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专题11 化学反应速率、化学平衡1【江苏省海安高级中学2018年第一次模拟】在体积均为1.0L的恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2mol CO2，在不同温度下反应CO2 (g)+C(s) 2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中I、II、III点均处于曲线上)。下列说法正确的是A 反应CO2(g)c(s)2CO(g) H0B 体系的总压强P总：P总(状态)2P总（状态III）C 体系中c(CO)：6c(CO，状态I)正【答案】B详解：A项，根据图像，升高温度c（CO2）减小，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，H0，A项错误；B项，状态II和状态III温度和体积相同，点II处于起始加入0.2molCO2的曲线上，点III处于起始加入0.1molCO2的曲线上，状态II起始加入的CO2物质的量是状态III的两倍，状态II相当于在状态III达平衡后将体积缩小一半，若平衡不移动，状态II总压强等于状态III的两倍，增大压强平衡逆向移动，P总（状态II）2P总（状态III），B项正确；C项，点I处于起始加入0.1molCO2的曲线上，点II处于起始加入0.2molCO2的曲线上，根据图像点I、点II平衡时c（CO2）平衡相等且0.08mol/L，点I平衡时c（CO）=20.1-c（CO2）平衡，点II平衡时c（CO）=20.2-c（CO2）平衡，若c（CO2）平衡=0.08mol/L，则6c（CO，状态I）=c（CO，状态II），而c（CO2）平衡0.08mol/L，则6c（CO，状态I）c（CO，状态II），C项错误；D项，该反应为吸热反应，从状态I到状态III升温过程中正逆，D项错误；答案选B。点睛：本题考查化学平衡图像的分析、外界条件对化学平衡的影响，图像的分析是解题的关键。B项是解答的难点，恒温恒容时起始反应物为倍量关系时，相当于改变压强判断平衡移动的方向、确定平衡时物理量之间的关系。2【重庆市第一中学、合肥八中、石家庄市第一中学2018届高三下学期模拟】工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g)，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a的体积为10L，温度为Ta，下列说法不正确的是A 容器a中CH4从反应开始到怡好平衡时的平均反应速率为0.025molL-1min-1B a、b两容器的温度可能相同C 在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大D 该反应在Ta温度下的平衡常数为27(molL-1)2【答案】B【解析】分析：观察两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线a和b可知，当CO的物质的量保持不变时便达到平衡状态，a容器用了4min，b容器用了6.5min，两个容器中反应快慢不同，因此温度肯定不同。用三行式分析a容器中各物质的相关量：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 起始量（mol） 1.1 1.1 0 0 变化量（mol） 1 1 1 3 平衡量（mol） 0.1 0.1 1 3点睛：涉及化学平衡求反应速率和平衡常数等问题，要用三行式分析起始、变化及平衡的有关量，使思路清晰，计算准确，值得总结。3【潍坊市2018届高三第三次高考模拟】已知:2CH3COCH3(1)CH3COCH2COH(CH3)2(1)。取等量CH3COCH分别在0和20下反应,测得其转化率()随时间(t)变化的关系曲线如右图所示。下列说法正确的是A 曲线表示20时的转化反应B 升高温度能提高反应物的平衡转化率C 在a点时,曲线和表示反应的化学平衡常数相等D 化学反应速率的大小顺序为:dbc【答案】D【解析】A.曲线比曲线变化快，说明曲线的温度高，故A错误；B.曲线比曲线的温度高，但是转化率低，说明升温平衡逆向移动，转化率降低，故B错误；C. 曲线和曲线对应的温度不同，化学平衡常数只与温度有关，所以曲线和表示反应的化学平衡常数不相等，故C错误；D.反应开始反应物的浓度最大，随着反应物的浓度减小速率也逐渐减小，所以d处速率大于b处，因为曲线的温度高所以，b处速率大于c处，故D正确；本题选D。点睛：曲线的斜率反映了化学反应速率，斜率越大说明反应速率越快。