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1、精品文档高考化学第6讲化学反应速率和化学平衡(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(共7个小题，每小题6分，共42分)1(2013泰安高三质检)在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的浓度变化情况如图，下列说法错误的是()。A反应可表示为3XY2ZB从反应开始到0.4 s时，以Y表示的化学反应速率为0.25 molL1s1C增大压强使平衡向生成Z的方向移动，正逆反应速率均增大D升高温度，平衡常数一定增大解析从反应开始到0.4 s时，X、Y、Z的物质的量浓度变化量分别为0.3 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1，则其化学计量数之比为312，A正确。从反应开始到0.4 s时，
2、以Y表示的化学反应速率为0.25 molL1s1，B正确。增大压强，正逆反应速率均增大，但增大的倍数不同，C正确；由于不知道反应是吸热还是放热，故升高温度，平衡常数可能增大也可能减小，D不正确。答案D2(2013济南市高三质检)对于可逆反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述正确的是()。A反应达到平衡时，若两种反应物的转化率相等，则起始投入的n(NH3)n(O2)45B反应达到平衡时，对体系充入稀有气体并加压，平衡总是向逆反应方向移动C反应达到平衡时，若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体，平衡不移动D当v正(NH3)v正(NO)11时，说明该化学反应已经达到平衡解
3、析NH3和O2的转化量之比等于其化学计量数之比，若二者的起始投料之比等于其化学计量数之比，则它们的转化率相等。答案A3利用醋酸二氨合铜Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为Cu(NH3)2AcCONH3Cu(NH3)3AcCO。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示：温度/1550100化学平衡常数510421.9105下列说法正确的是 ()。A上述正反应为吸热反应B15 时，反应Cu(NH3)AcCOCu(NH3)2AcCONH3的平衡常数为0.5C保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率减小D醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收没有影响解析
4、A项，据表可知温度升高，化学平衡常数减小，说明正反应是放热反应，错误；B项，15 时，Cu(NH3)2AcCONH3Cu(NH3)3AcCO的化学平衡常数为5104，则其逆反应的化学平衡常数为2105，错误；C项，该反应的正反应是气体体积缩小的反应，减小压强，平衡逆向移动，CO的转化率减小，正确；D项，增大醋酸二氨合铜溶液的浓度，平衡正向移动，有利于CO的吸收，错误。答案C4(2013重庆调研)一定条件下，向容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，发生如下反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，5 min后反应达到平衡时c(CH3OH)为0.2 m
5、olL1。CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度关系如图所示。下列说法错误的是()。A05 min，CO2的平均反应速率为0.04 mol(Lmin)1B反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)的H0C在T2 时，若反应处于状态D，则一定有v正v逆D若T1 、T2 时的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2解析由反应方程式可知，5 min后CO2转化了0.4 mol，则05 min，CO2的平均反应速率为0.04 mol(Lmin)1，A正确。从图像可以看出，温度升高，c(CO2)增大，说明正反应是放热反应，B正确。在T2 时，若反应处于状态B，则是平衡状态，由DB反应
6、正向进行，一定有v正v逆，C错误。因为该正反应的H0，所以温度升高时平衡逆向移动，平衡常数减小，故K1K2，D正确。答案C5(2013安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)CO(g)MgO(s)CO2(g)SO2(g)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()。选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率解析由于此反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体质量增加，密度增大
7、，A正确；当增加CO的物质的量时，相当于增大体系的压强，CO的转化率减小，CO2与CO的物质的量之比减小，B错误；平衡常数只与温度有关，与SO2的浓度无关，C错误；MgSO4为固体，增加其质量对平衡无影响，所以CO的转化率不变，D错误。答案A6(2013永川区模拟)在我国汽车尾气已成为主要的大气污染物，使用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx和碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少污染。向容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂)，分别充入等量的NOx及C3H6，在不同温度下，发生如下反应：18 NO(g)2C3H6(g)9N2(g)6CO2(g)6H2O(g)；18 NO2(g)4C3
