化学反应速率化学平衡及其影响因素及高考真题高考真题训练Word文档格式.docx
《化学反应速率化学平衡及其影响因素及高考真题高考真题训练Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学反应速率化学平衡及其影响因素及高考真题高考真题训练Word文档格式.docx(14页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
Ni(CO)4(g)。
230℃时,该反应的平衡常数K=2×
10-5。
已知:
Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。
第一阶段:
将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;
第二阶段:
将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是( )
A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低
D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
答案 B
5.(2018·
天津,5)室温下,向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应:
C2H5OH+HBr
C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。
已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。
下列有关叙述错误的是( )
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物均增大至2mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间
角度三 图像、图表题的信息提取与应用
6.[2018·
北京,27
(2)(3)(4)]
(2)对反应3SO2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l)+S(s) ΔH=-254kJ·
mol-1,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2________p1(填“>
”或“<
”),得出该结论的理由是_________________。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。
将ⅱ补充完整。
ⅰ.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O
ⅱ.I2+2H2O+________===________+________+2I-
(4)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:
分别将18mLSO2饱和溶液加入2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。
(已知:
I2易溶解在KI溶液中)
序号
A
B
C
D
试剂组成
0.4mol·
L-1KI
amol·
L-1KI
0.2mol·
L-1H2SO4
L-1
H2SO4
0.0002molI2
实验现象
溶液变黄,一段时间后出现浑浊
溶液变黄,出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色,变为黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则a=________。
②比较A、B、C,可得出的结论是____________________________________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>
A。
结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因:
________________________________________________________________________。
答案
(2)>
反应是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大
(3)SO2 SO
4H+
(4)①0.4 ②I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率 ③反应ⅱ比ⅰ快;
D中由反应ⅱ产生的H+使反应ⅰ加快
7.(2018·
全国卷Ⅱ,27)CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。
回答下列问题:
(1)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)。
C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-75kJ·
mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394kJ·
C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH=-111kJ·
该催化重整反应的ΔH=________kJ·
mol-1。
有利于提高CH4平衡转化率的条件是________(填标号)。
A.高温低压B.低温高压
C.高温高压D.低温低压
某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为________mol2·
L-2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表:
积碳反应
CH4(g)===C(s)+2H2(g)
消碳反应
CO2(g)+C(s)===2CO(g)
ΔH/kJ·
75
172
活化能/
kJ·
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
①由上表判断,催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”),理由是________________________________________________________________________。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。
升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)。
A.K积、K消均增加
B.v积减小、v消增加
C.K积减小、K消增加
D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·
p(CH4)·
[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。
在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为______________________。
答案
(1)247 A
(2)①劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;
而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大 AD ②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
8.[2018·
天津,10
(2)]CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
C==O
H—H
O(CO)
键能/kJ·
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=________。
分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体。
两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是________(填“A”或“B”)。
②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。
此反应优选温度为900℃的原因是_________________________________。
答案 ①+120kJ·
mol-1 B ②900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低
9.[2017·
全国卷Ⅲ,28(4)①②③]298K时,将20mL3xmol·
L-1Na3AsO3、20mL3xmol·
L-1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:
AsO
(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)
(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。
溶液中c(AsO
)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I-)=2v(AsO
)
c.c(AsO
)/c(AsO
)不再变化
d.c(I-)=ymol·
②tm时,v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是__________________。
答案 ①ac ②大于 ③小于 tm时生成物浓度较低,逆反应速率较慢
10.(2017·
全国卷Ⅱ,27)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)===C4H8(g)+H2(g) ΔH1
②C4H10(g)+
O2(g)===C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119kJ·
③H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH3=-242kJ·
反应①的ΔH1为________kJ·
图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x________0.1(填“大于”或“小于”);
欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是________(填标号)。
A.升高温度B.降低温度
C.增大压强D.降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。
图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。
图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是_____________________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。
丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________________________
_________________________________________________________、____________________
____________________________________________________;
590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
答案
(1)+123 小于 AD
(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大
(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 升高温度反应速率加快 丁烯高温裂解生成短碳链烃类
11.[2016·
全国卷Ⅰ,27
(2)①③]元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)
(绿色)、Cr2O
(橙红色)、CrO
(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
CrO
和Cr2O
在溶液中可相互转化。
室温下,初始浓度为1.0mol·
L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O
)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应:
___________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________。
③升高温度,溶液中CrO
的平衡转化率减小,则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
答案 ①2CrO
+2H+Cr2O
+H2O ③小于
12.(2016·
全国卷Ⅱ,27)丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+
O2(g)===C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ·
②C3H6(g)+O2(g)===C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ·
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是__________________________________________
______________________________________________________________________________________________________;
有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是____________________________________________
____________________________;
提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_______________________________________________
_________________________。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460℃。
低于460℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是________________________________________________________________________;
高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)。
A.催化剂活性降低B.平衡常数变大
C.副反应增多D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。
由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为________,理由是___________________________________________________,
进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为______________________________________。
答案
(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度、减小压强 催化剂
(2)不是 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC (3)1.0 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
13.[2016·
全国卷Ⅲ,27
(2)②③(3)(4)]煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323K,NaClO2溶液浓度为5×
10-3mol·
L-1。
反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子
SO
NO
Cl-
c/mol·
8.35×
10-4
6.87×
10-6
1.5×
1.2×
10-5
3.4×
10-3
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐________(填“增大”“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知,脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。
原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是_______________________________。
(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO
+2SO
2SO
+Cl-的平衡常数K表达式为____________________________
____________________________________________。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是____________________________
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH-(aq)===SO
(aq)+H2O(l) ΔH1
ClO-(aq)+SO
(aq)===SO
(aq)+Cl-(aq) ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO
(aq) ΔH3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=________________________________________________________________________。
答案
(2)②减小 ③大于 NO溶解度较低(或脱硝反应活化能较高)
(3)①减小 ②K=
(4)①形成硫酸钙沉淀,反应平衡向生成物方向移动,SO2转化率提高 ②ΔH1+ΔH2-ΔH3