2022年高三化学寒假学业分层测评：20化学反应速率和化学平衡+Word版含解析

这是一份2022年高三化学寒假学业分层测评：20化学反应速率和化学平衡+Word版含解析，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．下列说法正确的是( )
A．熵增大的反应一定是自发反应
B．焓增大的反应一定是自发反应
C．熵、焓都为正值的反应是自发反应
D．ΔH－TΔS<0的反应一定是自发反应
【解析】 判断化学反应进行的方向须用复合判据ΔH－TΔS<0。
【答案】 D
2．对于可逆反应4NH3＋5O24NO＋6H2O(g)，下列叙述正确的是 ( )
A．若单位时间生成x ml NO的同时，消耗1.5x ml H2O，则反应达到平衡状态
B．达到平衡状态后，NH3 、O2 、NO 、H2O(g)的物质的量之比为4∶5∶4∶6
C．达到平衡状态时，若增加容器体积，则反应速率增大
D．达到平衡时，5v正(O2)＝ 4v逆(NO)
【解析】 若单位时间生成x ml NO的同时，消耗1.5x ml H2O，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确；达到平衡状态后，NH3 、O2 、NO 、H2O(g)的物质的量不变，比值不一定为4∶5∶4∶6，B错误；达到平衡状态时，若增加容器体积，各物质的浓度减小，反应速率减小，C错误；达到平衡时，
4v正(O2)＝5v逆(NO)，D错误。
【答案】 A
3．反应CO＋H2O(g)CO2＋H2在800 ℃达到平衡时，分别改变下列条件，K值发生变化的( )
A．将压强减小至原来的一半
B．将反应温度升高100 ℃
C．添加催化剂
D．增大水蒸气的浓度
【解析】 化学平衡常数K只受温度影响。
【答案】 B
4．某可逆反应的正反应是放热反应，则温度对此反应的正、逆反应速率影响的曲线(如图所示)中，正确的是( )
【解析】 本题考查的是外界条件的改变对可逆反应正、逆反应速率的影响。速率曲线交叉点即平衡状态，由于这个可逆反应的正反应是放热反应，升高温度，逆反应速率加快的幅度大于正反应速率加快的幅度，故正确答案为B项。
【答案】 B
5．下列说法中可以充分说明反应：P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)，在该温度下已达平衡状态的是( )
A．反应容器内压强不随时间变化
B．P和S的生成速率相等
C．反应容器内P、Q、R、S四者共存
D．反应容器内总物质的量不随时间而变化
【解析】 该反应前后为气体计量数相等的反应，故容器内压强气体物质的量不变，故不选A、D两项；B项，P和S的生成速率相等，说明v正＝v逆；C项，可逆反应中反应物、生成物一定共存，不能说明达到平衡，故C项不选。
【答案】 B
6．在一密闭容器中发生反应：2A(g)＋2B(g)C(s)＋3D(g) ΔH<0，达到平衡时采取下列措施，可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是( )
A．移走少量CB．扩大容积，减小压强
C．缩小容积，增大压强D．容积不变，充入“惰”气
【解析】 A项，C为固体，改变其量，对反应速率无影响，A错；B项，扩大容积，v正减小，c(D)也减小，B错；C项，缩小容积，浓度增大，反应速率也增大，平衡右移，c(D)也增大，C对；D项，容积不变，充入“惰”气，反应物浓度不变，速率不变，平衡不移动。
【答案】 C
7．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在①中加入CaO，在②中不加其他任何物质，在③中加入NH4Cl晶体，发现①中红棕色变深，③中红棕色变浅，下列叙述正确的是( )
①加氧化钙 ②室温水 ③加氯化铵晶体
A．2NO2N2O4是放热反应
B．NH4Cl溶于水时放出热量
C．烧瓶①中平衡混合气的平均相对分子质量增大
D．烧瓶③中气体的压强增大
【解析】 2NO2(g)N2O4(g)，NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体。①中红棕色变深说明平衡左移，平均相对分子质量减小，而CaO和水反应放热，则该反应为放热反应，A对，C错；③中红棕色变浅，说明平衡右移，而正反应为放热反应，则证明NH4Cl溶于水要吸收热量，平衡右移时，气体的物质的量减小，压强减小，B、D均错。
【答案】 A
8．一定条件下，体积为2 L的密闭容器中，1 ml X和3 ml Y进行反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，经12 s达到平衡，生成0.6 ml Z。下列说法正确的是( )
A．以X浓度变化表示的反应速率为eq \f(1,8) ml/(L·s)
B．12 s后将容器体积扩大为10 L，Z的平衡浓度变为原来的eq \f(1,5)
C．若增大X的浓度，则物质Y的转化率减小
D．若该反应的ΔH<0，升高温度，平衡常数K减小
