2023届高三化学二轮专题训练-化学反应速率与化学平衡

这是一份2023届高三化学二轮专题训练-化学反应速率与化学平衡，共24页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
1．（辽宁省名校联盟2023届高考模拟调研卷（一）化学试题）在下，向两容积均为1L的刚性密闭容器中分别投入0.1mlX、1.0mlX，发生反应：，X的转化率随反应时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A．曲线表示的是投入反应的转化率
B．逆反应速率：
C．曲线中内的平均反应速率为
D．曲线未表示出平衡状态，无法计算平衡时的转化率
2．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）炼油、石化等含S2-工业废水可通过催化氧化法进行处理。将MnO2嵌于聚苯胺(高温会分解)表面制成催化剂，碱性条件下，催化氧化废水的机理如图所示。下列说法正确的是
A．催化剂因S覆盖表面或进入空位而失效，高温灼烧后可继续使用
B．反应Ⅰ为：2H++S2-+*O=H2O+S
C．反应过程中只有硫元素被氧化
D．反应Ⅲ的ΔH >0
3．（2023春·江苏泰州·高三姜堰中学校考期中）丙烷经催化脱氢制丙烯的反应为C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)。600℃，将固定浓度的C3H8通入有催化剂的恒容反应器，逐渐提高CO2浓度，经相同时间，测得出口处C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A．丙烷脱氢制丙烯反应的化学平衡常数K=
B．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2CO+H2O
C．其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越小
D．若体系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，则出口处物质浓度c之间一定存在关系：2c(C3H6)=2c(H2)+c(CO)+2c(H2O)
4．（2023·福建·校联考三模）以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
①
②
CO2的平衡转化率(X-CO2)、的选择(S-CH3OH)随温度、压强变化如下：
已知：
下列叙述正确的是
A．
B．400℃左右，体系发生的反应主要是反应①
C．由图可知，，
D．起始、，平衡后，，若只发生反应①、②，则的平衡转化率为25%
5．（2023·河北沧州·统考二模）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。用丙烷直接催化脱氢容易造成积碳，降低催化剂的稳定性，该反应在不同压强(0.1MPa、0.01MPa)下，丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化的关系如图(a)所示；科学家最新研究用氧化脱氢，机理如图(b)所示。下列说法错误的是
A．丙烷直接催化脱氢的反应条件：高温低压
B．A点的平衡常数
C．与直接脱氢相比，用氧化脱氢制丙烯的优点之一是消除积碳
D．直接脱氢与氧化脱氢制得等量的丙烯转移电子数相同
6．（2023·河北沧州·统考二模）实验小组探究对的影响。已知(黄色)。将1mL 0.01ml/L 溶液与3mL 0.01ml/L KSCN溶液混合，得到红色溶液，将该红色溶液分成三等份，进行如下实验1、2、3，下列说法正确的是
A．实验1加入水的目的是验证浓度改变对平衡的影响
B．实验2和实验3实验现象相同，变色原理也相同
C．本实验可证明与的配位能力比与配位能力更强
D．实验2中盐酸的浓度c大于3ml/L
7．（2023秋·广东广州·高三广州市第十七中学校考期中）反应C(s) +H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH >0，下列说法正确的是
A．其他条件不变时，增加碳的量，化学反应速率增大
