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届高三化学一轮复习专项复习——化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1．（2022·南平模拟）利用下列装置和试剂进行实验，不能达到实验目的的是（　　）
A
B
C
D




制备少量氨气
获得纯净的乙烷
探究温度对平衡的影响
灼烧海带
A．A B．B C．C D．D
2．（2022高三上·山东月考）化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法错误的是（　　）
A．利用合成乙酸、聚碳酸酯塑料，有利于实现“碳达峰、碳中和”
B．在生产新冠灭活疫苗的过程中，如果温度过高会使病毒失去生理活性
C．植物油与均可使溴水褪色，二者反应原理相同
D．我国航空母舰上的阻拦索由钢绳缠绕在特制高分子材料上制作而成，阻拦索属于复合材料
3．（2022高三上·广东月考）学校有很多后勤人员辛勤劳动为同学们服务，我们要感谢他们，下列劳动过程没有运用相关化学知识的是（　　）
选项
劳动过程
化学知识
A
电工师傅开紫外灯消毒
蛋白质水解可以得到氨基酸
B
后勤师傅给钢铁防护栏涂防锈漆
钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
C
饭堂师傅用热的纯碱溶液洗锅
升温可以促进溶液的水解
D
生活服务部用冰箱保存牛奶
降低温度能减慢化学反应速率
A．A B．B C．C D．D
4．（2022高三上·桂林月考）下列过程在一定条件下能自发进行但不能用熵增解释的是（　　）
A．花香四溢 B．冰块融化
C．Na2CO3·10H2O风化 D．水蒸气冷凝
5．（2023·西城模拟）中医药根植于中华传统文化。下列说法错误的是
A．屠呦呦团队用乙醚从青蒿中提取了青蒿素，采用了萃取的方法
B．中药甘草、金银花、石膏、明矾等的主要化学成分都是有机物
C．汤药存放于冰箱中，可以减小其腐败变质的速率
D．煎制草药不宜使用铁质容器，可能因为草药的有些成分能与铁发生反应影响药效
6．（2022高三上·浙江月考）自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．反应物的键能总和大于生成物的键能总和
B．该历程中最大正反应的活化能E正=186.19 kJ∙mol-1
C．两种产物中P2更稳定，相同条件下Z转化为产物的速率：v(P1)＜v(P2)
D．使用催化剂能提高产物P2的平衡产率
7．（2023·常德模拟）我国学者研究了汽车尾气的主要有害成分和之间的反应历程。反应历程中每一阶段内各驻点的能量均为相对于此阶段内反应物能量的能量之差，代表过渡态，反应过程中的复杂中间产物直接用表示(反应历程如图)。下列说法正确的是

A．由图可知该反应通过2步基元反应完成
B．加入适当的催化剂可提高产率
C．该反应为放热反应
D．该过程的总反应方程式为
8．（2022高三上·房山期末）Li2CO3和C只有在MoS2的催化作用下才能发生2Li2CO3+C-4e-=4Li++3CO2电极反应，反应历程中的能量变化如图。

下列说法正确的是
A．碳原子在电极反应中均发生氧化反应
B．反应历程中存在碳氧键的断裂和形成
C．反应历程中涉及电子转移的变化均释放能量
D．MoS2催化剂通过降低电极反应的焓变使反应速率加快
9．（2021高三上·嘉定模拟）根据下列各图曲线表征的信息，得出的结论错误的是（　　）
A．图1表示常温下向体积为10 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线，则c点处有：c(CH3COOH)＋2c(H＋)=2c(OH-)＋c(CH3COO-)
B．图2表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线，其中Ⅰ表示醋酸，Ⅱ表示盐酸，且溶液导电性：c＞b＞a
C．图3表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，表示1mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量
D．图4表示反应A2(g)＋3B2(g) 2AB3(g)，达到平衡时A2的转化率大小为：a＜b＜c
10．（2021高三上·铁岭月考）氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。利用如图装置测定不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数Kp，实验步骤如下：
(Ⅰ)关闭K3，打开K1和K2，开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1
(Ⅱ)关闭K2，缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变，读取压强数值。记录25℃、30℃下压强分别为12.0kPa、17.1kPa。下列说法不正确的是（　　）

A．若保持温度和容器体积不变，平衡后再充入n(NH3)：n(CO2)=2：1，再次达到平衡时c(NH3)不变
B．气体平均分子量不变不能作为判断反应达到平衡状态的依据
C．该反应25℃时的化学平衡常数Kp=2.56×1011Pa3
D．步骤Ⅱ中读数时U形管左侧液面偏低，Kp测量值偏大
11．（2023·南通）用和可以合成甲醇。其主要反应为
反应I
反应Ⅱ
在恒容密闭容器内，充入1mol 和3mol ，测得平衡时转化率，CO和选择性随温度变化如图所示[选择性]。

