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高考化学高频试题、高中化学题库汇总-压中真题已成为一种习惯

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高中化学知识点讲解《反应速率与平衡的有关计算》高频考点预测(2017年最新版)(十)
2017-07-10 17:30:57 来源:91考试网 作者:www.91exam.org 【
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1、选择题  对于固定容积的密闭容器中进行的气体反应,下列可以说明A(g)+B(g) C(g)+D(g) 在恒温下已达到平衡的是(?)
A.容器中的压强不随时间而变化? B.正反应速率和逆反应速率相等
C.A、B、C、D四种气体共存? D.反应混和气体的密度不随时间而变化


参考答案:B


本题解析:在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态。所以B正确。由于反应前后体积不变,所以压强始终是不变的,A不正确。C是可逆反应的特点,不正确。密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,D不正确。答案选B。


本题难度:一般



2、选择题  在1 L密闭容器中,充入一定量的A发生反应:A(g)2B(g)(正反应为放热反应)。当反应达到平衡后,改变影响平衡的一个条件,反应达到新的平衡。右图Ⅰ、Ⅱ两曲线分别表示整个反应过程中两种物质的浓度变化关系。下列说法正确的是(?)

A.a点和d点分别表示两个不同的平衡状态
B.在a点,B的物质的量浓度为0.67 mol/L
C.20s~t2s,表示降低温度使平衡移动的过程
D.0s~10s间,用B表示的反应速率为mol/(L·s)


参考答案:B


本题解析:本题考查的是化学平衡的有关内容。
A、a点和d点反应混合物的浓度还在发生变化,不是平衡状态,故A错误;
B、a点时,A、B的浓度相等,A的起始浓度为1mol/L,令a点B的浓度为c,根据方程式A(g)2B(g)可知A的浓度变化为0.5c,所以1mol/L-0.5c=c,解得c=0.67mol/L,故B正确;
C、由图可知20s~t2s,B的浓度减小,A的浓度增大.若降低温度使平衡移动,反应为放热反应,降低温度平衡向正反应移动,B的浓度应该增大,A的浓度应增大,故不可能是降低温度,应为升高温度,故C错误;
D、由图可知0s~10s,A的浓度变化为1mol/L-0.21mol/L=0.79mol/L,所以v(A)=
0.79mol/L
10s
0.079mol/(L?mol),速率之比等于化学计量数之比,所以v(B)=2v(A)=2×0.079mol/(L?mol)=0.158mol/(L?mol),故D错误.
故本题选:B.


本题难度:一般



3、填空题  能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为_____。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为________;
②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。
(3)在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,将1.0 mol CO与2.0 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。
A.c(H2)减小
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加
D.重新平衡时减小

E.平衡常数K增大
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:___。
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:

①写出阳极电极反应式_______________;
②写出除去甲醇的离子方程式___________________。


参考答案:(1)CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)ΔH=+77.0 kJ·mol-1
(2)①0.0024 mol·L-1·min-1 ②7.2×10-5
(3)CD
(4)该反应是一个熵增的反应(ΔS>0)
(5)①Co2+-e-=Co3+?②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+


本题解析:(1)根据盖斯定律,将两个已知的热化学方程式相加可得:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0 kJ·mol-1。
(2)v(H2)=3v(CH4)=3×=0.0024 mol·L-1·min-1。根据三段式:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始(mol/L) 0.01 ? 0.02    0    0
转化(mol/L) 0.004  0.004  0.004  0.012
平衡(mol/L) 0.006  0.016  0.004  0.012
则平衡常数:K==7.2×10-5。
(3)增大压强,平衡向正反应方向移动,C、D项正确;但移动的结果不会抵消条件的改变,故c(H2)仍然增大,A项错误;增大压强正逆反应速率均增大,B项错误;平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变,E项错误。
(5)Co2+在阳极失电子生成Co3+。


本题难度:困难



4、计算题  工业制硫酸时,利用催化氧化反应将是一个关键的步骤。
(1)某温度下,。开始时在100L的密闭容器中加入4.0molSO2(g)和10.0molO2,当反应达到平衡时共放出热量196kJ,该温度下平衡常数K=____________。
(2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molmol,发生反应:,达平衡后改变下述条件,气体平衡浓度都比原来增大的是____________(填字母)。
A.保持温度和容器体积不变,充入2mol
B.保持温度和容器体积不变,充入2molN2
C.保持温度和容器内压强不变,充入1mol
D.移动活塞压缩气体

