2021届（鲁科版）高考化学一轮复习化学反应速率与化学平衡总结 14页

化学反应速率与化学平衡 ‎(1)减少反应物的用量,化学反应速率一定减小。 (　　)‎ 提示:×。固体和纯液体的用量对反应速率没有影响。‎ ‎(2)化学反应速率只能用单位时间内的反应物或生成物浓度的变化量表示。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。化学反应速率一般用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量表示,还可以用单位时间内质量、体积等的变化量表示,要根据实验条件灵活运用。 ‎ ‎(3)增大反应物的浓度和升高温度,均能够增大活化分子的百分含量,所以反应速率均增大。 (　　)‎ 提示:×。增大反应物的浓度不能增大活化分子的百分含量,只能增大单位体积的活化分子总数。‎ ‎(4)对于反应2H2O22H2O+O2↑,加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。降低温度反应速率减慢。‎ ‎(5)催化剂不能参与化学反应,但可以改变反应到达平衡的时间。 (　　)‎ 提示:×。催化剂参加反应并改变了反应的历程,降低了反应的活化能,从而加快反应速率,缩短到达平衡的时间。‎ ‎(6)两试管各加入5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液,同时分别滴入55 mL 0.1 mol·L-1硫酸和盐酸,两支试管同时变浑浊。 (　　)‎ 提示:×。0.1 mol·L-1的硫酸和盐酸中,氢离子的浓度是不同的,因此反应速率不同。‎ ‎(7)100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。加入氯化钠溶液对溶液有稀释作用,浓度降低,从而使化学反应速率减慢。‎ ‎(8)在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中,充入由18O构成的氧气一段时间后,18O存在于二氧化硫、氧气和三氧化硫中。 (　　)‎ 提示:√。因为是可逆反应,因此18O存在于三种物质当中。‎ ‎(9)平衡状态指的是反应停止了,不再发生反应了。 (　　)‎ 提示:×。平衡状态时正反应速率和逆反应速率相等,反应并没有停止, 是一种动态平衡。‎ ‎(10)对于A(g)+B(g)‎2C(g)+D(g)反应,当密度保持不变,在恒温恒容或恒温恒压条件下,均不能作为达到化学平衡状态的标志。 (　　)‎ 提示:×。 在恒温恒压条件下此反应的密度是变量,因此可以作为到达平衡的标志。‎ ‎(11)气体分子总数不再改变时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。 由于此反应前后气体的化学计量数相等,因此气体分子总数始终保持不变。‎ ‎(12)合成氨反应需使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动。 (　　)‎ 提示:×。催化剂只能改变可逆反应到达平衡的时间,不能够改变平衡状态。‎ ‎(13)平衡时,其他条件不变,分离出固体生成物,正反应速率加快。 (　　)‎ 提示:×。固体的浓度视为常数,其量不会影响反应速率。‎ ‎(14)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大。 (　　)‎ 提示:√。 增大反应物的浓度,平衡正向移动,其转化率不一定增大, 也有可能减小或不变。‎ ‎(15)往平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入KCl固体,平衡将向逆反应方向移动,溶液颜色将变浅。 (　　)‎ 提示:×。 此反应的实质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,因此氯化钾的量不会影响平衡移动。‎ ‎(16)二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,加压后颜色加深。 (　　)‎ 提示:√。加压后气体的体积减小,各物质的浓度均增大。‎ ‎(17)C(s)+CO2(g)2CO(g)　ΔH>0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大。 (　　)‎ 提示:√。升高温度会加快反应速率,此反应为吸热反应,因此升高温度平衡右移,CO2的转化率增大。‎ ‎(18)对于密闭容器中的可逆反应:mX(g)+nY(s)pZ(g)　ΔH<0,达化学平衡后,通入氦气,化学平衡一定发生移动。 (　　)‎ 提示:×。在恒温恒容下通入氦气,各气体物质的量浓度不发生改变,因此平衡不移动。‎ ‎(19)升高温度,化学平衡会向着吸热反应的方向移动,此时放热反应方向的反应速率会减小。 (　　)‎ 提示:×。升高温度,无论是吸热反应还是放热反应,化学反应速率均会增大。‎ ‎(20)增加反应物的量平衡一定会正向移动。 (　　)‎ 提示:×。如果反应物为固体或纯液体,增加反应物的量,平衡不会发生移动。‎ ‎(21)增大压强平衡正向移动,反应物的浓度会减小,生成物的浓度会增大。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。增大压强容器的体积会减小,无论是反应物还是生成物,其浓度均会增大。‎ ‎(22)若改变条件正反应速率增大,平衡可能会逆向移动。 (　　)‎ 提示:√。改变条件后,如果逆反应速率大于正反应速率平衡将会逆向移动。‎ ‎(23)化学平衡常数表达式中,可以是反应物或生成物的任一浓度。 (　　)‎ 提示:×。化学平衡常数(Kc)表达式中代入的数据必须是平衡状态时的浓度。‎ ‎(24)催化剂能改变化学反应速率和化学平衡常数。 (　　)‎ 提示:×。催化剂不能改变化学平衡常数,化学平衡常数只与温度有关。‎ ‎(25)平衡发生移动,化学反应速率一定改变。 (　　)‎ 提示:√。化学反应速率改变,平衡不一定发生移动,但平衡发生移动,化学反应速率一定改变。‎ ‎(26)可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若2v(O2)=v(SO2),说明反应达到平衡状态。 (　　)‎ 提示:×。用反应速率判断平衡状态时,必须表示正逆反应速率,且数值比等于化学计量数之比。 ‎ ‎(27)反应SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s)　ΔH<0在恒容的密闭容器中进行,平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变。 (　　)‎ 提示:×。反应前后气体分子数不等,平衡前容器内压强逐渐变小。‎ ‎(28)对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定变大。 (　　)‎ 提示:×。对于正反应吸热的反应,升高温度平衡正向移动,K增大;对于正反应放热的反应,升高温度平衡逆向移动,K变小。‎ ‎(29)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。 (　　)‎ 提示:√。化学反应达平衡时,各反应物的转化率达最大。化学平衡常数本身就是化学平衡时各物质浓度的关系。故平衡常数和转化率是从两个不同的角度来反映化学反应进行的程度。‎ ‎(30)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。CaCO3(s)分解为吸热反应,ΔH>0。‎ ‎(31)一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0。 (　　)‎ 提示:√。由于金属镁能够在氯气中燃烧,是一个放热反应,因此氯化镁的分解为吸热反应。氯化镁的分解生成了气体因此体系的熵增加。‎ 书写下列反应的化学平衡常数表达式:‎ ‎(1)合成氨反应:‎ ‎①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　K1=________。 ‎ 提示:K1=‎ ‎②N2(g)+H2(g)NH3(g)　K2=________。 ‎ 提示:K2=‎ ‎③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)　K3=________。 ‎ 提示:K3=‎ 写出上述K1、K2、K3的关系式________。 ‎ 提示:K1==‎ ‎(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),K=________。 ‎ 提示:K=‎ ‎(3)H2(g)+I2(g)2HI(g),K=________。 ‎ 提示:K=‎ ‎(4)3CO(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g),K=__________。 ‎ 提示:K=‎ ‎(5)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),K=________。 ‎ 提示:K=[CO2]‎ ‎(6)NH4HS(s)H2S(g)+NH3(g),K=________。 ‎ 提示:K=[H2S][NH3]‎ ‎(7)Cl2(g)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),K=________。 ‎ 提示:K=‎ ‎(8)2Cr(aq)+2H+(aq)Cr2(aq)+H2O(l),K=________。 ‎ 提示:K=‎ ‎(9)CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq),K=________。 ‎ 提示:K=‎ ‎(10)FeS(s)+Pb2+(aq)PbS(s)+Fe2+(aq),K=__________。 ‎ 提示:K=‎ ‎1.(2017·天津高考)常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。‎230 ℃‎时,该反应的平衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为‎42.2 ℃‎,固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;‎ 第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至‎230 ℃‎制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是 (　　)‎ A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大 B.