B．其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
C．其他条件不变时，缩小容器的容积，增大压强，化学反应速率增大
D．其他条件不变时，向容积不变的密闭容器中充入H2O(g)，正反应速率增大，逆反应速率减小
8．（2023·江苏南京·统考二模）反应 可实现的资源化，下列说法正确的是
A．上述反应在任何温度下均可自发进行
B．上述反应每消耗1ml 同时形成7ml σ键
C．上述反应平衡常数
D．催化剂可以降低上述反应的焓变，提高化学反应速率
9．（2023春·浙江·高三期中）某反应由两步反应构成，反应能量曲线如下图，下列叙述正确的是
A．两步反应均为吸热反应B．三种化合物中C最稳定
C．A与C的能量差为E4D．的反应，反应条件一定要加热
10．（2023春·江苏南京·高三南京市雨花台中学校考期中）以乙炔和1，2—二氯乙烷为原料生产氯乙烯包括如下反应：
反应I： ClCH2CH2Cl(g) HCl(g)+ CH2=CHCl(g) ΔH1= +69.7 kJ/ml
反应II： HCCH(g) + HCl(g) CH2=CHCl(g) ΔH2=—98.8 kJ/ml
1.0×105Pa下，分别用如下表三种方式进行投料，不同温度下反应达到平衡时相关数据如图所示：
下列说法正确的是
A．曲线②表示平衡时ClCH2CH2Cl转化率随温度的变化
B．乙方式投料中若增大的比值，HCCH转化率将增大
C．按方式丙投料，其他条件不变，移去部分CH2=CHC1可能使CH2=CHCl的产率从X点的值升至Y点的值
D．在催化剂作用下按方式丙投料，反应达到平衡时CH2=CHCl的产率(图中Z点)低于X点的原因可能是催化剂活性降低
11．（2023春·河南新乡·高三统考期中）某温度下，在某一恒容密闭容器中，充入一定物质的量的NO和Cl2，发生反应，下列说法正确的是
A．仅适当降低温度，该反应的正逆反应速率均减小
B．加入合适的催化剂，该反应达到平衡时的值将增大
C．该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D．保持其他条件不变，仅充入少量的稀有气体，该反应的速率将增大
12．（2023·河北·模拟预测）在523.15K、7MPa的条件下，乙烯通过固体酸催化可直接与水反应生成乙醇：。该反应的吉布斯自由能()与温度(T)的关系如图所示(已知：分压=总压×物质的量分数)。下列说法正确的是
A．乙烯通过固体酸催化直接与水反应生成乙醇属于取代反应
B．加入更多的固体酸催化剂，有利于提高乙醇的平衡产率
C．由图像可知
D．当反应达到平衡状态时，体系的总压强为p，其中、、均为1ml，则用分压表示的平衡常数
13．（2023·上海·模拟预测）以Fe3O4为原料炼铁，主要发生如下反应：
反应Ⅰ：Fe3O4(s)＋CO(g) 3FeO(s)＋CO2(g)＋Q1(Q1＜0)
反应Ⅱ：Fe3O4(s)＋4CO(g) 3Fe(s)＋4CO2(g)＋Q2
将一定体积CO通入装有Fe3O4粉末的反应器，其它条件不变，反应达平衡，测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．Q2＜0
B．反应温度越高，Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越低
C．在恒温、恒容的反应器中，当压强保持不变时，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
D．温度高于1040℃时，反应I的化学平衡常数K＞4
二、原理综合题
14．（2023春·浙江·高三校联考阶段练习）氢能作为清洁能源，对实现“碳达峰”和“碳中和”双碳目标具有广泛应用前景。甲烷水蒸气催化重整制备氢气也是工业上常用的制氢工艺。发生如下反应：
①
②
请回答：
(1)反应①自发进行的条件是_______。
A．高温B．高压C．低温D．低压
(2)研究表明，上述反应②在催化下进行，反应历程如下：
第1步：(慢)
第2步：(快)
①_______kJ/ml
②请在图中画出CO和(g)在催化下反应历程的能量变化图_______。
