专题十四 化学速率与平衡练习.docx
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专题十四化学速率与平衡练习
专题十四《化学反应速率与化学平衡》练习
命题人:
龚潇楠审题人:
梁凌艳2014.11.14
1.
可逆反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡状态。
在t1时刻改变某一条件化学反应速率与反应时间的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.维持温度、反应体系容积不变,t1时充入SO3(g)
B.维持压强不变,t1时升高反应体系温度
C.维持温度、容积不变,t1时充入一定量Ar
D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)
2.下列有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A.100mL2mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量氯化钠溶液,生成氢气的速率不变
B.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C.二氧化硫的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
3.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。
对于密闭容器中的反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)(正反应为放热反应),673K、30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间t变
化的关系示意图如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.c点处正反应速率和逆反应速率相等
B.a点的正反应速率比b点处的大
C.t2时刻,正反应速率大于逆反应速率
D.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)v正(N2)不同
4.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:
2X(g)
Y(g),温度T1、
T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列
叙述正确的是( )
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)=
mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
5.将BaO2放入密闭的真空容器中,2BaO2(s)
2BaO(s)+O2(g)反应达到平衡。
保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是( )
A.平衡常数减小B.BaO量不变C.氧气压强不变D.BaO2量不变
6.温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:
下列说法正确的是()
A.反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032 mol•L-1•s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol.L-1,则反应的∆H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.2mol PCl3和 0.2 mol Cl2,达到
平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2 mol PCl3、2 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率
小于80%
7.T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g).反应过程中X、Y、Z的
浓度变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,Y的体积百分含量与
时间的关系如图2所示.则下列结论正确的是( )
A.反应进行的前3min内,用X表示的反应速率v(X)=0.3mol·L-1·min-1
B保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数K减小
C.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强
D.容器中发生的反应可表示为:
3X(g)+Y(g)
2Z(g)
8.在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)
M(g)+N(g),所得实验数据如下表:
下列说法正确的是( )
实验
编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均
反应速率v(N)=1.0×10-2mol·L-1·min-1
B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0
C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%
D.实验④中,达到平衡时,b>0.060
9.将固体NH4I(s)置于密闭容器中,一定温度下发生下列反应:
①NH4I(s)
NH3(g)+HI(g);
②2HI(g)
H2+I2(g)达到平衡时,c(H2)=0.5mol/L,c(HI)=4mol/L, 此温度下反应①的平衡常数为( )
A9 B16 C20 D25
10.氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO-强。
25℃时氯气氯水体系中存在以下平衡关系:
Cl2(g)
Cl2(aq) K1=10-1.2
Cl2(aq)+H2O
HClO+H++Cl- K2=10-3.4
HClO
H++ClO- Ka=?
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的
关系如图所示。
下列表述正确的是( )
A.Cl2(g)+H2O
2H++ClO-+Cl- K=10-10.9
B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-)
C.用氯处理饮用水时,pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差
D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好
11.向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示[已知t0--t1阶段c(B)未画出]。
图乙为t2时刻后改变容器中条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种条件,所用条件均不同。
已知,t3--t4阶段中使用催化剂,下列说法中正确的是()
A若t1=15s,则t0--t1阶段以A的浓度变化表示的反应速率为0.004mol·L-1·s-1
Bt4--t5阶段改变的条件一定为减小压强
C该容器的体积为2L,B的起始物质的量为0.02mol
Dt5--t6阶段容器内A的物质的量减少了0.06mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,该反应的热化学方程式为3A(g)
2C(g)+B(g);△∆H=-50akJ・mol―1
12.在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下:
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
c(N2O)(mol·L-1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
反应时间/min
60
70
80
90
100
c(N2O)(mol·L-1)
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注:
图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2表示N2O初始浓度
且c1 13.合成氨反应的热化学方程式为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△∆H=-92.4kJ/mol现将1molN2和3molH2加入到2L的固定密闭容器中,在500℃下进行反应,10min达到平衡,NH3的体积分数为ω.下列说法正确的是( ) A.若达到平衡时放出的热量为9.24kJ,则氢气的反应速度变化曲线如图甲所示 B.反应进程中,混合气体的平均相对分子质量(M)、混合气体的密度(d)、混合气体的 压强(P)三者的变化趋势如图乙所示 C.如丙图所示: Ⅰ、Ⅱ两种途径中达到平衡时,NH3的体积分数均为ω,且Ⅰ中放出的热量 与Ⅱ中吸收的热量之和为92.4kJ D.若起始加入的物料均为1molN2、3molH2,在不同条件下达到平衡时,NH3的体积分数 变化曲线如丁图所示 14.Ⅰ金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。 高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为: WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g) (1)上述反应的化学平衡常数表达式为________。 (2)某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2∶3,则H2的平衡转化率为________; 随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 Ⅱ.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应: NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)。 (1)下列能说明反应达到平衡状态的是________。 a.体系压强保持不变b.混合气体颜色保持不变 c.SO3和NO的体积比保持不变d.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2 (2)测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K=________。 15.光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。 (1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 (2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO 的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0kJ/mol,则生成1m3(标准 状况)CO所需热量为__________; (3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为________________; (4)COCl2的分解反应为COCl2(g) Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ/mol。 反应体系达到 平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2 浓度变化曲线未示出): 1计算反应在第8min时的平衡常数K=__________ 2比较第2min反应温度T (2)与第8min反应温度T(8)的高低: T (2)____T(8)(填“<”、“>”或“=”); 3若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=______mol/L; 4比较产物CO在2~3min、5~6min和12~13min时平均反应速率[平均反应速率分别以 (2-3)、 (5-6)、 (l2-13)表示]的大小____________; 5比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小: (5-6) (15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是______________。 16.目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。 