2023届新高考化学选考一轮总复习试题-专题十二化学反应速率和化学平衡.docx

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1、专题十二化学反应速率和化学平衡基础篇固本夯基考点一化学反应速率1.(2020山东,14,4分)(双选)1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子();第二步Br-进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0和40时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为7030和1585。下列说法正确的是()A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定B.与0相比,40时1,3-丁二烯的转化率增大C.从0升至40,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小D.从0升至40,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆

2、反应速率的增大程度答案AD2.(2021浙江6月选考,20,2分)一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应:2N2O54NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:t/s06001200171022202820xc(N2O5)/(molL-1)1.400.960.660.480.350.240.12下列说法正确的是()A.6001200s,生成NO2的平均速率为5.010-4molL-1s-1B.反应2220s时,放出的O2体积为11.8L(标准状况)C.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推测上表中的x为3930答案D3.(

3、2020浙江1月选考,21,2分)一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示:n/molt/minn(A)n(B)n(C)02.02.4050.9101.6151.6下列说法正确的是()A.05min用A表示的平均反应速率为0.09molL-1min-1B.该反应在10min后才达到平衡C.平衡状态时,c(C)=0.6molL-1D.物质B的平衡转化率为20%答案C4.(2021河北,13,4分)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:M+NX+Y;M+NX+Z。反应的速率可表示为v1=k1c2(M),反应

4、的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是()A.030min时间段内,Y的平均反应速率为6.6710-3molL-1min-1B.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变C.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为ZD.反应的活化能比反应的活化能大答案A5.(2017江苏单科,10,2分)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,

5、H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大答案D6.(2021辽宁,12,3分)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是()A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大C.条件,反应速率为0.012molL-1min-1D.条件,降冰片烯起始浓度为3.0molL-1时,半衰期为62.5min答案B考点二化学平衡1.(2019海南单科,3

6、,2分)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷的平衡转化率的是()A.增大容器容积B.升高反应温度C.分离出部分氢气D.等容下通入惰性气体答案D2.(2021海南,8,2分)制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)H0,下列说法正确的是()A.该反应S0。T为温度,单位为K)。下列说法正确的是()A.恒温恒容条件下再充入CO,c(CO)增大,v增大B.向一容积不变的容器中充入一定量的CO(g)和NO2(g),一定温度下发生反应,压强不再变化时,该反应达到平衡C.恒温恒压条件下充入He,有利于提高NO2

7、的平衡转化率D.降低温度,有利于提高NO2平衡转化率答案D4.(2020浙江7月选考,18,2分)5mL0.1molL-1KI溶液与1mL0.1molL-1FeCl3溶液发生反应:2Fe3+(aq)+2I-(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq),达到平衡。下列说法不正确的是()A.加入苯,振荡,平衡正向移动B.经苯2次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈血红色,表明该化学反应存在限度C.加入FeSO4固体,平衡逆向移动D.该反应的平衡常数K=c2(Fe2+)c2(Fe3+)c2(I-)答案D5.(2020浙江1月选考,19,2分)在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O,能得到无水M

8、gCl2。下列说法不正确的是()A.MgCl2nH2O(s)MgCl2(n-1)H2O(s)+H2O(g)H0B.MgCl22H2O(s)Mg(OH)2(s)+2HCl(g),HCl气流可抑制反应进行C.MgCl2H2O(s)Mg(OH)Cl(s)+HCl(g),升高温度,反应更易发生D.MgCl24H2O(s)MgCl22H2O(s)+2H2O(g),HCl气流可抑制反应进行答案D6.(2019浙江4月选考,17,2分)下列说法正确的是()A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变

9、说明反应已达平衡C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体D.1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下,当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1答案B7.(2018浙江4月选考,14,2分)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是()A.容器内的温度不再变化B.容器内的压强不再变化C.相同时间内,断开HH键的数目和形成NH键的数目相等D.容器内气体的浓度c(N2)c(H2)c(NH3

10、)=132答案A8.(2018浙江11月选考,22,2分)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-197.8kJmol-1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为21,且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表:温度/K压强/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列说法不正确的是()A.一定压强下降低温度,SO2的转化率增大B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C.使用催化剂

11、可以缩短反应达到平衡所需的时间D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高答案B9.(2018天津理综,5,6分)室温下,向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4和78.5。下列有关叙述错误的是()A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5BrC.若反应物均增大至2mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60,可缩短反应达到平衡的时间答案D10.(2017天津理综,6

12、,6分)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230时,该反应的平衡常数K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230制得高纯镍。下列判断正确的是()A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大B.第一阶段,在30和50两者之间选择反应温度,选50C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低D.该反应达到平衡时,v生成Ni(CO)4=4v生成(CO)答案B11.(2017海南单科,11,4分)(双选)已知反应CO(g)+

