阴离子是不同的，为排除阴离子的干扰，将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是控制阴离子相同，排除阴离子的干扰。②定量分析：实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，为测定反应速率，实验中需要测量的数据是以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，为测定反应速率，实验中需要测量的数据是收集40 mL气体所需时间。（3）①实验时发现开始反应速率较慢，溶液褪色不明显，但一段时间后突然褪色，反应速率明显加快，则可能的原因是KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快；②实验时发现开始反应速率较慢，溶液褪色不明显，但一段时间后突然褪色，反应速率明显加快，从影响化学反应速率的因素看，还可能是催化剂（Mn2+的催化作用）的影响。要证明该猜想的实验方案是用两组酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液作对比实验，一组加入少量MnSO4固体，一组不加，看反应速率快慢。‎ ‎23.【答案】(1)0.045 mol　(2)0.009 mol·L－1·min－1‎ ‎【解析】aA＋bB===cC＋dD，v(A)＝。‎ 设溶液体积为v，由图和表中数据，可知10 min～15 min平均反应速率关系式：‎ ‎7．4×10－3mol·L－1·min－1＝，解得V＝1 L。‎ 从15 min到20 min，甲酸甲酯转化率由6.7%增加到11.2%，减少量为1.00 mol×(11.2%－6.7%)＝0.045 mol，v(甲酸甲酯)＝＝0.009 mol·L－1·min－1。‎ ‎24.【答案】3.84%‎ ‎【解析】设SO2体积为VL，空气的体积则为3VL，氧气的体积为3V×L＝VL；设SO2转化的体积为xL：‎ ‎　　‎ V－x＋V－＋x＝ (V＋V)×88%，x＝0.0384V，SO2的转化率＝3.84%。‎