高考化学经典模拟题专题汇编化学反应速率与平衡 9页

化学反应速率与平衡 ‎1．等物质的量的N2和O2在恒容密闭容器中发生反应：N2(g)+O2(g) 2NO(g)。下图曲线a表示该反应在T℃时N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是 A．T℃时，该反应的平衡常数K=‎ B．T℃时，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△H<0‎ ‎【答案】A ‎2．如图所示，向A、B中均充入1mol x、l rnol Y，起始时A、B的体积都等于1L。在同温、同压和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中都发生下述反应：X（g）+Y（g） 2Z（g）+W（g） △H ‎ A．两容器中的反应分别达到平衡时，反应物X的速率：v（B）>v（A）‎ B．A容器中x的转化率为80％‎ C．平衡时的压强：PAB D．平衡时Y体积分数：A>B ‎【答案】D ‎3．在不同温度下按照相同物质的量投料发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，测得CO的平衡转化率与压强的关系如图所示，有关说法正确的是 A．反应温度：T1>T2‎ B．正反应速率：υ正(y)= υ正(w)‎ C．混合气体密度：ρ(x)>ρ(w)‎ D．混合气体平均摩尔质量：M(y)‎ ‎【答案】C ‎4．容积固定的密闭容器中，充入一定体积的CO2和H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g)。测得不同温度下CO2的物质的量随时间变化如右图。下列说法正确的是（ ）‎ A．该反应为吸热反应 B．T1、T2对应的平衡常数K1>K2‎ C．T1时，图中A点的正反应速率小于逆反应速率 D．T2时，若上述反应在压强恒定的密闭容器中进行，达平衡的时间变短 ‎【答案】D ‎5．某化学反应2X(g)=Y(g)+Z(s)的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）‎ A．引发该反应一定需要加热或点燃等条件 ‎ B．E1逆反应的活化能，E2是正反应的活化能 C．催化剂能减小E1和E2，但不改变反应的焓变 ‎ D．X、Y、Z表示的反应速率之比为2∶1∶1‎ ‎【答案】C ‎6． CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2 (g) +6H2 (g) C2H4(g)+4H2O(g)。0.1 MPa时，按n(CO2)：n(H2)=l：3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。下列叙述不正确的是 A．该反应的△H<0‎ B．曲线b代表H2O C．N点和M点所处状态的c(H2)不一样 D．其它条件不变，T1℃、0.2 MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大 ‎【答案】C ‎7．在反应容器中充入1molA气体和n molB气体，在一定条件下发生反应：A（气）+nB（气） mC（气），达平衡时，测得A的转化率为50％，在相同温度和相同压强下，平衡时混合气体的体积是反应前的 ，则n和m的数值可能是（ ）‎ A．n=1 m=1 B．n=2 m=2‎ C．n=3 m=3 D．n=2 m=3‎ ‎【答案】A ‎8．汽车尾气净化器中发生的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2 CO2(g)。一定温度下， 在三个体积均为1.0L恒容密闭容器中发生上述反应，测得有关实验数据如下：‎ 容器 温度/（℃）‎ 起始物质的量（mol)‎ 平衡物质的量（mol)‎ NO CO N2‎ CO2‎ N2‎ CO2‎ I ‎400‎ ‎0.2‎ ‎0.2‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.12‎ II ‎400‎ ‎0.4‎ ‎0.4‎ ‎0‎ ‎0‎ III ‎300‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.075‎ 下列说法正确是 A．该反应的ΔS<0、ΔH<0‎ B．容器I中达到平衡所需时间2s，则v(N2)=0.06 mol•L-1·S-1‎ C．达到平衡时，体系中c(CO)关系：c(CO,容器II)>2c(CO，容器I)‎ D．若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，开始时V正>V逆 ‎【答案】AD ‎9．温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，发生反应：‎ PCl5(g)=====PCl3(g)+Cl2(g) △H=akJ/mol（a>0）‎ ‎0～10min保持容器温度不变，10min时改变一种条件，整个过程中PCl5、PCl3、Cl2的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．0～4min的平均速率v(Cl2)=0.05mol/(L·min )‎ B．10min时改变的条件是分离出一定量的PCl5‎ C．