下列说法正确的是
A．270℃时主要发生反应Ⅱ
B．230℃下缩小容器的体积，n(CO)不变
C．250℃下达平衡时，
D．其他条件不变，210℃比230℃平衡时生成的多
12．（2022·郑州模拟）下图是在Cu基分子筛表面用NH3处理 NO，污染物的一种反应机理。下列说法正确的是（　　）

注：图中元素右上角的罗马数字表示化合价
A．该过程中化合价发生变化的只有N和O两种元素
B．上述过程中催化剂首先吸附的是NO
C．该过程中氧化产物和还原产物只有N2
D．该过程的总反应为4NH3＋4NO＋O2N2+6H2O
13．（2022高三上·江宁期中）HCHO(g)与O2(g)在催化剂Ca₅(PO₄)₃(OH) (简写为HAP)表面催化生成CO2(g)和H2O(g)的历程示意图如下。已知该反应在较高温度下不能自发进行。下列说法错误的是（　　）

A．ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和
B．羟基磷灰石(HAP)的作用是降低反应的活化能，加快反应速率
C．HCHO与CO2分子中的中心原子的杂化轨道类型相同
D．反应HCHO(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)的 ΔSP2>P3；温度高于 时，X几乎相等的原因是：温度高于T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强对平衡没有影响。
(3)250℃，一定压强和催化剂条件下，1.32mol 和3.96mol 充分反应，平衡时CO为0.03mol， 为0.41mol，则：反应Ⅰ： ，反应Ⅱ： ，反应Ⅲ.为： ，a+b=0.41mol，故反应后CO2的物质的量为[1.32-a- (b+0.03)]mol=0.88mol、H2的物质的量为[ 3.96-3a-2b- (b+0.03)]mol =2.7mol、CO的物质的量为0.03mol、H2O的物质的量为[a+ (b+0.03)]mol =0.44mol，则反应 的平衡常数 。

（1）已知 ， 根据 ，算出c（H+）；
（2） ① 利用盖斯定律，反应 Ⅲ =反应 Ⅰ -反应 Ⅱ， ，放热反应比吸热反应在热力学上趋势较大 ；
② 活化能越高，反应速率越慢，速率慢的一步为决速步骤，分别算出个步骤中的能垒值，第二步的最大，为0.8eV，虚线框反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，正反应速率小于逆反应速率；
③ 该反应 为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的转化率增大， 温度高于时， CO2的转化率几乎不受压强影响，说明温度高于T1时，发生的反应不受压强影响，主要发生反应Ⅲ；
（3）利用三段式计算，达到平衡时CO2、H2、CO、H2O的物质的量浓度，需要注意的是，这些物质的物质的量浓度是三个反应都达到平衡的物质的量浓度之和。
18．（1）升高温度；降低压强 (或及时移出生成物，任写两个)
（2）110；15
（3）△H3−2△H4
（4）a
（5）体系未达平衡，温度升高，生成CO的反应速率增大的程度大于C2H4；AB；C2H6+2O2=C2H4+2HO2；BNOH
(1)C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH1>0，该反应是体积增大的吸热反应，提高乙烷平衡转化率的措施有减小压强、升高温度或及时移出生成物(或及时移出生成物，任写两个)；
(2)一定温度下，向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2，初始压强为100kPa，假设都为1mol，发生上述反应，乙烷的平衡转化率为20%，

根据压强之比等于物质的量之比得到，解得x=110kPa，即平衡时体系的压强为110kPa，该反应的平衡常数。答案为：110；15；
(3)根据盖斯定律，反应b减去反应c的2倍，得到反应a的ΔH2=ΔH3−2ΔH4。答案为：ΔH3−2ΔH4；
(4)为减少过度氧化，即bc，要加快反应a的反应速率，因此需要寻找催化剂降低反应a的活化能。答案为：a；
(5)升高温度，C2H6的转化率在不断增大，则表明反应未达平衡。混合物中CO的百分率大，则表明生成CO的速率比生成C2H4的速率大，所以原因是：体系未达平衡，温度升高，生成CO的反应速率增大的程度大于C2H4；
②A．从C2H6的转化率不断增大分析，反应都未达到平衡，所以C2H4产率随温度升高而增大，A正确；
B．因为反应未达平衡，在三个反应中，随温度升高，反应物的转化率都增大，生成水的量都增大，因此H2O的含量随温度升高而增大，B正确；
C．根据图中信息C2H6转化率增大，则C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而降低，C不正确；
D．因为反应并未达到平衡，图中信息仅显示相同时间内CO的百分含量，没有显示不同温度下CO的平衡产率，所以不能说明该催化剂在较低温度下降低CO的平衡产率，D不正确；
故答案为：AB；
③起初反应时，BNOH先与O2反应，生成BNO∙和HO2∙，生成的BNO∙再与C2H6反应，重新生成BNOH，则表明BNOH为催化剂；C2H6先转化为C2H5∙、C2H5∙再与O2反应生成C2H4和HO2∙；从而得出总反应式为C2H6+2O2=C2H4+2HO2∙。答案为：体系未达平衡，温度升高，生成CO的反应速率增大的程度大于C2H4；AB；C2H6+2O2=C2H4+2HO2∙；BNOH。

