化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题含答案含答案解析Word下载.docx
- 文档编号:8114863
- 上传时间:2023-05-10
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:475.44KB
化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题含答案含答案解析Word下载.docx
《化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题含答案含答案解析Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题含答案含答案解析Word下载.docx(41页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
1,则不能判断是平衡状态,故a错误;
b.混合气体中X的浓度保持不变,符合平衡特征“定”,为平衡状态,故b正确;
c.X、Y、Z的浓度之比为1:
1:
2,与起始量、转化率有关,不能判断是平衡状态,故c错误;
故答案为b;
(4)a.适当降低温度,反应速率减小,故a错误;
b.扩大容器的体积,浓度减小,反应速率减小,故b错误;
c.充入一定量Z,浓度增大,反应速率加快,故c选;
故答案为c。
【点睛】
注意反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,必须是同一物质的正逆反应速率相等;
反应达到平衡状态时,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,此类试题中容易发生错误的情况往往有:
平衡时浓度不变,不是表示浓度之间有特定的大小关系;
正逆反应速率相等,不表示是数值大小相等;
对于密度、相对分子质量等是否不变,要具体情况具体分析等。
2.某温度下在2L密闭容器中,3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。
(1)该反应的化学方程式是________________________
(2)若A、B、C均为气体,10min后反应达到平衡,
①此时体系的压强是开始时的________倍。
②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%(计算结果保留1位小数)
(3)关于该反应的说法正确的是_________。
a.到达10min时停止反应
b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率
c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率
【答案】2C
A+3B
或1.29或1.366.7%b、c
(1)由图可知,C是反应物,物质的量分别减少2mol,A、B生成物,物质的量增加1mol、3mol,物质的量变化比等于系数比;
(2)①体系的压强比等于物质的量比;
②转化率=变化量÷
初始量×
100%;
(3)根据化学平衡的定义判断;
(1)由图可知,C是反应物,物质的量减少2mol,A、B生成物,物质的量分别增加1mol、3mol,物质的量变化比等于系数比,所以该反应的化学方程式为:
2C
A+3B;
(2)①体系的压强比等于物质的量比,反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物质的量是9mol,所以此时体系的压强是开始时的
倍;
100%=2÷
3×
100%=66.7%;
(3)a.根据图象,到达10min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等但不为0,反应没有停止,故a错误;
b.在到达10min之前,C的物质的量减少,所以C气体的消耗速率大于它的生成速率,故b正确;
c.在10min时反应达到平衡状态,所以B气体的正反应速率等于逆反应速率,故c正确;
选bc。
本题考查化学反应中物质的量随时间的变化曲线、以及平衡状态的判断,注意根据化学平衡的定义判断平衡状态,明确化学反应的物质的量变化比等于化学方程式的系数比。
3.反应A(g)
B(g)+C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050mol/L。
温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。
回答下列问题:
(1)上述反应是______________(填”吸热反应”或”放热反应”),温度T1_____T2,(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)平衡常数K(T1)_______K(T2)。
(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:
①平衡时体系总的物质的量为___________。
②反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=____________。
(3)在温度T1时,若增大体系压强,A的转化率_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数________。
【答案】吸热反应小于小于0.085mol0.007mol/(L∙min)减小不变
由图象中的信息可知,T2到达平衡所用的时间较少,故T1<T2;
温度升高后,反应物A的浓度减小,说明平衡向正反应方向移动,故该反应为吸热反应。
(1)由上述分析可知,该反应是吸热反应,温度T1小于T2,温度升高,该化学平衡向正反应方向移动,故平衡常数K(T1)小于K(T2)。
(2)A的初始浓度为0.050mol/L,则A的起始量为0.05mol。
若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则A的变化量为0.035mol,B和C的变化量同为0.035mol。
①平衡时体系总的物质的量为0.05mol-0.035mol+0.035mol⨯2=0.085mol。
②容积为1.0L,则反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=
0.007mol/(L∙min)。
(3)A(g)
B(g)+C(g),该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。
在温度T1时,若增大体系压强,平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,由于平衡常数只与温度有关,故平衡常数不变。
要注意化学平衡的移动不一定能改变平衡常数,因为化学平衡常数只与温度有关,对于一个指定的可逆反应,其平衡常数只随温度的变化而变化。
4.研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:
Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJ·
mol-1
C(s)+CO2(g)=2CO(g)ΔH2=+172.5kJ·
mol-1。
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_________________________________________________。
(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。
写出该电池的负极反应式:
__________________________________________________。
(3)①CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ___________________KⅡ(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器
甲
乙
反应物投入量
1molCO2、3molH2
amolCO2、bmolH2、
cmolCH3OH(g)、cmolH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为______________________。
