第8講化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡限時50分鐘，滿分70分一、選擇題(包括7個小題，每小題5分，共35分)1已知反應(yīng)：2NO(g)Br2(g)=2NOBr(g)的活化能為a kJmol1，其反應(yīng)機理如下：NO(g)Br2(g)=NOBr2(g)慢NO(g)NOBr2(g)=2NOBr(g)快下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是A反應(yīng)的速率主要取決于的快慢B反應(yīng)速率v(NO)=v(NOBr)=2v(Br2)CNOBr2是該反應(yīng)的催化劑D該反應(yīng)的焓變等于a kJmol1解析A項，反應(yīng)速率的快慢主要取決于慢反應(yīng)的速率；B項，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，根據(jù)總反應(yīng)式知v(NO)=v(NOBr)=2v(Br2)；C項，NOBr2是反應(yīng)的生成物，是反應(yīng)的反應(yīng)物，不是催化劑；D項，a kJmol1是總反應(yīng)的活化能，不是焓變。答案B2(2015上海高考)對于合成氨反應(yīng)，達(dá)到平衡后，以下分析正確的是A升高溫度，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大B增大壓強，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大C減小反應(yīng)物濃度，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大D加入催化劑，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大解析A合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，正反應(yīng)、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大，但是溫度對吸熱反應(yīng)的速率影響更大，所以對該反應(yīng)來說，對逆反應(yīng)速率影響更大，錯誤。B.合成氨的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。增大壓強，平衡正向移動，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，所以對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，正確。C.減小反應(yīng)物濃度，使正反應(yīng)的速率減小，由于生成物的濃度沒有變化，所以逆反應(yīng)速率不變，錯誤。D.加入催化劑，使正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率改變的倍數(shù)相同，正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率相同，錯誤。答案B3向某密閉容器中充入1 mol X與2 mol Y發(fā)生反應(yīng)：X(g)2Y(g)aZ(g)H0，達(dá)到平衡后，改變某一條件(溫度或容器體積)，X的平衡轉(zhuǎn)化率的變化如圖所示。下列說法中正確的是Aa=2BT2T1CA點的反應(yīng)速率：v正(X)=v逆(Z)D用Y表示A、B兩點的反應(yīng)速率：v(A)v(B)解析改變壓強，X的平衡轉(zhuǎn)化率不變，說明反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和相等，所以a=3；此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，X的平衡轉(zhuǎn)化率減小，故T1T2，所以v(B) v(A)。答案C4(2016北京高考)K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O(橙色)H2O2CrO(黃色)2H。用K2Cr2O7溶液進(jìn)行下列實驗：結(jié)合實驗，下列說法不正確的是A中溶液橙色加深，中溶液變黃B中Cr2O被C2H5OH還原C對比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強D若向中加入70% H2SO4溶液至過量，溶液變?yōu)槌壬馕龅渭?0%的硫酸，增大了H的濃度，使平衡Cr2O(橙色)H2O2CrO(黃色)2H向左移動，因此中溶液橙色加深，當(dāng)?shù)渭?0%的NaOH溶液時，中和了H，使上述平衡右移，因此中溶液變黃，A項正確；中Cr2O被C2H5OH還原，所以顏色變?yōu)榫G色，B項正確；根據(jù)實驗可知，在酸性條件下，K2Cr2O7將C2H5OH氧化，根據(jù)實驗可知，在堿性條件下，Cr2O和C2H5OH沒有反應(yīng)，C項正確；若向中加入70% H2SO4溶液至過量，Cr2O的氧化性增強，Cr2O被C2H5OH還原，溶液變?yōu)榫G色，D項錯誤。答案D5(2016陜西師大附中模擬)在1.0 L密閉容器中放入1.0 mol X，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)X(g)Y(g)Z(g)H0容器內(nèi)氣體總壓強p隨反應(yīng)時間t的變化關(guān)系如圖所示。 以下分析正確的是A從反應(yīng)開始到t1時的平均反應(yīng)速率v(X)=0.2/t1 mol(Lmin)1B該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3.2C欲提高平衡體系中Y的含量，可升高體系溫度或減少Z的量D其他條件不變，再充入0.1 mol 氣體X，平衡正向移動，X的轉(zhuǎn)化率增大解析在恒容的密閉容器中，氣體的體積比等于容器中氣體產(chǎn)生的壓強之比。