2023届高考化学一轮复习 单元检测九　化学反应速率与化学平衡（Word含答案）.docx

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1、单元检测九化学反应速率与化学平衡一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1下列对化学反应2NO2CON22CO2的叙述正确的是()A使用催化剂不影响反应的活化能B使用光催化剂能增大反应物的转化率C升高温度能增加反应物分子中活化分子的百分数，从而加快反应速率D改变压强对反应速率无影响2工业上，合成氨反应：N23H22NH3的微观历程如图所示，用、分别表示N2、H2、NH3，下列说法不正确的是()A催化剂在吸附N2、H2时，未形成新的化学键B形成N原子和H原子是放热过程C形成了新的化学键D使用合适的催化剂，能提高合成氨反应的速率3已知

2、298.15 K时，可逆反应Pb2(aq)Sn(s)Pb(s)Sn2(aq)的平衡常数K2.2，若溶液中Pb2和Sn2的浓度均为0.10 molL1时，则此时反应进行的方向是()A向正反应方向进行B向逆反应方向进行C处于平衡状态D无法判断4两个容积均为2 L的密闭容器和中充入NO及CO气体，发生反应：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H，各物质的起始物质的量见下表。实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO2的物质的量如图所示，下列说法正确的是()容器起始物质的量NOCO1 mol3 mol6 mol2 molAH0BN点的平衡常数为0.04C若将容器的容积改为1 L，T1温度下达到

3、平衡时NO的转化率为25%D图中M点所示条件下，再通入CO、N2各2 mol，此时v正v逆5不同温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入体积为1 L的恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H。平衡时CH3OH的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是()A该反应的H0B240 时，该反应的化学平衡常数KC240 时，若充入2 mol CO2和6 mol H2，平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%D240 时，若起始时充入0.5 mol CO2、2 mol H2、1 mol CH3OH、1 mol H2O，反应向正反应方向进行6已知：

4、3CH4(g)2N2(g)3C(s)4NH3(g)H0，在700 ，CH4与N2在不同物质的量之比时CH4的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是()A.越大，N2的平衡转化率越高B.不变时 若升温，NH3的体积分数会减小Cb点对应的平衡常数比a点的大Da点对应的 NH3的体积分数约为26%7MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成。其反应式为为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为a molL1，反应过程中的液体体积变化忽略不计。下列说法错误的是()AX、Y两点的MTP的物质的量浓度相等

5、BX、Z两点的瞬时速率大小为v(X)v(Z)C若Z点处于化学平衡，则210 时反应的平衡常数KD190 时，0150 min内MTP的平均反应速率为 molL1min18当1,3-丁二烯和溴单质以物质的量之比为11加成时，其反应进程及能量变化如图：不同反应条件下，经过相同时间测得生成物组成如表：实验编号反应条件反应时间产物中A的物质的量分数产物中B的物质的量分数115 1 min62%38%225 1 min12%88%下列分析不合理的是()A产物A、B互为同分异构体，由中间体生成A、B的反应互相竞争B相同条件下由活性中间体C生成产物A的速率更快C实验1测定产物组成时，体系已达平衡状态D实验1

6、在t min时，若升高温度至25 ，部分产物A会经活性中间体C转化成产物B9在一定条件下A2和B2可发生反应：A2(g)3B2(g)2AB3(g)。图1表示在一定温度下反应过程中的能量变化，图2表示在固定容积为2 L的密闭容器中反应时A2的物质的量随时间变化的关系，图3表示在其他条件不变的情况下，改变反应物B2的起始物质的量对此反应平衡的影响。下列说法错误的是()A该反应在低于某一温度时能自发进行B10 min内该反应的平均速率v(B2)0.045 molL1min1C11 min时，其他条件不变，压缩容器容积至1 L，n(A2)的变化趋势如图2中曲线d所示D图3中T1T2，b点对应状态下A2

