高考化学二轮复习专题:专题限时集训(七) 化学反应速率和化学平衡(限时:45分钟)(对应学生用书第143页)1.密闭容器中,由H2和CO直接制备二甲醚(CH3OCH3),其过程包含以下反应:ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.1 kJ·mol-1ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1当其他条件相同时,由H2和CO直接制备二甲醚的反应中,CO平衡转化率随条件X的变化曲线如图所示。
下列说法中正确的是( )A.由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应B.条件X为压强C.X增大,二甲醚的产率一定增大D.X增大,该反应的平衡常数一定减小A[根据盖斯定律,将ⅰ×2+ⅱ得:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1,因此由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应,A项正确;若X表示压强,根据2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)可知,压强越大,CO的平衡转化率越大,与图像不符,B项错误;根据图像可知,X可能是温度,温度升高,平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小,二甲醚的产率减小,C项错误;根据图像可知,X可能是CO的浓度,增大CO的浓度,CO的平衡转化率减小,但平衡常数不变,D项错误。
]2.甲、乙两个密闭容器中均发生反应:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH>0,有关实验数据如下表所示:容器容积/L 温度/℃起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min平衡常数C(s) H2O(g) H2(g)甲 2 T1 2 4 3.2 3.5 K1乙 1 T2 1 2 1.2 3 K2A.T1<T2B.K2=1.35C.混合气体的密度始终保持不变D.乙容器中,当反应进行到1.5 min时,n(H2O)=1.4 molB[若T1=T2,则平衡时n(H2)甲=2n(H2)乙,实际上n(H2)甲>2n(H2)乙,因为该反应为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动,说明T1>T2,A项错误;乙容器中反应达平衡时,c(H2O)=0.8 mol·L -1、c (CO 2)=0.6 mol·L -1、c (H 2)=1.2 mol·L -1,K 2=c (CO 2)·c 2(H 2)c 2(H 2O )=0.6×1.220.82=1.35,B 项正确;容器容积不变,碳为固体,正反应方向气体的质量增大,因此反应正向进行时混合气体的密度增大,C 项错误;乙容器中,3 min 内H 2O 减少了1.2 mol ,而前1.5 min 内反应速率大于后1.5 min 内反应速率,故前1.5 min 内H 2O 的物质的量减小的快,反应进行到1.5 min 时,n (H 2O)<1.4 mol ,D 项错误。
]3.已知NO 和O 2经反应①和反应②转化为NO 2,其能量变化随反应过程的图示如下。
①2NO(g)N 2O 2(g) ΔH 1,平衡常数K 1②N 2O 2(g)+O 2(g)2NO 2(g) ΔH 2,平衡常数K 2下列说法中不正确的是( ) A .ΔH 1<0,ΔH 2<0 B .2NO(g)+O 2(g)2NO 2(g)的平衡常数K =K 1/K 2C .表示2NO(g)+O 2(g)2NO 2(g)的ΔH =ΔH 1+ΔH 2D .反应②的速率大小决定2NO(g)+O 2(g)2NO 2(g)的反应速率[答案] B4.(2019·浙江4月选考)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c (H +)或弱碱的c (OH -),油脂在其中能以较快的反应速率水解。
与常温常压水相比,下列说法不正确的是( )A .高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快B .高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快C .高温高压液态水中,c (H +)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解 D .高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c (H +)的酸或相同c (OH -)的碱的水解D [温度升高,油脂的反应速率加快,A 项正确;温度升高,压强增大,导致油脂与水的互溶能力增强,接触面积增大,油脂水解反应速率加快,B 项正确;温度升高,水的离子积常数增大,c (H +)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解,C 项正确;除了c (H +)或c (OH -)的影响之外,还有温度的影响,D 项错误。
]5.(2019·沧州模拟)目前,对碳、氮及化合物的研究备受关注。
