高考模拟题化学反应速率和化学平衡解答题(3)

2018-07-15试题

【归纳与思考】

【自主检测】

  一、选择题(每题有1-2的答案)

  1、2009年高考宁夏卷理综

  10.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是

  实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O

  V/mL c/(molL—1) V/mL c/(molL—1) V/mL

  A 25 5 0.1 10 0.1 5

  B 25 5 0.2 5 0.2 10

  C 35 5 0.1 10 0.1 5

  D 35 5 0.2 5 0.2 10

  2.在一定温度下,反应1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于

  A. 5% B. 17% C. 25% D.33%

  3、2009年高考北京卷理综

  9.已知:H2(g)+I2(g) 2HI(g);△H < 0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是

  A.甲、乙提高相同温度 B.甲中加入0.1 mol He,乙不变

  C.甲降低温度,乙不变 D.甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2

  4、2009年高考安徽卷

  11.汽车尾气净化中的一个反应如下:

  NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g) ⊿H=-373.4kJ/mol

  在恒容得密闭容器中,反应达平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是

  5、2009年高考四川卷理综

  13.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应

  kJ/mol。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气

  体体积的关系如下表所示:

  气体体积/L

  C(Y)/molL-1 1 2 3

  100 1.00 0.75 0.53

  200 1.20 0.90 0.63

  300 1.30 1.00 0.70

  下列说法正确的是

  A.m>n

  B.Q<0

  C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少

  D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动

  6、取5等份NO2 ,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:

  2NO2(g) N2O4(g),△H<0 反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分量(NO2%),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是

  7、2009年高考广东卷化学试题

  难挥发性二硫化钽(TaS2 )可采用如下装置提纯。将不纯的TaS2 粉末装入石英管一端,抽真空后引入适量碘并封管,置于加热炉中。反应如下:

  下列说法正确的是

  A.在不同温度区域,TaI4 的量保持不变

  B.在提纯过程中,I2 的量不断减少

  C.在提纯过程中,I2 的作用是将TaS2 从高温区转移到低温区

  D.该反应的平衡常数与TaI4 和S2 的浓度乘积成反比

  8、T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是

  A.容器中发生的反应可表示为:3X(g)+Y(g) 2Z(g)

  B.反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率 v(X)=0.3mol/(Lmin)

  C.保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数K减小

  D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强

  二、非选择题

  9、2009年高考全国II理综

  27.(15分)某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示。

  (1)根据左表中数据,在右图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线:

  t/min X/mol Y/mol Z/mol

  0 1.00 1.00 0.00

  1 0.90 0.80 0.20

  3 0.75 0.50 0.50

  5 0.65 0.30 0.70

  9 0.55 0.10 0.90

  10 0.55 0.10 0.90

  14 0.55 0.10 0.90

  (2) 体系中发生反应的化学方程式是___________________________;

  (3) 列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率:____;

  (4) 该反应达到平衡时反应物X的转化率 等于______;

  (5) 如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线①、②、③(如右图所示)则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是:① _______ ②_______ ③________

  10、Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2 ,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。

  【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比实验。

  (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

  【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图。

  (2)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在50—150s内的反应速率;

  v(p-CP)= molL-1s-1

  【解释与结论】

  (3)实验①②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2 的角度分析原因:

  (4)实验③得出的结论是:pH=10时,

  【思考与交流】

  (5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中信息,给出一种迅速停止反应的方法:

  11、(10分)甲酸甲酯水解反应方程式为:

  HCOOCH3(l)+H2O(l) HCOOH(l)+CH3OH(l);△H>0

  某小组通过试验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表:

  组分 HCOOCH3 H2O HCOOH CH3OH

  物质的量/mol 1.00 1.99 0.01 0.52

  甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:

  (1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:

  反应时间范围/min 0~5 10~15 20~25 30~35 40~45 50~55 75~80

  平均反应速率/(10-3molmin-1) 1.9 7.4 7.8 4.4 1.6 0.8 0.0

  请计算15—20min范围内甲酸甲酯的减少量为 mol,甲酸甲酯的平均反应速率为 molmin—1(不要求写出计算过程)。

  (2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因: 。

  (3)上述反应的平衡常数表达式为: ,则该反应在温度T1下的K值为 。

  (4)其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

  12、(10分)

