新高考化学二轮复习检测卷专题09 化学反应速率与化学平衡（含解析）

专题09化学反应速率与化学平衡（本卷共19小题，满分100分，考试用时75分钟）可能用到的相对原子质量：H1Li7B11C12N14O16Na23Mg24Al27S32Cl35.5第I卷（选择题共70分）一、选择题：本题共10个小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是A．工业上SO2和O2在常压下生成SO3B．加热蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3C．用浓氨水和氢氧化钠制取氨气D．水中的c(H+)比0.1mol·L-1NaOH溶液中的大【答案】A【解析】工业上SO2和O2在常压下生成SO3，正反应SKIPIF1<0是气体体积缩小的反应，所以常压不利于三氧化硫的转化，不能用勒夏特列原理解释，故A符合；AlCl3溶液在加热时水解生成Al(OH)3，生成的HCl易挥发，最终生成Al(OH)3，在加强热时，Al(OH)3不稳定，分解生成Al2O3，能用平衡移动的原理解释，故B不符合；浓氨水中加入氢氧化钠固体，会放出大量的热，促使氨水的电离平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故C不符合；氢氧化钠对水的电离起抑制作用，所以水中的c(H+)比0.1mol/LNaOH溶液中c(H+)大，能用勒夏特列原理解释，故D不符合；故选A。2．下列有关NO与O2生成NO2的反应的说法正确的是A．该反应在任意温度下都可自发进行B．该反应达到平衡时，2v(O2)正=v(NO)逆C．及时移出部分生成的NO2可加快NO的反应速率D．当反应中消耗22.4LNO时，转移的电子数约为SKIPIF1<0【答案】B【解析】要使反应自发进行，△G=△H-T△S＜0，而2NO(g)+O2(g)SKIPIF1<02NO2(g)的正反应是气体体积减小的放热反应，△H＜0，△S＜0，所以△G＜0，反应进行的温度应该是低温条件，若高温条件下，△G＞0，反应不能自发进行，A错误；在任何条件下v(NO)正：v(O2)正=2：1，若2v(O2)正=v(NO)逆，则v(NO)正=v(NO)逆，反应处于平衡状态，B正确；若及时移出部分生成的NO2，瞬间NO的速率不变，后来NO的反应速率减慢，C错误；未指明22.4LNO是否处于标准状况，因此不能确定其物质的量，也就不能计算反应过程中电子转移数目，D错误；故合理选项是B。3．一定温度下，向2.0L恒容密闭容器中充入SKIPIF1<0，发生反应SKIPIF1<0，反应过程中测得的有关数据见下表：SKIPIF1<002468SKIPIF1<000.300.390.400.40下列说法正确的是A．0～2s，用CO表示的平均反应速率为SKIPIF1<0B．若达平衡后缩小容器体积，重新达到平衡前，SKIPIF1<0C．其他条件不变，若改用更高效的催化剂，2～6s时测得的数据均会增大D．其他条件不变，改为在恒容绝热密闭容器中进行该反应，化学平衡常数不变【答案】B【解析】0～2s，用CO表示的平均反应速率为SKIPIF1<0，故A错误；该反应是体积增大的反应，若达平衡后缩小容器体积，平衡逆向移动，因此重新达到平衡前，SKIPIF1<0，故B正确；其他条件不变，若改用更高效的催化剂，反应速率加快，但由于6s时已经达到平衡，因此6s时测得的数据不会增大，故C错误。平衡常数与温度有关，其他条件不变，改为在恒容绝热密闭容器中进行该反应，温度发生改变，因此化学平衡常数改变，故D错误。综上所述，答案为B。4．在一定条件下的1L密闭容器中，X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是A．0～15min，消耗C的平均速率约为SKIPIF1<0B．X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为：SKIPIF1<0C．反应开始到25min，X的转化率为25%D．25min时改变的一个条件可能是缩小容器体积【答案】A【解析】据图可知C为生成物，0～15min内生成C而不是消耗C，A错误；据图可知X、Y的物质的量减少为反应物，C的物质的量增加为生成物，达到平衡时X、Y、C的物质的量变化之比为0.75mol：0.25mol：0.5mol=3:1:2，化学方程式为Y(g)+3X(g)SKIPIF1<02C(g)，B正确；25min时反应已达到平衡，该时段内Δn(X)=0.75mol，转化率为SKIPIF1<0×100%=25%，C正确；25min时的瞬间各物质的物质的量不变，所以不是改变投料，而之后C的物质的量增加，X、Y的物质的量减小，说明平衡正向移动，该反应为气体系数之和减小的反应，缩小容器体积增大压强，平衡正向移动，D正确；故选A。