2019高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)小題狂做專練(打包30套).zip
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20 化學(xué)平衡及影響因素
主要考查化學(xué)平衡狀態(tài)的特征和判斷以及外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響、化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式及意義、化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)計(jì)算、判斷典型反應(yīng)的自發(fā)和非自發(fā)等內(nèi)容。
1.【2018江蘇卷】根據(jù)下列圖示所得出的結(jié)論不正確的是( )
A.圖甲是CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,說(shuō)明該反應(yīng)的ΔH<0
B.圖乙是室溫下H2O2催化分解放出氧氣的反應(yīng)中c(H2O2)隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線,說(shuō)明隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2分解速率逐漸減小
C.圖丙是室溫下用0.1000mol·L?1NaOH溶液滴定20.00mL 0.1000mol·L?1某一元酸HX的滴定曲線,說(shuō)明HX是一元強(qiáng)酸
D.圖丁是室溫下用Na2SO4除去溶液中Ba2+達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí),溶液中c(Ba2+)與c(SO)的關(guān)系曲線,說(shuō)明溶液中c(SO)越大c(Ba2+)越小
2.【2018新課標(biāo)3卷、節(jié)選】三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹(shù)脂催化劑,在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。
①343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α=_________%。平衡常數(shù)K343K=__________(保留2位小數(shù))。
②在343K下:要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是________________________________;要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的措施有_____________________、____________________。
③比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v=v正?v逆=?,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),計(jì)算a處=__________(保留1位小數(shù))。
3.【2018新課標(biāo)2卷、節(jié)選】CH4-CO2的催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2)。還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)反中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低,同時(shí)存在的碳反應(yīng)則使積碳碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
積碳反應(yīng)CH4(g)===C(s)+2H2(g)
消碳反應(yīng)CO2(g)===C(s)+2CO(g)
△H(kJ·mol-1)
75
172
活化能/kJ·mol-1
催化劑X
33
91
催化劑Y
43
72
①由上表判斷,催化劑X________Y(填“優(yōu)于或劣于”),理由是_____________________________。在反應(yīng)進(jìn)料氣組成,壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下,某催化劑表面的積碳最隨溫度的變化關(guān)系如右圖所示,升高溫度時(shí),下列關(guān)于積碳反應(yīng),消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(V)的敘述正確的是_________(填標(biāo)號(hào))
A.K積、K消均增加 B.V積減小V消增加
C.K積減小、K消增加 D.V消增加的倍數(shù)比V積增加的倍數(shù)大
②在一定溫度下,測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k·p(CH4)·[pa(CO2)]-0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時(shí),不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如右圖所示,則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)開(kāi)_____________________________。
4.【2018新課標(biāo)1卷、節(jié)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,回答下列問(wèn)題:
(1)F. Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng):
其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡,體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示(t=∞時(shí),N2O4(g)完全分解):
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5.
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①研究表明,N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v=2×10?3×(kPa·min?1),t=62min時(shí),測(cè)得體系中=2.9 kPa,則此時(shí)的=________ kPa,v=_______kPa·min?1。
