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【创新设计】(浙江专用)2022高考化学一轮复习 特色训练6 速率、平衡图表类综合题(含解析)
【创新设计】(浙江专用)2022高考化学一轮复习 特色训练6 速率、平衡图表类综合题(含解析)
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特色训练6 速率、平衡图表类综合题1.目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。(1)如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为4L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应达平衡后,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。a.升高温度b.充入He(g),使体系压强增大c.将H2O(g)从体系中分离出来d.再充入1molCO2和3molH2(2)在一密闭的容积可变的容器中,一定温度下,加入1molCO2和3molH2,不同压力下反应达平衡时,测得的数据如下表。压强(atm)1251020n(CH3OH)(mol)0.220.300.860.920.96由表中数据可以看出:增大压强,化学平衡向________方向移动,而从2atm加压到5atm,甲醇的物质的量增大较多的原因可能是__________________________________________________________________________________。解析 本题主要考查化学平衡理论的运用,意在考查考生的读图、识表及分析判断能力。(1)a项,由于反应物的总能量大于生成物的总能量,正反应为放热反应,升温,平衡逆向移动,c(CH3OH)减小;b项,充入He(g),平衡不移动,c(CH3OH)不变;c项,将H2O(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,c(CH3OH)增大;d项,再充入1molCO2和3molH2,假设容器扩大一倍,达到平衡时,c(CH3OH)和原来一样,再压缩为原来体积,平衡向正反应方向移动则,c(CH3OH)增大。(2)从表格中的数据不难看出,加压,平衡正向移动,从2atm加压到5atm,甲醇的物质的量增大较多的原因可能是压强增大后,CH3OH和H2O的状态由气态变为液态,有利于化学平衡正向移动,故CH3OH的产量有较大提高。答案 (1)cd (2)正反应 压强增大后,CH3OH和H2O的状态由气态变为液态,有利于化学平衡正向移动,故CH3OH的产量有较大提高6\n2.某温度(T1)下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生煤炭制氢气的一个反应:反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2):反应时间/minn(CO)/molH2O/mol01.200.60t10.80t20.20(1)保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”),H2O的体积分数________(填“增大”、“减小”或“不变”);(2)保持其他条件不变,温度由T1升至T2,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。(3)保持其他条件不变,起始时充入0.5molCO、0.3molH2O、0.4molCO2、0.3molH2,该反应向____________(填“正反应”或“逆反应”)方向建立平衡。(4)起始时向容器中充入0.4molCO和1.20molH2O,到达平衡时,则CO2的平衡浓度为________。解析 (1)增加H2O(g)的浓度,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,平衡的移动只是“减弱”的过程而不是“消除”,所以H2O的体积分数比原平衡大。(2)该反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),由表格可知n(H2O)变化0.4mol,则t2时n(CO)=0.8mol,说明t1就已经平衡。平衡浓度分别为c(CO)=0.4mol·L-1,c(H2O)=0.1mol·L-1,c(CO2)=c(H2)=0.2mol·L-1,K==1,温度升高,K减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应吸热,正反应放热。(3)由起始浓度可计算出浓度商Q=<1,平衡向正反应方向建立。(4)设CO转化浓度为x,有 CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2 0.2 0.6 0 0xxxx(0.2-x)(0.6-x)xxK==1,解得x=0.15mol·L-1答案 (1)增大 增大 (2)放热 (3)正反应(4)0.15mol·L-13.(2022·丽水联考)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。6\n(1)4CO(g)+2NO2(g)===4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是________(填代号)。(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。820℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照下表进行投料,达到平衡状态,K=1.0。起始物质的量甲乙丙n(H2O)/mol0.100.200.20n(CO)/mol0.100.100.20①该反应的平衡常数表达式为________。②平衡时,甲容器中CO的转化率是________。比较下列容器中CO的转化率:乙________甲;丙________甲(填“>”、“=”或“<”)。③丙容器中,通过改变温度,使CO的平衡转化率增大,则温度________(填“升高”或“降低”),平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析 (1)4CO(g)+2NO2(g)===4CO2(g)+N2(g) ΔH<0,该反应是放热反应,当升高温度时,正、逆反应速率都增大,甲中正反应速率在刚升温到T2时没有增大,故错误;升高温度,化学平衡逆向移动,CO的浓度增大,CO的体积分数增大,故丙不正确。