2015年湖北高考化學(xué)專題訓(xùn)練：化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

湖北2015年高考化學(xué)專題訓(xùn)練：化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考化學(xué)專題訓(xùn)練，希望對(duì)大家有幫助！

　　(一)低檔題

　　1.化學(xué)平衡常數(shù)可以用K來表示，下列關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的說法中正確的是(　　)。

　　A.K越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小

　　B.K與反應(yīng)物的濃度有關(guān)

　　C.K與生成物的濃度有關(guān)

　　D.K與溫度有關(guān)

　　解析　K越大，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大;一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)平衡常數(shù)只與反應(yīng)體系的溫度有關(guān)。

　　答案　D

　　2.已知反應(yīng)4NH3+5O2　　4NO+6H2O，若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，則下列正確的關(guān)系是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O)

　　C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)

　　解析　根據(jù)同一反應(yīng)中，不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比來判斷。

　　答案　D

　　3.下列條件一定能使反應(yīng)速率加快的是(　　)。

　　
①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量　
②升高溫度　
③增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)　
④不斷分離出生成物　
⑤加入MnO2

　　A.全部 B.
①
②
⑤ C.
② D.
②
③

　　解析　
①對(duì)于反應(yīng)物為純液體或固體時(shí)，增大其物質(zhì)的量反應(yīng)速率不變;
③對(duì)于有氣體參加或生成的化學(xué)反應(yīng)，若體積不變，充入“惰性”氣體，則壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率不變;
④不斷分離出生成物，使反應(yīng)速率減小或不變(純液體或固體時(shí));
⑤MnO2不是所有反應(yīng)的催化劑。

　　答案　C

　　(二)中檔題

　　4.一定條件下，在密閉容器中，能表示反應(yīng)X(g)+2Y(g)2Z(g)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　)。

　　
①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2　
②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化

　　
③容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化　
④單位時(shí)間內(nèi)生成n mol Z，同時(shí)生成2n mol Y

　　A.
①
② B.
①
④ C.
②
③ D.
③
④

　　解析　X、Y、Z的物質(zhì)的量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能作為平衡的標(biāo)志，
①錯(cuò);X、Y、Z的濃度保持不變可以作為平衡的標(biāo)志，
②對(duì);該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，密閉容器中壓強(qiáng)保持不變可以作為平衡的標(biāo)志，
③對(duì);單位時(shí)間內(nèi)生成n mol Z的同時(shí)生成n mol Y時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，
④錯(cuò)。

　　答案　C

　　5.在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)I(aq)。測得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K如表所示：

　　t/℃ 5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409

　　下列說法正確的是(　　)。

　　A.反應(yīng)I2(aq)+I-(aq)I(aq)的ΔH>0

　　B.其他條件不變，升高溫度，溶液中c(I)減小

　　C.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

　　D.25 ℃時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K小于689

　　解析　根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)知溫度升高，平衡常數(shù)減小，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A錯(cuò);其他條件不變，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，溶液中c(I)減小，B對(duì);該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=，C錯(cuò);平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，25 ℃時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，雖然平衡向正方向移動(dòng)，但平衡常數(shù)不變，D錯(cuò)。

　　答案　B

　　6.為了變廢為寶，控制溫室效應(yīng)，工業(yè)上可用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，下列措施中不能使c(CH3OH)增大的是(　　)。

　　A.降低溫度

　　B.充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大

　　C.將H2O(g)從體系中分離出來

　　D.再充入1 mol CO2和3 mol H2

　　解析　根據(jù)能量變化圖示，可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。A、C、D項(xiàng)的操作都可使平衡正向移動(dòng)，c(CH3OH)增大;充入不參與反應(yīng)的氦氣，沒有改變體系中各物質(zhì)的濃度，平衡不移動(dòng)，c(CH3OH)不變。

　　答案　B

　　7. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是(雙選)(　　)。

　　A.催化劑V2O5可改變?cè)摲磻?yīng)的正、逆反應(yīng)速率

　　B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)、反應(yīng)速率一定增大

　　C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間

　　D.在t1，t2時(shí)刻，SO3(g)的濃度分別是c1，c2，則時(shí)間間隔t1～t2內(nèi)，SO3(g)生成的平均速率為v=

　　解析　B選項(xiàng)，若恒溫恒容充入惰性氣體，則反應(yīng)體系的壓強(qiáng)增大、而各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)速率不變;C選項(xiàng)，降低溫度導(dǎo)致反應(yīng)速率減小，延長反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間。

