届高考化学一轮总复习 课时提升练22 化学反应速率.docx
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届高考化学一轮总复习课时提升练22化学反应速率
课时提升练(二十二)
(时间:
45分钟)
1.下列关于化学平衡的说法中正确的是( )
A.一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等都等于0
C.平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D.化学平衡不可以通过改变条件而改变
【解析】 可逆反应达到平衡状态后,虽v(正)=v(逆),但均不为0,是动态平衡,B、C错;通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度,D错。
【答案】 A
2.(2015·衡水模拟)在一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,反应达到平衡的标志是( )
①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度不再改变 ④各组分质量分数不再改变
⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q ⑥单位时间内mmolA断键反应,同时pmolC也断键反应 ⑦体系的密度不再变化
A.③④⑤⑥B.②③④⑥
C.①③④⑤D.③④⑥⑦
【解析】 因为m+n与p+q的关系不确定,故容器内的压强随时间的变化不一定是变量,故①不一定是平衡状态;因容器是“不传热的固定容积的密闭容器”,反应过程中,体系中的温度应随时间发生变化,当温度不变时是平衡状态;各组分的浓度不再改变和各组分质量分数不再改变,反应都一定是平衡状态;速率之比等于方程式的化学计量数之比是恒定的,不论反应是否达到平衡状态都存在这一关系,故⑤不一定是平衡状态;单位时间内mmolA断键反应,则说明有pmolC生成(同时pmolC也断键反应),故⑥能说明反应已达平衡状态;⑦体系的总质量和总体积始终不变,体系的密度始终不变化,故⑦不能说明反应已达平衡状态。
【答案】 B
3.(2013·北京高考)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.
将NO2球浸泡在冷水和热水中
B.
t/℃
25
50
100
KW/10-14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
c(氨水)/(mol·L-1)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
【解析】 首先理解选项所提供的信息含义,然后分析该含义中有没有包含平衡移动,即可顺利解答。
A.二氧化氮气体中存在平衡:
2NO2N2O4,体系的温度变化会使平衡发生移动。
B.不同温度下水的电离平衡常数不同,温度升高促进水的电离,电离平衡常数增大。
C.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰,加速了过氧化氢的分解,这是二氧化锰的催化作用,不能用平衡移动原理解释。
D.氨水的浓度减小为原来的十分之一,但其pH的变化小于1,说明氨水在稀释的过程中平衡:
NH3·H2ONH
+OH-发生了移动。
【答案】 C
4.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,则下列判断正确的是( )
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0mol·L-1 【解析】 X、Y平衡浓度之比为1∶3,转化浓度亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应,Z生成表示正反应且vY(生成)∶vZ(生成)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0mol·L-1 【答案】 D 5.一定量的混合气体在密闭容器中发生反应: mA(g)+nB(g)pC(g)达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新的平衡时,气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍,则下列说法正确的是( ) A.m+n>p B.m+n<p C.平衡向正反应方向移动 D.C的质量分数增加 【解析】 当气体体积缩小到原来的1/2,假设平衡未发生移动,则C的浓度为原平衡时的2倍,而事实上平衡发生了移动,平衡移动的结果是C的浓度变为原平衡时的1.9倍,则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。 【答案】 B 6.(2013·全国大纲卷)反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是( ) A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,Z的产率增大 C.增大c(X),X的转化率增大 D.降低温度,Y的转化率增大 【解析】 根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。 A.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,平衡不受压强影响,减小容器体积,平衡不移动。 B.催化剂不能使平衡移动,不改变产物的产率。 C.增大c(X),平衡正向移动,Y的转化率增大,X本身的转化率反而减小。 D.