第20講-化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡(強化訓(xùn)練)(原卷版)

第20講化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡（強化訓(xùn)練）1．關(guān)于一定條件下的化學(xué)平衡H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0，下列說法正確的是()A．恒溫恒容，充入H2，v(正)增大，平衡右移B．恒溫恒容，充入He，v(正)增大，平衡右移C．加壓，v(正)，v(逆)不變，平衡不移動D．升溫，v(正)減小，v(逆)增大，平衡左移2.（雙選）氨基甲酸銨發(fā)生分解的化學(xué)方程式為NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。利用如圖裝置測定不同溫度下該反應(yīng)以分壓表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp，實驗步驟如下：Ⅰ.關(guān)閉K3，打開K1和K2，開啟真空泵抽氣至測壓儀數(shù)值穩(wěn)定后關(guān)閉K1；Ⅱ.關(guān)閉K2，緩慢開啟K3至U形管兩邊液面相平并保持不變，讀取壓強數(shù)值。記錄25℃、30℃下壓強分別為12.0kPa、17.1kPa。下列說法錯誤的是()A．氨基甲酸銨分解反應(yīng)的ΔH>0B．該反應(yīng)25℃時的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝2.56×1011C．步驟Ⅰ中測壓儀數(shù)值未穩(wěn)定即關(guān)閉K1，Kp測量值偏小D．步驟Ⅱ中讀數(shù)時U形管左側(cè)液面偏高，Kp測量值偏小3.已知H2O2分解速率受多種因素影響，某小組對此進行探究，得到如表結(jié)果。下列說法不正確的是()表1(20℃)序號H2O2體積/mLFeCl3體積/mL混合溶液pHH2O2溶液pH分解完全時間/s120101.002.92幾乎不分解220102.922.92202320107.502.92192420109.502.921395201010.502.9277A．表1表明，其他條件相同時，堿性條件下H2O2分解速率快于酸性條件下B．圖1表明，其他條件相同時，銅鹽對H2O2分解的催化效果好于鐵鹽C．圖1表明，其他條件相同時，CuCl2對H2O2分解的催化效果好于CuSO4D．以上實驗表明，催化劑、溶液酸堿性對H2O2分解速率都有影響4.工業(yè)上常用鐵碳混合物處理含Cu2+廢水獲得金屬銅。當(dāng)保持鐵屑和活性炭總質(zhì)量不變時,測得廢水中Cu2+濃度在不同鐵碳質(zhì)量比(x)條件下隨時間變化的曲線如下圖所示。下列推論不合理的是()A.活性炭對Cu2+具有一定的吸附作用B.鐵屑和活性炭會在溶液中形成微電池,鐵為負(fù)極C.增大鐵碳混合物中鐵碳比(x),一定會提高廢水中Cu2+的去除速率D.利用鐵碳混合物回收含Cu2+廢水中銅的反應(yīng)原理:Fe+Cu2+Fe2++Cu5.下列說法正確的是()A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他條件不變，縮小反應(yīng)容器體積，正逆反應(yīng)速率不變B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)已達平衡C．若壓強不再隨時間變化能說明反應(yīng)2A(？)＋B(g)2C(？)已達平衡，則A、C不能同時是氣體D．1molN2和3molH2反應(yīng)達到平衡時H2轉(zhuǎn)化率為10%，放出的熱量為Q1；在相同溫度和壓強下，當(dāng)2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時，吸收的熱量為Q2，Q2不等于Q16.(雙選)T℃時,在恒容密閉容器中通入CH3OCH3,發(fā)生反應(yīng):CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g),測得容器內(nèi)初始壓強為41.6kPa,反應(yīng)過程中反應(yīng)速率v(CH3OCH3)、時間t與CH3OCH3的分壓p(CH3OCH3)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.t=400s時,CH3OCH3的轉(zhuǎn)化率為0.16B.該溫度下,要縮短達到平衡所需的時間,只可以使用催化劑C.平衡時,測得體系的總壓強121.6kPa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=4000D.反應(yīng)速率滿足v(CH3OCH3)=k·p(CH3OCH3),則t=400s時,v(CH3OCH3)=0.0154kPa·s-17.(雙選)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是()A．T1>T2B．a(chǎn)點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率D．b點時二聚體的濃度為0.45mol·L－18.(雙選)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：對于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步N2O5NO2＋NO3快速平衡第二步NO2＋NO3→NO＋NO2＋O2慢反應(yīng)第三步NO＋NO3→2NO2快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是()A．v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng))B．反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C．