第一阶段,在‎30 ℃‎和‎50 ℃‎两者之间选择反应温度,选‎50 ℃‎ C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低 D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)‎ ‎【解析】选B。平衡常数只与温度有关,与浓度无关,A错误;‎50 ℃‎时,Ni(CO)4以气态存在,有利于分离,从而促使平衡正向移动,B正确;‎230 ℃‎时,Ni(CO)4分解的平衡常数为=5×104,可知分解率较高,C错误;平衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),D错误。‎ ‎2.(2016·海南高考)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示且反应均为可逆反应。下列说法正确的是 (　　)‎ A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2‎ B.由X→Z反应的ΔH<0‎ C.降低压强有利于提高Y的产率 D.升高温度有利于提高Z的产率 ‎【解析】选B、C。根据题中图示得由X→Y反应的ΔH=E3-E2,A错误;反应X→Z,反应物的能量高于生成物,ΔH<0,B正确; 根据2X(g)3Y(g),降低压强平衡向正反应方向移动,有利于提高Y的产率,C正确;反应2X(g)Z(g)　ΔH<0,升高温度,平衡向逆反应方向移动,Z的产率降低,D错误。‎ ‎3.(2015·安徽高考)汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是 (　　)‎ A.温度T下,该反应的平衡常数K=‎ B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0‎ ‎【解析】选A。根据图象知T温度下,N2的浓度变化为c0-c1,‎ ‎　 N2　+　O2 2NO 起始: c0 c0 0‎ 变化: c0-c1 c0-c1 2(c0-c1)‎ 平衡: c1 c1 2(c0-c1)‎ 平衡常数K==,A正确; 该反应是气体体积不变的反应,容积固定,气体质量守恒,则气体密度始终不变,B错误;催化剂对平衡移动没有影响,若曲线b对应的条件改变是使用了催化剂,则曲线a、b的平衡状态应相同,但图象显示曲线b对应的氮气的平衡浓度小些,C错误;根据“先拐先平”知,若曲线b对应的条件是温度的改变,则曲线b对应的温度高,若该反应的ΔH<0,则升温,平衡逆向移动,氮气的平衡浓度增大,即比曲线a对应的氮气的平衡浓度大些,与图象不符,D错误。‎ ‎4.(2018·全国卷Ⅱ) CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。‎ 已知:C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1‎ C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-394 kJ·mol-1‎ C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1‎ 该催化重整反应的ΔH=________ kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是________(填标号)。 ‎ A.高温低压　B.低温高压　C.高温高压　D.低温低压 某温度下,在体积为‎2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为________mol2·L-2。 ‎ ‎(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。‎ 相关数据如下表:‎ 积碳反应 CH4(g)‎ C(s)+2H2(g)‎ 消碳反应 CO2(g)+C(s)‎ ‎2CO(g)‎ ΔH/(kJ·mol-1)‎ ‎75‎ ‎172‎ 活化能/‎ ‎(kJ·mol-1)‎ 催化剂X ‎33‎ ‎91‎ 催化剂Y ‎43‎ ‎72‎ ‎①由上表判断,催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”),理由是 ‎__ ______________________________________________________________。 ‎ 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)。 ‎ A.K积、K消均增加 B.v积减小、v消增加 ‎ C.K积减小、K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大 ‎②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5 (k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)‎ 下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为__________________。 ‎ ‎【解析】(1)将题目给出的热化学方程式依次编为序号①、②、③,则将③×2-①-②就得出催化重整的反应,因此催化重整反应的ΔH=-111 kJ·mol-1 ×2+394 kJ·mol-1+75 kJ·mol-1=247 kJ·mol-1。