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【走向高考】2016高考化学二轮复习习题:专题8化学反应速率和化学平衡


第一部分
一、选择题

专题八

1 . (2015· 河北衡水中学三模 ) 已知反应: 2NO(g) + Br2(g)===2NOBr(g) 的活化能为 a kJ/mol,其反应机理如下: ①NO(g)+Br2(g)===NOBr2(g) 慢 ②NO(g)+NOBr2(g)===2NOBr(g) 快 下列有关该反应的说法正确的是

( A.反应的速率主要取决于②的快慢 B.反应速率 v(NO)=v(NOBr)=2v(Br2) C.NOBr2 是该反应的催化剂 D.该反应的焓变等于 a kJ/mol 解析:A 项,反应速率的快慢主要取决于慢反应①的速率;B 项,反应速率之比等于化 学计量数之比,根据总反应式知 v(NO)=v(NOBr)=2v(Br2);C 项,NOBr2 是反应①的生成 物,是反应②的反应物,不是催化剂,D 项,a kJ/mol 是总反应的活化能,不是焓变。 答案:B 2.(2015· 诲淀期末)N2(g)+3H2(g)???? 2NH3(g) 高温、高压 措施能提高 N2 转化率的是( )
催化剂

)

ΔH<0。当反应达到平衡时,下列

①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加 N2 的浓度 ④加压 A.①④ C.②③ B.①② D.③④

解析: 本题考查了化学平衡的有关知识, 意在考查考生灵活运用勒夏特列原理分析问题 的能力。该反应为放热反应,降低温度平衡右移,N2 的转化率增大,①对;该反应为气体 分子数减小的反应,增大压强平衡右移,N2 的转化率增大,④对;恒压下通入惰性气体, 相当于减小压强,平衡左移,N2 的转化率减小,②错;增加 N2 的浓度,H2 的转化率增大, 但 N2 的转化率减小,③错。本题选 A。 答案:A 3 . (2015· 兰州一中模拟 ) 某温度下,体积一定的密闭容器中进行可逆反应: X(g) + Y(g)??Z(g)+W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( A.加入少量 W,逆反应速率增大 B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡 C.升高温度,平衡逆向移动 D.平衡后加入 X,上述反应的 ΔH 增大 解析:W 是固体,加入少量 W,反应速率不变,A 错误;该反应在反应前后气体分子 )

数不相等, 当容器中气体压强不变时, 容器中气体的物质的量不变, 反应达到平衡, B 正确; 升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即正向移动,C 错误;ΔH 不因平衡的移动而改变, D 错误。 答案:B 4.(2014· 南宁适应性测试)MgO 可用于制备特种陶瓷,在一定条件下,通过下列反应制 备: MgSO4(s)+CO(g)??MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0, 上述反应达到平衡后保持其他条件不变,下列说法正确的是( A.加入催化剂,反应的 ΔH 变大 B.升高温度,混合气体的密度增大 C.压缩容器,反应吸收的热量不变 D.分离出部分 MgO,可增大 CO 的转化率 解析:反应热与是否使用催化剂无关,A 错误。该反应是吸热反应,升高温度平衡正向 移动,混合气体的质量增大,又容器体积不变,因此混合气体的密度增大,B 正确。压缩容 器,平衡逆向移动,反应吸收的热量减小,C 错误。MgO 是固体,改变其量对平衡无影响, D 错误。 答案:B 5.(2015· 北京市房山区高三 4 月模拟)某体积可变的密闭容器,盛有适量 A 和 B 的混合 气体,在一定条件下发生反应:A+3B??2C。若维持温度和压强不变,当达到限度时容 器的体积为 V L,其中 C 气体的体积占 10%。下列推断正确的是( ) )

①原混合气体的体积为 1.2V L ②原混合气体的体积为 1.1V L ③反应达到限度时气 体 A 消耗掉 0.05V L ④反应达限度时气体 B 消耗掉 0.05V L A.②③ C.①③ B.②④ D.①④

解析:本题考查了化学平衡的计算相关知识。根据题意可推出 C 气体生成体积和 A、B 两气体的消耗体积: A + 3B ?? 反应量 0.05V 0.15V 2C 0.1V

反应达平衡后剩余的 A、B 气体体积为 0.9V,而 A、B 两种气体已消耗的体积为 0.05V +0.15V=0.2V,因此原混合气体的体积为 0.9V+0.2V=1.1V,反应达平衡时气体 A 消耗掉 0.05V L。 答案:A 6. (2015· 辽宁营口期末)在一定条件下的密闭容器中, 发生反应 N2(g)+O2(g)??2NO(g) ΔH=+180.5 kJ· mol 1,下列说法正确的是(