5．已知SKIPIF1<0。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1molSKIPIF1<0与1molSKIPIF1<0，下列说法正确的是A．充分反应后，放出热量为akJB．若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小C．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡D．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1：2【答案】C【解析】该反应为可逆反应，不能完全转化，充分反应后，放出热量小于akJ，A错误；若增大Y的浓度，压强增大，正反应速率增大，逆反应速率也增大，B错误；当X的物质的量分数不再改变时，说明X的物质的量不再变化，表明该反应已达平衡，C正确；当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之不一定为1：2，与各物质的初始浓度和转化率有关，D错误；故答案为C。6．氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料；SKIPIF1<0能被SKIPIF1<0溶液吸收生成配合物SKIPIF1<0，减少环境污染。对于反应SKIPIF1<0，下列有关说法不正确的是A．上述反应的平衡常数表达式SKIPIF1<0B．适当提高SKIPIF1<0的浓度，可以加快反应速率，提高SKIPIF1<0的转化率C．SKIPIF1<0断裂同时有SKIPIF1<0断裂，说明达该条件下的平衡状态D．其它条件不变，加入高效的催化剂能提高单位体积内的活化分子百分数【答案】B【解析】根据平衡常数表达式，SKIPIF1<0，A正确；适当提高SKIPIF1<0的浓度，可以加快反应速率，但因为提高了SKIPIF1<0的浓度，所以SKIPIF1<0的转化率降低，B错误；SKIPIF1<0断裂，说明有SKIPIF1<0发生反应，反应正向进行，SKIPIF1<0断裂，有SKIPIF1<0发生反应，反应逆向进行，且符合两种物质的比值为，2∶3，C正确；加入高效的催化剂，能够降低活化能，提高单位体积内的活化分子百分数，D正确；故答案为B。7．在SKIPIF1<0下，向SKIPIF1<0的恒容密闭容器里按SKIPIF1<0充入气体A，B，发生反应：SKIPIF1<0。SKIPIF1<0时达到平衡，测得部分数据如表所示：物质及状态SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0平衡时的物质的量分数40%20%平衡时的物质的量/SKIPIF1<04下列说法正确的是A．SKIPIF1<0B．起始时，充入SKIPIF1<0的物质的量为SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0时，该反应的化学平衡常数SKIPIF1<0D．平衡时，SKIPIF1<0的物质的量浓度为SKIPIF1<0【答案】B【解析】根据三段式：SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。SKIPIF1<0，A错误；根据上述计算，SKIPIF1<0，充入的SKIPIF1<0为2a，为6mol，B正确；根据以上三段式计算：SKIPIF1<0，C错误；平衡时，SKIPIF1<0的物质的量为SKIPIF1<0，浓度为SKIPIF1<0，D错误；故选B。8．在一定温度下，在2个容积均为2L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：SKIPIF1<0SKIPIF1<0

∆H<0，相关数据见表。容器编号温度/℃起始物质的量/mol平衡物质的量/molNO(g)CO(g)SKIPIF1<0(g)ⅠSKIPIF1<00.40.40.2ⅡSKIPIF1<00.40.40.24下列说法不正确的是A．SKIPIF1<0B．Ⅰ中反应达到平衡时，CO的转化率为50%C．达到平衡所需要的时间：Ⅱ<ⅠD．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.4molCO和0.2molSKIPIF1<0，平衡正向移动【答案】C【解析】∆H<0，升高温度平衡逆向移动，平衡时CO2的物质的量变小，由表中数据可知T1>T2，故A正确；由表中数据可知，I达到平衡时转化的CO为0.4mol-0.2mol=0.2mol，则平衡时，CO的转化率为SKIPIF1<0，故B正确；温度越高、反应速率越快，T1>T2，可知平衡所需要的时间：II>I，故C错误；I中：SKIPIF1<0，平衡常数SKIPIF1<0，平衡后向容器中再充入0.4molCO和0.2molSKIPIF1<0，此时SKIPIF1<0，Q<K，所以平衡正向移动，故D正确；故选C。