新高考化学二轮复习化学反应速率和化学平衡专题训练

化学反应速率和化学平衡一、选择题：共5小题1.[2021•福建龙海模拟改编]在容积为2.0L的密闭容器内，物质D在TC时发生反应，其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图所示，下列叙述错误的是( )A.从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率约为0.067moll-rmin-1B.该反应的平衡常数表达式为K=c2(A)•c(B)C.若在第5分钟时升高温度，则该反应的正反应是吸热反应，反应的平衡常数减小，B的反应速率增大D.若在第7分钟时增加D的物质的量，A的物质的量变化情况符合b曲线2.[2021•湖南五市十校联考改编]在某刚性容器中加入一定量的CO2和H2,发生反应凶＜0。下列相关物理量的变化关系及描述CO2(g)+4H2(g)工CH4(g)+2H2O(g)正确的是()A.B.C.D.3.图①表示11时刻增大CO2的浓度对反应速率的影响图②可表示该反应的平衡常数随温度的变化关系图③表示的是压强对化学平衡的影响，且乙对应的压强较大图④可表示初始时加入CO2、H2各1mol,部分物质的体积分数随时间的变化关系[2021•江西赣州七校联考改编]一定温度下，在3个容积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g)2PCl3(g)+Cl2(g)。下列说法错误的是( )容器编号物质的起始浓度/(mol-L-1)物质的平衡浓度/(mol・L-1)c(PCl5)c(PCl3)c(Cl2)c(Cl2)

I0.4I0.4000.2n1.050.051.95m0.800a.达平衡时，容器I中。虫)比容器n中的大c(PCI5)B.达平衡时，容器I与容器n中的总压强之比为6：31c.达平衡时，容器m中ci2体积分数小于323D.达平衡时，容器m中0.4mol-L-1<c(PCl5)<0.8mol-L-1[2021•湖北武汉武昌区质量检测]用活性a-Al2O3作催化剂研究COS的水解反应：COS(g)+H2O(g)===cq(g)+H2s(g)凶<0。在某温度下的恒容密闭容器中改变投料比得到COS的平衡转化率如图甲所示。其他条件完全相同时，只改变反应温度测得水解转化率如图乙所示：£2J0下列说法正确的是( )□ 3 6 91012|||£2J0下列说法正确的是( )□ 3 6 91012|||0 140ISO220TtX.乙A.不断提高投料比n黑)会导致平衡时H2s的体积分数不断提高n(COS) 2B.由于水解反应是吸热过程，所以升高温度会促使COS水解更加彻底C.尸点对应的平衡常数大于N点对应的平衡常数D.当温度升高到一定值后，可能会由于催化剂活性降低，反应速率变慢，导致一定时间内COS(g)的水解转化率降低[2021・河南信阳质量检测]在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+歹B(g)二zC(g),图甲表示200℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化，图乙表示不同温n(A) . 度下平衡时C的体积分数随起始时丁村的变化关系。则下列结论正确的是( )n(B)平衡时C的体相分数1D0七A平衡时C的体相分数1D0七A.200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol-L-i-min-1B.由图乙知反应xA(g)+VB(g)芸zC(g)的M>0,且a=2C.若在图甲所示的平衡状态下，向体系中充入He,重新达到平衡前v(正)>v(逆)D.200℃、6min时，向容器中充入2molA和1molB，重新达到平衡时，A的体积乙城时糕5i/min甲分数大于0.5二、非选择题：共4小题[2021•湖北模拟]甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：①CH4(g)+H2O(g户CO(g)+3H2(g)AH.^+206kJ-mol-1②CO(g)+H2O(g户CO2(g)+H2(g)AH2=-41kJ•mol-1恒定压强为100kPa时，将n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。0.40.20.10.40.20.1450 550 650 750 M30制度激稣全曜S壁方君盅王冷古海生回答下列问题：⑴写出ch4与CO2生成h2和CO的热化学方程式：(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是(填标号)。A.恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快B.恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快C.升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快D.加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变(3)系统中H2的含量，在700℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：①低于700℃,；②高于700℃,。(4)已知投料比n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合气体，2=100kPa。600℃时，CH4的平衡转化率为，反应①的平衡常数的计算式为Kp (Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压X物质的量分数)。 °[2021・河北模拟]我国科学家最近发明了一种ZnPbO2电池，电解质为K2sO4、H2SO4和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：回答下列问题：(1)电池中，Zn为极，B区域的电解质为(填玉2sO4”“H2s04”或“KOH”)。(2)电池反应的离子方程式为。(3)阳离子交换膜为图中的膜(填"a”或"b”)。(4)此电池中，消耗6.5gZn，理论上可产生的容量电量)为毫安时(mAh)(1mol电子的电量为1F,F=96500Cmol-1,结果保留整数)。(5)已知E为电池电动势(电池电动势即电池的理论电压，是两个电极电位之差，E=E(+)—E(_)),AG为电池反应的自由能变，则该电池与传统铅酸蓄电池相比较，,EZnPbO2 EPbPbO2；AGZnPbO2AGPbPbO2(填“〉”或“<”)。[2021•湖北四地六校联考]以NO丫为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。I.N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。(1)碘蒸气存在能大幅度提高n2o的分解速率，反应历程为：第一步I2(g户21(g)(慢反应)第二步I(g)+N2O(g)-N2(g)+lO(g)(快反应)第三步IO(g)+N2O(g)—N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)下列表述正确的是。(填字母)A.N2O浓度越高其分解速率越快B.第一步对总反应速率起决定作用C.第一步活化能比第三步大D.IO为反应的催化剂11.1,2二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要副产物为3氯丙烯(CH2===CHCH2Cl),反应原理为：①CH2===CHCH3(g)+Cl2(g户CH2ClCHClCH3(g)AH1=—134kJ-mol-1102kJ・mol—1②CH2===CHCH3(g)+Cl2(g户CH2===CHCH2Cl(g)102kJ・mol—1(2)已知CH2===CHCH2Cl(g)+HCl(g户CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(正)为132kJ-mol-1,则该反应的活化能Ea(逆)为kJ-mol-1。(3)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2===CHCH3(g笄DCl2(g),在催化剂作用下发生反应①、②，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。时间/min060120180240300360压强/kPa8074.269.465.261.657.657.6

