2015年湖北高考化学专题训练：反应速率平衡

湖北2015年高考化学专题训练：反应速率平衡

　　2015年湖北高考生正在努力备考中，湖北高考网整理了2015年湖北高考化学专题训练，希望对大家有帮助！

　　1.传统合成氨工业需要采用高温、高压和催化剂。近来美国化学家使用新型铁系催化剂，在常温下合成了氨气。下列说法正确的是(　　)

　　A.新型合成氨方法是吸热反应

　　B.新型合成氨方法可简化生产设备

　　C.新型催化剂提高了N2和H2的转化率

　　D.两种方法中该反应的化学平衡常数相同

　　答案　B

　　解析　催化剂不能使平衡移动，C错误;两种合成氨的方法使用温度不同，所以化学平衡常数不相同，D错误;合成氨是放热反应，不会因为催化剂而改变，A错误。

　　2.(2014·重庆理综，7)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

　　答案　C

　　解析　根据图像给出的在不同温度下达到平衡所需要的时间可得出：T1>T2，再根据不同温度下达到平衡时c(X)的大小可推出此反应为放热反应。M点X的转化率小于W点X的转化率，因此反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量，选项A不正确;T2下，在0～t1时间内，v(X)= mol·L-1·min-1，v(Y)=v(X)= mol·L-1·min-1，选项B不正确;M点时在恒容条件下再加入一定量X，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡后X的转化率增大，选项D不正确;在T1和T2温度时，当达到平衡状态时，M点v正(M)=v逆(M)，W点v正(W)=v逆(W)，温度高反应速率快，v逆(M)>v逆(W)，又v逆(W)>v逆(N)，则v逆(M)>v逆(N)，则v正(M)>v逆(N)，选项C正确。

　　3.已知：N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1，下列结论正确的是(　　)

　　A.在密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2充分反应放热92.4 kJ

　　B.N2(g)+3H2(g)　　2NH3(l)

　　ΔH=-Q kJ·mol-1，则Q>92.4

　　C.增大压强，平衡向右移动，平衡常数增大

　　D.若一定条件下反应达到平衡，N2的转化率为20%，则H2的转化率一定为60%

　　答案　B

　　解析　A项，可逆反应不能进行彻底;B项，由NH3(g)生成NH3(l)要放出热量，所以Q>92.4;C项，平衡常数只与温度有关;D项，H2的转化量是N2的3倍，但转化率不一定是其3倍，当n(N2)∶n(H2)=1∶1时成立。

　　4.对处于平衡状态的反应2A(g)+B(g)　　2C(g)　ΔH<0，下列叙述正确的是(　　)

　　A.增大A浓度的瞬间，v正增大，v逆不变

　　B.升高温度，v正减小，v逆增大

　　C.增大压强，v正增大，v逆减小

　　D.加入正催化剂，v正增大，v逆减小

　　答案　A

　　解析　B项，升温，v正、v逆均增大;C项，增大压强，v正、v逆均增大;D项，加入正催化剂，v正、v逆都增大。

　　5.高炉炼铁过程中发生的反应：Fe2O3(s)+CO(g)　　Fe(s)+CO2(g)，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表，下列说法不正确的是(　　)

　　温度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常数 4.0 3.7 3.5 A.ΔH<0

　　B.该反应的平衡常数表达式是K=

　　C.其他条件不变，向平衡体系充入CO2气体，K值减小

　　D.其他条件不变，升高温度，可以降低CO的平衡转化率

　　答案　C

　　解析　升温，K值减小，则正反应为放热反应，K只与温度有关，C项错误。

　　6.T ℃时，在V L恒容密闭容器中加入足量的TaS2(s)和1 mol I2(g)，发生反应TaS2(s)+2I2(g)　　TaI4(g)+S2(g)

　　ΔH>0。t min时生成0.1 mol TaI4。下列说法不正确的是(　　)

　　A.0～t min内，v(I2)= mol·L-1·min-1

　　B.若T ℃时反应的平衡常数K=1，则平衡时I2的转化率为

　　C.图中制备TaS2晶体过程中循环使用的物质是I2(g)

　　D.图中T1端得到纯净TaS2晶体，则温度T1

　　答案　A

　　解析　A项，应为v(I2)= mol·L-1·min-1;

