2022届高考新教材化学二轮复习专题强化训练七　化学反应速率　化学平衡.docx

专题强化训练七化学反应速率化学平衡一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备：C4H10（g）C4H8（g）H2（g）H。该反应C4H10（g）的平衡转化率与温度及压强的关系如图，下列说法正确的是（）A.该反应S<0B.压强p1<p2C.该反应为吸热反应，平衡常数随温度升高而降低D.使用催化剂可加快反应速率，使平衡正向移动2恒温恒容条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2，发生反应：CO23H2CH3OHH2O（g）。下列描述能说明反应达到平衡状态的是（）A.容器内CO2的体积分数不再变化B.消耗的CO2和H2的物质的量的比值不再变化C.单位时间内断裂3NA个CH键，同时断裂3NA个HH键D.容器内混合气体的平均摩尔质量为34.5g·mol1，且保持不变3一定压强下，向10L密闭容器中充入1molS2Cl2和1molCl2，发生反应S2Cl2（g）Cl2（g）2SCl2（g）。Cl2与SCl2的消耗速率（v）与温度（T）的关系如图所示，以下说法不正确的是（）A.正反应的活化能大于逆反应的活化能B.达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动C.A、B、C、D四点对应状态下，达到平衡状态的为B、DD.一定温度下，在恒容密闭容器中，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，Cl2的平衡转化率不变4335时，在恒容密闭反应器中1.00molC10H18（l）催化脱氢的反应过程如下：反应1：C10H18（l）C10H12（l）3H2（g）H1反应2：C10H12（l）C10H8（l）2H2（g）H2测得C10H12和C10H8的产率x1和x2（以物质的量分数计）随时间的变化关系及反应过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是（）A.使用催化剂能改变反应历程B.更换催化剂后H1、H2也会随之改变C.8h时，反应1、2都未处于平衡状态D.x1显著低于x2，是由于反应2的活化能比反应1的小，反应1生成的C10H12很快转变成C10H85TK时，向2.0L恒容密闭容器中充入0.10molCOCl2，发生反应COCl2（g）Cl2（g）CO（g），经过一段时间后反应达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表：t/min02468n（Cl2）/mol00.0300.0390.0400.040下列说法正确的是（）A保持其他条件不变，升高温度，平衡时c0.038mol·L1，则反应的H0B前2min内的平均反应速率v0.015mol·1C保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.12molCOCl2、0.06molCl2和0.06molCO，反应达到平衡前的速率：v正v逆D若反应过程中容器内气体的密度保持不变，即可判断该反应已达到化学平衡状态6已知N2（g）3H2（g）2NH3（g）H92.4kJ·mol1。恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图示。下列说法正确的是（）A.前20分钟内反应放出的热量为46.2kJB第25分钟改变的条件可以是将NH3从反应体系中分离出去C若第60分钟时反应又达到了平衡，则时段改变的条件一定是增大压强D时段，若仅将初始投放的物质浓度增至原来的2倍，则反应物的转化率增大，平衡常数增大7常温常压下，O3溶于水产生的游离氧原子O有很强的杀菌消毒能力，发生的反应如下：反应：O3（g）O2（g）O（g）H>0平衡常数K1反应：O3（g）O（g）2O2（g）H0平衡常数为K2总反应：2O3（g）3O2（g）H0平衡常数为K3下列叙述正确的是（）A降低温度，K3减小BK3K1K2C增大压强，K2减小D适当升温，可提高消毒效率8甲醇是重要的化工原料，具有广泛的开发和应用前景。在体积可变的密闭容器中投入0.5molCO和1molH2，不同条件下发生反应：CO（g）2H2（g）CH3OH（g）。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图甲所示。下列说法不正确的是（）Ap总1>p总2B混合气体的密度不再发生变化，说明该反应已达到平衡状态C图乙中M点能正确表示该反应平衡常数的对数（lgK）与温度的关系D若p总10.25MPa，则Y点的平衡常数Kp64（MPa）29已知H2S高温热分解制H2的反应为：H2S（g）H2（g）S（g）。在容积为2L的恒容密闭容器中，加入4molH2S，控制不同温度进行H2S的热分解实验，并测定H2S的转化率。相关实验数据如图所示，图中曲线a为H2S的平衡转化率与温度的关系曲线，曲线b表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。下列说法正确的是（）A.反应H2S（g）H2（g）S（g）自发进行的条件为低温B随温度的升高，图中曲线b向曲线a逼近是因为温度升高，正反应速率增大，而逆反应速率减小C1010时反应的平衡常数为0.608，1050时反应的平衡常数小于1D975下，反应经5min后达到平衡，则05min内H2S的平均反应速率v（H2S）0.24mol·L1·min1二、非选择题10CO2和CO可作为工业合成甲醇（CH3OH）的直接碳源，还可利用CO2据电化学原理制备塑料，既减少工业生产对乙烯的依赖，又达到减少CO2排放的目的。（1）利用CO2和H2反应合成甲醇的原理为：CO2（g）3H2（g）=CH3OH（g）H2O（g）。