若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v=Ap，则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=kPa-min-1(结果保留2位小数)。(4)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2===CHCH3和Cl2，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如图1所示。下列说法错误的是。(填字母)1UD2003004005001UD200300400500祖度江图1a.使用催化剂A的最佳温度约为250℃b.相同条件下，改变压强会影响CH2ClCHClCH3的产率c.p点是对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率d.提高CH2ClCHClCH3反应选择性的关键因素是控制温度(5)在四个恒容密闭容器中充入相应量的气侬如图2)：0.06 &.04NjON3(yNjON3(yt起始物质的用Andh0O■u亍i发生反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)AH，容器I、H、m中N2O的平衡转化率如图3所示：37。 37。 470温度巴：图3容器H、W的体积为1L,容器W中的物质也在470℃下进行反应，起始反应速率:①v正(N2O)v逆(N2)。(填“>”“<”或“二”)②图中A、B、C三点处容器内密度最小点是(填“A”“B”或"C”)。[2021•湖北十一校联考]作为绿色氧化剂和消毒剂，H2O2在工业生产及日常生活中应用广泛。已知2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)问题：AH=-用广泛。已知2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)问题：(1)H2O2的电子式为,h2o2能用作消毒剂是因为分子结构中存在键(填“H—O”或“一O—O一”)。(2)纯H2O2相对稳定，实验表明在54℃下将其恒温储存两周，浓度仍然保持99%,原因是h2o2分解反应的(填字母)。

