2019届二轮复习 化学反应速率、平衡图像、图表简答、计算特训 专题卷(全国通用)

(一) 化学反应速率、平衡图像、图表简答、计算特训

1.氮氧化物是大气主要污染物，可采用强氧化剂氧化脱除。已知反应NO－2＋S2O2－8＋2OH－

NO－3＋2SO2－4＋H2O。不同温度下，达到平衡时NO－2的脱除率与过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度的关系如下图所示。

(1)比较a、b点的反应速率：v a逆________v b正(填“>”“<”或“＝”)

(2)随着温度的升高，该反应的化学平衡常数K________(填“增大”“不变”或“减小”)。答案(1)<(2)增大

解析(1)b点的初始浓度和温度均大于a点，浓度越大、温度越高反应速率越快，即v a逆

(2)根据图像，相同初始浓度下，温度越高，NO－2的脱除率越高，即升高温度，平衡向正反应方向进行，正反应是吸热反应，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，化学平衡常数增大。

2.N2O在金粉表面发生热分解：2N2O(g)===2N2(g)＋O2(g)

ΔH。回答下列问题：某温度下，测得c(N2O)随时间t变化关系如图所示。

已知瞬时反应速率v与c(N2O)的关系为v＝kc n(N2O)(k是反应速率常数)，则k＝______________________________________________________________，n＝________。

答案0.001 0 mol·L－1·min－10

解析根据图像可知，相隔相同时间段，化学反应速率相等，取时间分别为20、40，即有k ×0.08n＝k×0.06n，解得n＝0,0～20 min时，N2O表示的化学反应速率是(0.10－0.08)/20 mol·

L－1·min－1＝0.001 0 mol·L－1·min－1，代入上述公式，得出k＝0.001 0 mol·L－1·min－1。

3.碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为MoS 2(s)＋4H 2(g)＋2Na 2CO 3(s)

Mo(s)＋

2CO(g)＋4H 2O(g)＋2Na 2S(s) ΔH 。实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。

图1 温度与平衡时气体成分的关系

图2 正、逆反应的平衡常数(K )与温度(T )的关系

(1)图1中A 点对应的平衡常数K p ＝________(已知A 点压强为0.1 MPa ，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

(2)综合上述分析得到：图2中，其中表示逆反应的平衡常数(K 逆)的曲线是________(填“A ”或“B ”)，T 1对应的平衡常数为________。

答案 (1)4×10－

4 (2)B 1.0 解析 (1)图1中A 点氢气和水蒸气的体积分数相等，均是40%，所以CO 的体积分数是20%，这说明氢气、一氧化碳、水蒸气的物质的量之比是2∶1∶2，所以对应的平衡常数K p ＝⎝⎛⎭⎫25×0.14×⎝⎛⎭⎫15×0.12⎝⎛⎭

⎫25×0.14＝4×10－4。 (2)升高温度氢气的体积分数减小，说明平衡向正反应方向进行，正反应是吸热反应，所以升高温度正反应的平衡常数增大，则逆反应的平衡常数减小，因此表示逆反应的平衡常数(K 逆)的曲线是B ；T 1时正逆反应速率的平衡常数相等，因此对应的平衡常数为1.0。

4.某科研小组研究臭氧氧化—碱吸收法同时脱除SO 2和NO 工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：

反应Ⅰ：NO(g)＋O 3(g)

NO 2(g)＋O 2(g) ΔH 1＝－200.9 kJ·mol －1 E a1＝3.2 kJ·mol －1

反应Ⅱ：SO 2(g)＋O 3(g) SO 3(g)＋O 2(g)

ΔH 2＝－241.6 kJ·mol －1 E a2＝58 kJ·mol －1

已知该体系中臭氧发生分解反应：2O3(g)??3O2(g)。请回答：

其他条件不变，每次向容积为2 L的反应器中充入含2.0 mol NO、2.0 mol SO2的模拟烟气和4.0 mol O3，改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：

(1)由图像可知相同温度下NO的转化率远高于SO2，结合题中数据分析其可能原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)下列说法正确的是________(填字母)。

A.Q点一定为平衡状态点

B.温度高于200 ℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降，最后几乎为零

C.其他条件不变，若扩大反应器的容积可提高NO和SO2的转化率

D.臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2，但后续步骤碱吸收可以有效脱硫

(3)假设100 ℃时P、Q均为平衡点，此时反应时间为5 min，发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%，则体系中剩余O3的物质的量是________mol；SO2的平均反应速率为________________；反应Ⅰ在此时的平衡常数为________。

答案(1)反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ，相同条件下更易发生反应

(2)BD

(3)1.40.06 mol·L－1·min－18

解析(1)反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ，相同条件下更易发生反应，因此相同温度下NO的转化率远高于SO2。

(2)A项，随着反应的进行，反应物的转化率逐渐增大，因此Q点不一定为平衡状态点，可能是建立平衡过程中的一个点，错误；B项，根据图像，温度高于200 ℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降，最后几乎为零，正确；C项，根据2O3(g)??3O2(g)可知其他条件不变，若扩大反应器的容积，压强减小，平衡正向移动，使得臭氧的浓度减小，氧气浓度增大，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡逆向移动，NO和SO2的转化率减小，错误；D项，根据图像，臭氧氧化过程中二氧化硫的转化率较低，不能有效地脱除SO2，二氧化硫是酸性氧化物，能够被碱吸收，正确。