第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D．第三步反應(yīng)活化能較高9.在剛性容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)，一定壓強下，平衡時H2的轉(zhuǎn)化率α(H2)隨溫度T、投料比eq\f(cCO2,cH2)的變化關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()A．投料比eq\f(cCO2,cH2)的大小關(guān)系是：a>b>cB．圖中M點對應(yīng)的平衡，若容積不變，充入He，則α(H2)不變C．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(600℃)>K(500℃)D．若題圖表示相同投料時，不同壓強下α(H2)隨T的變化關(guān)系，則壓強最大的是a10.乙烯氣相直接水合反應(yīng)制備乙醇：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)。乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化關(guān)系如圖(起始時，n(H2O)＝n(C2H4)＝1mol，容器體積為1L)。下列分析不正確的是()A．乙烯氣相直接水合反應(yīng)的ΔH<0B．圖中壓強的大小關(guān)系為：p1>p2>p3C．圖中a點對應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(5,16)D．達到平衡狀態(tài)a、b所需要的時間：a>b11.一定條件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化劑對燃煤煙氣進行回收，使SO2轉(zhuǎn)化生成S。催化劑不同，其他條件相同(濃度、溫度、壓強)情況下，相同時間內(nèi)SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖，下列說法不正確的是()A．不考慮催化劑價格因素，選擇Fe2O3作催化劑可以節(jié)約能源B．選擇Fe2O3作催化劑，最適宜溫度為340℃左右C．a(chǎn)點后SO2的轉(zhuǎn)化率減小的原因可能是溫度升高催化劑活性降低了D．其他條件相同的情況下，選擇Cr2O3作催化劑，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率最小12.在兩個體積均為1L的恒容密閉容器中以不同的氫碳比n(H2)n(CO2)充入H2和CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)ΔA.該反應(yīng)不可能自發(fā)進行B.氫碳比X<2.0C.若起始時CO2、H2的濃度分別為0.5mol·L-1、1.0mol·L-1,則可得P點對應(yīng)溫度的平衡常數(shù)的值為512D.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)13.CH3OH是重要的化工原料，工業(yè)上用CO與H2在催化劑作用下合成CH3OH，其反應(yīng)為：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。按n(CO)n(H2)＝12向密閉容器中充入反應(yīng)物，測得平衡時混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。下列說法中，正確的是()A．p1<p2B．該反應(yīng)的ΔH>0C．平衡常數(shù)：K(A)＝K(B)D．在C點時，CO轉(zhuǎn)化率為75%14.煉鐵的還原劑CO是由焦炭和CO2反應(yīng)而得?，F(xiàn)將焦炭和CO2放入體積為2L的密閉容器中，高溫下進行下列反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)ΔH＝QkJ/mol。如圖為CO2、CO的物質(zhì)的量n隨時間t的變化關(guān)系圖，下列說法正確的是()A．0～1min，v(CO)＝1mol/(L·min)；1～3min時，v(CO)＝v(CO2)B．當(dāng)容器內(nèi)的壓強不變時，反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)，且eq\f(p平衡,p起始)<1C．3min時溫度由T1升高到T2，則Q>0，再達平衡時eq\f(KT2,KT1)＝4.7D．5min時再充入一定量的CO，a、b曲線分別表示n(CO)、n(CO2)的變化15.恒壓、NO和O2在起始濃度一定的條件下發(fā)生反應(yīng)，在相同時間內(nèi)，測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說法不正確的是()A．反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH<0B．圖中X點所示條件下，由于測定時間較短，反應(yīng)未達到平衡C．從X→Y過程中，平衡逆向移動，O2的質(zhì)量減少D．380℃下，c平衡(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K＝200016.在體積均為1.0L的兩個恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)達到平衡,平衡時CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點均處于曲線上)。下列說法正確的是()A.反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0B.體系的總壓強p總:p總(點Ⅱ)<2p總(點Ⅰ)C.體系中c(CO):c(CO,點Ⅱ)<2c(CO,點Ⅲ)D.逆反應(yīng)速率:v逆(點Ⅰ)>v逆(點Ⅲ)17．