E.升高温度
(3)下列关于反应的图像中,不正确的是_________。

(4)同学们学习了电化学知识后大家提出,可以用电解的方法来生产硫酸,可避免产生酸雨,污染环境。于是大家设计了一个以铂为电极,两极分别通入SO2和空气,酸性电解液来实现电解生产硫酸。
①阳极的电极反应为______________________________。
②若电解液为2L0.025mol的硫酸溶液,当电解过程共转移了0.1mol电子时,理论上消耗SO2的体积为(标准状况)为_________,此溶液的pH="__________" (忽略溶液体积变化)。
③设计此实验的想法得到了老师的充分肯定,但与工业上生产硫酸相比还是有很多不足,请对此实验进行合理的评价____________________________(写出一点即可)。


参考答案:(每空2分)
(1)10/3或3.33
(2)A、D
(3)C
(4)2SO2 – 4e? + 4H2O = 2SO42? +8H+? 1.12L? 1
耗费大量的电能,不经济;产率低,不能大规模生产


本题解析: (1)转化的SO2为:196kJ÷98kJ?mol?1=2mol,根据三行式计算:
SO2? + O2??SO3
初始浓度(mol?L?1)? 0.04? 0.1? 0
转化浓度(mol?L?1)? 0.02? 0.01? 0.02
平衡浓度(mol?L?1)? 0.02? 0.09? 0.02
可得平衡常数K=0.02÷(0.02×=10/3
(2)A、增加SO3,平衡逆向移动,三者浓度都增大;B、N2与反应无关,三者浓度都不变;C、保持压强不变,充入SO3,根据等效平衡原理,三者浓度不变;D、加压后各物质的浓度都大于原平衡;E、升高温度,平衡逆向移动,SO2、O2浓度增大,SO3浓度减小。
(3)A、温度升高,平衡逆向移动,逆反应速率增加的倍数大,正确;B、图像的前半段为反应建立平衡的过程,SO3%逐渐增大,T1之后的阶段为化学反应随温度的升高平衡移动的过程,升高温度,平衡逆向移动SO3%逐渐减小,图像正确;C、600℃高于500℃,平衡逆向移动,SO3%逐渐减小,图像错误;D、增大压强,平衡正向移动,SO3%增大,图像正确。
(4)①阳极上发生失电子反应,SO2失电子生成SO42?。
②V(SO2) =0.1mol÷2×22.4L/mol=1.12L;
pH=-lg(0.1mol×2÷2L)=1
③电解需要消耗大量的电能,所以本设计耗费大量的电能,不经济;产率低,不能大规模生产。


本题难度:困难



5、填空题  已知:时,在2L固定容积的密闭容器中充入2mol和2mol,10分钟后达到平衡,浓度和时间关系如图。
回答下列问题
(1)前5分钟内的平均反应速率为?
(2)能说明上述反应一定达到平衡的条件是?
A.
B.气体总物质的量不变
C.的浓度保持不变
D.)
(3)平衡时,02的转化率为?,此时反应共?(填“放出”或“吸收”)的热量为?kJ。该温度下的平衡常数K=?.
(4)若15分钟时维持温度不变,压缩容器体积,使其体积变为1L,假设在20分钟时达 到新平衡,此时,请在图上画出15-25分钟的浓度变化曲线。


参考答案:(1)0.06 mol·L-1·min-1?(2分,数值对单位不写扣1分)
(2)BC?(2分,漏答给1分,错答不给分)
(3)0.4?放出? 156.8? 26.7?(每空2分)
(4)(2分)


本题解析:(1)根据图像可知,前5分钟内SO2的浓度减少了1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol,所以根据方程式可知,氧气的浓度就应该减少0.3mol/L,所以氧气的平均反应速率为0.3mol/L÷5min=0.06mol·L-1·min-1。
(2)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以选项C正确平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,所以选项A不正确。该反应是体积减小的可逆反应,所以当气体的总的物质的量不再发生变化时,可以说明,B正确。D中反应速率的方向相反,但不能满足速率之比是相应的化学计量数之比,不能说明,因此答案选BC。
(3)平衡时SO2的浓度是0.2mol/L,则消耗SO2的浓度是0.8mol/L,则消耗氧气的浓度是0.4mol/L,生成三氧化硫的浓度是0.8mol/L,所以氧气的转化率是,此时反应共放出的热量是0.8mol×196kJ/mol=156.8kJ。平衡时氧气的浓度是1mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L,所以平衡常数K=
(4)若15分钟时维持温度不变,压缩容器体积,使其体积变为1L,则相当于是增大压强,平衡向正反应方向移动,SO2的浓度先是瞬间变为0.4mol/L,然后慢慢的降低,但平衡时仍然大于0.2mol/L。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,难度较大,在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查灵活运用基础知识解决实际问题的能力。有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,提高学生的应试能力和学科素养。


本题难度:困难



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