4【天津市河北区2018届高三总复习质量检测（二）】对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)Hv逆C 达到平衡时，容器中1 D 达到平衡时，容器与容器中的总压强之比为1617【答案】D【解析】容器中，根据2NO2(g)2NO(g)+O2(g)反应可知，达到平衡后c(O2)= 0.2 molL-1，则生成c(NO)=0.4 molL-1，剩余c(NO2)=0.6-0.4=0.2 molL-1，反应的平衡常数= c(O2)c2(NO)/ c2(NO2)= 0.20.42/0.22=0.8，A正确；容器中发生反应与容器中发生反应温度均为T1，所以反应的平衡常数相等； 容器中发生反应的QC= c(O2)c2(NO)/c2(NO2)=0.20.52/0.32=0.57v逆，B正确；温度相同时，平衡平衡常数不变，容器中消耗氧气为xmol,消耗一氧化氮为2xmol，生成二氧化氮为2xmol，反应达平衡时，剩余氧气(0.35-x)mol, 剩余一氧化氮（0.5-2x）mol，根据平衡常数= c(O2)c2(NO)/c2(NO2)= (0.35-x)（0.5-2x）2/（2x）2=0.8，x=0.09mol，所以达到平衡时，容器中=（0.35-0.09/(20.09)1, C正确；根据以上分析可知，达到平衡时，容器中剩余物质的总量为0.2+0.2+0.4=0.8 mol，容器中剩余物质的总量为20.09+0.35-0.09+0.5-20.09=0.74 mol，压强之比与气体的物质的量成正比，因此达到平衡时，容器与容器中的总压强之比为0.8：0.74=40:371617，D错误；正确选项D。6【安阳市2018届高三第三次模拟】已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) H=-752kJ/mol的反应机理如下:2NO(g)N2O2(g)(快)N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)下列有关说法正确的是A N2O2和N2O是该反应的催化剂 B 的反应的活化能最小C 反应速率v(NO)=v(H2)=v(N2) D 总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大【答案】D点睛：本题考查化学反应中催化剂、活化能和化学反应速率等概念，解答本题除概念必须清晰之外，易错项D，解答时要注意分析方法，首先抓住正反应放热，则断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，推出逆反应的活化能比正反应的活化能大。7【延边州2018届高三年级高考仿真模拟】温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应: 2NO2(g)2NO(g)+O2(g) (正反应吸热)。实验测得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗= 2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是容器编号物质的起始浓度（molL1）物质的平衡浓度（molL1）c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.200.50.35A 设k为该反应的化学平衡常数，则有k=k逆:k正B 达平衡时，容器与容器中的总压强之比为2017C 容器中起始平衡正向移动，达平衡时，容器中NO2的转化率比容器中的小D 若改变温度为T2,且T2T1,则k正:k逆8,所以容器中NO2的转化率小于2/3，即容器中起始平衡正向移动，达平衡时，容器中NO2的转化率比容器中的小，C正确；由于该反应正反应是吸热反应，温度，所以时平衡常数增大，则k正:k逆0.8；正确选项C。8【六安市第一中学2018届高三下学期第三次模拟】一定温度下(T2T1)，在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中反应2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g) (正反应放热)达到平衡，下列说法正确的是 容器温度/()物质的起始浓度/molL-1物质的平衡浓度/ molL-1c(NO)c(Cl2)C(ClNO).vC(ClNO)T10.200.1000.04T2.0200.100.20clT3000.20C2A 达到平衡时，容器与容器中的总压强之比为1：2B 达到平衡时，容器中ClNO的转化率小于80%C 达到平衡时，容器中c(ClNO)/C(NO)比容器中的大D 若温度为T1，起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20molNO(g).、0.2mo1Cl2(g)和0.20molClNO(g)，则该反应向正反应方向进行【答案】C氯气开始建立平衡，正反应体积减小，相当于容器I增大了压强，平衡正向移动，因此达到平衡时，容器II中c(ClNO(/c(NO)比容器I中的大，选项C正确；D. 根据容器I中数据可知该温度下平衡常数为,若温度为Tl，起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20 mol NO(g)、0.2 mol Cl2(g)和0.20 mol ClNO(g)，则浓度熵为=5K=0.78，所以该反应向逆反应方向进行，选项D错误，答案选C。9【榆林市2018届高三第三次模拟】CO常用于工业冶炼金属，如图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lgc(CO)/c(CO2)与温度(t)的关系曲线图。