（2）利用乙烷转化率，算出平衡各物质的物质的量，利用阿伏加德罗定律，算出平衡时的压强，算出各物质分压，带即可算出压强平衡常数
（4）主要目的是制备乙烯，b，c都是副反应，为减少副反应，降低a的活化能，使反应a更容易进行，从而减少过氧化。
（5）由图可知，升高温度，乙烷转化率不断升高，未达到平衡，CO的百分数升高，乙烯降低，说明，升高温度，有利于CO的生成
19．（1）＜；CO2(g)+3 H2(g)= CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH=-53.3kJ/mol
（2）k逆；该反应为放热反应，升高温度，v正、v逆均增大，平衡向逆反应方向移动，说明v正比v逆慢，k正增大的值小于k逆；50%；100MPa-1；bc
（3）3
(1)液态水的能量低于气态水，则液态水的标准摩尔生成焓小于气态水；由反应的反应热等于生成物标准摩尔生成焓之和与反应成物的标准摩尔生成焓之和的差值，则二氧化碳与氢气合成甲醇的反应热ΔH=[(-241.8)+( -205.0)]kJ/mol-(-393.5)=-53.3kJ/mol，则反应的热化学方程式为CO2(g)+3 H2(g)= CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH=-53.3kJ/mol，故答案为：＜；CO2(g)+3 H2(g)= CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH=-53.3kJ/mol；
(2)二氧化硫的催化氧化反应是放热反应，升高温度，反应速率v正、v逆均增大，平衡向逆反应方向移动，说明反应速率v正比v逆慢，速率常数k正增大的值小于k逆，则曲线①表示k逆；设起始反应时混合气体的总物质的量为100mol，平衡时二氧化硫的转化率为a，由题意可建立如下三段式：

由平衡时氧气的体积分数为10.0%可得： ×100%=10.0%，解得a=0.5，则平衡时二氧化硫、氧气和三氧化硫的分压为 ×0.1MPa、 ×0.1MPa、 ×0.1MPa，所以压强平衡常数K= =100MPa-1；该反应为放热反应，降低温度，反应速率减慢，平衡向正反应方向移动，二氧化硫和氧气的转化率增大，则工业生产中通常使用比868K低的温度，优先考虑了催化剂的活性和反应物的转化率，故答案为：k逆；该反应为放热反应，升高温度，v正、v逆均增大，平衡向逆反应方向移动，说明v正比v逆慢，k正增大的值小于k逆；50%；100MPa-1；bc；
(3)将三步基元反应依次编号为①②③，由盖斯定律可知，①×2—②+③可得臭氧和一氧化氮反应生成氧气和五氧化二氮的反应为3O3+2NO= N2O5+3O2，则由方程式可知，反应生成1mol五氧化二氮，需消耗3mol臭氧，故答案为：3。

（1）液态水比气态水稳定，所含热量较低。注意热化学方程式中要注明各物质的聚集状态，不需写反应条件，△H=生成物的总能量-反应物的总能量。
（2）该反应为放热反应，升高温度，正逆反应速率都增大，但平衡向左移动，即v逆＞v正，据此分析。可以运用假设法，结合化学平衡计算中的三段式进行求解。分压=总压×物质所占的物质的量分数，注意单位统一。
（3）运用盖斯定律，消去NO2、O2、NO3可得3O3+2NO=3O2+N2O5，结合所得方程进行解答。
20．（1）2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=-1227.8kJ/mol
（2）0.16；80；p
（3）作催化剂；4xCe3++2NOx+4xH+=4xCe4++N2+2xH2O
(1)依据盖斯定律，反应2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g)+N2(g)可由①×4-②+③得到，因此△H=△H1×4-△H2+△H3=-1227.8kJ/mol。
(2)设达到平衡时NO转化的物质的量为amol，则

根据题意，，a=0.8，平衡时气体总物质的量n总=4.8mol，平衡时总压p平=1.2pMPa，①v(NH3)==0.16mol·L-1·min-1，NO的转化率为×100%=80%，②该反应的压强平衡常数p(MPa)。
(3)根据图示箭头可知，Ce3+/Ce4+的作用是催化剂，NOx被吸收的离子方程式为4xCe3++2NOx+4xH+=4xCe4++N2+2xH2O。

（1）根据盖斯定律①×4-②+③得到目标方程式；
（2）①列出三段式，根据计算；
②根据计算；
（3） Ce3+/Ce4+是催化剂；根据反应物和生成物书写离子方程式。
21．（1）2SO32SO2+O2
（2）