2020届二轮复习 化学反应速率与化学平衡 专题卷(全国通用)

化学反应速率与化学平衡能力练(20分钟)一、选择题(2019・长春市质量监测一)在一定温度和压强下，往容积可变的密闭容器中通入物质的量相等的X、Y气体，发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)AH=—mkJ・mol-i(m>0)。下列说法正确的是()A・密闭容器的体积保持不变，说明反应已达到平衡B.密闭容器中X的体积分数不变，说明反应已达到平衡C・反应达到平衡时，X和Y的转化率相等D・反应达到平衡时，放出的热量不可能为mkJ［解析］该反应为气体分子数发生变化的反应，一定温度和压强下，当容器体积不变时，说明反应已达平衡，A项正确；设X和Y起始的物质的量均为amol，反应进行到某时刻，X转化xmol，则Y转化3xmol,此时X的物质的量为(a—x)mol，Y为(a—3x)mol,Za—x1为2xmol，X的体积分数为2a—i=2,该值始终不变，所以X的体积分数不变时不能表明反应已达平衡，B项错误；相同条件下，X和Y的转化量不等，又二者起始投入量相等，则平衡时X和Y的转化率肯定不相等，C项错误；因X和Y起始投入量未知，故平衡时反应放出的热量可能达到mkJ，D项错误。［答案］A(2019・合肥市质检二)在恒温密闭容器中发生反应：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)AH>0,反应达到平衡后，*时缩小容器体积，x随时间(t)变化的关系如图所示。x不可能是()0A・v逆(逆反应速率)B・p容器内气体密度)逆C・m(容器内CaO质量)D・Qc(浓度商)［解析］心时缩小容器体积，压强增大，v逆瞬时增大，增大压强,1逆平衡逆向移动，故v逆逐渐减小，A项不符合题意；容器内只有CO2逆2一种气体，缩小容器体积，气体密度瞬时增大，随着平衡逆向移动，CO2的质量逐渐减小，容器内气体密度也逐渐减小,B项不符合题意;缩小容器体积，容器内CaO的质量瞬时不变，随着平衡逆向移动，CaO的质量逐渐减小，C项符合题意；浓度商Qc=c(CO2)，缩小容器体积，CO2的浓度瞬时增大，随着平衡逆向移动，CO2的浓度逐渐减小，则浓度商Qc也先瞬时增大，后逐渐减小，D项不符合题意。［答案］C3・(2019・湖南六校联考)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)是一种应用前景广泛的材料。在密闭容器中按n(CH3OH):n(CO2)=2：1投料直接合成DMC:2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示。下列说法不正确的是()77KA・该反应的正反应为放热反应B.压强:Jp2>p1C・X点对应的平衡常数为0.5D・X、Y、Z三点对应的初始反应速率的关系为Z>Y>X［解析］在同一压强下，升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动，因此该反应属于放热反应，A正确。对该反应，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，对比X、Y两点可知，压强：p>p，B正确。因为该反应在反应前后气体分子数不相等，容器的体积未知，所以无法计算反应的平衡常数，C错误。X、Y、Z三点中，Z点的温度最高、压强最大，所以Z点初始反应速率最快；X、Y两点的温度相同，但Y点的压强大于X点，所以Y点的初始速率大于X点，综上可知X、Y、Z三点对应的初始反应速率关系为Z>Y>X，D正确。［答案］C4・（2019・洛阳第二次联考）已知化学反应：NO2+CONO+CO2,①当tv250°C时，v=k・c2（NO2）,②当t>250°C时，v=k・c（NO2）・c（CO）。以上两式中v为反应速率，k为速率常数（一定温度下为定值）。下列叙述正确的是（）A・当NO2和CO的浓度相等时，升高或降低温度，反应速率不变B・因反应前后气体分子数目不变，故改变压强反应速率不变C・增大NO2的浓度为原来的2倍，反应速率一定变为原来的4倍D・当温度低于250°C时，改变CO的浓度，反应速率基本不变［解析］升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢，A项错误；该反应前后气体分子数目不变，改变压强，平衡不移动，但反应速率对应改变，B项错误；增大NO2的浓度为原来的2倍，若t>250C，根据v=k・c（NO2）・c（CO）可知，反应速率变为原来的2倍,C项错误；当温度低于250C时，根据v=k・c2（NO2）可知，一定

