2019年高考化学二轮复习专题练习：13化学反应速率化学平衡(含解析)

专题13速率 化学平衡

1．下列反应过程中， ΔH＞0且ΔS＞0的是(　　)

A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) 

B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)

D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

【答案】B

【解析】A是熵减的放热反应，C是熵减的放热反应，D是放热反应，只有B是熵增的吸热反应。

2．下列事实，不能用勒·夏特列原理解释的是(　　)

A．溴水中有平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅

B．合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低温度的措施

C．高压比常压有利于合成SO3的反应

D．对CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深

【答案】D

3．炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，下列说法正确的是(　　)

A．升高温度，反应速率减慢

B．当反应达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＝0

C．提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度

D．某温度下达到平衡时，CO的体积分数基本不变

【答案】D

【解析】A项，升高温度，反应速率加快，错误；B项，当反应达到化学平衡时，是动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0，错误；C项，提高炼铁高炉的高度不能减少尾气中CO的浓度，错误；D项，某温度下达到平衡时，各物质浓度不变，CO的体积分数基本不变，正确。

4．在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(　　)

A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2

B．一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成

C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变

D．v正(N2)＝2v逆(NH3)

【答案】B

5．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝ －373.2  kJ·mol－1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是(　　)

A．加催化剂同时升高温度 　B．加催化剂同时增大压强

C．升高温度同时充入N2    D．降低温度同时增大压强

【答案】B

【解析】提高反应速率的一般做法有：①升高温度，②增大反应物浓度，③对有气体参加的反应增大压强，④加入催化剂。要提高NO的转化率，即让平衡向正反应方向移动，可采用的做法有：①降低温度，②增大压强，③增大CO的浓度等。综合以上的分析，B正确。

6．在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH>0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是(　　)

【答案】A

【解析】A项，当通入A气体时，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，正确；B项，加入催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，A的体积分数不变，错误；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误；D项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误。

7．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中的硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l)　ΔH<0。一定温度下，在容积为2 L的恒容密闭容器中1 mol SO2和n mol CO发生反应，5 min后达到平衡，生成2a mol CO2。下列说法正确的是(　　)

A．反应前2 min的平均速率v(SO2)＝0.1a mol·L－1·min－1

B．当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态

C．平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动

D．平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大

【答案】B

8．将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变某个条件，下列叙述正确的是(　　)

A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应

B．慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅

C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍

D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅

【答案】C

【解析】升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，压缩体积，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，D错误。

9．在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)＋cC(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的50%，则(　　)

A．平衡向正反应方向移动

B．a>b＋c

C．物质B的质量分数增大

D．以上判断都错误

【答案】D

【解析】反应达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的一半，说明减小压强，平衡没有发生移动，即a＝b＋c，由于平衡不发生移动，故物质B的质量分数不变，D项符合题意。

12．反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是(　　)

A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小

B．该反应的化学平衡常数表达式为K＝

C．该反应的正反应是吸热反应

D．增大CO2浓度，平衡常数增大

【答案】C

13．随着汽车数量的逐年增多，汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，570 K时平衡常数为1×10－59。下列说法正确的是(　　)

A．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂

B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度

C．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO

D．570 K时及时抽走CO2、N2，平衡常数将会增大，尾气净化效率更佳

【答案】A

【解析】提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂，加快反应速率，A正确，B错误；由反应为可逆反应，装有尾气净化装置的汽车排出的气体中仍然含有NO或CO，C错误；570 K时及时抽走CO2、N2，尾气净化效率更佳，但平衡常数不变，D错误。

14．某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)。平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)

A．m＝2

B．两次平衡的平衡常数相同

C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1

D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1

【答案】D

【解析】A项，根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m＝2。B项，由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C项，因为是按照化学方程式中系数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D项，该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，平衡时Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，容器体积为2 L，Z的浓度为0.2 mol·L－1。

15．已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下：

①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　K1＝1×10－30

②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081

③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92

下列说法正确的是(　　)

A．NO分解反应：NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30

B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O

C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2

D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大

【答案】C

16．某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则(　　)

A．a＝3　　　　　　　　　 　B．a＝2

C．B的转化率为40%   D．B的转化率为60%

【答案】C

【解析】若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则可以确定该反应前后气体体积不变，所以a＝1，选项A、B错误；设B的转化率为x，列出三段式：

　　　　　　　　　              A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)

初始物质的量/mol                2       3     0    0

变化物质的量/mol                3x      3x    3x   3x

平衡物质的量/mol                2－3x  3－3x  3x   3x

＝1，解得x＝0.4，即B的转化率为40%。

20.汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，右图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(　　)

