2023届高三化学二轮复习-化学反应速率与化学平衡.docx

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1、2023届高三化学二轮复习-化学反应速率与化学平衡一、单选题1（2023上海静安统考二模）已知：H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q(Q0)。现将三份物质的量相同的H2(g)和I2(g) 分别投入三个恒容密闭容器中，平衡前后容器的温度无变化。相关数据见下表。容器1容器2容器3容器体积(mL)200100200反应温度(C)400400500平衡常数K 1K 2K 3HI的平衡浓度(molL-1)c 1c 2c 3达平衡的时间(s)t 1t 2t 3H2的平衡转化率123下列说法错误的是Ac 3c 1 t 3CK 1= K 24008（2023春重庆沙坪坝高三重庆南开中学校考阶段练习）在2.

2、0 L恒容密闭容器中充入气体M和N，发生反应H0，不同条件下的实验结果如下表：实验编号温度起始投料/(mol)平衡浓度/(mol/L)0.400.200.15a0.400.200.18b0.200.10下列说法正确的是A实验平衡后降低温度，将减小，将增大B，C实验中平衡时缩小容器体积至0.5 L，再次平衡后=0.36 mol/LD实验中无X生成9（2023北京高三统考专题练习）CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为：CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)其他条件相同时，投料比n(CH4)：n(CO2)为11.3，不

3、同温度下反应的结果如图。下列说法不正确的是A550600，升温更有利于反应，反应先达到平衡Bn(H2)n(CO)始终低于1.0，与反应有关C加压有利于增大CH4和CO2反应的速率但不利于提高三者的平衡转化率D若不考虑其他副反应，体系中存在：4c(CH4)+c(CO)+c(CO2)=2.34c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)10（2023北京高三统考专题练习）CH4/CO2催化重整的反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1其中，积炭是导致催化剂失活的主要原因。产生积炭的反应有：CH4(g)C(s)+2H2(g) H2=+74.6kJmol-12CO(g)C(s)+

4、CO2(g) H3=-172.5kJmol-1科研人员研究压强对催化剂活性的影响：在1073K时，将恒定组成的CO2、CH4混合气体，以恒定流速通过反应器，测得数据如图。注：Ra是以CH4的转化率表示的催化剂活性保留分率，即反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比。下列分析不正确的是AH1=+247.1kJmol-1B压强越大，Ra降低越快，其主要原因是反应平衡逆向移动C保持其他条件不变，适当增大投料时，可减缓Ra的衰减D研究表明“通入适量O2有利于重整反应”，因为O2能与C反应并放出热量11（2023春上海高三上海市南洋模范中学校联考阶段练习）在恒容密闭容器中，通入一定量和发生

5、反应：，相同时间内测得的转化率与温度的关系如图。下列叙述正确的是A的平衡转化率：(300)(200)B反应速率：b点e点Cc点和d点均处于平衡状态D适当升温或增大可提高c点时的转化率和反应速率12（2023重庆统考模拟预测）溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为：。某温度下X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是ABL点处X的转化率为20C时，DY溶液含有少量X，经足够长时间后13（2022秋浙江杭州高三期中）一定温度下，在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g) HK2K3二、原理综合题14（2023秋浙江高三期末）I以“水煤气

6、”为原料合成氨)需在变换塔中将CO变换成H2，变换塔中主要发生的反应有：主反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H10副反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H20(1)关于合成氨工艺的下列说法中，正确的是_。A在合成氨时，控制温度远高于室温是为了保证尽可能高平衡转化率和反应速率B在一定压强下， 随着温度的升高，变换塔中CO与CO2的物质的量之比增大C为提高原料中H2转化率，应向反应器中加入适当过量的空气D体系温度升高，可能导致催化剂失活，用热交换器可将原料气预热并使反应体系冷却(2)已知：相对压力平衡常数Kp的表达式是指在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体

