湖北省襄阳市襄州二中2022届高三化学高考备考二轮复习化学反应速率与化学平衡专项训练

化学反应速率与化学平衡
一、单选题（15题）
1．下列实验操作正确的是
A．中和热测定时，用浓硫酸代替盐酸与NaOH溶液反应
B．用25mL碱式滴定管准确量取25.00mL KMnO4标准溶液
C．用玻璃棒蘸取0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液点在用水湿润的广泛pH试纸上，测定该溶液的pH=3.2
D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象
2．H2S是一种高毒性、高腐蚀性的气体污染物。最新研究表明，在多孔炭材料上搭载活性组分催化氧化脱硫效果明显优于传统的吸附法，其反应机理如图所示，此时H2S在水中浓度为0.34g/L。下列有关说法不正确的是       

A．活性炭的作用为吸附剂和降低反应的活化能
B．H2S的一级电离常数为10-8
C．该反应的总反应方程式为：
D．温度愈高，多孔炭材料催化氧化脱硫的效果一定愈好
3．甲、乙、丙三个体积为VL的容器，在甲、乙、丙中分别加入不同量的A和B，发生反应A(g)+2B(g)⇌ C(s) +Q(Q>0)，T1℃时，该反应的K=0.25，下表是T1°C时，t1时刻的A和B的浓度，下列说法正确的是

A
B
甲
4mol/L
1mol/L
乙
3mol/L
6mol/L
丙
1mol/L
2mol/L

A．此时，甲中V正>V逆
B．平衡时，乙和丙容器内气体的密度不相等
C．平衡时，降低温度，可使乙中c(A)=3mo1/L
D．连通甲和丙，达到平衡后，c(A)0)。对该反应达到平衡后，以下分析正确的是
A．增加n(HCl)，逆反应速率先减小后增大
B．体积不变加入稀有气体，对正反应的反应速率影响更大
C．压强不变加入稀有气体，对正反应的反应速率影响更大
D．如果平衡常数K值增大，对正反应的速率影响更大
6．某可逆反应为2X(g)═3Y(g)+Z(g)，混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示：下列推断正确的是

A．升高温度，该反应平衡常数K减小
B．压强大小有P3＞P2＞P1
C．平衡后加入高效催化剂使Mr增大
D．在该条件下M点X平衡转化率为
7．甲和乙两同学在同样的实验条件下，用同样的实验仪器和方法步骤进行中和热测定实验，实验试剂及用量如表所示。下列关于该实验的说法错误的是
实验者
反应物
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
中和热/kJ·mol-1
甲
1.0mol·L-1 HCl溶液50mL、1.1mol·L-1NaOH溶液50 mL
18.0
25.8
△H1
乙
1.0mol·L-1 HCl溶液50mL、1.1mol·L-1氨水50 mL
18.0
25.3
△H2

A．两组实验的离子方程式均为H＋＋OH-=H2O
B．中和热测定实验成功的关键是减少实验过程中热量的损失
C．正常情况下，甲同学实验中中和反应起始速率大于乙同学
D．两组实验中碱均过量，其目的是让酸反应完全
8．已知：25℃，   (HA、HB为两种一元酸)。且该过程正向自发，下列说法正确的是
A．由于此过程，故定比HA能量更低，更稳定
B．相同情况下，相对于，的水解能力更强
C．纯HA加水稀释过程中，先增大后减小
D．该过程一定大于0，且其大小是决定此过程是否能够自发的主要因素
9．甲醇羰基化制乙酸的催化剂为可溶性铱配合物(主催化剂)和碘化物(助催化剂)，利用铱配合物[Ir(CO)2I2]-催化甲醇羰基化的反应历程如图所示(其中Me—CH3，Ac—COCH3)。下列说法正确的是


A．Ir的成键数目在反应历程中没有发生变化
B．HI是反应过程中的催化剂
C．CO分压对反应速率没有影响
D．存在反应[Ir(CO)2I3(CH3)]7+CO=Ir(CO)3I2(CH3)+I
10．理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是

A．HNC比HCN稳定
B．该异构化反应的
C．使用催化剂，可以改变反应的反应热
D．升高温度，该反应正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度
11．在容积一定的密闭容器中，加入一定量的CO(g)和(g)，发生反应，平衡状态时(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示，下列说法中错误的是

A．该反应的
B．若该反应在、时的平衡常数分别为、，则
C．在时，若反应体系处于状态D，则此时一定有
D．在时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态
12．我国科学家实现了在铜催化剂条件下将转化为三甲胺。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是

