高考化学二轮复习 上篇 专题突破方略 专题二 基本理论 第六讲 化学反应速率与化.docx

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高考化学二轮复习上篇专题突破方略专题二基本理论第六讲化学反应速率与化

2021年高考化学二轮复习上篇专题突破方略专题二基本理论第六讲化学反应速率与化学平衡强化训练

1．下列条件一定能使反应速率增大的是（　　）

①增加反应物的物质的量

②升高温度

③缩小反应容器的容积

④不断分离出生成物

⑤加入催化剂MnO2

A．全部B．①②⑤

C．②D．②③

解析：

选C。

若增加固体的物质的量，反应速率不变；升高温度一定能加快反应速率；改变非气体反应的容积，反应速率不变；分离出固体或纯液体生成物，不改变反应速率；催化剂有一定的选择性，MnO2不能改变所有反应的反应速率。

2．（xx·福建福州高三模拟）在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO2N2O4，下列描述不能说明反应达到平衡状态的是（　　）

A．N2O4生成速率与N2O4分解速率相等

B．混合气体的平均相对分子质量保持不变

C．NO2的分子数与N2O4的分子数之比为2∶1

D．体系颜色不再发生改变

解析：

选C。

N2O4的生成速率和分解速率相等，说明N2O4的浓度不变，即反应达到平衡状态，A选项正确；混合气体的平均相对分子质量

（混）＝

，

（混）不变，说明n（混）不变，即反应达到了平衡状态，B选项正确；NO2与N2O4的分子数之比为2∶1时反应不一定达到平衡状态，C选项错误；体系颜色不变，说明NO2的浓度不变，即反应达到平衡状态，D选项正确。

3．（xx·河北唐山第二次联考）高温下，某反应达到平衡，平衡常数K＝

。

恒容时，温度升高，H2浓度减小。

下列说法正确的是（　　）

A．该反应的焓变为正值

B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小

C．升高温度，逆反应速率减小

D．该反应的化学方程式为CO＋H2O

CO2＋H2

解析：

选A。

根据平衡常数的表达式可得出该反应的化学方程式为CO2＋H2

CO＋H2O（g）；升高温度，正、逆反应速率均增大；温度升高，H2浓度减小，平衡正向移动，说明正反应是吸热的，焓变为正值；在恒温恒容下，增大压强的方法有多种，H2浓度变化不确定。

4．（xx·甘肃部分高中第一次联考）等物质的量的X（g）与Y（g）在密闭容器中进行反应：

X（g）＋2Y（g）3Z（g）＋Q（s）　ΔH>0，下列叙述正确的是（　　）

A．当容器中X与Y的物质的量之比满足1∶2时反应达到平衡

B．达到平衡时X的转化率为25%，则平衡常数K为

C．达到平衡后，反应速率2v正（Y）＝3v逆（Z）

D．达到平衡后，加入Q，平衡逆向移动

解析：

选B。

反应中X、Y按照物质的量之比1∶2进行反应，而容器中两者物质的量之比为1∶2时不一定达到平衡，A项错误；设X、Y起始的物质的量都为1mol，容器的体积为VL，达到平衡时X的物质的量是1mol×（1－25%）＝0.75mol，消耗X的物质的量是0.25mol，而Y的物质的量为1mol－0.25mol×2＝0.5mol，生成Z的物质的量为0.25mol×3＝0.75mol，则平衡常数K＝

＝

，B项正确；达到平衡后3v正（Y）＝2v逆（Z），C项错误；由于Q为固体，加入Q后平衡不移动，D项错误。

5．（xx·江苏徐州高三模拟）已知反应X（g）＋Y（g）nZ（g）　ΔH>0，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的改变如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．反应方程式中n＝1

B．10min时，曲线发生变化的原因是升高温度

C．10min时，曲线发生变化的原因是增大压强

D．0～5min内，用X表示的反应速率为v（X）＝0.08mol·L－1·min－1

解析：

选B。

由图像可以看出，0～5min，X的浓度减小了0.4mol·L－1，而Z的浓度增大了0.4mol·L－1，说明X与Z的化学计量数之比为1∶1，故n＝1，A项正确；10min时，X、Y、Z的浓度同时增大一倍，且随后平衡正向移动，说明改变的条件为增大压强，B项错误，C项正确；0～5min内，v（X）＝

＝0.08mol·L－1·min－1，D项正确。

6．（xx·江西南昌调研）在一恒容的密闭容器中充入0.1mol/LCO2、0.1mol/LCH4，在一定条件下发生反应CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g），测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是（　　）