7、的转化率最高10利用CH4可消除NO2污染，反应原理为CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)，在10 L密闭容器中分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2，测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。组别温度/K时间/min物质的量/mol010204050T1n(CH4)0.500.350.250.100.10T2n(CH4)0.500.300.18M0.15下列说法错误的是()A该反应为放热反应B组别中010 min内，NO2的平均反应速率为0.003 molL1min1C若组别改为恒压装置，则M值一定小于0.15D当有1 mol CH

8、断裂的同时有1 mol OH形成，则反应达到平衡状态11在恒温条件下，向盛有足量NaCl(s)的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，发生如下两个反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)H10K12NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)H2v逆Bb点反应放热53.7 kJC催化剂效果最佳的是反应Dc点时该反应的平衡常数K13已知在25 时，反应的化学方程式及化学平衡常数为N2(g)O2(g)2NO(g)，K111030；2H2(g)O2(g)2H2O(g)，K221081；2CO(g)O2(g)2CO2(g)，K3

9、2.51091。下列说法正确的是()ANO分解反应NO(g)N2(g)O2(g)的平衡常数为11030B根据K3的值可知常温下CO和O2很容易发生反应生成CO2C温度升高，上述三个反应的平衡常数均减小D常温下，NO、H2O、CO2分别发生分解反应生成O2的倾向顺序为NOH2OCO214利用气相沉积法制备TiN的反应为2TiCl4(g)N2(g)4H2(g)2TiN(s)8HCl(g)H346.2 kJmol1。现将一定量的三种反应物投入到密闭容器中，测得反应过程中TiN的质量(m)和反应体系的压强(p)随温度的变化如图所示。则下列说法正确的是()A曲线表示的是TiN的质量随温度变化曲线B曲线中

10、a、b、c三点均已达到平衡状态C混合气体的平均摩尔质量：M(a)M(c)D该反应的平衡常数：K(b)K(c)15一定压强下，向10 L密闭容器中充入1 mol S2Cl2(g)和1 mol Cl2，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，以下说法错误的是()AA、B、C、D四点对应状态下，达到平衡状态的是B、D点B正反应的活化能大于逆反应的活化能C达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动D在300 下，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，Cl2的平衡转化率不变二、非选择题(本题包括5小题，共55分)16(10分)甲醇

11、是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。(1)在一容积为2 L的密闭容器内，充入0.2 mol CO与0.4 mol H2发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。A、B两点对应的压强大小关系是pA_pB(填“”“”“”或“”)。17(11分)(1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM-5催化下合成ETBE，反应的化学方程式为C2H5OH(g)IB(g)=ETBE(g)H。回答下列问题：C1表示先吸附乙醇，C2表示先吸附异丁烯，C3表示乙醇和

12、异丁烯同时吸附。反应物被催化剂HZSM-5吸附的顺序与反应历程的关系如图1所示，该反应的H_ kJmol1。反应历程的最优途径是_(填“C1”“C2”或“C3”)。(2)开发清洁能源是当今化工研究的一个热点问题。二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压强：2.010.0 MPa，温度：230280 )进行下列反应：反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H199 kJmol1反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H223.5 kJmol1反应：CO(g)H2O(g)

13、CO2(g)H2(g)H341.2 kJmol1在该条件下，若反应的起始浓度分别为c(CO)0.6 molL1，c(H2)1.4 molL1，8 min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H2的平均反应速率为_。在t 时，反应的平衡常数为400，此温度下，在1 L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：物质CH3OHCH3OCH3H2Oc/(molL1)0.461.01.0此时刻v正_v逆(填“”“”或“”)，平衡时c(CH3OCH3)的物质的量浓度是_。催化反应的总反应为3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)，CO的平衡转化率(CO

14、)与温度、压强的关系如图2所示，图中X代表_(填“温度”或“压强”)，且L1_L2(填“”“”或“”)。在催化剂的作用下同时进行三个反应，发现随着起始投料比的改变，二甲醚和甲醇的产率(产物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈现如图3的变化趋势。试解释投料比大于1.0之后二甲醚产率和甲醇产率变化的原因：_。18(11分)(2022北京房山模拟)乙醇是一种优良燃料，在推动能源变革方面具有重要的作用。某地煤制乙醇的过程表示如下。煤乙酸甲酯乙醇(1)Cu(NO3)2是制备“催化剂X”的重要试剂。气体A的名称是_。实验室用Cu(NO3)2固体配制溶液，常加入少量稀HNO3。运用化学平衡原理简述HNO

