2022年高考化学二轮复习 专题突破练九 化学反应速率与化学平衡（B）（含解析）.docx

1、专题突破练九化学反应速率与化学平衡(B)一、选择题1.(2021广东四校联考)已知T1温度下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-m kJmol-1。在2 L密闭容器中通入3 mol H2和1 mol N2,测得不同温度下,NH3的产率随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是()A.H0,T2T1B.达到平衡时,T1温度对应反应放出热量为m kJC.平衡时,保持容器容积不变,通入氩气平衡正向移动D.平衡常数,Ka0B.延长W点的反应时间可提高CO2的转化率C.相同条件下催化剂中Mg的含量越高催化效率越高D.使用合适的催化剂可以提高CO2的转化率3.(双选)(2021山东临沂联考)利用现

2、代传感技术探究压强对 2NO2(g)N2O4(g)平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下,往针筒中充入一定体积的 NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变,测量针筒内气体压强变化如图所示。下列分析中不正确的是()A.t1时移动活塞,使容器容积增大B.在B、E两点,对应的正反应速率:v(B)v(E)C.图中除A、C、F点外,其他点均为平衡状态D.在E、F、H三点中,H点的气体平均相对分子质量最大二、非选择题4.(2021湖南湘豫名校联考)汽车尾气中氮氧化物的排放与雾霾天气的产生密切相关,对其进行无害化处理是化学工作者研究的重要课题。(1)利用反应

3、2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)H”“T2,试说明理由。.用催化剂Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成乙烯的过程中,还会生成CH4、C3H6、C4H8等副产物,若在催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性(选择性指的是转化的CO2中生成C2H4的百分比)。在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表:助剂CO2转化率(%)各产物在所有产物中的占比(%)C2H4C3H6其他Na42.535.939.624.5K27.275.622.81.6Cu9.880.712.56.8(4)欲提高单位时

4、间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是。参考答案专题突破练九化学反应速率与化学平衡(B)1.D解析 根据图中曲线T2时先达到平衡知,T1T2,升高温度平衡逆向移动,H0,A项错误。反应是可逆反应,转化率达不到100%,达到平衡时,T1对应反应放出热量小于mkJ,B项错误。平衡时,通入氩气容器中压强增大,但是反应物和生成物的分压不变,平衡不移动,C项错误。升高温度平衡逆向移动,化学平衡常数减小,所以KaKb,化学平衡常数只与温度有关,温度不变化学平衡常数不变,b、c温度相等化学平衡常数相等,故KaKc,D项正确。2.D解析

5、 据题图可知使用不同催化剂时,在360左右、相同时间内CO2的转化率相同,说明该温度下,三种催化剂条件下反应都达到了平衡,继续升高温度,CO2的转化率减小,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,Hv(E),B项错误。由图可知,除A、C、F点外,G点也没有达到平衡,C项错误。由质量守恒定律可知,E、F、H三点中气体的质量相同,由图可知,t2时移动活塞,针筒内气体压强迅速增大,说明针筒的容积减小,增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的物质的量减小,则E、F、H 三点中,H点气体的物质的量最小,平均相对分子质量最大,D项正确。4.答案 (1)m1m2m3温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓

6、度变化对平衡移动的影响(2)-621.9 kJmol-1一(3)160256pBC解析 (1)m=n(NO)n(CO),增大NO的量,平衡向正反应方向移动,可增大CO的转化率,则投料比m1、m2、m3从大到小的顺序为m1m2m3;随着温度的升高,不同投料比下CO平衡转化率趋于相近的原因是温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响。(2)整个反应分为三个基元反应阶段,.NO(g)+NO(g)(g)H=+199.2kJmol-1;.(g)+CO(g)CO2(g)+N2O(g)H=-513.5kJmol-1;.CO2(g)+N2O(g)+CO(g)2CO2(g)+N2(g)H=

7、-307.6kJmol-1;由盖斯定律可知,由+可得2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)H=+199.2kJmol-1+(-513.5kJmol-1)+(-307.6kJmol-1)=-621.9kJmol-1;由于反应所需活化能最高,则总反应速率由第一阶段反应决定。(3)由图可知,平衡时,CO的物质的量浓度为1molL-1,CO2的物质的量浓度为4molL-1,可列出平衡时的三段式:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)起始(molL-1)5500转化(molL-1)4442平衡(molL-1)1142K=c2(CO2)c(N2)c2(CO)c2(NO)=422

8、1212=32,平衡时v正=v逆,即k正c2(NO)c2(CO)=k逆c(N2)c2(CO2),k正k逆=c(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)=K=32,M点时,CO和CO2的物质的量浓度相等,设CO浓度的减少量为xmolL-1,则根据化学方程式的化学计量数可知,5-x=x,解得x=2.5,可列出M点时的三段式:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)起始(molL-1)5500转化(molL-1)2.52.52.51.25M点(molL-1)2.52.52.51.25则v正v逆=k正c2(NO)c2(CO)k逆c(N2)c2(CO2)=322.522.522.521.

9、25=160;由平衡时的三段式可知,反应达到平衡时,总物质的量为8mol,则Kp=(12p)214p(18p)2(18p)2=256p;分离出部分N2,平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,但是反应速率减小,A项错误。恒容时,再加入5molNO,5molCO,相当于增大压强,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,B项正确。压缩容器容积增大压强,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,C项正确。降低温度,平衡向正反应方向移动,能提高NO的转化率,但是反应速率减小,D项错误。5.答案 (1)吸热N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJmol-1(2

10、)k1k2(3)不能,因为温度不同,催化剂的活性不同,对反应速率造成的影响不同(4)K助剂K降低了生成乙烯的反应所需要的活化能,增大乙烯生成速率而对其他副反应的速率几乎无影响解析 .(1)NH3*NH3的过程为脱附,由题图可知,氨脱附后能量升高,则氨的脱附是吸热过程,由能量图可知,12mol和32molHH被分解生成1molN和3molH时吸收(21-17)kJ的能量、1molN和3molH生成1molNH3(g)时放出50kJ的能量,则12mol和32molHH生成1mol氨需要放出46kJ的能量,可得合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92kJmol-1。

11、(2)当平衡时,合成氨的瞬时总速率w=k1p(N2)p1.5(H2)p(NH3)-k2p(NH3)p1.5(H2)=0,则k1p(N2)p1.5(H2)p(NH3)=k2p(NH3)p1.5(H2),得合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数Kp=p2(NH3)p(N2)p3(H2)=k1k2。(3)T2温度下反应进行到某时刻,测得容器内气体的压强为起始时的80%,则此时N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始(molL-1)2.06.00转化(molL-1)1.03.02.0平衡(molL-1)1.03.02.0平衡时气体总量为(1.0+3.0+2.0)mol=6.0mol,平衡时气体的压

12、强是起始时的6.0mol8.0mol100%=75%,合成氨是气体体积减小的反应,随着反应的进行,容器内压强降低,若某时刻,容器内气体的压强为起始时的80%,说明反应未平衡,反应正向进行,则v正v逆。虽然反应时使用同一催化剂,都是将2.0molN2和6.0molH2通入容积为1L的密闭容器中,但分别在T1和T2温度下进行反应。不能根据图示信息判断温度的相对大小,因为温度不同,催化剂的活性不同,对反应速率造成的影响不同。.(4)由表中数据可知,Na的其他副反应占比大,Cu的CO2转化率低,兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响,选择添加K助剂效果最好,不仅能提高单位时间内乙烯产量,并且其他副反应占比小。