2022年高考化学二轮复习讲义专题突破(七) 化学反应速率和化学平衡图像的分析（作业）.doc

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1、章末综合检测(七)化学反应速率和化学平衡一、选择题：本题包括10小题，每小题只有一个选项最符合题意。1(2020·北京西城区期末)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O。下列各组实验中最先出现浑浊现象的是()实验温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4V/(mL)c/(mol·L1)V/(mL)c/(mol·L1)A2550.1100.1B2550.250.2C3550.1100.1D3550.250.2D反应体系的温度越高，c(Na2S2O3)越大，反应速率越快，越先出现浑浊，故D先出现浑浊。2(2021

2、3;湖南张家界检测)在一定体积的密闭容器中，进行化学反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表：t/ 7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6根据以上信息推断以下说法正确的是()A升高温度，该反应向逆反应方向移动B此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化C该反应在1 000 时的反应速率一定比700 时大D该反应的反应物的转化率越大，化学平衡常数越大C升高温度，平衡常数K增大，说明升高温度，平衡正向移动，A项错误；该反应前后气体总分子数不变，恒容条件下，气体的压强始终不变，B项错误；升高温度，活化分子百

3、分数增大，反应速率加快，故在1 000 时的反应速率一定比700 时大，C项正确；若温度不变，增大CO2的浓度，H2的转化率增大，但平衡常数不变，D项错误。3(2021·天津部分区联考)某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：2A(g)B(g)C(s)3D(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成1.6 mol C，下列说法不正确的是()A前2 min D的平均反应速率为1.2 mol/(L·min)B此时B的平衡转化率为40%C增大该体系的压强，平衡不移动D该温度下平衡常数K432B反应2 min达到平衡，生成1.6 mol C

4、同时应生成4.8 mol D，则有v(D)1.2 mol/(L·min)，A项正确；生成1.6 mol C，必然消耗1.6 mol B，则B的平衡转化率为×100%80%，B项错误；该反应前后气体总分子数不变，增大体系的压强，平衡不移动，C项正确；2 min达到平衡时，A、B和D的物质的量浓度(mol/L)分别为0.4、0.2和2.4，则该温度下平衡常数K432，D项正确。 4(2021·重庆南川中学检测)已知反应：2NO2(g) N2O4(g) H<0，N2O4的体积分数随温度的变化平衡曲线如图所示。下列相关描述正确的是()A平衡常数值：Kb<KcB

5、T1温度下，若由a点达到平衡，可以采取减小压强的方法CT2温度下，d点反应速率：v(正)<v(逆)D从b点变为c点，只要增加N2O4的物质的量即可BH0，温度越高K值越小，c点温度高于b点，则有平衡常数值：Kb>Kc，A项错误；T1温度下，a点N2O4体积分数大于平衡值，若由a点达到平衡，应减小压强，使平衡逆向移动，B项正确；T2温度下，d点处于平衡曲线下方，N2O4体积分数小于平衡值，此时反应正向进行，则有v(正)>v(逆)，C项错误；从b点变为c点，体系的温度升高，只要增加N2O4的物质的量不能达到要求，D项错误。5(2020·天津滨海七校联考)可逆反应：mA(

6、s)nB(g) eC(g)fD(g)，反应过程中，其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列叙述中正确的是()A达平衡后，升高温度，则平衡常数K减小B达到平衡后，加入催化剂，C%增大C化学方程式中：n>efD达到平衡后，增加A的量，B的转化率增大A根据“先拐先平，速率大”的规律，温度为T2时先达到平衡，则温度：T1<T2；图中达到平衡，T2时C%小于T1时C%，说明升高温度，C%减小，平衡逆向移动，则平衡常数K减小，A项正确；达到平衡后，加入催化剂，平衡不移动，C% 不变，B项错误；压强为P2时先达到平衡，则压强：P2>P1；压强为P2时

7、C%小于压强为P1时C%，说明压强增大，平衡逆向移动，则有n<ef，C项错误；A是固体，达到平衡后，增加A的量，平衡不移动，B的转化率不变，D项错误。6(2020·山东淄博二模)Bums和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下：Cl2(g)2Cl·(g)快；CO(g)Cl·(g)COCl·(g)快；COCl·(g)Cl2(g)COCl2(g)Cl·(g)(慢)其中反应存在v正k正c(CO)c(Cl·)、v逆k逆c(COCl·)。下列说法正确的是()A反应的活化能大于反应的活化能B反应的