已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示: 化学反应 焓变 平衡 常数 温度/℃ 500 700 800 ①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH1 K1 2.5 0.34 0.15 ②CO2(g)+H2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2 K2 1.0 1.70 2.52 ③CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3 K3 请回答下列问题: (1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示);根据反应③判断ΔS________0(填“>”、“=”或“<”),在________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。 (3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有________(填写字母序号)。 A.缩小反应容器的容积B.扩大反应容器的容积C.升高温度 D.使用合适的催化剂E.从平衡体系中及时分离出CH3OH (4)500℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol·L-1、0.8mol·L-1、0.3mol·L-1、0.15 mol·L-1,则此 时v正________v逆(填“>”、“=”或“<”)。 (5)根据上述表格测得焓变,下列能量关系图合理的是________。 (6)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在下列不同条件随时间的变化曲线,开始时升温,t1时平衡,t2时降压,t3时增加CO浓度,t4时又达到平衡。 请画出t2至t4的曲线。 17.H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。 (1)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。 限选试剂与仪器: 30%H2O2溶液、0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。 ①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目: ________________________。 ②设计实验方案: 在不同H2O2浓度下,测定____________________________________。 (要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。 ③设计实验装置,完成右图中的装置示意图。 ④参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验 方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量 和所拟定的数据;数据用字母表示)。 物理量 实验序号 V[0.1mol·L-1 Fe2(SO4)3]/mL …… 1 a …… 2 a …… (2)利用图(a)和(b)中的信息,按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。 可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的__________(填“深”或“浅”),其原因是__________________ (a) (b)(c) 18.氢能是重要的新能源。 储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。 (1)氢气是清洁燃料,其燃烧产物为________。 (2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应得到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为__________________________________________,反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为________。 (3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢: (g) (g)+3H2(g)。 某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度amol·L-1,平衡时苯浓度bmol·L-1,该反应的平衡常数K=________。 (4)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。 ①导线中电子移动方向为________。 (用A、D表示) ②生成目标产物的电极反应式为__________________。 ③该储氢装置的电流效率η=____________________。 (η= ×100%,计算结果保留小数点后1位) 19.铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ①该电化腐蚀称为________。 ②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是________(填字母)。 (2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下: ①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。 硝酸分解的化学方程式为_____________________。 ②步骤Ⅱ中发生反应: 4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O===2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为____________________________。 ③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是___________________________(任写一项)。 (3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。 ①t℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=________。 ②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。 此时FeO(s)转化率为50%,则x=________。 20.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0(Ⅰ) 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ) (1)4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=____(用K1、K2表示)。 (2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。 测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=________mol,NO的转化率α1=________。 其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2______(填“增大”“减小”或“不变”)。 若要使K2减小,可采取的措施是________。 (3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。 含0.2molNaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol·L-1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO )、c(NO )和c(CH3COO-)由大到小的顺序为_______________________________________。 (已知HNO2电离常数Ka=7.1×10-4mol·L-1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5mol·L-1) 可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。 a.向溶液A中加适量水b.向溶液A中加适量NaOH c.向溶液B中加适量水d.向溶液B中加适量NaOH 21.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。 一种工业合成氨的简式流程图如下: (1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。 一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式______________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下: ①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.4kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1 对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是_________。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强 利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2的产量。 若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO的转化率为____________。 (3)图(a)表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。 根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数: ____________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。 (a) (b) (5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。 简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: _________________________________________。 专题十四《化学反应速率与化学平衡》参考答案 1.D.【解析】 充入SO3(g)时正反应速率不变,A错;升温正逆反应速率都加快,B错;C中充入一定量Ar,各物质的浓度不变,反应速率不变,C错;D中充入SO3(g)其浓度增大,维持恒压则容积变大,反应物的浓度变小,正反应速率就变小,逆反应速率变大,正确。 2.D 3.B.【解析】 图象中c点尚未建立平衡,反应继续向生成NH3的方向进行,正反应速率大于逆反应速率,A项错误;反应物H2的浓度a点大于b点,反应物的浓度越大,反应速率越快,B项正确;d、e两点为同一平衡状态,反应速率不再变化,相同,故C、D项错误。 4.C [解析]根据图像可知,T1>T2,ΔH<0,因此该反应是放热反应,故c(X)变化越大,放出热量越多,故M点放出的热量小于W点放出的热量,A项错误;T2温度下,在0~t1时间内,v(Y)= v(X)= mol·L-1·min-1,B项错误;因T1>T2,vM正=vM逆>vW逆,又因vN逆<vW逆,所以vN逆 5.C [解析]平衡常数仅与温度有关,A项错误;缩小容器容积时平衡左移;B、D项错误;由反应的平衡常数K=c(O2)及K只与温度有关可知,重新达到平衡时,c(O2)与加压前相等,又由p=cRT知,新平衡时压强与原来相同,C项正确。 6.C7.D 8.C [解析]根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(N)=v(M)= =1.0×10-3mol·L-1·min-1,A项错误; 实验②中 X(g)+Y(g) M(g)+N(g) c起始(mol·L-1)0.010.0400 c转化(mol·L-1)0.0080.0080.0080.008 c平衡(mol·L-1)0.0020.0320.0080.008 求得: K= = =1.0,B项错误; 根据温度相同,则K相等, X(g)+ Y(g) M(g)+ N(g) c起始(mol·L-1)0.020.0300 c转化(mol·L-1)aaaa c平衡(mol·L
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