2022年高三化学寒假同步练习（含答案）：10化学反应速率与化学平衡（C卷）

这是一份2022年高三化学寒假同步练习（含答案）：10化学反应速率与化学平衡（C卷），共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1． 2010年诺贝尔化学奖授予理查德·赫克等三位科学家，以表彰他们在“钯催化交叉偶联”方面的研究。下面关于催化剂的说法正确的是( )
A．催化剂只改变反应的正反应速率
B．催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率
C．催化剂能够改变反应的反应热
D．催化剂不能改变反应物的转化率
解析：在化学反应中加入催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，是因为改变了反应的活化能，使反应速率改变，但不能改变反应的反应热和转化率。
答案：D
2．将3 ml O2加入到V L的反应器中，在高温下放电，经t1 s建立了平衡体系：3O22O3，此时测知O2的转化率为30%。下列图像能正确表示气体的物质的量(n)跟时间(t)的关系的是( )
解析：O2为反应物，随着反应的进行浓度逐渐减小；O3为生成物，随着反应的进行浓度逐渐增大。达到平衡时n(O2)＝2.1 ml>n(O3)＝0.6 ml。
答案：C
3．在容积可变的密闭容器中，2 ml N2和8 ml H2在一定条件下反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氨气的体积分数接近于( )
A．5% B．10%
C．15% D．20%
解析：平衡时转化的H2的物质的量为：
8 ml×25%＝2 ml。
N2＋3H22NH3
起始量(ml) 2 8 0
转化量(ml) eq \f(2,3) 2 eq \f(4,3)
平衡量(ml) eq \f(4,3) 6 eq \f(4,3)
所以NH3的体积分数为
eq \f(\f(4,3) ml,\f(4,3) ml＋6 ml＋\f(4,3) ml)×100%≈15%。
答案：C
4．加热N2O5时，发生以下两个分解反应：N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2，在1 L密闭容器中加热 4 ml N2O5达到化学平衡时c(O2)为4.50 ml/L，c(N2O3)为1.62 ml/L，则在该温度下各物质的平衡浓度正确的是( )
A．c(N2O5)＝1.44 ml/L
B．c(N2O5)＝0.94 ml/L
C．c(N2O)＝1.40 ml/L
D．c(N2O)＝3.48 ml/L
解析： N2O5N2O3＋O2
起始(ml/L): 4 0 0
变化(ml/L): x x x
平衡(ml/L): 4－x x x
N2O3N2O＋O2
起始(ml/L): x 0 0
变化(ml/L): y y y
平衡(ml/L): x－y y y
根据题意列方程得
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x－y＝1.62 ml/L,x＋y＝4.50 ml/L))
解得：x＝3.06 ml/L，y＝1.44 ml/L.则：
c(N2O5)＝4 ml/L－3.06 ml/L＝0.94 ml/L；
c(N2O)＝y＝1.44 ml/L。
答案：B
5．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是( )
A．达到化学平衡时4v正(O2)＝5v逆(NO)
B．若单位时间内生成x ml NO的同时，消耗x ml NH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应速率关系：2v正(NH3)＝3v正(H2O)
解析：A项，表明正、逆反应速率达到相等，反应达到平衡状态；B项，任何情况下消耗x ml NH3，必生成x ml NO；C项， 加压时，正、逆反应速率均增大；D项，反应速率关系应为3v正(NH3)＝2v正(H2O)。
答案：A
6．某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是( )
A．K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大
B．若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大
C．温度越高，K一定越大
D．如果m＋n＝p，则K＝1
解析：K值越大，该反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，A正确；K只是温度的函数，温度一定，K一定，与压强无关，B错误；因该反应的热效应不确定，故C项错误；K＝eq \f(cpC,cmA·cnB)，故m＋n＝p，无法判断K的大小。
答案：A
7．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。在500 ℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 ml/L，则在此条件下CO的转化率为( )
A．25% B．50%
C．75% D．80%
解析：设平衡时CO2的浓度为xml/L。
CO ＋ H2OH2＋ CO2
起始浓度
(ml/L) 0.02 0.02 0 0
平衡浓度
(ml/L) 0.02－x 0.02－x x x
K＝eq \f(cH2·cCO2,cCO·cH2O)＝eq \f(x2,0.02－x0.02－x)＝9，
解得x＝0.015。
所以，CO的转化率＝eq \f(0.015 ml·L－1,0.02 ml·L－1)×100%＝75%。
答案：C
8．在恒温恒压、不做功时，反应A＋B=== C＋D在下列哪种情况下，一定能自发进行( )
A．ΔH0
解析：当ΔH0时，ΔH－TΔS”“ (2) 0.04 ml·L－1 0.16 ml·L－1·min－1
19．(10分)已知2A2(g)＋B2(g)2C3(g) ΔH＝－a kJ·ml－1(a>0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 ml A2和1 ml B2，在500 ℃时充分反应达平衡后C3的浓度为ω ml·L－1，放出热量b kJ。