②若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)________63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________________________________________________________。
③25℃時(shí)N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。
(2)對(duì)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 N2O5NO3+NO2 快速平衡
第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反應(yīng)
第三步 NO+NO32NO2 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__________(填標(biāo)號(hào))。
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NO3
C.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
1.【2018山東淄博摸底考試】向恒容密閉容器中通入一定量N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,氣體顏色變深。如圖表示該反應(yīng)平衡時(shí)有關(guān)物理量Y隨某條件X(其他條件不變)變化的規(guī)律。X、Y分別是( )
A.溫度T,逆反應(yīng)速率v
B.溫度T,氣體的密度ρ
C.壓強(qiáng)p,平衡常數(shù)K
D.壓強(qiáng)p,N2O4的轉(zhuǎn)化率α
2.【2018長(zhǎng)春質(zhì)量監(jiān)測(cè)(一)】可逆反應(yīng)A(g)+B(g)2C(g),反應(yīng)過(guò)程中混合物中C的百分含量與溫度關(guān)系如圖所示,
下列說(shuō)法正確的是( )
A.正反應(yīng)速率:v(T3)>v(T4)>v(T2)
B.化學(xué)平衡常數(shù):K(T4)>K(T3)
C.由T1向T2變化時(shí),v正>v逆
D.該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
3.【2018吉林中學(xué)第三次月考】化學(xué)中常用圖像直觀地描述化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程或結(jié)果。下列圖像描述正確的是( )
① ② ③ ④
A.根據(jù)圖①可判斷該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.若圖②表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影響,則乙對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)大
C.圖③可表示乙酸溶液中通入氨氣至過(guò)量過(guò)程中溶液導(dǎo)電性的變化
D.根據(jù)圖④,若除去CuSO4溶液中混有的Fe3+,可向溶液中加入適量CuO,調(diào)節(jié)pH至4左右
4.【2018撫順中學(xué)二次建?!恳欢囟认拢蚰澈闳菝荛]容器中充入一定量的A和B,發(fā)生反應(yīng):A(g)+B(g) C(s)+xD(g) ΔH>0,容器中A、B、D的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.反應(yīng)在前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(D) =0.15mol·L-1·min-1
B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(C)·c2(D)c(A)·c(B)
C.若平衡時(shí)保持溫度不變,壓縮容器容積,則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D.反應(yīng)至15min時(shí),改變的條件是降低溫度
5.【2018長(zhǎng)春實(shí)驗(yàn)中學(xué)聯(lián)考】某固定容積為1L的密閉容器中,1mol A(g)與1mol B(g)在催化劑作用下加熱到500℃發(fā)生反應(yīng):A(g)+B(g)C(g)+2D(s) ΔH>0,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.升高溫度,v正增大,v逆減小
B.平衡后再加入1mol B,上述反應(yīng)的ΔH增大
C.通入稀有氣體,壓強(qiáng)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D.若B的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于2
6.【2018青島第二中學(xué)一?!繙囟葹門0時(shí),在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):X(g)+Y(g)Z(g)(未配平),4min時(shí)達(dá)到平衡,各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖a所示。其他條件相同,溫度分別為T1、T2時(shí)發(fā)生反應(yīng),Z的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖b所示。下列敘述正確的是
圖a 圖b
A.發(fā)生反應(yīng)時(shí),各物質(zhì)的反應(yīng)速率大小關(guān)系為v(X)=v(Y)=2v(Z)
B.圖a中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率為37.5%
C.T0時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為33.3
D.該反應(yīng)正反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH<0