13、H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0。在一定温度和压强下于密闭容器中,反应达到平衡。下列叙述正确的是()A.升高温度,K减小B.减小压强,n(CO2)增加C.更换高效催化剂,(CO)增大D.充入一定量的氮气,n(H2)不变答案AD12.(2021北京,10,3分)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)N2O4(g)H0B.加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后c(Z)增大D.加入一定量氩气,平衡不移动答案C14.(2021江苏,14,3分)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例

14、NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性2n生成(N2)n总转化(NH3)100%与温度的关系如图所示。下列说法正确的是()A.其他条件不变,升高温度,NH3的平衡转化率增大B.其他条件不变,在175300范围,随着温度的升高,出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂答案D15.(2021福建,13,13分)化学链燃烧(CLC)是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术,与传统燃烧方式相比,避免了空气和燃料的直接接触,有利

15、于高效捕集CO2。基于CuO/Cu2O载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如下。空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为:2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)H1=-227kJmol-18CuO(s)+CH4(g)4Cu2O(s)+CO2(g)+2H2O(g)H2=-348kJmol-1(1)反应CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=kJmol-1。(2)反应的平衡常数表达式K=。(3)氧的质量分数:载氧体(填“”“=”或“”“=”或“(4)58%(5)反应为放热反应,温度升高平衡左移温度高于1030时,x(O2)大于21%,载氧体无法载氧(6)膨润土0,高温下正反应进行

16、程度大,CO2反应的量多;反应的H0,高温下正反应进行程度小,CO2的生成量小(3)Cu由+2价变为+1价,Ce由+4价变为+3价温度升高,Cu2+(或Cu+)被H2(或CO)还原为Cu17.(2017课标,28,14分)砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:(1)画出砷的原子结构示意图。(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式。该反应需要在加压下进行,原因是。(3)已知:As(s)+32H2(g)+2O2(g)H3AsO4

17、(s)H1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H22As(s)+52O2(g)As2O5(s)H3则反应As2O5(s)+3H2O(l)2H3AsO4(s)的H=。(4)298K时,将20mL3xmolL-1Na3AsO3、20mL3xmolL-1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列可判断反应达到平衡的是(填标号)。a.溶液的pH不再变化b.v(I-)=2v(AsO33-)c.c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化d

18、.c(I-)=ymolL-1tm时,v正v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。tm时v逆tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是。若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为。答案(1)(2)2As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率(3)2H1-3H2-H3(4)a、c大于小于tm时生成物浓度较低4y3(x-y)2(molL-1)-1考点三化学平衡常数及应用1.(2021江苏,8,3分)N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应

19、;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H=-116.4kJmol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH4+、NO3-均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NOx转化为N2,也可将水体中的NO3-转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列说法正确的是()A.该反应的H0,S2.51060C.升高温度,既增大反应速率又增大KD.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准答案D4.(2020江苏单科,8,2分)反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关

20、该反应的说法正确的是()A.该反应H0、S0B.该反应的平衡常数K=c4(HCl)c(SiCl4)c2(H2)C.高温下反应每生成1molSi需消耗222.4LH2D.用E表示键能,该反应H=4E(SiCl)+2E(HH)-4E(HCl)答案B5.(2019海南单科,14,8分)由-羟基丁酸生成-丁内酯的反应如下:HOCH2CH2CH2COOH+H2O在298K下,-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180molL-1,测得-丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。回答下列问题:t/minc/(molL-1)210.024500.050800.0711000.0811200.0901600.1042

21、200.1160.132(1)该反应在5080min内的平均反应速率为molL-1min-1。(2)120min时-羟基丁酸的转化率为。(3)298K时该反应的平衡常数K=。(4)为提高-羟基丁酸的平衡转化率,除适当控制反应温度外,还可采取的措施是。答案(1)710-4(2)50%(3)11/4(4)及时分离出产物-丁内酯;使用浓硫酸作吸水剂6.(2021海南,16,10分)碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25,100kPa时:1mol葡萄糖C6H12O6(s)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出2804kJ热量。CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=

22、-283kJmol-1回答问题:(1)25时,CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖C6H12O6(s)和O2(g)的热化学方程式为。(2)25,100kPa时,气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知OO、CO键的键焓分别为495kJmol-1、799kJmol-1,CO(g)分子中碳氧键的键焓为kJmol-1。(3)溶于水的CO2只有部分转化为H2CO3(aq),大部分以水合CO2的形式存在,水合CO2可用CO2(aq)表示。已知25时,H2CO3(aq)CO2(aq)+H2O(l)的平衡常数K=600,正反应的速率可表示为v(H2CO3)=k1c(H2CO3),逆反应的速率