乙烯的分子式為C2H4，是一種重要的化工原料和清潔能源，研究乙烯的制備和綜合利用具有重要意義。乙烯可用于制備乙醇：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)。向某恒容密閉容器中充入amolC2H4(g)和amolH2O(g)，測得C2H4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。(1)該反應(yīng)為__________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)，理由為__________________。(2)A點時容器中氣體的總物質(zhì)的量為___________。已知分壓＝總壓×氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用氣體分壓替代濃度計算的平衡常數(shù)叫壓強平衡常數(shù)(Kp)，測得300℃時，反應(yīng)達到平衡時該容器內(nèi)的壓強為bMPa，則A點對應(yīng)溫度下的Kp＝________MPa－1(用含b的分?jǐn)?shù)表示)。(3)已知：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)的反應(yīng)速率表達式為v正＝k正c(C2H4)·c(H2O)，v逆＝k逆c(C2H5OH)，其中，k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)。則在溫度從250℃升高到340℃的過程中，下列推斷合理的是________(填字母)。A．k正增大，k逆減小B．k正減小，k逆增大C．k正增大的倍數(shù)大于k逆D．k正增大的倍數(shù)小于k逆(4)若保持其他條件不變，將容器改為恒壓密閉容器，則300℃時，C2H4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“>”“<”或“＝”)10%。18.探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列問題：(1)ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng)，達到平衡時，容器中CH3OH(g)為amol，CO為bmol，此時H2O(g)的濃度為________mol·L－1(用含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為________。(3)不同壓強下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，實驗測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為＝eq\f(n（CO2）初始－n（CO2）平衡,n（CO2）初始)×100%CH3OH的平衡產(chǎn)率＝eq\f(n（CH3OH）平衡,n（CO2）初始)×100%其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖________(填“甲”或“乙”)；壓強p1、p2、p3由大到小的順序為________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是________。(4)為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為________(填標(biāo)號)。A.低溫、高壓 B.高溫、低壓C.低溫、低壓 D.高溫、高壓19.醫(yī)用酒精在抗擊“新型冠狀病毒”戰(zhàn)役中發(fā)揮著殺菌消毒的作用,其主要成分是乙醇。回答下列問題:Ⅰ.工業(yè)上主要采用乙烯直接水合法(CH2CH2+H2OCH3CH2OH)制乙醇。(1)在磷酸/硅藻土催化劑作用下,乙烯進行氣相水合的反應(yīng)機理大致如下:ⅰ.CH2CH2+H3O+CH3CH2++H2Oⅱ.CH3CH2++H2OCH3CH2Oⅲ.CH3CH2OH2++H2OCH3CH2OH+H3O隨著反應(yīng)進行,該過程能量變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(填字母標(biāo)號,下同)。

a.該反應(yīng)過程中ⅰ~ⅲ步均釋放能量b.第ⅰ步反應(yīng)的活化能最大,決定總反應(yīng)速率c.CH3CH2+和CH3CH2O(2)已知:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的反應(yīng)速率表達式為v正=k正c(C2H4)c(H2O),v逆=k逆c(C2H5OH),其中k正、k逆為速率常數(shù)。若其他條件不變時,降低溫度,則下列推斷合理的是。

a.k正增大,k逆減小b.k正減小,k逆增大c.k正減小的倍數(shù)大于k逆d.k正減小的倍數(shù)小于k逆Ⅱ.工業(yè)用二氧化碳加氫可合成乙醇:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)。保持壓強為5MPa,向密閉容器中投入一定量的CO2和H2發(fā)生上述反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比mn(H(1)投料比由大到小的順序為。

(2)若投料比m=1,一定溫度下發(fā)生上述反應(yīng),下列說法不能作為反應(yīng)是否達平衡判據(jù)的是。

a.容器內(nèi)氣體密度不再變化b.容器內(nèi)氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化c.CO2的體積分?jǐn)?shù)不再變化d.容器內(nèi)n(e.斷裂3NA個H—H鍵的同時生成1.5NA個水分子(3)若m3=3,則A點溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp的數(shù)值為(Kp是以分壓表示的平衡常數(shù));若其他條件不變,將A點對應(yīng)起始反應(yīng)物置于某剛性密閉容器中,則平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率(填“>”“=”或“<”)50%。