a.AH比较小 b.反应速率比较小c.K不够大 d.活化能比较大(3)一定条件下，溶液的酸碱性对MnO2催化H2O2分解反应的影响如图所示。0 1020304050r/miii①pH=7时，0〜10minH2O2分解反应的平均速率v=mol-L-i-min-i0②以下对图像的分析正确的是(填字母)。A.相同条件下，H2O2的浓度越小，分解速率越大B.相同条件下，溶液的酸性越强，H2O2的分解速率越大C.在0〜50min间，pH=7时H2O2的分解百分率比pH=2时大(4)液态H2O2是一种极弱的酸，测得常温下电离常数：K^=2.29X10-12,Ka2=1X10-25,写出H2O2的一级电离方程式：oH2O2能与碱反应：H2O2+Ba(OH)2===Baq+2H2O,产物BaO2可以看作H2O2的盐，结合电离常数计算说明(常温)BaO2水溶液有强碱性的原因：o(5)H2O2(5)H2O2的一种衍生物K2s2O8,其阴离子结构为,K2s2O8水溶液加热后有气体产生，同时溶液pH降低，用离子方程式表明原因：.答案：C0.4mol . 2.0L解析:从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为彳=口0.067mol-L-1-min-1,A项正确；由曲线变化可知，D是反应物，A、B是生成物，同一反应、同一时间段内，各物质的物质的量的变化量之比等于其对应的化学计量数之比,0〜3min内，An(D)=0.4mol,An(A)=0.4mol,An(B)=0.2mol,则反应的方程式为2D(s)2A(g)+B(g),因D为固体，故化学平衡常数K=c2(A)-c(B),B项正确；温度升高，D的物质的量减少，A、B的物质的量增大，平衡正向移动，而温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故该反应的正反应为吸热反应，温度升高，B的反应速率增大，平衡常数增大，C项错误；可逆反应中，增加固体反应物的量，气体物质的浓度不变，平衡不移动，A的物质的量变化情况符合b曲线，D项正确。

2.答案:D解析：h2.答案:D解析：h时刻改杳条件.正、逆反应速率福增大.且平南正向描动.射曲包的g体积分数小在，需要列三段式计算验证乙滞应的反应先达到土街，养寓③塞示的是保例对化学平抑的影响，根据“先携先大”可知叫邛甲到乙相当「平衡逆间■移机也唯加十强平衡正向移动，故图：■期不能表示压题对比学斗衡的影响错读D项，初始时加入1molCO2、1molH2，假设平衡时CO2转化了xmol,则CO2(g)+4H2(g户CH4(g)+2H2O(g)1100x4xx2x1—x1100x4xx2x1—x1—4xx2xX起始量/mol转化量/mol平衡量/mol1—x平衡时co2的体积分数=2—x100%=50%,即反应过程中CO2的体积分数始终为3.答案：A解析：容器I中PCl5(g下PCl3(g)+Cl2(g)起始浓度/(mol・L-1)0.400转化浓度/(mol・L-1)0.20.20.2平衡浓度/(moll-1)0.20.20.2…,c(Cl,)平衡时/nW、=1,KC(J)K= 2/•C(PCl3)_50%,CH4的体积分数逐渐增大，最终保持不变，正确。C(PC1C(PC102X02%02=0.2,容器n中，开始时.乙C(J)