)

A.平衡后升高温度,混合气体中 N2 的含量降低 B.当 v 正(O2)=v 正(NO)时,反应达到化学平衡 C.改变压强,平衡不移动的原因是化学反应速率不变 D.1 mol N2(g)和 1 mol O2(g)反应,达到平衡时吸收的热量为 180.5 kJ 解析:该反应的正反应为吸热反应,升温后平衡正向移动,N2 的含量降低,A 项正确; 所给的两个速率数据均为正反应的数据,不能用于判断反应是否达到平衡状态,B 项错误; 由于该反应是反应前后气体体积不变的反应,加压后速率增大,但平衡不移动,C 项错误; 由于该反应为可逆反应,1 mol N2 和 1 mol O2 不可能完全反应,达到平衡时,吸收热量小于 180.5 kJ,D 项错误。 答案:A 7.(2015· 株洲一模)对于达到平衡的可逆反应 X+Y??W+Z(已配平),在 t 时刻增大 压强(其他条件不变),正、逆反应速率(v)变化的情况如图所示。下列对 X、Y、W、Z 四种 物质状态的描述正确的是( )

A.W、Z 均为气体,X、Y 中只有一种为气体 B.X、Y 均为气体,W、Z 中只有一种为气体 C.X、Y 或 W、Z 中均只有一种为气体 D.X、Y 均为气体,W、Z 均为液体或固体 解析: 本题考查了化学平衡及图象分析知识, 意在考查考生对知识的理解能力和图象分 析能力。由图象可知,增大压强,正、逆反应速率都增大,且平衡正向移动,而增大压强时 平衡应向气体分子数减小的方向移动,分析可知 B 选项正确。 答案:B 8.(2015· 日照调研)向密闭容器中充入物质 A 和 B,发生反应 aA(g)+bB(g)??cC(g)。 反应过程中,物质 A 的体积分数和 C 的体积分数随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法 正确的是( )

A.该反应在 T1、T3 温度时达到过化学平衡 B.该反应在 T2 温度时达到过化学平衡

C.该反应的逆反应是放热反应 D.升高温度,平衡会向正反应方向移动 解析:本题考查了化学平衡知识,意在考查考生分析化学图象的能力。T2 之前 A 的体 积分数减小,C 的体积分数增大,是因为反应未达到平衡,T2 之后 A 的体积分数增大,C 的体积分数减小,是因为反应在 T2 时达到平衡后,升高温度平衡向逆反应方向移动,故 B 项正确,C、D 项错误。在 T1 和 T3 时,A 的体积分数均与 C 的体积分数相等,但 T1 时反应 没有达到平衡状态,A 项错误。 答案:B 9.(2015· 南昌零模)某恒定温度下,在一个 2 L 的密闭容器中充入 A 气体,B 气体,测 得其浓度为 2 mol/L 和 1 mol/L;且发生如下反应: 3A(g)+2B(g)??4C(?)+2D(?) 已知“?”代表 C、D 状态未确定;反应一段时间后达到平衡,测得生成 1.6 mol C, 且反应前后压强比为 5∶4,则下列说法中正确的是( c4?C?· c2?D? ①该反应的化学平衡常数表达式为:K= 3 c ?A?· c2?B? ②此时 B 的转化率为 35% ③增大该体系压强,平衡向右移动,但化学平衡常数不变 ④增加 C 的量,A、B 转化率不变 A.①② C.①④ B.②③ D.③④ )

解析:本题考查化学平衡原理及转化率的计算,意在考查考生的分析能力和判断能力。 3A(g)+2B(g)??4C(?)+2D(?) 开始( mol/L): 2 转化(mol/L): 0.6 平衡( mol/L): 1.4 1 0.4 0.6 0 0.8 0.8 0 0.4 0.4

p前 设平衡时气体总的物质的量浓度为 x mol/L, 根据压强之比等于物质的量之比可得: = p后 n1 n1 3 5 3 ,又 = ,故 = ,可得 x=2.4,从而可知 C 为固体或液体,D 为气体。故化学平衡常 n2 n2 x 4 x c?D? 数的表达式为:K= 3 ,①错误;B 的转化率为 40%,②错误;该反应是一个反应 c ?A?· c2?B? 后气体分子数减小的反应,增大压强,平衡向右移动,平衡常数只与温度有关,温度不变平 衡常数不变,③正确;由于 C 为固体或液体,增加 C 的量,平衡不发生移动,A、B 的转化 率不变,④正确。本题选 D。 答案:D 10.(2015· 银川一中月考)往 2 L 密闭容器中充入 NO2,在三种不同条件下发生反应:

2NO2(g)??2NO(g)+O2(g),实验测得 NO2 的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成 N2O4)。 下列说法正确的是( ) 浓度(mol· L 1)


时间 实验序号/温度(℃)

(min)

0

10

20

30

40

50

实验 1/800 实验 2/800 实验 3/850

1.00 1.00 1.00

0.80 0.70 0.50

0.65 0.50 0.40

0.55 0.50 0.15

0.50 0.50 0.15

0.50 0.50 0.15

A.实验 2 比实验 1 的反应容器内压强小 B.实验 2 比实验 1 使用了效率更高的催化剂 C.实验 1 比实验 3 的平衡常数大 D.由实验 2 和实验 3 可判断该反应是放热反应 解析:实验 1 和实验 2 相比,化学平衡状态一致,但实验 2 反应速率快,先达到平衡状 态,故实验 2 比实验 1 使用了效率更高的催化剂,B 项正确,A 项错误;由表中数据看出, 实验 3 的温度比实验 1 和实验 2 的高,反应进行的程度也大,故该反应为吸热反应,实验 3 的化学平衡常数大,C、D 项错误。 答案:B 二、填空题 11.(2015· 广东省梅州市高三 5 月总复习质检)有硫酸酸化的草酸(H2C2O4,二元弱酸) 溶液能将 KMnO4 溶液中的 MnO4 转化为 Mn2 。某化学小组研究发现,少量 MnSO4 可对该
- +

反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下: (1)常温下,控制 KMnO4 溶液初始浓度相同,调节不同的初始 pH 和草酸溶液用量,做 对比实验,完成以下实验设计表。 实验 编号 ① ② ③ 初始 pH 1 2 2 0.1 mol/L 草 酸溶液/mL 20 20 40 0.01 mol/L KMnO4 溶液体积/mL 50 50 ____ 蒸馏水 体积/mL 30 30 ____ 待测数据(反应混 合液褪色时间/s) t1 t2 t3

温度

常温 常温 常温

(2)该反应的离子方程式______________________。 (3)若 t1<t2,则根据实验①和②得到的结论是____________________________。 (4)请你设计实验验证 MnSO4 对该反应起催化作用,完成下表中内容。实验方案(不要求 写出具体操作过程)

实验方案(不要求写出具体操作过程)

预期实验结果和结论

___________________________

__________________

(5)化学小组用滴定法测定 KMnO4 溶液物质的量浓度:取 a g 草酸晶体(H2C2O4· 2H2O, 摩尔质量 126 g/mol)溶于水配成 250 mL 溶液,取 25.00 mL 溶液置于锥形瓶中,加入适量稀 H2SO4 酸化,再用 KMnO4 溶液滴定至终点,重复滴定两次,平均消耗 KMnO4 溶液 V mL。 滴定到达终点的现象是: ______________________________ ;实验中所需的定量仪器有 ___________________(填仪器名称)。该 KMnO4 溶液的物质的量浓度为________mol/L。 解析:本题考查化学反应速率影响因素的探究、氧化还原反应滴定。 (1)从表中数据知 道②③组是研究浓度对反应速率的影响,为了实验的可对比性,溶液的体积控制为 100 mL, 改变 KMnO4 的浓度, 故 KMnO4 溶液用 50 mL 再加 10 mL 水。 (2)反应的离子方程式 5H2C2O4 +2MnO4 +6H ===10CO2↑+2Mn2 +8H2O。(3)若 t1<t2,说明溶液酸性较强时反应较快,
- + +

那么则根据实验①和②得到的结论是:溶液的 pH 对该反应的速率有影响。(4)设计实验验证 MnSO4 对该反应起催化作用时控制其他条件相同,一组不加催化剂,另一组加催化剂进行 对比,所以操作和结论为: 实验方案(不要求写出具体操作过程) 往反应混合液中加入少量 MnSO4 固体,控制 其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 预期实验结果和结论 若反应混合液褪色时间小于实验①中的 t1, 则 MnSO4 对该反应起催化作用(若褪色时间相 同,则 MnSO4 对该反应无催化作用)

(5)用 KMnO4 溶液滴定至终点草酸时滴定到达终点的现象是:滴入一滴 KMnO4 溶液, 溶液呈浅红色,且 30 秒内不褪色;用草酸晶体配制一定物质的量浓度溶液时还要用到:胶 头滴管、托盘天平、250 mL 容量瓶,滴定前草酸量取时要用到:酸式滴定管;a g 草酸晶体 溶于水配成 250 mL 溶液,其物质的量浓度为 2a/63 mol/L,取 25.00 mL 溶液滴定,根据关 系 式 5H2C2O4 ~ 2MnO 4 , 设 KMnO4 溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 为 c mol/L , 则 有 : 5cV = 2×(2a/63)×25,得 c=20a/63 mol/L。 答案:(1)50 10 (2)5H2C2O4+2MnO4 +6H ===10CO2↑+2Mn2 +8H2O
- + + -