A．上述反应的ΔH<0

B．压强：

p4>p3>p2>p1

C．压强为p4，温度为1100℃时该反应平衡常数为1.64

D．压强为p4时，在y点：

v正>v逆

解析：

选A。

由图像可知，压强一定时，温度越高，CH4的平衡转化率越大，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，CH4的平衡转化率越小，故压强p4>p3>p2>p1，B项正确；p4、1100℃时，CH4的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c（CH4）＝0.02mol/L，c（CO2）＝0.02mol/L，c（CO）＝0.16mol/L，c（H2）＝0.16mol/L，即平衡常数K＝

＝1.64，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡状态，此时y点CH4的平衡转化率小于80.00%，故v正>v逆，D项正确。

7．向一体积不变的密闭容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体，在一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化的情况如图甲所示。

图乙为t2时刻后改变反应条件，该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不同的条件。

已知t3～t4阶段使用了催化剂；图甲中t0～t1阶段c（B）的变化情况未画出。

下列说法不正确的是（　　）

A．该反应为吸热反应

B．B在t0～t1阶段的转化率为60%

C．t4～t5阶段改变的条件为减小压强

D．t1时该反应的化学平衡常数K＝

解析：

选B。

在图乙中t3～t4阶段使用了催化剂；t4～t5阶段正、逆反应速率均减小，但平衡不移动，这说明此阶段是降低压强，平衡不移动，说明反应前后气体体积不变，C项正确。

根据图甲可知A一定是反应物，平衡时A消耗了0.2mol·L－1，C是生成物，平衡时C增加了0.3mol·L－1，因此B是反应物，即该反应的化学方程式可表示为2A＋B3C。

t5～t6阶段正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向进行，因此改变的条件是升高温度，故该反应是吸热反应，A项正确。

B的平衡浓度是0.4mol·L－1，消耗了0.1mol·L－1，因此B在t0～t1阶段的转化率为20%，B项错误；t1时，达平衡时A、B、C的浓度分别是0.8mol·L－1、0.4mol·L－1、0.6mol·L－1，故平衡常数K＝

＝

，D项正确。

8．根据下表所示化学反应与数据关系，回答下列问题：

化学反应

平衡

常数

温度

973K

1173K

①Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）

K1

1.47

2.15

②Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g）

K2

2.38

1.67

③CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）

K3

？

？

（1）反应①是________（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）写出反应③的平衡常数K3的表达式：

____________。

（3）根据反应①②③可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________（用K1、K2表示）。

（4）要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取措施有________（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．设法减小平衡体系中的CO浓度

（5）若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示：

①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：

t2时________；t8时________。

②若t4时降压，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。

解析：

（1）由表可知，温度升高，反应①的K1增大，故该反应为吸热反应。

（2）反应③的平衡常数K3＝

。

（3）K3＝

，K1＝

，K2＝

，故K3＝

。

（4）反应①为吸热反应，其逆反应为放热反应，反应②是放热反应，而反应③是反应①的逆反应与反应②的和，故反应③是放热反应，且反应前后气体的体积不变，故只有C、E可使平衡向逆反应方向移动。

（5）①由图可知，t2时改变的条件使反应速率增大，且平衡逆向移动，故改变的条件是升高温度或增大CO2的浓度或增大H2的浓度；t8时改变的条件使反应速率加快且平衡不移动，故改变的条件是使用催化剂或加压或减小容器的容积。

②若t4时降压，则反应速率减小，曲线在原来平衡曲线的下方，平衡不移动，故该曲线为水平直线，且纵坐标为t6时的v逆。

答案：

（1）吸热　

（2）K3＝

　（3）

（4）CE　（5）①升高温度（或增大CO2的浓度或增大H2的浓度）　使用催化剂（或加压或减小容器的容积）

②

9．（xx·北京朝阳期末）甲醇汽油是一种新能源清洁燃料，可以作为汽油的替代物。

工业上可用CO和H2制取甲醇，化学方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＝akJ/mol。

为研究平衡时CO的转化率与反应物投料比

及温度的关系，研究小组在10L的密闭容器中进行模拟反应，并绘出下图：

回答下列问题。

（1）反应热a__________0（填“>”或“<”），判断依据是________________________________________________________________________。

（2）若其他条件相同，曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示反应物投料比不同时的反应过程。

①反应物投料比：

Ⅰ________Ⅱ（填“>”或“<”）。

②若Ⅱ反应的n（CO）起始＝10mol、反应物投料比为0.5，A点的平衡常数KA＝________，B点的平衡常数KB________KA（填“>”、“<”或“＝”）。