在反應(yīng)開始時壓強是0.5，在t1時的壓強是0.7，則此時容器中氣體的物質(zhì)的量是x=0.70.5=1.4 mol，根據(jù)反應(yīng)方程式可知：每有1 mol X發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量增加1 mol，現(xiàn)在氣體的物質(zhì)的量增加0.4 mol，則反應(yīng)X的物質(zhì)的量是0.4 mol，用X表示的反應(yīng)速率是v(X) =(0.4 mol1.0 L)t1=0.4/t1 mol(Lmin)1，錯誤；B.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體的壓強是0.9，則平衡時氣體的物質(zhì)的量是n=0.90.5=1.8 mol，比反應(yīng)前增加了0.8 mol，根據(jù)反應(yīng)方程式中的物質(zhì)的量關(guān)系可知0.8 mol X發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生Y、Z物質(zhì)的量都是0.8 mol，此時還有X 0.2 mol，根據(jù)平衡常數(shù)的定義式可得該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3.2，正確；C.該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的放熱反應(yīng)，因此根據(jù)平衡移動原理，欲提高平衡體系中Y的含量，可降低體系溫度或減少Z的量，錯誤；D.其他條件不變，再充入0.1 mol 氣體X，由于壓強增大的影響大于濃度增大的影響，增大壓強，平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動，X的轉(zhuǎn)化率降低。答案B6(2016皖南模擬)在不同溫度下，向V L密閉容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)C(s)N2(g)CO2(g)H=Q kJmol1(Q0)，達(dá)到平衡時的數(shù)據(jù)如下：溫度/n(C)/moln(CO2)/molT10.15T20.375下列有關(guān)說法正確的是A由上述信息可推知：T1T2BT2 時，若反應(yīng)達(dá)平衡后再縮小容器的體積，c(N2)c(NO)增大CT1 時，若開始時反應(yīng)物的用量均減小一半，平衡后NO的轉(zhuǎn)化率增大DT1 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=解析 A根據(jù)題給反應(yīng)和數(shù)據(jù)知，溫度為T2時反應(yīng)達(dá)平衡時n(CO2)= 0. 125 mol，則溫度由T1到T2，平衡逆向移動，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則改變的條件為升高溫度，則：T1T2，故A錯誤；B.該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，T2 時，若反應(yīng)達(dá)平衡后再縮小容器的體積(即增大壓強)，平衡不移動，c(N2)c(NO)不變，故B錯誤；C.該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，T1 時，若開始時反應(yīng)物的用量均減小一半相當(dāng)于減小壓強，平衡不移動，再次平衡后NO的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯誤；D.T1 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(CO2)c(N2)/c2(NO)=0.150.15/0.22=9/16(容積均為V L，計算過程中消去)，故D正確。 答案D7(2015四川高考)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡時，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示：已知：氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)體積分?jǐn)?shù)。下列說法正確的是A550 時，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動B650 時，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%CT 時，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應(yīng)方向移動D925 時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=24.0p總解析A項，550 時，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，由于保持了壓強不變，相當(dāng)于擴大了體積，平衡正向移動，A項錯誤。B項，根據(jù)圖示可知，在650 時，CO的體積分?jǐn)?shù)為40%，根據(jù)反應(yīng)方程式：C(s)CO2(g)2CO(g)，設(shè)開始加入1 mol CO2，反應(yīng)掉了x mol CO2，則有：C(s)CO2(g)2CO(g)始態(tài)： 1 mol 0變化： x mol 2x mol平衡： (1x)mol 2x mol因此有：100%=40%，解得x=0.25，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為100%=25%，故B項正確。C項，由圖可知，T 時，CO與CO2的體積分?jǐn)?shù)相等，在等壓下充入等體積的CO和CO2，對原平衡條件無影響，平衡不移動，C項錯誤。