9．一定温度下，在V=1L的恒容容器中，反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下：反应时间/min0102030405060708090100c(N2O)/mol·L-10.100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00下列说法不正确的是A．其它条件一定时，N2O的分解速率与其浓度无关B．0~100min内，以O2表示的平均反应速率为5×10-4mol∙L-1∙min-1C．若某时刻N2O的转化率为50%，则此时容器内压强为初始压强的1.25倍D．若保持体积不变，N2O初始浓度改为0.20mol/L，则反应30min时其转化率仍为30%【答案】D【解析】由表中数据可知，每10minc(N2O)减少0.01mol/L，可知速率始终不变，则N2O分解速率与其浓度无关，A正确；0~100min内，以O2表示的平均反应速率为SKIPIF1<0，B正确；N2O的转化率为50%，则转化的N2O为SKIPIF1<0，可知此时N2O(g)为0.05mol、N2(g)为0.05mol、O2(g)为0.025mol，且温度和体积不变时压强之比等于物质的量之比，则此时容器内压强为初始压强的SKIPIF1<0，C正确；表中数据知，该反应不是可逆反应且反应速率始终不变，所以其反应速率与开始反应物浓度无关，反应至30min时，SKIPIF1<0，N2O初始浓度改为0.20mol/L，则反应30min时其转化率为，SKIPIF1<0，D错误；故选D。10．某小组同学进行了如下实验：①SKIPIF1<0溶液和SKIPIF1<0溶液各1mL混合得到红色溶液a，均分溶液a置于b、c两支试管中；②向b中滴加3滴饱和SKIPIF1<0溶液，溶液颜色加深；③再向上述b溶液中滴加3滴SKIPIF1<0溶液，溶液颜色变浅且出现浑浊；④向c中逐渐滴加SKIPIF1<0溶液2mL，过程中溶液颜色先变深后变浅。下列分析不正确的是A．实验②中增大SKIPIF1<0浓度使平衡SKIPIF1<0正向移动B．实验③中发生反应：SKIPIF1<0C．实验③和④中溶液颜色变浅的原因相同D．实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响【答案】C【解析】根据反应Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3，增大Fe3+浓度，平衡正向移动，故A正确；上述b溶液中滴加NaOH溶液，三价铁与氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀，反应为Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓，故B正确；实验③中使平衡逆向移动，生成氢氧化铁沉淀，红色变浅，实验④使平衡正向移动，后继续加溶液相当于稀释，红色变浅，原因不同，故C错误；实验②增大铁离子浓度平衡正向移动，实验③加入氢氧化钠与铁离子反应减小反应物的浓度平衡逆向移动，实验④增大SCN-的浓度平衡正向移动，实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响，故D正确。故选C。二、选择题：本题共5个小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项或两项是符合题目要求的。若正确答案只包括一个选项，多选时，该小题得0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的得3分，选两个且都正确的得6分，但只要选错一个，该小题得0分。11．如图所示与对应的叙述一定正确的是A．图1所示，反应：X(g)+2Y(g)SKIPIF1<03Z(g)，b的压强一定比a大B．图2表示CO生成CO2的反应过程和能量关系C．图3表示反应CO+2H2⇌CH3OH(g)，其中温度T2>T1，在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系的体积压缩到原来的SKIPIF1<0，平衡正向移动，氢气浓度增大D．