7.【2018合肥中學(xué)聯(lián)考】已知反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=Q kJ·mol-1;在三個(gè)不同容積的容器中分別充入1mol CO與2mol H2,測(cè)得平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率如下表。下列說(shuō)法正確的是( )
溫度(℃)
容器體積
CO轉(zhuǎn)化率
平衡壓強(qiáng)(p)
①
200
V1
50%
p1
②
200
V2
70%
p2
③
350
V3
50%
p2
A.反應(yīng)速率:③>①>②
B.平衡時(shí)體系壓強(qiáng):p1∶p2 =5∶4
C.若容器體積V1>V3,則Q<0
D.若實(shí)驗(yàn)②中CO和H2用量均加倍,則CO轉(zhuǎn)化率<70%
8.【2018濟(jì)南針對(duì)性訓(xùn)練】向甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中分別充入一定量的A和B,發(fā)生反應(yīng):A(g)+xB(g)2C(g)。相關(guān)數(shù)據(jù)如表,反應(yīng)過(guò)程中C的濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖。下列說(shuō)法正確的是
容器
甲
乙
丙
容積
0.5L
0.5L
1.0L
溫度/℃
T1
T2
T2
反應(yīng)物起始量
1.5mol A
0.5mol B
1.5mol A
0.5mol B
6mol A
2mol B
A.T1>T2,x=1
B.T2℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.8
C.A的平衡轉(zhuǎn)化率α(甲)∶α(乙)=2∶3
D.15~20min內(nèi)C的平均反應(yīng)速率v(乙)< v(丙)
9.【2018合肥第三次質(zhì)檢】對(duì)煙道氣中的SO2進(jìn)行回收再利用具有較高的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
Ⅰ.CO還原法
(1)一定條件下,由SO2和CO反應(yīng)生成S和CO2的能量變化如圖甲所示,每生成16g S(s),該反應(yīng) (填“放出”或“吸收”)的熱量為 。
(2)在絕熱恒容的密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng):2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。對(duì)此反應(yīng)下列說(shuō)法正確的是 。
A.若混合氣體密度保持不變,則已達(dá)平衡狀態(tài)
B.從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變
C.達(dá)平衡后若再充入一定量CO2,平衡常數(shù)保持不變
D.分離出S,正、逆反應(yīng)速率均保持不變
(3)向2L恒溫恒容密閉容器中通入2mol CO和1mol SO2,分別進(jìn)行a、b、c三組實(shí)驗(yàn)。在不同條件下發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g),反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如圖乙所示,則三組實(shí)驗(yàn)溫度的大小關(guān)系是a b c (填“> ”“< ”或“=”) ;實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開(kāi)始至平衡時(shí),反應(yīng)速率v(SO2)= 。
Ⅱ.Na2SO3溶液吸收法
常溫下,用300mL 1.0mol·L-1Na2SO3溶液吸收SO2的過(guò)程中,溶液pH隨吸收SO2物質(zhì)的量的變化曲線如圖丙所示。
(4)若用等體積、等物質(zhì)的量濃度的下列溶液分別吸收SO2,則理論上吸收量最多的是 。
A.NH3·H2O B.Na2S C.Na2CO3 D.FeCl3
(5)常溫下,H2SO3的二級(jí)電離平衡常數(shù)Ka2的數(shù)值為 。
10.【2018遼寧五校協(xié)作體聯(lián)合模擬考試】氨是一種重要的化工原料,請(qǐng)回答下列各題:
已知合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。圖1表示在2L的密閉容器中反應(yīng)時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線。圖2表示在其他條件不變的情況下,改變初始?xì)錃獾奈镔|(zhì)的量對(duì)此反應(yīng)平衡的影響。
(1)圖1中0~10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2)= ,11min時(shí),在其他條件不變的情況下,壓縮容器的體積為1L,則n(N2)的變化曲線為 (填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)圖2中,e、f、g三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)中,N2的轉(zhuǎn)化率最高的是 點(diǎn)。
(3)圖2中,T1和T2表示溫度,對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為K1、K2,則:T1 T2(填“>”“=”或“<”,后同),K1 K2。
(4)若開(kāi)始時(shí)向容器中加入1mol N2和3 mol H2,充分反應(yīng)后,放出的熱量 92.4kJ(填“<”“>”或“=”),理由是 。
(5)為有效提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施有 (填標(biāo)號(hào))。
A.降低溫度 B.不斷補(bǔ)充氮?dú)? C.恒容時(shí),充入氦氣 D.升高溫度 E.原料氣不斷循環(huán) F.及時(shí)移出氨
(6)氨催化氧化制NO在熱的鉑銠合金催化下進(jìn)行,4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),反應(yīng)過(guò)程中合金始終保持紅熱,當(dāng)升高溫度時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)K會(huì) (填“增大”“減小”或“不變”)。NH3的轉(zhuǎn)化率在溫度為T1時(shí)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化曲線如圖3所示。其他條件不變,僅改變溫度為T2(T2>T1),在框圖中畫出溫度為T2時(shí),NH3的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。
