2025届高考化学专项小练化学反应速率化学平衡

-1-化学反应速率化学平衡1．处理、回收CO是环境科学家探讨的热点课题。(1)CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)ΔH，几种物质的相对能量如下：物质N2O(g)CO(g)CO2(g)N2(g)相对能量/kJ·mol－1475.52830393.5①ΔH＝_－365__kJ·mol－1，变更下列“量”，肯定会引起△H发生变更的是_D__(填代号)A．温度 B．反应物浓度C．催化剂 D．化学计量数②有人提出上述反应可以用“Fe＋”作催化剂。其总反应分两步进行：第一步：Fe＋＋N2O=FeO＋＋N2；其次步：__FeO＋＋CO=Fe＋＋CO2__(写化学方程式)。其次步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，其次步反应速率_大于__第一步反应速率(填“大于”或“等于”)。(2)在试验室，采纳I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和肯定量的CO，发生反应：I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。①相对曲线a，曲线b仅变更一个条件，变更的条件可能是_加入催化剂(或增大压强)__。②在此温度下，该可逆反应的平衡常数K＝__eq\f(x5,1－x5)__(用含x的代数式表示)。(3)工业上，利用CO和H2合成CH3OH，在1L恒容密闭容器中充入1molCO(g)和nmolH2，在250℃发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是_d__。(4)有人提出，利用2CO(g)=2C(s)＋O2(g)消退CO对环境的污染，你的评价是_不行行__(填“可行”或“不行行”)(5)CO－空气碱性燃料电池(用KOH作电解质)，当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式：__CO－2e－＋3OH－=HCOeq\o\al(－,3)＋H2O__。[解析](1)①ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量＝(393.5＋0－475.5－283)kJ·mol－1＝－365kJ·mol－1，反应热只与详细反应的化学计量数有关，与温度、压强、催化剂、转化率、反应物浓度等无关，故选D。②依据催化剂定义，其次步反应中，中间产物(FeO＋)氧化CO生成CO2，本身被还原成Fe＋，FeO＋＋CO=Fe＋＋CO2，其次步反应对总反应速率没有影响，说明第一步是慢反应，限制总反应速率，其次步反应速率大于第一步反应速率。(2)①曲线b和曲线a的平衡状态相同，曲线b反应速率较大，对于气体分子数相同的反应，加压可以增大浓度，正、逆反应速率同倍数增大，加入催化剂，正、逆反应速率同倍数增大，平衡不移动，曲线b仅变更一个条件，变更的条件可能是加入催化剂(或增大压强)，故答案为：加入催化剂(或增大压强)；②设CO的起始浓度为c(对于等气体分子数反应，体积始终不变)，平衡时，c(CO)＝(1－x)cmol·L－1，c(CO2)＝xcmol·L－1，K＝eq\f(c5CO2,c5CO)＝eq\f(x5,1－x5)。(3)图2中，b点代表平衡点，增大H2、CO的投料比，CO的平衡转化率增大，在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是d。(4)该反应是焓增、熵减反应，任何温度下自由能大于0，任何温度下不能自发进行，故不行行。(5)负极上CO发生氧化反应生成KHCO3，负极的电极反应式：CO－2e－＋3OH－=HCOeq\o\al(－,3)＋H2O。2．在体积为2L的真空密闭容器中加人1molCaCO3，发生反应：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)。测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变更如图所示。图中曲线A表示CO2的平衡浓度与温度的关系；B是不同温度下，反应经过相同的时间时，CO2物质的量浓度的变更曲线。请回答下列问题：(1)已知：①CaO(s)＋SO2(g)=CaSO3(s)ΔH1＝－402kJ·mol－1②2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)=2CaSO4(s)＋2CO2(g)ΔH2＝－2762kJ·mol－1③2CaSO3(s)＋O2(g)=2CaSO4(s)ΔH3＝－2315kJ·mol－1则：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)的ΔH＝_＋178.5__kJ·mol－1(2)①温度为T5℃时，反应CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)耗时20s达到平衡，则20s内该反应的反应速率为v(CO2)＝_0.01_mol/(L·s)__；反应的平衡常数为_0.2__mol·L－1。