2022年高考化学二轮复习 专题检测六 化学反应速率和化学平衡

2022年高考化学二轮复习 专题检测六 化学反应速率和化学平衡一、选择题(每小题6分，共60分)1在一个不传热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，能说明达到平衡状态的标志是()A体系的压强不再改变B混合气体的密度不再改变C反应速率vAvBvCvDmnpqD单位时间内m mol A发生断键反应，同时p mol C也发生断键反应解析：选项A，由于mn与pq是否相等无法判断，所以压强不变无法判断反应是否达到平衡。选项B，由于反应中气体体积、质量都不变，所以任何时刻密度都不变。选项C，任何时刻都满足所述的速率比例关系。选项D，单位时间内m mol A发生断键反应，同时p mol C也发生断键反应(生成m mol A)，说明A的消耗量等于其生成量，反应达到平衡。答案：D2在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据如下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15bA实验中，若5 min时测得n(M)0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102 mol/(Lmin)B实验中，该反应的平衡常数K2.0C实验中，达到平衡时，X的转化率为60%D实验中，达到平衡时，b0.060解析：中5 min时生成M 0.05 mol，则生成N也是0.05 mol，v(N)1.0103 mol(Lmin)1，A错误；中平衡时n(M)0.080 mol，则生成N 0.080 mol，消耗X、Y的物质的量分别为0.080 mol，因此平衡时容器中有X 0.02 mol、有Y 0.32 mol，其平衡常数K1，B错误；中反应温度与相同，则平衡常数也相同，K1。则有1，a0.12，即参加反应的X的物质的量为0.12 mol，其转化率为100%60%，C正确；的平衡常数为1，所以该反应的正反应为放热反应，故的反应在800 时进行，则有1，b0.060，升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此在900 进行至平衡时b0.060，D错误。答案：C3一定条件下，分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B，发生反应如下：2A(g)B(s)2D(g)H0，测得相关数据如下，分析可知下列说法不正确的是()实验实验实验反应温度/800800850c(A)起始/molL1121c(A)平衡/molL10.510.85放出的热量/kJabcA.实验的化学平衡常数K1B实验放出的热量关系为b2aC实验在30 min达到平衡过程的平均反应速率v(A)为0.005 molL1min1D当容器内气体密度不随时间的变化而变化时上述反应已达平衡解析：选项A，实验达到平衡时K1。实验反应物的加入量是实验的加入量的2倍，与实验是等效平衡，所以实验放出的热量关系为b2a。选项C，实验达到平衡时，t30 min，c(A)0.15 molL1，故v(A)0.005 molL1min1。选项D，由于有固体B参与反应，若气体密度不变，说明整个体系中气体的总质量不变，A、B的浓度维持不变，反应达到平衡。答案：B4反应2AB3C4D可以用不同的物质表示其反应速率，其中反应最快的是()Av(A)0.5 mol/(Ls)Bv(B)0.3 mol/(Ls)Cv(C)0.8 mol/(Ls)Dv(D)1 mol/(Ls)解析：将用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的反应速率，然后进行比较。若以v(B)为标准，则A项，v(B)0.25 mol/(Ls)；C项，v(B) mol/(Ls)；D项，v(B)0.25 mol/(Ls)。选项B中的v(B)最大，反应最快。答案：B5反应2A(g)B(g)2C(g)H0。下列反应条件中有利于生成C的是()A低温、低压B低温、高压C高温、高压 D高温、低压解析：有利于C的生成，平衡应该向正反应方向移动，根据反应的特点(吸热反应、反应后气体分子总数减小)可采用高温、高压的方法。答案：C6在一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正确的是()A该反应的化学方程式为3AB2CB在t1(t110)s时，v(A)v(B)0Ct1s时，反应物A的转化率为60%D0t1 s内A的反应速率为v(A) mol/(Ls)解析：从0到t1时刻，c(A)0.8 mol/L0.2 mol/L0.6 mol/L，c(B)0.5 mol/L0.3 mol/L0.2 mol/L，c(C)0.4 mol/L，三者之比为0.60.20.4312，所以该反应的化学方程式为3AB2C，A项正确；在t1(t110)s之间反应处于平衡状态，v(A)3v(B)0，B项错误；t1 s时，A的转化率为100%75%，C项错误；0t1 s内A的反应速率为 mol/(Ls)，D项错误。答案：A7(xx株洲一模)对于达到平衡的可逆反应XYWZ(已配平)，在t时刻增大压强(其他条件不变)，正、逆反应速率(v)变化的情况如图所示。下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是()AW、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体BX、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体CX、Y或W、Z中均只有一种为气体DX、Y均为气体，W、Z均为液体或固体解析：本题考查了化学平衡及图象分析知识，意在考查考生对知识的理解能力和图象分析能力。