圖3
答案與解析
一、考點(diǎn)透視
1.【答案】C
【解析】A項(xiàng),升高溫度,lgK減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),該反應(yīng)的ΔH<0,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),根據(jù)圖像,隨著時(shí)間的推移,c(H2O2)變化趨于平緩,隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2分解速率逐漸減小,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),根據(jù)圖像,沒(méi)有滴入NaOH溶液時(shí),0.1000mol·L-1HX溶液的pH>1,HX為一元弱酸,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)圖像可見(jiàn)橫坐標(biāo)越小,縱坐標(biāo)越大,?lgc(SO)越小,?lgc(Ba2+)越大,說(shuō)明c(SO)越大c(Ba2+)越小,D項(xiàng)正確;答案選C。
2.【答案】(1)①22;0.02;②及時(shí)移去產(chǎn)物;改進(jìn)催化劑;提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度);③大于;1.3
【解析】(1)①由圖示,溫度越高反應(yīng)越快,達(dá)到平衡用得時(shí)間就越少,所以曲線a代表343K的反應(yīng)。從圖中讀出,平衡以后反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)初始加入的三氯氫硅的濃度為1mol·L-1,得到:
2SiHCl3 SiH2Cl2+SiCl4
起始: 1 0 0
反應(yīng): 0.22 0.11 0.11(轉(zhuǎn)化率為22%)
平衡: 0.78 0.11 0.11
所以平衡常數(shù)K=0.112÷0.782=0.02。
②溫度不變,提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率的方法可以是將產(chǎn)物從體系分離(兩邊物質(zhì)的量相等,壓強(qiáng)不影響平衡)??s短達(dá)到平衡的時(shí)間,就是加快反應(yīng)速率,所以可以采取的措施是增大壓強(qiáng)(增大反應(yīng)物濃度)、加入更高效的催化劑(改進(jìn)催化劑)。③a、b兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率相等,可以認(rèn)為各物質(zhì)的濃度對(duì)應(yīng)相等,而a點(diǎn)的溫度更高,所以速率更快,即Va>Vb。根據(jù)題目表述得到v正= k正x2SiHCl3,v逆= k逆xsiH2Cl2xSiCl4,當(dāng)反
應(yīng)達(dá)平衡時(shí)v正= v逆,v正= k正x2SiHCl3=v逆= k逆xsiH2Cl2xSiCl4,所以,=x2SiHCl3xsiH2Cl2xSiCl4實(shí)際就是平衡常數(shù)K值,所以=0.02。a點(diǎn)時(shí),轉(zhuǎn)化率為20%,所以計(jì)算出:
2SiHCl3 SiH2Cl2+SiCl4
起始: 1 0 0
反應(yīng): 0.2 0.1 0.1(轉(zhuǎn)化率為20%)
平衡: 0.8 0.1 0.1
所以xSiHCl3=0.8;xsiH2Cl2=xSiCl4=0.1;所以==x2SiHCl3xsiH2Cl2xSiCl4=0.02×=1.3
3.【答案】(1)①劣于;相對(duì)于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率?。欢挤磻?yīng)活化能相對(duì)小,消碳反應(yīng)速率大;AD;②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
【解析】(1)①根據(jù)活化能對(duì)反應(yīng)的影響分析;根據(jù)反應(yīng)熱結(jié)合溫度對(duì)平衡狀態(tài)的影響以及圖像曲線變化趨勢(shì)解答;②根據(jù)反應(yīng)速率方程式分析影響其因素結(jié)合圖像解答。已知:C(s)+2H2(g)===CH4(g) △H=-75kJ·mol-1;C(s)+O2(g)===CO2(g) △H=-394kJ·mol-1;C(s)+O2(g)===CO(g) △H=-111kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律可知③×2-②-1即得到改催化從整反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)的△H=+247kJ·mol?1。正反應(yīng)是體積增大的吸熱反應(yīng),所以有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓,答案選某溫度下,在體積為2L的容積中加入2mol CH4、1mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率是50%,根據(jù)方程式可知
CH4(g)+ CO2(g) ===2CO(g)+ 2H2(g)
起始濃度(mol·L?1) 1 0.5 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol·L?1) 0.25 0.25 0.5 0.5
平衡濃度(mol·L?1) 0.75 0.25 0.5 0.5
所以其平衡常數(shù)為mol-2·L-2
(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知相對(duì)于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率?。欢挤磻?yīng)活化能相對(duì)小,消碳反應(yīng)速率大,所以催化劑X劣于Y。A.正反應(yīng)均是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,因此K積、K消均增加,A正確;B.升高溫度反應(yīng)速率均增大,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)A中分析可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.積碳量達(dá)到最大值以后再升高溫度積碳量降低,這說(shuō)明v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大,D正確。答案選AD。②根據(jù)反應(yīng)速率方程式可知在p(CH4)一定時(shí),生成速率隨p(CO2)的升高而降低,所以根據(jù)圖像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)閜c(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。