已知: Ⅰ.2C(s)+2NO(g)N 2(g)+2CO(g) ΔH =-414.8 kJ·mol -1Ⅱ.2CO(g)+O 2(g)2CO 2(g) ΔH =-566 kJ·mol -1Ⅲ.2CO(g)+2NO(g)N 2(g)+2CO 2(g) ΔH =-759.8 kJ·mol -1回答下列问题:(1)表示碳的燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________________ _____________________________________________________。
(2)某催化剂的M 型、N 型均可催化反应为2CO(g)+O 2(g)===2CO 2(g)。
向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO 和O 2,在相同时间段内,不同温度下测得CO 的转化率(α)如图所示。
①由图推断下列说法正确的是________(填选项字母)。
A .a 、b 、c 、d 点均达到平衡状态 B .该反应的平衡常数K (b )=K (c ) C .b 点反应物的有效碰撞几率最大D .图中五个点对应状态下,a 点反应速率最慢 ②e 点CO 的转化率突然减小的可能原因为_____________________________________________________ _____________________________________________________。
③若b 点容器中c (O 2)=0.5 mol·L -1,则T 0 ℃时该反应的平衡常数K =________。
(3)T 1 ℃时,向刚性容器中充入2 mol NO 和2 mol CO ,发生反应Ⅲ。
5 min 时达到平衡状态,测得容器中n (N 2)=0.8 mol 、c (CO 2)=0.32 mol·L -1。
①0~5 min 内,用NO 表示的反应速率v (NO)=________。
②反应进行到2 min 时,v 正(CO)________v 逆(CO 2)(填“>”“<”或“=”)。
③若升高温度,容器内气体压强________(填“增大”“减小”或“不变”),原因为___________________________________。
[解析] (1)根据盖斯定律,目标反应为C(s)+O 2(g)===CO 2(g)可根据12(Ⅰ+2Ⅱ-Ⅲ)求出ΔH 。
(2)③b 点达到平衡状态,α(CO)=0.4,设起始投入的CO 和O 2的物质的量浓度均为x mol ·L -1,2CO(g)+O 2(g)===2CO 2(g) 起始/(mol·L -1) x x 0 转化/(mol·L -1) 0.4x 0.2x 0.4x平衡/(mol·L -1) 0.6x 0.8x 0.4x因c (O 2)=0.5 mol·L -1,则0.8x =0.5 mol·L -1,x =58mol·L -1,平衡常数K =c 2(CO 2)c 2(CO )·c (O 2)=(0.4x )2(0.6x )2×0.8x =11.8x =89。
(3)①因反应:2CO(g)+2NO(g)N 2(g)+2CO 2(g),反应的NO 的浓度Δc (NO)=Δc (CO 2)=0.32 mol·L -1-0 mol·L -1=0.32 mol·L -1,所以v (NO)=Δc (NO )Δt =0.32 mol·L -15 min =0.064 mol·L -1·min -1。
[答案] (1)C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-393.5 kJ·mol -1(2)①BD ②催化剂失去活性 ③89(3)①0.064 mol·L -1·min -1②> ③增大 升高温度,容积不变,压强增大(或反应Ⅲ为气体分子总数减小的放热反应,温度升高,平衡逆向移动,气体总物质的量增大,压强增大)6.二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应: SO 2(g)+NO 2(g)SO 3(g)+NO(g) ΔH =-42 kJ·mol -1在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n 0(NO 2)/n 0(SO 2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO 2的平衡转化率[α(NO 2)]。
部分实验结果如图所示:(1)如果要将图中C 点对应的平衡状态改变为B 点对应的平衡状态,则应采取的措施是___________________________。
(2)若A 点对应实验中,SO 2(g)的起始浓度为c 0 mol ·L -1,经过t min 达到平衡状态,则该时段化学反应速率v (NO 2)=_____mol·L -1·min -1。
(3)图中C 、D 两点对应的实验温度分别为T C 和T D ,通过计算判断:T C ________T D (填“>”“=”或“<”)。
[解析] (1)由题图可知,C 点对应的平衡状态变为B 点对应的平衡状态,n 0(NO 2)n 0(SO 2)不变,但α(NO 2)增大,即SO 2(g)+NO 2(g)SO 3(g)+NO(g)平衡右移,由于反应前后气体的物质的量不变,且该反应为放热反应,所以采取的措施为降低温度。
(2)A 点对应实验中,SO 2的起始浓度为c 0 mol ·L -1,则NO 2的起始浓度为0.4c 0 mol ·L -1,平衡时NO 2的转化率为50%,所以NO 2的浓度变化为0.4c 0 mol ·L -1×50%=0.2c 0 mol ·L -1,v (NO 2)=0.2c 0 mol ·L -1t min =0.2c 0tmol ·L-1·min -1。