由图象可知，增大压强，正、逆反应速率都增大，且平衡正向移动，而增大压强时平衡应向气体分子数减小的方向移动，分析可知B选项正确。答案：B8(xx日照调研)向密闭容器中充入物质A和B，发生反应aA(g)bB(g)cC(g)。反应过程中，物质A的体积分数和C的体积分数随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是()A该反应在T1、T3温度时达到过化学平衡B该反应在T2温度时达到过化学平衡C该反应的逆反应是放热反应D升高温度，平衡会向正反应方向移动解析：本题考查了化学平衡知识，意在考查考分析化学图象的能力。T2之前A的体积分数减小，C的体积分数增大，是因为反应未达到平衡，T2之后A的体积分数增大，C的体积分数减小，是因为反应在T2时达到平衡后，升高温度平衡向逆反应方向移动，故B项正确，C、D项错误。在T1和T3时，A的体积分数均与C的体积分数相等，但T1时反应没有达到平衡状态，A项错误。答案：B9(xx银川一中月考)往2 L密闭容器中充入NO2，在三种不同条件下发生反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成N2O4)。下列说法正确的是()A实验2比实验1的反应容器内压强小B实验2比实验1使用了效率更高的催化剂C实验1比实验3的平衡常数大D由实验2和实验3可判断该反应是放热反应解析：实验1和实验2相比，化学平衡状态一致，但实验2反应速率快，先达到平衡状态，故实验2比实验1使用了效率更高的催化剂，B项正确，A项错误；由表中数据看出，实验3的温度比实验1和实验2的高，反应进行的程度也大，故该反应为吸热反应，实验3的化学平衡常数大，C、D项错误。答案：B10一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准标况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102mol/(Lmin)B6 min时的反应速率：v(H2O2)3.3102mol/(Lmin)C反应至6 min时，c(H2O2)0.30 mol/LD反应至6 min时，H2O2分解了50%解析：根据题目信息可知，06 min，生成22.4 mL(标准状况)氧气，消耗0.002 mol H2O2，则v(H2O2)3.3102mol/(Lmin)，A项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B项正确；反应至6 min时，剩余0.002 mol H2O2，此时c(H2O2)0.20 mol/L，C项错误；反应至6 min时，消耗0.002 mol H2O2，转化率为50%，D项正确。答案：C二、非选择题(包括3小题，共40分)11(15分)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g)H85.1 kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率(A)的表达式为_。平衡时A的转化率为_，列式并计算反应的平衡常数K_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总_mol，n(A)_mol。下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a_。反应时间t/h04816c(A)/(molL1)0.10a0.0260.0065分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为_molL1。解析：(1)由于该反应的正反应为一个气体体积增加的吸热反应，要提高A的平衡转化率，就应使平衡正向移动，所以应采取的措施为升高温度，降低压强。(2)设到达平衡时A减少了x mol，A(g)B(g)C(g)起始量 0.10 mol 0 0变化量 x mol x mol x mol平衡量 (0.10x) mol x mol x mol根据阿伏加德罗定律可得：0.10/(0.10xxx)p0/p，求得A的转化率表达式为(A)x/0.10100%(p/p01)100%，将题目中数据p04.91，p9.53代入表达式求得平衡时A的转化率为94.1%。x0.094 1，该反应的平衡常数为Kc(B)c(C)/c(A)0.094 10.094 1/(0.100.094 1)1.5；(3)由以上三段式知平衡时n(总)(0.10x) mol，n(A)(0.10x) mol，将(2)问中的x代入即可得到n(总)0.10p/p0 mol，n(A)0.10(2p/p0) mol；由表中数据可以看出规律为平衡前每间隔4小时，A浓度约变为原来的一半，故可知a0.051，反应在12 h时A的浓度为0.013 molL1。答案：(1)升高温度、降低压强(2)100%94.1%A(g) B(g)C(g)010 mol 0 0010 mol(194.1%)0.10 mol94.1%0.10 mol94.1%K1.5(3)0.100.100.051达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.01312(15分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应：CO(g) 2H2(g)CH3OH(g)H1反应： CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2上述反应符合“原子经济”原则的是_(填“”或“”)。下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)温度250300350K2.0410.2700.012由表中数据判断H1_0 (填“”、“”或“”)。某温度下，将2mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)0.2 mol/L，则CO的转化率为_，此时的温度为_(从上表中选择)。