温度下，反应速率只与c(NO2)有关，改变CO的浓度，反应速率基本不变，D项正确。［答案］D5・(2019・河北省名校联考)以CO2和NH3为原料，通过反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2Q)+H2O(1)合成尿素。该反应的平衡常数和温度的关系如下表；在一定温度和压强下，原料气中N^和CO2的物质的量之比(氨碳比)与CO2平衡转化率(a的关系如下图所^示。t/°C165175185195K111・974.150.634.8F列说法正确的是()A・图中B点处NH,的平衡转化率为32%B.该反应平衡常数的表达式为[CO(NH2)2][H2O]

[NH3]2[COB.该反应平衡常数的表达式为C・该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能D・氨碳比越高，合成CO(NH2)2时NH3的转化率越高［解析］对B点，设CO2起始物质的量为mmol，则NH3起始物质的量为4mmol，根据三段式有2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2OQ)起始/mol4mm转化/mol1.28m0.64m平衡/mol2.72m0.36m所以图中B点处NH3的平衡转化率为冷矿X100%=32%,A项正确；由于该反应中co(nh2)2和h2o均为液态，故平衡常数表1达式应为c2(nh；c(CO)，B项错误；根据表中数据可知，温度升高平衡常数减小，说明升高温度会使平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应，则该反应中反应物的总键能小于生成物的总键能，C项错误；增大氨碳比，相当于增加氨气的浓度，根据勒夏特列原理知,虽然平衡向正反应方向移动，但氨气的转化率降低，D项错误。［答案］A催化剂6・(2019・湖北八校联考)已知：2CH3COCH3Q)CH3COCH2COH(CH3)2(1)。取等量CH3COCH3分别在0°C和20°C下反应，测得其转化率(a随时间(0变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()A・曲线II表示20C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I和II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：d>b>c［解析］根据“先拐先平数值大”可知，曲线I先达到平衡状态，因此曲线I对应的温度较高，曲线I表示20°C时的转化反应，A项错误；曲线I温度较高，但平衡转化率较低，故升高温度能降低反应物的平衡转化率，B项错误；a点时，虽然曲线I和II表示的ch3coch3的转化率相等，但化学平衡常数仅与温度有关，对应温

度不同，平衡常数不相等，C项错误；d、b点处温度比c点处高，反应速率比c点快，d点处比b点处转化率低，故d点处反应物浓度大，反应速率快，故化学反应速率的大小顺序为：d>b>c,D项正确。［答案］D―Z/niiiiN,(g)+；阳建品)A//W7・(2019・保定一模―Z/niiiiN,(g)+；阳建品)A//WJJc(X)mol・L-1Mniin图斗A・图1表示反应CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)的能量变化，使用催化剂可改变Eb—Ea的值B.图2在密闭容器中发生可逆反应：A(g)+2B(g)2C(g)Aff>0,其他条件不变，改变温度，若P］<p2,纵坐标表示A的转化率C・由图3知，t3时采取增大反应体系压强的措施D・图4在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)AffvO,该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量［解析］催化剂能降低反应所需的活化能，但不能改变反应的AH，故A错误；在压强一定时，升高温度，A的转化率增大，在温度一定时，增大压强，A的转化率增大，图像与其不符，故B错误;增大压强，v、v逆均增大，而t3时刻的速率均减小，故C错误；由正逆3