③一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________。
a.容器中压强不变b.H2的体积分数不变c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变e.2个C=O断裂的同时有3个H-H断裂
(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如图,若温度不变,提高投料比n(H2)/n(CO2),则K将__________;
该反应△H_________0(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5KJ/molCO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O>0.4<c≤1bd不变<
(1)已知:
①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol,
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol,根据盖斯定律有①-②×
3可得;
(2)根据原电池负极失去电子发生氧化反应结合电解质环境可得;
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少,根据K=
判断;
②根据平衡三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量,然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行来判断范围;
③根据化学平衡状态的特征分析;
(4)由图可知,投料比
一定,温度升高,CO2的平衡转化率减小,根据温度对化学平衡的影响分析可得。
3,得到热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol;
(2)CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液),负极电极反应为:
CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O;
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少,则一氧化碳和氢气的物质的量越多,根据K=
可知,平衡常数越小,故KⅠ>KⅡ;
②
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,即(4-2x)÷
4=0.8,解得x=0.4mol;
依题意:
甲、乙为等同平衡,且起始时维持反应逆向进行,所以全部由生成物投料,c的物质的量为1mol,c的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol,所以c的物质的量为:
0.4mol<n(c)≤1mol;
③a.反应在恒压容器中进行,容器中压强始终不变,故a错误;
b.反应开始,减少,H2的体积分数不变时,反应平衡,故b正确;
c.c(H2)与c(CH3OH)的关系与反应进行的程度有关,与起始加入的量也有关,所以不能根据它们的关系判断反应是否处于平衡状态,故c错误;
d.根据ρ=
,气体的质量不变,反应开始,体积减小,容器中密度不变时达到平衡,故d正确;
e.C=O断裂描述的正反应速率,H-H断裂也是描述的正反应速率,故e错误;
故答案为:
bd;
一定,温度升高,CO2的平衡转化率减小,说明温度升高不利于正反应,即正反应为放热反应△H<0;
K只与温度有关,温度不变,提高投料比
,K不变。
5.甲醇是重要的有机化工原料,目前世界甲醇年产量超过2.1×
107吨,在能源紧张的今天,甲醇的需求也在增大。
甲醇的合成方法是:
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-90.1kJ·
mol-1
另外:
(ⅱ)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ·
(ⅲ)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-572.0kJ·
(1)甲醇的燃烧热为__kJ·
mol-1。
(2)在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇,该反应的化学方程式为__。
(3)若反应在密闭恒容绝热容器中进行,反应(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.1kJ·
mol-1对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是(_________)
a.增大b.减小c.无影响d.无法判断
(4)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ),各物质的浓度如下表:
浓度/mol·
L-1
时间/min
c(CO)
c(H2)
c(CH3OH)
0.8
1.6
0.6
x
0.2
4
0.3
0.5
6
①x=__。
②前2min内H2的平均反应速率为v(H2)=__。
该温度下,反应(ⅰ)的平衡常数K=__。
(保留1位小数)
③反应进行到第2min时,改变了反应条件,改变的这个条件可能是(_________)
a.使用催化剂b.降低温度c.增加H2的浓度
(5)如图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系:
由图像可知,温度越低,压强越大,CO转化率越高,但实际生产往往采用300~400℃和10MPa的条件,其原因是__。
【答案】764.9CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCld1.20.2mol·
min-14.6L2·
mol-2a温度较低,反应速率慢;
压强太大,成本高
(1)利用盖斯定律,热化学方程式(iii)-(i)+
(ii),得新的热化学方程式为:
CH4OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.9kJ·
mol-1,故甲醇的燃烧热为764.9kJ·
mol-1;
(2)根据提示知CH3Cl中的Cl被羟基取代生成CH3OH,反应方程式为:
CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl[或CH3Cl+H2O
CH3OH+HCl];
(3)反应(iv)消耗反应(i)的另外一种反应物氢气,而且生成反应(i)的反应物CO,使反应(i)的CO转化率降低;
但反应(iv)为吸热反应,使体系温度降低,反应(i)正向移动,使反应(i)中CO的转化率提高,两个原因孰轻孰重不得而知,故无法判断反应(iv)对反应(i)中CO转化率的影响;
(4)①观察表中数据可知,0~2min内,CO浓度降低了0.2mol/L,则H2浓度会降低0.4mol/L,则x=1.6-0.4=1.2;
;
平衡常数
③2min到4min的反应速率大于0到2min,而降低温度,反应速率降低,b项错误;
由表格中的数据可知c项错误;
故a项使用催化剂正确,故答案为:
a;
(5)温度较低,反应速率慢,不利于甲醇的生成;
压强越大,CO的转化率越大,但压强太大对设备要求高,成本高。
6.为解决“温室效应”日趋严重的问题,科学家们不断探索CO2的捕获与资源化处理方案,利用CH4捕获CO2并转化为CO和H2混合燃料的研究成果已经“浮出水面”。
已知:
①CH4(g)十H2O(g)==CO(g)+3H2(g)△H1=+206.4kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)△H2=-41.2kJ/mol
T1°
C时,在2L恒容密闭容器中加入2molCH4和1molCO2,并测得该研究成果实验数据如下:
请回答下列问题:
时间/s
10
20
30
40
50
60
CO2/mol
0.7
0.54
H2/mol
0.92
(1)该研究成果的热化学方程式③CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g)△H=_____
(2)30s时CH4的转化率为_______,20~40s,v(H2)=_______.
