2022年高考二轮复习 专题强化练8 化学反应速率与化学平衡

这是一份2022年高考二轮复习 专题强化练8 化学反应速率与化学平衡，共16页。试卷主要包含了反应等内容，欢迎下载使用。

图1 图2

图3 图4
A．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫(如图1)
B．由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深(如图2)
C．实验室制取乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出(如图3)
D．石灰岩受地下水长期溶蚀形成溶洞(如图4)
解析：A项，啤酒中存在平衡：H2CO3H2O＋CO2，开启啤酒瓶，瓶内压强降低，平衡向气体体积增大的方向移动，即向生成二氧化碳气体的方向移动，故能用平衡移动原理解释，不符合题意；B项，反应H2＋I22HI是一个反应前后气体分子数不变的反应，压强改变并不能使平衡发生移动，混合气体加压后颜色变深，是因为I2的浓度增大，不能用平衡移动原理解释，符合题意；C项，实验室制取乙酸乙酯时，采用加热的方式将乙酸乙酯不断蒸出，从而平衡向生成乙酸乙酯的方向移动，能用平衡移动原理解释，不符合题意；D项，石灰岩形成溶洞CaCO3＋CO2＋H2O Ca(HCO3)2，能用平衡移动原理解释，不符合题意。
答案：B
2．(2020·天津市和平区模拟)在300 mL的密闭固定容器中，一定条件下生Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)的反应，该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如下表所示。下列说法不正确的是( )
A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B．230 ℃时，该反应的正反应为不自发的反应
C．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 ml，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 ml·L－1
D．25 ℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5
解析：A项，由图表数据分析可知，平衡常数随温度升高而减小，说明平衡向逆反应方向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应，正确；B项，230 ℃时，该反应的平衡常数K＝1.9×10－5，只是说明正反应进行的程度低，但仍为自发的反应，错误；C项，80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 ml，c(CO)＝eq \f(0.3 ml,0.3 L)＝1 ml·L－1，依据平衡常数计算式，K＝eq \f(c[Ni（CO）4],c4（CO）)＝2，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 ml·L－1，正确；D项，25 ℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数的倒数＝eq \f(1,5×104)＝2×10－5，正确。
答案：B
3．(2020·成都七中考前热身)某小组探究实验条件对反应速率的影响，设计如下实验，并记录结果如下。下列说法正确的是( )
A．由实验①②可知，反应速率v与c(I－)成正比
B．实验①～④中，应将H2SO4溶液与淀粉溶液先混合
C．在I－被O2氧化过程中，H＋只是降低活化能
D．由实验③④可知，温度越高，反应速率越慢
解析：A项，实验①②中其他条件相同，c(I－)：①2 ml·L－1
解析：A项，其他条件一定下，温度越高，化学反应速率越大。根据表格中的数据，单位时间内，T2温度下，NO的反应速率大，因此T1Kp，则反应向逆反应方向进行，v(正)0，能自发进行的条件是高温。②由反应式ⅰ×2＋ⅱ可得出反应Ⅱ的热化学方程式：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋550 kJ·ml－1。(2)①随着温度的不断升高，HI的物质的量不断减小，H2的物质的量不断增大，则平衡向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，该反应的ΔH＞0。②从图中采集数据，600 ℃时，n(HI)＝0.75ml，n(H2)＝60.125 ml，反应前后气体分子数不变，从而得出平衡分压p(I2)＝eq \f(0.125 ml,1 ml)×0.1 MPa＝0.012 5 MPa，各气体的平衡分压：p(H2)＝p(I2)＝0.012 5 MPa，p(HI)＝eq \f(0.75 ml,1 ml)×0.1 MPa＝0.075 MPa，反应HI(g)eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)I2(g)的平衡常数Kp＝eq \f(（0.012 5 MPa）\s\up6(\f(1,2))×（0.012 5 MPa）\s\up6(\f(1,2)),0.075 MPa)＝eq \f(1,6)≈0.167。