起始时向该容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2，保持温度为T，反应达平衡时放出的热量大于1.6akJ D．温度为T，起始时向该容器中充入1.0mol PCl5、0.10mol PCl3和0.10molCl2，反应达到平衡前，v(正)＞v(逆)‎ ‎【答案】CD ‎10．汽车尾气脱硝脱碳主要原理为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0。在一定条件下的密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表：‎ 时间/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3 ‎ ‎4‎ C(NO)/mol • L-1‎ ‎9.50×10-3 ‎ ‎4.50×10-3‎ ‎2.50×10-5‎ ‎1.50×10-3‎ ‎1.5×10-3‎ C(CO)/mol • L-1‎ ‎9.00×10-3‎ ‎4.00×10-3‎ ‎2．00×10-3‎ ‎1.00×10-3‎ ‎1.00×10-3‎ 下列说法正确的是 A．—定温度下，从开始到平衡，该反应的平衡常数逐渐增大 B．前2s内的平均反应速率v(N2) = 1.75×10-3 mol·L-1·s-1‎ C．达到平衡时，CO的转化率为11．11%‎ D．3s时NO和CO的浓度都不再变化，反应停止进行 ‎【答案】B ‎11．将一定量氨基甲酸铵（NH2COONH4）加入密闭容器中，发生反应NH2COONH4 (s)2NH3 (g)+ CO2 (g) 。该反应的平衡常数的负对数（-lgK）值随温度（T）的变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．C点对应状态的平衡常数K(C)=10-3.638‎ B．该反应的△H>0‎ C．NH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态 D．30 ℃时，B点对应状态的v(正)＜v(逆)‎ ‎【答案】C ‎12．为了研究在温度对苯催化加氢的影响，以检验新型镍催化剂的性能。采用相同的微型反应装置， 压强为 0.78Mpa，氢气、苯的物质的量之比为 6.5:1。定时取样分离出氢气后，分析成分得如下表结果：‎ 下列说法错误的是 （ ）‎ A．当温度超过 280℃，苯的转化率迅速下降，可能是因为该反应为吸热的可逆反应 B．在 110～240℃苯的转化率为 100%。说明该镍催化剂活性较高，能够在较宽的温度范围内催化而且不发生副反应 C．增大压强与提高氢气、苯的物质的量比都有利于提高苯的转化率 D．由表中数据来看，随着反应温度的升高，苯的转化率先升高后降低 ‎【答案】A ‎13． 100℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的X气体和Y气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g) Z(g)反应过程中测定的部分数据见下表：‎ 反应时间/min n(X)/mol n(Y)/ mol ‎0‎ ‎2.00‎ ‎2.40‎ ‎10‎ ‎1.00‎ ‎30‎ ‎0.40‎ 下列说法正确的是 A．前10 min内反应的平均速率为v(Z)＝0.10 mol·L－1·min－1‎ B．温度为200℃时，上述反应平衡常数为20，则正反应为吸热反应 C．若密闭容器体积可变，其他条件不变，在达到平衡后缩小容器体积为原来一半，则c(X)＜1mol/L D．保持其他条件不变，向容器中再充入1.00 mol X气体和1.20 mol Y气体，到达平衡后，X转化率增大 ‎【答案】CD ‎14．一定温度下，在三个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生如下反应：A(g)+2B2(g)C(g)。其中容器Ⅰ中的反应在5 min时达平衡。‎ 容器 编号 温度/℃‎ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol A(g)‎ B2(g)‎ C(g)‎ C(g)‎ Ⅰ ‎500‎ ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎0‎ ‎0.4‎ Ⅱ ‎500‎ a b ‎0.25‎ ‎0.4‎ Ⅲ ‎600‎ ‎0.25‎ ‎0.5‎ ‎0.25‎ ‎0.35‎ 下列说法不正确的是 A．容器Ⅰ中的反应在前5 min的平均反应速率v(A)=0.08 mol·L-1·min-1‎ B．该反应的正反应为放热反应 C．容器Ⅱ中起始时a=0.25，b=0.5‎ D．若起始时向容器Ⅰ中加入A 0.8 mol、B2 1.6 mol，达到平衡时A的转化率为80%‎ ‎【答案】D ‎15．氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，其开发利用是科学家们研究的重要课题。试回答下列问题：‎ ‎（1）氢气也可以作为化工生产的原料，如一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，该反应的平衡常数表达式为：_________________。