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【创新设计】2014高考化学三轮专题复习 考前体系通关 题型八 化学反应速率和化学平衡的分析与判断


题型八

化学反应速率和化学平衡的分析与判断
通关演练 (建议完成时间:20 分钟)

1.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经过多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+ 催化剂 H2O(g)??????CO2(g)+H2(g) Δ H<0。反应达到平衡后,为提高 CO 的转化率,下 列措施中正确的是 A.增加压强 C.增大 CO 的浓度 B.降低温度 D.更换催化剂 ( )。

解析 由于该反应是反应前后体积不变的反应, 增加压强, 平衡不移动, CO 转化率不变, A 项错误;正反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,CO 的转化率增大,B 项正确; 增大 CO 的浓度,H2O 蒸汽的转化率增大,CO 的转化率减小,C 项错误;催化剂只是同等 程度影响反应的速率,不影响化学平衡移动,对反应物的转化率无影响,D 项错误。 答案 B 2.(2013·四川理综,6)在一定温度下,将气体 X 和气体 Y 各 0.16 mol 充入 10 L 恒容密闭 容器中,发生反应 X(g)+Y(g)===2Z(g),Δ H<0,一段时间后达到平衡。反应过程中测 定的数据如下表:

t/min n(Y)/mol
下列说法正确的是

2 0.12

4 0.11

7 0.10

9 0.10 ( )。

A.反应前 2 min 的平均速率 v(Z)=2.0×10 mol·L ·min

-3

-1

-1

B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前 v(逆)>v(正) C.该温度下此反应的平衡常数 K=1.44 D.其他条件不变,再充入 0.2 mol Z,平衡时 X 的体积分数增大 (0.16-0.12)mol 解析 A 项, 反应前 2 min 的平均反应速率 v(Z)=2v(Y)=2× =4.0×10 10 L×2 min
-3

mol·L ·min ,错误;B 项,降低温度,化学平衡向正反应方向移动,故应为 v(逆)

-1

-1

-1 2 c(Z)2 (0.012 mol·L ) <v(正),错误;C 项,平衡常数 K= = = c(X)·c(Y) 0.01 mol·L-1×0.01 mol·L-1

1.44 正确;D 项,其他条件不变,再充入 0.2 mol Z,相当于对原平衡体系增大压强, 平衡不移动,各物质的体积分数保持不变,错误。

1

答案 C 3.(2013·泉州四校联考)相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应: N2(g)+3H2(g)?? 2NH3(g) Δ H=-92.4 kJ·mol 。 实验测得起始、平衡时的有关数据如下表: 容器 编号 ① ② ③ 下列叙述正确的是 A.放出热量关系:a<b<92.4 B.三个容器内反应的平衡常数:③>①>② C.达平衡时氨气的体积分数:①>③ D.N2 的转化率:②>①>③ 解析 状态②相当于在达到平衡的状态①中再加入 N2,平衡右移,放出的热量增大,A N2 1 2 2 起始时各物质物质的量/mol H2 3 3 6 NH3 0 0 0 平衡时反应中的 能量变化 放出热量 a kJ 放出热量 b kJ 放出热量 c kJ ( )。
-1

项正确;平衡常数只与温度有关,故三种情况下平衡常数相等,B 项错误;状态③相当 于将两个相同的状态①,压缩在一起,该反应是气体体积减小的反应,平衡正向移动, NH3 的含量增大,N2 的转化率增大,C、D 项不正确。 答案 A 4. (2013·南京三调)一定温度下, 在 2 L 密闭容器中加入纳米级 Cu2O 并通入 0.1 mol H2O(g), Cu2O 发生反应:2H2O(g)??????2H2(g)+O2(g) Δ H=+ 光照 484 kJ·mol ,不同时间产生 O2 的物质的量见下表: 时间/min 20 0.001 0 40 0.001 6 60 0.002 0 80 0.002 0 (
-5 -1

n(O2)/mol
下列说法不正确的是

)。

A.前 20 min 内的平均反应速率 v(H2O)=5.0×10

mol·L ·min

-1

-1

B.达到平衡时,至少需要从外界吸收能量 0.968 kJ C.增大 c(H2O),可以提高水的分解率

2

D.催化效果与 Cu2O 颗粒的大小有关 0.001 0 mol 2 L -5 -1 解析 由题意知,v(H2O)=2v(O2)=2× =5.0×10 mol·L 20 min ·min ,A 正确。热化学方程式表示的含义是 2 mol H2O(g)完全分解生成 2 mol H2(g) 和 1 mol O2(g),吸收 484 kJ 的能量,所以生成 O2 0.002 0 mol 时,吸收的能量为 0.002 0 mol×484 kJ·mol =0.968 kJ,正确。C 项,由于反应物只有 1 种,增大 c(H2O),相 当于压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,所以水的分解率降低,错误。D 项, 若 Cu2O 颗粒小,则接触面积大,反应速率快,催化效果好,正确。 答案 C 5.(2013·陕西西安八校联考)合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)?? 2NH3(g)。图 1 表示在一定 的温度下此反应过程中的能量的变化,图 2 表示在 2 L 的密闭容器中反应时 N2 的物质的 量随时间的变化曲线,图 3 表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量 对此反应平衡的影响。
-1 -1

