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【创新设计】(江苏专用)2023高考化学二轮复习 下篇 专题三 微题型十四 化学反应速率与化学平衡原理的综合应用

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微题型十四化学反应速率与化学平衡原理的综合应用[题型专练]不定项选择1.在一定条件下,取一定量X和Y在恒容密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(g)cM(g)+dN(g) ΔH=QkJ·mol-1,达到平衡时,M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示,下列判断正确的是(  )A.a+b>c+dB.Q<0C.E点X的转化率>F点X的转化率D.E点的平衡常数<F点的平衡常数解析 容器容积不变的情况下,随着温度的升高,M的平衡浓度逐渐增大,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,故Q>0,B项错误。在同温度下,比较两条曲线上某两个点,比如就比较两个曲线的起点,可知当容器容积缩小到原来的三分之一时,M的平衡浓度没有增大到原来的三倍(0.6mol·L-1),而是0.5mol·L-1,说明平衡逆向移动了,故a+b<c+d,A项错误。由E点到F点,温度升高、压强减小,这两个改变条件均有利于平衡正向移动,故E点X的转化率<F点X的转化率,C项错误。对于吸热反应,温度越高,平衡常数越大,所以F点的平衡常数肯定大于E点的平衡常数,D项正确。答案 D2.在体积为1L的恒容密闭容器中进行反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH,反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2):反应时间/minn(NO)/moln(CO)/moln(N2)/moln(CO2)/mol02100t1---0.4t2-0.6--下列说法正确的是(  )A.0~t1min内,v(N2)=mol·L-1·min-1B.若向平衡体系中充入少量O2,平衡不移动C.若升高温度时,NO的转化率减小,则该反应的ΔH<0D.保持其他条件不变,向平衡体系中再充入0.6molCO和0.6molN2\n,平衡向正反应方向移动解析 A项,0~t1min内,v(CO2)=mol·L-1·min-1,则v(N2)=mol·L-1·min-1,正确;B项,O2易与NO发生反应,使NO浓度减小,平衡向左移动,错误;C项,升高温度,NO的转化率减小,平衡向左移动,则正反应放热,正确;D项,由表中数据得,t1min时NO、CO、N2的物质的量分别为1.6mol、0.6mol、0.2mol,而t2min时,CO的物质的量不变,说明在t1min时反应已达平衡,则K=,再充入0.6molCO和0.6molN2,Qc==K,平衡不移动,错误。答案 AC3.T温度下,向2.0L恒容密闭容器中充入2.0molNO2和1.0molO3,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如下表所示。t/s0361224n(O2)/mol00.360.600.800.80下列有关说法正确的是(  )A.反应在0~3s内的平均速率v(NO2)=0.24mol·L-1·s-1B.24s后,若保持其他条件不变,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44mol·L-1,则反应的ΔH<0C.在T温度下,起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2,反应达到平衡时,压强为起始时的0.88倍D.在T温度下,起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2,达到平衡时,N2O5的转化率大于20%解析 v(NO2)=2v(O2)=2×=0.12mol·L-1·s-1,A错误;24s时,c(O2)==0.40mol·L-1,降低温度,c(O2)增大为0.44mol·L-1,即降低温度,平衡向正反应方向移动,故正反应为放热反应,B正确;C项中投料与题干投料等效,且反应条件也相同,达到平衡时,n(O2)=n(N2O5)=0.80mol,n(NO2)=0.40mol,n(O3)=0.20mol,故平衡时压强与起始压强比==0.88,C正确;D项投料等于题干条件下投料的2倍,若D项对应容器为4.0L时,与题干平衡是等效平衡,此时N2O5的转化率为20%,现将该容器压缩为2.0L,则平衡右移,即N2O5\n的转化率小于20%,D错误。答案 BC4.