由于此反应为吸热的气体体积增大的反应,因此可以采用升高温度、降低压强的方法提高平衡转化率。‎ CH4(g)和CO2(g)的起始浓度分别为1 mol·L-1和0.5 mol·L-1,CO2的转化率为50%,因此转化的CO2浓度为0.5 mol·L-1×50%=0.25 mol·L-1。因此有 ‎ CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+ 2H2(g)‎ 起始浓度(mol·L-1) 1 0.5　　0　 0‎ 转化浓度(mol·L-1) 0.25　　0.25 0.5 0.5‎ 平衡浓度(mol·L-1) 0.75　　0.25 0.5 0.5‎ 因此反应的平衡常数为K===‎ ‎(2)①由于催化剂的活性因积碳反应降低,因此应该使积碳反应尽可能减少或降低其速率,同时使消碳反应尽可能增多或加快其反应速率。根据题目给出的表格可以得出积碳反应的活化能催化剂X<催化剂Y,消碳反应的活化能催化剂X>催化剂Y,因此催化剂X劣于催化剂Y。‎ 积碳反应和消碳反应的ΔH大于0,因此升高温度二者的化学平衡常数均增加,反应的速率均加快。‎ ‎②从图中可以看出相同时间时积碳量a>b>c,即生成速率a>b>c,根据速率方程可以得知速率与p(CO2)成反比,因此pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。‎ 答案:(1)247　A　‎ ‎(2)①劣于　相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大　A、D ‎②pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)‎ ‎5.(2017·全国卷Ⅲ节选)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:‎ ‎(1)画出砷的原子结构示意图________________。 ‎ ‎(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________________________。该反应需要在加压下进行,原因是________________________________________ __。 ‎ ‎(3)298 K时,将20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)As(aq)+2I-(aq)+ H2O(l)。溶液中c(As)与反应时间(t)的关系如图所示。‎ ‎①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。 ‎ a.溶液的pH不再变化 b.v(I-)=2v(As)‎ c. c(As)/c (As)不再变化 d. c(I-)=y mol·L-1‎ ‎②tm时,v正________ v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 ‎ ‎③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是 ‎____________________________________________________________。 ‎ ‎④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为________________。 ‎ ‎【解析】(1)As最外层电子数为5,原子结构示意图为。(2)As2S3与O2发生氧化还原反应生成H3AsO4和S,元素As和S均被氧化,1 mol As2S3被氧化转移电子数为10 mol,根据转移电子数守恒可知,化学方程式为2As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S;加压能加快化学反应速率,并能够促使平衡正向移动,能够有效提高As2S3的转化率。(3)①pH不再变化,则c(OH-)不变,反应处于化学平衡状态,故a正确;根据各物质的反应速率之比等于方程式的化学计量数之比,v(I-)=2v(As)始终成立,不能作为平衡状态的判断依据,故b错误;达到平衡时各物质的浓度保持不变,即c(As)/c(As)不再变化,反应处于平衡状态,故c正确;达到平衡时c(As)=y mol·L-1,c(I-)=2y mol·L-1,故d错误。②tm时平衡向正反应方向移动,v正>v逆;③由图可知, tm时As浓度比tn时小,所以tm时的逆反应速率小于tn时的逆反应速率;④溶液混合后Na3AsO3的浓度为=x mol·L-1,c(I2)=x mol·L-1,平衡时pH=14,c(OH-‎)=1 mol·L-1,‎ ‎　　 As(aq)+I2(aq)+2OH-As(aq)+2I-(aq)+ H2O(l)‎ 起始(mol·L-1) x x 0 0‎ 转化(mol·L-1) y y y 2y ‎ 平衡(mol·L-1) (x-y) (x-y)　1 y 2y 平衡常数K==。‎ 答案:(1) ‎ ‎(2)2As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S　增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化率 ‎ ‎(3)①ac　②大于　 ③小于 tm时生成物浓度较低　④ ‎