20．(1)在恒容密閉容器中，加入足量的MoS2和O2，僅發(fā)生反應(yīng)：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g)ΔH。測得氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率與起始壓強、溫度的關(guān)系如圖所示：①ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0；比較p1、p2、p3的大?。篲_______。②若初始時通入7.0molO2，p2為7.0kPa，則A點平衡常數(shù)Kp＝________(用氣體平衡分壓代替氣體平衡濃度計算。分壓＝總壓×氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，寫出計算式即可)。(2)化工原料異丁烯(C4H8)可由異丁烷(C4H10)直接催化脫氫制備：C4H10(g)C4H8(g)＋H2(g)ΔH＝＋139kJ·mol－1。目前，異丁烷催化脫氫制備異丁烯的研究熱點是催化活性組分以及載體的選擇。下表是以V-Fe-K-O為催化活性物質(zhì)，反應(yīng)時間相同時，測得的不同溫度、不同載體條件下的數(shù)據(jù)。溫度/℃570580590600610以γ-Al2O3為載體異丁烷轉(zhuǎn)化率/%36.4136.4938.4239.2342.48異丁烯收率/%26.1727.1127.5126.5626.22以TiO2為載體異丁烷轉(zhuǎn)化率/%30.2330.8732.2333.6333.92異丁烯收率/%25.8827.3928.2328.8129.30說明：收率＝eq\f(生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物的原料量,原料的進料量)×100%①由上表數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是________(填字母)。a．載體會影響催化劑的活性b．載體會影響催化劑的選擇性c．載體會影響化學(xué)平衡常數(shù)②分析以γ-Al2O3為載體時異丁烯收率隨溫度變化的可能原因：_________________。21.氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質(zhì)。研究氮氧化物的反應(yīng)機理，對于消除環(huán)境污染有重要意義。請回答下列問題：(1)部分氮氧化合物之間的轉(zhuǎn)化所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：Ⅰ.NO(g)＋NO2(g)＋O2(g)N2O5(g)ΔH1＝－112.5kJ·mol－1Ⅱ.2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2＝－114.2kJ·mol－1①反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1②反應(yīng)Ⅱ的機理為：第一步：2NO(g)N2O2(g)(快)ΔH3<0第二步：N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g)(慢)ΔH4<0下列說法正確的是________(填標(biāo)號)。A.N2O2是反應(yīng)的中間體B.第一步反應(yīng)的活化能較大C.第一步、第二步中的碰撞均100%有效D.整個反應(yīng)的反應(yīng)速率由第二步?jīng)Q定(2)常溫常壓下，SO2與O2間的反應(yīng)極慢，但向二者的混合物中加入適量的NO2后，SO2很快就會轉(zhuǎn)化為SO3。反應(yīng)過程中，反應(yīng)體系的能量變化可用下圖中的某一曲線表示(圖中曲線a表示沒有使用NO2時的能量變化)。①最可能表示使用了NO2的能量變化曲線是________(填“b”或“c”)，Ea表示的意義是________。②若維持其他條件不變，用催化劑V2O5代替NO2，下列物理量中不可能變化的是________(填標(biāo)號)。A.反應(yīng)的活化能 B.反應(yīng)速率C.反應(yīng)熱 D.平衡常數(shù)K(3)2L恒容密閉容器中最初存在n(SO2)＝4mol、n(O2)＝xmol的混合物，分別在溫度為T1、T2條件下發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0。控制其他條件不變，改變n(O2)，測得平衡時SO3的體積分?jǐn)?shù)[φ(SO3)]與n(O2)的關(guān)系如圖所示。①T1________T2(填“>”或“<”)，a、b、c三點時，SO2轉(zhuǎn)化率最大的是________。②若x＝2，計算溫度為T1時反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝________。22．高爐煉鐵產(chǎn)生的高爐氣中含有CO、H2、CO2等氣體，利用CO和H2在催化劑作用下合成甲醇，是減少污染、節(jié)約能源的一種新舉措，反應(yīng)原理為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。在體積不同的兩個恒容密閉容器中分別充入1molCO和2molH2，測得平衡混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。(1)在如圖A、B、C三點中，選填下表物理量對應(yīng)最大的點。反應(yīng)速率v：平衡常數(shù)K：平衡轉(zhuǎn)化率α：_______________________(2)在300℃時，向C點平衡體系中再充入0.25molCO、0.5molH2和0.25mol的CH