(3)恒压条件下，将(g)和(g)按照体积比1：3通入反应器中。平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①的含量在700℃左右出现最小值的原因为_______。
②下列说法不正确的是_______。
A．某温度下，当气体密度不再变化时反应达到平衡状态
B．其他条件不变，温度升高，反应①增大，减小
C．其他条件不变，使用更高效的催化剂，可以提高原料的平衡转化率
D．其他条件不变，加入稀有气体，重新达到平衡时的物质的量增加
(4)500℃、恒压()条件下，1ml 和1ml (g)反应达平衡时，的转化率为0.5，的物质的量为0.25ml，则反应②的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
15．（2023秋·广东河源·高三统考期末）碳达峰、碳中和，主要是把工业排放的进行封存和转化为有用的物质，以减少工业向大气释放，缓解温室效应。
(1)2022年4月28日，我国科研人员通过电催化与生物合成的方式将二氧化碳合成油脂，合成反应历程如图所示。反应①②是在催化剂和通电条件下完成的，反应③是利用脂肪酸菌株实现的转化，由二氧化碳制成乙酸的热化学方程式为________________。
(2)我国另一些科研人员在加氢制二甲醚方面取得重要进展，涉及的主要反应为：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
①________；上述四个反应中反应________是副反应(填序号)。
②在压强、和的起始投料一定的条件下，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得平衡转化率或平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
的选择性
其中表示平衡时的选择性的曲线是________(填“a”或“b”)；温度低于260℃时，曲线b随温度升高而降低的原因是________________。
③为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应控制的压强是________(填“低压”或“高压”)。
(3)工业上可以用与反应来生产尿素，其化学方程式为。t℃时，在1L密闭容器中充入和模拟工业生产，投料比，若起始压强为，水为液态、平衡状态时的压强是起始的，用平衡分压(分压=总压×物质的量的分数)代替平衡浓度计算，该反应的平衡常数表达式________。
16．（2023春·湖南长沙·高三长沙市明德中学校考期中）在2L恒容密闭容器内，800℃时仅发生反应(不考虑与的转化)，体系中开始仅含有NO和，随时间的变化如下表所示：
(1)0～2s内，用表示的平均反应速率为___________。达平衡时，NO的转化率为___________。
(2)图中曲线分别代表NO、、浓度变化曲线，则无关曲线为___________(填字母)。
时，___________(填“>”、“=”或“0，D正确；
故答案为：D。
3．D
【详解】A．根据化学平衡常数的定义式，丙烷脱氢制丙烯反应的化学平衡常数K=，A正确；
B．丙烷催化脱氢生成的氢气会与CO2反应生成CO和H2O，因此丙烯的浓度变化基本不受二氧化碳浓度的影响，而H2的浓度随着二氧化碳浓度的增大而趋于一个定值，B正确；
C．其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，说明丙烷的相对浓度越大，丙烷浓度增大使其转化率减小，C正确；
D．根据丙烷催化脱氢制丙烯的反应可知，生成的丙烯和氢气的物质的量相同，而CO2+H2CO+H2O，则有c(C3H6)=c(H2)+c(CO)+c(H2O)，D错误；
故答案选D。
4．C
【详解】A．反应①气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的选择性增大，由图可知，相同温度下，P1压强下CH3OH的选择性大于P2压强下CH3OH的选择性，则p1＞p2，A错误；
B．400℃左右，CH3OH的选择性接近为0，说明400℃左右，体系发生的反应主要是②，B错误；
C．由图可知，相同压强下，升高温度，CH3OH的选择性减小，但CO2的平衡转化率先减小后增大，说明反应①平衡逆向移动，反应②平衡正向移动，则ΔH1＜0，ΔH2＞0，C正确；