(3)T2°
C时,该反应的化学平衡常数为1.5,则T2___T1(填“>
”“=”或“<
”。
)
(4)T1°
C时反应③达到平衡的标志为______________。
A.容器内气体密度不变B.体系压强恒定
C.CO和H2的体积分数相等且保持不变D.2v(CO)逆=v(CH4)正
(5)上述反应③达到平衡后,其他条件不变,在70s时再加入2molCH4和1molCO2,此刻平衡的移动方向为________(填“不移动”“正向”或“逆向"
),重新达到平衡后,CO2的总转化率比原平衡____________(填“大”“小”或“相等”)。
【答案】+247.6KJ/mol23%0.005mol/(L·
s)>BC正向小
已知:
①CH4(g)十H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1=+206.4kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=-41.2kJ/mol
(1)利用盖斯定律,将①-②,可得出热化学方程式③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H。
(2)利用三段式,建立各物质的起始量、变化量与平衡量的关系,可得出30s时CH4的转化率,20~40s的v(H2)。
(3)利用三段式,可求出T1时的化学平衡常数,与T2时进行比较,得出T2与T1的关系。
(4)A.气体的质量不变,容器的体积不变,则容器内气体密度始终不变;
B.容器的体积不变,气体的分子数随反应进行而发生变化;
C.平衡时,CO和H2的体积分数保持不变;
D.2v(CO)逆=v(CH4)正,方向相反,但数值之比不等于化学计量数之比。
(5)利用浓度商与平衡常数进行比较,可确定平衡移动的方向;
利用等效平衡原理,可确定CO2的总转化率与原平衡时的关系。
(1)利用盖斯定律,将①-②,可得出热化学方程式③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.6kJ/mol,故答案为:
+247.6kJ/mol;
(2)利用表中数据,建立如下三段式:
30s时,CH4的转化率为
=23%,20~40s的v(H2)=
=0.005mol/(L∙s),故答案为:
23%;
0.005mol/(L∙s);
(3)利用平衡时的数据,可求出T1时的化学平衡常数为
<
1.5,则由T1到T2,平衡正向移动,从而得出T2>
T1,故答案为:
>
(4)A.反应前后气体的总质量不变,容器的体积不变,则容器内气体密度始终不变,则密度不变时,不一定达平衡状态,A不合题意;
B.气体的分子数随反应进行而发生改变,则压强随反应进行而改变,压强不变时达平衡状态,B符合题意;
C.平衡时,CO和H2的体积分数保持不变,反应达平衡状态,C符合题意;
D.2v(CO)逆=v(CH4)正,速率方向相反,但数值之比不等于化学计量数之比,反应未达平衡,D不合题意;
BC;
(5)平衡时加入2molCH4和1molCO2,浓度商为Q=
,所以平衡正向移动;
加入2molCH4和1molCO2,相当于原平衡体系加压,平衡逆向移动,CO2的总转化率比原平衡小,故答案为:
正向;
小。
计算平衡常数时,我们需使用平衡浓度的数据,解题时,因为我们求30s时的CH4转化率,所以易受此组数据的干扰,而使用此时的数据计算平衡常数,从而得出错误的结果。
7.二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,25℃,101kPa时呈气态,它清洁、高效、具有优良的环保性能。
92g气态二甲醚25℃,101kPa时燃烧放热2910kJ。
(1)当燃烧放热582kJ热量时,转移的电子数为___。
(2)已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ/mol、393.5kJ/mol;
计算反应4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g)的反应热为__;
(3)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:
6H2(g)+2CO2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H<0
①一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应,下列能判断反应达到化学平衡状态的是__(选填字母编号)
A.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变
B.单位时间内有2molH2消耗时有1molH2O生成
C.容器中气体密度不再改变
D.容器中气体压强不再改变
E.反应产生的热量不再变化
②温度升高,该化学平衡移动后到达新的平衡,CH3OCH3的产量将__(填“变大”、“变小”或“不变”,下同),混合气体的平均摩尔质量将__。
【答案】4.8NA-378.8kJ/molADE变小变小
92g气态二甲醚25℃,101kPa时燃烧放热2910kJ,则燃烧的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1455kJ/mol①
(1)当燃烧放热582kJ热量时,转移的电子数为
。
则热化学方程式为C(s)+O2(g)==CO2(g)△H=-393.5kJ/mol②
H2(g)+
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol③
利用盖斯定律,将②×
4+③×
6-①×
2,即得反应4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g)的反应热;
①A.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变,则对题给反应来说,二者的浓度保持不变;
B.单位时间内有2molH2消耗时有1molH2O生成,反应方向相同;
C.气体的质量不变,体积不变,所以容器中气体密度始终不变;
D.反应前后气体分子数不等,容器中气体压强不再改变,反应达平衡;
E.反应产生的热量不再变化,则反应达平衡状态。
②温度升高,平衡逆向移动;
混合气体的质量不变,物质的量增大。
92g气态二甲醚25℃,101kPa时燃烧放热2910kJ,则燃烧的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)==
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化学 化学反应 速率 限度 专项 练习题 答案 解析