图4所示，用水稀释pH相同的盐酸和醋酸，Ⅰ表示盐酸，Ⅱ表示醋酸，且溶液导电性：c>b>a【答案】C【解析】图1所示反应：X(g)+2Y(g)SKIPIF1<03Z(g)，反应前后气体体积不变，b曲线表示的可以是使用催化剂或增大压强，使用催化剂时压强关系为a=b，故A错误；CO生成CO2的反应过程和能量关系是反应物先要吸收能量达到活化能，成为活化分子然后再变成生成物放出热量，而图中只能表示反应物总能量和生成物总能量，不能表示过程中的能量变化情况，故B错误；由图可知，T1时的反应速率大于T2时的，反应CO+2H2═CH3OH达到平衡后体系的体积压缩到原来的eq\f(1,2)，平衡正向移动，所有物质的浓度都会增大，故C正确；用水稀释pH相同的盐酸和醋酸，因醋酸为弱酸，稀释时能促进弱电解质的电离，所以醋酸比盐酸中氢离子浓度减小的慢，所以Ⅰ表示盐酸，Ⅱ表示醋酸，但氢离子浓度变小，溶液导电性减弱，所以溶液导电性b>c，故D错误；故答案选C。12．已知：CH4(g)+2H2S(g)SKIPIF1<0CS2(g)+4H2(g)。向恒容密闭容器中充入0.lmolCH4和0.2molH2S，下图所示：下列说法正确的是A．该反应的△H＜OB．X点CH4的转化率为30%C．X点与Y点容器内压强比为55：51D．维持Z点温度，向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol时v(正)＜v(逆)【答案】D【解析】由图象可知，随温度的升高，反应物在减小，生成物在增大，所以该反应为吸热反应，即△H>O，(或者由图象不能确定反应的热效应)，A错误；设X点时CS2为xmol，则CH4为(0.1-x)mol，H2S为(0.2-2x)mol，H2为4xmol，即得(0.1-x)=4x，x=0.02mol，则CH4的转化率为20%，B错误；在同温同容时，压强之比等于物质的量之比，X点容器内的总物质的量为n(X)=(0.1-x)mol+(0.2-2x)mol+xmol+4xmol=0.34mol，同理可得Y点CS2为1/30mol，则n(Y)=(0.1-1/30)mol+(0.2-2×1/30)mol+1/30mol+4×1/30mol=11/30mol，则X点与Y点容器内压强比=n(X)：n(Y)=51：55，C错误；同理可求得Z点CS2为0.05mol，则CH4为0.05mol，H2S为0.1mol，H2为0.2mol，设容器的体积为1L，此时的浓度商Q1=0.16，当向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2

各0.1mol

时，各物质的量分别为CH40.15mol，H2S0.2mol，CS20.15mol，H20.3mol，此时的Q=0.2025>Q1=0.16，所以反应向左进行，即V(正)<v(逆)，D正确；故选D。13.在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是A．反应2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000【答案】BD【解析】随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=SKIPIF1<0>SKIPIF1<0=2000，故D正确；故选BD。14.恒压下，将CO2和H2以体积比1∶4混合进行反应CO2(g)＋4H2(g)SKIPIF1<0CH4(g)＋2H2O(g)(假定过程中无其他反应发生)，用Ru/TiO2催化反应相同时间，测得CO2转化率随温度变化情况如图所示。下列说法正确的是()A．反应CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH>0B．图中450℃时，延长反应时间无法提高CO2的转化率C．350℃时，c(H2)起始＝0.4mol·L－1，CO2平衡转化率为80%，则平衡常数K<2500D．当温度从400℃升高至500℃，反应处于平衡状态时，v(400℃)逆>v(500℃)逆【答案】BC【解析】如图所示为用Ru/TiO2催化反应相同时间，测得CO2转化率随温度变化情况，约350℃之前，反应还未达到平衡态，CO2转化率随温度升高而增大，约350℃之后，反应达到化学平衡态，CO2转化率随温度升高而减小，由此可知该反应为放热反应。由分析可知该反应为放热反应，则ΔH<0，故A错误；图中450℃时，反应已达平衡态，则延长反应时间无法提高CO2的转化率，故B正确；350℃时，设起始时容器的容积为V，c(H2)起始＝0.4mol·L－1，则n(H2)起始＝0.4Vmol，CO2平衡转化率为80%，可列三段式为：SKIPIF1<0根据阿伏加德罗定律有SKIPIF1<0，平衡时的体积为V(平衡)=SKIPIF1<0，则平衡时SKIPIF1<0，故C正确；温度升高，正逆反应速率均加快，则v(400℃)逆<v(500℃)逆，故D错误；综上所述，答案为BC。15．外界其他条件相同，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应SKIPIF1<0中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是A．