2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学反应速率与化学平衡

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1．（2023春·广东惠州·高三惠州一中校联考阶段练习）下列关于化学反应速率的说法正确的是
A．的反应速率一定比的反应速率大
B．其他条件不变，增大压强，化学反应速率越快
C．使用催化剂可改变反应速率是因为提高了反应活化能
D．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增大了反应物分子中活化分子百分数
2．（2023春·广西玉林·高三博白县中学校考期中）在密闭容器中，反应　，达到如下图甲平衡，在仅改变某一条件后达到乙平衡，对改变的条件下列分析正确的是
  
A．图Ⅰ是增大反应物的浓度
B．图Ⅱ一定是加入催化剂的变化情况
C．图Ⅲ是增大压强
D．图Ⅲ是升高温度
3．（2023·浙江·校联考模拟预测）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为；。反应的速率，反应的速率，式中、为速率常数。图甲为该体系中、、浓度随时间变化的曲线，图乙为反应和的曲线。下列说法正确的是

A．随的减小，反应的速率不断下降，而反应的速率不断增大
B．由图甲可知，某时间段体系中可能存在如下关系：
C．欲提高的产率，需降低反应温度且控制反应时间
D．温度高于时，总反应速率由反应决定
4．（2023春·湖北·高三校联考专题练习）已知反应：。在和下，容积均为2L的密闭容器中，气体X的浓度与反应时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A．容器内压强不变时，可以判断反应已达到平衡状态
B．a、b、c三点气体X的平均反应速率大小：
C．，反应进行1h时，的体积分数为
D．其他条件相同时，下X的平衡转化率：
5．（2022春·辽宁大连·高三大连市第二十三中学校联考期中）低温脱氮技术可用于处理废弃中的氮氧化物。发生的化学反应为：。在恒容密闭容器中，下列说法正确的是
A．其他条件不变，减小压强，平衡正向移动，方程式中的Q值增大
B．其他条件不变，使用高效催化剂，可以提高处理效率
C．4mol氨气与足量的NO充分反应，放出的热量为QkJ
D．该反应是放热反应，升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减少，平衡逆向移动
6．（2023·山东滨州·统考二模）炼油、石化等工业会产生含硫(-2价)废水。一种在碱性条件下处理含硫废水的反应过程如图，其中为催化剂，附着在催化剂载体聚苯胺的表面。下列说法错误的是

A．转化a中化合价发生变化的元素仅有S和O
B．转化c是该过程的第一步反应
C．一段时间后催化效率会下降，原因可能是生成的S覆盖在催化剂表面或进入催化剂空位处
D．该反应过程的总方程式为：
7．（2023·辽宁·校联考一模）恒容密闭容器中发生反应，在不同时间下改变反应条件，各物质物质的量的变化如下图所示，已知在时刻是升高温度所引起的物质的量改变，下列说法错误的是
  
A．该反应
B．在时刻改变的条件可能是减小压强
C．加入催化剂平衡正向移动
D．若使A的转化率增大，可以加入一定量的B物质
8．（2023·浙江·校联考三模）标准状态下，气态反应物、生成物及活化分子[A(B)表示“A＋B→产物”的活化分子]的相对能量如表所示：
物质








相对能量/
91.3
33.2
-296.8
-395.7
0
142.7
237.2
-96.1
下列说法不正确的是
A．    
B．反应不能自发进行
C．相同条件下，比速率快
D．1mol (g)的总键能大于1mol NO(g)总键能
9．（2023春·广东广州·高三广州市第二中学校考期中）可逆反应：在一恒温恒容的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用、、的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑦混合气体的压强不再改变的状态
⑧
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦
C．①③④⑤ D．③④⑤⑥
10．（2023·河北沧州·统考二模）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。用丙烷直接催化脱氢容易造成积碳，降低催化剂的稳定性，该反应在不同压强(0.1MPa、0.01MPa)下，丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化的关系如图(a)所示；科学家最新研究用氧化脱氢，机理如图(b)所示。下列说法错误的是