C(PJ)口1.86,此时QcL,X；05"0.09<K，说明容器n中反应向正反应方向移动，c(Cl2)增大C(PCl5)减小达到平衡时髭CB八86"c(Cl2)增大比容器n中的小，a项错误。达平衡时，假设容器i与容器n中的总压强之比为6：31,压强之比等于浓度之比，容器I中总浓度为0.2mol-L-1X3=0.6mol•L-1,说明容器n中总浓度为3.1mol-L-1,根据A项分析得出容器n中反应向正反应方向进行，设PCl5(g)转化的浓度为xmollT,则有容器n中度为xmollT,则有容器n中起始浓度/(mol・L-1)转化浓度/(mol・L-1)平衡浓度/(moll-1)PCl5(g)^PCl3(g)+Cl2(g)1.050.051.95x1.05—xx0.05+xx1.95+x容器H中总浓度为3.1moll-1,则3.1=1.05-x+0.05+x+1.95+x，解得x=0.05；则2X0.1TOC\o"1-5"\h\z平衡时c(PCl5)=1mol-L-1,c(PCl3)=0.1mol-L-1,c(Cl2)=2mol・L-i,此时Qc=-1 =0.2=K，说明此时反应达到化学平衡状态，假设成立，B项正确。容器I中达平衡时，Cl202 1的体积分数为■^27=4。容器山相当于将两个容器I合并后体积压缩一半，增大压强，0.2X3 3平衡向逆反应方向移动，Cl2的量减小，所以达平衡时，容器II中Cl2的体积分数小于3,C2 2 3项正确。容器I中平衡时c(PCl5)=0.2mol-L-1,容器ni相当于将两个容器I合并后体积压缩一半，若平衡不移动c(PCl5)=0.4mol-L-1,但增大压强，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)增大，所以c(PCl5)>0.4mol-L-1,又因反应开始，消耗PCl5，所以c(PCl5)<0.8mol-L-1,则达平衡时，容器I中0.4mol-L-1<c(PCl5)<0.8moll-1,D项正确。.答案：D解析：〃(H2O)=1时，平衡时h2s的体积分数最大，继续提高"(H2O)，平衡时n(COS) 2 n(COS)H2S的体积分数变小，A项错误；该反应AH<0,为放热反应，B项错误；平衡常数与温度有关，尸、N两点平衡常数相等，C项错误；当温度升高到一定值后，若催化剂活性降低，反应速率变慢，会造成一定时间内COS(g)的水解转化率降低，D项正确。.答案：B解析：根据反应中各物质的物质的量变化之比等于化学计量数之比可以判断，x=2,歹=1,z=1。由图甲可知，200℃时发生反应，5min时反应达到平衡，平衡时B的物质的量0.2mol2LX5min=0.02mol-L-0.2mol2LX5min=0.02mol-L-1-min-1,变化为0.4mol-0.2mol=0.2mol,故v(B)= 工""n(A)A项错误；由图乙可知，n(y一定时,温度越高,平衡时C的体积分数越大,说明升高温度，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，n温度，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，n(A)八H>0,起始时no〜时，C的体积分n(A) x .一数最大，证明此时是按照化学计量数之比投料的，则丁==a=X=2,B项正确；恒温n(B) y恒容时通入氨气，体系内总压强增大，但反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，故v(正)=v(逆)，C项错误；根据图甲中各物质的物质的量计算，200℃下达到平衡时，A的体积分0.4mol数为0.4mol+0.2mol+0.2mol:在5,6min时向容器中充入2molA和1mol&相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，则重新达到平衡时，A的体积分数小于0.5,D项错误。.答案：(1)CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)AH=+247kJ-mol-1 (2)CD(3)①由于反应①正反应吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，H2的物质的量逐渐增大②随着反应的进行，CO的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使H2的物质的量减小(4)77.8%(100X0.5)3X(100X0.06)(100X0.32)X(100X0.04)解析：(1)根据盖斯定律，①一②得到ch4和CO2生成h2和CO的热化学方程式：ch4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)AH=+206kJ-mol-1+41kJ-moI-1=+247kJ-mol-1。(2)甲烷和水蒸气催化制氢反应为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)AH=+206kJ-mol-1,恒温、恒容条件下，加入惰性气体，总压强增大，各物质的分压不变，各