(2)②甲容器中起始时n(CO)=n(H2O)=0.10mol,根据平衡常数计算可得到CO的转化率为50%。乙容器中起始时n(H2O)=0.20mol,相当于在甲容器中增大c(H2O),平衡正向移动,n(CO)减少,CO的转化率增大;丙容器中起始时n(CO2)=n(H2)=0.206\nmol,相当于两个甲容器中的量,假设两个甲容器合二为一,反应到达平衡后,缩小体积至一半变成丙容器,对体系加压,平衡不移动,CO的转化率不变化。③丙容器中改变温度,CO的转化率增大说明平衡正向移动,正反应为放热反应,故需降低温度;平衡正向移动,生成物浓度增大,反应物浓度减小,故K增大。答案 (1)乙 (2)①K= ②50% > = ③降低 增大4.(2022·杭州四校联考)铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:温度/℃100011501300平衡常数64.050.742.9请回答下列问题:①该反应的平衡常数表达式K=______,ΔH=______0(填“>”、“<”或“=”)。②在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=________,CO的平衡转化率为________。③欲提高②中CO的平衡转化率,可采取的措施是________。 A.减少Fe的量B.增加Fe2O3的量C.移出部分CO2D.提高反应温度E.减小容器的容积F.加入合适的催化剂(2)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应,下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是________。(3)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式:__________________________________________________________________________________________。欲使上述体系中Al3+浓度增加,可加入的物质是________。解析 (1)①书写平衡常数的表达式时固体不需写入。由表可知温度越高,K越小,可知升高温度平衡向逆反应方向移动,所以正反应为放热反应,ΔH<0。② Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)c(始)(mol·L-1)0.10.1c(转)(mol·L-1)xxc(平)(mol·L-1)0.1-x0.1+x由K=64.0=,解得x=0.06,故v(CO2)=0.006mol·L-1·min-16\n。CO的转化率为60%。③该反应的正反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,CO平衡转化率降低,这是一个反应前后气体体积不变的反应,不能从压强方面考虑,Fe、Fe2O3为固体,也不影响平衡,所以应从CO、CO2的浓度方面考虑。(2)铝热反应在常温下不反应,高温时瞬间反应。(3)欲使Al3+浓度增加,根据Al(OH)3发生碱式电离的方程式:Al(OH)3Al3++3OH-,使平衡右移,可加入酸性物质,如HCl、H2SO4等。答案 (1)①c3(CO2)/c3(CO) < ②0.006mol·L-1·min-1 60% ③C (2)b (3)Al(OH)3H++AlO+H2O 盐酸(合理即可)5.(2022·丽水模拟)在100℃时,将0.40mol的二氧化氮气体充入2L真空的密闭容器中,每隔一段时间就对该容器内的物质进行分析,得到数据如表所示:时间(s)020406080n(NO2)/mol0.40n10.26n3n4n(N2O4)/mol0.000.05n20.080.08(1)在上述条件下,从反应开始直至20s时,二氧化氮的平均反应速率为________mol·L-1·s-1。(2)n3________n4(填“>”、“<”或“=”),该反应的平衡常数为________(保留小数点后一位)。(3)若在相同情况下,最初向该容器中充入的是四氧化二氮气体,要达到上述同样的平衡状态,四氧化二氮的起始浓度是________mol·L-1,假设在80s时达到平衡,请在图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。(4)达到平衡后,如升高温度,气体颜色会变深,则升高温度后,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)达到平衡后,如向该密闭容器中再充入0.32mol氦气,并把容器体积扩大为4L,则平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”),其理由是________________________________________________________________________________________________________________________。解析 (2)根据已知表中的数据可知60~80s反应已达到平衡,故n3=n4。由方程式2NO2(g)N2O4(g)及平衡常数公式可计算出其平衡常数约为2.8。(3)因温度、体积不变,故达到等效平衡时需要N2O4的起始物质的量为0.20mol,即浓度为0.10mol·L-1。(5)由于再充入0.32mol氦气时对平衡无影响,但容器体积扩大为4L6\n时相当于给原平衡减压,故平衡逆向移动。答案 (1)0.0025 (2)= 2.8 (3)0.10 如图(4)减小 (5)向左移动 氦气是稀有气体,不参与反应;扩大体积的瞬间,c(NO2)和c(N2O4)都降低为原来的一半,使c(N2O4)/c2(NO2)增大,并大于该温度下的平衡常数K,平衡会向左移动(或氦气是惰性气体,不参与反应,扩大体积相当于减小压强,平衡向左移动)6
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高考 - 一轮复习
发布时间:2022-08-25 15:17:33
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