7、B的相对分压等于其分压p(B) (单位：kPa)除以标准压强p(p=100kPa)，其分压p(B)=px(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡体系中B的物质的量分数。变换塔中恒容条件下，充入1.0molCO、1.4 molH2O、1.0molH2、0.5 molN2，T下，反应达到平衡后，测得CO20.7 mol、CH3OH 0.1 mol。计算T时，主反应的相对压力平衡常数Kp=_ 。II丙烯是重要的工业品，可用于制取卤代烃、丙醇及塑料等。工业中以丙烷催化脱氢来制取丙烯：主反应：C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) H1=+123.0 kJ/mol副反应：C3H8(g) =CH4(g)

8、+C2H4(g) H2=+81.30 kJ/mol(3)不同温度下，丙烷以相同的流速经过装有催化剂的管道，测得丙烷转化率、丙烯选择性和温度的关系如图所示。下列有关丙烷催化脱氢反应说法正确的是_。A主、副反应的S相等B温度升高，丙烯的产率增大C单位时间内生成1 mol H-H键，同时消耗1 molC=C键，反应未达到平衡D低温有利于C-H键断键，高温有利于C-C键断键E高于600，温度升高，主、副反应平衡逆移，导致丙烷转化率下降(4)T时，在10 L密闭反应器中加入1 mol丙烷进行催化脱氢实验，测得C3H6和C2H4的产率随时间的变化关系，如图2所示。t1前，相同时间内，C2H4的产率高于C3

9、H6的原因是_。在图3中绘制主、副反应的“能量反应过程示意图_。15（2023春江苏南通高三校联考阶段练习）为降低温室效应，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。(1)一种利用CO2的反应为：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g) H0。下列措施能使已达到平衡时反应的正反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。A及时分离出水蒸气B适当降低温度C 增大CO2的浓度D缩小体积，增大压强(2)CO2和H2发生如下反应可以制取甲醇和二甲醚。反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(l)H2O(l) H1=49.5kJmol-1反应：H2O(l)=H2O(g) H2=+44.0kJmol-1

10、反应：由CH3OH合成CH3OCH3反应的能量变化如图所示判断反应是放热反应还是吸热反应，并说明你作出判断的理由：_。(3)CO合成甲醇的反应为CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H，在容积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入2molCO、4molH2与4molCO、8molH2，在催化剂作用下发生反应，平衡时甲醇的体积分数与温度的关系如图所示。能判断反应已达到化学平衡状态的依据是_。A混合气体的密度不变B2v正(H2)=v逆(CH3OH) C容器中的气体的压强不变Dc(CO)c(H2)c(CH3OH)=121曲线代表的是容器_(填“甲”或“乙”)中发生的反应。A、B、C三点的平衡常

11、数KA、KB、KC大小关系是_，KC=_ mol-2/L2，300时，当甲容器中CH3OH的体积分数处于D点时，此时v(正)_v(逆)。16（2023四川宜宾统考二模）将CO2转化为更有价值的化工原料，正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题：(1)已知：2H2(g)O2(g) 2H2O(g) H 484 kJmol12CH3OH(g) 3O2(g) 2CO2(g)4H2O(g) H 1353 kJmol1则CO2(g) 3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H _ kJmol1。(2)在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体，制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位

12、物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表：T/C1701801 90200210220230STY/mol/(molh)0.100.150.200.250.280.200.15该反应最适宜的温度是_。在220C和170 C条件下，该反应速率之比： (220C)： (170C)_。随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是_。(3)CO2催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是： CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g) H 41 kJmol1。在恒温密闭容器中，CO2的平衡转化率(CO2)%和甲醇选择性(CH3OH)% 100%随着温度变化关系如下图所示

13、。分析温度高于236C时图中曲线下降的原因_。按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，计算 244C时反应生成CH3OH的物质的量为_mol。 (保留两位有效数字)在压强为p的反应条件下，1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为50%，该温度下主反应的平衡常数Kp_。 ( 列出计算式即可)17（2023春山东高三校联考阶段练习）我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。因此，研发CO2利用技术、降低空气中CO2含量成为化学科学家研究的热点。回答下列问题