图像得出t1>t2，温度升高，平衡向左移动，吸收热量，所以W点放出的热量大于M点放出的热量，故D正确。［答案］D二、非选择题8・(2019・开封市定位考试)羰基硫(COS)是全球硫循环的重要中间体，也是有机合成中的重要原料，是化学工作者重要的研究对象。已知：・COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)卑=一17kJ・mol-i；・COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)AH2=—35kJ・mol-1；回答下列问题：反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的AH=。在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应I。设起始充入的n(H2):n(COS)=m,相同时间内测得COS转化率与m和(T)的关系如图所示。®m10有副反应发生反应的AH增大催化剂活性降低逆反应速率增大的倍数小于正反应速率增大的倍数0有副反应发生反应的AH增大催化剂活性降低逆反应速率增大的倍数小于正反应速率增大的倍数A.B・C・D・(3)在恒温、恒容密闭容器中，进行反应I。下列说法中能说明反应I已达到平衡状态的是。A・c(H2S)=c(CO)B・P正(H2)=O逆呼)C・容器中气体密度保持不变D・容器中混合气体平均摩尔质量保持不变E.c(COS)保持不变(4)某温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入5molCOS(g)和5molH2O(g),发生反应II,5min末反应达到平衡，测得COS(g)的转化率为80%。反应从起始至5min内，用H2S浓度变化表示的平均反应速TOC\o"1-5"\h\z率p(H2S)=。该温度下，上述反应的平衡常数K=。其他条件相同时，既能使上述反应中COS的平衡转化率降低，又能使反应速率加快的做法是。A・缩小容器容积B.升高温度C・分离出硫化氢D.加入一定量H2O(g)［解析］⑴根据盖斯定律，由II—I得到：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)AH=—18kJ・mol-1。(2)①其他条件相同时,n(H2):n(COS)=m越大,COS的转化率越大。图中m1对应COS的转化率大，则m1>m2o②T0°C前，升温，正反应速率加快，COS转化率增大；当温度高于T0°C时，有副反应发生，可导致反应物的转化率减小，A项符合题意；该反应的AH不变，不影响反应物的转化率，B项不符合题意；虽然催化剂对平衡移动无影响，但催化剂活性降低后，反应可能停止，可导致反应物的转化率减小，C项符合题意；逆反应速率增大的倍数小于正反应速率增大的倍数，平衡正向移动，反应物转化率增大，D项不符合题意。(3)判断化学反应是否达到平衡状态，可通过观察正反应速率和逆反应速率是否相等、混合物中各组分的浓度是否变化等来确定；c(H2S)和c(CO)相等不能说明反应达到平衡状态，A项错误；H2的正反应速率与H2S的逆反应速率相等能说明反应达到平衡状态，B项正确；该恒容密闭容器中全部为气体，气体质量始终不变，体积不变，则密度始终不变，密度保持不

变不能说明反应达到平衡状态，C项错误；该反应在反应前后气体分子数不变，质量不变，混合气体的平均摩尔质量始终不变，故混合气体平均摩尔质量不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误；COS浓度保持不变，能说明反应达到平衡状态，E项正确。(4)5min末反应达到平衡，测得COS的转化率为80%,则开始/mol转化/mol平衡开始/mol转化/mol平衡/molCOS(g)+H2O(g)555X80%5X80%112mo卜L_i①v(H2S)=^mn-H2S(g)+CO2(g)005X80%5X80%44=o・4咖卜—遇一*1。②k=：coS・CHO)20X20

A・I图像中如果纵轴为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压II图像中纵轴可以为镓的转化率皿图像中纵轴可以为化学反应速率W图像中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量［解析］升温或加压均能加快化学反应速率，即升温或加压正反应速率均加快，A项正确；增大压强，平衡逆向移动，Ga的转化率降低，B项错误；镓是固体，增大镓的质量，对化学反应速率无影响，C项错误；温度相同时，加压，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，压强相同时，升温，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，D项错误。［答案］A（2019・成都摸底测试）一定温度下，在一密闭容器中发生反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）,