在2L的恒容密闭容器中加入1.8mol H2和0.6mol N2，其中N2的量随时间的变化曲线如图。从llmin起，在其它条件不变的情况下，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为：_____________（填“a”或“b”或“c”或“d”）， 达新平衡时，c(N2)的数值为：_________。‎ ‎（2）在工业上也可以利用氢气合成液体燃料。如：工业上合成甲醇的反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0，该过程既可以减弱CO2的温室效应，又可以充分利用CO2。反应过程中部分数据见下表（起始：T1℃、2.0L密闭容器）：‎ 达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)_______K(II)(填“>”“<”或“=”)。保持其他条件不变的情况下，若30 min时只向容器I中再充入1 mol CO2(g)和1mol H2O(g)，则平衡______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。‎ ‎（3） 100 kPa时，绝热密闭容器中发生反应2NO(g)+O2 (g)2NO2(g)。一定压强下，NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。‎ ‎300℃时，VmL NO和0.5mLO2混合发生该反应，最终混合气体的平均摩尔质量为： _________（用含V的计算式表示）。图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率，则_____点对应的压强最大。若氧气中混有氮气，容器中还同时发生了如下反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)△H=+180kJ/mol，则此反应对NO的转化率的影响是_________ （填“增大”、“减小”或“无法判断”），理由是______。‎ ‎【答案】 K=c2(NH3)/c(N2)c3(H2) d 0.15 < 不 (30V+16)/(0.6V+0.5) C 无法判断 理由：N2+O2=2NO为吸热反应，该反应发生时，会增大NO的转化率；N2+O2=2NO发生时，会消耗氧气，增大NO浓度，因此会减小NO转化率。因此无法判断 学科&网 ‎16．汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境，在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx和CO的排放。‎ 已知：①2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) ΔH＝−566.0 kJ·mol−1‎ ‎②N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH＝+180.5 k J·mol−1‎ ‎③2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH＝−116.5 k J·mol−1‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）CO的燃烧热为_________。若1 mol N2(g)、1 mol O2(g) 分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，则1 mol NO(g) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为___________kJ。‎ ‎（2）CO将NO2还原为单质的热化学方程式为_______。‎ ‎（3）为了模拟反应2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)在催化转化器内的工作情况，控制一定条件，让反应在恒容密闭容器中进行，用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表：‎ 时间/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ c(NO)/(10-4mol/L)‎ ‎10.0‎ ‎4.50‎ ‎2.50‎ ‎1.50‎ ‎1.00‎ ‎1.00‎ c(CO)/(10-3mol/L)‎ ‎3.60‎ ‎3.05‎ ‎2.28‎ ‎2.75‎ ‎2.70‎ ‎2.70‎ ‎①前2 s内的平均反应速率v(N2)＝___________,此温度下，该反应的平衡常数K＝________。‎ ‎②能说明上述反应达到平衡状态的是_________。‎ A．2n(CO2)＝n(N2) B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．气体密度不变 D．容器内气体压强不变 ‎③当NO与CO浓度相等时，体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示，则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是___________ ，图中压强（p1，p2、p3）的大小顺序为_________ 。