2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第七章　化学反应速率与化学平衡 Word版含解析

这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第七章　化学反应速率与化学平衡 Word版含解析，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

单元过关限时检测
(50分钟，100分)
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意
1．(2021·上海鲁迅中学高三检测)已知某条件下，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的有关数据如下表所示：
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是( A )
A．2 s末氨气的反应速率为0.4 ml·L－1·s－1
B．前2 s内氨气的平均反应速率为0.4 ml·L－1·s－1
C．前4 s内氨气的平均反应速率为0.3 ml·L－1·s－1
D．2～4 s内氨气的平均反应速率为0.2 ml·L－1·s－1
[解析] 2 s末的速率是瞬时速率，本题条件下无法求出，A项错误；0～2 s内，Δc(NH3)＝1.0 ml·L－1－0.2 ml·L－1＝0.8 ml·L－1，故前2 s内v(NH3)＝0.8 ml·L－1÷2 s＝0.4 ml·L－1·s－1，B项正确；前4 s内v(NH3)＝(1.4－0.2)ml·L－1÷4 s＝0.3 ml·L－1·s－1，C项正确；2～4 s内v(NH3)＝(1.4－1.0)ml·L－1÷(4－2)s＝0.2 ml·L－1·s－1，D项正确。
2．(2021·广东佛山高三检测)将4 ml A(g)和2 ml B(g)在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)===2C(g)，若经2 s后测得C的物质的量为0.6 ml。下列叙述正确的是( C )
A．用物质C表示的平均反应速率为0.3 ml·L－1·s－1
B．反应开始到2 s，物质B的物质的量浓度减小0.85 ml·L－1
C．2 s时物质A的转化率为15%
D．2v(A)＝v(B)
[解析] 本题考查化学反应速率及转化率的计算。经2 s后测得C的物质的量为0.6 ml，则有v(C)＝eq \f(0.6 ml,2 L×2 s)＝0.15 ml·L－1·s－1，A错误；2 s内生成0.6 ml C同时消耗0.3 ml B和0.6 ml A，故B的物质的量浓度减小值为eq \f(0.3 ml,2 L)＝0.15 ml·L－1，B错误；2 s内消耗0.6 ml A，则物质A的转化率为eq \f(0.6 ml,4 ml)×100%＝15%，C正确；根据反应速率与化学计量数的关系可知：v(A)＝2v(B)，D错误。
3．(2021·天津部分区高三月考)某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 ml A和2 ml 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 ml C，下列说法不正确的是( B )
A．前2 min，D的平均反应速率为1.2 ml·L－1·min－1
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．该漏度下平衡常新K＝432
[解析] 本题考查化学反应速率、平衡常数、平衡转化率的计算。反应2 min达到平衡，生成1.6 ml C，同时应生成4.8 ml D，则有v(D)＝eq \f(4.8 ml,2 L×2 min)＝1.2 ml·L－1·min－1，A正确；生成1.6 ml C，必然消耗1.6 ml B，则B的平衡转化率为＝eq \f(1.6 ml,2 ml)×100%＝80%，B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正确；2 min后达到平衡时，A、B和D的物质的量浓度(mI·L－1)分别为0.4、0.2和2.4，则该温度下平衡常数K＝eq \f(2.43,0.42×0.2)＝432，D正确。
4.(2021·河南郑州化学一模)在容积为2 L的刚性密闭容器中，加入1 ml CO2和3 ml H2，发生反应CO2＋3H2CH3OH＋H2O。在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响结果如图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。下列说法正确的是( D )
A．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
B．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时eq \f(nCO2,nCH3OH)减小
C．T2温度下，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝eq \f(nB,tB) ml·L－1·min－1
D．T1温度下，若反应达到平衡后CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为(2－α)︰2