400°C时压强对SO2400°C时压强对SO2的转化率的影响如表。0.1MPa0.5MPa1MPa10MPa99.2%99.6%99.7%99.9%A・a点的v大于b点的v逆逆B・t2时刻改变的条件一定是增大c(SO2)C・化学平衡常数d点与e点相等D.硫酸工业中，SO2催化氧化制SO3时采用高压提高生产效益［解析］a点时平衡向正反应方向进行，b点时反应达到平衡状态，从a点到b点，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故a点的v小于b点的v,A项错误；t时c(SO2)突然增大，随后逆逆22逐渐减小，说明平衡向正反应方向移动，故t2时刻改变的条件可以是增大c(SO2)，还可以是增大压强，B项错误；化学平衡常数只与温度有关，反应温度不变，平衡常数不变，因此d点和e点的化学平衡常数相等，C项正确；根据表中提供的数据可知，增大压强对SO2的转化率影响不大，但增大压强，对工业设备要求高，同时生产成本增大，因此硫酸工业中，SO2催化氧化制SO3时采用高压不能提高生产效益，D项错误。［答案］C3・(2019・河北名校联盟2月联考)下列有关平衡移动的方向以及转化率的变化判断正确的是转化率的变化判断正确的是()选项化学反应及条件平衡后的操作移动方向转化率A2N6(g)一2NO(g)+温恒容，充入一定量NO》再充入一定量NQ向右no3转化$增光B2NO(g)+Cl3(g)、一2C1NO(g),恒温恒容，?KNO):n(Clz)=2J1再充入一定量NO向右NO和Cl?的转化率都增丸C在恒容绝热的容器中同时发生两个互不干扰的反应：(1)CO2(g)CH.OH(g)十H£0(g)AH<0眉⑵NO(j?)>0充入少量Ng反应(D和反应(2)均向右移动Ng箱化率减/b；C()2和比转化率增大DMid)十4C(心)一Ni(CO)4(s),温恒容，加足量的Ni粉与少量的CO气体再充入少量CO{g)向右Ni的箱化率增尢,CO曲转化率减小［解析］A项，反应平衡后再充入一定量NO2,平衡正向移动，此时NO2的总量以及转化量均增大，但恒容条件通入气体相当于在恒压基础上加压，NO2转化率减小，错误。B项，反应平衡后再充入一定量NO,平衡正向移动，Cl2的转化率增大，NO的转化率减小，错误。C项，充入少量N2O4,反应(2)向右移动，吸热导致体系温度降低，反应(1)向右移动，故CO2和H2转化率增大，而N2O4转化率可由“相当于在恒压基础上加压”来分析，所以N2O4转化率减小，正确。D项，反应平衡后再充入少量CO(g)，平衡向右移动，Ni的转化率增大，但由于K不变，所以c(CO)不变，可认为所加CO完全转化为生成物Ni(CO)4，CO的转化率增大，错误。［答案］C4.(2019・河北衡水七调)N2O5为新型硝化剂。一定条件下可发生反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)阳>0,在温度为巧、T2时，一定量的N2O5在密闭容器中发生反应，平衡时体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A・A、C两点的反应速率：A>CB・A、C两点气体的颜色：A深，C浅C.A、B、C三点的平衡常数大小关系：Ka=Kc>KbD・A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C［解析］A项，A、C两点温度相同，所以影响二者速率的因素是压强，C点压强大，反应速率快，错误。B项，易因平衡逆向移动而判断A颜色深。气体颜色取决于NO2的浓度，由图像可知，C点平衡压强大，与A点相比可看作平衡会逆向移动，但根据勒夏特列原理，平衡移动只能减弱这种改变，不能消除这种改变，故C点颜色更深，错误。C项，由于A、C两点温度相同，所以K值相同；温度升高，平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由A、B两点可知,T2>T］，则KA>KB,正确。D项，由图像可知，A、C两点都在等温线上，C点压强大，增大压强，化学平衡逆向移动，C点时气体的物质的量小，混合气体的总质量不变，则平衡相对分子质量大，即AvC,错误。［答案］C5.(2019・福州市质量检测)在恒温恒容密闭容器中分别充入X、

