【备战2012】高考化学最新模拟分类汇编_专题09_化学反应速率与化学平衡

2012高考物理月刊专版
一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)
1．[双选题](2012·临沂模拟)一定条件下在2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和2 mol O 2，发生反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，进行到4 min时，测得n(SO2)＝1.2 mol。

下列说法正确的是( )
A．反应进行到2 min时，容器中n(SO3)可能为0.5 mol
B．当v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2时该反应达平衡状态
C．温度升高时正反应速率增大，逆反应速率减小
D．4 min内氧气的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1
解析：平衡时n(SO3)＝0.8 mol，因为化学反应速率是平均速率，故前2 min，反应速率大于平均速率，故前2 min的n(SO3)>0.4 mol，A正确；该反应速率比未体现出反应方向，B错误；温度升高，正、逆反应速率都要增大，C错误；4 min内O2的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，D正确。

答案：AD
2.向绝热恒容密闭容器中通入 SO2和 NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋ NO2(g)
SO
3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。

由图可得出正确的结论是 ( )
A．反应在 c 点达到平衡状态
B．反应物浓度：a 点小于 b 点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b 段小于 b～c 段
解析：本题主要考查化学反应速率和化学平衡等知识，意在考查考生读图分析问题的能力。

A项，c点v正最大，但不一定达到平衡；B项，a点反应物的浓度大于b点的浓度；C 项，反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；D项，由于b～c段v正大于a～b段，故b～c段SO2的转化率大于a～b 段。

答案：D
3．已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO 2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g) CO
2(g)＋H2(g)的平衡常数为
K。

则下列说法正确的是( )
A．反应①的平衡常数K1＝c CO2·c Cu
c CO·c CuO
B ．反应③的平衡常数K ＝K 1
K 2
C ．对于反应③，恒容时，温度升高，H 2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D ．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小
解析：在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A 错误。

由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K 1
K 2，B 正确。

反应③中，温度升高，H 2浓度减
小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因为ΔH <0，C 错误。

对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入稀有气体，则平衡不移动，H 2的浓度不变，D 错误。

答案：B
4．(2012·长沙模拟)可逆反应a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g) ΔH ＝Q ，同时符合
下列两图中各曲线的规律是( )
A ．a ＋b >c ＋d T 1>T 2 Q >0
B ．a ＋b >c ＋d T 1<T 2 Q <0
C ．a ＋b <c ＋d T 1>T 2 Q >0
D ．a ＋b >c ＋d T 1>T 2 Q <0
解析：据左图可知，T 2>T 1，温度越高平衡时生成物浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，Q <0；据右图，增大压强时正反应速率变化大，则加压时平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积减小的反应，即a ＋b >c ＋d 。

答案：B
5．(2012·烟台模拟)在密闭的容器中进行如下反应：H 2(g)＋I 2(g) 2HI(g)，在温度T
1和T 2时，产物的量和时间的关系如图所示，根据图像判断正确的是( )
A ．T 1<T 2，ΔH <0
B ．T 1>T 2，ΔH <0
C ．T 1<T 2，ΔH >0
D ．T 1>T 2，ΔH >0
解析：由图像可知，温度为T 2时达到化学平衡所需的时间短，表明温度T 2>T 1，从T 1→T 2表示升温，达到平衡时HI 含量降低，表明正反应是放热反应，即ΔH <0，故选A 。

答案：
6．25°C 时，在含有Pb 2＋
、Sn 2＋
的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb 2＋
(aq) Sn 2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c (Pb 2＋)和c (Sn 2＋
)变化关系如图所示。

下列判断
正确的是( )
A ．往平衡体系中加入金属铅后，c (Pb 2＋
)增大
B ．往平衡体系中加入少量Sn(NO 3)2固体后，c (Pb 2＋
)变小 C ．升高温度，平衡体系中c (Pb 2＋
)增大，说明该反应ΔH >0 D ．25°C 时，该反应的平衡常数K ＝2.2
解析：本题考查化学平衡知识及考生运用平衡移动原理分析平衡移动方向等问题的能力。

