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专题限时集训(六)化学反应速率和化学平衡(限时：45分钟)(对应学生用书第139页)1．(2019·沧州模拟)目前，对碳、氮及化合物的研究备受关注。已知：Ⅰ.2C(s)＋2NO(g)N2(g)＋2CO(g)ΔH＝－414.8kJ·mol－1Ⅱ.2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1Ⅲ.2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－759.8kJ·mol－1回答下列问题：(1)表示碳的燃烧热的热化学方程式为___________________________________________________________________________。(2)某催化剂的M型、N型均可催化反应为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)。向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO和O2，在相同时间段内，不同温度下测得CO的转化率(α)如图所示。①由图推断下列说法正确的是________(填选项字母)。A．a、b、c、d点均达到平衡状态B．该反应的平衡常数K(b)＝K(c)C．b点反应物的有效碰撞几率最大D．图中五个点对应状态下，a点反应速率最慢②e点CO的转化率突然减小的可能原因为_____________________________________________________________________。③若b点容器中c(O2)＝0.5mol·L－1，则T0℃时该反应的平衡常数K＝________。(3)T1℃时，向刚性容器中充入2molNO和2molCO，发生反应Ⅲ。5min时达到平衡状态，测得容器中n(N2)＝0.8mol、c(CO2)＝0.32mol·L－1。①0～5min内，用NO表示的反应速率v(NO)＝________。②反应进行到2min时，v正(CO)________v逆(CO2)(填“”“”或“＝”)。③若升高温度，容器内气体压强________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因为___________________________________________________________________________________________。[解析](1)根据盖斯定律，目标反应为C(s)＋O2(g)===CO2(g)可根据12(Ⅰ＋2Ⅱ－Ⅲ)求出ΔH。(2)③b点达到平衡状态，α(CO)＝0.4，设起始投入的CO和O2的物质的量浓度均为xmol·L－1，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)起始/(mol·L－1)xx0转化/(mol·L－1)0.4x0.2x0.4x平衡/(mol·L－1)0.6x0.8x0.4x因c(O2)＝0.5mol·L－1，则0.8x＝0.5mol·L－1，x＝58mol·L－1，平衡常数K＝c2CO2c2COcO2＝0.4x20.6x2×0.8x＝11.8x＝89。(3)①因反应：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，反应的NO的浓度Δc(NO)＝Δc(CO2)＝0.32mol·L－1－0mol·L－1＝0.32mol·L－1，所以v(NO)＝ΔcNOΔt＝0.32mol·L－15min＝0.064mol·L－1·min－1。[答案](1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1(2)①BD②催化剂失去活性③89(3)①0.064mol·L－1·min－1②③增大升高温度，容积不变，压强增大(或反应Ⅲ为气体分子总数减小的放热反应，温度升高，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，压强增大)2．二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－42kJ·mol－1在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n0(NO2)/n0(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率[α(NO2)]。部分实验结果如图所示：(1)如果要将图中C点对应的平衡状态改变为B点对应的平衡状态，则应采取的措施是____________________________。(2)若A点对应实验中，SO2(g)的起始浓度为c0mol·L－1，经过tmin达到平衡状态，则该时段化学反应速率v(NO2)＝________mol·L－1·min－1。(3)图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD，通过计算判断：TC________TD(填“”“＝”或“”)。[解析](1)由题图可知，C点对应的平衡状态变为B点对应的平衡状态，n0NO2n0SO2不变，但α(NO2)增大，即SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)平衡右移，由于反应前后气体的物质的量不变，且该反应为放热反应，所以采取的措施为降低温度。(2)A点对应实验中，SO2的起始浓度为c0mol·L－1，则NO2的起始浓度为0.4c0mol·L－1，平衡时NO2的转化率为50%，所以NO2的浓度变化为0.4c0mol·L－1×50%＝0.2c0mol·L－1，v(NO2)＝0.2c0mol·L－1tmin＝0.2c0tmol·L－1·min－1。(3)结合题图中数据，根据三段式法分别算出C点和D点的平衡常数KC＝KD＝1，所以TC＝TD。[答案](1)降低温度(2)c05t(3)＝3．(2019·平顶山二调)处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。(1)CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)ΔH。