2018年高考化学分项汇编--反应速率、化学平衡(含解析)

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2018年高考化学分项汇编--反应速率、化学平衡(含解析)

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莲山 课件 w w w.5Y k J.C om

 
 
1.【2018天津卷】室温下,向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应;C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间
【答案】D
【解析】分析:本题考查反应速率和平衡的基本知识。根据题目的反应,主要判断外界条件的变化对平衡和速率的应该结果即可。
 
D.若起始温度提高至60℃,考虑到HBr是挥发性酸,在此温度下会挥发出去,降低HBr的浓度减慢速率,增加了反应时间。选项D错误。
点睛:本题中的反应是反应前后物质的量不变的反应,但是考虑到反应是在水溶液中进行的,而生成的溴乙烷是不溶于水的,即本题中的溴乙烷应该是没有浓度的,所以选项D中是不需要考虑温度升高将溴乙烷蒸出的影响的。
2.【2018江苏卷】一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:
 
下列说法正确的是
A.v1< v2,c2< 2c1    B.K1> K3,p2> 2p3
C.v1< v3,α1(SO2 ) >α3(SO2 )    D.c2> 2c3,α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
【答案】CD
 
点睛:本题考查化学平衡时各物理量之间的关系,解题时巧妙设计中间状态,利用外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响判断。如容器2先设计其完全等效平衡的起始态为4molSO2和2molO2,4molSO2和2molO2为两倍容器1中物质的量,起始物质的量成倍变化时相当于增大压强。
 
3.【2018届太原五中三模】当1,3-丁二烯和溴单质1:1加成时,其反应机理及能量变化如下:
 
不同反应条件下,经过相同时间测得生成物组成如下表:
 
下列分析不合理的是
A.产物A、B互为同分异构体,由中间体生成A、B的反应互相竞争
B.相同条件下由活性中间体C生成产物A的速率更快
C.实验1测定产物组成时,体系己达平衡状态
D.实验1在t min时,若升高温度至25℃,部分产物A会经活性中间体C转化成产物B
【答案】C
 
详解:A.产物A、B互为同分异构体,由中间体生成A、B的反应互相竞争, A正确;
B.由中间体生成A的活化能较低,故相同条件下由活性中间体C生成产物A的速率更快,B正确;
C.实验1测定产物组成时,无法判断体系己达平衡状态,C不合理;
D.由图像可知,由C生成A和B的反应皆为放热反应,由表中数据可知,在较高的温度下,C转化为B有竞争优势,故实验1在t min时,若升高温度至25℃,部分产物A会经活性中间体C转化成产物B,D正确。
综上所述,分析不合理的是C,本题选C。
4.【2018届重庆一中三模】工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g),测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a的体积为10L,温度为Ta,下列说法不正确的是
 
A.容器a中CH4从反应开始到怡好平衡时的平均反应速率为0.025mol•L-1•min-1
B.a、b两容器的温度可能相同
C.在达到平衡前,容器a的压强逐渐增大
D.该反应在Ta温度下的平衡常数为27(mol•L-1)2
【答案】B
 
详解:A.容器a中CH4从反应开始到怡好平衡时的平均反应速率= = =0.025mol•L-1•min-1,故A正确;B.根据以上分析a、b两容器的温度不可能相同,B错误;C.因为该反应条件为等温等容,反应后气体的物质的量增大,所以在达到平衡前,容器a的压强逐渐增大,C正确;D.该反应在Ta温度下的平衡常数= = (mol•L-1)2=27(mol•L-1)2,D正确;因此本题答案为B。
点睛:涉及化学平衡求反应速率和平衡常数等问题,要用三行式分析起始、变化及平衡的有关量,使思路清晰,计算准确,值得总结。
5.【2018届潍坊市三模】已知:2CH3COCH3(1) CH3COCH2COH(CH3)2(1)。取等量CH3COCH分别在0℃和20℃下反应,测得其转化率(α)随时间(t)变化的关系曲线如右图所示。下列说法正确的是 
 
A.曲线Ⅱ表示20℃时的转化反应
B.升高温度能提高反应物的平衡转化率
C.在a点时,曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数相等
D.化学反应速率的大小顺序为:d>b>c
【答案】D
 
点睛:曲线的斜率反映了化学反应速率,斜率越大说明反应速率越快。
6.【2018届南开区三模】在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是
 