‎ ‎【答案】 283KJ/mol 631.75 2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO(g) ΔH=-1196kJ/mol 1.875×10-4mol/(L·s) 5000（或5000L/mol） BD 该反应的正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，NO的转化率减小（或正反应放热，温度越高，越不利于反应正向进行，NO的平衡转化率越小） p1>p2>p3‎ ‎17．甲醇（CH3OH）常温下为无色液体，是应用广泛的化工原料和前景乐观的燃料。‎ ‎（1）①己知：CO、H2、CH3OH的燃烧热（△H）分别为﹣283.0 kJ•mol-1、﹣285.8 kJ•mol-1、-726.8 kJ•mol-1，则CO和H2反应生成CH3OH的热化学方程式是________________。‎ ‎②有人设想综合利用太阳能将天然气转化为较易存运的甲醇，装置如下图，装置工作时阳极反应方程式为_________________________________。‎ ‎（2）一定温度下反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)在容积为2L的密闭容器中进行，其相关数据见上图。‎ ‎①从反应开始至平衡时，用H2表示化学反应速率为__________，该温度下此反应的平衡常数为__________；‎ ‎②5min后速率变化加剧的原因可能是___________________________；‎ ‎（3）在6.98MPa、250℃和催化剂(CoI2)作用下，甲醇可转化为乙酸：‎ CH3OH(g) + CO(g) = CH3COOH(g)‎ 有机合成常有副反应存在。若反应釜中CH3OH和CO配料比(质量)为1,甲醇生成乙酸的选择率为90.0%，则此反应CO的转化率为___________。‎ ‎（4）常温Ka(CH3COOH)=1.8×10-5， 0.1 mol•L-1CH3COOH溶液中滴加0.1 mol•L-1CH3COONa溶液至 pH=7，此时混合溶液中两溶质的物质的量比n(CH3COOH):n(CH3COONa)=___。‎ ‎【答案】CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H = -127.8kJ•mol-1 CH4 + H2O -2e- = CH3OH + 2H+ 0.06mol•L-1•min-1 ‎ L2•mol-2（或9.375 L2•mol-2等。无单位不扣分） 使用催化剂 78.8%(79%或78.75% 1:180‎ ‎18．科学家对一碳化学进行了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。‎ ‎（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式：__________________。‎ ‎（2）现向三个体积均为2L的恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均分别充入lmolCO和2molH2发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，当反应均进行到5min时H2的体积分数如图所示，其中只有一个容器中的反应己经达到平衡状态.‎ ‎① 三个容器中一定达到平衡状态的是容器_____（填序号，下同）‎ ‎②0～5min时间内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率为__________。‎ ‎③ 当三个容器中的反应均达到平衡状态时CO 的转化率最高的是容器_____；平衡常数最小的是容器______。‎ ‎（3）CO常用于工业冶炼金属．右下图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg[]与温度（t）的关系曲线图。下列说法正确的是_______。‎ A．工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间，减少尾气中CO的含量 B．CO不适宜用于工业冶炼金属铬（Cr）‎ C．工业冶炼金属铜（Cu）时较低的温度有利于提高CO的利用率 D．CO还原PbO2的反应△H>O ‎ ‎（4）某工厂工业废水中含有甲醛，该厂降解甲醛的反应机理如图所示，则X表示的粒子是____，总反应的化学方程式为_________。‎ ‎【答案】CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） △H＝-49kJ/mol Ⅲ ‎ ‎0.067 mol/（L·min） I Ⅲ BC（ HCO3- ,HCHO+O2CO2+H2O 学*科#网 ‎19．丙烷脱氢制丙烯是液化气生产化工原料的重要途径。回答下列问题：‎ ‎（1）已知：丙烷、丙烯、氢气的燃烧热分别为2217.8 kJ/mol、2049 kJ/mol、285.8 kJ/mol。写出丙烷脱氢制丙烯的热化学方程式：____________________________。‎ ‎（2）实验测得在总压强分别为p1和p2时，平衡时丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示：‎ ‎①压强：p1____(填“>”或“<”)p2。