A．温度T下，该反应的平衡常数K＝

B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小

C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂

D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0　

【答案】A

21．将0.40 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH。在T1 ℃和T2 ℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示：

(1)T1 ℃时，40 s～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________ mol·L－1·s－1。

(2)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。

(3)改变条件重新达到平衡时，要使的比值变小，可采取的措施有________(填字母)。

a．增大N2O4的起始浓度

b．升高温度

c．向混合气体中通入NO2

d．使用高效催化剂

【答案】(1)0.001 25　(2)>　(3)ac

22．合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。

(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。

在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1________ 0(填“＞”“＝”或“＜”)。

(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)______η(T2)(填“＞”“＝”或“＜”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。

【答案】(1)　30　＜　(2)＞　c　加热　减压

23.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

(1)反应Ⅰ的化学方程式是_______________________________________________。

(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。

①根据上述事实，下列说法正确的是______(选填序号)。

a．两层溶液的密度存在差异

b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶

c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

②辨别两层溶液的方法是__________________________________________________。

③经检测，H2SO4层中c(H＋)∶c(SO)＝2.06∶1，其比值大于2的原因是

________________________________________________________________________。

(3)反应Ⅱ：

2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝＋550 kJ·mol－1

它由两步反应组成：

ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)

ΔH＝＋177 kJ·mol－1；

ⅱ.SO3(g)分解。

L(L1，L2)，X可分别代表压强或温度。右图表示L一定时，ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是________。

②判断L1、L2的大小关系，并简述理由____________

____________________________________________。

【答案】(1)SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI  (2)①a、c

②观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层

③H2SO4层中含有少量HI

(3)①压强　②L1＜L2；SO3(g)分解的热化学方程式：2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196 kJ·mol－1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大

ΔH＝＋177 kJ·mol－1。根据盖斯定律可得：2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196 kJ·mol－1。图像中SO3的平衡转化率随X的增大而减小，则X应为压强，则L代表温度；该反应为吸热反应，依据勒·夏特列原理知当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大，因此L1＜L2。

25.某温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。经过5 min后，反应达到平衡，此时转移电子6 mol。

(1)该反应的平衡常数为________，v(CH3OH)＝______mol·L－1·min－1。若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a．CH3OH的质量不变

b．混合气体的平均相对分子质量不再改变

c．v逆(CO)＝2v正(H2)

d．混合气体的密度不再发生改变

(4)在一定压强下，容积为V L的容器充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

则p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)。ΔH________0，该反应在________(填“高温”或“低温”)下能自发进行。

(5)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。

a．及时分离除CH3OH气体

b．适当升高温度

c．增大H2的浓度

d．选择高效催化剂

【答案】(1)3　0.15　>　(2)增大　(3)cd　(4)小于　小于　低温　(5)c

(5)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0，反应是气体体积减小的放热反应，下列措施中：a.及时分离除CH3OH，减少生成物浓度，平衡正向进行，但反应速率减小，故错误；b.升高温度，平衡逆向移动，故错误；c.增大H2的浓度，化学反应速率加快，平衡正向移动，故正确；d.选择高效催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，故错误。

26.知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：

请回答下列问题：

(1)上述反应的化学平衡常数表达式为________，该反应的Q________0(填“>”或“<”)。

(2)850 ℃时在体积为10 L反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)浓度变化如图所示，则0～4 min时平均反应速率v(CO)＝________。

(3)若在500 ℃时进行，且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020 mol·L－1，该条件下，CO的最大转化率为______。

(4)若在850 ℃时进行，设起始时CO和H2O(g)共为1 mol，其中水蒸气的体积分数为x，平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为________。

(5)有人提出可以设计反应2CO===2C＋O2(ΔH>0)来消除CO的污染。请判断上述反应能否自发进行：______(填“可能”或“不可能”)，理由是________________________。

【答案】(1)K＝　<

(2)0.03 mol·L－1·min－1　(3)75%　(4)y＝x

(5)不能　ΔH>0且ΔS<0，不能自发进行

：  (1－x)(1－y)    (x－y＋xy)  (1－x)y   (1－x)y

所以平衡常数K＝＝1，解得y＝x；

(5)反应2CO===2C＋O2(ΔH>0)，则ΔG＝ΔH－TΔS>0，反应ΔH>0吸热且ΔS<0，依据ΔG＝ΔH－TΔS判断任何情况下不能自发进行。