2022年高考化学三轮冲刺之回归教材06 化学反应速率与化学平衡练习题

这是一份2022年高考化学三轮冲刺之回归教材06 化学反应速率与化学平衡练习题，共21页。试卷主要包含了对化学反应速率计算公式的剖析，化学平衡状态的判断标志，化学平衡常数的全面突破，化学平衡计算模式，化学反应进行的方向复合判据，影响化学平衡的因素，等效平衡判断“四步曲”等内容，欢迎下载使用。
回归教材重难点06 化学反应速率与化学平衡

高考五星高频考点，2021年全国甲卷第28题、2021年全国乙卷第28题、2020年全国I卷第28题、2020年全国II卷第28题、2020年全国第III卷第28题、2019年全国I卷第28题、2019年全国II卷第27题、2019年全国第III卷第28题。

化学反应速率和化学平衡是重要的化学基本理论，是中学化学的重点和难点，也是考查学生能力的重要载体，是高考历久不衰的热点。化学平衡是包含溶解平衡、电离平衡、水解平衡等的一个平衡理论体系，而化学平衡则是这一体系的核心，是分析其他平衡移动的基础。高考对于化学平衡理论的考查主要侧重于平衡的判断，外界条件对平衡移动的影响以及平衡移动对物质浓度、转化率的影响等，近几年高考化学试题中均涉及到了有关平衡常数的计算和应用问题，预计后续高考中还会有这种题型。

1．对化学反应速率计算公式的剖析
v(B)＝＝
(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。
(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。
(4)对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零(注：总反应速率也可理解为净速率)。
2．分析有气体参与的化学反应的反应速率
(1)恒温时，压缩体积压强增大→气体反应物浓度增大反应速率增大。
(2)恒温恒容时
①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率增大。
②充入“惰性”气体总压强增大→气体反应物浓度未改变反应速率不变。
(3)恒温恒压时，充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。
3．外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。
(1)当增大反应物浓度时，v(正)瞬间增大，随后逐渐减小；v(逆)瞬间不变，随后逐渐增大；直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。
(2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。
(3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。
(4)升高温度，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。
(5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
4．化学平衡状态的判断标志
(1)原则
“体系中一个变化的物理量到某一时刻不再变化”，这个物理量可作为平衡状态的“标志”。
(2)等速标志
v正＝v逆是化学平衡状态的本质特征，对于等速标志的理解，要注意以下两个方面的内容：
①用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。
②用不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面：a.表示两个不同的方向；b.速率之比＝浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
(3)浓度标志
反应混合物中各组分的浓度不变是平衡状态的宏观表现，可逆反应中各组分的物质的量、浓度、百分含量、气体的体积分数一定时，可逆反应达到平衡状态。
(4)混合气体的平均相对分子质量()标志
①当反应物与生成物均为气体时：对于反应前后气体分子数不等的反应，为定值可作为反应达到平衡状态的标志；对于反应前后气体分子数相等的反应，为定值不能作为反应达到平衡状态的标志。
②若有非气体参与，无论反应前后气体的分子数是否相等，为定值一定可作为反应达到平衡状态的标志。
(5)混合气体的密度(ρ)标志
①当反应物与生成物均为气体时：在恒容条件下，无论反应前后气体分子数是否相等，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志；在恒压条件下，对于反应前后气体分子数相等的反应，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志，对于反应前后气体分子数不等的反应，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
②当有非气体物质参与反应时：对于恒容体系，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
(6)混合气体的压强标志
因为恒容、恒温条件下，气体的物质的量n(g)越大则压强p就越大，则无论各成分是否均为气体，只需要考虑Δn(g)。对于Δn(g)＝0的反应，当p为定值时，不能作为反应达到平衡状态的标志；对于Δn(g)≠0的反应，当p为定值时，可作为反应达到平衡状态的标志。
5．化学平衡常数的全面突破
(1)数学表达式：对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)来说，K＝。
注意：①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。例如：
CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　K＝c(CO2)
Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq) K＝
②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式亦不同。例如：
N2O4(g)2NO2(g)　K＝
N2O4(g)NO2(g)　K′＝＝
2NO2(g)N2O4(g)　K″＝＝
因此书写平衡常数表达式时，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。
(2)对于气体反应，写平衡常数表达式时，除可以用平衡时的物质的量浓度表示外，也可以用平衡时各气体的分压来表示。例如：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　Kp＝
其中：p(NH3)、p(N2)、p(H2)分别为NH3、N2、H2的平衡分压，某气体平衡分压＝平衡时总压×该气体的物质的量分数。
(3)平衡常数的意义
①平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，K＞105时，可以认为该反应已经进行完全。转化率也能表示反应进行的程度，转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。
②K的大小只与温度有关，与反应物或生成物起始浓度的大小无关。
(4)浓度商：可逆反应进行到某时刻(包括化学平衡)时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商(Q)。当Q＝K时，该反应达到平衡状态；Q＜K时，该反应向正反应方向进行；Q＞K时，该反应向逆反应方向进行。
6．化学平衡计算模式
对于反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。