由于固体量改变不会引起平衡的移动，A 项错误；加入固体Sn(NO 3)2后，溶液中c (Sn
2
＋
)增大，平衡向左移动，从而使c (Pb 2＋
)增大，B 项错误；升高温度时c (Pb 2＋
)增大，表明平
衡向左移动，逆反应吸热，正反应的ΔH <0，C 项错误；由图像中平衡时两种离子的浓度及平衡常数表达式知，25°C 时该反应的平衡常数为2.2，D 项正确。

答案：D
7.某同学在三个容积相同的密闭容器中，分别研究三种不同条件下化学反应2X(g)
Y(g)＋W(g)的进行情况。

其
中实验Ⅰ、Ⅱ控温在T 1，实验Ⅲ控温在T 2，它们的起始浓度均是c (X)＝1.0 mol·L －1
，c (Y)＝c (W)＝0，测得反应物X 的浓度随时间的变化如图所示。

下列说法不．
正确的是( ) A ．与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ可能使用了催化剂
B ．与实验Ⅰ相比，实验Ⅲ若只改变温度，则温度T 1<T 2，该反应是吸热反应
C ．在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，达到平衡状态时X 的体积百分含量相同
D ．若起始浓度c (X)＝0.8 mol·L －1
，c (Y)＝c (W)＝0，其余条件与实验Ⅰ相同，则平衡浓度c (X)＝0.4 mol·L －1
数不变，K 平＝c Y ×c W c X ＝
a 2
0.8－2a ＝0.25，解得a ＝0.2 mol/L ，则平衡时c (X)
＝0.8 mol/L －2a ＝0.4 mol/L ，正确。

答案：C
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
8．(12分)煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知：CO(g)＋H 2O(g) H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：
试回答下列问题：
(1)上述反应的正反应的是________反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)830℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有________(选填字母)。

(4)830℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO
的转化率是________。

解得x ＝1.2，
则CO 的转化率＝1.2 mol/L
2 mol/L ×100%＝60%。

答案：(1)放热 (2)增大 增大 (3)BC (4)60%
9．(15分)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇： CO(g)＋2H 2(g)
CH 3OH(g) ΔH
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号，下同)________。

A ．生成CH 3OH 的速率与消耗CO 的速率相等 B ．混合气体的密度不变
C ．混合气体的平均相对分子质量不变
D ．CH 3OH 、CO 、H 2的浓度都不再发生变化
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K )。

①由表中数据判断ΔH ________(填“>”、“＝”或“<”)0；
②某温度下，将2 mol CO 和6 mol H 2充入2 L 的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c (CO)＝0.2 mol/L ，则CO 的转化率为________，此时的温度为________。

(3)要提高CO 的转化率，可以采取的措施是________。

A ．升温 B ．加入催化剂 C ．增加CO 的浓度
D ．加入H 2加压
E ．加入惰性气体加压
F ．分离出甲醇
(4)300℃时，在一定的压强下，5 mol CO 与足量的H 2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454 kJ 。

在该温度时，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
A．2c1>c3 B．a＋b<90.8
C．2p2<p3D．α1＋α3<1
(4)可假设丙的容积为甲或乙的两倍，达平衡时浓度与甲或乙相等，再压缩至容积相等，若平衡不移动，则CH3OH浓度丙为甲的2倍，体系压强丙为乙的2倍，但实际平衡向正反应方向移动，则有2c1<c3,2p2>p3，A、C不正确；甲、乙两容器从两个相反的方向建立相同的平衡，a＋b＝90.8，B不正确。

答案：(1)CD (2)①<②80%250℃
(3)DF (4)D
10．(15分)(2010·广东四校联考)某课外活动小组研究Fe3＋与I－发生反应的速率关系和平衡移动原理的应用。

(1)试写出FeCl3溶液和KI溶液发生反应的离子方程式
________________________________________________________________________。