14、：(1)已知：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1=+247kJmol-1CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g) H2=+206kJmol-1则CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) H=_kJmol-1。(2)利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H0。为探究用CO2生产燃料CH3OH的反应原理，现进行如下实验：在T时，向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，进行上述反应，10min时反应达到平衡，010min内，H2的反应速率为0.09molL-1min-1。反应达

15、到平衡时，CO2的转化率为_，该温度下的平衡常数K=_(保留三位有效数字)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是_(填标号)。Av(H2)= 3v(CH3OH)BCO2的体积分数不再发生变化C容器内气体的密度不再发生变化D断裂2molC=O键的同时断裂3molHO键(3)利用钌(Ru)基催化剂将CO2转化为有机原料HCOOH的反应机理如图1所示。已知在整个反应过程中，反应II为决速步骤，比较反应I和II的活化能大小：I_(填“V2，反应温度：V3V1=V2，容器体积大的平衡时HI的浓度小，升高温度平衡逆向移动，HI浓度减小，则c3c1V1，温度越高，反应达平衡的时间越短，则t1t3，B正确；C温

16、度不变平衡常数K不变，升高温度平衡逆向移动，K减小，反应温度：V3V1=V2，则K1=K2K3，C错误；D容器1和2，温度相同，容器体积：V1V2，容器2等效于在容器1达平衡的基础上加压缩小体积，该反应为气体体积不变的反应，加压平衡不移动，则1=2，D正确； 故选C。2A【详解】A由丙烯与溴化氢的加成过程可知，和为反应的中间产物，故A正确；B由图可知，中间产物的能量低于，物质的能量越低，越稳定，则比稳定，故B错误；C化学反应取决于慢反应，不是快反应，由丙烯与溴化氢的加成过程可知，和是慢反应、和是快反应，所以决定两种加成方式快慢的主要步骤分别是和，故C错误；D反应的活化能越大，反应速率越慢，由图

17、可知，活化能E2大于E1，所以生成1溴丙烷的速率小于生成2溴丙烷的速率，故D错误；故选A。3D【详解】A若Z为气体，则反应前后气体的压强不变，题目中压强从原来的P0变为0.4P0故Z不可能为气体，故A正确；B根据向1L密闭容器中充入2molX和1molY，发生反应2X(g)+Y(g)3Z(？)。达到平衡时，容器的压强从原来的P0变为0.4P0，则则，则x= 0.6，故达到平衡时容器内有1.8molZ，故B正确；CZ为非气体，故压缩体积，再次达到平衡，X的浓度不变，故C正确；D反应体系中只有X和Y，Y的体积分数一直为，故Y的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态，故D错误；故选D。4C【详解】Aa

18、点时，转化率为30，此时生成的Z为0.6mol，Z的平均反应速率为，A错误；B温度越高反应速率越快，则b点的反应速率小于c点的速率，但5min时b点的转化率却大于c点，说明b点未达平衡，c点达平衡，Y的浓度：bc，温度：bc，故无法判断b、c两点(Y)大小关系，B错误；Cc点达平衡，反应消耗，同时消耗molZ，C正确；Dc点温度下，压缩体积，即增大压强，平衡正向移动，(X)增大，D错误；故选C。5C【详解】A根据题意及题图可知，时，此时，故此时反应达到平衡状态，A错误；B若时反应达到平衡，此时平衡常数，由于该反应的正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数应该小于1，B错误；C若保持温度不变

19、，则由题图可知，时改变的条件只能是增大的浓度，且时的浓度大于时，则逆反应速率：，C正确；D内的浓度由0变为0.03，即浓度变化为0.03，其平均反应速率为，又因为各物质的速率之比等于其化学计量数之比，所以的平均反应速率为，D错误；故选C。6C【详解】A图示机理中所有步骤均得电子，发生了还原反应，A正确；B决速步骤为活化能最大的反应步骤，为反应，B正确；C根据题给反应机理可知，反应物为和，产物为和，故总反应为，催化，需转移，C错误；D稀土Er原子是催化剂，能提高反应速率，即提高了的催化转化效率，D正确；故选C。7D【详解】A达到平衡状态时，v正c(NO)与v逆c(N2)比值等于计量系数比2：1，