D項，925 時，CO的體積分?jǐn)?shù)為96%，故Kp=23.04p總，D項錯誤。答案B二、非選擇題(包括4個小題，共35分)8(8分)(2015全國卷)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列問題：(1)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為_；圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為_(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷理由是_。(2)合成氣組成n(H2)/n(COCO2)=2.60時，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度和壓強的關(guān)系如圖2所示。(CO)值隨溫度升高而_(填“增大”或“減小”)，其原因是_；圖2中的壓強由大到小為_，其判斷理由是_。解析(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的書寫要求可知，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)。反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)K減小，故曲線a符合要求。(2)由圖2可知，壓強一定時，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小，其原因是反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動，又使產(chǎn)生CO的量增大，而總結(jié)果是隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小。反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng)，溫度一定時，增大壓強，平衡正向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，而反應(yīng)為氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強的影響，因此增大壓強時，CO的轉(zhuǎn)化率提高，故壓強p1、p2、p3的關(guān)系為p1p2p3。答案(1)K=(或Kp=)a反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高變小(2)減小升高溫度時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，又使產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低p3p2p1相同溫度下，由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率；而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強影響。故增大壓強時，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高9(9分)(2016成都模擬)現(xiàn)甲、乙兩化學(xué)小組安裝兩套如下相同裝置，用以探究影響H2O2分解速率的因素。(1)儀器a的名稱_。(2)MnO2催化下H2O2分解的化學(xué)方程式是_。(3)甲小組有如下實驗設(shè)計方案，請幫助完成(所有空均需填滿)。實驗編號實驗?zāi)康腡/K催化劑濃度甲組實驗作實驗參照2983滴FeCl3溶液10 mL 2% H2O2甲組實驗29810 mL 5% H2O2(4)甲、乙兩小組得出如圖數(shù)據(jù)。由甲組實驗得出的數(shù)據(jù)可知：濃度越大，H2O2分解速率_；由乙組研究的酸、堿對H2O2分解影響因素的數(shù)據(jù)分析：相同條件下，Na2O2和K2O2溶于水放出氣體速率較快的是_；乙組提出可以用BaO2固體與H2SO4溶液反應(yīng)制H2O2，其化學(xué)反應(yīng)方程式為_；支持這一方案的理由是_。解析(3)對比實驗和中的H2O2的濃度不同，故表格中的的實驗?zāi)康氖翘骄繚舛葘Ψ磻?yīng)速率的影響，催化劑要和實驗一致，為3滴FeCl3溶液。(4)由甲組實驗得出的數(shù)據(jù)可知：濃度越大，H2O2分解速率越快；相同條件下，Na2O2和K2O2溶于水放出氣體速率較快的是K2O2；BaO2與H2SO4溶液反應(yīng)制H2O2的化學(xué)反應(yīng)方程式為BaO2H2SO4=BaSO4H2O2，因為制備H2O2的環(huán)境為酸性環(huán)境，H2O2分解速率較慢。答案(1)錐形瓶(2)2H2O22H2OO2(3)探究反應(yīng)物濃度對速率的影響3滴FeCl3溶液(4)越快K2O2BaO2H2SO4=BaSO4H2O2制備H2O2的環(huán)境為酸性環(huán)境，H2O2分解速率較慢10(9分)霧霾嚴(yán)重影響人們的生活，汽車尾氣的排放是造成霧霾天氣的重要原因之一。已知汽車尾氣排放時容易發(fā)生以下反應(yīng)：N2(g)O2(g)2NO(g)H1=a kJmol1 CO(g)1/2O2(g)CO2(g)H2=b kJmol12CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H3請回答下列問題： (1)H3=_kJmol1(用含a、b的代數(shù)式表示)。 (2)對于有氣體參與的反應(yīng)，表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B)，則反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式Kp=_。(3)能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_(填字母)。