  (1)已知可逆反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g);ΔH>0,请回答下列问题。

  ① 若要增大M的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为 (填序号)。

  A.加入一定量M B.降低反应温度 C.升高反应温度

  D.缩小容器体积 E.加入催化剂 F.分离出一定量P

  ② 在某温度下起始反应物的浓度分别为:c(M)=1 molL-1,c(N)=2.4molL-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为 ;若保持温度不变,起始反应物的浓度改为:c(M)=4molL-1,c(N)=a molL-1,达到平衡后,c(P)=2 molL-1,则a= molL-1。

  (2)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。试根据下列3个热化学反应方程式:

  ① Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJmol-1

  ② 3Fe2O3(s)+ CO(g) = 2Fe3O4(s)+ CO2(g) ΔH=-47.2 kJmol-1

  ③ Fe3O4(s)+CO(g) = 3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.5 kJmol-1

  写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:

  。

  (3)一定温度下,向Na2CO3溶液中加入BaCl2和K2SO4,当两种沉淀共存时,

  c(CO32-)∶c(SO42-) = 。

  [已知Ksp(Ba SO4) = 1.3×10-10,Ksp(BaCO3) = 2.6×10-9]

  【归纳与思考】

  【自主检测】答案:

  1、【答案】D

  【解析】影响化学反应速率的因素众多,本题从浓度和和温度两个因素考查,非常忠实于新教材必修2,只要抓住浓度越大,温度越高反应速率越大,便可以选出正确答案D。

  【点评】本题主要考查影响化学反应速率的因素,题目来源于课本,考生很有亲切感。

  2、【答案】B

  【解析】1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数K1为10,那么HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平衡常数K2为1/10, 2HX(g) H2(g)+ X2(g) 的平衡常数K3为(1/10)2=0.01.设HX(g)分解xmol/L,有, 2HX(g) H2(g)+ X2(g)

  1 0 0

  x x x

  1—x x x

  K3= xx/(1—x) 2= 0.01 ,得到x=0.17,所以, 该温度时HX(g)的最大分解率接近于B. 17%

  【点评】本题考查化学平衡常数的相关计算,题目难度不大,但要求考生平时要掌握方程式的变化对于化学平衡常数表达式的影响和数值的改变。

  3、C

  4、【解析】C

  第11题是一道化学平衡题,题中涉及到新教材中新引人的化学平衡常数.转化率等概念,本题考查内容较多,分别为化学平衡常数的概念及影响因素,外界条件对化学平衡的影响。由题给信息知,该反应为放热反应。

  A项:根据平衡移动原理,温度升高,平衡逆向移动,化学平衡常数减小,A错。

  B项:根据平衡移动原理,温度升高,平衡逆向移动,CO转化率减小,B错

  C项:化学平衡常数只和温度有关,与其他条件无关。C正确

  D项:根据平衡移动原理,增大N2 的物质的量,平衡逆向移动,NO转化率降低,D错。

  5、C

  6、BD解析:在恒容状态下,在五个相同的容器中同时通入等量的NO2,反应相同时间。那么则有两种可能,一是已达到平衡状态,二是还没有达到平衡状态,仍然在向正反应移动。若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2的百分含量随温度升高而升高,所以B正确。若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在D图中转折点为平衡状态,转折点左则为未平衡状态,右则为平衡状态,D正确。

  7、C解析:高温区TaS2反应生成TaI4气体至低温区,从而在低温区重新生成TaS2,一段时间后,杂质留在高温区,TaS2在低温区,从而达到分离效果。不同温度下反应的方向不同,TaI4的量与温度高低有关并非保持不变,A错误;因为是在同一密闭系统中有质量守恒定律可知I2的量不可能不断减少,而是充当一个“搬运工”的角色,将TaS2从高温区转移到低温区,B错误,C正确。平衡常数与TaI4和S2的浓度乘积成正比,D错误。