A.M点的正反应速率υ正小于N点的逆反应速率υ逆
B.T2下,在0~t1时间内,υ(Y)= mol/(L•min)
C.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
D.该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量
【答案】D
【解析】分析:用“先拐后平”法,T1优先T2出现拐点,T1达到平衡时间短、速率快,则T1 T2;T2平衡时c(X)小于T1,升高温度平衡向逆反应方向移动,该反应的ΔH 0;利用图像上的数据和速率之比等于化学计量数之比计算υ(Y);平衡后再加入一定量X,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,X的平衡转化率增大。
 
点睛:本题考查化学平衡的图像分析、化学反应速率的计算、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响。观察图像时先看纵横坐标的含义,根据关键点和曲线的变化趋势,联想外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律进行判断。注意:在恒容容器中增加反应物浓度,平衡向正反应方向移动;若反应物只有一种,平衡时反应物转化率的变化,利用增大压强对平衡的影响判断。
7.【2018届武汉市三模】温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)相关数据如下表所示。下列说法错误的是(    )
容器
编号 物质的起始浓度
(mol•L-1) 物质的平衡浓度
(mol•L-1)
 c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2)
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2 
Ⅲ 0 0.5 0.35 
A.容器Ⅰ中发生反应的平衡常数为0.8    B.容器Ⅱ中发生反应的起始阶段有v正>v逆
C.达到平衡时,容器Ⅲ中 >1    D.达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为16∶17
【答案】D
 
8.【2018届和平区二模】在恒容密闭容器中将CO2 与含少量CO的H2混合生成甲醇,反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。下图中是按 分别为①1: 4和②1: 6 两种投料比时,CO2的平衡转化率随温度变化的曲线。
 
下列有关说法正确的是
A.按投料比①时,CO2的平衡转化率随温度变化的曲线对应的是图中的曲线I
B.图中a点对应的H2的转化率等于30%
C.图中b点对应的平衡常数K的值大于c点
D. 的数值,a点比c点小
【答案】D
【解析】同一温度下,两种物质参加反应,增加氢气的浓度,二氧化碳的转化率增大,因此从图中可知,按投料比①时,CO2的平衡转化率随温度变化的曲线对应的是图中的曲线II,A错误;相同条件下,二氧化碳的含量越高,二氧化碳转化率越低,所以曲线Ⅰ的投料比[ ]为1:6,而一氧化碳与氢气的物质的量之比未知,无法计算氢气的转化率,B错误;温度升高,二氧化碳的平衡转化率降低,所以平衡逆向移动,则正反应是放热反应,所以b点对应的平衡常数K的值小于c点,C错误;假设CO为1mol/L,则根据按 为1:4时,c(CO2)=1 mol/L,c(H2)=3mol/L,根据图像可知,500℃时,CO2的平衡转化率为45%,所以反应剩余c(CO2)=1-1×45%=0.55 mol/L,生成甲醇的浓度为0.45 mol/L,带入并计算 =0.55×1/0.45=1.22;假设CO为1mol/L,则根据按 为1:6时,c(CO2)=1 mol/L,c(H2)=5mol/L,根据图像可知,500℃时,CO2的平衡转化率为60%,所以反应剩余c(CO2)=1-1×60%=0.4mol/L,生成甲醇的浓度为0.6 mol/L,带入并计算 =0.4×1/0.6=0.67;综上分析可知 的数值,a点比c点小,D正确;正确选项D。
9.【2018届凉山州三模】2SO2(g)十O2(g) 2SO3(g)  △H = -198kJ•mol-1,在V2O5存在时,该反应机理为:
Ⅰ:V2O5+ SO2→2VO2 +SO3(快)   Ⅱ: 4VO2+O2→2V2O5(慢),下列说法正确的是(   )
A.反应速率主要取决于Ⅰ步反应
B.该反应逆反应的活化能大于198kJ/mol
C.2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应能放出198KJ的热量
D.在恒温、恒容条件下,达到平衡后继续加入少量SO3平衡将向正反应方向移动,所以SO3的体积百分数增大
【答案】B
【解析】对于多步反应,决定总反应速率的应该是较慢的反应,所以反应速率主要取决于Ⅱ步反应,选项A错误。该反应为放热反应,其能量变化可以表示为下图:
 
 
10.【2018届河西区二模】—定条件下,CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g)   △H=-57.3 kJ/mol,往 2L 恒容密闭容器中充入 1 mol CO2和3 mol H2,在不同催化剂作用下发生反应①、反应②与反应③,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示,b点反应达到平衡状态,下列说法正确的是
 