　　答案　AD

　　8. T ℃時(shí)在2 L的密閉容器中X(g)與Y(g)發(fā)生反應(yīng)生成Z(g)。反應(yīng)過程中X、Y、Z的濃度變化如圖甲所示;若保持其他條件不變，反應(yīng)溫度分別為T1和T2時(shí)，Y的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。

　　則下列結(jié)論正確的是(雙選)(　　)。

　　A.該反應(yīng)可表示為3X(g)+Y(g)2Z(g)

　　B.若其他條件不變，升高溫度，平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

　　C.若其他條件不變，開始時(shí)將該容器壓縮為1 L，則反應(yīng)將按圖丙進(jìn)行

　　D.若其他條件不變，使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，則反應(yīng)可以按圖丙進(jìn)行

　　解析　根據(jù)圖像可求得X，Y，Z在相同時(shí)間內(nèi)的物質(zhì)的量變化分別為0.6 mol,0.2 mol,0.4 mol，A項(xiàng)正確;圖乙中，由拐點(diǎn)之前判斷T2溫度下的速率較快，則說明T2>T1，拐點(diǎn)后可知，升高溫度，Y的含量減小，即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤;若減小容器體積，則相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即Z的物質(zhì)的量比圖甲中的多，C項(xiàng)錯(cuò)誤;加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快。

　　答案　AD

　　二、Ⅱ卷15分填空題專項(xiàng)訓(xùn)練

　　(一)低檔題

　　9.(15分)一定溫度下，在一個(gè)10 L密閉容器中發(fā)生某可逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。請(qǐng)回答下列問題。

　　(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________;

　　若溫度升高，K增大，則該反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

　　(2)能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母序號(hào))。

　　A.v正(H2O)=v逆(H2)

　　B.容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變

　　C.消耗n mol H2的同時(shí)消耗n mol CO

　　D.容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變

　　(3)該反應(yīng)的v正隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖，在t2時(shí)改變了某種條件，改變的條件可能是________、________。

　　(4)實(shí)驗(yàn)測得t2時(shí)刻容器內(nèi)有1 mol H2O(g)，5 min后H2O(g)的物質(zhì)的量是0.8 mol，這5 min內(nèi)H2O(g)的平均反應(yīng)速率為________。

　　解析　(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知CO和H2是生成物，根據(jù)元素守恒可知反應(yīng)物還有C。溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明溫度升高后平衡正向移動(dòng)，因此該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。(2)選項(xiàng)C在任何時(shí)刻都存在此關(guān)系，選項(xiàng)D無論平衡與否容器中的總物質(zhì)的量都不發(fā)生變化，因此D也不能作為判斷反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的依據(jù)。(3)把圖像補(bǔ)全可知在t2時(shí)刻改變條件時(shí)，v正增大且平衡正向移動(dòng)，因此可通過升溫、增大水蒸氣的濃度達(dá)到目的。 (4)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義計(jì)算。

　　答案　(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(不寫物質(zhì)的狀態(tài)也可)　吸熱　(2)AB　(3)升高溫度　增大水蒸氣的濃度　(4)0.004 mol·L-1·min-1

　　(5)-1 160 kJ·mol-1

　　(二)中檔題

　　10 (15分)氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。

　　(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。

　　反應(yīng)
①
②
③為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

　　CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為___________。

　　(2)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。

　　
①某溫度下，向容積為10 L的密閉容器中通入2 mol NH3和1 mol CO2，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=______。該溫度下平衡常數(shù)K的計(jì)算結(jié)果為_____。

　　
②為進(jìn)一步提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，下列措施中能達(dá)到目的的是________。

　　A.提高NH3的濃度 B.增大壓強(qiáng)

　　C.及時(shí)轉(zhuǎn)移生成的尿素 D.使用更高效的催化劑

　　解析　(1)由化學(xué)反應(yīng)的能量變化圖可知反應(yīng)
①
②
③中產(chǎn)物能量都小于反應(yīng)物能量，故都是放熱反應(yīng);反應(yīng)
③-
①-
②×3即可得到CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH=+161.1 kJ·mol-1。

　　(2)
①2NH3(g)+CO2(g)　　CO(NH2)2(l)+H2O(g)