A．丙烷直接催化脱氢的反应条件：高温低压
B．A点的平衡常数
C．与直接脱氢相比，用氧化脱氢制丙烯的优点之一是消除积碳
D．直接脱氢与氧化脱氢制得等量的丙烯转移电子数相同
11．（2023·河北沧州·统考二模）实验小组探究对的影响。已知(黄色)。将1mL 0.01mol/L 溶液与3mL 0.01mol/L KSCN溶液混合，得到红色溶液，将该红色溶液分成三等份，进行如下实验1、2、3，下列说法正确的是

A．实验1加入水的目的是验证浓度改变对平衡的影响
B．实验2和实验3实验现象相同，变色原理也相同
C．本实验可证明与的配位能力比与配位能力更强
D．实验2中盐酸的浓度c大于3mol/L
12．（2023·广东·统考二模）我国科学家合成了一种新型Au15/MoC材料，实现了低温催化水煤气变换。反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，TS指过渡态。下列有关说法不正确的是

A．温度一定时，加压无法提高平衡转化率
B．分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的
C．反应历程中活化能最大的一步为CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H*
D．该过程有极性键的断裂和生成
13．（2023春·天津河西·高三统考期中）一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：，开始时加入4molA、6molB、2molC，在2min末测得C的物质的量是4mol。下列叙述正确的是
A．用A表示平均反应速率为
B．反应前后压强不变
C．恒容充入He，反应速率增大
D．2min末B的浓度为
14．（2023·江苏镇江·江苏省镇江第一中学校考一模）Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH，研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下：
反应i：2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2(g)
反应ii：2CuCl(s)+O2(g)2CuO(s)+Cl2(g)
反应iii：……
下列关于Deacon催化氧化法制Cl2的说法正确的是
A．反应i增大压强，达新平衡后Cl2浓度减小
B．反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH>0
C．由反应过程可知催化剂参与反应，通过改变反应路径提高平衡转化率
D．推断反应iii应为CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)

二、原理综合题
15．（2023·辽宁·校联考模拟预测）环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂。在液相有机体系中，可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得，体系中同时存在如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
已知：
①敞口容器可看成恒压装置，体系压强在反应过程中与大气压()相等；
②反应中产生的物质的量相对于空气中很少，故可忽略不计，空气中的体积分数约为0.04%；
③气体和液体共存于同一体系，如在溶剂E中发生的反应，其平衡常数表达式可表示为[为气体分压，为液相体系中物质的物质的量分数，]。
回答下列问题：
(1)反应I、Ⅱ、Ⅲ的焓变随温度T的变化如图所示。据图判断，表示反应I的焓变曲线为________(填“”“”或“”)。

(2)为研究上述反应的平衡关系，向敞口反应容器中加入1.0molDMC和1.0molGL，控制温度为℃。平衡时，测得液相体系中GLD的物质的量分数，反应Ⅱ的平衡常数，平衡时GLD的产率=________%，体系放出热量=________kJ，反应I各组分以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数________。
(3)同温下，向上述体系中注入惰性四氯化碳稀释，以W表示体系中加入与反应物物质的量的比值。实验测定W不同时，DMC的平衡转化率和GLD的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

其中纵坐标表示GLD平衡产率的是图________(填“甲”或“乙”)；W最大的是________(填“”、“”或“”)。图丙为在不同催化剂下反应相同时间DMC的转化率随温度变化的关系，图丙上的b、d两点可能是甲、乙两图像所测绘时选取的位置，其原因为________。
16．（2023春·广东·高三惠州一中校联考阶段练习）甲烷重整制合成气(CO和H2的混合气体)，然后再合成甲醇，是天然气综合利用的重要途径。
(1)利用合成气制甲醇的反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，其两种反应过程中能量的变化曲线如图1中a、b所示。下列说法正确的是___________(填标号)。

