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 —基础集训

专题十二　化学反应速率和化学平衡

基础篇

【基础集训】

考点一　化学反应速率

1.(2020淄博实验中学高三月考,7)在恒温、容积为2L的密闭容器中通入1molX和2molY,发生反应:X(g)+2Y(g)M(g)　ΔH=-akJ·mol-1(a>0),5min末测得M的物质的量为0.4mol。则下列说法正确的是              (　　)

A.0~5min,Y的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1

B.当容器中混合气体密度不变时达到平衡状态

C.平衡后升高温度,X的反应速率降低

D.到达平衡状态时,反应放出的热量为akJ

答案　A

2.

在T℃,将amolN2和bmolO2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+181.5kJ·mol-1,反应过程中v正与v逆的变化如图所示。下列说法正确的是              (　　)

A.若t1时NO的物质的量为cmol,则0~t1时间段内平均反应速率v(N2)=mol·L-1·s-1

B.t1~t2时间段内v正(O2)=2v逆(NO)

C.图中所示的阴影部分面积的含义是v正与v逆的差

D.其他条件不变,t2时刻升高温度,v正与v逆均增大,且v正>v逆

答案　D

3.T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z物质的量的变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2(T2>T1)时,Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是              (　　)

A.容器中发生的反应可表示为4X(g)+Y(g)2Z(g)

B.反应进行的前3min内,用X表示的反应速率v(X)=0.2mol/(L·min)

C.升高温度,反应的化学平衡常数K增大

D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强

答案　C

4.(2020枣庄二模,12)(双选)CO与N2O是汽车尾气中污染大气的成分,研究表明CO与N2O在Fe+作用下生成无害气体,发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步反应分别为:①N2O+Fe+N2+FeO+(慢);②FeO++COCO2+Fe+(快)。下列说法不正确的是              (　　)

A.①是氧化还原反应,②不是氧化还原反应

B.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应①决定

C.Fe+使反应的活化能减小,加快反应速率

D.FeO+在该反应过程中作催化剂

答案　AD

5.(2020肥城高三适应性训练二,19)氮和硫的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。

(1)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的基元反应如下(E为活化能):

2NO(g)N2O2(g)　E1=82kJ·mol-1　v=k1c2(NO)

N2O2(g)2NO(g)　E-1=205kJ·mol-1　v=k-1c(N2O2)

N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)　E2=82kJ·mol-1　v=k2c(N2O2)·c(O2)

2NO2(g)N2O2(g)+O2(g)　E-2=72kJ·mol-1　v=k-2c2(NO2)

①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH=　　　　　　kJ·mol-1,平衡常数K与上述反应速率常数k1、k-1、k2、k-2的关系式为K=　　　　　　　。 

②某温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常数k=8.8×10-2L2·mol-2·s-1,当反应物浓度都是0.05mol·L-1时,反应的速率是　　　mol·L-1·s-1;若此时缩小容器的体积,使气体压强增大为原来的2倍,则反应速率增大为之前的　　　倍。 

(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图1所示。在V2O5存在时,该反应的机理为:V2O5+SO22VO2+SO3(快)、4VO2+O22V2O5(慢)。

下列说法正确的是　　　(填序号)。 

a.反应速率主要取决于V2O5的质量

b.VO2是该反应的催化剂

c.逆反应的活化能大于198kJ·mol-1

d.增大SO2的浓度可提高反应速率

(3)某研究小组研究T1℃、T2℃时,氮、硫的氧化物的转化:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)　ΔH<0中lgp(NO2)和lgp(SO3)关系如图2所示,实验初始时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等。

①T1　T2(填“>”“<”或者“=”),温度为T1℃时化学平衡常数Kp=　　　　　。 

②由平衡状态a到b,改变的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案　(1)①-113　　②1.1×10-5　8　(2)cd　(3)①<　1×10-2　②保持温度为T1℃,将容器体积缩小为原来的

考点二　化学平衡的建立与移动

6.(2021届青岛通济实验学校高三月考,4)下列说法中不正确的是 (　　)

A.当一个可逆反应达到平衡状态时,就是这个反应在该条件下所能达到的限度

B.当一个可逆反应达到平衡状态时,这个反应的正反应速率和逆反应速率相等

C.可以通过控制反应条件,使2molSO2与1molO2反应生成2molSO3

D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变

答案　C

7.(2020菏泽一中高三月考,6)对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。下列研究目的和图示相符的是              (　　)

答案　C

8.一定条件下,在体积为2L的密闭容器中,3molX和3molY发生反应:3X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH>0,经60s达到平衡,生成0.4molZ。下列说法正确的是              (　　)

A.60s内反应速率v(X)=0.05mol/(L·s)

B.其他条件不变,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,若初始投入2molX和2molY,则物质Y的转化率减小

D.其他条件不变,将容器体积变为4L,Z的平衡浓度变为原来的一半

答案　C

9.T℃时,将2molA(g)和2molB(g)充入体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+B(g)2C(g)+D(s)　ΔH<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2mol。下列说法正确的是              (　　)

A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%

B.T℃时该反应的化学平衡常数Kc=2

C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器体积,平衡逆向移动

D.相同条件下,若将1molA(g)和1molB(g)充入同样容器,达到平衡后,A(g)的转化率为50%

答案　D

10.(2020山东等级考模拟,10)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生,其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中,反应Ⅲ发生在氧化塔中,不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是              (　　)