下列说法正确的是 A.由图 1 可得加入适当的催化剂,E 和 Δ H 都减小

(

)。

B.图 2 中 0~10 min 内该反应的平均速率 v(H2)=0.045 mol·L ·min , 从 11 min 起其他条件不变,压缩容器的体积为 1 L,则 n(N2)的变化曲线为 d C.图 3 中 A、B、C 三点所处的平衡状态中,反应物 N2 的转化率最高的是 B 点 D.图 3 中 T1 和 T2 表示温度,对应温度下的平衡常数为 K1、K2,则:T1>T2,K1>K2 解析 加入催化剂可通过降低反应的活化能而增大反应速率,但不能改变反应的焓变,
3

-1

-1

即图 1 中的 E 减小但 Δ H 不变,A 项错误;图 2 中 0~10 min 内该反应的平均速率 v(H2) 0.3 mol -1 -1 =3v(N2)=3× =0.045 mol·L · min , 11 min 时压缩体积, 平衡右移 n(N2) 2 L×10 min 减小,B 项正确;增大 c(H2)可提高 N2 的转化率,故图 3 中 C 点表示的 N2 的转化率最高, C 项错误;由图 3 看出 T1 温度下氨气体积分数大于 T2 温度下氨气体积分数,说明 T1<T2,

K1>K2,D 项错误。
答案 B 6.(2013·安徽六校联考)某温度下,反应 2A(g)?? B(g)(正反应为吸热反应)在密闭容器 中达到平衡,平衡后 此时

c(A) =a,若改变某一条件,足够时间后反应再次达到平衡状态, c(B)
( )。

c(A) =b,下列叙述正确的是 c(B)

A.在该温度下,保持容积固定不变,向容器内补充了 B 气体,则 a<b B.若 a=b,则 B 容器中一定使用了催化剂 C.若其他条件不变,升高温度,则有 a<b D.若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则有 a>b 解析 A 项中增加 B 气体,相当于压强增大,平衡正向移动,所以 b<a,A 错误。升高温 度,平衡正向移动,则 b<a,C 错误。若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则体积增 大,平衡向气体分子数增多的方向移动,即逆向移动,则 a<b,D 错误。 答案 B 7. 在密闭容器中进行反应 CH4(g)+H2O(g)??CO(g)+3H2(g) Δ H>0,测得 c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示。下 列判断不正确的是 ( )。

A.10 min 时,改变的外界条件可能是升高温度 B.0~10 min 内,v(H2)=0.15 mol·L ·min
-1 -1

C.恒温下,缩小容器体积,一段时间内 v(逆)>v(正) D.12 min 时,反应达平衡的本质原因是气体总质量不再变化 解析 通过计算发现 10~12 min 内的反应速率比 0~5 min 内的反应速率快,A 正确。B 项,虽然 5 min 时已经达到平衡,但求的是 10 min 内的平均反应速率,v(H2)=3v(CH4) 0.50 mol·L -1 -1 =3× =0.15 mol·L ·min ,正确。恒温下缩小容器体积时,压强增大, 10 min 平衡逆向移动,C 项正确。D 项中反应达平衡的本质是正、逆反应速率相等。
-1

4

答案 D 8. 向一容积为 1 L 的密闭容器中加入一定量的 X、 Y, 发生反应 aX(g)+2Y(s)??bZ(g) Δ H <0。如图是容器中 X、Z 的物质的量浓度随时间变化的曲线。

根据以上信息,下列说法正确的是 A.用 X 表示 0~10 min 内该反应的平均速率为 v(X)= 0.045 mol·L ·min
-1 -1

(

)。

B.根据上图可求得化学方程式中 a∶b=1∶3 C.推测在第 7 min 时曲线变化的原因可能是升温 D.推测在第 13 min 时曲线变化的原因可能是降温 解析 本题通过图像的信息来考查反应速率的计算以及平衡移动的影响因素等。 Δ c(X) -1 -1 - Δ c(X)=(0.45-0.20)mol·L =0.25 mol·L ,则 v(X)= =0.025 mol·L

t

1

·min ;10~13 min 时,各种成分的浓度不再改变,则此时反应达到平衡状态,Δ c(X)
-1 -1

-1

=0.25 mol·L ,Δ c(Z)=0.5 mol·L ,而Δ c(X)∶Δ c(Z)=a∶b,故 a∶b=1∶2; 在第 7 min 时,X 的浓度减小更快,Z 的浓度增大更快,即反应速率加快了,所以可能是 升高温度或者加入催化剂,此时不能通过平衡移动原理来解释,因为还没有达到平衡状 态;第 13 min 时,平衡被破坏,Z 的浓度减小,平衡逆向移动,原因可能是升高温度。 答案 C 化学驿站 审清特点与条件,再用勒夏原理判。 平衡程度比小大,建立模型去解决。

5


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