上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。相同的温度和时间段内，催化剂中CuO的质量分数对CO2的转化率和CH3OH的产率影响的实验数据如下表所示：（CuO）/%102030405060708090CH3OH的产率25%30%35%45%50%65%55%53%50%CO2的转化率10%13%15%20%35%45%40%35%30%由表可知，CuO的质量分数为催化效果最佳。（2）在1L的恒容密闭容器中按物质的量之比12充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示，则压强p2p1（填“>”“<”或“”）；平衡由A点移至C点、D点移至B点，分别可采取的具体措施为、；在c点时，CO的转化率为。甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同，向甲中加入1molCO和2molH2，向乙中加入2molCO和4molH2，测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示，则L、M两点容器内压强：p（M）2p（L）（填“>”“<”或“”，下同），平衡常数：K（M）K（L）。11CO2可作为合成低碳烯烃的原料。相关的热化学方程式如下：CO2（g）3H2（g）CH3OH（g）H2O（g）H149.01kJ·mol12CH3OH（g）CH3OCH3（g）H2O（g）H224.52kJ·mol1CH3OCH3（g）C2H4（g）H2O（g）H35.46kJ·mol12CO2（g）6H2（g）C2H4（g）4H2O（g）H4（1）H4kJ·mol1；反应在（填“高温”或“低温”）下自发进行。（2）在容积为1L的恒容密闭容器中投入3molH2和1molCO2发生反应时，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示：250时，反应的平衡常数K。其他条件不变，不使用催化剂，投料比（填“>”“<”或“”）3时CO2平衡转化率为M1点；M2点的平衡常数（填“>”“<”或“”）N点的平衡常数。（3）用催化剂Fe3（CO）12/ZSM­5催化CO2加氢合成乙烯的反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图所示：Fe3（CO）12/ZSM­5催化剂中添加Na、K、Cu助剂后（助剂也起催化作用）可改变反应的选择性。其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物在所有产物中的占比如表：助剂CO2转化率/%各产物在所有产物中的占比/%C2H4C3H6其他Na42.535.939.624.5K27.275.622.81.6Cu9.880.712.56.8欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3（CO）12/ZSM­5催化剂中添加助剂效果最好；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是_。专题强化训练七化学反应速率化学平衡1解析：该反应是气体混乱程度增大的反应，所以该反应S>0，A项错误；根据图像可知，相同温度下，p1下C4H10（g）的平衡转化率大于p2下C4H10（g）的平衡转化率，在温度不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，使反应物的转化率降低，所以压强p2>p1，B项正确；根据图像，在压强不变时，升高温度，C4H10（g）的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，根据平衡移动原理知，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故该反应为吸热反应，平衡常数随温度的升高而增大，C项错误；使用催化剂可降低反应的活化能而加快反应速率，但不能使平衡发生移动，D项错误。答案：B2解析：甲醇的沸点比水低，水为气态，则甲醇必为气态，设CO2和H2的起始物质的量均为3mol，达到平衡状态时消耗二氧化碳的物质的量为xmol，则CO23H2CH3OHH2O（g）起始量/mol3300变化量/molx3xxx平衡量/mol3x33xxxCO2的体积分数，即无论反应是否达到平衡状态，容器内CO2的体积分数均不变化，A项错误；设混合气体的平均摩尔质量为，假设反应向右进行完全，>，氢气先反应完，33x0，x1，g·mol134.5g·mol1，由于该反应为可逆反应，反应不可能向右进行完全，混合气体的平均摩尔质量不可能为34.5g·mol1，D项错误；无论反应是否达到平衡状态，消耗的CO2和H2的物质的量的比值始终为13，B项错误；单位时间内断裂3NA个CH键，即生成3NA个HH键，若同时断裂3NA个HH键，则v逆v正，能说明反应达到平衡状态，C项正确。答案：C3解析：根据题图可判断出该反应为放热反应，故正反应的活化能小于逆反应的活化能，A项错误；该反应为放热反应，达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动，B项正确；B、D点对应温度一致，且消耗速率v2v，故此时达到平衡状态，A、C点消耗速率无此关系，未达到平衡状态，C项正确；缩小容器容积相当于增大压强，该反应前后气体分子数相等，所以平衡不移动，Cl2的平衡转化率不变，D项正确。答案：A4解析：使用催化剂，降低了反应的活化能，改变了反应历程，A项正确；使用催化剂，不能改变反应物和生成物的总能量，即不能改变反应的焓变（H），B项错误；8h之后，C10H8的产率还在增加，说明反应2未达平衡，而C10H8是由C10H12转化而来的，且C10H12的产率几乎保持不变，说明反应1也未达平衡，C项正确；由图像可以看出反应2的活化能低于反应1的活化能，故反应1生成的C10H12快速转化为C10H8，从而使x1显著低于x2，D项正确。