8、H6(g)9N2(g)12 CO2(g)12 H2O(g)分别测定不同温度时NOx的转化率，所得的曲线如图所示。下列说法正确的是()。A该反应的H0B加入催化剂，NO(g)的转化率比NO2(g)的低C分离出H2O(g)可提高碳氢化合物的转化率D增大C3H6(g)的浓度可提高NOx的转化率，具有实际意义解析根据图知NOx的转化率先随温度升高而增大，后随温度升高而减小，表明NOx的转化率最大时达到平衡，此后再升高温度时转化率减小，即平衡逆向移动，则逆反应是吸热反应，A错误；由图知NO(g)的转化率比NO2(g)的低不是加入催化剂引起的，因为催化剂对平衡移动无影响，即不能改变转化率，B错误；分离出H
9、2O(g)即减小生成物的浓度，平衡正向移动，C正确；根据平衡移动原理，增大C3H6(g)的浓度可提高NOx的转化率，但未反应完的C3H6(g)会造成碳氢化合物污染，还会浪费了燃料，不具有实际意义，D错误。答案C7(2013四川理综，6)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)Y(g)2Z(g)，H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是()。A反应前2 min的平均速率v(Z)2.0103mol/(Lmin)B其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前
10、v(逆)v(正)C该温度下此反应的平衡常数K1.44D其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大解析A项，反应前2 min的平均反应速率v(Z)2v(y)24.0103 mol/(Lmin)，错误；B项，降低温度，化学平衡向正反应方向移动，故应为v(逆)v(正)，错误；C项，平衡常数K1.44正确；D项，其他条件不变，再充入0.2 mol Z，相当于对原平衡体系增大压强，平衡不移动，各物质的体积分数保持不变，错误。答案C二、非选择题(共4个题，共58分)8(14分).2012重庆理综，29(1)(2)尿素CO(NH2)2是首个由无机物人工合成的有机物。(1)工业上尿素由CO
11、2和NH3在一定条件下合成，其反应化学方程式为_。(2)当氨碳比4时，CO2的转化率随时间的变化关系如图所示。A点的逆反应速率v逆(CO2)_B点的正反应速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。NH3的平衡转化率为_。.2011重庆理综，29(1)(2)臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是_和_(填分子式)。(2)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 molL1。pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_。在30 、pH4.0条件下，O3的分解速率为
12、_ molL1min1。据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_。(填字母代号)a40 、pH3.0b10 、pH4.0c30 、pH7.0解析.(1)由原子守恒配平。(2)由图知：B点为平衡状态：v正v逆，v逆为最大点，故A点v逆(CO2)小于B点v正(CO2)。B点：CO2 2NH3 CO(NH2)2 H2O开始：1 mol 4mol 0 0变化：0.6 mol 1.2 mol 0.6 mol 0.6 molNH3的平衡转化率100%30%。.(1)O3氧化KI，使I转化为I2的同时本身被还原生成O2。(2)由题意知，pH增大，分解速率增大，OH起催化作用；根据v求
13、解；由表推断知，pH为7.0时，对O3的分解速率影响最大，当pH为3.0、4.0时，温度影响较大，综上可知，分解速率最快的为c，其次为a，最慢的是b。答案.(1)2NH3CO2 CO(NH2)2H2O(2)小于30%.(1)I2O2(2)OH1.00104b、a、c9(2013全国新课标，28)(14分)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g)H85.1 kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.52
14、9.539.53回答下列问题：(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率(A)的表达式为_。平衡时A的转化率为_，列式并计算反应的平衡常数K_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n(总)_ mol，n(A)_ mol。下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a_。反应时间t/h04816c(A)/(molL1)0.10a0.0260.006 5分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为_ molL1。解
15、析(1)要提高A的转化率，实际就是使平衡正向移动，根据方程式的特点正反应为气体物质的量增大的反应，且为吸热反应，可确定采取的措施。(2)由阿伏加德罗定律推论可知，在恒温、恒容条件下，压强与物质的量成正比，将压强变化转化为物质的量变化，从而解决压强与转化率的关系。 A(g)B(g)C(g) 1 0 0 a a a 1a a a所以，解得a(1) mol。(A)(1)100%平衡时A的转化率(1)100%94.1%。(3)与(2)思路相似，应用阿伏加德罗定律推论，得n总0.10。由方程式特点，应用差量法可知，反应过程增加的气体的物质的量，恰好等于反应的A的物质的量。即：0.1n(A)n(总)0.1
