化学反应速率和化学平衡 2022版高考化学二轮专题冲刺指导方案

这是一份　化学反应速率和化学平衡 2022版高考化学二轮专题冲刺指导方案，共22页。试卷主要包含了5%的M转化为Z，已知某密闭容器中发生反应等内容，欢迎下载使用。
真题·考情
省市 卷
1.
[2021·湖南卷](双选)已知：A(g)＋2B(g)⇌3C(g) ΔHφ(Ⅰ)
D．平衡常数K：K(Ⅱ)②
B.平衡时体系压强：p1∶p2＝5∶4
C.若容器体积V1>V3，则Qv(N)
C．250 ℃左右催化剂的催化效率最高
D．温度越高，CO2的体积分数越高
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热点知识必备
一、判断平衡状态的两种方法
1．动态标志：v正＝v逆≠0
(1)同一物质：v生成＝v消耗
(2)不同物质：①必须是异向速率；②速率数值比等于化学计量数比；
(3)v正或v逆不变
2．静态标志：各种“变量”不变
(1)混合气体中各物质的质量、物质的量、浓度不变
(2)混合气体中各物质的百分含量(物质的量分数、体积分数、质量分数)不变
(3)温度、压强、密度、颜色不变
总之，若“变量”不变，则该可逆反应达到平衡状态，若该量为“恒量”，则不能判断。
(4)静态标志分析判断平衡状态要注意关注以下几点：
①关注反应容器特点：恒容恒温、恒压恒温、绝热恒容
②关注反应本身特点：等体积还是非等体积反应、反应中是否有固体、反应中只有一端有气体
③关注投料比：投料比是否等于化学计量数比
二、化学平衡移动的判断方法
1．依据勒夏特列原理判断：通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
(1)若外界条件改变，引起v正>v逆，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；
(2)若外界条件改变，引起v正K，平衡逆向移动；
(2)若Q＝K，平衡不移动；
(3)若Qp＋q，且ΔH>0
(1)图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；
(2)图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；
(3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。
2．恒压(温)线
反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。
3．特殊类型图像
(1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔHv逆；则L线的右下方(F点)，v正生成物的总能量
C．为了使该反应的K增大，可以在其他条件不变时，增大c(CO)
D．1 000 ℃下Fe2O3与CO反应，t min达到平衡时c(CO)＝2×10－3 ml·L－1，则用CO表示该反应的平均速率为2×10-3t ml·L－1·min－1
3．将FeCl3溶液和KI溶液混合，发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)⇌2Fe2＋(aq)＋I2(aq)。下列各项能判断上述可逆反应达到平衡状态的是( )
A．溶液颜色不再变化
B．c(K＋)不再变化
C．c(Fe3＋)与c(Fe2＋)之和不再变化
D．v正(I－)＝2v正(I2)
4.已知某密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g)⇌mZ(g) ΔHb>c
题型10 化学反应速率和化学平衡
真题·考情
省市卷
1．解析：该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3 ml C，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3 ml C，相当于加入1 ml A和2 ml B，则状态Ⅱ相当于起始投料为2 ml A和5 ml B，若是投料为2 ml A和6 ml B与状态Ⅰ等效，即状态Ⅱ相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正确；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D错误。
答案：BC
2．解析：由题图知，a起始浓度最大，在整个反应过程中浓度一直减小，所以a代表c(X)随t的变化曲线，A说法正确；t1时，三条曲线相交，三种物质的浓度相等，B说法正确；结合题给反应判断，先增加后减小的是c(Y)随t变化的曲线，一直增大的是c(Z)随t变化的曲线，t2时，c(Y)在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C说法正确；由题图知，t3后，只有Y和Z，X完全反应，结合反应①②可得出c(Z)＝2c0－2c(Y)，D说法错误。
答案：D
3．解析：0～30 min时间段内，Δc(Z)＝0.125 ml·L－1，Δc(M)＝0.500 ml·L－1－0.300 ml·L－1＝0.200 ml·L－1，反应①中Δc(M)＝0.200 ml·L－1－0.125 ml·L－1＝0.075 ml·L－1，则Δc(Y)＝0.075 ml·L－1，v(Y)＝ΔcYt＝0.075 ml·L-130 min＝2.5×10－3 ml·L－1·min－1，A说法错误；反应①、②速率之比为v1v2＝k1c2Mk2c2M＝k1k2，为定值，则Y、Z的浓度变化量之比也为定值，故反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变，B说法正确；由上述分析可知，v1v2＝k1k2＝0.075 ml·L-10.125 ml·L-1＝35，如果反应能进行到底，反应结束时①、②的转化率之比为3∶5，因此有58(即62.5%)的M转化为Z，C说法正确；结合C选项，反应①的速率小于反应②的速率，所以反应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。