下列说法正确的是A 工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间，减少尾气中CO的含量B CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)C 工业冶炼金属铜(Cu)时较高的温度有利于提高CO的利用率D CO还原PbO2的反应H 0【答案】B10【海淀区2018届高三第一次模拟】以甲烷为原料合成甲醇的反应如下:反应I:CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g) H1= +247 kJ/mol 反应II:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) H2=-90kJ/mol已知: T1时，反应II 的平衡常数数值为100；T2时，反应II 在密闭容器中达到平衡，测得CO、H2、CH3OH的物质的量浓度(mol/L)分别为0.05、0.1、0.1。下列说法中，正确的是A 反应I中，使用催化剂可以减小H1，提高反应速率B 反应II 中，加热或加压均可提高原料气的平衡转化率C 由上述数据可判断反应II 的温度: T1 T2D CO(g)+CH3OH(g)CH4(g) +CO2(g) H= +157 kJ/mol【答案】C11【沈阳市东北育才学校2018届高三第三次模拟】在3种不同条件下，分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应:2A(g)+B(g)2D(g)H=QkJ/mol。相关条件和数据见下表:实验编号实验I实验II实验III反应温度/700700750达平衡时间/min405030n(D)平衡/mol1.51.51化学平衡常数K1K2K3下列说法正确的是A 升高温度能加快反应速率的原理是降低了反应的活化能，使活化分子百分数提高B 实验III达平衡后，保持其他条件不变，再向容器中通入1molA和1molD，平衡不移动C 实验III达平衡后容器内的压强是实验1的9/10倍D K3K2K1【答案】B【解析】A、升高温度能加快反应速率，原因提高单位体积内活化分子的百分数，不提高活化能，故A错误；B、2A(g)+B(g)2D(g) 起始：2 1 0 变化：1 0.5 1 平衡：1 0. 5 1，根据化学平衡常数的定义，K=4，再通入1molA和1molD，此时c (A)=1molL1，c(B)=0.25molL1，c(D)=1molL1，浓度商Qc=1/(10.25)=4=K，说明平衡不移动，故B正确；C、根据选项B的分析，达到平衡时，混合气体物质的量为2.5mol，2A(g)+B(g)2D(g) 起始：2 1 0 变化：1.5 0.75 1.5 平衡：0.5 0.25 1.5，达到平衡时，混合气体物质的量为2.25mol，两者压强之比为2.5/2.25=10/9，故C错误；D、根据C选项，实验I的化学平衡常数K1=72，实验III的化学平衡常数K3=4，即随着温度的升高，化学平衡常数减小，即K1K2K3，故D错误。12【晋城市2018届高三上学期第一次模拟】在体积均为1.0L的两个恒容密闭容器中加入足量的相同质量的固体B，再分别加入0.1molA和0.2molA,在不同温度下反应A(g)+B(s)2C(g)达到平衡，平衡时A的物质的量浓度c(A)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法正确的是（ ）A 反应A(g)+B(s)2C(g)S0、Ha(状态)C 体系中c(C)c(C，状态)(C，状态)D 化学平衡常数：K(状态)=K(状态)K(状态)【答案】C【解析】A. 据图可知，随温度升高，平衡时A的物质的量浓度逐渐减小，说明升高温度，平衡正向移动，正反应为吸热反应，H0，由反应方程式A(g)+B(s)2C(g)可知，该反应的S0，故A错误；B. 该反应的正反应为气体体积增大的反应，在两个恒容密闭容器中分别加入0.1molA和0.2molA，反应物B为固体，相当于增大压强，压强增大不利于反应正向进行，因此状态II的转化率低于状态III的转化率,故B错误；C. 据图可知，状态II 中气体反应物和生成物的浓度均比状态III的浓度大，故C正确；D. 该反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，温度相同时平衡常数不变，因此K(状态II)=K(状态III)K(状态I)，故D错误；答案选C。13【太原市2018届高三上学期期末】以反应 5H2C2O4+2MnO4 -+6H = 10CO2+ 2Mn2+ + 8H2O 为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是A 实验、 、 所加的H2C2O4 溶液均要过量B 若实验测得 KMnO4溶液的褪色时间为 40 s， 则这段时间内平均反应速率 v(KMnO4)= 2. 510-4 mol/L/sC 实验和实验是探究浓度对化学反应速率的影响， 实验和是探究温度对化学反应速率的影响D 实验和起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的 Mn2+对反应起催化作用【答案】B14【大连市2018届高三双基测试】已知“在反应物和生成物均为气体的可逆反应中，若反应物按计量系数比投料,则平衡时产物的体积分数最大”。