该反应的正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大。 【答案】 D 7.在100℃时,将0.40molNO2气体充入2L密闭容器中,每隔一段时间对该容器的物质进行测量,得到的数据如下表: 时间(s) 0 20 40 60 80 n(NO2)(mol) 0.40 n1 0.26 n3 n4 n(N2O4)(mol) 0.00 0.05 n2 0.08 0.08 下列说法中正确的是( ) A.反应开始20s内NO2的平均反应速率是0.001mol·L-1·s-1 B.80s时混合气体的颜色与60s时颜色相同,比40s时的颜色深 C.80s时向容器内加0.32molHe,同时将容器扩大为4L,则平衡不移动 D.若起始投料为0.20molN2O4,相同条件下达到平衡,则各组分的含量与原平衡相同 【解析】 选项A,由表中数据可知,从反应开始至20s时,v(N2O4)=0.00125mol·L-1·s-1,则v(NO2)=2v(N2O4)=2×0.00125mol·L-1·s-1=0.0025mol·L-1·s-1,A错误;选项B,60s时处于化学平衡状态,NO2的物质的量不再变化,所以80s时与60s时混合气体颜色相同,但n3=n4=0.24<0.26,所以比40s时颜色浅,B错误;选项C,向该密闭容器中再充入0.32molHe,并把容器体积扩大为4L,He为惰性气体,不参与反应,增大体积,对参加反应的气体来说,相当于是压强减小,则平衡向生成NO2的方向移动,C错误;选项D,0.40molNO2与0.20molN2O4相当,若在相同条件下,最初向该容器充入的是0.20molN2O4,能够达到同样的平衡状态,D正确。 【答案】 D 8.(双选)(2014·江苏高考)一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应: 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 容器编号 温度(℃) 起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) Ⅰ 387 0.20 0.080 0.080 Ⅱ 387 0.40 Ⅲ 207 0.20 0.090 0.090 下列说法正确的是( ) A.该反应的正反应为放热反应 B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol,则反应将向正反应方向进行 【解析】 A.根据表格中数据,容器Ⅰ和容器Ⅲ中起始物质的量都是0.20mol,温度在387℃时,达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.080mol,而温度在207℃时,达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.090mol,说明该反应的正反应为放热反应,A选项正确。 B.由于该反应是一个反应前后气体体积相等的反应,因此容器Ⅰ和容器Ⅱ的平衡为等效平衡,故CH3OH的体积分数一样大,B选项错误。 C.容器Ⅰ的温度高,反应速率快,达到平衡所用的时间短,C选项错误。 D.容器Ⅰ中的K= =4,而此时的Qc= ≈0.67,因此Qc 【答案】 AD 9.在相同温度下,将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中,发生反应: 3H2+N22NH3。 表示起始时H2和N2的物质的量之比,且起始时H2和N2的物质的量之和相等。 下列图像正确的是( ) 【解析】 随着 的增大,氢气含量增多,氢气的平衡转化率降低,A错误;随着 的增大,氢气含量增多,混合气体的质量减小,B错误;随着 的增大,氢气含量增多,氮气的平衡转化率增大,C错误;随着 的增大,氢气含量增多,混合气体的质量减小,则混合气体的密度减小,D正确。 【答案】 D 10.(2015·安阳模拟)将aLNH3通入某恒压的密闭容器中,在一定条件下让其分解,达到平衡后气体体积增大到bL(气体体积在相同条件下测定)。 下列说法中正确的是( ) A.平衡后氨气的分解率为 ×100% B.平衡混合气体中H2的体积分数为 ×100% C.反应前后气体的密度比为 D.平衡后气体的平均摩尔质量为 g 【解析】 设分解的NH3为xL,则 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) 起始体积(L): a00 转化体积(L): x x 平衡体积(L): a-x x 根据题中信息可知,a-x+ + x=b,即x=b-a,平衡后NH3的分解率为 ×100%= ×100%,A项错误;平衡混合气体中H2的体积分数为 ×100%= ×100%,B项正确;由于反应前后气体的质量(设为mg)不变,再根据密度的定义可得反应前后气体的密度之比为 = ,C项错误;摩尔质量的单位为g/mol,D项错误。 【答案】 B 11.(2013·上海高考)镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。 羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为: ①Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)+Q ②Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g) 完成下列填空: (1)在温度不变的情况下,要提高反应①中Ni(CO)4的产率,可采取的措施有____________、____________。 (2)已知在一定条件下的2L密闭容器中制备Ni(CO)4,粗镍(纯度98.5%,所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如下图所示。 