A.a 点 v(正)>v(逆)
B.b点反应放热53.7 kJ
C.催化剂效果最佳的反应是③
D.c点时该反应的平衡常数K=4/3(mol-2 L-2)
【答案】A
 
11.【2018届延边州三模】温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应: 2NO2(g)  2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得: v正= v (NO2 )消耗= k正c2(NO2 ),v逆= v(NO)消耗= 2v (O2 )消耗= k逆c2 (NO)•c(O2 ),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器
编号 物质的起始浓度(mol•L-1) 物质的平衡浓度(mol•L-1)
 c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2)
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2 
Ⅲ 0 0.5 0.35 
A.设k为该反应的化学平衡常数,则有k=k逆:k正
B.达平衡时,容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17
C.容器Ⅱ中起始平衡正向移动,达平衡时,容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小
D.若改变温度为T2,且T2>T1,则k正:k逆<0.8
【答案】C
 
平衡常数为k=0.3×0.72/0.12=14.7>8,所以容器Ⅱ中NO2的转化率小于2/3,即容器Ⅱ中起始平衡正向移动,达平衡时,容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小,C正确;由于该反应正反应是吸热反应,温度 ,所以 时平衡常数增大,则k正:k逆>0.8;正确选项C。
12.【2018届六安市三模】一定温度下(T2>T1),在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中反应2NO(g)+Cl2(g)= 2ClNO(g) (正反应放热)达到平衡,下列说法正确的是
容器 温度/
(℃) 物质的起始浓度/mol•L-1 物质的平衡浓度/ mol•L-1
  c(NO) c(Cl2) C(ClNO).v C(ClNO)
Ⅰ T1 0.20 0.10 0 0.04
Ⅱ T2 .020 0.10 0.20 cl
Ⅲ T3 0 0 0.20 C2
A.达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为1:2
B.达到平衡时,容器Ⅲ中ClNO的转化率小于80%
C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(ClNO)/C(NO)比容器Ⅰ中的大
D.若温度为T1,起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20molNO(g).、0.2mo1Cl2(g)和0.20molClNO(g),则该反应向正反应方向进行
【答案】C
 
13.【2018届全国四月大联考】已知某密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g) mZ(g) △H< 0。反应过程中,X、Y、Z的物质的量随时间的变化如图所示,则t1时刻改变的条件可能是(    )
 
A.升高温度    B.加入更高效的催化剂
C.增大压强    D.加入一定量的Z
【答案】A
【解析】A、正反应方向是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,Z的物质的量减少,X或Y的物质的量增大,符合图像,故A正确;B、使用催化剂不影响化学平衡的移动,故B错误;C、相同容器和时间,物质的量变化的比等于化学计量数之比,即m=2,反应前后气体系数之和相等,增大压强,化学平衡不移动,故C错误;D、加入一定量Z,Z的量增大,故D错误。
14.【2018届赤峰市4月模拟】如图所示,左室容积为右室的两倍,温度相同,现分别按照如图所示的量充入气体,同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡,打开活塞,继续反应再次达到平衡,下列说法不正确的是(    )
 
A.第一次平衡时, SO2的物质的量左室更多
B.入气体未反应前,左室压强和右室样大
C.第一次平衡时,左室内压强一定小于右室
D.第二次平衡时,SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2的物质的量的2倍还要多
【答案】D
 
点睛:解答本题需要注意:由于容器为恒容容器,左室充入的1molAr对化学平衡无影响;比较平衡时各物理量之间的关系采用“等效”思维和“先同后变”,即先设计等效平衡,再考虑压强对化学平衡的影响。
15.【2018届大兴区一模】已知: 2NO2(g)+ CH4(g) N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH,向容积为2L的恒容密闭容器中,充入NO2和CH4的混合气体0.3mol充分反应。不同投料比时,NO2的平衡转化率与温度的关系如右图所示。[投料比= ] ;下列说法不正确的是
 
A.ΔH < 0
B.X > 2
C.400K时,反应的平衡常数为5×10-2
D.投料比为2时,Q点v逆(CH4)小于P点的v逆(CH4)
【答案】C
 
16.【2018届河西区一模】已知气相直接水合法制取乙醇的反应为H2O(g)+C2H4(g) CH3CH2OH(g)。在容积为3L的密闭容器中,当n(H2O):n(C2H4)=1:1时,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示:
 
下列说法正确的是
A.a、b两点平衡常数:b>a
B.压强大小顺序: P1>P2>P3
C.当混合气的密度不变时反应达到了平衡
D.其他条件不变,增大起始投料 ,可提高乙烯转化率
【答案】D
 