　　B项，K==1，则c(S2)·c(TaI4)=c2(I2)，所以c(I2)=c(S2)=c(TaI4)=

　　α(I2)==;

　　C项，循环使用的应是I2(g);

　　D项，降温，平衡左移，得到TaS2晶体。

　　7.相同温度下，容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中均发生如下反应：

　　2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)　ΔH=-197 kJ·mol-1

　　实验测得有关数据如下：

　　容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化/kJ SO2 O2 SO3 甲 2 1 0 Q1 乙 1.8 0.9 0.2 Q2 丙 0 0 2 Q3 下列判断中正确的是(　　)

　　A.197>Q2>Q1

　　B.若升高温度，反应的热效应不变

　　C.Q3=-197 kJ

　　D.生成1 mol SO3(l)时放出的热量大于98.5 kJ

　　答案　D

　　解析　Q1=197-Q3　Q1>Q2，A、C错误;B项，升温，平衡左移，放出热量减少。

　　8.500 ℃、20 MPa时，将H2和N2置于一容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中H2、N2和NH3的物质的量变化曲线如图所示。下列说法中正确的是(　　)

　　A.从反应开始到第一次平衡时，N2的平均反应速率为0.005 mol·L-1·min-1

　　B.平衡在10 min～20 min内的变化，可能是因为增大了容器的体积

　　C.25 min时分离出了0.1 mol NH3

　　D.在25 min后平衡向正反应方向移动，新平衡中NH3的体积分数比原平衡的小

　　答案　C

　　解析　A项，从图可知反应第一次达平衡的时间为10 min，该过程中v(N2)==0.002 5 mol·L-1·min-1，A项错误;10 min～20 min，三种物质的物质的量变化程度均比前10 min的大，说明该时间段内反应速率增大，B项不正确;在25 min时，NH3的物质的量从0.3 mol降至0.2 mol，C项正确;D项，从图像看在25 min时将NH3从体系中移出，平衡向正反应方向移动，新平衡中NH3的体积分数比原平衡的大。

　　9.在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)　　zC(g)，图Ⅰ表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是(　　)

　　A.200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.02 mol·L-1·min-1

　　B.图Ⅱ所知反应xA(g)+yB(g)　　zC(g)的ΔH<0，且a=2

　　C.若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v正>v逆

　　D.200 ℃时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时，A的体积分数等于0.5

　　答案　A

　　解析　该反应的方程式为2A(g)+B(g)　　C(g)。由图Ⅱ可知，升温，C的百分含量增大，平衡右移，ΔH>0，B错误;C项，“稀有气体”不影响平衡移动，C错误;A项，v(B)==0.02 mol·L-1·min-1，正确;D项，原平衡A的体积分数为0.5，充入2 mol A,1 mol B，相当于加压，平衡右移，A的体积分数小于0.5。

　　10.石油气“芳构化”是由石油气生产高辛烷值汽油的一种有效生产工艺。

　　测得反应2C4H10　　C8H10(g)+5H2在不同温度下的平衡常数变化如下：

　　温度(℃) 400 450 500 平衡常数K a 6a 40a (1)该反应的正反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

　　(2)向2 L密闭定容容器中充入2 mol C4H10，反应10 s后测得H2浓度为1 mol·L-1，此10 s内，以C8H10表示的平均速率为____________________。

　　(3)能表示该反应在恒温恒容密闭容器中t1时刻后已经达平衡状态的图示是__________。

　　(4)下图表示某温度时将一定量的C4H10(含少量H2)充入容器中反应期间物质浓度随时间的变化(容器容积可变)，实线代表C8H10，虚线代表C4H10。请用实线补充画出t1～t4间C8H10的浓度变化曲线。

　　答案　(1)吸热　(2)0.02 mol·L-1·s-1

　　(3)bd

　　(4)

　　解析　(1)升温，K增大，该反应为吸热反应。

　　(2)v(C8H10 )==0.02 mol·L-1·s-1。

　　(3)气体的质量和密度始终保持不变。

　　(4)C4H10降0.4 mol·L-1，则C8H10增加0.2 mol·L-1，t2时体积缩小一半，所以C8H10浓度瞬间变为0.40 mol·L-1。

　　11.(2014·福州高三质量调研)工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-Q kJ·mol-1，将SO2转化为SO3，尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题：