8、平衡常数KC要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应的速率D选择合适的催化剂能加快该反应的速率，并提高COCl2的平衡产率B是快反应，是慢反应，则反应的活化能小于反应的活化能，A项错误；反应存在v正k正c(CO)c(Cl·)、v逆k逆c(COCl·)，达到平衡时v正v逆，则有k正c(CO)c(Cl·)k逆c(COCl·)，反应的平衡常数为K，B项正确；整个过程中反应速率由慢反应决定，反应是慢反应，故提高合成COCl2的速率，关键是提高反应的速率，C项错误；催化剂只能改变反应速率，但不能使平衡发生移动，故不能提高COCl2的平衡产率，D项错误。7(202

9、1·河南郑州一中检测)已知反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJ·mol1。若起始时两种反应物的物质的量相同，则下列关于该反应的示意图不正确的是()C温度一定时，增大压强，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大；压强一定时，降低温度，平衡正向移动，气体总物质的量增大，气体的平均相对分子质量减小，与图像不符合，C项错误。8(2021·山西大学附中检测)在100 时，将0.5 mol N2O4通入体积为5 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色，反应进行到2 s时，NO2的浓度为0.02 mol/L。在60 s时，体系已达平衡，

10、此时容器内压强为开始时的1.6 倍。下列说法正确的是()A前2 s以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol/(L·s)B在平衡时体系内N2O4的物质的量为0.25 mol C. 在2s时体系内的压强为开始时的1.1倍D平衡时，N2O4的转化率为40%CN2O4通入密闭容器中存在平衡：N2O4(g)2NO2(g)，反应进行到2s时，NO2的浓度为0.02 mol/L，则有v(NO2)0.01 mol/(L·s)，v(N2O4)v(NO2)×0.01 mol/(L·s)0.005 mol/(L·s)，A项错误。平衡时压强为开始时的1

11、.6 倍，根据气体的压强之比等于其物质的量之比，则平衡时气体总物质的量为0.5 mol×1.60.8 mol，结合化学方程式可知，平衡时体系内N2O4的物质的量为0.20 mol，B项错误。反应进行到2 s时，NO2的浓度为0.02 mol/L，则有n(NO2)0.02 mol/L×5 L0.1 mol，此时气体总物质的量为0.55 mol，则气体总物质的量为起始时的1.1倍，故2 s时体系内的压强为开始时的1.1倍，C项正确。平衡时，体系内N2O4的物质的量为0.20 mol，则N2O4的转化率为×100%60%，D项错误。9(2021·山东实验中学检

12、测)将不同物质的量的M(g)和N(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应M(g)N(g) P(g)Q(g)，得到如下两组数据：实验组温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minNMQM1650241.62.452900120.41.63下列说法正确的是()A将实验2的体积压缩为1 L，c(Q)为0.4 mol/LB温度升高，该反应的平衡常数增大C选择合适的催化剂可降低该反应的活化能，提高M的转化率D实验1中M的化学反应速率为0.32 mol/(L·min)A900 时，实验2达到平衡，n(Q)0.4mol，将体积压缩为1 L，平衡不移动，则有c(Q)为0.4

13、 mol/L，A项正确；分析表中数据，650 时，反应正向进行的程度大，则该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，B项错误；选择合适的催化剂可降低该反应的活化能，由于平衡不移动，M的转化率不变，C项错误；实验1中5 min达到平衡时，消耗1.6 mol M，则有v(M)0.16 mol/(L·min)，D项错误。10(2021·天津和平区调研)T时，将2.0 mol A(g)和2.0 mol B(g)充入体积为1 L的密闭容器中，在一定条件下发生反应：A(g)B(g)2C(g)D(s)H<0；t时刻反应达到平衡时，C(g)为2.0 mol。下列说法正确

14、的是()At时刻反应达到平衡时，A(g)的体积分数为20%BT 时，该反应的化学平衡常数为K2Ct时刻反应达到平衡后，缩小容器的体积，平衡逆向移动DT 时，若将A(g)、B(g)各1.0 mol充入同样容器，平衡后，A的转化率(A)为50%Dt时刻反应达到平衡时，C(g)为2.0 mol，则反应消耗1.0 mol A和1.0 mol B，故A(g)的体积分数为×100%25%，A项错误；T 时，A、B、C的平衡浓度(mol/L)分别为1.0、1.0和2.0，则该反应的化学平衡常数为K4.0，B项错误；t时刻反应达到平衡后，缩小容器的体积，平衡不移动，C项错误；T 时，若将A(g)、B

15、(g)各1.0 mol充入同样容器，与保持物质的量不变，扩大体积是等效平衡，故A的转化率(A)为×100%50%，D项正确。二、非选择题：本题包括2小题。11(2020·山东临沂一模)在钯基催化剂表面上，甲醇制氢的反应历程如下图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。(1)CH3(OH)(g)CO(g)2H2(g)的H_kJ·mol1；该历程中最大能垒(活化能)E正_kJ·mol1，写出该步骤的化学方程式_。(2)在一定温度下，CO和H2混合气体发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，反应速率vv正v逆k正c(CO)·c2(H2