D．初始n（CO2）=1ml、n（H2）=3ml,平衡后X-CO2=30%、Δn（CO2）=1ml×30%=0.3ml，S-CH3OH=80%，n（转化为CH3OH的CO2）=0.3ml×80%=0.24ml，列化学平衡三段式，，Δn（H2）=0.72ml+0.06ml=0.78ml，氢气转化率为×100%=26%，D错误；
故答案为：C。
5．B
【详解】A．由图一可知升高温度平衡转化率增大，说明平衡正移，，根据反应特点，反应条件：高温低压，A正确；
B．在温度不变时，加压，化学平衡逆向移动，的物质的量分数增大，所以A点表示0.1MPa、556℃时平衡时的物质的量分数，则、平衡时物质的量分数均为25%，，B错误；
C．可以和C反应生成CO，用氧化脱氢制丙烯可以消除积碳，C正确；
D．直接脱氢生成1个丙烯C3H6转移2个电子，氧化脱氢生成丙烯和CO也转移2个电子，则两者制得等量的丙烯转移电子数相同，D正确；
故选：B。
6．B
【详解】A．实验1加入水的目的是排除浓度改变对溶液颜色变化的影响，A错误；
B．实验2和实验3都是与络合，使减小，生成血红色物质的平衡逆移，颜色变浅呈橙色，B正确；
C．本实验中由于浓度远大于，所以不足以证明与的配位能力比与配位能力更强，C错误；
D．实验2中盐酸的浓度c应等于3ml/L，D错误；
故选B。
7．C
【详解】A．碳是固体，浓度为定值，只增大碳的量时化学反应速率不变，故A错误；
B．温度升高时，正、逆反应速率均增大，故B错误；
C．其他条件不变时，缩小容器的容积，增大压强，各物质浓度增大，化学反应速率增大，故C正确；
D．其他条件不变时，向容积不变的密闭容器中充入H2O(g)，等效为加压，则正反应速率增大，逆反应速率相对原来的也增大，故D错误；
故选C。
8．B
【详解】A．△H-T△S0，所以反应在高温下自发；
（2）①第1步＋第2步=4×②，即；
②两步反应均放热，且第1步比第2步放出热量更多，第1步为慢反应，第2步为快反应，则第1步活化能大于第2步，能量变化图为；
（3）①的含量在700℃左右出现最小值的原因为：温度低于700℃，反应①，随温度升高，反应向正向进行的程度增大，的物质的量分数逐渐减小；温度高于700℃，反应②，随温度升高，平衡左移，的物质的量分数增大，综合导致的含量在700℃左右出最低值；
②
A．该反应在恒压条件下进行，气体体积逐渐增大，气体质量不变，即密度逐渐减小，平衡时保持不变，可以作为平衡状态判据，A项正确；
B．温度升高，正逆反应速率均增大，B项错误；
C．催化剂不能使平衡发生移动，C项错误；
D．其他条件不变，加入稀有气体，体积增大，相当于减压，反应①平衡正向移动，的物质的量增加，D项正确；
答案选BC；
（4）500℃、恒压条件下，1ml和1ml反应达平衡时，的转化率为0.5，结合反应列三段式：
平衡时体系中含有：，气体总物质的量3ml，则反应Ⅱ的平衡常数，故答案为：7。
15．(1)
(2) -122.5 Ⅱ a 温度低于260℃时，主要以放热反应Ⅰ为主，此时选择性较高，吸热反应Ⅱ的影响较小，所以曲线b在260℃以前随温度升高而下降 高压
(3)
【详解】（1）由图17-1可知，此反应的热化学方程式为。
（2）①根据盖斯定律可知：将Ⅳ×2+Ⅲ，整理可得热化学方程式：；反应Ⅱ产物有CO和，其中CO在其它反应中都不是反应物，所以该反应是副反应。
②反应Ⅰ为放热反应，温度升高平衡向左移动，随温度升高三甲醚的产率一在直下降，故的选择性降低，则表示平衡时选择性的曲线是a；曲线b是表示平衡转化率，温度低于260℃时，温度升高平衡转化率降低，同时平衡时的选择性也是随温度升高而逐渐降低的，说明温度低于260℃时，反应Ⅰ对平衡转化率影响大于反应Ⅱ，所以曲线b在260℃以前随温度升高而下降。
③主反应Ⅰ是一个反应前后气体体积缩小的反应，增大压强该反应平衡向正反应方向移动，的转化率提高。副反应Ⅱ的气体体积在反应前后不变，增大压强平衡不移动、选择性不变，故增大压强总的效果是反应Ⅰ在转化率提高的同时选择性也提高了。
（3）当x=1.0时，设起始投入为1ml，为1ml，若起始压强为，水为液态，平衡时压强变为起始的，即平衡时气体总物质的量变为1ml，设的转化量为，的转化量为，则平衡时剩余气体物质的量为1-a+1-2a=1，解得，a=1/3，则平衡时为2/3ml，为1/3ml，则该反应的平衡常数为。