答案：A
4．解析：由题给表格数据可知，反应20 min时，过氧化氢的物质的量为(0.8－0.4) ml·L－1×0.05 L＝0.02 ml，根据反应方程式可得生成氧气的物质的量为0.01 ml，即体积为224 mL(标准状况)，A说法正确；20～40 min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40－0.20)ml·L－1＝0.20 ml·L－1，则这段时间内的平均速率v＝Δct＝0.20 ml·L-120 min＝0.010 ml·L－1·min－1，B说法正确；其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越快，随着反应的进行，过氧化氢的浓度逐渐减小，所以第30 min时的瞬时速率大于第50 min时的瞬时速率，C说法错误；I－在反应中的作用是做催化剂，H2O2分解酶或Fe2O3也可以催化过氧化氢的分解，D说法正确。
答案：C
5．解析：结合图像可知，1，4­加成产物的能量比1，2­加成产物的能量低，即1，4­加成产物比1，2­加成产物稳定，A项正确；结合题图和题中信息只能判断不同温度下1，3­丁二烯发生1，2­加成反应和1，4­加成反应的倾向，不能判断1，3­丁二烯的转化率，B项错误；温度升高，1，2­加成反应和1，4­加成反应的正反应速率均加快，C项错误；由0℃升温至40℃时，1，3­丁二烯发生的反应由以1，2­加成为主变为以1，4­加成为主，即1，2­加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，D项正确。
答案：AD
6．解析：本题考查化学平衡及其移动知识的综合应用，考查的化学学科核心素养是变化观念与平衡思想。升高温度有利于题中第一个反应正向进行，有利于提高CH4的平衡转化率，但增大压强有利于题中第一个反应逆向进行，不利于提高CH4的平衡转化率，A项错误；由题述反应及起始反应物的物质的量比可知，平衡时CO2的转化率比CH4的高，则曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化，B项正确；使用催化剂只能加快化学反应速率，对化学平衡无影响，即曲线A和曲线B不能相重叠，C项错误；恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，通过增大n(CO2)或减小压强继续反应，可以使CH4的转化率从X点提高到Y点，D项正确。
答案：BD
7．解析：本题考查化学平衡知识，考查的化学核心素养是变化观念与平衡思想。测定NO2的相对分子质量时，N2O4越少越好，即使平衡逆向移动。正反应是气体分子数减小的放热反应，要使平衡逆向移动，需减小压强、升高温度，则选D项。
答案：D
8．解析：本题考查化学反应及能量变化，考查的化学学科核心素养是变化观念与平衡思想。氢气还原SiCl4制单质硅为吸热反应，ΔH>0，该反应为气体分子数增大的反应，ΔS>0，A项错误；反应的平衡常数为气态生成物浓度的幂之积与气态反应物浓度的幂之积的比值，B项正确；C项未指明H2所处的状态，无法用22.4 L·ml－1计算H2的体积，C项错误；反应的ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，D项错误。
答案：B
9．答案：D
10．解析：A项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误；B项，在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C项，若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，错误；D项，易知N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)＝3 ml×10%＝0.3 ml，因而Q1＝0.33×|ΔH|＝0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)＝2 ml×10%＝0.2 ml，Q2＝0.22×|ΔH|＝0.1|ΔH|，则Q1＝Q2，错误。
答案：B
11．解析：该反应在绝热容器中进行且为放热反应，当放出的热量不再变化时则可以判断反应为平衡状态，故A正确；反应在恒压下进行，压强一直不变，故B错误；断开H—H键和生成N—H键均指反应正向进行，故C错误；各物质的起始浓度未知，故由浓度比无法判断反应是否达到平衡，D错误。
答案：A
12．解析：容器2中反应物投入量相当于容器1中反应物投入量的2倍，平衡时，容器2中SO2的反应速率大，容器2中反应达到的平衡相当于容器1中反应达到平衡后加压，增大压强，平衡正向移动，则平衡时SO3的浓度：c2>2c1，A项错误；平衡常数仅与温度有关，容器3中温度高，而该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>K3，容器1和容器2中温度相同，投料量不同，平衡时p22c1，c1>c3，故c2>2c3，假设容器2中投入2 ml SO3且保持容器2和容器3的反应温度相同，则两容器中的反应达到的平衡完全等效，则有α2(SO3)＋α3(SO2)＝1，现在相当于对容器2加压并降低温度，该反应是气体分子数减小的放热反应，加压、降温均会使平衡正向移动，则α2(SO3)减小，所以α2(SO3)＋α3(SO2)p1，因此反应速率：②>①，A项错误；①与②比较，到达平衡时，平衡混合物的物质的量之比为5∶4，但V1与V2不等，因此平衡时体系压强：p1∶p2不等于5∶4，B项错误；若容器体积V1>V3、温度相同，则①与③比较，CO的转化率③>①，而现在CO的转化率相同，则可看作在这个基础上③的平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即逆向是吸热反应，C项正确；若实验②中CO和H2用量均加倍则可看作在②的基础上压缩体积，CO转化率增大，D项错误。