【解析】 X(g)＋3Y(g)2Z(g)
起始量(ml) 1 3 0
转化量(ml) 0.3 0.9 0.6
平衡量(ml) 0.7 2.1 0.6
v(X)＝eq \f(\f(0.3 ml,2 L),12 s)＝eq \f(1,80) ml/(L·s)，所以A错误；12 s后将容器体积扩大为10 L，平衡逆向移动，Z的浓度小于原来的eq \f(1,5)，所以B错误；若增大X的浓度，Y的转化率增大，X的转化率减小，所以C错误；若ΔH<0，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数K减小。
【答案】 D
9．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，下列研究目的和示意图相符的是( )
【解析】 因压强越大，化学反应速率越快，因此A项中对应压强为p2时达到平衡所需的时间应短一些，故A错误；随温度的升高平衡将逆向移动，反应物氮气的转化率应减小，故B错误；使用催化剂后化学反应速率应加快，因此有催化剂时达到平衡所需要的时间应短一些，D错误。
【答案】 C
10．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g)xC(g)符合图中( Ⅰ )所示关系，φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，对图像(Ⅱ)说法不正确的是( )
A．p3>p4，Y轴表示A的转化率
B．p3>p4，Y轴表示B的质量分数
C．p3>p4，Y轴表示B的转化率
D．p3>p4，Y轴表示混合气体的平均相对分子质量
【解析】 据图像( Ⅰ )知，在压强不变时，曲线b的斜率比c的大，故T1>T2。降温(T1→T2)时，φ(C)增大，即平衡正向移动，说明正反应为放热反应。当温度不变时，曲线b的斜率比a的大，故压强p2>p1，增大压强(p1→p2)时，φ(C)增大，即平衡正向移动，故x<2，即x＝1。由图像(Ⅱ)知，保持体系压强不变，升高温度，平衡逆向移动，A、B的转化率、φ(C)、混合气体的平均相对分子质量均减小，而A、B的质量分数要增大。故正确答案为B。
【答案】 B
11．t ℃时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如下表：
下列说法正确的是( )
A．平衡时，X的转化率为20%
B．2 min时Y的物质的量为0.14
C．增大平衡后的体系压强，v(正)增大，v(逆)减小
D．2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝0.03 ml·L―1·min―1
【解析】 X ＋ 3Y2Z
初始浓度(ml·L－1) 0.1 0.2 0
转化浓度(ml·L－1) 0.05 0.15 0.1
平衡浓度(ml·L－1) 0.05 0.05 0.1
平衡时，X的转化率＝0.05 ml/L÷0.1 ml/L×100%＝50%，A错误；2 min消耗X是0.02 ml/L，则消耗Y是0.06 ml/L，所以剩余Y是0.14 ml/L，B错误；增大平衡后的体系压强，正反应速率、逆反应速率都增大，C错误；D、前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y) ＝3v(X)＝3×(0.1 ml·L－1－0.08 ml·L－1)÷2 min＝0.03 ml·L－1·min－1，D正确。
【答案】 D
12．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
【解析】 A．从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A正确。B.依据化学反应速率的计算公式：v(NO2)＝eq \f(1.0－0.4 ml·L－1,3 s)＝0.2 ml·L－1·s－1，单位不对，B错误。C.催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不移动，C错误。D.增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，D错误。
【答案】 A
二、非选择题(本题包括3小题，共52分)
13．(15分)可逆反应3A(g)3B(？)＋C(？) ΔH>0达到化学平衡后，
(1)升高温度，用“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”填空。
①若B、C都是气体，气体的平均相对分子质量________；
②若B、C都不是气体，气体的平均相对分子质量________；
③若B是气体，C不是气体，气体的平均相对分子质量________；
(2)如果平衡后保持温度不变，将容器体积增加一倍，新平衡时A的浓度是原来的60%，则B是________态，C是________态。