(2)已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1275.6 kJ/mol2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJ/molH2O(g)=H2O(l)H44.0 kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。该电池正极的电极反应式为_。工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为_。解析：(1)原子经济性原则指的是原子利用率高的反应，是化合反应，原子利用率高达100%，故答案为：；根据表中数据可以看出，温度越高则平衡常数越小，可以确定该反应是放热反应，故答案为：；根据“三段式”得 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)初始浓度(mol/L)13 0 变化浓度(mol/L) 0.81.60.8平衡浓度(mol/L) 0.22.40.8则CO的转化率100%80%，平衡常数K2.041，所以该反应的温度为250，故答案为：80%；250；(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的反应CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)和反应2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 275.6 kJ/mol，2CO (g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJ/mol，H2O(g)=H2O(l)H44.0 kJ/mol之间的关系为：2442.8 kJ/mol，故答案为：CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H442.8 kJ/mol；(3)在燃料电池中，正极是氧气发生得电子的还原反应，即O22H2O4e=4OH，故答案为：O22H2O4e=4OH； 工作一段时间后，测得溶液的pH减小，说明氢氧根离子被消耗，在燃料电池中，总反应是燃料燃烧的反应，故答案为：2CH3OH3O24OH=2CO6H2O。答案：(1)80%250(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H442.8 kJ/mol(3)O22H2O4e=4OH2CH3OH3O24OH=2CO6H2O13(10分)(xx唐山一模)肼(N2H4)通常用作火箭的高能燃料，N2O4作氧化剂。请回答下列问题：(1)已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)Ha kJ/molN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)Hb kJ/mol2NO2(g)N2O4(g)Hc kJ/mol写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式_。(2)工业上常用次氯酸钠与过量的氨气反应制备肼，该反应的化学方程式为_。(3)N2、H2合成氨气为放热反应。800 K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2 mol N2、3 mol H2，甲容器在反应过程中保持压强不变，乙容器保持体积不变，丙是绝热容器，三容器各自建立化学平衡。达到平衡时，平衡常数K甲_K乙_K丙(填“”、“”或“”)。达到平衡时N2的浓度c(N2)甲_c(N2)乙，c(N2)乙_c(N2)丙(填“”、“”或“”)。对甲、乙、丙三容器的描述，以下说法正确的是_。A乙容器气体密度不再变化时，说明此反应已达到平衡状态B在甲中充入稀有气体He，化学反应速率加快C向甲容器中充入氨气，正向速率减小，逆向速率增大D丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态解析：本题考查了盖斯定律、化学反应速率和化学平衡等知识，意在考查考生对化学反应原理的掌握情况。(1)将三个已知的热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由2可得：2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H(ac2b) kJmol1。(2)次氯酸钠具有氧化性，可将氨气氧化为肼，根据得失电子守恒配平方程式即可。(3)合成氨为放热反应，升温时平衡逆向移动，且平衡常数只与温度有关，温度越高其对应的平衡常数越小，故K甲K乙K丙。甲容器中的反应相当于在乙容器中反应的基础上增大压强，增大压强的瞬间所造成的结果是反应物及生成物的浓度均增大，而该反应为气体分子数减小的反应，增大压强时虽然平衡右移，但根据勒夏特列原理可知，平衡时c(参与反应的各物质)甲c(参与反应的各物质)乙，故c(N2)甲c(N2)乙。丙为绝热容器，平衡时丙容器中温度高于乙容器中温度，则丙容器中反应的限度小于乙容器中反应的限度，故c(N2)乙c(N2)丙。乙容器反应过程中气体总质量和体积均不变，密度为恒量，A项错误；甲中充入气体He，容器体积增大，反应体系中各物质的浓度减小，反应速率减小，B项错误；向甲中充入氨气，即增大生成物浓度，则逆向速率增大，正向速率减小，C项正确；丙为绝热容器，其温度不再变化时，说明反应不再放出热量，反应达到平衡状态，D项正确。答案：(1)2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H(ac2b) kJmol1(2)NaClO2NH3=N2H4NaClH2O(3)CD