(2)在其他条件不变时，上述反应达到平衡后，取2 mL平衡混合物加入2 mL苯充分振荡________(填操作名称)，所看到的实验现象是________________________________，化学平衡将向________移动。

(3)由于Fe3＋与I2水的稀溶液颜色接近，肉眼比较难区分上述反应是否发生，如果要看到发生反应则应有的操作及实验现象是________________________________。

该小组同学希望通过鉴别Fe2＋达到目的，取样加入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成带有特征
蓝色的铁氰化亚铁沉淀。

该反应的离子方程式为________________________。

(4)Fe3＋与I－发生反应的正反应速率v与c(Fe3＋)和c(I－)的关系为v＝kc m(Fe3＋)c n(I －)(k为常数)
k
通过上表数据计算得m＝________；n＝________。

(5)现有0.10 mol·L－1 FeCl3溶液和0.10 mol·L－1 KI溶液各2 mL在试管中充分反应达到平衡，测得平衡时c(Fe3＋)变为0.01 mol·L－1，没有碘固体析出，试计算此条件下该反应的平衡常数K＝________。

解析：Fe3＋与I－发生反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。

2 mL平衡混合物加入2 mL苯充分振荡，苯要萃取平衡混合物中的I2，由于苯的密度比水小，故上层是溶有I2的苯，为紫色，下层溶液中I2的量减小，平衡向正反应方向移动。

Fe3＋与I2水的稀溶液颜色接近，要区分可采用淀粉溶液，I2遇淀粉变蓝。

将表中的三组数据代入v＝kc m(Fe3＋)c n(I－)，
可解得：m＝1；n＝2。

平衡时c(Fe3＋)变为0.01 mol·L－1，
则消耗的n(Fe3＋)＝0.10×2×10－3 mol－0.01×4×10－3 mol＝1.6×10－4 mol，
则生成的c(Fe2＋)＝1.6×10－4 mol
4×10－3L
＝0.04 mol·L－1，
消耗的n(I－)＝1.6×10－4 mol，
平衡时c(I－)＝0.10×2×10－3－1.6×10－4 mol
4×10－3 L
＝0.01 mol·L－1。

再由化学平衡常数公式，即可算出K的值。

答案：(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(此处写“”不扣分)
(2)萃取分层，上层为紫色(浅紫色到紫红色均给分)，下层接近无色正反应方向(或右)
(3)加入淀粉后溶液变蓝
2[Fe(CN)6]3－＋3Fe 2＋
===Fe 3[Fe(CN)6]2↓ (4)1 2 (5)3.2×103
11．(16分)(2012·山东高考)研究NO 2、SO 2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。

(1)NO 2可用水吸收，相应的化学反应方程式为____________________________。

利用
反应6NO 2＋8NH 3 7N 2＋12H 2O 也可处理NO 2。

当转移1.2 mol 电子时，
消耗的NO 2在标准状况下是________L 。

(2)已知：2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO 3(g)
ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1
2NO(g)＋O 2(g)
2NO 2(g)
ΔH ＝－113.0 kJ·mol －1 则反应NO 2(g)＋SO 2(g)
SO 3(g)＋NO(g)的ΔH ＝________kJ·mol －1。

一定条件下，将NO 2与SO 2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________。

况下的体积为6.72 L 。

(2)根据盖斯定律，由第一个反应减去第二个反应，然后除以2，可得：
NO 2(g)＋SO 2(g)
SO 3(g)＋NO(g)，则ΔH ＝(－196.6 kJ·mol －1＋113.0 kJ·mol
－
1
)×12
＝－41.8 kJ·mol －1。

该反应前后气体分子数不变，因此压强保持不变不能作为平衡的
标志，A错；混合气体颜色不变，则NO2浓度保持不变，可以作为平衡的标志，B对；无论何种状态，SO3、NO的体积比始终为1∶1，不能作为平衡的标志，C错，每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2，是同方向的反应，不能作为平衡的标志，D错。

假设起始时NO2、SO2的物质的量分别为x、2x，。