A．该历程中最小能垒的化学方程式为
B．该历程中最大能垒(活化能)为0.93eV
C．该反应的热化学方程式为   
D．增大压强或升高温度均能加快反应速率，并增大DMF平衡转化率
13．甲醇脱氢可制取甲醛，反应原理为，甲醇的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示(已知反应在1L的密闭容器中进行，甲醇的初始物质的量为1mol)。下列有关说法正确的是

A．脱氢反应的
B．600K时，Y点：
C．要实现从Y点到Z点的变化可通过增大压强的方法
D．在时，该反应的平衡常数为8.1
14．我国学者在CO2加氢制甲醇反应机理方面取得重要进展，反应机理如图(图中带*的微粒为中间产物或过渡态)所示，下列有关说法错误的是


A．反应③属于中和反应
B．反应②可表示为：
C．总反应中断裂与形成的共价键类型不同
D．Cu-ZnO-ZrO2的使用可使活化分子数、活化分子百分数增加
15．研究反应2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △HKb D．若使用催化剂，则b点向上移动
二、原理综合题（4大题）
16．CO2是一种常见的温室气体，现已开发多种科学利用方法，变废为宝。
(1)Sabatier法处理：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)，现将原料气按一定投料比加入恒容密闭容器中发生Sabatier反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。

下列措施能提高CO2转化率的是 _______(填标号)。
A．适当减压   B．增大催化剂的比表面积   C．反应器前段加热，后段冷却     D．提高原料气中CO2所占比例   E.合理控制反应器中气体的流速
(2)①Bosch法处理：CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) ∆H。已知：CO2(g)和H2O(g)的生成焓为：-394kJ/mol，-242kJ/mol。则∆H=_______kJ/mol。(生成焓是一定条件下，由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热。)若要此反应自发进行 _______。(填“高温”或“低温”)更有利。
②Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是 _______。
③350℃时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应，若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃)，测得反应过程中压强随时间的变化如表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
压强/p(MPa)
6.00
5.60
5.30
5.15
5.06
5.00
5.00

350℃时Bosch反应的Kp=_______(Kp为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数×体系总压)。
④反应的速率方程：，(k是速率常数，只与温度有关)。时，_______(填“”“”或“”)
17．NOx是造成大气污染的主要物质，现在工业上脱硝有多种方法。用焦炭还原法将其转化为无污染的物质也可进行脱硝。已知：
①   
②   
③   
回答下列问题：
(1)用焦炭还原生成无污染气体的热化学方程式为___________。
(2)在一定温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的和足量的焦炭，反应过程中测得各容器中c(NO)(mol/L)随时间c(s)的变化如下表：(已知：三个容器的反应温度分别为T甲=400℃、T乙=400℃、T丙=a℃)
时间





甲
2.00
1.50
1.10
0.80
0.80
乙
1.00
0.80
0.65
0.53
0.45
丙
2.00
1.45
1.00
1.00
1.00

甲容器中，该反应的平衡常数K=___________，丙容器的反应温度a___________(填“＞”“＜”或“=”)400℃。
(3)已知：，。相同条件下，在密闭容器内，选用不同的催化剂进行反应，产生的量随时间的变化如图所示：

①在催化剂的作用下的___________。
②该反应活化能、、由小到大的顺序是___________。
③下列说法不正确的是___________(填字母)。
a．使用催化剂达平衡时，值更大
b．升高温度可使容器内气体颜色加深
c．单位时间内形成键与键的数目相等时，说明反应已经达到平衡
d．若在恒容绝热的密闭容器中反应，当平衡常数不变时，说明反应已经达到平衡
18．中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力，以为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。
(1)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：        
副反应：             
①已知       ，则燃烧的热化学方程式       ___________
②500℃时，向1L恒容密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得，体系压强为，则0～20min内，___________，平衡时选择性=___________(选择性= ×100％，保留3位有效数字)。
(2)已知催化加氢合成乙醇的反应原理为：   ，设m为起始时的投料比，即。

①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为___________。
②图2中、、从大到小的顺序为___________。
③该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arhenius经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能___________。当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是___________。
19．将燃煤废气中的二氧化硫富集后进行催化氧化可得到三氧化硫。
(1)标准摩尔生成焓(ΔfH)是指在标准状态下，各元素最稳定单质生成标准状态下1mol某纯物质的热效应。由表中数据，推测SO3(1)的ΔfH___________(填“＞”、“＜”或“=”)-395.7kJ·mol-1，写出SO2(g)与O2(g)生成SO3(g)的热化学方程式___________。
物质
O2(g)
SO2(g)
SO3(g)
ΔfH/kJ·mol-1
0
-296.8
-395.7