(1)比较a____b(填“>”“＝”或“ (2)减小 (3)bc (4)c
20．(8分)在一定条件下，可逆反应A＋BmC变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况，问：
(1)温度T1________T2(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)正反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)如果A、B、C均为气体，则m________2(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强________(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
解析：由图像知温度T1时到达平衡用时间少，则反应速率快，说明温度大于T2；升高温度C的百分含量降低，平衡逆移，则正反应放热；加压C的百分含量降低，平衡逆移，则正反应体积增大，m大于2；当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强增大，但对该反应体系来说，各物质浓度没有变化，平衡不移动。
答案：(1)大于 (2)放热 (3)大于
(4)增大 不
21．(10分)利用光能和光催化剂，可将 CO2 和 H2O(g)转化为 CH4 和 O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。
(1)在0～30 小时内，CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为________；反应开始后的 12 小时内，在第________种催化剂作用下，收集的 CH4最多。
(2)将所得 CH4 与 H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋
H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。该反应ΔH＝＋206 kJ·ml－1。
①画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。
②将等物质的量的CH4 和 H2O(g)充入 1 L 恒容密闭反应器中，某温度下反应达到平衡，平衡常数 K ＝ 27，此时测得 CO 的物质的量为 0.10 ml，求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
解析：本题考查化学反应速率和化学平衡，意在考查考生的识图能力、三段式解决化学平衡问题能力和盖斯定律的使用。
(1)0～30小时内，CH4的平均速率＝eq \f(CH4产量,30 h)，由图可知，30小时内CH4的产量Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，即CH4的平均生成速率的关系为vⅢ>vⅡ>vⅠ；前12小时内在第Ⅱ种催化剂作用下，收集的CH4最多。
(2)①该反应中，CH4的用量越多，吸收的热量越多，二者成正比例关系。
②假设CH4和H2O的起始量均为x ml，结合平衡时n(CO)＝0.10 ml，有：
CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
起始浓度
(ml·L－1) x x 0 0
变化量
(ml·L－1) 0.10 0.10 0.10 0.30
平衡浓度
(ml·L－1) x－0.10 x－0.10 0.10 0.30
结合K＝eq \f(cCO×c3H2,cCH4×cH2O)＝eq \f(0.10×0.303,x－0.102)＝27，
解得x＝0.11 ml·L－1，
CH4的转化率＝eq \f(0.10,0.11)×100%＝91%。
答案：(1)vⅢ>vⅡ>vⅠ Ⅱ
(2)①如图
②91%
22．(12分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)
实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表：
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算 25.0 ℃时氨基甲酸铵的分解平衡常数：________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在 25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量______(填“增加”、“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH________0(填“>”、“＝”或“”、“＝”或“0，反应后气体分子数增大，则ΔS>0。
(2)⑤25.0℃时，0～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为eq \f(2.2－1.9ml·L－1,6 min)＝0.05 ml·L－1·min－1。
答案：(1)①BC
②K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(eq \f(2,3)c总)2(eq \f(1,3)c总)＝eq \f(4,27)×(4.8×10－3 ml·L－1)3＝1.6×10－8(ml·L－1)3
③增加 ④> >
(2)⑤0.05 ml·L－1·min－1
⑥25.0℃时反应物的起始浓度较小，但 0～6 min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15.0℃时的大
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/
(ml·L－1)
0.44
0.6
0.6
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/ml·L－1
2.4×10－3
3.4×10－3
4.8×10－3
6.8×10－3
9.4×10－3