答案：C
题型角度3
【例3】 解析：升高温度，CO2的转化率减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，ΔHv(N)，B项正确，由题给图像可知250 ℃时，催化剂的催化效率最高，C项正确；温度越高，CO2的转化率越低，CO2的体积分数越高，D项正确。
答案：A
模考·精练
1．解析：粉碎硫铁矿是为了增大反应物的接触面积，从而加快化学反应速率，故A不符合题意；催化剂只影响化学反应速率，不能使平衡移动，则产物的产率不变，故B符合题意；溴易挥发，所以热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质，从而除去了不易挥发的杂质，则提高了Br2的纯度，故C不符合题意；母液循环使用，可以提高原料的利用率，故D不符合题意；故选B。
答案：B
2．解析：增加高炉的高度，不影响化学平衡移动，不会降低CO的含量，故A错误；由表中数据可知升高温度，该反应的平衡常数降低，所以该反应属于放热反应，反应物的总能量>生成物的总能量，故B正确；平衡常数只和温度有关，所以增大c(CO)不会改变K，故C错误；1 000 ℃下发生反应13Fe2O3(s)＋CO(g)⇌23Fe(s)＋CO2(g)，K＝cCO2cCO＝4，c(CO)＝2×10－3 ml·L－1，c(CO2)＝8×10-3 ml·L-1，因为方程式中CO和CO2的计量数相等，所以CO的平均速率为8×10-3t ml·L－1·min－1，故D错误。
答案：B
3．解析：A项，溶液颜色不再变化，说明Fe3＋、Fe2＋及I2的浓度不再变化，反应达到平衡状态；B项，钾离子浓度始终不变，因此c(K＋)不变不能用于判断反应是否达到平衡状态；C项，由铁元素守恒知，铁离子和亚铁离子的浓度之和始终不变，因此c(Fe3＋)与c(Fe2＋)之和不变不能用于判断反应是否达到平衡状态；D项，v正(I－)和v正(I2)同为正反应速率，v正(I－)＝2v正(I2)不能用于判断反应是否达到平衡状态。
答案：A
4．解析：正反应方向是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，Z的物质的量减少，X或Y的物质的量增大，符合图像，A项正确；使用催化剂不影响化学平衡，B项错误；相同容器和时间，物质的量变化的比等于化学计量数之比，即m＝2，反应前后气体化学计量数之和相等，增大压强，化学平衡不移动，C项错误；加入一定量的Z，Z的量增大，D项错误。
答案：A
5．解析：根据化学反应速率的数学表达式，v(M)＝0.3-0.1×10-315 ml·L－1·min－1＝1.33×10－5 ml·L－1·min－1，A项正确；实验①②不同的是温度，②的温度高于①，在相同的时间段内，②中M的浓度变化大于①，说明②中M的降解速率大，故B项正确；实验①③温度相同，③的pH大于①，在相同的时间段内，①中M浓度变化大于③，说明①的降解速率大于③，故C项正确；实验①④中M的浓度不同，0～15 min时间段内，④中M浓度变化小于①，说明M的浓度越小，降解速率越小，故D项错误。
答案：D
6．解析：曲线Ⅰ斜率大，反应速率大，是温度较高的情况，A错误；由图像可知曲线Ⅰ对应的平衡转化率明显比曲线Ⅱ小，因而B、C均错；d点对应的温度和反应物的浓度最大，b点与d点的温度相同但反应物的浓度小，b点与c点反应物的浓度相同，但温度高于c点，故D项正确。
答案：D
t/min
0
20
40
60
80
c/(ml·L－1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 ml SO2、
1 ml O2
4 ml SO3
2 ml SO2、
1 ml O2
平衡v正(SO2)/
ml·L－1·s－1
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/ml·L－1
c1
c2
c3
平衡体系总压强
p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
考情
考向
考点
考情1
化学反应速率
化学反应速率的判断
化学反应速率的计算
考情2
化学平衡
化学平衡的判断
化学平衡的计算
考情3
化学反应速率与平衡的综合应用
化学反应速率与平衡的实验分析
化学反应速率与平衡的图像分析
化学反应速率与平衡在工业生产中的应用
实验
温度
/℃
起始时
平衡时
n(CO)
/ml
n(H2S)
/ml
n(COS)
/ml
n(H2)
/ml
n(CO)
/ml
1
150
10.0
10.0
0
0
7.0
2
150
7.0
8.0
2.0
4.5
a
3
400
20.0
20.0
0
0
16.0
序号
温度/℃
容器体积
CO转化率
平衡压强/Pa
①
200
V1
50%
p1
②
200
V2
70%
p2
③
350
V3
50%
p3
选项
生产措施
目的
A
工业制硫酸：粉碎硫铁矿
提高反应的速率
B
合成氨：铁触媒作催化剂
提高产物的产率
C
海水提溴：热空气吹出Br2
提高Br2的纯度
D
侯氏制碱：母液循环使用
提高原料利用率
温度T/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数K
4.0
3.7
3.5
实验编号
温度/℃
pH
①
25
1
②
45
1
③
25
7
④
25
1