(1)K＝
(2)c平(A)＝(mol·L－1)。
(3)α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。
(4)φ(A)＝×100%。
(5)＝。
7．化学反应进行的方向复合判据
ΔH
ΔS
ΔH－TΔS
反应情况
－
＋
永远是负值
在任何温度下过程均自发进行
＋
－
永远是正值
在任何温度下过程均非自发进行
＋
＋
低温为正高温为负
低温时非自发，高温时自发
－
－
低温为负高温为正
低温时自发，高温时非自发
8．影响化学平衡的因素
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
9．等效平衡判断“四步曲”
：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；
：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；
：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质；
：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。

1．(2021•北京卷)已知2NO2(g)N2O4(g)△H0，故A错误；B项，根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=，故B正确；C项，题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，故C错误；D项，△H=反应物键能总和－生成物键能总和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl) －2E(Si－Si)，故D错误；故选B。
7．(2020•江苏卷)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应
CH4(g)＋CO2(g)=2H2 (g)＋2CO(g) ΔH=247.1kJ·mol-1
H2(g)＋CO2(g)=H2O (g)＋CO(g) ΔH=41.2kJ·mol-1
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)：n(CO2)=1：1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )


A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B．曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D．恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值
【答案】BD
【解析】A项，甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故A错误；B项，根据两个反应得到总反应为CH4(g)＋2CO2(g) == H2(g)＋3CO(g) ＋H2O (g)，加入的CH4与CO2物质的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的转化率大于CH4，因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化，故B正确；C项，使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C错误；D项，800K时甲烷的转化率为X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D正确。故选BD。
8．(2022·湖北省部分学校高三质量检测)反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一、下列说法中正确的是( )
A．，的反应一定可以自发进行
B．根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，一定小于零
D．常温下，反应C(s)+ CO2(g)2CO(g)不能自发进行，该反应的ΔH＞0
【答案】D
【解析】A项，ΔG＜0，反应自发进行，由ΔG =ΔH -TΔS可知，若ΔH＞0，ΔS＞0，则在低温下ΔG可能大于0，反应非自发，A项错误；B项，反应的自发性只能判断反应的方向，不能确定反应的快慢，B项错误；C项，可逆反应正向进行时，由ΔG =ΔH -TΔS可知，若ΔH＞0，ΔS＞0且高温条件下正反应具有自发性，C项错误；D项，ΔH -TΔS＞0，反应非自发进行，反应ΔS＞0，满足ΔH -TΔS＞0，则ΔH＞0，D项正确；故选D。
9．(2022·辽宁省丹东市五校高三联考)NO2和N2O2存在平衡：2NO2 (g)N2O4(g) ΔH＜0。下列分析错误的是( )
A．断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量
B．1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol
C．恒容升温，由于平衡逆向移动导致气体颜色变深
D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深是平衡正向移动导致的