4.【答案】(1)①30.0;6.0×10-2;②大于;溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高;③13.4
(2)AC
【解析】(2)①根據(jù)壓強(qiáng)之比是物質(zhì)的量之比計(jì)算;根據(jù)方程式可知氧氣與消耗五氧化二氮的物質(zhì)的量之比是1∶2,又因?yàn)閴簭?qiáng)之比是物質(zhì)的量之比,所以消耗五氧化二氮減少的壓強(qiáng)是2.9kPa×2=5.8kPa,則此時(shí)五氧化二氮的壓強(qiáng)是35.8kPa-5.8kPa=30.0kPa,因此此時(shí)反應(yīng)速率v=2.0×10-3×30=6.0×10-2(kPa·min-1);②根據(jù)溫度對(duì)壓強(qiáng)和平衡狀態(tài)的影響分析;由于溫度升高,容器容積不變,總壓強(qiáng)提高,且二氧化氮二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高,所以若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)大于63.1kPa。③根據(jù)五氧化二氮完全分解時(shí)的壓強(qiáng)計(jì)算出二氧化氮、氧氣的壓強(qiáng),然后再根據(jù)二氧化氮轉(zhuǎn)化的方程式計(jì)算平衡時(shí)二氧化氮、四氧化二氮的壓強(qiáng)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知五氧化二氮完全分解時(shí)的壓強(qiáng)是63.1kPa,根據(jù)方程式可知完全分解時(shí)最初生成的二氧化氮的壓強(qiáng)是35.8kPa×2=71.6kPa,氧氣是35.8kPa÷2=17.9kPa,總壓強(qiáng)應(yīng)該是71.6kPa+17.9kPa=89.5kPa,平衡后壓強(qiáng)減少了89.5kPa-63.1kPa=26.4kPa,所以根據(jù)方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡時(shí)四氧化二氮對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)是26.4kPa,二氧化氮對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)是71.6kPa-26.4kPa×2=18.8kPa,則反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=kPa ≈13.4kPa;(2)根據(jù)三步反應(yīng)的特點(diǎn)分析判斷。A. 第一步反應(yīng)快,所以第一步的逆反應(yīng)速率大于第二步的逆反應(yīng)速率,A正確;B. 根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO,B錯(cuò)誤;C. 根據(jù)第二步反應(yīng)生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效,C正確;D. 第三步反應(yīng)快,所以第三步反應(yīng)的活化能較低,D錯(cuò)誤。答案選AC。
二、考點(diǎn)突破
1.【答案】D
【解析】升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氣體的總質(zhì)量不變,容器體積不變(恒容),則升高溫度,氣體的密度不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡常數(shù)K僅受外界因素溫度的影響,故增大壓強(qiáng),K不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),N2O4的轉(zhuǎn)化率降低,D項(xiàng)正確。
2.【答案】C
【解析】升溫反應(yīng)速率增大,所以正反應(yīng)速率v(T4)>v(T3)>v(T2),A錯(cuò)誤;T3時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),升溫平衡逆向移動(dòng),所以化學(xué)平衡常數(shù):K(T4)v逆,C正確;反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,升溫平衡逆向移動(dòng),所以該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),D錯(cuò)誤。
3.【答案】D
【解析】通過(guò)圖像知,升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,但平衡后逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)是放熱反應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;題給反應(yīng)前后氣體體積減小,當(dāng)改變壓強(qiáng)時(shí),平衡移動(dòng),甲、乙兩反應(yīng)平衡時(shí)反應(yīng)物的百分含量不相等,與圖②不符,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;溶液的導(dǎo)電性與溶液中離子的濃度成正比,乙酸是弱電解質(zhì),向乙酸溶液中通入氨氣,乙酸和氨氣反應(yīng)生成強(qiáng)電解質(zhì)乙酸銨,溶液中離子濃度增大,導(dǎo)電性增強(qiáng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在pH=4左右,氫氧化鐵的濃度最小,接近0,氫氧化銅濃度最大,若除去CuSO4溶液中混有的Fe3+,可向溶液中加入適量CuO,調(diào)節(jié)pH至4左右,使鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀而除去,選項(xiàng)D正確。
4.【答案】D