(2)将含有SO2的废气与空气混合后，分别在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa的压强下发生反应，测得SO2平衡转化率α随温度的变化如图1所示，推测p1=______MPa，依据是______。图2表示在转化率为0.90时的反应速率v与转化率、反应温度的关系。说明在各种转化率下，都有一个反应速率的最大值，该值对应的温度为最佳温度。保持其它条件不变，当转化率为0.99时，对应的最大反应速率______9(填“＞”或“＜”，下同)，最佳温度______490℃。


(3)将体积分数是8.0％的SO2、10％的O2和82％的其它气体(不参与反应)组成的混合气体通入反应器，在温度t，压强0.1MPa下发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。平衡时，若SO2转化率为x，则SO3分压为______MPa(列式即可，下同)，平衡常数Kp=______MPa-1(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

参考答案：
1．D
A．浓硫酸溶于水放热，导致中和热的测定不准确，故A错误；
B．碱式滴定管不能量取强氧化性的溶液，KMnO4溶液有强氧化性，所以不能用碱式滴定管量取KMnO4溶液，故B错误；
C．广泛pH试纸只能测出整数的pH，不能测出pH=3.2，故C错误；
D．其他条件如浓度、温度等相同，第二支试管中加入了催化剂FeCl3溶液，在第一支试管中加入了和FeCl3等体积的水，保证了浓度相等，可以探究催化剂对H2O2分解速率的影响，故D正确；
故选D。
2．D
A．由题给信息可知，多孔活性炭可作吸附剂，搭载活性成分做反应的催化剂可降低反应的活化能，故A正确；
B．由题意可知，氢硫酸溶液的浓度为=0.01mol/L，由图可知，溶液中氢离子和氢硫酸根离子的浓度均为10—5 mol/L，则氢硫酸的一级电离常数为Ka1===10-8，故B正确：
C．由图可知，该反应的总反应为氢硫酸溶液与氧气反应生成硫沉淀和水，反应的方程式为，故C正确；
D．温度过高，催化剂活性会降低甚至失活、且硫化氢和氧气在水中的溶解度降低，气体逸出会降低脱硫效果，故D错误；
故选D。
3．D
A．此时，甲中，反应达到平衡状态，V正=V逆，故A错误；
B．投料比等于系数比，则A、B平衡浓度比也等于系数比，设平衡时，乙中A的浓度为x mol/L、B的平衡浓度为2x mol/L；丙溶液中A平衡的浓度为y mol/L、B的平衡浓度为2y mol/L；平衡常数相等， ，所以x=y，乙和丙容器内气体的密度相等，故B错误；
C．若平衡时乙中c(A)=3mo1/L，则c(B)=6mo1/L，，正反应放热，降低温度，平衡正向移动，平衡常数大于0.25，故C错误 ；
D．连通甲和丙，则A的起始浓度为2.5mo1/L、B的起始浓度为1.5mo1/L，，平衡正向移动，达到平衡后，c(A)
【解析】
(1)
A．该反应是气体体积减少的反应，适当减压，使平衡向逆反应方向进行，CO2的转化率降低，故A不符合题意；
B．增大催化剂的比表面积，可以增加反应的活性位点，提高气相与固相的接触界面，对平衡移动无影响，CO2的平衡转化率不变，故B不符合题意；
C．根据图像可知，虚线表示平衡曲线，随着温度升高，水的物质的量分数降低，说明该反应为放热反应，反应器前段加热，可以缩短反应达到平衡的时间，后半段降低温度，平衡向正反应方向进行，CO2的平衡转化率增大，故C符合题意；
D．提高原料气中CO2所占比例会促使H2的转化率增加，但CO2的转化率降低，故D不符合题意；
E．合理控制反应器中气体的流速有利于增加反应器的接触时间，使反应更充分，促使CO2的转化率提高，故E符合题意；
答案为CE；
(2)
①方法一：根据生成焓的定义，①生成CO2的热反应方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)     ΔH=-394kJ/mol，②生成H2O(g)的热化学反应方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(g)     ΔH=-242kJ/mol，根据盖斯定律，得出2×②－①ΔH=[2×(-242kJ/mol)－(-394kJ/mol)]=-90kJ/mol；
方法二：单质生成焓为0，利用ΔH=生成物生成焓的总和－反应物生成焓的总和，即ΔH=[2×(-242kJ/mol)－(-394kJ/mol)]=-90kJ/mol；
由于该反应放热，所以低温有利于反应向正反应方向进行；
故答案为-90kJ/mol；低温；
②Bosch反应的活化能高，需要在高温下才能启动；故答案为反应的活化能高；
③起始时总压强为6.00MPa，利用相同条件下压强之比等于物质的量之比，即H2的分压为4pMPa，CO2的分压为2pMPa，50min时反应达到平衡，压强变化了pMPa，即达到平衡时CO2的分压为pMPa，H2的分压为2pMPa，H2O的分压为2pMPa，Kp==；故答案为；
④当反应达到平衡时，v正=v逆，即k正·c(CO2)·c2(H2)=k逆·c2(H2O)，即==K，20min时未达到平衡，反应向正反应方向进行，因此有＞；故答案为＞。
17．(1)   
(2)     (或0.5625)     ＞
(3)               a
【解析】
(1)
①   
②   
③   
由盖斯定律（①＋③－②）÷2得到化学反应方程式
故正确答案：   
(2)
甲容器中30s达到平衡：