15、3的作用：_。(2)过程a包括以下3个主要反应： .CH3COOCH3(g)2H2(g)C2H5OH(g)CH3OH(g)H1.CH3COOCH3(g)C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)CH3OH(g)H2.CH3COOCH3(g)H2(g)CH3CHO(g)CH3OH(g)H3相同时间内，测得CH3COOCH3转化率、乙醇和乙酸乙酯的选择性如乙醇选择性如图所示。 已知：H10。随温度降低，反应化学平衡常数的变化趋势是_。下列说法不合理的是_(填字母)。a温度可影响反应的选择性 b225235 ，反应处于平衡状态 c增大H2的浓度，可以提高CH3COOCH3的转化率为防止“反应”发生

16、，反应温度应控制的范围是_。 在185 下，CH3COOCH3起始物质的量为5 mol，生成乙醇的物质的量是_。19(11分)(2022北京模拟)以CO2为原料合成甲醇可以减少CO2的排放，实现碳的循环利用。一种Cu/ZnO催化剂对该反应有良好的催化效果。.催化剂的合成(1)氨水与Cu(NO3)2的反应_(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。(2)补全上述过程中生成CuO的离子方程式：_Cu(NH3)42_H2O_CuO_。.催化剂的性能测试一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算CO2的转化率和CH3OH的选择性以评价催化剂的性能。已知：.反应器内

17、发生的反应：aCO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.5 kJmol1bCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H41.2 kJmol1.CH3OH选择性100%(3)220 时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比n(CH3OH)n(CO2)n(CO)17.200.11，则该温度下CO2转化率_100%(列出计算式)。(4)其他条件相同时，反应温度对CO2的转化率和CH3OH的选择性的影响如图所示：由图1可知实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是_。温度高于260 时，CO2平衡转化率变化的原因是_。温度相同时，CH3OH选择性的实验值略高于平衡值(见图2)

18、，从化学反应速率的角度解释原因：_。20(12分)异丁烯为重要的化工原料，工业上可采用叔丁醇(TBA)气相脱水法制备高纯异丁烯产品，主要涉及以下反应：反应1(主反应)：(CH3)3COH(g)(CH3)2C=CH2(g)H2O(g)反应2(副反应)：2(CH3)2C=CH2(g)(CH3)2C=CHC(CH3)3(g)(1)标准摩尔生成焓是指由稳态单质生成1 mol该化合物的焓变，几种物质的标准生成焓如表，求反应1的H_ kJmol1。组分H2O(CH3)3COH(CH3)2C=CH2焓变/(kJmol1)241.83339.2117.1(2)该脱水反应的标准平衡常数K随温度的变化关系如图1所

19、示，则反应2的H_0(填“”)，向体积可变的容器中充入1 mol叔丁醇，容器体积为1 L，保持300 、100 kPa的条件，反应一段时间后达到平衡(忽略副反应)，则Kc_(已知K为以标准分压表示的平衡常数，各组分的标准分压p，p105Pa)(3)理论计算反应条件对叔丁醇转化率的影响如图2、3所示，脱水反应温度T200 时，N2/叔丁醇摩尔比对叔丁醇转化率有影响，试从平衡移动的角度分析充入N2的原因：_。根据图示该脱水反应适宜采用条件为T 200 ，P_ MPa，N2/叔丁醇摩尔比3/1。(4)已知工业原料叔丁醇中存在不同含量的水分，相同温度下不同初始原料中H2O/TBA比例对叔丁醇平衡转化率