一定温度下,4个容积均为1L的容器中,分别进行反应[各容器中的C(s)都为足量]:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=131.3kJ·mol-1在某时刻,测得有关物质的浓度(单位:mol·L-1)及正、逆反应速率的关系如下表:容器编号c[H2O(g)]c[CO(g)]c[H2(g)]v(正)、v(逆)关系Ⅰ0.060.600.10v(正)=v(逆)Ⅱ0.121.200.20?Ⅲ0.160.500?Ⅳ0.120.30?v(正)=v(逆)下列说法正确的是(  )A.在容器Ⅲ中,反应达到平衡时吸收的热量为13.13kJB.若将平衡时Ⅰ、Ⅳ中的物质混合于容积为1L的容器中,则反应仍处于平衡状态C.在容器Ⅱ中,v(正)<v(逆)D.在容器Ⅳ中,H2的浓度为0.50mol·L-1解析 A项中容器Ⅲ达到平衡(同Ⅰ)时,吸收的热量为(0.16mol-0.06mol)×131.3kJ·mol-1=13.13kJ,故该项正确;B项中只有将平衡时Ⅰ、Ⅳ中的物质混合于容积为2L的容器中,反应才能处于平衡状态,故该项错误;C项中容器Ⅱ中Qc==2>1(容器Ⅰ、Ⅳ平衡时的平衡常数为1),平衡将逆向移动,则v(正)<v(逆),故该项正确;D项中根据容器Ⅰ、Ⅳ处于平衡状态,其平衡常数相同,据此可计算出Ⅳ中H2的浓度为0.40mol·L-1,故该项错误。答案 AC5.在20L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强下的变化如图所示,p2和195℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。下列说法正确的是(  )A.p1<p2,ΔH<0\nB.0~3min,平均速率v(CH3OH)=0.8mol·L-1·min-1C.在p2及195℃时,该反应的平衡常数为25D.在B点时,v(正)>v(逆)解析 按曲线中压强不变(任选一条曲线),温度升高,CO的转化率减小,则正反应放热,ΔH<0,在曲线上作100℃时的垂线,p1→p2,CO的转化率增大,则是加压过程,即p1<p2选项A正确;v(CH3OH)=v(H2)=×4mol/(20L×3min)=mol·L-1·min-1,选项B错误;A点的平衡浓度:c(H2)=0.2mol·L-1,c(CH3OH)=0.1mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,反应的平衡常数K=c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]=25,选项C正确;B趋向A,即反应向CO转化率减小的方向(即逆向移动)进行,故v(正)<v(逆),选项D错误。答案 AC6.已知反应O2(g)+2Cl2(g)2Cl2O(g) ΔH>0。在三个恒温、恒容的密闭容器中分别充入1molO2与2molCl2,测得平衡时O2的转化率如下表所示。容器编号温度/℃容器体积/L平衡时O2的转化率平衡时的压强/Pa①200V150%p1②200V270%p2③350V350%p3下列说法正确的是(  )A.起始反应速率:③>①>②B.平衡时压强:p1<p2C.容器体积:V1<V3D.若容器②中O2和Cl2用量均加倍,则平衡时O2的转化率小于70%解析 ①②容器的体积不同,平衡时,容器②中O2的转化率更高,说明平衡右移,则容器②的压强比容器①的大,即p2>p1,则V2<V1,故反应速率②>①,A错误,B正确;若V1=V3,则平衡时,由于正反应是吸热反应,故应是350℃时O2的转化率更高,而此时两容器转化率均为50%,说明V3>V1,C正确;对D项,假设将2molO2与4molCl2充入容器④(体积为2V2L,其余条件均与容器②一样),则平衡时O2的转化率为70%,此时将容器④的体积压缩为V2L,则平衡右移,O2的转化率大于70%,D错误。答案 BC\n7.在温度相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.7kJ·mol-1):容器甲乙丙反应物投入量1molCO、2molH21molCH3OH2molCH3OHCH3OH的浓度(mol·L-1)c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ平衡时压强(Pa)p1p2p3反应物转化率α1α2α3下列说法不正确的是(  )A.c1=c3B.a+<90.7C.2p2>p3D.α1+α3=1解析 甲、乙建立的是等效平衡,且是等同平衡,一个是从正反应方向建立平衡,一个是从逆反应方向建立平衡。因此有c1=c2,a+b=90.7,α1+α2=1,p1=p2。丙相对于乙,起始浓度为乙的2倍,体积不变,相当于压强增大,平衡正向移动。三者的关系可用图示表示为。c3>2c1,a+<90.7,2p2>p3,α1+α3<1。答案 AD8.硫酸的消费量是衡量一个国家化工水平的标志。