23、可表示为v(CO2)=k2c(CO2),则k2=(用含k1的代数式表示)。(4)25时,潮湿的石膏雕像表面会发生反应:CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq),其平衡常数K=。已知Ksp(CaSO4)=9.110-6,Ksp(CaCO3)=2.810-9(5)溶洞景区限制参观的游客数量,主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用,从化学平衡的角度说明其原因。答案(1)6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s)+6O2(g)H=+2804kJmol-1(2)1067.5(3)k1600(4)3.25103(5)存在碳酸钙的沉淀溶解平衡,CaCO3(

24、s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),当游客数量增多时,游客呼吸产生的二氧化碳气体与CO32-反应,使平衡正向移动,造成钟乳石溶解7.(2020山东,18,12分)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.5kJmol-1.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H2=-90.4kJmol-1.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3回答下列问题:(1)H3=kJmol-1。(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1

25、molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,此时H2O(g)的浓度为molL-1(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应的平衡常数为。(3)不同压强下,按照n(CO2)n(H2)=13投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。图甲图乙已知:CO2的平衡转化率=n(CO2)初始-n(CO2)平衡n(CO2)初始100%CH3OH的平衡产率=n(CH3OH)平衡n(CO2)初始100%其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图(填“甲”或“乙”);压强p1、p2、p3由大到小的顺序为;图乙中T1温度时,三条

26、曲线几乎交于一点的原因是。(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为(填标号)。A.低温、高压B.高温、低压C.低温、低压D.高温、高压答案(1)+40.9(2)a+bVb(a+b)(1-a-b)(3-3a-b)(3)乙p1、p2、p3T1时以反应为主,反应前后气体分子数相等,压强改变对平衡没有影响(4)A8.(2019课标,28,15分)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H

27、2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系:可知反应平衡常数K(300)K(400)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K(400)=(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g)H1=83kJmol-1CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g)

28、H2=-20kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的H=kJmol-1。(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是。(写出2种)(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有(写反应方程式)。电路中转移1mol电子,需消耗氧气L(标准状况)。答案(1)大于(0.42)2(0.42)2(1-0.84)4(1-0.21)c0O2和Cl2分离能耗较高、HCl

29、转化率较低(2)-116(3)增加反应体系压强、及时除去产物(4)Fe3+e-Fe2+,4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O5.69.(2021山东,20,12分)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:反应:+CH3OHH1反应:+CH3OHH2反应:H3回答下列问题:(1)反应、以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是(用系统命名法命名);H1H2的数值范围是(填标号)。A.1(2)为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0molTAME,控

30、制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为。已知反应的平衡常数Kx3=9.0,则平衡体系中B的物质的量为mol,反应的平衡常数Kx1=。同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,反应的化学平衡将(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”);平衡时,A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)c(CH3OH)=。(3)为研究反应体系的动力学行为,向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为(填“X”或“Y”);t=100s时,反应的正反应速率v正逆反应速率v逆(填“”“”或“=”)。答案(1)2-

31、甲基-2-丁烯D(2)0.910-1022逆向移动110(3)X10.(2021浙江6月选考,29,10分)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答:(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2:Cu(s)+2H2SO4(l)CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l)H=-11.9kJmol-1判断该反应的自发性并说明理由。(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-198kJmol-1850K时,在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2,当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.010-3molL-1、8.010-3molL-1和4.410-2molL

32、-1。该温度下反应的平衡常数为。平衡时SO2的转化率为。(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。下列说法正确的是。A.须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3B.进入接触室之前的气流无需净化处理C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率接触室结构如图1所示,其中14表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是。A.a1b1B.b1a2C.a2b2D.b2a3E.a3b3F.b3a4G.a4b4图1图2对于放热的可逆反应,某一给定转化率下,最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2SO2(g)+O2(g)2S

33、O3(g)的转化率与最适宜温度(曲线)、平衡转化率与温度(曲线)的关系曲线示意图(标明曲线、)。图3图4(4)一定条件下,在Na2S-H2SO4-H2O2溶液体系中,检测得到pH-时间振荡曲线如图4,同时观察到体系由澄清浑浊澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程,请补充其中的2个离子方程式。S2-+H+HS-;HS-+H2O2+H+S+2H2O;。答案(1)不同温度下都能自发,是因为H0(2)6.7103mol-1L88%(3)CBDF(4)HS-+4H2O2SO42-+4H2O+H+S+3H2O2SO42-+2H2O+2H+综合篇知能转换综合化学反应速率和化学平衡图像的综合分析1.(2021广东,14,4分)反应X2Z经历两步:XY;Y2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是()A.a为c(X)随t的变化曲线B.t1时,c(X)=c(Y)=c(Z)C.t2时,Y的消耗速率大于生成速率D.t3后,c(Z)=2c0-c(Y)答案D2.(2021湖南,11,4分)(双选)已知:A(g)+2B(g)3C(g)H()D.平衡常数K:K()0答案