答案：B5解析：A.由表中数据可知，6min达到平衡，生成氯气为0.04mol，其浓度为0.04mol÷2L0.02mol·L1，升高温度，平衡时c（Cl2）0.038mol·L1，可知升高温度平衡正向移动，即正反应为吸热反应，反应的H>0，故A错误；B.前2min生成氯气为0.030mol，由反应可知生成CO为0.030mol，前2min的平均速率v（CO）0.0075mol·L1·min1，故B错误；C.由表中数据可知K0.013，起始时向容器中充入0.12molCOCl2、0.06molCl2和0.06molCO，Qc0.015>K0.013，平衡逆向移动，可知达到平衡前的速率：v正<v逆，故C正确；D.反应物和生成物都是气体，反应前后气体总质量不变，体积不变，反应过程中容器内气体的密度任意时刻保持不变，不可判断该反应已达到化学平衡状态，故D错误。答案：C6解析：A项，要想知道放热多少就必须知道H2的物质的量又由于c且图中显示的是c无V，所以求不出具体的放热多少，错误；B项，第25分钟时，氨气的浓度由1.00mol·L1变为0，说明改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去，正确；C项，氢气和氮气的浓度减小，氨气的浓度增大，说明平衡正向移动，正反应是放热反应，降温能使平衡正向移动，故时段改变的条件是降低温度，错误；D项，恒容容器，增大反应物起始浓度，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡常数保持不变，错误。答案：B7解析：降低温度，总反应向放热反应方向移动，即正向移动，K3增大，A项错误；K3K1·K2，B项错误；温度不变，平衡常数不变，C项错误；适当升温，反应速率加快，且总反应逆向移动，O3增多，产生的O增多，消毒效率提高，D项正确。答案：D8解析：对于反应CO（g）2H2（g）CH3OH（g），增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量增大，由图像可知p总1>p总2，故A正确；容器体积可变，达到平衡时，由于气体的质量不变，则密度不变可说明反应达到平衡状态，故B正确；升高温度，甲醇的物质的量减少，说明升高温度，平衡逆向移动，则升高温度，lgK减小，N点能正确表示该反应平衡常数的对数（lgK）与温度的关系，故C错误；X、Y点在相同温度下，则平衡常数相同，X点甲醇的物质的量为0.25mol，则CO（g）2H2（g）CH3OH（g）起始量/mol0.510转化量/mol0.250.50.25平衡量/mol0.250.50.25则Kp（Y）Kp（X）64（MPa）2，故D正确。答案：C9解析：由题图中曲线a可知，随着温度升高，H2S的平衡转化率增大，说明该分解反应为吸热反应，且该反应又是熵增反应，所以该反应自发进行的条件是高温，A错误；曲线b逼近曲线a的原因是随着温度升高，化学反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，温度升高时不但正反应速率增大，逆反应速率也同样增大，B错误；1010时反应的平衡转化率为42%，则平衡时各物质的浓度分别为c（H2S）1.16mol·L1，c（H2）c（S）0.84mol·L1，K0.84×0.608，若H2S的平衡转化率为50%，则K1，当温度达到1050吋，H2S的平衡转化率小于50%，则小于1，C正确；975下，平衡时H2S的转化率为40%，平衡时c（H2S）0.8mol·L1，v（H2S）0.16mol·L1·min1，D错误。答案：C10解析：（1）由表可知，CuO的质量分数为60%催化效果最佳。（2）根据勒夏特列原理，增大压强平衡向正方向移动，由图所示，300时，C点的转化率小于B点，故p2<p1；平衡由A点移至C点是恒压的条件下是使平衡逆向移动，措施为保持压强为p2，将温度由250升高到300，D点移至B点是温度不变平衡正向移动，可采取的具体措施为保持温度为300，将压强由p3增大到p1；在C点时，甲醇的体积分数为50%，设甲醇的物质的量为n，则反应的CO的物质的量为n，剩余CO的物质的量为n，则CO的转化率为×100%75%；M点和L点，CO的转化率相同，因为体积相同，且乙中气体是甲中气体的2倍，则相同温度时，p（M）2p（L），M点的温度高，所以p（M）>2p（L）；平衡常数只和温度有关，该反应为放热反应，温度越高反应进行的限度越小，平衡常数越小，所以K（M）<K（L）。答案：（1）60%（2）<保持压强为p2，将温度由250升高到300保持温度为300，将压强由p3增大到p175%><11解析：（1）根据盖斯定律，由×2得出H4128kJ·mol1，反应的H<0、S<0，该反应在低温时能自发进行。（2）250时CO2平衡转化率为50%，则平衡时n（CO2）0.5mol、n（H2）1.5mol、n（C2H4）0.25mol、n（H2O）1mol，容器容积为1L，则KL3·mol3L3·mol30.088L3·mol3。减少氢气的量，平衡逆向移动，CO2平衡转化率减小，可能为M1点，故投料比n/n<3; M1、M、M2三点温度相同，平衡常数相等，而温度升高，平衡逆向移动，CO2平衡转化率减小，平衡常数减小，即平衡常数M2N。（3）由表中数据知，添加Na助剂时副反应占比较大，添加Cu助剂时CO2转化率较低，兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响，选择添加K助剂效果最好，不仅能提高单位时间内乙烯产量，并且其他副反应占比小；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是降低反应活化能、加快乙烯生成速率。答案：（1）128低温（2）0.088（或）L3·mol3<>（3）K降低生成乙烯反应的活化能，加快乙烯生成速率，而对副反应影响不大