Ni(CO)4在0~10min的平均反应速率为__________。 (3)若反应②达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时_______________。 a.平衡常数K增大 b.CO的浓度减小 c.Ni的质量减小 d.v逆[Ni(CO)4]增大 (4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程。 【解析】 (1)反应①是正向气体体积缩小的放热反应,因此,根据平衡移动原理在温度不变的情况下可采取增大CO浓度,加压的方法提高产率; (2)根据题意,反应的Ni为1mol,则生成Ni(CO)4为1mol,反应速率为1/(2×10)=0.05mol·L-1·min-1; (3)反应②是正向气体体积增大的吸热反应,则降低温度平衡逆向移动,平衡常数K、CO的浓度、Ni的质量、v逆[Ni(CO)4]减小; (4)根据反应①②的特点可提纯粗镍。 【答案】 (1)增大CO浓度 加压 (2)0.05mol·L-1·min-1 (3)bc (4)把粗镍和CO放于一个水平放置的密闭的玻璃容器中,然后在低温下反应,一段时间后在容器的一端加热。 12.一定条件下,体积为1L的密闭容器中发生如下反应: SiF4(g)+2H2O(g)SiO2(s)+4HF(g) ΔH=+148.9kJ·mol-1 (1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填字母序号)。 a.v消耗(SiF4)=4v生成(HF) b.容器内气体压强不再变化 c.容器内气体的总质量不再变化 d.HF的体积分数不再变化 (2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2>t1)所示。 反应时间/min n(SiF4)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 2.40 t1 0.80 a t2 b 1.60 通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态: ____________________________________________________________________。 (3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大,该反应________(填序号)。 a.一定向正反应方向移动 b.一定向逆反应方向移动 c.一定是减小压强造成的 d.一定是升高温度造成的 e.SiF4的平衡转化率一定增大 【解析】 (1)反应过程中任何时刻v消耗(SiF4)=4v生成(HF)。 (2)0~t1min,反应消耗的SiF4为0.40mol,根据已知反应可确定消耗的H2O为0.80mol,故a=1.60mol,t2min时,H2O仍为1.60mol,故b=0.80mol。 由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态。 【答案】 (1)bcd (2)a=1.60(或b=0.80),说明在一定条件下,t1~t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生改变,则t1时反应已经达到化学平衡状态 (3)ade 13.(2014·新课标全国卷Ⅰ改编)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。 已知乙烯气相直接水合法的反应为C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=-45.5kJ·mol-1。 下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1)。 回答下列问题: (1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 (2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为____________________________, 理由是_____________________________________________。 (3)气相直接水合法常用的工艺条件为: 磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃、压强6.9MPa,n(H2O)∶n(C2H4)=0.6∶1,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有_________________________、___________________________。 【解析】 (1)A点时乙烯的平衡转化率为20%,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。 Kp= = = =0.07(MPa)-1 (2)由图可知,在相同温度下,乙烯的转化率是p4>p3>p2>p1,由于反应是个气体体积减小的反应,增大压强,平衡右移,乙烯的转化率变大,所以p4>p3>p2>p1。 (3)增大一种物质的转化率,除了温度和压强的因素之外,还可以采取改变浓度的方法: 增加另一种反应物的浓度或移走产物。 【答案】 (1)0.07(MPa)-1 (2)p4>p3>p2>p1 反应分子数减少,相同温度下,压强升高,乙烯的转化率提高 (3)将产物乙醇液化移去 增大水和乙烯的物质的量之比(其他合理答案也可)
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