安徽省蚌埠鐵中2014屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（夯實基礎(chǔ)+配配套規(guī)范訓(xùn)練卷）《速率、平衡圖表類綜合題 》 新人教版

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1、速率、平衡圖表類綜合題 1．鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。 (1)在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表： 溫度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常數(shù) 64.0 50.7 42.9 請回答下列問題： ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。 ②在一個容積為10 L的密閉容器中，1 000 ℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反應(yīng)經(jīng)過10 min后達(dá)到

2、平衡。求該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)＝____________________，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。 ③欲提高②中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是 ________________________________________________________________________。 　 A．減少Fe的量 B．增加Fe2O3的量 C．移出部分CO2 D．提高反應(yīng)溫度 E．減小容器的容積 F．加入合適的催化劑 (2)某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)，下列反應(yīng)速率(v)和溫度(T)的關(guān)

3、系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是________。 (3)寫出氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式： ________________________________________________________________________。 欲使上述體系中Al3+濃度增加，可加入的物質(zhì)是 ________________________________________________________________________。 2．在2 L容積不變的密閉容器內(nèi)，800 ℃時反應(yīng)2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)體系中，n(NO)隨時間的變化如下表： t/s

4、 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)用O2的反應(yīng)速率表示0～2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v＝________________。若上述反應(yīng)在850 ℃下進(jìn)行，反應(yīng)2 s時n(NO)＝0.009 mol，并且不再隨時間而改變，則該反應(yīng)是__________熱反應(yīng)。 (2)圖中表示NO2濃度變化的曲線是__________(填字母)。 (3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。 A．v(NO2)＝2v(O2) B．容器內(nèi)的壓強保持不變 C．v逆(NO)

5、＝2v正(O2) D．容器內(nèi)氣體密度保持不變 (4)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是________(填序號)。 A．及時分離出NO2 B．適當(dāng)升高溫度 C．增大O2的濃度 D．選擇高效催化劑 3．在100 ℃時，將0.40 mol的二氧化氮氣體充入2 L真空的密閉容器中，每隔一段時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到數(shù)據(jù)如表所示： 時間(s) 0 20 40 60 80 n(NO2)/mol 0.40 n1 0.26 n3 N4 n(N2O4)/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08 (1)在上述條件下，從反

6、應(yīng)開始直至20 s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為________ mol·L－1·s－1。 (2)n3__________n4(填“>”、“<”或“＝”)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________(保留小數(shù)點后一位)。 (3)若在相同情況下，最初向該容器中充入的是四氧化二氮氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，四氧化二氮的起始濃度是________ mol·L－1，假設(shè)在80 s時達(dá)到平衡，請在圖中畫出并標(biāo)明該條件下此反應(yīng)中N2O4和NO2的濃度隨時間變化的曲線。 (4)達(dá)到平衡后，如升高溫度，氣體顏色會變深，則升高溫度后，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)將________(填“增大

7、”、“減小”或“不變”)。 (5)達(dá)到平衡后，如向該密閉容器中再充入0.32 mol氦氣，并把容器體積擴大為4 L，則平衡將______(填“向左移動”、“向右移動”或“不移動”)，其理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________

8、________________。 4．已知下列兩個反應(yīng)： 反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 反應(yīng)Ⅱ：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH2 (1)相同溫度下，若上述反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)為K1，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡常數(shù)為K2，那么K1·K2＝________。 (2)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)K1和溫度T的關(guān)系如表一： 表一 T/℃ 700 800 850 1 000 1 200 K1 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 則ΔH1________0(選填“>”、“＝”或“<”)。 (3)如果上述反應(yīng)Ⅰ以

9、CO和H2O(g)為起始反應(yīng)物，在T ℃時CO和H2O濃度變化如圖所示，且密閉容器的容積為1 L。那么0～4 min的平均反應(yīng)速率v(CO2)= mol·L-1·min-1，對照“表一”可知T=　　　　 ℃。 (4)某溫度下，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)為2.25。在該溫度下，向甲、乙、丙三個恒容密閉容器中通入CO2(g)和H2(g)，這兩種物質(zhì)的起始濃度如表二： 表二 起始濃度 甲 乙 丙 c(CO2)(mol·L－1) 0.01 0.02 0.02 c(H2)(mol·L－1) 0.01 0.01 0.02 反應(yīng)速率最快的是________(填“

10、甲”、“乙”或“丙”)，平衡時，H2轉(zhuǎn)化率最大的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，丙中H2的轉(zhuǎn)化率為________。 5．汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體。 (1)4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－1 200 kJ·mol－1 對于該反應(yīng)，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時，下列圖像正確的是________(填代號)。 (2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)： CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。 820 ℃時

11、在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)，K＝1.0。 起始物質(zhì)的量 甲 乙 丙 n(H2O)/mol 0.10 0.20 0.20 n(CO)/mol 0.10 0.10 0.20 ① 該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 ________________________________________________________________________。 ②平衡時，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是________。比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙________甲；丙________甲(填“>”、“＝”或“<”)。 ③丙容器中，通過改變溫度，