对于2A2(g)+3B2(g)2A2B3(g) HT2B a、b、c三点都处于平衡状态;但正向速率最大的是a点C 在n(A2)=d的点:n(B2)=1.5dD a、b、c三点中:B2的转化率顺序为:bac【答案】C15【2018届南通泰州扬州等七市高三化学三模试卷】在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应：SO2(g)2NO(g)2NO2(g)S(s)。改变容器I的反应温度，平衡时c( NO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是容器编号温度/K起始物质的量/molSO2 NONO2S0.50.600T10.510.51T20.50.211A 该反应的H0B T1时，该反应的平衡常数为C 容器与容器均在T1时达到平衡，总压强之比小于1:2D 若T2T1，达到平衡时，容器中NO的体积分数小于40%【答案】AD详解：A根据图象，温度升高，平衡时NO2浓度降低，说明温度升高可使化学平衡逆向，因此正反应为放热反应，即H0，A正确；BT1温度反应达到平衡时c（NO2）=0.2mol/L，则平衡时c（SO2）=0.5mol/L-0.1mol/L=0.4mol/L，c（NO）=0.6mol/L-0.2mol/L=0.4mol/L，所以反应的化学平衡常数为K=c2(NO2)/c2(NO)c(SO2)=0.22/0.420.4=5/8，B错误；C根据理想气体状态方程pV=nRT分析，容器容积和反应温度一定，体系总压强与体系中混合气体的总物质的量成正比，容器相当于按0.75molSO2，1.5molNO和0.75molS起始，由于S是固体，不改变浓度商，设容器中反应达到平衡时消耗了ymolSO2，则平衡时两容器压力比为pI/pII=(0.4+0.4+0.2+0.1)/(2y)1/(2y)1/2，C错误；DT2T1，则温度降低有助于化学反应正向进行，容器相当于以1molSO2，1.2molNO和0.5molS起始，S不对化学反应的平衡产生影响，也就相当于对容器加压，若平衡不发生移动，则平衡时NO的体积分数为40%，而容器的化学反应正向进行程度比容器I更大，则达到平衡时，容器中NO的体积分数小于40%，D正确，答案选AD。点睛：本题考查化学平衡移动的相关知识，结合图象分析，注意等效平衡原理知识的运用，灵活运用相关化学平衡原理是解决问题的关键，题目难度中等。16【徐州市2018届高三考前模拟检测】工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H0，在容积为1 L的恒容容器中，分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。右图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。下列说法正确的是A H2转化率：abcB 上述三种温度之间关系为T1T2T3C a点状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH，平衡向正方向移动D c点状态下再通入1 molCO和4 mol H2，新平衡中CH3OH的体积分数增大【答案】AD【解析】分析：合成甲醇的反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,反应物转化率降低,根据图象曲线变化判断；根据一氧化碳的转化率求算各物质的平衡浓度,带入平衡常数计算公式计算得到平衡常数；根据浓度商和平衡常数相对大小来判断平衡移动方向。C、a点状态下，CO转化率为50%，n(H2)/n(CO)=1.5，n(CO)=1mol，利用三行式找出各量：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始浓度（mol/L） 1 1.5 0变化浓度（mol/L） 0.5 1 0.5平衡浓度（mol/L） 0.5 0.5 0.5平衡常数K=4，再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 各物质浓度（mol/L）(0.5+0.5) 0.5 (0.5+0.5)此时，浓度商Qc=4=K,所以平衡不移动，C错误；D、c点状态下再通入1 molCO和4 mol H2，在等温等容条件下，投料比不变，相当于加压，平衡正向移动，故D正确；所以本题答案为AD。17【泰州中学2018届高三第四次模拟】现有三个体积相同的密闭容器，按下图所示投料，并在T条件下开始反应，其中容器I保持恒压100kPa。已知:分压=总压物质的量分数，对于2NO2(g)N2O4(g)H0，T时，标准平衡常数K=p(N2O4)/100kPa/p(NO2) /100kPa2=0.75, 式中p(N2O4) 、p(NO2)为气体分压。下列说法正确的是A 达平衡时，容器中N2O4转化率小于50%B 达平衡时，容器中N2O4分压比容器中的大C 达平衡时，容器中N2O4的体积分数比容器中的大D 若起始时向容器中充入2molN2O4、2molNO2,达到平衡前v(正)v(逆)【答案】ADA正确；B. 容器是绝热恒容，达平衡时，容器中的温度高于容器中的温度，容器中N2O4的物质的量小于容器，因此容器中N2O4分压比容器中的小，B错误；C. 