②假如该反应的平衡常数K值变大，该反应_BC__(选填编号)。A．肯定向逆反应方向移动B．在平衡移动时正反应速领先增大后减小C．肯定向正反应方向移动D．在平衡移动时逆反应速领先减小后增大(3)在T5℃下，维持温度和容器体积不变，充入CO2气体，则达到平衡时CaCO3的质量_增大__(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)在T5℃下，反应达到平衡状态后，再压缩容器为1L，重新达到平衡时，CO2的浓度_不变__(填“增大”“减小”或“不变”)(5)随着温度的上升，曲线B向曲线A靠近的缘由是_温度上升，化学反应速率加快，达到平衡的时间变短__。[解析](1)已知：①CaO(s)＋SO2(g)=CaSO3(s)ΔH1＝－402kJ·mol－1②2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)=2CaSO4(s)＋2CO2(g)ΔH2＝－2762kJ·mol－1③2CaSO3(s)＋O2(g)=2CaSO4(s)ΔH3＝－2315kJ·mol－1依据盖斯定律，②×eq\f(1,2)－③×eq\f(1,2)－①可得：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝(－2762kJ·mol－1)×eq\f(1,2)－(－2315kJ·mol－1)×eq\f(1,2)－(－402kJ·mol－1)＝＋178.5kJ·mol－1，故答案为：＋178.5；(2)①T5℃时二氧化碳的物质的量浓度为0.2mol/L，v(CO2)＝eq\f(0.2mol/L,20s)＝0.01mol/(L·s)；CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)中碳酸钙和氧化钙都是固态，则K＝c(CO2)＝0.2，故答案为：0.01mol/(L·s)，0.2；②依据图象可知，温度越高，二氧化碳的物质的量浓度越大，此反应为吸热反应，若要使该反应的平衡常数K值变大，须要上升温度，则正逆反应速率都增大，且v(正)＞v(逆)，在平衡移动时正反应速领先增大后减小，故BC正确；(3)在T5℃下，维持温度和容器体积不变，充入CO2气体的瞬间c(CO2)增大，由于温度不变，平衡常数K＝c(CO2)不变，则平衡向着逆向移动，达到平衡时CaCO3的质量会增大，故答案为：增大；(4)在T5℃下，反应达到平衡状态后，再压缩容器为1L，重新达到平衡时，由于温度不变，则平衡常数K＝c(CO2)不变，即平衡时CO2的浓度不变；(5)依据温度对反应速率的影响可知，随着温度上升，反应速率加快，达到平衡所须要的时间变短，所以曲线B向曲线A靠近。3．硫的化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。Ⅰ.羰基硫(O＝C＝S)广泛存在于以煤为原料制备的各种化工原料气中，能引起催化剂中毒、大气污染等。羰基硫的水解和氢解是两种常用的脱硫方法，其反应式分别为：a．水解反应：COS(g)＋H2O(g)H2S(g)＋CO2(g)ΔH1＝－35kJ·mol－1b．氢解反应：COS(g)＋H2(g)H2S(g)＋CO(g)ΔH2已知：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH3＝－42kJ·mol－1(1)完成上述氢解反应的热化学方程式：__COS(g)＋H2(g)H2S(g)＋CO(g)__ΔH＝＋7__kJ/mol__。(2)肯定条件下，密闭容器中发生反应a，其中COS(g)的平衡转化率(α)与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中，v(COS)＝v(H2S)的是_ABC__(填字母)。(3)反应b的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示，其中表示正反应的平衡常数(K正)的是_A__(填“A”或“B”)。(4)T1℃时，向容积为10L的恒容密闭容器中充入2molCOS(g)和2molH2(g)，发生反应b，则COS的平衡转化率为__50%__。Ⅱ.矿石冶炼与含硫化合物有关。(5)将冰铜矿(主要为Cu2S和FeS相熔合而成)加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼：Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程中发生反应的化学方程式分别是：__2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Cu2O＋2SO2__；__2Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(高温))6Cu＋SO2↑__。