（3）为提高CO的转化率可采取的措施是____________________________________（至少答出两条）。

解析：

（1）从曲线走向看，随温度的升高，CO的转化率降低，说明平衡左移，正反应为放热反应，ΔH<0，即a<0。

（2）①由A到B，CO的转化率提高，c（CO）不变时，增大c（H2）可提高CO的转化率，所以A到B，

减小，故Ⅰ<Ⅱ。

②因为n（CO）起始＝10mol，反应物投料比为0.5，所以n（H2）起始＝20mol，CO的转化率为50%，可列出三段式：

　　　CO（g）　＋　2H2（g）CH3OH（g）

起始浓度1mol/L2mol/L0

变化浓度0.5mol/L1mol/L0.5mol/L

平衡浓度0.5mol/L1mol/L0.5mol/L

K＝

＝1；

由于A、B点的温度相同，故KB＝KA。

（3）提高CO的转化率，可减小反应物投料比、降温、加压、分离出CH3OH等。

答案：

（1）<　升高温度，CO的转化率降低，平衡左移，正反应为放热反应

（2）①<　②1　＝

（3）减小反应物投料比、降低温度、增大压强、分离出CH3OH（任选两条）

10．已知反应2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g），某温度下的平衡常数为400。

此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

浓度（mol·L－1）

0.44

0.6

0.6

（1）比较此时正、逆反应速率的大小：

v正________v逆（填“>”、“<”或“＝”）。

（2）若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，此时c（CH3OH）＝____________；该时间内反应速率v（CH3OH）＝____________；CH3OH的转化率为________。

（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）。

CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。

该反应ΔH________0（填“>”或“<”）。

实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）该反应的浓度商表达式为Q＝

，将所给浓度代入浓度商表达式：

Q＝

≈1.86<400，故反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率。

（2）根据题中给出的某时刻各组分浓度，可知起始时加入的CH3OH的浓度为0.44mol·L－1＋1.2mol·L－1＝1.64mol·L－1。

列化学平衡三段式，设转化的CH3OH的浓度为2xmol·L－1，

2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g）

　　　1.64　　　　　0　　　　　　　0

2xxx

1.64－2xxx

K＝

＝400，解得x＝0.8，

故平衡时c（CH3OH）＝1.64mol·L－1－0.8mol·L－1×2＝0.04mol·L－1，

v（CH3OH）＝

＝0.16mol·L－1·min－1，α（CH3OH）＝

×100%＝97.6%。

（3）由图可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，ΔH<0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，在250℃、1.3×104kPa时，CO的转化率已较高，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强。

答案：

（1）>　

（2）0.04mol·L－1　0.16mol·L－1·min－1　97.6%　（3）<　在250℃、1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强，CO的转化率提高不大，同时生产成本增加

11．（xx·高考北京卷）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。

以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。

其反应过程如下图所示：

（1）反应Ⅰ的化学方程式是______________________。

（2）反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。

该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。

①根据上述事实，下列说法正确的是________（选填序号）。

a．两层溶液的密度存在差异

b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶

c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

②辨别两层溶液的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③经检测，H2SO4层中c（H＋）∶c（SO

）＝2.06∶1，其比值大于2的原因是________________________________________________________________________。

（3）反应Ⅱ：

2H2SO4（l）===2SO2（g）＋O2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝＋550kJ·mol－1

它由两步反应组成：

ⅰ.H2SO4（l）===SO3（g）＋H2O（g）ΔH＝＋177kJ·mol－1；ⅱ.SO3（g）分解。

L（L1，L2）、X可分别代表压强或温度。

如图表示L一定时，ⅱ中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是________。

②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）由图知反应Ⅰ中的反应物为SO2、H2O、I2，生成物为H2SO4、HI，故反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI。

（2）①H2SO4和HI溶液是互溶的，加入I2后溶液才分成两层，H2SO4层含I2量低，HI层含I2量高，则I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶；溶液能分为两层，则两层溶液的密度一定不同，故a、c正确。

②I2在两层溶液中的溶解能力差别较大，故可直接用观察颜色的方法来进行辨别，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层。

③H2SO4层中含有少量的HI，HI===H＋＋I－，使H2SO4层中c（H＋）大于2c（SO

）。

（3）已知：

2H2SO4（l）===2SO2（g）＋O2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝＋550kJ·mol－1，H2SO4（l）===SO3（g）＋H2O（g）　ΔH＝＋177kJ·mol－1。

根据盖斯定律可得：

2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋196kJ·mol－1。

图像中SO3的平衡转化率随X的增大而减小，则X应为压强，则L代表温度；该反应为吸热反应，依据勒夏特列原理知当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大，因此L1

答案：

（1）SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI

（2）①ac

②观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层

③H2SO4层中含有少量HI

（3）①压强　②L1

2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋196kJ·mol－1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大