A．上述反应的ΔH=-91 kJ·mol-1
B．a反应正反应的活化能为510 kJ·mol-1
C．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH
D．b过程的反应速率：第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段(2)在恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，测得平衡体系中CH3OH的体积分数在不同压强(p)下随温度的变化情况如图2所示。

①平衡状态由D点移至B点，可采取的具体措施为___________；
②A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC) 的关系为KA ___________ KB ___________ KC(填“>”“”或“b，B项正确；
C．T1条件下反应1 h时，Y的浓度为mol/L =0.45 mol/L，则其体积分数为，C项正确；
D．该反应，升高温度，平衡逆向移动，X的平衡转化率减小，故，D项错误；
故选D。
5．B
【详解】A．Q为与反应热相关的数值，其数值与方程式有关，化学平衡发生移动其数值不变，A错误；
B．其他条件不变，使用高效催化剂，可以加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，在相同时间内可以使更多的反应物反应转化为生成物，因而能够提高处理效率，B正确；
C．该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此4 mol氨气与足量的NO充分反应，反应达到平衡时消耗NO的物质的量小于4 mol，故反应放出的热量小于Q，C错误；
D．温度升高，正、逆反应速率都增大，D错误；
故选B。
6．A
【分析】催化剂附着在催化剂载体聚苯胺的表面，空位吸附O2后，与H2O和S2-反应生成S，据此分析解题。
【详解】A．转化a中锰形成的化学键数目发生改变，故化合价发生变化的元素有S和O、Mn；故A错误；
B．据分析可知，第一步反应为转化c，故B正确；
C．反应中生成硫单质，生成的S覆盖在催化剂表面或进入催化剂内空位处，阻碍了反应的进行，导致催化剂使用一段时间后催化效率会下降，故C正确；
D．由图可知，催化氧化过程的总反应为氧气、水、硫离子在催化作用下生成氢氧根离子和硫单质：，故D正确；
故答案选A。
7．C
【详解】A．由题可知，在时，平衡逆向移动，即升高温度，平衡逆向移动，则，A项正确；
B．由方程式可知，气体反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和，则减小压强平衡正向移动，则在t4时刻改变的条件可能是减小压强，B项正确；
C．加入催化剂改变反应速率，不改变平衡，C项错误；
D．加入一定量的B物质，可以增大A物质的转化率，D项正确。
答案选C。
8．C
【详解】A．ΔH=生成物总能量-反应物总能量=91.3kJ/mol+（-395.7kJ/mol）-[33.2kJ/mol+（-296.8kJ/mol）]=-40.8kJ/mol，故A正确；
B．H=生成物总能量-反应物总能量=+285.4kJ/mol＞0，且S＜0，则任何温度下H-TS＞0，即反应不能自发进行，故B正确；
C．反应的活化能=活化分子能量-反应物总能量=-96.1kJ/mol-（-296.8kJ/mol+142.7kJ/mol）=58kJ/mol，反应的活化能为237.2kJ/mol-（91.3kJ/mol+142.7kJ/mol）=3.2kJ/mol＜58kJ/mol，反应的活化能越高，反应速率越慢，则相同条件下，比速率慢，故C错误；
D．反应ΔH=生成物总能量-反应物总能量=2×33.2kJ/mol-2×91.3kJ/mol-0kJ/mol=-116.2kJ/mol，为放热反应，焓变△H=反应物总键能-生成物总键能，则该反应反应物总键能＜生成物总键能，即1molNO(g)和0.5molO2总键能＜1molNO2(g)的总键能，所以1molNO2(g)的总键能大于1molNO(g)总键能，故D正确；
故选：C。
9．A
【详解】①用不同物质的反应速率表示达到平衡，反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，生成氧气，反应向正反应方向进行，生成NO2反应方向向逆反应方向进行，且两者比值等于化学计量数之比，故①能表示达到平衡状态的标志；
