2022版高考化学选考山东专用一轮总复习集训：专题十二化学反应速率和化学平衡 —应用集训

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专题十二　化学反应速率和化学平衡
应用篇
【应用集训】
1.(2020济南二模,13)在3个容积均为10L的密闭容器中分别放入0.2molPCl3和0.2molCl2,在不同条件下发生反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)。各容器内气体总压强随时间的变化如图所示。

下列说法错误的是 (　　)
A.实验a从反应开始至达到平衡时的平均速率v(Cl2)=
16000mol·L-1·min-1
B.与实验a相比,实验b使用了催化剂,实验c是在较高温度下进行的
C.实验c中反应的平衡常数为509L·mol-1
D.三组实验中反应的平衡转化率:a=b>c
答案　C
2.(2021济钢高中高三月考,15)(双选)在2L密闭容器中充入气体A和B,发生反应:A(g)+B(g)C(g)+2D(g)　ΔH,所得实验数据如表。下列说法不正确的是 (　　)
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质
的量/mol
n(A)
n(B)
n(C)
①3000.400.100.09
②5000.400.100.08
③5000.200.05a
A.ΔH>0
B.500℃该反应的平衡常数K=0.16mol·L-1
C.③中达到平衡时,A的转化率大于20%
D.5min末测得①中n(C)=0.05mol,则0~5min内v(D)=0.02mol·L-1·min-1
答案　AD
3.(2021济南外国语学校高三月考,13)(双选)某温度下,在起始压强为80kPa的刚性容器中,发生NO的氧化反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH,该反应的反应历程分两步进行,其速率方程和反应过程中能量变化如下:
①2NO(g)N2O2(g)　v1正=k1正c2(NO)　v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)　v2正=k2正c(N2O2)c(O2)　v2逆=k2逆c2(NO2)

下列说法正确的是 (　　)
A.NO氧化反应速率快慢的决定步骤的活化能是E5-E3
B.一定温度下,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)平衡常数表达式K=k1正·k2正k1逆·k2逆
C.升高温度,NO氧化反应的化学平衡向逆反应方向移动
D.该温度下,将等物质的量的NO和O2混合反应(忽略2NO2N2O4),NO的平衡转化率为40%时,该反应的平衡常数Kp=180kPa-1
答案　BC
4.(2021省实验中学高三第一次诊断考,18)碳热还原法广泛用于合金及材料的制备。下列是碳热还原制锰合金的三个反应,CO与CO2平衡分压比的自然对数[lnp(CO)p(CO2)]与温度的关系如图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数,分压=总压×气体的物质的量分数)。

Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g)3MnO(s)+5CO(g)　Kp(Ⅰ)
Ⅱ.Mn(s)+CO2(g)MnO(s)+CO(g)　Kp(Ⅱ)
Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g)3Mn(s)+2CO(g)　Kp(Ⅲ)
回答下列问题:
①ΔH>0的反应是　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 
②1200K时在一体积为2L的恒容密闭容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2,只发生反应Ⅰ,5min后达到平衡,此时CO的浓度为0.125mol·L-1,则0~5min内v(CO2)=　　　mol·L-1·min-1。 
③在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只发生反应Ⅱ,下列能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是　　　　(填标号)。 
A.容器的体积不再改变
B.固体的质量不再改变
C.气体的总质量不再改变
④向恒容密闭容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2,若只发生反应Ⅲ,则在A点反应达到平衡时,容器的总压为akPa,CO2的转化率为　　　　(保留一位小数),A点对应温度下的Kp(Ⅲ)=　　　　。 
答案　①Ⅲ　②0.02　③BC　④33.3%　0.5akPa
5.(2020烟台高三期末,16)合成气(CO+H2)可利用甲烷与水蒸气重整反应制得。
(1)已知:①H2(g)+12O2(g)H2O(g)　ΔH1=-242kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH2=-576kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　
ΔH3=-802.6kJ·mol-1
则甲烷和水蒸气重整反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH4=　　　　。该反应的活化能E1=240.1kJ·mol-1,则逆反应的活化能E2=　　　　。 
(2)重整反应中CH4的平衡转化率与温度、压强关系[其中n(CH4)∶n(H2O)=1∶1]如图1所示。

图1
①图中A点的平衡常数Kp=　　　　　　(MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数),A、B、C三点的平衡常数Kp(A)、Kp(B)、KP(C)由大到小的顺序为　　　　　　　　　　。 
②图中压强p1、p2、p3由大到小的顺序为　　　　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)在恒容密闭容器中充入2mol的CH4和H2O(g)的混合气体,且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x,相同温度下测得H2平衡产率与x的关系如图2所示。请比较a、b两点CH4的转化率a点　　　　b点(填“>”“Kp(B)>Kp(A)　②p3>p2>p1　其他条件不变时,压强增大,平衡左移,甲烷的转化率减小
(3)>　=　CD
创新篇
【创新集训】
1.(2020济南高三期末,15)Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下:
①Cl2(g)2Cl·(g)　快
②CO(g)+Cl·(g)COCl·(g)　快
③COCl·(g)+Cl2(g)COCl2(g)+Cl·(g)　慢
其中反应②存在v正=k正c(CO)·c(Cl·)、v逆=k逆c(COCl·)
下列说法正确的是 (　　)
A.反应①的活化能大于反应③的活化能
B.反应②的平衡常数K=k正k逆
C.要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应②的速率
D.选择合适的催化剂能加快该反应的速率,并提高COCl2的平衡产率
答案　B
2.(2021届济钢高级中学月考,17节选)(3)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(l),实验测得反应速率的表达式为:v=kcm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)。
①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。
编号
c(NO)/(mol·L-1)
c(H2)/(mol·L-1)
v/(mol·L-1·min-1)
1
0.10
0.10
0.414
2
0.10
0.20
1.656
3
0.50
0.10
2.070
由表中数据可知,m=　　　　,n=　　　　。 
②上述反应分两步进行:
ⅰ.2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(l)(慢反应);
ⅱ.H2O2(l)+H2(g)2H2O(l)(快反应)。
下列叙述正确的是　　　　(填字母) 
A.H2O2是该反应的催化剂
B.反应ⅰ的活化能较高
C.总反应速率由反应ⅱ的速率决定
D.反应ⅰ中NO和H2的碰撞仅部分有效
答案　(3)①1　2　②BD
3.(2020聊城一模,16)研究SO2、NOx等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)对煤进行脱硫处理。某温度下,测得反应在不同时间点各物质的浓度如下:

时间/min浓度/
mol·L-1

物质　　　　　
0
10
20
30
40
50
O2
1.00
0.78
0.60
0.60
0.64
0.64
CO2
0
0.44
0.80
0.80
0.88
0.88
①0~10min内,平均反应速率v(SO2)=　　　　　mol·L-1·min-1。 
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是　　　　(填字母)。 
A.移除部分CaSO4(s)
B.通入一定量的O2
C.加入合适的催化剂
D.适当缩小容器的体积
(2)利用活性炭吸附汽车尾气中的NO:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),实验测得,v正=k正c2(NO),v逆=k逆c(N2)·c(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。在密闭容器中加入足量C(s)和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:

①由图可知:该反应的ΔH　　　　0(填“>”或“”“