12、使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度________(填“升高”或“降低”)，平衡常數(shù)K______(填“增大”、“減小”或“不變”)。 答案 1．(1)①c3(CO2)/c3(CO)　<　②0.006 mol·L－1·min－1　60%?、跜 (2)b (3)Al(OH)3H＋＋AlO＋H2O　鹽酸(合理即給分) 2．(1)0.001 5 mol·L－1·s－1　放　(2)b　(3)BC　(4)C 3．(1)0.002 5　(2)＝　2.8　(3)0.10　如圖 (4)減小 (5)向左移動 氦氣是惰性氣體，不參與反應(yīng)；擴大體積的瞬間，c(NO2)和c(N2O4)都降低為原來的

13、一半，使c(N2O4)/c2(NO2)增大，并大于該溫度下的平衡常數(shù)K，平衡會向左移動(或氦氣是惰性氣體，不參與反應(yīng)，擴大體積相當(dāng)于減小壓強，平衡向左移動) 解析　根據(jù)反應(yīng)速率的定義不難解答問題(1)。根據(jù)已知表中的數(shù)據(jù)可知60～80 s反應(yīng)達(dá)到平衡，故n3=n4。由方程式2NO2(g) N2O4(g)及平衡常數(shù)公式可計算出其平衡常數(shù)約為2.8。因溫度、體積不變，故達(dá)到等效平衡時需要N2O4的起始物質(zhì)的量為0.20 mol，即濃度為0.10 mol·L-1。由于再充入0.32 mol氦氣時對平衡無影響，但容器體積擴大為4 L時相當(dāng)于給原平衡減壓，故平衡逆向移動。 4．(1)1　(2)>　

14、(3)0.03　850　(4)丙　乙　60% 解析　(1)反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ互為逆反應(yīng)，而且溫度相同，故K1與K2互為倒數(shù)關(guān)系。 (2)由“表一”中溫度與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系可知，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越大，即升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH1>0。(3)v(CO2)＝v(H2O)＝ ＝0.03 mol·L－1·min－1。4 min時，c(H2O)＝0.18 mol·L－1，c(CO)＝ 0．08 mol·L－1，c(H2)＝0.12 mol·L－1，c(CO2)＝0.12 mol·L－1，所以化學(xué)平衡常數(shù)K1＝＝1，查“表一”可知K1＝1對應(yīng)的溫度為850 ℃。(

15、4)丙中的CO2(g)和H2(g)濃度都最大，而三個容器反應(yīng)溫度都相同，故丙中反應(yīng)速度最大。甲、丙為等效平衡，而乙中CO2(g)的起始濃度大于H2(g)的起始濃度，故乙中H2轉(zhuǎn)化率最大。設(shè)丙中平衡時CO(g)的濃度為x mol·L－1，那么CO2(g)的濃度為(0.02－x) mol·L－1，H2(g)的濃度為(0.02－x) mol·L－1，H2O(g)的濃度為x mol·L－1，所以K＝x2/(0.02－x)2＝2.25，解得x＝0.012，即平衡時H2(g)的濃度為0.008 mol·L－1，故丙中H2的轉(zhuǎn)化率為(0.02 mol·L－1－0.008 mol·L－1)/0.02 mol·

16、L－1×100%＝60%。 5．(1)乙　(2)①K＝?、?0%　>?。健、劢档汀≡龃? 解析　通過溫度對平衡移動的影響能夠判斷化學(xué)平衡的圖像問題；通過溫度對放熱反應(yīng)的影響可判斷化學(xué)平衡常數(shù)的變化，同時可由化學(xué)平衡常數(shù)計算某反應(yīng)物的變化量，從而得出該物質(zhì)平衡時的轉(zhuǎn)化率。 (1)4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時，正、逆反應(yīng)速率都增大，甲中正反應(yīng)速率在T2時沒有增大，故錯誤；升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動，CO的濃度增大，CO的體積分?jǐn)?shù)增大，故丙不正確。 (2)根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.0可以得出c(CO2)·c(H2)＝c(C

17、O)·c(H2O)，反應(yīng)前后氣體體積不變，可得出n(CO2)·n(H2)＝n(CO)·n(H2O)。①甲容器中起始時n(CO)＝n(H2O)＝0.10 mol，滿足等式就是反應(yīng)物轉(zhuǎn)化了一半，故CO的轉(zhuǎn)化率為50%。②乙容器中起始時n(H2O)＝0.20 mol，相當(dāng)于在甲容器中增大c(H2O)，平衡正向移動，n(CO)減少，CO的轉(zhuǎn)化率增大；丙容器中起始時n(CO2)＝n(H2)＝0.20 mol，相當(dāng)于兩個甲容器中的量，假設(shè)兩個甲容器合二為一，反應(yīng)到達(dá)平衡后，縮小體積至一半變成丙容器，即對體系加壓，平衡不移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變化。③丙容器中改變溫度，CO的轉(zhuǎn)化率增大說明平衡正向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故需降低溫度；平衡正向移動，生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，故K增大。