20、的影响如图4所示，实际生产最佳工艺条件为T204426 ，请从H2O/TBA比例角度分析该条件下的优点：_。单元检测九化学反应速率与化学平衡答案解析1答案C解析使用催化剂影响反应的活化能，改变反应速率，但不能改变反应物的平衡转化率，A、B项错误；当反应中有气体参与时，改变压强可以影响化学反应速率，D项错误。2答案B解析由图知，催化剂在吸附N2、H2时，没有化学键的形成与断裂，故A正确；断键形成N原子和H原子是吸热过程，故B错误；形成了新的化学键氮氢键，故C正确；使用合适的催化剂，能提高合成氨反应的速率，故D正确。3答案A解析已知在298.15 K时，可逆反应Pb2(aq)Sn(s)Pb(s)S

21、n2(aq)的平衡常数K2.2，若溶液中Pb2和Sn2的浓度均为0.10 molL1时，Q1v(Z)，正确；C项，若Z点为平衡点，此时c(TOME)0.02a molL1，c(MTP) 0.98a molL1，但因移出甲醇，甲醇浓度不为0.98a molL1，错误；D项，0150 min时间内，c(MTP)0.67a molL1，正确。8答案C解析A项，产物A、B分子式相同、结构不同，互为同分异构体，反应过程中放热不同，活性中间体C根据温度不同可以转化成产物B或A，正确；B项，由图像中反应活化能分析可知，相同条件下由活性中间体C生成产物A的活化能小，速率更快，正确；C项，实验1测定产物组成时，

22、不能说明物质含量保持不变，体系不一定达平衡状态，错误；D项，反应为放热反应，实验1在t min时，若升高温度至25 ，产物中B的物质的量分数增大，说明升温部分产物A会经活性中间体C转化成产物B，正确。9答案D解析体系的自由能GHTS，根据图示可知，该反应为放热反应，H0，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以S0。当温度较低时，GHTS0，反应能够自发进行，A正确；10 min内该反应的平均速率v(A2)0.015 molL1min1，根据化学方程式可知v(B2)3v(A2)0.045 molL1min1，B正确；11 min时，其他条件不变，压缩容器容积至1 L，由于压强增大，化学平衡

23、正向移动，不断消耗A2，所以n(A2)的物质的量会进一步减少，n(A2)变化趋势如图2中曲线d所示，C正确；在温度不变时，增大某种反应物的浓度，化学平衡正向移动，可以使其他反应物的转化率提高，故当T1v逆，故A正确；b点反应达到平衡状态，参加反应的CO2小于1 mol，反应放热小于53.7 kJ，故B错误；相同温度下，反应反应速率最快，所以催化剂效果最佳的是反应，故C错误；c点CO2的转化率是，则： CO2(g)3H2(g) H2O(g)CH3OH(g)开始/(molL1) 0.5 1.5 0 0转化/(molL1) 0.5 0.53 0.5 0.5平衡/(molL1) 0.5 K，故D错误。

24、13答案D解析A项，NO(g)N2(g)O2(g)的平衡常数为1015，错误；B项，CO和O2之间的反应需要点燃才能进行，错误；C项，反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，错误；D项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的平衡常数依次为11030、51082、41092，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确。14答案C解析依据起点的纵坐标及曲线的变化趋势可知，曲线呈上升趋势，曲线先升后降，因为该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆移，TiN的质量减小，所以曲线表示的是压强随温度的变化，曲线表示的是TiN的质量随温度的变化，故A错误；温度越高反应速率越快，达到平衡的时

25、间越短，b点为恰好达到平衡的点，a点还未达到平衡，c点是在b点基础上升高温度，平衡逆向移动，故B错误；由图可知a、b、c三点体系内固体质量大小关系是m(b)m(c)m(a)，依据质量守恒，则气体质量大小关系为m(b)m(c)m(a)，结合化学方程式可知，当气体质量越大时，气体的物质的量就越小，根据M可知M(a)M(c)M(b)，故C正确；平衡常数只与温度有关，a、b、c三点的温度依次升高，反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，所以K(b)K(c)，故D错误。15答案B解析反应达到平衡时正逆反应速率相等，所以Cl2与SCl2的消耗速率之比为12，据图可知B、D点满足条件，为平衡状态，故A正确；据