16、)k逆c(CH3OH)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。达到平衡后，若加入高效催化剂，将_(填“增大”、“减小”或“不变”)；若升高温度，将_(填 “增大”、“减小”或“不变”)。(3)353 K时，在刚性容器中充入CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g) CO(g)2H2(g)。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：t/min05101520p/kPa101.2107.4112.6116.4118.6121.2若升高反应温度至373 K，则CH3OH(g)分解后体系压强p(373 K)_121.2 kPa(填“大于”、“等于”或“小于”)，原因是_。353 K时，该反应的平衡常数K

17、p_(kPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。解析(2)达到平衡时v正v逆，则有k正c(CO)·c2(H2)k逆c(CH3OH)，平衡常数K；加入高效催化剂，平衡不移动，平衡常数K不变，则不变。结合(1)推知，反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，则减小。(3)反应CH3OH(g)CO(g)2H2(g)为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，气体总物质的量增大，气体总压强增大，故CH3OH(g)分解后体系压强p(373 K)大于121.2 kPa。373K时刚性容器中进行反应，保持恒温恒容条件，由阿伏加德罗定

18、律可知，气体的压强与其物质的量成正比，可用压强(p)表示物质的量(n)的变化。CH3OH(g) CO(g)2H2(g)起始压强/kPa 101.2 0 0变化压强/kPa x x 2x平衡压强/kPa 101.2x x 2x由表中数据可知，平衡时气体总压强为121.2 kPa，则有101.2xx2x121.2 kPa，解得x10.0，从而推知CH3OH、CO、H2的平衡压强分别为91.2 kPa、10 kPa和20 kPa，故353 K时，该反应的平衡常数Kp43.9(kPa)2。答案(1)97.9 179.6CO*4H*=CO*2H2(g)，或4H*=2H2(g)(2)不变减小(3)大于 温

19、度升高，容器体积不变，总压强增大；反应CH3OH(g)CO(g)2H2(g)为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，气体总物质的量增大，气体总压强增大43.912(2021·河南平顶山检测)水煤气变换：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H0是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)将一定量的CO(g)和H2O(g)充入某恒容密闭容器中，测得在不同催化剂作用下，相同时间内CO的转化率与温度的变化如图1所示：点13中，达到平衡状态的点是_；降低水煤气变换反应活化能效果最差的催化剂是_(填“”“”或“”) 。图1(2)对于反应CO(g)H

20、2O(g)CO2(g)H2(g)，采用催化剂I，在1 073 K和973 K时，在恒容密闭容器中充入等物质的量的CO(g)和H2O(g)，CO的转化率随时间变化的结果如图2所示：图2下列能表示该反应达到化学平衡状态的是_(填字母)。A容器内压强不再变化B容器内气体的密度不再变化C混合气体的平均摩尔质量不再变化Dv正(CO)v逆(CO2)973 K时CO的平衡转化率_%，1 073 K时该反应的平衡常数K_(写成分数形成，下同)。已知反应速率vv正v逆k正x(CO)·x(H2O)k逆x(CO2)·x(H2)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算点a处的

21、_。解析(1)从图像中可知，同等条件下，在催化剂的作用下，相同时间内CO的转化率是最高的，所以催化剂的催化效果是最好的，催化剂效果最差，速率最慢，所以降低活化能的效果最差；该反应在点3达到平衡状态。(2)该反应为气体分子数不变的反应，故反应过程中，容器内压强始终不变，A项错误；恒容则容器体积不变，容器内气体的质量不变，故混合气体的密度始终不变，B项错误；气体的质量不变，气体的物质的量也不变，混合气体的平均摩尔质量也一直保持不变，C项错误；该反应过程中始终存在v正(CO)v正(CO2)，所以v正(CO)v逆(CO2)时，同一种物质的反应速率v正v逆，反应达到平衡状态，故v正(CO)2v逆(CO2

22、)可以作为反应达到平衡的标志，D项正确。该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，973 K时反应的平衡转化率是27%。设CO(g)、H2O(g)的浓度均为1 mol·L1，由图知，1 073 K时CO的平衡转化率为25%。由三段式可知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始/(mol·L1) 1 1 0 0转化/(mol·L1) 0.25 0.25 0.25 0.25平衡/(mol·L1) 0.75 0.75 0.25 0.25K。由vv正v逆k正x(CO)·x(H2O)k逆x(CO2)·x(H2)可知：v正k正x(CO)·x(H2O)；v逆k逆x(CO2)·x(H2)。平衡时有v正v逆，即K，点a处CO的转化率为20%。由三段式可知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) 1 1 0 0 0.20 0.20 0.20 0.20 0.80 0.80 0.20 0.20点a处的。答案(1)3(2)D27 9