(3)①第一步反应断裂共价键，吸收能量。②反应速率由慢反应决定，即v＝k3c(H2I)·c(I)，第一步是快速平衡，k1c(I2)＝k－1c2(I)，可得c2(I)＝eq \f(k1,k－1)·c(I2)，第二步也是快速平衡，k2c(I)·c(H2)＝k－2·c(H2I)，可得c(H2I)＝eq \f(k2,k－2)·c(H2)·c(I)，则速率方程为：v＝k3eq \f(k2,k－2)c(H2)·c(I)·c(I)＝k3eq \f(k2,k－2)c(H2)·eq \f(k1,k－1)c(I2)＝eq \f(k1k2k3,k－1k－2)c(H2)·c(I2)。
答案：(1)①高温 ②2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋550 kJ·ml－1
(2)①＞ ②0.012 5 eq \f(1,6)(或0.167)
(3)①吸收 ②eq \f(k1k2k3,k－1k－2)c(H2)·c(I2)
11．丙烯(C2H6)是石油化工行业重要的有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。
(1)丙烷脱氢制备丙烯。由图1、图2可得C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝________kJ·ml－1。
图1 图2
①为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可采取的措施是____________________________________________________。
②目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2，让其同时发生下列反应：2C3H8(g)＋O2(g)2C3H6(g)＋2H2O(g) ΔH＝－235 kJ·ml－1，通入O2的目的是
_____________________________________________________。
(2)以C4H8和C2H4为原料发生烯烃歧化反应C4H8(g)＋C2H4(g)2C3H6(g) ΔH>0
①某温度下，上述反应中，正反应速率为v(正)＝K正·
c(C4H8)·c(C2H4)、逆反应速率为v(逆)＝K逆·c2(C3H6)，其中K正、K逆为速率常数，该反应使用WO3/SiO2为催化剂，下列说法正确的是________(填字母)。
A．催化剂参与了歧化反应，但不改变反应历程
B．催化剂使K正和K逆增大相同的倍数
C．催化剂降低了烯烃歧化反应的活化能，增大了活化分子百分数
D．速率常数的大小与反应程度无关系
②已知t1 min时达到平衡状态，测得此时容器中n(C4H8)＝a ml，n(C2H4)＝2a ml，n(C3H6)＝b ml，且平衡时C3H6的体积分数为25%。再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4，在新平衡中C3H6的体积分数________25%(填“>”“0)，(1＋x)(2＋x)>2，Qc
12．(2020·安康第四次联考)乙酸甲酯是树脂、涂料、油墨、油漆、胶粘剂、皮革生产过程所需的有机溶剂，而且乙酸甲酯还可作为原料制备燃料乙醇。已知：乙酸甲酯可由乙酸和甲醇进行酯化反应得到。请回答下列问题：
(1)①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝
－874.5 kJ·ml－1
②2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH2＝－1
453 kJ·ml－1
③2CH3COOCH3(l)＋7O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH3＝
－3 189.8 kJ·ml－1
由上述反应，可求出CH3COOH(l)＋CH3OH(l)=== CH3COOCH3(l)＋H2O(l)的ΔH＝________________kJ·ml－1。
(2)对于反应CH3COOH(l)＋CH3OH(l)CH3COOCH3(l)＋H2O(l)，判断下列选项可以提高乙酸平衡转化率的是________(填字母)。
A．加入催化剂，增大反应速率
B．加入过量的甲醇
C．加入过量的乙酸
D．将乙酸甲酯从体系中分离
E．适当地提高反应温度
F．适当地降低反应温度
(3)在刚性容器压强为1.01 MPa时，乙酸甲酯与氢气制备乙醇发生了两个反应：