(6)废气中的SO2可用NaOH溶液汲取，汲取SO2后的碱性溶液还可用于Cl2的尾气处理，汲取Cl2后的溶液仍呈强碱性。①汲取Cl2后的溶液中肯定存在的阴离子有OH－、_SOeq\o\al(2－,4)、Cl－__。②汲取Cl2后的溶液中可能存在SOeq\o\al(2－,3)，取该溶液于试管中，滴加黄色的溴水，得到无色溶液。此试验不能证明溶液中含有SOeq\o\al(2－,3)，理由是_NaOH溶液能跟溴单质反应，使溶液呈无色__。[解析](1)①COS(g)＋H2O(g)H2S(g)＋CO2(g)ΔH1＝－35kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH3＝－42kJ·mol－1将方程式①－②得COS(g)＋H2(g)H2S(g)＋CO(g)ΔH＝(－35kJ/mol)－(－42kJ/mol)＝＋7kJ/mol；(2)依据方程式知，COS和H2S的化学计量数相等，则二者化学反应速率相等，与反应达到平衡状态无关，与温度无关，故选ABC；(3)该反应的正反应是吸热反应，则逆反应是放热反应，上升温度平衡正向移动，导致正反应平衡常数增大，故选A；(4)T1℃时，正逆平衡常数相等，正逆反应平衡常数互为倒数，则该温度下正逆反应平衡常数为1，起先时c(H2)＝c(COS)＝eq\f(2mol,10L)＝0.2mol/L，设COS的平衡转化率为x，可逆反应COS(g)＋H2(g)H2S(g)＋CO(g)起先(mol/L)0.20.200反应(mol/L)0.2x0.2x0.2x0.2x平衡(mol/L)0.2－0.2x0.2－0.2x0.2x0.2x化学平衡常数K＝eq\f(0.2x2,0.2－0.2x2)＝1，x＝0.5＝50%；(5)Cu2S被氧化为Cu2O：2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Cu2O＋2SO2；Cu2O与Cu2S反应：2Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(高温))6Cu＋SO2↑；(6)①汲取SO2后的碱性溶液还可用于Cl2的尾气处理，亚硫酸钠与氯气发生氧化还原反应生成硫酸钠和盐酸，则汲取Cl2后的溶液中肯定存在的阴离子有OH－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－，故答案为：SOeq\o\al(2－,4)、Cl－；②滴加黄色的溴水，得到无色溶液，此试验不能证明溶液中含有SOeq\o\al(2－,3)，理由是NaOH溶液能跟溴单质反应，使溶液呈无色。4．CO和NO都是汽车尾气中的有害气体，它们在催化转换器中能反应生成氮气和CO2，对此反应，下列说法中错误的是(A)A．变更压强不行以变更反应速率B．运用催化剂能同时增加正、逆反应的速率C．增加压强能增加反应速率D．上升温度能增加吸热方向的反应速率[解析]该反应方程式为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)；A．变更压强时能引起反应物、生成物浓度的变更，能变更反应速率，如：恒温条件下增大压强，容器体积减小，反应物和生成物浓度都增大，反应速率增大，故A错误；B．催化剂降低反应所需活化能，活化分子百分数增大，所以能同等程度的增大正逆反应速率，故B正确；C．依据A知，增大压强能增大反应速率，故C正确；D．上升温度使部分非活化分子转化为活化分子，增大活化分子百分数，反应速率增大，故D正确；故选A。5．合成氨生产中，说法正确的是(D)A．运用催化剂，提高原料的利用率B．采纳高温、高压工艺提高氨的产率C．产物用水汲取，剩余气体循环利用D．增大反应物浓度，对v正影响更大[解析]A．加入催化剂使反应速率加快，但平衡不移动，原料利用率不变，故A错误；B．合成氨工厂通常采纳高压(20MPa～50MPa)和700K(催化剂活性高)的条件，高温条件是催化剂的活性高，但不利于平衡的正向移动，高压有利用平衡向正反应方向移动，可提高氨的产率，故B错误；C．平衡混合气体是用冷水冷却，而不是用水汲取，故C错误；D．增大反应物浓度，正、逆反应的速率都加快，但对v正影响更大，故D正确；故选D。6．(双选)某温度下，在2L恒容密闭容器中投入肯定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q＞0)，12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是(AC)A．2s时，A的平均反应速率为0.15mol·L－1·s－1B．交点时，A的消耗速率等于A的生成速率C．化学计量数之比b∶c＝1∶2D．