16．(1) 或 65%
(2) a >
(3) BD 减小反应物浓度、减小压强等
(4)
【详解】（1）；反应在第3秒达到平衡，转化率=
故答案为：；65%；
（2）NO、O2是反应物，其物质的量浓度随时间增多而减小，NO2是生成物，其物质的量浓度随时间增多而增大，且变化的浓度与系数成正比，NO的变化物质的量浓度小于0.01ml/L，则NO2最终浓度不超过0.01ml/L，则无关曲线为a；t=1s 时，反应未达到平衡，则；
故答案为：a；>；
（3）A．，反应达到平衡，A错误；
B．反应前后，气体系数和不相等，故容器内压强保持不变，反应达到平衡，B正确；
C．，反应前后质量不变，恒容下体积不变，则密度始终不变，不能代表反应达到平衡，C错误；
D．混合气体的颜色不再改变说明NO2的浓度不变，反应达到平衡，D正确；
故答案为：BD；
（4）根据氧化还原原理，；
故答案为：。
17．(1)-1810
(2) II 该温度下催化剂对反应I的催化活性更大，从而反应I的选择性更大 75%或0.75 ( C
(3) 温度小于T3K时，由于温度较低，反应速率较慢，尚未达到平衡状态，随温度的升高，反应逐渐接近平衡状态，生成N2的量逐渐增加 14.06%或0.1406
【详解】（1）根据盖斯定律，由可得反应III4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)的 ΔH= ；
（2）①由图可知温度低于400 °C时以生成氮气为主，主要发生反应II，原因是：该温度下催化剂对反应I的催化活性更大，从而反应I的选择性更大；
②400 °C时δ (N2)=30%，δ (NO)=15%，δ (NH3)=，NH3的转化率为75%；
③反应I是气体分子数增大的反应，故不宜采用高压，850℃时反应I的选择性最大，通入过量的空气，使N2浓度增大，反应II逆向移动，选择性减小，更有利于反应I的发生，C项正确；
（3）①可以从温度对平衡移动的影响来分析，由图可知，温度小于T3K时，由于温度较低，反应速率较慢，尚未达到平衡状态，随温度的升高，反应逐渐接近平衡状态，生成N2的量逐渐增加；
②根据题给信息可得以下三段式：
T3K时，NH3的体积分数为。
18．(1) 反应a 温度太低，乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小，反应速率太慢；反应温度太高，副反应增多，容易产生积碳
(2) q D 33.3
(3) 1120 0.4
【详解】（1）①活化能越大，反应速率越小，故该反应的决速步骤是反应a；
由图可知，乙烷裂解制乙烯的反应是吸热反应，故该反应的热化学方程式为 ；
②工业上一般选择温度在1000 K左右，因为温度太低，乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小，反应速率太慢；反应温度太高，副反应增多，容易产生积碳；
（2）①题给反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则随温度升高，物质的量增大的曲线m、n代表反应物随温度的变化关系，随温度升高，物质的量减小的曲线p、q代表生成物随温度的变化关系，结合化学计量数关系可知，m代表的物质的量随温度的变化，n代表的物质的量随温度的变化，p代表的物质的量随温度的变化，q代表的物质的量随温度的变化；
②A．使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，但不能提高平衡产率，选项A错误；
B．扩大容器容积相当于减小压强，则和均减小，选项B错误；
C．容器体积不变，气体总质量不变，混合气体的密度一直不变，无法判断反应已达到平衡状态，选项C错误；
D．再通入3 ml ，平衡正向移动，达到平衡时的转化率增大，但平衡常数K只与温度有关，故K保持不变，选项D正确；
答案选D；
③设反应达到平衡时生成x ml ，根据反应方程式，列三段式：
由图可知，解得，平衡时，，，则；平衡时，氢气的转化率为；
（3）由图像可知，停留时间在0.4 s时乙烯的收率最高，在1120 K附近，乙烯的收率比较高，且此温度下丙烯的收率比较低。