[解析] 由图像分析可知T1 CO2 ＋ 3H2CH3OH＋H2O，
起始量/ml 1 3 0 0
变化量/ml a 3a a a
平衡量/ml 1－a 3－3a a a
则容器内的压强与起始压强之比＝eq \f(1－a＋3－3a＋a＋a,1＋3)＝eq \f(4－2a,4)＝eq \f(2－a,2)，故D项正确。
5．(2021·山东济宁滕州一中月考)某科研人员提出HCHO(甲醛)与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化生成H2O的历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。
下列说法不正确的是( C )
A．HAP能提高HCHO与O2的反应速率
B．HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂
C．根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2
D．该反应可表示为HCHO＋O2eq \(――→,\s\up7(HAP))CO2＋H2O
[解析] 由题图知，HAP在第一步反应中作反应物，在第二步反应中作生成物，所以是总反应的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，A正确；由题图可知HCHO在反应中有C—H键断裂和C===O键形成，B正确；根据题图知，CO2分子中的氧原子有一部分来自甲醛，C错误；该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP为催化剂，反应可表示为HCHO＋O2eq \(――→,\s\up7(HAP))CO2＋H2O，D正确。
6．(2021·广西高三检测)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。下列说法不正确的是( D )
A．ΔH<0
B．a<4C．若容器Ⅲ反应某时刻处于R点，则R点的反应速率v正>v逆
D．300 ℃时，该反应平衡常数的值为320
[解析] A项，由图可知，HCl平衡转化率随温度升高而减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，则ΔH<0，故A正确；B项，增大氧气的物质的量，可促进HCl的转化，即投料比越小，HCl平衡转化率越大，故a<4v逆，故C正确；D项，300 ℃，Z＝4时，n(HCl)＝0.25 ml，n(O2)＝0.062 5 ml，即c(HCl)＝0.5 ml/L，c(O2)＝0.125 ml/L，HCl平衡转化率为80%，则：
4HCl(g) ＋ O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)
起始(ml/L) 0.5 0.125 0 0
转化(ml/L) 0.4 0.1 0.2 0.2
平衡(ml/L) 0.1 0.025 0.2 0.2
K＝eq \f(0.22×0.22,0.14×0.025)＝640，故D错误。
7．(2021·河南豫南九校高三联考)在初始温度为T ℃时，向三个密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应：A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH<0，测得反应的相关数据如下表：
下列说法正确的是( C )
A．x<1.2，y<2.4 B．α1(A)>α3(A)
C．K2>K3＝eq \f(25,12) D．α1(A)＋α2(C)>1
[解析] 本题考查恒温恒容、恒温恒压条件下的“等效平衡”规律及应用。若容器Ⅱ是恒温恒容，投入2 ml C时与容器Ⅰ中反应是等效平衡，C(g)的分解反应是吸热反应，在绝热条件下达到平衡时容器Ⅱ中温度低于容器Ⅰ，而降低温度，平衡正向移动，n(C)增大，则有x>1.2；若容器Ⅲ保持恒温恒容，则容器I和容器Ⅲ中反应是等效平衡，由于该反应的正反应是气体总分子数减小的反应，容器Ⅲ中反应达到平衡时，容器Ⅲ的体积小于2 L，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡时n(C)增大，则有y>2.4，α1(A)<α3(A)，A、B错误；容器Ⅰ和Ⅲ都是T ℃，反应的平衡常数相等，选择容器Ⅰ进行平衡常数的计算，平衡时，c(C)＝1.2 ml·L－1、c(A)＝1 ml·L－1－0.6 ml·L－1＝0.4 ml·L－1、c(B)＝3 ml·L－1－1.8 ml·L－1＝1.2 ml·L－1，则有K3＝K1＝eq \f(1.22,1.23×0.4)＝eq \f(25,12)；容器Ⅱ中C(g)的分解反应是吸热反应，而容器Ⅱ是恒容绝热体系，温度降低，不利于C的分解，则容器Ⅱ中反应达到平衡时n(C)大于容器Ⅰ，则容器Ⅱ中平衡常数大于容器Ⅰ，则有K2>K3＝eq \f(25,12)，C正确；若容器Ⅱ是恒温恒容，则容器Ⅰ、Ⅱ中反应达到平衡时，对应物质的物质的量相等，则有α1(A)＋α2(C)＝1；由C项分析可知，容器Ⅱ中反应逆向进行的程度小，C的平衡转化率小于恒温时的平衡转化率，则有α1(A)＋α2(C)<1，D错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题：本题包括4小题，共58分