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO都表示正反应方向进行，不能说明正逆反应速率相等，故②不能表示达到平衡状态的标志；
③任何时刻三者速率之比等于2:2:1，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故③不能表示达到平衡状态的标志；
④NO2红棕色气体，其余为无色气体，因此当气体颜色不再改变，说明反应达到平衡，故④能表示达到平衡状态的标志；
⑤根据ρ=，各组分都是气体，则气体质量不变，是恒容容器，气体体积不变，因此密度任何时刻都相等，即密度不变，故⑤不能作为达到平衡的标志；
⑥根据M=，各组分都是气体，气体质量不变，向正反应方向进行，气体物质的量增大，因此当气体平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡，故⑥能表示达到平衡状态的标志；
⑦因为反应前后气体系数之和不相等，反应达到平衡前，压强不断变化，因此当压强不再改变，说明反应达到平衡，故⑦能表示达到平衡状态的标志；
⑧，均表示正反应速率，无法说明正逆反应速率相等，故⑧不能作为达到平衡的标志；
综上所述，能作为反应达到平衡状态的标志是①④⑥⑦；答案选A。
10．B
【详解】A．由图一可知升高温度平衡转化率增大，说明平衡正移，，根据反应特点，反应条件：高温低压，A正确；
B．在温度不变时，加压，化学平衡逆向移动，的物质的量分数增大，所以A点表示0.1MPa、556℃时平衡时的物质的量分数，则、平衡时物质的量分数均为25%，，B错误；
C．可以和C反应生成CO，用氧化脱氢制丙烯可以消除积碳，C正确；
D．直接脱氢生成1个丙烯C3H6转移2个电子，氧化脱氢生成丙烯和CO也转移2个电子，则两者制得等量的丙烯转移电子数相同，D正确；
故选：B。
11．B
【详解】A．实验1加入水的目的是排除浓度改变对溶液颜色变化的影响，A错误；
B．实验2和实验3都是与络合，使减小，生成血红色物质的平衡逆移，颜色变浅呈橙色，B正确；
C．本实验中由于浓度远大于，所以不足以证明与的配位能力比与配位能力更强，C错误；
D．实验2中盐酸的浓度c应等于3mol/L，D错误；
故选B。
12．B
【详解】A．该反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，该反应为等体积反应，温度一定时加压化学平衡不移动，平衡转化率不变，A正确；
B．从图中可知并不是所有分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的，如CO2*+H2O*+2H*转化为CO2+H2O*+2H*的过程就是放热的，B错误；
C．从图中可知，过渡态TS1的相对能量最大，此时的活化能最大，因此反应历程中活化能最大的一步为CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H*，C正确；
D．该过程中H2O中的O-H键断裂，同时也有CO2中C=O键的生成，D正确；
故答案选B。
13．D
【分析】由题意得：。
【详解】A．用A表示平均反应速率为，故A错误；
B．反应前后气体分子数不等，反应后压强变小，故B错误；
C．恒容充入He，各物质浓度不变，反应速率不变，故C错误；
D．2min末B的浓度为，故D正确；
故选：D。
14．D
【详解】A．温度不变，平衡常数不变，K=c(Cl2),因此反应i增大压强，达新平衡后Cl2浓度不变，A错误；
B．反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)是放热反应，B错误；
C．由反应i、ii、iii知，催化剂CuCl2参加反应，催化剂通过改变反应历程，从而提高反应速率，但催化剂不影响平衡，改变不了平衡转化率，故C错误；
D．依据盖斯定律，用“[总反应- (反应i十反应ii)]×”得反应iii :CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)，故D正确；
故选D。
15．(1)c
(2) 25 3.68 0.4
(3) 乙 甲、乙两图像所测绘时选取的位置均为平衡状态，图丙中，DMC的转化率达到最大时达到平衡状态，之后各点都处于平衡状态，所以b、d处于平衡状态