Y、Z三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间的变化关系如图a所示。若从t2开始,之后每个时刻只改变一个且不同的条件,物质Z的正、逆反应速率随时间的变化关系如图b所示。下列说法不正确的是()A・0〜心min内X与Y的平均反应速率之比为3:2B・t2min时改变的条件可能是压强或催化剂C・该反应的正反应为放热反应D・该反应中Z一定为产物［解析］0〜qmin内X与Y的平均反应速率之比等于浓度的变化量之比，即为(0.15-0.06):(0.11-0.05)=3:2,故A项正确；%〜t2min阶段、t2〜t3min阶段与t4〜t5min阶段正逆反应速率都相等，每个时刻只改变一个且不同的条件,，2〜t3min阶段与t4〜t5min阶段反应速率加快且平衡不移动，说明t2min或t4min时分别使用了催化剂或加压，且反应前后气体体积不变，故B项正确；t3min时改变的条件为降低反应温度，平衡逆向移动，说明正反应吸热，故C项错误；每个时刻只改变一个且不同的条件，t2〜t3min阶段与t4〜t5min阶段反应速率加快且平衡不移动，说明分别是使用了催化剂或加压,则反应前后气体分子数不变，0〜qmin内，X减少0.09mol・L-i,Y增大0.06mol・L-i,所以Z一定是生成物，故D项正确。［答案］C6.(2019・长沙一模)一定温度下，密闭容器中进行反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)阳＜0。测得v正(SO2)随反应时间(0的变化如图所示，其中在t2时改变了某个条件。下列有关说法正确的是()A.t1时平衡常数K小于t3时平衡常数Kt1时平衡混合气的M大于t3时平衡混合气的Mt2时改变的条件可能是升温或缩小容器体积D%时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数［解析］该反应是气体分子数减小的放热反应，由题图知，t2时改变条件后正反应速率瞬间增大，之后逐渐减小，即平衡正向移动，则t2时改变的条件不可能是温度，温度不变，平衡常数不变，故A、C项错误；由题图知，t3和t1时达到的平衡是等效平衡，则t1时平衡混合气的等于t3时平衡混合气的，t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数，B项错误，D项正确。［答案］D7.(2019・济南模拟考试)温度为T时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中，假设仅发生反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)阳＞0。实验测得：v=kC2(NO)v=kC2(NO)・c(O2),k、k正正2逆逆2正逆为速率常数，只受温度影响。实验数据如下：逆

容器编号物质的起始浓度(mol/L)物质的平衡浓度(mol/TJc(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)I0.60()0.2n0.3CL50.200.50.35A.B・C.DA.B・C.D・达平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为4:5达平衡时，容器II中常給比容器I中的大达平衡时，容器皿中NO的体积分数大于50%当温度改变为T时，若k正=氐逆，则t2>t12正逆21［解析］容器I2NO2(g)2NO(g)+O2(g)起始量(mol/L)0.600变化量(mol/L)0.40.40.2平衡量(mol/L)0.20.40.20.42X0.20.229为0.8mol,其中NO的体积分数为50%,豈NO^=1°在平衡状态下，v正=v逆，所以k正c2(NO2)=k逆C2(NO)・c(O2),》=K=0・8。根据容逆器I的起始投料，a」鶯52=9<k，平衡向正反应方向移动，正反应为气体分子数增多的反应，平衡时气体的总物质的量一定大于imol,故容器I与容器II中的压强之比一定小于4：5,A项错误；若容器II在t时刻存在cCNO^)=1,设O2的变化量为xmol/L,则有

2NO(g)+O2(g)0.50.22NO(g)+O2(g)0.50.22xx0・5+2r0・2+x变化量(mol/L)2x_1,解得130,t时刻的量_1,解得130,c(O2)_0・2+xc(NO2)=0.3-2x反应向逆反应方向移动，所以容器ii达平衡时，cNO))一定小于1,B项错误；若容器皿在t时刻，NO的体积分数为50%，设O2的变化量为ymol/L,则有2NO2(g)2NO(g)+O2(g)起始量(mol/L)00・50・35变化量(mol/L)2y2yyt时刻的量(mol/L)2y0・5-2y0・35—y则0・5-2y_2y+0・35-y，解得y_0・05,0.42X0.3Qc_0.12_4・8>K'反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，平衡时NO的体积分k数小于50%，C项错误；温度为T时，，^_K2_1>0・8，因为正反应逆是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，化学平衡常数变大，所以T2>T1,D项正确。［答案］D二、非选择题8・(2019・河北唐山调研)氨气是工业制硝酸的主要原料之一，催化氧化步骤中发生的主要反应如下：・4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)AH=—906kJ・mol-1•4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)AH=-1266