A.使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量

B.通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ

C.通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ

D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度

答案　A

考点三　化学平衡常数及化学平衡的有关计算

11.TK时,向2.0L恒容密闭容器中充入0.10molCOCl2,发生反应COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),经过一段时间后反应达到平衡。反应过程中测得的部分数据如下表,下列说法正确的是　　              (　　)

A.TK时该反应的化学平衡常数为

B.反应在前2s的平均速率v(CO)=0.015mol·L-1·s-1

C.保持其他条件不变,升高温度,若新平衡时c(Cl2)=0.038mol·L-1,则反应的ΔH<0

D.平衡后向上述容器中再充入0.10molCOCl2,平衡正向移动,COCl2的转化率增大

答案　A

12.(2020青岛实验高中高三月考,10)一定温度下,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0,测得反应的相关数据如下表所示。下列说法错误的是              (　　)

A.达到平衡时,容器Ⅰ和容器Ⅱ中正反应速率:vⅠ(H2)>vⅡ(H2)

B.达到平衡时,容器Ⅱ中c(CO2)>1.75mol·L-1

C.达到平衡时,容器Ⅰ和容器Ⅱ中的转化率:αⅠ(CO)=αⅡ(H2O)

D.达到平衡时,容器Ⅱ和容器Ⅰ中的平衡常数:KⅡ>KⅠ

答案　C

13.(2020威海一模,11)(双选)在体积可变的密闭容器中投入0.5molCO和1molH2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图1所示。下列说法错误的是　　              (　　)

A.Y代表压强,且Y1>Y2;X代表温度,且ΔH<0

B.M点反应物转化率之比α(CO)∶α(H2)=1∶1,N点该比例减小

C.若M、N两点对应的容器体积均为5L,则N点的平衡常数K=100L2·mol-2

D.图2中曲线AB能正确表示该反应平衡常数的负对数pK(pK=-lgK)与X的关系

答案　BD

14.汽车尾气(用N2O表示)是空气污染源之一。回答下列问题:

(1)用CO还原N2O的能量变化如下图所示,则该反应的热化学方程式为　。 

在相同温度和压强下,1molN2O和1molCO经过相同反应时间测得如下实验数据:

试分析在相同温度时,在催化剂2催化下,N2O转化率更高的原因是 

　。 

(2)在体积均为1L的密闭容器A(500℃,恒温)、B(起始500℃,绝热)中分别加入0.1molN2O、0.4molCO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。

①B容器中N2O的转化率随时间的变化关系是上图中的　　　　曲线。 

②要缩短曲线b对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O的平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取的措施是　　　　　　　　(答出1项即可)。 

③500℃该反应的化学平衡常数K=　　　　　　(用分数表示)。 

④实验测得该反应的反应速率v正=k正c(N2O)c(CO),v逆=k逆c(N2)c(CO2)。k正、k逆分别是正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。计算M处的= 

(保留两位小数)。

答案　(1)N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH=-362.8kJ/mol　反应未达到平衡时,在催化剂2催化下,反应的活化能更低,反应速率更快,经过相同反应时间N2O转化率更高

(2)①a　②缩小容器体积　③　④1.69

综合篇

【综合集训】

1.(2021微山第二中学高三开学考试,6)对于可逆反应2AB3(g)A2(g)+3B2(g)　ΔH>0,下列图像正确的是

(注:AB3%是混合气体中AB3的体积分数) (　　)

答案　D

2.(2020枣庄二模,12)在一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入1molA,发生2A(g)B(g)+C(g)反应。反应过程中c(C)随时间变化的曲线如图所示,下列说法不正确的是              (　　)

A.反应在0~50s的平均速率v(C)=1.6×10-3mol∙L-1∙s-1

B.该温度下,反应的平衡常数K=0.025mol∙L-1

C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(B)=0.09mol∙L-1,则该反应的ΔH<0

D.反应达平衡后,再向容器中充入1molA,该温度下再达到平衡时,A的转化率不变

答案　B

3.(2020德州二模,10)在2L恒容密闭容器中投入2molCO和1molO2,进行反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)。在相同的时间段(5min)内,测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是              (　　)

A.化学平衡常数:K(b)<K(c)<K(d)

B.a点,v(O2)=0.14mol·L-1·min-1

C.d点v正(CO)等于a点v正(CO)

D.50℃时,该反应的化学平衡常数K=160L·mol-1

答案　D

4.(2020济南高三期末,16)在1000K时,将4molCO2和8molH2充入2L密闭容器中,发生反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),容器中H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示,图中虚线表示仅改变某一反应条件时,H2的物质的量随时间的变化。回答下列问题:

(1)反应开始至a点时的平均反应速率v(H2)=　　mol·L-1·min-1。 

(2)曲线Ⅰ对应改变的条件是升温,则该反应ΔH　　0(填“>”或“<”)。 

(3)曲线Ⅱ对应改变的一个条件可能是　　　　　　　　　　　　(写出一条即可)。 

(4)1000K时,该反应的化学平衡常数为　　　mol-2·L2。 

(5)下列叙述中能说明该反应已达到化学平衡状态的是　　　(填标号)。 

A.容器内CH4和H2O的浓度之比为1∶2

B.4v正(CO2)=v逆(H2)

C.容器内压强保持不变

D.混合气体的密度保持不变

答案　(1)1　(2)<　(3)增大压强或增大二氧化碳浓度

(4)1.35　(5)BC