几种物质的相对能量如下：物质N2O(g)CO(g)CO2(g)N2(g)相对能量/(kJ·mol－1)475.52830393.5①ΔH＝________kJ·mol－1。改变下列“量”，一定会引起ΔH发生变化的是________(填代号)。A．温度B．反应物浓度C．催化剂D．化学计量数②有人提出上述反应可以用“Fe＋”作催化剂。其总反应分两步进行：第一步：Fe＋＋N2O===FeO＋＋N2；第二步：_______________________(写化学方程式)。第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，第二步反应速率________第一步反应速率(填“大于”或“等于”)。(2)在实验室，采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，发生反应：I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。①相对曲线a，曲线b仅改变一个条件，改变的条件可能是____________。②在此温度下，该可逆反应的平衡常数K＝________(用含x的代数式表示)。图1图2(3)工业上，利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1molCO(g)和nmolH2，在250℃发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是________。(4)有人提出，利用2CO(g)===2C(s)＋O2(g)消除CO对环境的污染，你的评价是________(填“可行”或“不可行”)。[解析](1)①ΔH＝(393.5＋0－475.5－283)kJ·mol－1＝－365kJ·mol－1。反应的ΔH只与状态和化学计量数有关。(2)②设CO的起始浓度为c(对于等气体分子数反应，体积始终不变)，平衡时，c(CO)＝(1－x)cmol·L－1，c(CO2)＝xcmol·L－1，K＝c5CO2c5CO＝x51－x5。(3)增大H2的量，平衡正向移动，α(CO)增大。(4)该反应的ΔH0，ΔS0，任何温度下该反应都不能自发进行。[答案](1)①－365D②FeO＋＋CO===Fe＋＋CO2大于(2)①加入催化剂(或增大压强)②x51－x5(3)d(4)不可行4．(2019·许昌一诊)温度为T1时，在容积为1L的恒容密闭容器中充入0.6mol的NO2，达平衡时c(O2)＝0.2mol·L－1，仅发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(ΔH0)。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，仅受温度影响。当温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T1________T2(填“”或“”)，得出该结论的理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]达到平衡状态时正、逆反应速率相等，根据k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，且k正＝k逆，可知c2(NO2)＝c2(NO)·c(O2)，T2时化学平衡常数K等于1，大于0.8，且该反应的正反应是吸热反应，说明升高温度平衡正向移动，所以T2T15．(2019·抚顺一模)工业制硫酸，在接触室发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，在1L的恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2，在不同温度下测得c(SO3)与时间的关系如图1：(1)能证明反应已经达到平衡状态的是________。①c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)＝2∶1∶2②单位时间内生成nmolSO3的同时消耗nmolSO2③反应速率2v(SO3)正＝v(O2)逆④温度和体积一定时，容器内压强不再变化(2)反应的ΔH________0(填“”“”或“＝”)。(3)反应开始到10min时，SO2的平均反应速率v(SO2)＝________mol·L－1·min－1。t2时该反应的平衡常数K＝________。(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入SO2(g)和O2(g)，平衡时SO3的体积分数[φ(SO3)]随nSO2nO2的变化图像如图2，则A、B、C三状态中，SO2的转化率最小的是________点，当nSO2nO2＝3时，达到平衡状态SO3的体积分数可能是D、E、F三点中的________点。[解析](3)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应开始前/(mol·L－1)：210变化的量/(mol·L－1):10.51平衡时的量/(mol·L－1):10.51反应开始到10min时SO2的平均反应速率v(SO2)＝Δct＝1mol·L－110min＝0.1mol·L－1·min－1，t2时该反应的平衡常数K＝c2SO3cO2c2SO2＝120.5×12＝2。(4)nSO2nO2越大，SO2越多，SO2的转化率越小。nSO2nO2＝2时，平衡时，φ(SO3)最大。[答案](1)④(2)(3)0.12(4)CF6．(2019·银川一模)T1℃时，在刚性反应器中以投料比为1∶3的NO(g)与O2(g)反应，其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，NO(g)完全反应]。t/min04080160260700∞p/kPa32.830.729.929.429.228.826.9(1)NO(g)与O2(g)合成的反应速率v＝4.2×10－2×p2(NO)×p(O2)(kPa·min－1)，t＝42min时，测得体系中p(O2)＝22.4kPa，则此时的v＝________kPa·min－1(计算结果保留1位小数)。(2)若降低反应温度至T2℃，则NO(g)与O2(g)完全反应后体系压强p∞(T2℃)________(填“大于”“等于”或“小于”)26.9kPa，原因是_______________________________________________。(已知：2NO2(g)