‎ ‎②已知p1=0.1 MPa，Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)‎ ‎（3）目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2，让其同时发生下列反应：‎ ‎2C3H8(g)+O2(g) = 2C3H6(g)+2H2O(g)　ΔH=－235 kJ·mol－1‎ 通入O2的目的是_________________________________________。‎ ‎（4）有些学者研究用CO2重整丙烷：CO2(g)+C3H8(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)　ΔH，下表列出了按不同投料比和不同温度下丙烷的平衡转化率。‎ n(CO2)∶n(C3H8)‎ ‎600 K ‎700 K ‎800 K ‎900 K ‎1 000 K ‎1∶1‎ ‎2.7%‎ ‎12.9%‎ ‎41.6%‎ ‎78.0%‎ ‎94.5%‎ ‎1∶2‎ ‎3.7%‎ ‎17.2%‎ ‎50.9%‎ ‎85.3%‎ ‎97.1%‎ ‎1∶3‎ ‎4.0%‎ ‎20.5%‎ ‎57.7%‎ ‎89.5%‎ ‎98.2%‎ ‎①该重整反应ΔH____(填“>”或“<”)0。‎ ‎②由实验数据知，适宜的n(CO2)∶n(C3H8)为____，温度为____。‎ ‎【答案】C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)　ΔH=+117 kJ·mo > 0.012 5MPa 丙烷直接裂解是吸热反应，通入足量O2可提供裂解所需的能量，并保持热平衡 > 1∶3 1 000 K ‎ ‎20．1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法生产，主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1) ，反应原理为 i．CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH1= -134 kJ• mol-1‎ ii．CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl (g)+HCl(g) ΔH2= -l02 kJ • mol-1 ‎ 已知：相关化学键的键能数据如下表所示：‎ 化学键 C—C C—C C—Cl Cl—Cl E/( kJ • mol-1)‎ ‎611‎ x ‎328‎ ‎243‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）由反应i计算出表中x=_____________。‎ ‎（2）一定温度下，密闭容器中发生反应i和反应ii，达到平衡后增大压强，CH2C1CHC1CH3的产率____________（填“增大”“减小”或“不变”），理由是_________________________________。 ‎ ‎（3）T1℃时，向10L恒容的密闭容器中充入1 mol CH2=CHCH2C1和2 mol HC1，只发生反应CH2=CH CH2Cl (g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH3。5min反应达到平衡，测得 0〜5 min内，用CH2ClCHClCH3表示的反应速率 v(CH2ClCHClCH3)=0.016 mol·L-1 • min-1。‎ ‎①平衡时，HCl的体积分数为__________________(保留三位有效数字）。‎ ‎②保持其它条件不变，6 min时再向该容器中充入0．6 mol CH2=CHCH2Cl、0.2molHC1和0.1mol CH2ClCHClCH3，则起始反应速率 v正(HCl)______________ （填“>”“<”或“=”）V逆(HCl).‎ ‎（4）一定压强下，向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12发生反应ii。设起始的 =w，平衡时Cl2的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系如图甲所示。W=1时，正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图乙所示。‎ ‎①图甲中，w2__________（填“>”“<”或“=”）1 ‎ ‎②图乙中，表示正反应平衡常数的曲线为____________（填“A”或“B”），理由为________________。‎ ‎③T1K下，平衡时a(Cl2)= ________________。‎ ‎（5）起始时向某恒容绝热容器中充入1 mol CH2 =CHCH3和1 mol Cl2发生反应ii，达到平衡时，容器内气体压强_________________（填“增大”“减小”或“不变”）。‎ ‎【答案】332 增大 增大压强，反应ii的平衡不移动，反应i的平衡正向移动。所以CH2C1CHC1CH3的产率增大 54.5% > > B 反应ii的正反应为放热反应。温度升高， 正反应的平衡常数减小 50% 增大 ‎