【解析】 (1)升高温度，平衡正向移动。①若B、C都是气体，n(气)增大，m(气)不变，M＝eq \f(m气,n气)减小；②若B、C都不是气体，只有A是气体，M(A)不变；③若B是气体，C不是气体，m(气)减小，n(气)不变，M＝eq \f(m气,n气)减小。
(2)说明平衡逆向移动，即逆向是气体计量数增大的反应，故B不是气体。
【答案】 (1)①变小 ②不变 ③变小 (2)固或液 气
14．(15分)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。
(1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1，ΔS＝＋133.7 J·ml－1·K－1，该反应在低温下________(“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在400 ℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。
①在400 ℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝________(填数值)。
②400 ℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 ml、1 ml、2 ml，则此时反应v(N2)正________(填“>”、“<”“＝”或“不能确定”)v(N2)逆。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动；使用催化剂________(填“增大”、“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
【解析】 (1)该反应ΔH>0，ΔS>0，故若使ΔH－TΔS<0须在高温下实现。(2)①K′＝eq \f(1,K)＝eq \f(1,0.5)＝2；②Qc＝eq \f(42,4×23)＝0.5＝K，故此时反应达到平衡状态；③恒温、恒压条件下通入Ar相当于扩大体积进行减小压强，平衡逆向移动。
【答案】 (1)不能 (2)①2 ②＝ ③向左 不改变
15．(22分)300 ℃时，将2 ml A和2 ml B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g) ΔH＝Q,2 min末达到平衡，生成0.8 ml D。
(1)300 ℃时，该反应的平衡常数表达式为：K＝________________________。
已知K300 ℃”或“<”)。
(2)在2 min末时，B的平衡浓度为________，D的平均反应速率为________。
(3)若温度不变，缩小容器容积，则A的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是__________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)如果在相同的条件下，上述反应从逆反应方向进行，开始时加入C、D各eq \f(4,3)ml。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同，则还应该加入B______ml。
【解析】 (1)温度越高，K越大，则说明升温平衡正向移动，即正反应为吸热反应，ΔH>0。(2)生成0.8 ml D，则反应掉0.4 ml B，剩余1.6 ml B，c(B)＝eq \f(1.6 ml,2 L)＝0.8 ml/L。v(B)＝eq \f(0.4 ml,2 L×2 min)＝0.1 ml/(L·min)，由化学计量数知，D的反应速率应为B的2倍，故v(D)＝2v(B)＝2×0.1 ml/(L·min)＝0.2 ml/(L·min)。(3)该反应为等体积变化，加压平衡不移动，故A的转化率不变。(4)将C、D的量折算成A、B的量，则相当于加入2 ml A和eq \f(2,3) ml B，容器体积固定，若浓度相同，则说明起始时物质的量相等，故B还应加入2 ml－eq \f(2,3) ml＝eq \f(4,3) ml。
【答案】 (1)eq \f(c2C·c2D,c3A·cB) >
(2)0.8 ml/L 0.2 ml/(L·min)
(3)不变 反应前后气体体积不变，压强对平衡无影响
(4)eq \f(4,3)
选项
A
B
研究目的
压强对反应的影响(p2>p1)
温度对反应的影响
图示
选项
C
D
研究目的
平衡体系增加N2
对反应的影响
催化剂对反应
的影响
图示
物质
X
Y
Z
初始浓度/(ml·L－1)
0.1
0.2
0
2 min末浓度/(ml·L－1)
0.08
a
b
平衡浓度/(ml·L－1)
0.05
0.05
0.1
A
B
升高温度，平衡常数减小
0～3 s内，反应速率为：v(NO2)＝
0.2 ml·L－1
C
D
t1时仅加入催化剂，平衡正向移动
达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)