(3)溶液的 pH 对该反应的速率有影响 (4) 实验方案(不要求写出具体操作过程) 往反应混合液中加入少量 MnSO4 固体,控制 其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 预期实验结果和结论 若反应混合液褪色时间小于实验①中的 t1, 则 MnSO4 对该反应起催化作用(若褪色时间相

同,则 MnSO4 对该反应无催化作用) (5)滴入一滴 KMnO4 溶液,溶液呈浅红色,且 30 秒内不褪色 胶头滴管、托盘天平、 250 mL 容量瓶、(酸式)滴定管 20a/63 12.(2015· 湖南省张家界市高三 4 月模拟)Ⅰ.在一定温度下,将 2 mol A 和 2 mol B 两种 气体相混合后于容积为 2 L 的某密闭容器中,发生如下反应 3A(g)+B(g)??xC(g)+2D(g), 2 min 末反应达到平衡状态,生成了 0.8 mol D,并测得 C 的浓度为 0.4 mol/L,请填写下列 空白: (1)x 值等于______________________________。 (2)A 的转化率为______________________________。 (3)生成 D 的反应速率为______________________________。 (4)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中 C 的质量分数_______________。 4 (5)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行,开始加入 C 和 D 各 mol,要使平 3 衡时各物质的质量分数与原平衡时完全相等,则还应加入物质__________________mol。 Ⅱ.恒温下,将 a mol N2 与 b mol H2 的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生 如下反应: N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) (1)若反应进行到某时刻 t 时,nt(N2)=13 mol,nt(NH3)=6 mol,则 a=________。 (2)反应达平衡时, 混合气体的体积为 716.8 L(标准状况下), 其中 NH3 的体积分数为 25%。 则平衡时 NH3 的物质的量为________。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比, 下同), n(始)∶n(平) =________。 (4)达到平衡时,N2 和 H2 的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=________。 解析: 本题考查利用三段式法结合化学方程式计算。 Ⅰ.(1)平衡时 C 的浓度为 0.4 mol/L, 故生成 C 的物质的量为 0.4 mol/L×2 L=0.8 mol, 物质的量之比等于化学计量数之比, 故 0.8 mol∶0.8 mol=x∶2,解得 x=2;(2)平衡时 n(D)=0.8 mol,由方程式可知参加反应的 n(A) 0.8 mol 2L 3 = ×n(D)=1.2 mol,故 A 的转化率为 1.2 mol/2 mol=60%;(3)生成 D 的反应速率= 2 2 min =0.2 mol/(L· min);(4)反应前后气体的物质的量不变,增大压强,平衡不移动,平衡体系中 C 的质量分数不变;(5)该反应前后气体的物质的量不变,恒温恒容下,按化学计量数转化 到左边,满足 n(A)∶n(B)=2 mol∶2 mol=1∶1 即可,开始加入 C 和 D 各 4/3 mol,由化学 方程式 3A(g)+B(g)??2C(g)+2D(g)可知转化到左边, 可以得到 A 为 4/3 mol×3/2=2 mol, 得到 B 为 4/3 mol×1/2=2/3 mol,故还需要加入 B,加入 B 的物质的量为 2 mol-2/3 mol= 4/3 mol。

Ⅱ.(1)根据方程式计算: N2(g) + 3H2(g)????2NH3(g) 起始(mol): 转化(mol): t 时刻(mol): a 3 a- 3 b 9 b-9 0 6 6
催化剂

所以 a-3=13,则 a=16; (2)反应平衡时,混合气体为 =8 mol; (3)利用差量法计算: N2(g)+3H2(g)????2NH3(g),物质的量减少 Δn 1 mol 3 mol 转化: 4 mol 12 mol 2 mol 8 mol 2 mol 8 mol
催化剂

716.8 L =32 mol,其中 NH3 的物质的量为 32 mol×25% 22.4 L/mol

故原混合气体为 32 mol+8 mol=40 mol, 则原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比 n(始)∶n(平)=40 mol∶32 mol=5∶4; (4)达到平衡时,N2 和 H2 的转化率之比 α(N2)∶α(H2)= 4 mol 12 mol ∶ =1∶2。 16 mol 24 mol 4 3

答案:Ⅰ.(1)2 (2)60% (3)0.2 mol/(L· min) (4)不变 (5)B Ⅱ.(1)16 (2)8 mol (3)5∶4 (4)1∶2


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