20、因此v正c(NO)=2v逆c(N2)，故A错误；B该反应是等体积反应，压强不随反应进行而改变，当容器内压强不再改变不能说明反应已达平衡，故B错误；C丙容器中在什么时间达到平衡不清楚，无法计算从反应开始到建立平衡的平均反应速率，故C错误；D根据上面图中表格丙与甲比较得出丙的反应速率快，而达到平衡时转化率发生改变，说明是温度发生改变，单位时间改变量大，速率快，说明该过程是升温，T400，故D正确；故选D。8D【详解】A该反应为吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动，M和N的浓度都减小，故A错误；B由表格数据可知，实验反应达到平衡，消耗M的浓度为0.15mol/L=0.05 mol/L，由方程式可

21、知，平衡时N的浓度为0.05mol/L=0.05 mol/L，则a=0.05，实验反应达到平衡，消耗M的浓度为0.18mol/L=0.02mol/L，由方程式可知，平衡时N的浓度为0.02mol/L=0.08 mol/L，则b=0.08，故B错误；C由方程式可知，反应的平衡常数K=c(M)c(N)，该反应是气体体积增大的反应，实验中平衡时缩小容器体积至0.5L，气体压强增大，平衡向逆反应方向移动，温度不变，平衡常数不变，则新平衡时，M的浓度还是为0.18mol/L，故C错误；D由表格数据可知，温度为时，反应的平衡常数K=c(M)c(N)=0.180.08=0.0144，实验的浓度熵Qc=0.0

22、05K，平衡正向进行，则反应无X生成，故D正确；故选D。9A【详解】A这两个反应同时发生，反应会破坏反应的平衡，所以两个反应应该同时达到平衡，A项错误；B若反应不存在，则n(H2)n(CO)始终为1.0，所以n(H2)n(CO)低于1.0与反应有关，B项正确；C加压可以提升反应速率，但是反应中生成物的化学计量数大于反应物的化学计量数，因此加压会导致反应的平衡左移，转化率降低，C项正确；D设初始n（CH4）=xmol，则有初始n（CO2）=1.3xmol，再设反应有ymolCH4转化成了H2和CO，反应有zmolH2转化成了H2O，最终整个体系体积为VL，则该系统中有n（CH4）=（x-y）mo

23、l，n（CO2）=（1.3x-y-z）mol，n（H2）=（2y-z）mol，n（CO）=（2y+z）mol，n（H2O）=zmol。4c(CH4)+c(CO)+c(CO2)=，2.34c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)=，所以不考虑其他副反应，体系中存在4c(CH4)+c(CO)+c(CO2)=2.34c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)，D项正确。答案选A。10B【详解】A根据盖斯定律，=-，H1=H2-H3=+247.1kJmol-1，A正确；B压强越大，Ra降低越快，说明催化剂活性降低越快，积碳越多，其主要原因是反应为气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，使得积碳增多，B

24、错误；C由选项B分析知，保持其他条件不变，适当增大投料时，增大CO2浓度，使反应平衡逆向移动，减少积碳，可减缓Ra的衰减，C正确；D通入适量O2，O2能与C反应并放出大量的热，可减少积碳减缓Ra的衰减，同时反应放热使得反应正向移动，有利于重整反应，D正确； 故选B。11D【详解】A根据图像可知，200400，NO2的转化率逐渐增大，400时NO2的转化率达到最大，400以后NO2的平衡转化率逐渐降低，故200400未达到可逆反应的平衡状态，400时反应达到平衡，升温后NO2的平衡转化率逐渐降低，平衡逆向移动，正反应方向为放热反应；升温平衡逆向移动，平衡转化率降低，(300)(200)，A错误；