【答案】D
【解析】项，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量，故A正确；B项，平衡混合气体中含有二氧化氮和四氧化二氮，1mol二氧化氮中含有1mol氮原子，1mol四氧化二氮中含有2mol氮原子，则1mol二氧化氮和四氧化二氮混合气体中氮原子的物质的量一定大于1mol，故B正确；C项，该反应为放热反应，恒容条件下升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深，故C正确；D项，该反应为气体体积增大的反应，恒温时，缩小容积，混合气体浓度增大，气体颜色变深，气体压强增大，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，则恒温时，缩小容积，气体颜色变深是混合气体浓度增大导致的，故D错误；故选D。
10．(2022·河北省百师联盟高三第一轮复习联考)制水煤气的反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，现将一定量的原料充入一个容积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下使其发生反应，不能说明该反应达到化学平衡状态的是. ( )
A．CO与H2的物质的量之比不变 B．H2的体积分数不再发生变化
C．混合气体压强保持不变 D．混合气体的密度不变
【答案】A
【解析】A项，随着反应的进行，生成的CO与H2的物质的量之比始终为1 ： 1，因此不能说明达到平衡状态，A错误；B项，H2的体积分数即物质的量分数，随着反应进行H2的体积分数逐渐增大，当不变时说明达到平衡状态，B正确 ；C项，随反应的进行，气体的物质的量增大，达到平衡时气体的物质的量不变，混合气体压强不变，因此压强可作为平衡的标志，C错误；D项，由于反应物C为固体，随着反应进行，气体质量增大，反应容器体积一定，密度逐渐增大，当混合气体的密度不变时，为达到平衡的标志， D错误；故选A。
11．(2022·山东省高三第三次联考)一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l) +Cl2(g)达到平衡时，下列说法错误的是( )
A．该反应的平衡常数K=c(Cl2)
B．将容器体积压缩为原来一半，当体系再次达到平衡时，Cl2的浓度增大
C．减小氯气浓度，平衡正向移动，平衡常数不变
D．温度升高该反应的化学平衡常数K增大
【答案】B
【解析】A项，由化学方程式知，MgCl2和Mg为液态，其浓度是常数，不能写入平衡常数的表达式中，所以该反应的平衡常数K=c(Cl2)，A正确；B项，该反应的平衡常数表达式为K=c(Cl2)，将容器体积压缩为原来一半，当体系再次达到平衡时，因温度不变，则K值不变，所以c(Cl2)也不变，B错误；C项，反应的平衡常数只与温度有关，减小产物浓度，平衡正向移动，但平衡常数不变，C正确；D项，Mg在氯气中燃烧为放热反应，则MgCl2(l)分解生成Cl2(g)和Mg(l)为吸热反应，ΔH>0，温度升高平衡向正反应方向移动，反应的平衡常数K变大，D正确；故选B。
12．(2022·江苏省常州市部分重点中学高三期中)氨是化肥生产工业的重要原料。传统的Haber—Bosch法目前仍是合成氨的主要方式，反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，其生产条件需要高温高压。近来电催化氮气合成氨因节能、环境友好等优势，受到广泛关注，下列有关Haber-Bosch法合成氨反应的说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0、ΔS＜0
B．将氨气及时液化分离可加快化学反应速率
C．当2v(H2)正=3v(NH3)逆时，反应达到平衡状态
D．提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数
【答案】C
【解析】A项，由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应可知，该反应是一个化合反应，为放热反应，ΔH＜0，该反应是一个气体体积减小的反应，ΔS＜0，故A错误；B项，将氨气及时液化分离，减小生成物浓度，平衡正向移动，反应速率减小，故B错误；C项，速率之比等于方程式系数比，当2v(H2)正=3v(NH3)逆时，表示正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D项，由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应可知，提高体系的压强，平衡正向移动，但化学平衡常数只是温度的函数，温度不变，化学平衡常数不变，故D错误；故选C。
13．(2022·山东省实验中学高三第二次诊断考试)人体内的血红蛋白(Hb)可与O2结合，更易与CO结合使人体中毒，涉及原理如下：
①
②
③
下列说法错误的是( )
A．的数值范围是>1
B．反应①、②在一定温度下均可能自发进行
C．刚从平原到高原时，人体血液中c(HbO2)将降低，使人体因缺氧而不适
D．将CO中毒的人转至高压氧仓中治疗，反应③平衡逆向移动而缓解症状
【答案】A
【解析】A项，根据盖斯定律，反应③=反应②-反应①，则ΔH3=ΔH2-ΔH1