SKIPIF1<0时，升高温度，反应速率增大B．保持外界条件不变，反应一段时间后，pH越小，D的浓度越大C．为了实验取样，可采用调节pH的方法迅速停止反应D．减小外界压强，反应速率一定减小【答案】AC【分析】由图象可知，pH增大，c(D)减小，且斜率减小，说明pH越大，反应速率越小，以此解答该题。【解析】pH=8.8时，升高温度，反应速率一定增大，A正确；保持外界条件不变，反应一段时间后，pH=7.5和pH=8.2时，有可能D的浓度相同，B错误；当pH=8.8时，c(D)基本不变，反应速率接近于0，说明反应停止，C正确；没有气体参加的反应，减小压强对反应速率几乎没有影响，D错误；故选AC。第II卷（非选择题共30分）三、非选择题：本题共2个小题，共30分。16．（15分）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。(3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=_________(MPa)−3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。【答案】（1）1∶4变大（2）dc小于(3)SKIPIF1<0或SKIPIF1<0等(4)选择合适催化剂等【解析】根据质量守恒定律配平化学方程式，可以确定产物的物质的量之比。根据可逆反应的特点分析增大压强对化学平衡的影响。根据物质的量之比等于化学计量数之比，从图中找到关键数据确定代表各组分的曲线，并计算出平衡常数。根据催化剂对化反应速率的影响和对主反应的选择性，工业上通常要选择合适的催化剂以提高化学反应速率、减少副反应的发生。(1)CO2催化加氢生成乙烯和水，该反应的化学方程式可表示为2CO2+6H2⇌CH2=CH2+4H2O，因此，该反应中产物的物质的量之比n(C2H4)：n(H2O)=1：4。由于该反应是气体分子数减少的反应，当反应达到平衡状态时，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，n(C2H4)变大。(2)由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比；由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1:3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1:4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c。由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，∆H小于0。(3)原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1Mpa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为0.39，则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即SKIPIF1<0，二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一，即SKIPIF1<0，因此，该温度下反应的平衡常数SKIPIF1<0(MPa)-3=SKIPIF1<0(MPa)-3。(4)工业上通常通过选择合适的催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生。因此，一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化剂。17.（15分）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ.SKIPIF1<0SKIPIF1<0Ⅱ.SKIPIF1<0SKIPIF1<0Ⅲ.SKIPIF1<0SKIPIF1<0回答下列问题：(1)SKIPIF1<0_________SKIPIF1<0。(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑmol，CO为bmol，此时H2O(g)的浓度为__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CO2平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。已知：CO2的平衡转化率=SKIPIF1<0CH3OH的平衡产率=SKIPIF1<0其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___