A單位時間內(nèi)生成1 mol CO2的同時消耗了1 mol COB在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度保持不變C在絕熱恒容的容器中，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化D在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分?jǐn)?shù)保持不變(4)在一定溫度下，向體積為V L的恒容密閉容器中充入一定量的NO和CO，發(fā)生反應(yīng)。在t1時刻達(dá)到平衡，此時n(CO)=x mol，n(NO)=2x mol，n(N2)=y mol，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率為_(用含x、y的代數(shù)式表示)；再向容器中充入y mol CO2和x mol NO，則此時v(正)_(填“”、“”或“=”)v(逆)。(5)煙氣中也含有氮氧化物，C2H4可用于煙氣脫硝。為研究溫度、催化劑中Cu2負(fù)載量對NO去除率的影響，控制其他條件一定，實驗結(jié)果如下圖所示。為達(dá)到最高的NO去除率，應(yīng)選擇的反應(yīng)溫度約為_，Cu2負(fù)載量為_。解析(1)N2(g)O2(g)2NO(g)H1=a kJmol1，CO(g)1/2O2(g)CO2(g)H2=c kJmol1，由2得：2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)，由蓋斯定律H3=2H2H1=(2ba) kJmol1；(2)對于有氣體參與的反應(yīng)，表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B)，則反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式Kp=；(3)能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是：A.單位時間內(nèi)生成1 mol CO2的同時消耗了1 mol CO，描述的都是正反應(yīng)，不能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，A錯誤；B.在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度保持不變，密度等于混合氣體的質(zhì)量閉上容器體積，根據(jù)質(zhì)量守恒不管是否達(dá)到平衡，混合氣體的質(zhì)量都不變，容器體積不變，所以密度始終不變，B錯誤；C.在絕熱恒容的容器中，容器內(nèi)的溫度隨反應(yīng)的進(jìn)行在變化，平衡常數(shù)也會發(fā)生變化，平衡常數(shù)不再變化，說明容器的溫度在變，反應(yīng)達(dá)到平衡，C正確；D.在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分?jǐn)?shù)保持不變，說明各成分的物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡，D正確；(4)一定溫度下，向體積為V L的恒容密閉容器中充入一定量的NO和CO，發(fā)生反應(yīng)2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)，t1時刻達(dá)到平衡，此時n(CO)=x mol，n(NO)=2x mol，n(N2)=y mol，生成N2的物質(zhì)的量為y mol，反應(yīng)的NO物質(zhì)的量為2y，起始NO的物質(zhì)的量為2x2y，平衡轉(zhuǎn)化率為2y/(2x2y)=100%，向容器中充入y mol CO2和x mol NO，相當(dāng)于同等倍數(shù)的增大反應(yīng)物和生成物的濃度，平衡不移動，此時v(正)=v(逆)；(5)從圖上可以看出負(fù)載為3%時，相同溫度下NO去除率最高，當(dāng)溫度在350度左右時，去除NO的效果最好。答案(1)2ba(2) (3)CD(4)100%=(5)350 (300 400 之間)3%11(9分)(2016棗莊模擬)生產(chǎn)中可用雙氧水氧化法處理電鍍含氰廢水，某化學(xué)興趣小組模擬該法探究有關(guān)因素對破氰反應(yīng)速率的影響(注：破氰反應(yīng)是指氧化劑將CN氧化的反應(yīng))。【相關(guān)資料】氰化物主要是以CN和Fe(CN)63兩種形式存在。Cu2可作為雙氧水氧化法破氰處理過程中的催化劑；Cu2在偏堿性條件下對雙氧水分解影響較弱，可以忽略不計。Fe(CN)63較CN難被雙氧水氧化，且pH越大；Fe(CN)63越穩(wěn)定，越難被氧化。【實驗過程】在常溫下，控制含氰廢水樣品中總氰的初始濃度和催化劑Cu2的濃度相同，調(diào)節(jié)含氰廢水樣品不同的初始pH和一定濃度雙氧水溶液的用量，設(shè)計如下對比實驗：(1)請完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)實驗序號實驗?zāi)康某跏紁H廢水樣品體積/mLCuSO4溶液的體積/mL雙氧水溶液的體積/mL蒸餾水的體積/mL為以下實驗操作參考760101020廢水的初始pH對破氰反應(yīng)速率的影響126010102076010實驗測得含氰廢水中的總氰濃度(以CN表示)隨時間變化關(guān)系如圖所示。(2)實驗中2060 min時間段反應(yīng)速率：v(CN)=_molL1min1。(3)實驗和實驗結(jié)果表明，含氰廢水的初始pH增大，破氰反應(yīng)速率減小，其原因可能是_(填一點即可)。在偏堿性條件下，含氰廢水中的CN最終被雙氧水氧化為HCO，同時放出NH3，試寫出該反應(yīng)的離子方程式：_。(4)該興趣小組同學(xué)要探究Cu2是否對雙氧水氧化法破氰反應(yīng)起催化作用，請你幫助他設(shè)計實驗并驗證上述結(jié)論，完成下表中內(nèi)容。(己