                       起始量：2                              0            0
                      转化量：1.2                           0.6          0.6
                      平衡量：0.8                           0.6          0.6
平衡常数：，从表中数据可知，丙容器和甲容器起始量相同，丙达平衡的时间比甲短，说明丙反应比甲快，故温度比甲高。
故正确答案：(或0.5625)；＞
(3)
①由图象可知，在催化剂A的作用下4min时，n(N2)=3.5mol，则v(N2)=（3.5÷4÷2）mol/(L·min)= 0.4375mol/(L·min)，由方程式：，根据速率之比等于化学计量数之比，则。
②由图象可知，相同时间内生成的N2的物质的量A>B>C，相同时间内生成的N2越多，说明反应速率越快，则活化能越低，该反应活化能 Ea(A)、Ea (B)、Ea (C)由小到大的顺序是。
③a．ΔH值大小与是否使用催化剂无关，故a错误；
b．正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，NO2浓度增大，容器内气体颜色加深，故b正确；
c．单位时间内形成N-H键与O-H键的数目相等时，即单位时间内生成8个NH3，同时生成12个H2O时，说明正、逆反应速率相等，反应已经达到平衡，故c正确；
d．平衡常数只与温度有关，当平衡常数不变时，说明温度不变，说明反应已经达到平衡，故d正确。
故正确答案：；；a
18．(1)          0.1     66.7％
(2)               31     使用更高效的催化剂(或增大催化剂比表面积)
【解析】
(1)
由盖斯定律可知，==；
②初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得，则H2O的物质的量为5mol，体系压强为，相同条件下压强比等于物质的量比，则反应后总的物质的量为（4+12）×=12mol；
设主反应消耗的物质的量为x，则消耗的物质的量为4x，生成、的物质的量分别为x、2x；
则副反应生成的物质的量为5 mol -2x；则副反应生成的物质的量为mol 5-2x，消耗、的物质的量分别为5 mol -2x、5 mol -2x；
则反应后总的物质的量为：
4 mol -x-(5 mol -2x)+12 mol -4 x-(5 mol -2x)+ x+（5 mol -2x）+5 mol =12 mol
解得x =2mol；
则0～20min内，，平衡时选择性=；
(2)
①反应为放热反应，其它条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率下降，结合图可知，图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为T3>T2>T1；
②其它条件相同时，增加氢气的量，会促进二氧化碳的转化，提高二氧化碳的转化率，则图2中、、从大到小的顺序为>>。
③，作为活化能为直线斜率的相反数，a的斜率为，故31；当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，b的斜率的相反数减小，则反应的活化能减小，故实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂(或增大催化剂比表面积)。
19．(1)     ＜     2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-197.8kJ·mol-1
(2)     P1>P2>P3     5.0MPa     P3即P1为5.0MPa ，根据反应热化学方程式，该反应放热，升温逆向移动，降温正向可提高反应的转化率，来判断最佳温度和反应速率；
（3）设SO2(g)、O2(g)和其它气体(不参与反应)共100mol，根据三行式可求得反应平衡时，各种物质物质的的量，根据分压=总压×物质的量分数，可求得分压，再根据Kp=进行计算；
(1)
标准摩尔生成焓(ΔfHθm)SO3(g)=-395.7kJ·mol-1，又因SO3(g)=SO3(1)放热，SO3(1)的ΔfHθm＜-395.7kJ·mol-1，根据表格中的数据可知①S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔfHθm=-296.8kJ·mol-1，②S(s)+O2(g)=SO3(g)ΔfHθm=-395.7kJ·mol-1，③2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H，根据盖斯定律可知 ③=2×②-2×①，△H =2×(-395.7kJ·mol-1)-2×(-296.8kJ·mol-1)-0=-197.8kJ·mol-1，反应的热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-197.8kJ·mol-1；
(2)
温度一定时增大压强平衡正向移动导致二氧化硫转化率增大，根据图知，压强：P1>P2>P3即P1为5.0MPa；
根据反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-197.8kJ·mol-1，升温平衡逆向移动，转化率0.90