26、图可知B、D点之后继续升高温度SCl2的消耗速率变大的更多，即逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，H0，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B错误，C正确；该反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，所以缩小容器容积，重新达到平衡后与原平衡为等效平衡，氯气的转化率不变，故D正确。16答案(1)KCb(2)100减小(3)解析(1)反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，反应物转化率增大，所以pApB。据图分析，随温度升高CO转化率降低，说明正反应放热，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，所以KAKBKC。H2的消耗速率是CH3

27、OH生成速率的2倍，都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；CH3OH的体积分数不再改变说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故b正确；容器体积和气体质量始终不变，所以混合气体的密度始终不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，故c错误；CO和甲醇的化学计量数都为1，所以CO和CH3OH的物质的量之和始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故d错误。(2)p1压强、T1 时CO的转化率为0.5，则 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始浓度/(molL1) 0.1 0.2 0转化浓度/(molL1) 0.05 0.1 0.05平衡浓度/(molL1) 0.05 0.1 0

28、.05化学平衡常数K100。若温度不变，再加入1.0 mol CO，平衡向正反应方向移动，重新达到平衡，氢气的转化率增大，CO的转化率减小。(3)T1、1 L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下：n(CO)0.1 mol、n(H2)0.2 mol、n(CH3OH)0.2 mol，此时反应的浓度商Q50K100，此时v正v逆。17答案(1)4aC3(2)0.075 molL1min11.2 molL1温度当投料比大于1时，随着c(H2)增大，反应被促进，而反应被抑制，c(H2O)增大，最终抑制反应，因此甲醇的产率继续增大而二甲醚的产率减小解析(1)由图可知，反应物的总能量为5

29、a kJmol1，生成物的总能量为a kJmol1，所以反应的H4a kJmol1。反应历程的最优途径是C3，其所需要的活化能最小。(2)在该条件下，若反应的起始浓度分别为c(CO)0.6 molL1，c(H2)1.4 molL1，8 min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H2的平均反应速率为v0.075 molL1min1。催化反应的总反应为3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)是由反应式2而得，故总反应的HH12H2H3262.7 kJmol10，该反应是放热反应，若升温，则CO的平衡转化率会减小，总反应是气体体积减小的反应，若增压，则CO的平衡转化率会增

30、大，则图2中，横坐标X代表的是温度，L代表的是压强，根据压强增大CO的平衡转化率也增大可判断：L1L2。18答案(1)一氧化氮Cu22H2OCu(OH)22H，增大溶液中H的浓度，抑制Cu2的水解(2)增大b小于205 0.2 mol解析(1)在Cu(NO3)2溶液中，Cu2会发生水解：Cu22H2OCu(OH)22H，加入稀HNO3可以增大溶液中H的浓度，抑制Cu2的水解。(2)H10，反应为放热反应，降低温度，反应的化学平衡常数增大。如图2所示，温度不同，乙醇和乙酸乙酯的选择性不同，即温度可影响反应的选择性，a正确；225235 之间，乙醇的选择性几乎不变，但是乙酸乙酯的选择性降低；若反应

31、处于平衡状态，则反应产生的C2H5OH的量保持不变，而反应是消耗C2H5OH、生成乙酸乙酯的反应，乙酸乙酯的选择性降低，说明反应向左移动，C2H5OH的量增加，使得反应向左移动，则反应不能处于平衡状态，b错误；增大H2浓度，可以使得反应、反应向右移动，增大CH3COOCH3的转化率，同时还增大了C2H5OH的浓度，引起反应向右移动，因此也间接地增大了反应中CH3COOCH3的转化率，c正确。根据图2，温度超过205 时，乙醇的选择性变化不大，但乙酸乙酯的选择性变化较大，如果温度升高，乙酸乙酯的选择性大幅度减小，不利于反应生成乙醇，为防止“反应”发生，应控制温度低于205 。在185 下，乙醇选择性为20%，CH3COOCH3的转化率为20%，则5 mol CH