8．(2021·江西吉安六校高三月考)工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH，T1时，在容积为2 L的恒容密闭容器中充入物质的量之和为3 ml的H2和CO，达到平衡时CH3OH的体积分数与eq \f(nH2,nCO)的关系如图甲所示：
(1)当起始时eq \f(nH2,nCO)＝2，经过5 min达到平衡，此时容器的压强是初始压强的0.7倍，则0～5 min内平均反应速率v(H2)＝ 0.09 ml·L－1·min－1 。若此时再向容器中加入0.15 ml CO(g)和0.05 ml CH3OH(g)，达到新平衡时H2的转化率将 增大 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)当起始eq \f(nH2,nCO)＝3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图像中的 F 点(填“D”“E”或“F”)。
(3)由图乙可知该反应的ΔH > 0(填“>”“<”或“＝”，下同)，压强p1 > p2；当压强为p2时，在y点：v正 > v逆。
[解析] 本题考查化学平衡图像分析、反应速率的计算、平衡状态的判断等。
(1)已知n(H2)＋n(CO)＝3 ml，若起始时eq \f(nH2,nCO)＝2，则有n(H2)＝2 ml，n(CO)＝1 ml。经过5 min达到平衡，设转化的H2为x ml，则有
CO(g) ＋ 2H2(g)CH3OH(g)
起始量/ml 1 2 0
转化量/ml 0.5x x 0.5x
平衡量/ml 1－0.5x 2－x 0.5x
达到平衡时，容器的压强是初始压强的0.7倍，根据阿伏加德罗定律，温度、体积一定时，气体的压强之比等于其物质的量之比，则有(1－0.5x)ml＋(2－x)ml＋0.5x ml＝3 ml×0.7，解得x＝0.9，则0～5 min内平均反应速率v(H2)＝eq \f(0.9 ml,2 L×5 min)＝0.09 ml·L－1·min－1。此时再向容器中加入0.15 ml CO(g)和0.05 ml CH3OH(g)，将0.05 ml CH3OH(g)完全转化为CO和H2，相当于一共加入0.2 ml CO(g)和0.1 ml H2(g)，二者的比值为2︰1，大于起始时eq \f(nCO,nH2)，增大eq \f(nCO,nH2)的值，达到新平衡时H2的转化率增大。
(2)起始eq \f(nH2,nCO)＝2时，比值等于对应的化学计量数之比，达到平衡时CH3OH的体积分数最大；若起始eq \f(nH2,nCO)＝3.5，相当于H2过量，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数小于C点，故图甲中F点符合要求。
(3)图乙中压强一定时，升高温度，CO的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH>0；该反应正方向为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，图乙中温度相同时，压强为p1时CO的平衡转化率大于压强为p2时CO的平衡转化率，则有压强：p1>p2；当压强为p2时，在y点CO的转化率低于平衡点x，则y点反应正向进行，故此时v正>v逆。
9．(2021·北京朝阳区高三检测)温度为T1时，向容积为2 L的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO和H2O(g)，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·ml－1。相关数据如下：
(1)甲容器中，反应在t1 min内的平均反应速率v(H2)＝ eq \f(0.2,t1) ml·L－1·min－1。
(2)甲容器中，平衡时，反应放出的热量为 16.4 kJ。
(3)T1时，反应的平衡常数K甲＝ 1 。
(4)乙容器中，a＝ 1.6 。
[解析] 本题考查化学反应速率、平衡常数及平衡浓度的计算。
(1)甲容器中，t1 min时反应达到平衡，CO的物质的量变化量为1.2 ml－0.8 ml＝0.4 ml，又知容器的容积为2 L，则有v(CO)＝eq \f(0.4 ml,2 L×t1 min)＝eq \f(0.2,t1) ml·L－1·min－1；根据反应速率与化学计量数的关系可得，v(H2)＝v(CO)＝eq \f(0.2,t1) ml·L－1·min－1。
(2)该反应中，消耗1 ml CO(g)放出41 kJ热量，甲容器中平衡时消耗0.4 ml CO(g)，则放出的热量为41 kJ·ml－1×0.4 ml＝16.4 kJ。
(3)按“三段式法”计算T1，时平衡常数K甲：
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始浓度/(ml·L－1) 0.6 0.3 0 0
转化浓度/(ml·L－1) 0.2 0.2 0.2 0.2
平衡浓度/(ml·L－1) 0.4 0.1 0.2 0.2
故K甲＝eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq \f(0.2×0.2,0.4×0.1)＝1。