　　(1)写出该反应的化学平衡常数表达式________________________________________。

　　(2)一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应，下列说法中，正确的是____________(填字母)。

　　A.若反应速率v正(O2)=2v逆(SO3)，则可以说明该可逆反应已达到平衡状态

　　B.保持温度和容器体积不变，充入2 mol N2，化学反应速率加快

　　C.平衡后移动活塞压缩气体，平衡时SO2、O2的百分含量减小，SO3的百分含量增大

　　D.平衡后升高温度，平衡常数K增大

　　将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到容积为2 L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据：

　　实验编号 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所

　　需时间/min SO2 O2 SO2 O2 1 T1 4 2 x 0.8 6 2 T2 4 2 0.4 y t (3)实验1从开始到反应达到化学平衡时，v(SO2)表示的反应速率为________;T1______T2(选填“>”、“<”或“=”)，理由是_______________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　答案　(1)K=

　　(2)C

　　(3)0.2 mol·L-1·min-1　>　反应放热，温度降低，平衡向右移动，反应物转化率升高(答案合理即可)

　　解析　(2)A项，v正(O2)=v逆(SO3)说明该反应达到平衡状态;B项，N2与反应无关，由于体积不变，反应速率不变;C项，压缩体积，平衡右移，SO2%、O2%减小，而SO3%增大;D项，升温，平衡左移，K减小。

　　(3)实验1中，SO2的平衡量x=1.6 mol，v(SO2)==0.2 mol·L-1·min-1;由于x=1.6>0.4，平衡右移，由于ΔH<0，所以T1>T2。

　　12.钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置，工业上采用高炉冶炼，常用赤铁矿(Fe2O3)、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料。已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的，还原时温度及在CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如图。

　　(1)铁在元素周期表中位于第______周期______族。

　　(2)在温度低于570 ℃时，还原分两阶段完成，在温度高于570 ℃时，依次发生的还原反应有________(选用图中的a、b、c、d填空)。

　　(3)为减少高炉冶铁时含CO的尾气排放，下列研究方向可采取的是________。

　　A.其他条件不变，增加高炉的高度

　　B.调节还原时的炉温

　　C.增加原料中焦炭与赤铁矿的比例

　　D.将生成的铁水及时移出

　　(4)已知下列反应数值：

　　反应序号 化学反应 反应热
① Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-26.7 kJ·mol-1
② 3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-50.8 kJ·mol-1
③ Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=-36.5 kJ·mol-1
④ FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH4 ΔH4=________ kJ·mol-1。

　　(5)1 100 ℃时，FeO(s)+CO(g)　　Fe(s)+CO2(g)，平衡常数K=0.2。现在一密闭容器中，加入7.2 g FeO，同时通入4.48 L CO(已折合为标准状况)，将其升温到1 100 ℃，并维持温度不变，达平衡时，FeO的转化率为________。

　　答案　(1)四　Ⅷ　(2)cdb　(3)B

　　(4)+7.28

　　(5)33.3%

　　解析　(2)由于Fe2O3―→Fe3O4―→FeO，所以顺序依次为c、d、b。

　　(3)调节炉温可调节CO的百分含量。

　　(4)3FeO(s)+CO2(g)CO(g)+Fe3O4(s)

　　ΔH3=+36.5 kJ·mol-1

　　Fe3O4(s)+CO2(g)Fe2O3(s)+CO(g)

　　ΔH2=+ kJ·mol-1

　　Fe2O3(s)+CO(g)3Fe(s)+CO2(g)

　　ΔH1=-26.7× kJ·mol-1

　　三式相加得：

　　3FeO(s)+3CO(g)3Fe(s)+3CO2(g)

　　ΔH=+21.85 kJ·mol-1

　　所以FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)

　　ΔH=+7.28 kJ·mol-1

　　(5)　　　　　FeO(s)+CO(g)　　Fe(s)+CO2(g)

　　起始(mol) 0.1 0.2 0 0

　　平衡(mol) 0.1-x 0.2-x x x

　　=0.2

　　x=0.033 3

　　所以FeO的转化率为×100%=33.3%。