　　初始濃度

　　(mol·L-1) 0.2 0.1 0 　0

　　轉(zhuǎn)化濃度

　　(mol·L-1) 0.1 0.05 0.05 0.05

　　平衡濃度

　　(mol·L-1) 0.1 0.05 0.05 0.05

　　K==100 L2·mol-2。

　　
②該反應(yīng)條件下尿素是液體，改變尿素的量，平衡不移動(dòng)。

　　答案　(1)放熱　CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH=+161.1 kJ·mol-1

　　(2)
①　100 L2·mol-2　
②AB

　　11.(15分)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867 kJ·mol-1。該反應(yīng)可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃時(shí)，分別將0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

　　實(shí)驗(yàn)

　　編號(hào) 溫度 時(shí)間/min0 10 20 40 50 1 130 ℃ n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 2 180 ℃ n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 0.15

　　(1)開展實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的目的是______________________________。

　　(2)180 ℃時(shí)，反應(yīng)到40 min，體系________(填“是”或“否”)達(dá)到平衡狀態(tài)，理由是__________________________;

　　CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為________。

　　(3)已知130 ℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為6.4，試計(jì)算a的值。(寫出計(jì)算過程)

　　(4)一定條件下，反應(yīng)時(shí)間t與轉(zhuǎn)化率α(NO2)的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D像中畫出180 ℃時(shí)，壓強(qiáng)為p2(設(shè)壓強(qiáng)p2>p1)的變化曲線，并做必要的標(biāo)注。

　　(5)根據(jù)已知求算：ΔH2=________。

　　CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-574 kJ·mol-1

　　CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2

　　解析　(1)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2相比只是改變了溫度，因此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟葘?duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響。(2)溫度升高，該反應(yīng)的反應(yīng)速率加快，且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)1可知40 min時(shí)，實(shí)驗(yàn)2中已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(4)正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO2的轉(zhuǎn)化率降低，而反應(yīng)速率更快，圖像如答案。

　　答案　(1)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響

　　(2)是　溫度升高，反應(yīng)速率加快，高溫下比低溫下更快達(dá)到平衡狀態(tài)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)1可確定40 min時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)　70%

　　(3) CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

　　c0/mol·L-1: 0.50 a 0 0 0

　　Δc/mol·L-1: 0.40 0.80 0.40 0.40 0.80

　　c平/mol·L-1: 0.10 a-0.80 0.40 0.40 0.80

　　則：=6.4，解得a=1.2

　　答：a的值為1.2

　　(三)高檔題

　　12.(15分)25 ℃時(shí)，在體積為2 L的密閉容器中，氣態(tài)A、B、C的物質(zhì)的量n隨時(shí)間t的變化如圖1所示，已知達(dá)到平衡后，降低溫度，A的轉(zhuǎn)化率將增大。

　　t2～t3 t4～t5 t5～t6 t7～t8 K1 K2 K3 K4

　　(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________。此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=___，從反應(yīng)開始到第一次平衡時(shí)的平均速率v(A)為___。

　　(2)在5～7 min內(nèi)，若K值不變，則此處曲線變化的原因是__________。

　　(3)如圖2表示此反應(yīng)的反應(yīng)速率v和時(shí)間t的關(guān)系圖，各階段的平衡常數(shù)如表所示。K1、K2、K3、K4之間的關(guān)系為________(用“>”、“<”或“=”連接)。A的轉(zhuǎn)化率最大的一段時(shí)間是________。

　　解析　(1)由圖1中曲線變化情況可知：A和B是反應(yīng)物，C是生成物，再由物質(zhì)的量的變化值可得化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)已知反應(yīng)達(dá)平衡后，降低溫度，A的轉(zhuǎn)化率將增大，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。在5～7 min內(nèi)，K值不變，說明平衡移動(dòng)不是由溫度變化引起的，因此此處改變的條件只能是增大壓強(qiáng)。(3)根據(jù)速率—時(shí)間圖像分析，t3時(shí)改變的條件是升溫，t5時(shí)改變的條件是使用催化劑，t6時(shí)改變的條件是減壓，因此有K1>K2=K3=K4。由于t3、t6時(shí)條件的改變均導(dǎo)致化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，因此A的轉(zhuǎn)化率最大的一段時(shí)間是t2～t3。

　　答案　(1)A(g)+2B(g)2C(g)(不寫物質(zhì)的狀態(tài)也可)　　0.05 mol·L-1·min-1

　　(2)增大壓強(qiáng)(或縮小容器體積)

　　(3)K1>K2=K3=K4　t2～t3