16、解得n(A)0.20.1从上表读出4 h时p7.31计算得n(A)0.20.10.051依据此表中相邻两数据的差，即可得出规律。答案(1)升高温度、降低压强(2)100%94.1% A(g) B(g)C(g) 0.10 0 0010(194.1%)0.1094.1%0.1094.1%K1.5(3)0.100.100.051达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.01310(2013重庆市名校一模，9)(16分)2012年11月16日，5名男孩被发现死于贵州省毕节市七星关区街头垃圾箱内，经当地公安部门初步调查，5名男孩是因在垃圾箱内生火取暖导致CO中毒而死亡。(1)CO中毒是由于CO与血液
17、中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白，反应的化学方程式可表示为COHbO2O2HbCO，实验表明，c(HbCO)即使只有c(HbO2)的，也可造成人的智力损伤。已知t 时上述反应的平衡常数K200，吸入肺部O2的浓度约为1.0102 molL1，若使c(HbCO)小于c(HbO2)的，则吸入肺部CO的浓度不能超过_molL1。(2)有如下三个与CO相关的反应：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)HQ1，平衡常数K1Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)HQ2，平衡常数为K2H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)HQ3，平衡常数为K3在不同的温度下K1、K2、K3的数值
18、如下：T/K1K2K37001.472.380.629002.151.67请回答下列问题：Q1、Q2、Q3的关系式：Q3_。K1、K2、K3的关系式：K3_，根据此关系式可计算出上表中900 时，K3的数值为_(精确到小数点后两位)。可进一步推断反应H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)为_(填“放”或“吸”)热反应，Q3_0(填“”、“”或“”)。改变条件使可逆反应H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)已经建立的平衡逆向移动，可采取的措施有_。A缩小容器体积 B降低温度C使用催化剂 D设法增加H2O(g)的量E升高温度(3)在一定条件下，使CO和O2的混合气体13 g充分反应，所
19、得混合气体在常温下与足量的Na2O2固体反应，结果固体增重7 g，则原混合气体中CO的质量是_g。解析(1)K200，所以c(CO)1.0102 moLL11.0106 molL1。(2)第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式等于第三个热化学方程式，故Q3Q1Q2；K1，K2，K3，故K3，当T900 时，K31.29；温度越高，平衡常数越大，说明升高温度导致平衡正向移动，故该反应为吸热反应，即Q30。该反应为反应前后气体分子数不变的反应，故改变容器体积不会使平衡移动，A项错误；因为该反应为吸热反应，降低温度可以使平衡逆向移动，B项正确、E项错误；使用催化剂不能使平衡移动，C项错误；增加生成
20、物的浓度，可以使平衡逆向移动，D项正确。(3)CO2与过氧化钠反应的化学方程式为2CO22Na2O2= 2Na2CO3O2，由化学方程式可知当有88 g CO2参加反应时，固体增重为88 g32 g56 g，由实际增重7 g可知m(CO2)7 g88 g56 g11 g，n(CO2)mol。若CO与氧气反应，CO不足，则n(CO)n(CO2)mol，m(CO)mol28 gmol17 g。若CO与氧气反应，CO过量，则n(O2) mol，故m(CO)13 g mol32 gmol19 g。答案(1)1.0106(2)Q1Q21.29吸BD(3)7或911(创新预测题)(14分)(1)在100
21、恒温条件下将0.100 mol的N2O4充入体积为1 L的真空密闭容器中，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)H0。隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：t/sc/(molL1)020406080100c(N2O4)/(molL1)0.100a0.5b0.4bc(NO2)/(molL1)00.060bc1c2c3请回答下列问题：表中a_，在020 s内N2O4的平均反应速率为_mol(Ls)1。已知100 时该反应的平衡常数为0.36，则表中b、c1、c2的大小关系为_，c3_molL1，达到平衡时N2O4的转化率为_。(2)室温下，把SiO2细粉放入蒸馏水中，不断搅拌，能形成H
22、4SiO4溶液，反应原理如下：SiO2(s)2H2O(l) H4SiO4(aq)H 写出该反应的化学平衡常数K的表达式：_。 实际上，在地球的深处，由于压强很大，固体、液体都会受到影响。在一 定温度下，在10 000 m以下的地球深处，上述反应的方向是_(填“正 方向”、“逆方向”或“不移动”)，理由是_。解析(1)根据表中数据和反应方程式可得(0.100a)0.06012，解得a0.070；由(0.1000.5b)b12，解得b0.100；由(0.1000.4b)c112，解得c10.120，此时0.36，即第60 s时反应已达平衡状态。(2)由于情境陌生，在书写化学平衡常数K的表达式时容易把水和二氧化硅写上。仔细审题会发现二氧化硅是固体，由于H4SiO4溶液的浓度很小，水的浓度可看成常数，故Kc(H4SiO4)。压强增大，分析平衡移动的方向，注意在压强很大的条件下，此时压强对固体、液体的影响不能忽略不计。答案(1)0.0701.5103bc1c2(或c1c2b)0.12060%(2)Kc(H4SiO4)正方向由于固体、液体都会受到大气压强的影响，故此时K的表达式应为K，增大压强时，平衡向正反应方向移动