(4)该反应为反应前后气体体积不变的反应，改变体系压强，平衡不移动，乙容器相对甲容器，压强增大1倍，T1时，甲、乙两容器中反应达到的平衡是等效平衡，CO的转化率相同；甲容器中CO的转化率为eq \f(1.2 ml－0.8 ml,1.2 ml)＝eq \f(1,3)，故乙容器中，a ml＝2.4 ml－2.4 ml×eq \f(1,3)＝1.6 ml。
10．(2021·黑龙江哈尔滨师大附中高三检测)汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体：
已知4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·ml－1。
(1)该反应在 低温 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)对于该反应，改变某一反应条件(温度：T1>T2)，下列图像正确的是 CD (填序号)。
(3)某实验小组模拟上述净化过程，一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中，起始时按照甲、乙两种方式进行投料，甲：0.2 ml NO2,0.4 ml CO；乙：0.1 ml NO2,0.2 ml CO。经过一段时间后达到平衡状态。
①N2的平衡体积分数：甲 > 乙(填“>”“＝”“<”或“不确定”，下同)。
②NO2的平衡浓度：甲 > 乙。
[解析] 本题考查化学反应进行的方向、化学平衡常数的计算及影响因素等。
(1)已知4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·ml－1<0，正反应为气体分子数减小的反应，ΔS<0，结合ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知该反应在低温时能自发进行。
(2)T1>T2，由T1降温到T2，反应速率应减小，正、逆反应速率都应突变，且平衡应正向移动，v逆′(3)①甲的投料量是乙的两倍，与乙相比，甲相当于增大压强，则平衡正向移动，甲中N2的平衡体积分数大于乙。②根据勒夏特列原理，甲中平衡正向移动的程度不能抵消反应物浓度的增大，故甲中NO2的平衡浓度大于乙。
11．(2021·北京西城区高三检测)工业合成氨技术反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1。
(1)T ℃时，在有催化剂、体积为1.0 L的恒容密闭容器中充入3 ml H2、1 ml N2,10 min时反应达到平衡，测得c(NH3)＝1.2 ml·L－1。
①前10 min的平均反应速率v(H2)＝ 0.18 ml·L－1·min－1。
②化学平衡常数K＝ eq \f(25,12) (用分数表示)。
(2)T ℃时，在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。如图甲为不同投料比eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(nH2,nN2)))时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是 N2 (填“N2”或“H2”)。
②判断依据是 增大H2的浓度可以提高N2的转化率，但不能提高H2自身转化率 。
(3)在其他条件相同时，图乙为分别测定不同压强、不同温度下N2的平衡转化率。L表示 压强 ，其中X1 < X2(填“>”或“<”)。
[解析] 本题考查化学反应速率和平衡常数的计算、化学平衡图像及分析。
(1)①T ℃时，10 min时反应达到平衡，测得c(NH3)＝1.2 ml·L－1，则生成1.2 ml NH3，反应消耗1.8 ml H2，故前10 min的平均反应速率v(H2)＝eq \f(1.8 ml,1.0 L×10 min)＝0.18 ml·L－1·min－1。②达到平衡，测得c(NH3)＝1.2 ml·L－1，此时c(N2)＝0.4 ml·L－1，c(H2)＝1.2 ml·L－1，则化学平衡常数K＝eq \f(c2NH3,cN2·c3H2)＝eq \f(1.22,0.4×1.23)＝eq \f(25,12)。
(2)T ℃时，增大投料比eq \f(nH2,nN2)，H2的转化率减小，N2的转化率增大，故题图甲中反应物X是N2。
(3)温度不变，增大压强，平衡正向移动，N2的平衡转化率增大，而压强不变，升高温度，平衡逆向移动，N2的平衡转化率减小，结合题图乙分析可知，L表示压强，X代表温度。由于温度越高，N2的平衡转化率越小，故温度：X1项目
N2
H2
NH3
起始浓度/(ml·L－1)
1.0
3.0
0.2
2 s末浓度/(ml·L－1)
0.6
1.8
1.0
4 s末浓度/(ml·L－1)
0.4
1.2
1.4
容器
起始时
T/ ℃
n(HCl)/ml
Z
Ⅰ
300
0.25
a
Ⅱ
300
0.25
b
Ⅲ
300
0.25
4
容器
容器类型
初始
体积
反应物投入量/ml
平衡
转化率
平衡时
n(C)/ml
平衡
常数
A
B
C
Ⅰ
恒温恒容
1 L
1
3
0
α1(A)
1.2
K1
Ⅱ
恒容绝热
1 L
0
0
2
α2(C)
x
K2
Ⅲ
恒温恒压
2 L
2
6
0
α3(A)
y
K3
容器
甲
乙
反应物
CO
H2O
CO
H2O
起始时物质的量/ml
1.2
0.6
2.4
1.2
平衡时物质的量/ml
0.8
0.2
a
b
达到平衡的时间/min
t1
t2