化學反應速率和化學平衡模擬題目

　　專題九化學反應速率和化學平衡

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　　【課前自主複習與思考】

　　1．閱讀並思考《創新設計》相關內容。

　　2．有關化學反應速率、化學平衡常數的計算及其方法（三段式）。

　　3．外界條件對化學反應速率、化學平衡的影響及有關影象問題。

　　【結合自主複習內容思考如下問題】

　　1．NO、CO都是汽車尾氣中的有害物質，直接排放易造成大氣汙染。為了消除汙染，保護環境，科學家們正試圖在汽車尾氣排放管裡填裝特殊催化劑，使其發生反應.

2. CO(g)＋2 NO(g) 2 CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0，下列有關說法不正確的是

　　A．使用催化劑可以加快反應速率 B．改變壓強對反應速率無影響

　　C．增大壓強可以加快反應速率 D．升高溫度反應速率加快

　　2．（2009安徽理綜）汽車尾氣淨化中的一個反應如下：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJmol－1

　　在恆容的密閉容器中，反應達到平衡後，改變某一條件，下列示意圖正確的是

　　【考綱點撥】

　　1．瞭解化學反應速率的概念和平均反應速率的定量表示方法。

　　2．瞭解溫度、濃度、壓強和催化劑等影響化學反應速率的一般規律。

　　3．認識催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重大作用。

　　4．瞭解化學反應的可逆性。能用焓變和熵變說明簡單化學反應的方向。

　　5．認識化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。

　　【自主研究例題】

　　1．一定溫度下，在恆容容器中發生可逆反應：X(g)＋3 Y(g) 2 Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、0.04 molL－1（c1、c2均不為零），反應經4 min達到平衡，平衡時X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL－1、0.3 molL－1、0.08 molL－1，則下列判斷不正確的是（）

　　A．c1∶c2＝1∶3

　　B．從反應開始至平衡時間內，Z的平均生成速率v(Z)＝0.01 molL－1min－1

　　C．從反應開始至平衡時間內，Y的平均消耗速率v(Y)＝0.015 molL－1min－1

　　D．達到平衡時，X、Y的轉化率之比為1∶3

　　2．在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發生反應m X(g) n Y(g) ΔH＝Q kJ/mol。反應達到平衡時，Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關係如表所示：

　　1 2 3

　　100 1.00 .075 0.53

　　200 1.20 0.90 0.63

　　300 1.30 1.00 0.70

　　下列說法正確的是

　　A．m＞n

　　B．Q＜0

　　C．溫度不變，壓強增大，Y的質量分數減少

　　D．體積不變，溫度升高平衡向逆反應方向移動

　　我思我疑：

　　【高考連結】

　　【例1】（2010上海卷。17）據報道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現實。

　　2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) 下列敘述錯誤的是

　　A．使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產效率

　　B．反應需在300℃進行可推測該反應是吸熱反應

　　C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉化率

　　D．從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

　　【例2】（2010天津卷。6）下列各表述與示意圖一致的是

　　A．圖①表示25℃時，用0.1 molL－1鹽酸滴定20 mL 0.1 molL－1 NaOH溶液，溶液的pH隨加入酸體積的變化

　　B．圖②中曲線表示反應2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；ΔH＜0 正、逆反應的平衡常數K隨溫度的變化

　　C．圖③表示10 mL 0.01 molL－1 KMnO4酸性溶液與過量的0.1 molL－1 H2C2O4溶液混合時，n(Mn2＋)隨時間的變化

　　D．圖④中a、b曲線分別表示反應CH2＝CH2(g)＋H2(g)→CH3CH3(g)；ΔH＜0使用和未使用催化劑時，反應過程中的能量變化

　　【例3】（2010天津卷.10）二甲醚是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作製冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業上可利用煤的氣化產物（水煤氣）合成二甲醚。

　　請回答下列問題：

　　⑴ 煤的氣化的主要化學反應方程式為：___________________________。

　　⑵ 煤的氣化過程中產生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應的化學方程式為：________________________________________。

　　⑶ 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下：

　　① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJmol－1

　　② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝－23.5 kJmol－1

　　③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；ΔH＝－41.3 kJmol－1

　　總反應：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的`ΔH＝ ___________；

　　一定條件下的密閉容器中，該總反應達到平衡，要提高CO的轉化率，可以採取的措施是__________（填字母代號）。

　　a．高溫高壓 b．加入催化劑 c．減少CO2的濃度

　　d．增加CO的濃度 e．分離出二甲醚

　　⑷ 已知反應②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某溫度下的平衡常數為400 。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH ，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：

　　物質 CH3OH CH3OCH3 H2O

　　濃度/（molL－1） 0.44 0.6 0.6

　　① 比較此時正、逆反應速率的大小：v正 ______ v逆（填“>”、“<”或“＝”)。

　　② 若加入CH3OH後，經10 min反應達到平衡，此時c(CH3OH) ＝ _________；該時間內反應速率v(CH3OH) ＝ __________。

　　【例4】（2010上海卷.25）接觸法制硫酸工藝中，其主反應在450℃並有催化劑存在下進行：

　　2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)＋190kJ

　　⑴該反應所用的催化劑是（填寫化合物名稱），該反應450℃時的平衡常數 500℃時的平衡常數(填“大於”、“小於”或“等於”)。

　　⑵該熱化學反應方程式的意義是。

　　⑶下列描述中通通說明上述反應已達平衡的是

　　a．v(O2)正＝2v(SO3)逆

　　b．容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化

　　c．容器中氣體的密度不隨時間而變化

　　d．容器中氣體的分子總數不隨時間而變化

　　⑷在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10molSO2，半分鐘後達到平衡，測得容器中含SO30.18mol，則v(O2)= molL－1min－1：若繼續通入0.20mol SO2和0.10mol O2，則平衡移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向” 或“不”），再次達到平衡後， mol＜n(SO3)＜ mol。