主反应：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g) ΔH0。实验测得，在相同时间内，反应温度与CH3CH2OH和CH3CHO的产率之间的关系如图1所示：
图1
①在540 ℃之前CH3CHO的产率远低于CH3CH2OH产率的原因是_______________________________________________________
____________________________________________________。
②在470 ℃之后CH3CHO与CH3CH2OH产率变化趋势可能的原因是___________________________________________________
____________________________________________________。
(4)若在470 ℃时，以n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10的投料比只进行主反应(不考虑副反应)，乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图2所示：
图2
①A点时，CH3COOCH3(g)的平衡分压为________MPa，CH3CH2OH(g)的体积分数________%(保留一位小数)。
②470 ℃时，该反应的化学平衡常数Kp＝________(MPa)－1(Kp为以分压表示的平衡常数，列出计算式，不要求计算结果)。
解析：(1)依据热化学方程式和盖斯定律，①＋eq \f(1,2)×②－eq \f(1,2)×③可得到CH3COOH(l)＋CH3OH(l)===CH3COOCH3(l)＋H2O(l)，则ΔH＝ΔH1＋eq \f(1,2)ΔH2－eq \f(1,2)ΔH3＝－6.10 kJ·ml－1。(2)A项，加入催化剂，增大反应速率，并不会影响平衡移动，错误；B项，加入过量的甲醇，增大了反应物浓度，使平衡向正反应方向移动，乙酸的转化率增大，正确；C项，加入过量的乙酸，增大了反应物浓度，虽然使平衡向正反应方向移动，但乙酸的转化率降低，错误；D项，将乙酸甲酯从体系中分离，使产物减少，促进平衡向正反应方向移动，乙酸的转化率增大，正确；根据ΔH为负值，反应是放热反应，因此，适当降低温度，平衡向正反应方向移动，乙酸的转化率增大，E项错误，F项正确；综上所述，答案为BDF。(3)①两反应快慢的核心是活化能的大小，反应快活化能小，而反应慢活化能大，根据图象可知，副反应的活化能远大于主反应的活化能，副反应的化学反应速慢；②470 ℃之后，乙醇的产率逐渐降低是该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，乙醛的产率逐渐升高是反应速率逐渐加快，反应吸热平衡向正反应方向移动。(4)①由图可看出，转化率为90%时，总压为1.01 MPa，已知n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10，列三段式求解：
CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g)
初始 1 10 0 0
反应 0.9 1.8 0.9 0.9
平衡 0.1 8.2 0.9 0.9
总压为1.01 MPa，因此CH3COOCH3(g)的平衡分压为1.01×eq \f(0.1,0.1＋8.2＋0.9＋0.9)＝0.01(MPa)；CH3CH2OH(g)的体积分数即为物质的量分数，其体积分数＝eq \f(0.9,0.1＋8.2＋0.9＋0.9)×100%＝8.9%；②Kp＝eq \f(0.09×0.09,0.01×0.822)(MPa)－1。
答案：(1)－6.1 kJ·ml－1
(2)BDF
(3)①副反应的活化能远大于主反应的活化能，副反应的化学反应速率小 ②470 ℃之后，乙醇的产率逐渐降低是该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，乙醛的产率逐渐升高是反应速率逐渐增大，反应吸热平衡正向移动
(4)①0.01 8.9 ②eq \f(0.09×0.09,0.01×0.822)
T/ ℃
25
80
230
K
5×104
2
1.9×10－5
编号
温度
H2SO4溶液
KI溶液
1%淀粉溶液体积
出现蓝色时间
①
20 ℃
0.10 ml·L－1
10 mL
0.40 ml·L－1
5 mL
1 mL
40 s
②
20 ℃
0.10 ml·L－1
10 mL
0.80 ml·L－1
5 mL
1 mL
21 s
③
50 ℃
0.10 ml·L－1
10 mL
0.40 ml·L－1
5 mL
1 mL
5 s
④
80 ℃
0.10 ml·L－1
10 mL
0.40 ml·L－1
5 mL
1 mL
未见
蓝色
温度/ ℃
不同时间NO的物质的量/ml
0
5 min
8 min
13 min
T1
2
1.5
1.3
1.0
T2
2
1.15
1.0
1.0