【解析】分析圖像可知,第一次達(dá)到平衡時(shí),D的濃度變化值是A的2倍,則可推知x=2,反應(yīng)在前10 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(D)=3.0mol·L-110min=0.30mol·L-1·min-1,A錯(cuò)誤;物質(zhì)C為固體,在平衡常數(shù)表達(dá)式中,不應(yīng)出現(xiàn)固體的濃度,B錯(cuò)誤;改變壓強(qiáng),該反應(yīng)平衡不發(fā)生移動(dòng),C錯(cuò)誤。
5.【答案】D
【解析】升高溫度,v正和v逆都增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡移動(dòng)與ΔH的變化無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;通入稀有氣體,壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)物和生成物濃度均保持不變, 平衡不移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;B的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,容器容積為1L,則平衡時(shí),c(B)=0.5mol·L-1,c(A)=0.5mol·L-1,c(C)=0.5mol·L-1,則K=c(C)c(A)·c(B)=0.50.5×0.5=2,D項(xiàng)正確。
6.【答案】C
【解析】根據(jù)題圖a可知,0~4min時(shí),X、Y的濃度分別減少0.25mol·L-1、0.25mol·L-1,Z的濃度增加0.5mol·L-1,則化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),同一反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則v(X)=v(Y)=12v(Z),A項(xiàng)錯(cuò)誤;題圖a中,Y的起始濃度為0.4mol·L-1,平衡濃度為0.15mol·L-1,則Y的轉(zhuǎn)化率為0.4-0.150.4×100%=62.5%,B項(xiàng)錯(cuò)誤;達(dá)到平衡時(shí),c(X)=0.05mol·L-1,c(Y)=0.15mol·L-1,c(Z)=0.5mol·L-1,則平衡常數(shù)K=c2(Z)c(X)·c(Y)=0.520.05×0.15≈33.3,C項(xiàng)正確;根據(jù)題圖b可知,T1條件下反應(yīng)先達(dá)到平衡,則T1>T2,T2→T1,溫度升高,c(Z)增大,則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.【答案】C
【解析】根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)可知,容器①和容器②溫度相同,但是容器②中CO轉(zhuǎn)化率大,說(shuō)明p2>p1,容器②與容器③中壓強(qiáng)相等,且容器③中溫度高于容器②中溫度,則反應(yīng)速率③>②>①,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;容器①和容器②的溫度相同,但容器①和容器②的體積不同,不能確定壓強(qiáng)之比,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;若容器①和容器③的溫度相同,且V1>V3,則實(shí)驗(yàn)③與實(shí)驗(yàn)①相比,平衡正向移動(dòng),平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率大,而實(shí)際上實(shí)驗(yàn)③和實(shí)驗(yàn)①中CO的轉(zhuǎn)化率相同,故升高溫度時(shí),平衡逆向移動(dòng),所以正反應(yīng)一定為放熱反應(yīng),即Q<0,C選項(xiàng)正確;若實(shí)驗(yàn)②中CO和H2用量均加倍,則相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率大于70%,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
8.【答案】B
【解析】甲、乙容器只有反應(yīng)溫度不同,由于乙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間較短,所以T1
(4)< 該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能全部變?yōu)樯晌?,故放出的熱量小?2.4kJ
(5)BEF
(6)減小
【解析】(1)v(N2)=0.3mol2 L×10min=0.015mol·L-1·min-1,所以v(H2)=0.045mol·L-1·min-1。壓縮容器的體積即為增大體系壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),n(N2)減小,壓縮的瞬間,n(N2)不變,與壓縮前曲線有連接點(diǎn),曲線d符合。(2)由于其他條件未發(fā)生變化,所以氫氣的濃度越大,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率越高,即eK2。(4)該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物,故放出的熱量小于92.4kJ。(5)溫度過(guò)低,反應(yīng)不能正常進(jìn)行,溫度過(guò)高,平衡逆向移動(dòng),充入氦氣,平衡不發(fā)生移動(dòng),因此改變這幾個(gè)條件,均不能增大氫氣轉(zhuǎn)化率;補(bǔ)充氮?dú)饣蛞瞥睔?,平衡均正向移?dòng),氫氣轉(zhuǎn)化率增大;循環(huán)利用原料氣,氫氣可充分反應(yīng),轉(zhuǎn)化率增大。(6)整個(gè)反應(yīng)中合金始終保持紅熱,故為放熱反應(yīng),溫度升高時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),K值減小。作圖要點(diǎn):因?yàn)門2>T1,溫度升高,平衡向逆
反應(yīng)方向移動(dòng),NH3的轉(zhuǎn)化率下降,T2溫度下達(dá)到平衡時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率要低于T1的;另外溫度越高,越快達(dá)到平衡,所以T2溫度下達(dá)到平衡所用的時(shí)間要小于T1的。
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