　　【歸納與思考】

　　【自主檢測】

　　1．（2010福建卷.12）化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發生分解反應，反應物嘗試隨反應時間變化如右圖所示，計算反應4~8 min間的平均反應速率和推測反應16 min 反應物的濃度，結果應是

　　A．2.5 μmolL－1min－1和2.0 μmolL－1

　　B．2.5 μmolL－1min－1和2.0 μmolL－1

　　C．3.0 μmolL－1min－1和3.0 μmolL－1

　　D．5.0 μmolL－1min－1和3.0 μmolL－1

　　2．（2010四川理綜卷.13）反應aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達到平衡時。M的體積分數y(M)與反應條件的關係如圖所示。其中：Z表示反應開始時N的物質的量與M的物質的量之比。下列說法正確的是

　　A．同溫同壓Z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數增加

　　B．同壓同Z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數增加

　　C．同溫同Z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數增加

　　D．同溫同壓時，增加Z，平衡時Q的體積分數增加。

　　3．（2010江蘇卷.14）在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恆溫、恆容，測得反應達到平衡時的有關資料如下（已知N2(g)＋3H2(g)===2 NH3(g)

　　ΔH＝－92.4 kJmol－1）

　　容器甲乙丙

　　反應物投入量 1mol N2、3mol H2 2mol NH3 4mol NH3

　　NH3的濃度（molL－1） c1 c2 c3

　　反應的能量變化放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ

　　體系壓強（Pa） p1 p2 p3

　　反應物轉化率 α1 α2 α3

　　下列說法正確的是

　　A．2c1＞c3 B．a＋b＝92.4 C．2p2＜p3 D．α1＋α3＜1

　　4．對於固定體積的密閉容器中進行的氣體反應A(g)＋B(g) C(s)＋2 D(g)，可以說明在恆溫下已達到平衡狀態的是

　　①反應容器中壓強不隨時間的變化而變化 ②A氣體和B氣體的生成速率相等 ③混合氣體的平均摩爾質量不隨時間的變化而變化 ④反應混合氣體的密度不隨時間變化而變化

　　A．③④ B．②③ C．①③ D．①④

　　5．（09寧夏卷.13）在一定溫度下，反應1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常數

　　為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近於 ( )

　　A．5% B．17% C．25% D．33%

　　6．已知某化學反應的平衡常數表示式為K＝，在不同的溫度下該反應的平衡常數如表所示

　　t ℃ 700 800 830 1000 1200

　　K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38

　　下列有關敘述不正確的是（）

　　A．該反應的化學方程式是：CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)

　　B．上述反應的正反應是放熱反應

　　C．如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min後溫度升高到830 ℃，如果此時測得CO2為0.4 mol，該反應達到平衡狀態

　　D．某溫度下，如果平衡常數符合下列關係式：＝，由此時的溫度為1000℃

　　7．（2010全國卷1）27.（15分）在溶液中，反應A+2B C分別在三種不同實驗條件下進行，它們的起始濃度均為c(A)＝0.100mol/L、c(B)＝0.200mol/L及c(C)＝0mol/L。反應物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。

　　請回答下列問題：

　　⑴與①比較，②和③分別僅改變一種反應條件。所改變的條件和判斷的理由是：

　　②_______________；

　　③_______________；

　　⑵實驗②平衡時B的轉化率為_________；實驗③平衡時C的濃度為____________；

　　⑶該反應的△H _________0，判斷其理由是__________________________________；

　　⑷該反應進行到4.0min時的平均反應速度率：

　　實驗②：vB＝__________________________________；

　　實驗③：vC＝__________________________________。

　　8．（2010廣東理綜卷.31）硼酸（H3BO3）在食品、醫藥領域應用廣泛。

　　⑴請完成B2H6氣體與水反應的化學方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +________。

　　⑵在其他條件相同時，反應H3BO3 +3CH3OH B(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的轉化率（α）在不同溫度下隨反應時間（t）的變化見圖12，由此圖可得出：

　　①溫度對應該反應的反應速率和平衡移動的影響是____ 。

　　②該反應的 _____0(填“<”、“=”或“>”)。

　　⑶H3BO 3溶液中存在如下反應：

　　H3BO 3（aq）+H2O（l） [B(OH)4]－(aq)+H＋(aq)已知0.70 molL－1 H3BO 3溶液中，上述反應於298K達到平衡時，c平衡（H+）=2. 0 × 10－5molL－1，c平衡（H3BO 3）≈c起始（H3BO 3），水的電離可忽略不計，求此溫度下該反應的平衡常數K（H2O的平衡濃度不列入K的表示式中，計算結果保留兩位有效數字）

　　9．（2010山東卷.28）硫－碘迴圈分解水制氫主要涉及下列反應：

　　Ⅰ SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI

　　Ⅱ 2HI H2＋I2

　　Ⅲ 2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O

　　⑴分析上述反應，下列判斷正確的是。

　　a．反應Ⅲ易在常溫下進行

　　b．反應Ⅰ中SO2氧化性比HI強

　　c．迴圈過程中需補充H2O

　　d．迴圈過程中產生1mol O2的同時產生1mol H2

　　⑵一定溫度下，向1L密閉容器中加入1mol HI(g)，發生反應Ⅱ，H2物質的量隨時間的變化如圖所示。

　　0~2 min內的平均放映速率v(HI)＝。該溫度下，H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數K＝。

　　相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質的量是原來2倍，則是原來的2倍。