转化的CO2(g)的物质的量为歹mol,可气体的浓度不变，化学反应速率不变，A错误；恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数增加，有效碰撞几率增大，反应速率加快，B错误；升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快，C正确；加入合适的催化剂，反应速率增大，单位时间内气体的转化率增大；降低反应温度，反应速率减小，单位时间内气体的转化率减，J、，D正确。(3)①温度低于700℃时，由于反应①为吸热反应，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，H2的物质的量逐渐增大；②随着反应①的进行，CO的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，温度高于700℃，当温度升高时，平衡逆向移动，使H2的物质的量减小。(4)已知投料比为n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合气体，设CH4(g)的初始物质的量为转化的CO2(g)的物质的量为歹mol,可列三段式：CH4(g)+H2O(g)二CO(g)+3H2(g)始(mol)1300转(mol)xxx3x平(mol)1-x3-xCO(g)+H2O(g)式O2(g)+H2(g)始(mol)x3-x0 3x转(mol)yyyy平(mol)x-y3-x-yy 3x+y3mol,设转化的CH4(g)的物质的量为xmol、平衡时，各气体的总物质的量为1-x+3-x—y+x—y+y+3x+y=4+2x，由图可知，TOC\o"1-5"\h\z1—x 7600℃平衡时CH的物质的量分数为0.04,即=0.04,解得x=7,CH.的平衡转化4 4+2x 9 479mol率为• X100%"77.8%；由图可知600℃,平衡体系中H2O的物质的量分数为0.32,1mol 2p3(H)-p(CO)2 2 *一p(H2O)-p(CHp3(H)-p(CO)2 2 *一p(H2O)-p(CH4)p=100kPa,反应①的平衡常数的计算式Kp(100X0.5)3X(100X0.06)(100X0.32)X(100X0.04)7.答案：(1)负K2sO4PbO2+SO4-+Zn+2H2O===PbSQ+Zn(OH)4-a5361><解析：(1)根据题图可知，Zn电极失去电子产生Zn2+,Zn2+与溶液中的OH-结合形成Zn(OH)4-,所以Zn电极为负极；在A区域电解质为KOH,在B区域电解质为K2SO4,C区域电解质为H2sO4；PbO2电极为正极，得到电子发生还原反应。(2)负极电极反应式为Zn-2e-+4OH-===Zn(OH)4-,正极电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO4-===PbSQ+2H2O,则总反应方程式为PbO2+SO4-+Zn+2H2O===PbSQ+Zn(OH)4-。(3)A区域的电解质是KOH,OH-被消耗，为了维持溶液呈电中性，多余的K+通过交换膜进入到B区域，由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，因此a膜为阳离子交换膜。(4)6.5gZn的物

6.5g质的量是n(Zn)=A<i =0.1mol,Zn是+2价金属，则转移电子n(e-)=0.2mol,65g-mol-11mol电子的电量为1F,F=96500Cmol-1,转移0.2mol电子的电量Q=0.2molX96500C-mol-i=C-mol-i=19300C,则理论上可产生的容量(电量)为19300X103

~3600~mAh心5361mAh。(5)由于Zn比Pb活动性强，正极材料都是PbO2，所以Zn-PbO2的电势差比Pb-PbO2的电势差大，则EZn-PbO2>EPb-PbO2；不同电池的电势差越大，电池反应的自由能变就越小，由于Zn-PbO2的电势差比Pb-PbO2的电势差大，所以AGZn-Pb02VAGPb-PbO2。.答案：(1)BC1640.09cd①〉②A解析：(1)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，N2O的浓度不影响其分解速率，A错误；第一步反应是慢反应，慢反应是决速反应，对总反应速率起决定作用，B正确；第一步是慢反应，第三步是快反应，活化能越高，反应越难进行，第一步活化能比第三步大，C正确；IO为反应的中间产物，不是催化剂，D错误。(2)①CH2===CHCH3(g)+Cl2(g)二CH2ClCHClCH3(g) AH.1=-134kJ-mol-1,②CH2===CHCH3(g)+Cl2(g)}CH2===CHCH2Cl(g)+HCl(g) AH2=-102kJ-mol-1,由盖斯定律可知，①一②得到E(正)一E(逆)=-32kJ-mol-1,E(正)=132kJ-mol-1,E(逆)=132kJ-mol-1-a a a a(-32kJ-mol-1)=164kJ・mol-1。(3)前120min内，压强减少80kPa-69.4kPa=10.6kPa,v(CH2v(CH2ClCHClCH3)_10.6kPa120min=0.09kPa-min-1o(4)A曲线的最高点产率最高，则催化剂A的最佳温度约为250℃,a说法正确；增大压强，反应①正向移动，则CH2ClCHClCH3的产率增大，b说法正确；题图1中达到最高点之前的点并不是对应温度下CH2ClCHClCH3(g)的平衡点产率，c说法错误；由题图1可知，催化剂影响CH2ClCHClCH3的产率，关键因素不是控制温度，d说法错误。(5)①容器H、W的体积为1L,容器W中的物质也在470℃下进行反应，列“三段式”：所以C2(N2)・所以C2(N2)・c(O2)

c2(N2O)0.062X0.03丽=6.75X10-2,Q=c2(N2)・C(O2)c2(N2O)0.062X0.04006=4X10-2,因为K>Q,平衡正向移动，故有v正(N2O)>v逆(N2)。②容器内2N2O(g)22N2(g)+O2(g)起始/(mol-L-1)0.100转化/(mol-L-1)0.0