  8、A

  9、【答案】

  【解析】本题考查化学反应速率和化学平衡的综合运用,注意图像和有关计算。

  (1)根据题目中表格给出的数据,在坐标系中找出相应的点,然后用光滑的曲线描点即可。

  (2)根据题意,可以利用“三步法”求解

  aX + bY cZ

  开始 1.00 1.00 0

  转化 0.45 0.9 0.9

  平衡 0.55 0.1 0.9

  根据各物质的量之比可得体系中发生反应的化学方程式是: X+2Y 2Z。

  (3)根据图像可知在3min时,生成物Z的物质的量为0.5mol, 其平均速率为0.083mol/Lmin。

  (4)X的转化率等于0.45。(5)由题目所给图象可知,在1中,平衡时Z的物质的量小于原平衡的物质的量,说明平衡逆向移动,条件为升高温度。在2中,平衡时Z的物质的量与原平衡相同,且速率加快,条件为加入催化剂;在3中,平衡正向移动,且速率加快,条件为加压。

  9、【答案】(1)

  ②

  313 3

  6.0

  0.30

  ③

  探究温度对降解反应速率的影响

  (2)8×10-6molL-1s-1

  (3)因为H2O2 在高温下可发生分解反应。

  (4)降解反应停止。

  (5)迅速向溶液中加入NaOH 使pH=10。

  10、【解析】

  第8题是一道新型的实验探究题,根据题给信息能很容易解决这道题。

  第(1)题:由题中“控制p-CP的初始浓度相同恒定在实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表)”这句话中的信息能解决表格的第二列“探究温度对降解反应速率的影响”,故表格这一行应该填写“313,3,6.0,0.30”,第三行①③对比可以发现其他温度.浓度均没发生变化,就pH值由3变成10,所以第三行空中应该填写的是“探究溶液的pH值对降解反应速率的影响”。

  第(2)题很简单,根据化学反应速率的定义,结合图像即可计算出结果,v(p-CP)=(1.2-0.8)×10-3/(150-50)=8×10-6 molL-1s-1。

  第(3)题提示“请从Fenton法所用试剂H2O2 的角度解释”,通过平时的学习知,H2O2 温度高时不稳定,故虽然高温能加快化学反应速率,但温度过高就是导致H2O2 分解,没了反应物,速率自然会减小。

  第(4)小题,可由图像观察得到,图像中随时间变化曲线③表示在pH=10时,浓度不变,说明化学反应速率为0,化学反应停止。

  第(5)题,可以根据第四小题回答,使反应迅速停止,可以向溶液加碱,调节pH=10即可。

  11、解析:(1)15min时,甲酸甲酯的转化率为6.7%,所以15min时,甲酸甲酯的物质的量为1—1.00mol×6.7%==0.933mol;20min时,甲酸甲酯的转化率为11.2%所以20min时,甲酸甲酯的物质的量为1—1.00mol×11.2%==0.888mol,所以15至20min甲酸甲酯的减少量为0.933mol—0.888mol=0.045mol,则甲酸甲酯的平均速率==0.045mol/5min==0.009molmin—1。(2)从题给数据不难看出,平均速率的变化随转化率的增大先增大再减小,后保持不变。因为反应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行甲酸甲酯的浓度减小,反应速率减小,当达到平衡时,反应速率几乎不变。

  (3)由图象与表格可知,在75min时达到平衡,甲酸甲酯的转化率为24%,所以甲酸甲酯转化的物质的量为1.00×24%==0.24mol,结合方程式可计算得平衡时,甲酸甲酯物质的量==0.76mol,水的物质的量1.75mol,甲酸的物质的量==0.25mol 甲醇的物质的量==0.76mol

  所以K=(0.76×0.25)/(1.75×0.76)=1/7

  (4)因为升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间减少,所以绘图时要注意T2达到平衡的时间要小于T1,又该反应是吸热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率减小,所以绘图时要注意T2达到平衡时的平台要低于T1。

  答案:(1)15—20min范围内甲酸甲酯的减少量为0.045mol;甲酸甲酯的平均反应速率为0.009molmin—1(2)反应速率随着反应的进行,先逐渐增大再逐渐减小,后不变;原因:随着反应的不断进行,应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行,甲酸甲酯的物质的量浓度不断减少,反应速率不断减慢,所以转化率增大的程度逐渐减小,当反应达到平衡后,转化率不变。

  (3)1/7

  (4)图略。作图要点:因为T2>T1,温度越高,平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率下降,T2达到平衡时的平台要低于T1;另外温度越高,越快达到平衡,所以T2达到平衡的时间要小于T1。

  12.(10分,每空2分)

  (1)① C F ② 25% 6

  (2)CO(g) + FeO(s) = Fe(s) + CO2(g) ΔH=-218.0 kJmol-1 (3)20

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