12s内，反应放出0.2QkJ热量[解析]A．图象分析可知A的浓度变更＝0.8mol/L－0.5mol/L＝0.3mol/L，反应速率v＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.3mol/L,2s)＝0.15mol/(L·s)，故A正确；B．交点时，随时间变更A的浓度变更，反应未达到平衡状态，A的消耗速率不等于A的生成速率，故B错误；C．图象分析A的浓度变更量为0.8mol/L－0.2mol/L＝0.6mol/L，B的浓度变更量为0.5mol/L－0.3mol/L＝0.2mol/L，生成C的浓度为eq\f(0.8mol,2L)＝0.4mol/L，由此可得0.6∶0.2∶0.4＝3∶b∶c，则b∶c＝1∶2，故C正确；D．12s内反应3molA放热QKJ，反应A的物质的量＝(0.8mol/L－0.2mol/L)×2L＝1.2mol，结合化学方程式定量关系计算，3A(g)＋B(g)2C(g)ΔH＝－QkJ·mol－1，1.2molA反应放出热量0.4QkJ，故D错误；故选AC。7．某温度下，体积肯定的密闭容器中进行如下可逆反应：3X(g)＋2Y(s)2Z(g)＋W(g)ΔH>0，下列叙述错误的是(D)A．上升温度，正逆反应速率都增大B．若单位时间内每消耗3molX的同时消耗2molZ，则反应达到化学平衡状态C．适当增大压强，化学平衡不发生移动D．平衡时，X与W的物质的量浓度之比肯定为3∶1[解析]A．上升温度，可以提高反应物、生成物的活化分子百分数，正逆反应速率都增大，故A正确；B．若单位时间内每消耗3molX的同时生成2molZ，且同时消耗2molZ，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；C．适当增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，左右两边气体系数相等，化学平衡不发生移动，故C正确；D．平衡时，X与W的物质的量浓度之比不能确定，与投料比和转化率有关，故D错误；故选D。8．肯定条件下NO2与SO2可发生反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH<0，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中反应，下列能说明反应达到平衡状态的是(C)A．体系压强保持不变B．混合气体的密度保持不变C．NO2和SO2的体积比保持不变D．混合气体的平均相对分子质量保持不变[解析]依据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量保持不变，以及由此衍生的一些量也不发生变更，解题时要留意，选择推断的物理量，随着反应的进行发生变更，当该物理量由变更到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。A．两边气体计量数相等，所以体系压强始终保持不变，故A错误；B．混合气体的密度始终保持不变，不能说明达平衡状态，故B错误；C．将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中反应，NO2和SO2的体积比保持不变，说明反应达平衡状态，故C正确；D．气体的总物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量始终保持不变，故D错误；故选C。9．对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(A)A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)[解析]A．4v正(O2)＝5v逆(NO)能证明化学反应的正逆反应速率是相等的，达到了化学平衡状态，故A正确；B．单位时间内生成xmolNO，同时消耗xmolNH3，则不能说明化学反应的正逆反应速率是相等的，只表示了正反应方向，故B错误；C．若增加容器体积即减小压强，化学反应速率减慢，故C错误；D．反应速率之比等于方程式的系数之比，所以3v正(NH3)＝2v正(H2O)，故D错误。故选A。10．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH＝－QkJ/mol(Q＞0)，某探讨小组探讨了其他条件不变时，变更某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(B)[解析]A．增大氧气浓度时，三氧化硫浓度不变，则逆反应速率瞬间不变，所以变更条件时刻，逆反应速率曲线有接触点，该图象没有接触点，故A错误；B．催化剂能同等程度的变更正逆反应速率，所以平衡不移动，故B正确；C．催化剂变更正逆反应速率但不影响平衡移动，则二氧化硫的转化率不变，故C错误；D．温度越高反应速率越大，则反