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下,在甲、乙、丙三个均为2L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示:甲乙丙起始物质的量n(SO2)/mol0.40.80.8n(O2)/mol0.240.240.48SO2的平衡转化率80%α1α2下列判断中,正确的是(  )A.甲中反应的平衡常数小于乙B.平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍C.该温度下,平衡常数值为400\nD.平衡时,SO2的转化率:α1<80%<α2解析 三个容器中温度相同,平衡常数不变,选项A错误;丙容器可以虚拟成将两个平衡后的甲容器压缩成一个甲容器,压缩过程中平衡正向移动,则丙中c(SO3)大于甲中的2倍,80%<α2,选项B错误;根据甲容器中的数据,有   2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始浓度 0.2  0.12   0变化浓度0.160.080.16平衡浓度0.040.040.16平衡常数K=0.162/0.043=400,选项C正确;乙容器可以虚拟在甲容器平衡后加入0.4molSO2,平衡正向移动,SO2的转化率降低,即α1<80%,结合B项分析可知,选项D正确。答案 CD9.在容积为2L的3个密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)xC(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:容器甲乙丙反应物投入量3molA、2molB6molA、4molB2molC到达平衡的时间(min)58A的浓度(mol·L-1)c1c2C的体积分数w1w3混合气体密度(g·L-1)ρ1ρ2下列说法正确的是(  )A.若x<4,则2c1>c2B.若w3=w1,可断定x=4C.无论x的值是多少,均有2ρ1=ρ2D.容器甲中反应从开始达到平衡平均速率为v(A)=0.3mol·L-1·min-1解析 对比甲、乙,乙的投料量是甲的2倍,通过“放大缩小”分析。丙的判断是建立x与4的关系上,即该反应是气体体积减小,还是不变,增大。A项,若甲、乙建立等效平衡,则2c1=c2,但乙相对于甲而言,相当于体积减小压强增大,由于x<4,则平衡正向移动,所以2c1>c2,正确;B项,若x=4,则2molC相当于1.5molA和0.5molB,两种情况下A与B的物质的量之比不相等,故恒温恒容条件下ω与ω3\n不可能相等,错误;C项,起始时乙投入的量是甲的2倍,根据质量守恒定律知,反应前后总质量不变,而容积体积又相等,故有2ρ1=ρ2,正确;D项,v(A)=,错误。答案 AC[对点回扣]1.应用勒夏特列原理分析平衡移动的两个注意(1)不要把v正增大与化学平衡向正反应方向移动等同,只有v正>v逆时,才使化学平衡向正反应方向移动。(2)不要把化学平衡向正反应方向移动与反应物转化率的提高等同,当反应物总量不变时,化学平衡向正反应方向移动,反应物的转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使化学平衡向正反应方向移动时,会使另一种反应物的转化率提高,而本身的转化率降低。2.速率、平衡图像题的解题模板(1)定特点:分析确定化学反应特点。(2)看图像:一看面(纵、横坐标的意义);二看线(线的走向和变化趋势);三看点(起点、拐点、终点);四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线);五看量的变化(如浓度变化、温度变化)。(3)想规律:联想平衡移动原理,分析条件对反应速率、化学平衡移动的影响。(4)作判断:利用原理,结合图像,分析图像中所代表反应速率变化或化学平衡的线,作出判断。3.有关化学平衡计算的常用技巧:(1)三步法三步法是化学平衡计算的一般格式,根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量。但要注意计算的单位必须保持统一,可用mol、mol/L,也可用L。(2)差量法差量法用于化学平衡计算时,可以是体积差量、压强差量、物质的量差量等等。(3)极端假设法化学平衡研究的对象是可逆反应,这类反应的特点是不能进行到底。据此,若假定某物质完全转化(或完全不转化),可求出其它物质的物质的量(或物质的量浓度、气体体积)的范围。(4)其他方法\n讨论法、等效平衡法、虚拟状态法、赋值法、估算法、守恒法等。

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发布时间:2022-08-25 22:07:11 页数:8
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文章作者:U-336598

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