25、Be点为600，b点为300，b、e两点NO2的浓度接近，温度越高反应速率越快，反应速率：b点KB=KC 12 【详解】（1）CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)中生成物的化学计量数之和小于反应物化学计量数之和，且该反应放热。A.及时分离出水蒸气瞬间正反应速率不变，平衡向正反应方向移动，之后正反应速率减小直至不变，A不符题意；B.适当降低温度，则正反应速率减小，平衡向正反应方向移动，B不符题意；C.增大CO2的浓度，则正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，C符题意；D.缩小体积，增大压强，则正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，D符题意；答案选CD。（2）根据图示，生成物的总能量

26、小于反应物的总能量，所以反应为放热反应。（3）A该容器体积固定，且生成物和反应物都是气体，所以密度不会改变，不能根据混合气体的密度不变判断为平衡状态，A不符题意；B根据反应方程式，当v正(H2)=2v逆(CH3OH)才是平衡状态，B不符题意；C因为反应物的化学计量数之和不等于生成物的化学计量数之和，所以只有达到平衡压力才能保持恒定，可根据容器中的气体的压强不变判断反应已达到化学平衡状态，C符题意；D当c(CO)c(H2)c(CH3OH)=121时不一定是平衡状态，D不符题意；答案选C。该反应的生成物的化学计量数之和小于反应物化学计量数之和，且反应发生在恒容容器中，所以温度相同的情况下，反应物浓

27、度增大，平衡向右移动，可判断曲线代表的是容器乙中发生的反应。平衡常数只与温度有关，所以KB=KC，曲线中温度低则转化率高，可判断KAKC，所以有KAKB=KC。在C点，CH3OH的体积分数为50%，设转化了xmolCO，列出三段式有有，解得x=1.5。所以平衡是c(CO)=0.25mol/L，c(H2)=0.5mol/L，c(CH3OH)=0.75mol/L，KC=mol-2/L2。300时，当甲容器中CH3OH的体积分数处于D点时，此时未达到平衡，且v(正)v(逆)。16(1)49.5(2) 210C 2:1 随温度升高，反应速率加快，甲醇时空收率增大；继续升高温度，催化剂活性降低(或者放热

28、反应平衡逆向移动或有副反应发生等)，使甲醇时空收率降低(3) 主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动程度占主要因素，因而使 CO2转化率、甲醇选择性均下降 0.061 【详解】（1）根据盖斯定律，将反应的1.5倍减去反应的一半得到CO2(g) 3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H ( 484 kJmol1)1.5(1353 kJmol1)249.5kJmol1；故答案为：49.5。（2）根据图中信息在210C时STY最大，因此该反应最适宜的温度是210C；故答案为：210C。在220C和170 C条件下，该反应速率之比：

29、 (220C)： (170C)0.20:0.10=2:1；故答案为：2:1。随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是随温度升高，反应速率加快，甲醇时空收率增大；继续升高温度，催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等)，使甲醇时空收率降低；故答案为：随温度升高，反应速率加快，甲醇时空收率增大；继续升高温度，催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等)，使甲醇时空收率降低。（3）分析温度高于236C时图中曲线下降的原因根据方程式分析主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动程度占主要因素，因而使

30、CO2转化率、甲醇选择性均下降；故答案为：主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动程度占主要因素，因而使 CO2转化率、甲醇选择性均下降。按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，244C时二氧化碳转化率是10.5%，甲醇选择性为58.3%，因此此温度下反应生成CH3OH的物质的量为1mol10.5%58.3%0.061mol；故答案为：0.061。在压强为p的反应条件下，1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为50%，则平衡时二氧化碳物质的量为0.8mol，氢气物质的量为2.6mol，甲醇物质的量为0.1mol，水蒸气物质的量为0.2mol，一氧化碳物质的量为0.1mol，总气体物质的量为3.8mol，则该温度下主反应的平衡常数；故答案为：。17(1)-165(2) 60% 2.08 BD(3) CO2+H2=HCOOH(4)Fe3O4【详解】（1）。（2）由的平均反应速率可知， ，利用三段式法可求得，平衡时， 。（3）反应II为决速步骤，说明该步骤反应的活化能最大，反应速率相