点睛:(1)电离平衡常数只受温度影响,与其他因素无关。所以.a、b点温度相同;(2)影响化学反应平衡移动的因素,有温度,压强,浓度等。例此反应.该反应为气体体积减小的反应,增大压强乙烯的转化率增大; (3)密度只与气体的体积和质量有关。
17.【2018届榆林市三模】CO常用于工业冶炼金属,如图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg[c(CO)/c(CO2)]与温度(t)的关系曲线图。下列说法正确的是
 
A.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间,减少尾气中CO的含量
B.CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)
C.工业冶炼金属铜(Cu)时较高的温度有利于提高CO的利用率
D.CO还原PbO2的反应△H >0
【答案】B
 
18.【2018届海淀区一模】以甲烷为原料合成甲醇的反应如下:
反应I:CH4(g) + CO2(g)  2CO(g) + 2H2(g)   △H1= +247 kJ/mol
反应II:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)     △H2=-90kJ/mol
已知: T1℃时,反应II 的平衡常数数值为100;T2℃时,反应II 在密闭容器中达到平衡,测得CO、H2、CH3OH的物质的量浓度(mol/L)分别为0.05、0.1、0.1。下列说法中,正确的是
A.反应I中,使用催化剂可以减小△H1,提高反应速率
B.反应II 中,加热或加压均可提高原料气的平衡转化率
C.由上述数据可判断反应II 的温度: T1> T2
D.CO(g)+CH3OH(g) CH4(g) +CO2(g) △H= +157 kJ/mol
【答案】C
【解析】A、反应热只与始态和终态有关,使用催化剂降低活化能,化学反应速率加快,但△H1不变,故A错误;B、正反应是放热反应,加热,平衡向逆反应方向移动,原料气的转化率降低,反应前气体系数之和大于反应后气体系数之和,增大压强,平衡向正反应方向移动,原料气的转化率增大,故B错误;C、T2℃时的化学平衡常数K= =2<100,反应II的正反应为放热反应,温度升高,化学平衡常数减小,即T1℃>T2℃,故C正确;D、反应I+反应II得到CH4(g)+CO2(g) CO(g)+CH3OH(g)  △H=(274-90)kJ•mol-1=+184kJ•mol-1, CO(g)+CH3OH(g) CH4(g) +CO2(g)  △H=-184kJ•mol-1,故D错误。
19.【2018届杭州市学军中学第四次模拟】硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:O2NC6H4COOC2H5(aq) +OH-(aq) O2NC6H4COO-(aq)+C2H5OH(aq),两种反应物的初始浓度均为0.500mol•L-1,不同温度下测得O2NC6H4COOC2H5的浓度(mol•L-1)随时间变化的数据如下表所示。下列有关说法不正确的是:
 
A.由数据可知,温度升高反应速率加快
B.由数据可知,随着反应的进行,反应物的浓度降低反应速率减慢
C.530s时,表格中35℃对应的数据一定是0.135
D.该反应在15℃,120s~180s 区间的v(O2NC6H4COOC2H5)平均反应速率7.33×10-4mol•L-1•s-1
【答案】C
 
20.【2018届浙江教育绿色评价联盟3月模拟】肼(N2H4)和氧气的反应情况受温度影响。某同学设计方案探究温度对产物影响的结果如图所示。下列说法不正确的是
 
A.温度较低时, 肼和氧气主要发生的反应N2H4+O2 = N2+2H2O
B.900℃时,能发生 N2+O2 = 2NO
C.900℃时, N2的产率与 NO 的产率之和可能小于 1
D.该探究方案是将一定量的肼和氧气、在密闭容器中进行不断升温实验
【答案】D
【解析】A.由图可知,温度较低时,肼和氧气主要发生的反应N2H4+O2 = N2+2H2O,A正确;B.由图可知,在400℃到900℃之间,N2的产率逐渐减小、 NO 的产率逐渐升高,所以,900℃时,能发生 N2+O2 = 2NO,B正确;C.由图可知,当温度高于900℃后,N2的产率与 NO 的产率都降低了,说明两个反应都是可逆反应,所以900℃时, N2的产率与 NO 的产率之和可能小于1,C正确;D.该探究方案是将一定量的肼和氧气、在密闭容器中、在不同温度下达到平衡的实验,反应达到平衡需要一定的时间,所以不能不断升高温度,D不正确。本题选D。

 

 

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