容器是绝热恒容，达平衡时，容器中的温度高于容器中的温度，导致容器中N2O4的物质的量小于容器，因此容器中N2O4的体积分数比容器中的小，C错误；D. 若起始时向容器中充入2molN2O4、2molNO2,由于容器保持恒温恒压，则必须扩大容器的体积，而该反应是气体体积减小的反应，所以在达到平衡前该反应一直向逆反应方向进行，因此达到平衡前v(正)v(逆)，D正确；答案选AD.18【南通市2018年高三第三次调研测试】在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应：SO2(g)2NO(g)2NO2(g)S(s)。改变容器I的反应温度，平衡时c( NO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是A 该反应的H0B T1时，该反应的平衡常数为C 容器与容器均在T1时达到平衡，总压强之比小于1:2D 若T2T1，达到平衡时，容器中NO的体积分数小于40%【答案】AD该反应的平衡常数K=，故B错误；C. T1时，容器I平衡时气体的物质的量为0.4+0.4+0.2=1.0mol，容器中Qc=0.5，说明反应正向移动，气体的物质的量小于0.5+1+0.5=2.0mol，因此达到平衡，总压强之比大于1:2，故C错误；D.根据上述分析，T1时，平衡时容器I中NO的体积分数为100%=40%；容器I相当于起始时加入0.2mol二氧化氮和0.6mol二氧化氮，容器相当于起始时加入0.4mol二氧化硫和1.2mol一氧化氮，容器相当于容器I缩小体积的结果，根据方程式，增大压强，平衡正向移动，一氧化氮的物质的量减少，因此平衡时容器中NO的体积分数小于40%，若T20D T1时，容器中达到平衡后再充入NO、H2O(g）各210-4mol，则反应将向逆反应方向进行【答案】AD【解析】反应、相比较，NO的浓度不变，中氢气浓度是的2倍，反应速率是的2倍，所以n=1；反应、相比较，氢气的浓度不变，中NO浓度是的2倍，反应速率是的4倍，所以m=2；选项A正确。恒温恒容下，体系的压强比等于气体的物质的量的比，对于反应有：2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)起始： 6 2 0 0反应： x x x/2 x/2平衡： 6-x 2-x x/2 x/2 对于反应有：2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)起始： 2 6 0 0反应： y y y/2 y/2平衡： 2-y 6-y y/2 y/2 （以上单位都是10-3mol/L）点睛：本题的B选项，可以做的稍微简单一点：因为反应物NO和H2的系数相等，所以按照c(NO)=610-3mol/L、c(H2)= 110-3mol/L进行投料和按照c(NO)=110-3mol/L、c(H2)= 610-3mol/L进行投料相比，平衡态的生成物是一样多的，而反应物只是将NO和H2的量换了一下，所以最终总物质的量应该相等。20【泰州中学2018届二模模拟】一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡。下列说法正确的是容器温度/K物质的起始浓度/mol/L物质的平衡浓度/mol/LSO2或SO3平衡转化率c(SO2)c(O2)c(SO3)c（SO3）I7230.20.100.16a1II7230.40.20a2III823000.2a3A 达到平衡时，a1+a31B 达到平衡时，容器中的压强: PIIPIPIIIC 达到平衡时，容器III中的逆反应速率比容器I中的大D 若起始时，向容器I中充入0.16molSO2、0.04molO2和0.16molSO3，则此时反应向逆反应方向进行【答案】ACPI=PIV，则PIIIPI，B项错误；C，容器III中温度高于容器IV中，平衡时容器III中逆反应速率比容器IV中的大，平衡时容器IV中逆反应速率与容器I中的相等，平衡时容器III中逆反应速率比容器I中的大，C项正确；D，容器I平衡时c（SO3）=0.16mol/L，用三段式2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）c（起始）（mol/L） 0.2 0.1 0c（转化）（mol/L） 0.16 0.08 0.16c（平衡）（mol/L） 0.04 0.02 0.16723K时化学平衡常数K=800，若起始时向容器I中充入0.16molSO2、0.04molO2和0.16molSO3，此时SO2、O2、SO3物质的量浓度依次为0.16mol/L、0.04mol/L、0.16mol/L，浓度商Qc=25800，此时反应向正反应方向进行，D项错误；答案选AC。点睛：本题考查外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响、化学平衡常数的应用、平衡时物理量大小的比较。解题时利用“等效”思想（建立与容器I完全全等的等效平衡的容器IV）和“先同后变”的思维（如容器III是在容器IV达平衡后升高温度），用浓度商与K的相对大小判断反应进行的方向。
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