【详解】（1）根据盖斯定律，因为、、，结合题图可知，同温时，曲线b对应的焓变数据为曲线a、c对应之和，所以曲线a代表反应Ⅱ，曲线b代表Ⅲ，曲线c代表反应I。故答案为：c；
（2）令，由题意可知，空气中的体积分数约为0．04%，则，代入上式，解得，即平衡时GLD与R的物质的量相等；设平衡时GLD和R的物质的量为x，则转化的DMC、GL的物质的量均为2x，剩余的物质的量为(1-2x)，生成的CH3OH的物质的量为4x，平衡时液相体系中总的物质的量为：(1-2x)+ (1-2x)+4x+x+x=2+2x，，解得x=0.25，，平衡时GLD的产率；由小问1分析可知，曲线c代表反应I，反应放热，曲线a代表反应Ⅱ，反应吸热，则体系放出热量。反应I各组分平衡时的物质的量分数分别为，，，以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数。故答案为：25；3.68；0.4；
（3）反应I是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应I逆向移动，而反应Ⅱ正向移动，DMC的平衡转化率降低，因此图甲表示DMC的平衡转化率，图乙表示GLD的平衡产率；同温下，加入惰性四氯化碳稀释，反应物和产物浓度均降低，则反应向总物质的量增大的方向移动，即正反应方向，GLD的产率将增大，W越大，GLD产率越高，甲、乙两图像所测绘时选取的位置均为平衡状态，而图丙中，DMC的转化率达到最大时，才达到平衡状态，后随温度升高，平衡逆向移动，转化率减小，各点都处于平衡状态，所以a、c没有达到平衡状态，b、d处于平衡状态，符合题意；故答案为：乙；；甲、乙两图像所测绘时选取的位置均为平衡状态，图丙中，DMC的转化率达到最大时达到平衡状态，之后各点都处于平衡状态，所以b、d处于平衡状态。
16．(1)AD
(2) 保持温度为300℃，将压强由p3增大到p1 KA>KB=KC 75%
(3) > < 2

【详解】（1）A．由图所示，H=419kJ·mol-1--510kJ·mol-1=-91kJ·mol-1，故 A正确；
B．a反应正反应的活化能为419kJ·mol-l，故B错误；
C． b过程使用催化剂后降低了反应的活化能，但H不变，故C错误；
D．由图所示，b过程第Ⅱ阶段的活化能小于第Ⅰ阶段，所以反应速率第Ⅱ阶段>第I阶段，故D正确；
故答案选AD。
（2）物质的量之比1∶2充入CO和H2发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，由图示可知平衡体系中CH3OH的体积分数随温度升高而降低，所以该反应为放热反应。该反应正方向是气体体积减小的反应，其它条件不变，压强越大，平衡体系中CH3OH的体积分数越大，所以p1>p2>p3。
①经分析D点和B点温度相同，压强p1>p3，保持温度为300℃，平衡状态由D点移至B点，可采取的具体措施为：将压强由p3增大到p1，答案：将压强由p3增大到p1；
②化学平衡常数只受温度影响，由图可知B、C温度相同，平衡常数相同，KB=KC，该反应是放热反应，A点到B点温度升高，平衡常数减小，KA>KB，所以KA>KB=KC，答案：KA>KB=KC；③由图可知C点CH3OH的体积分数为50％，假设加入CO、H2物质的量分别为amol、2mol，达平衡生成CH3OHxmol，则消耗CO、H2物质的量分别为xmol、2xmol，达平衡CO、H2物质的量分别为(a-x)mol、(a-2x)mol,根据题意列式 ,x=,在C点时，CO的转化率为，答案：75%；
（3）由图可知，升高温度lnK均变大，说明升高温度平衡正向移动，反应均为吸热反应，ΔH1>0，ΔH2>0，反应Ⅱ-反应Ⅰ，得化学方程式CO2(g)+H2(g)CO+H2O(g)，K=由图示可知，升高温度，K增大，ΔH =ΔH2-ΔH1>0，则ΔH1