新教材适用2025版高考化学二轮总复习专题能力提升训练七化学反应速率与化学平衡

专题实力提升训练(七)1.(2024·河北唐山统考一模)室温下，气体M、N、P、Q之间存在如下转化关系：①MN＋P；②MN＋Q，反应①的速率可表示为v1＝k1c(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c(M)，(k1、k2为速率常数)，在容积为10L的密闭容器中，反应体系中组分M、P的物质的量随时间的变更如下表所示：01min2min3min4min5min6minM(mol)1.000.760.560.400.360.360.36P(mol)00.060.110.150.160.160.16下列说法正确的是(B)A．0～3min时间段内，Q的平均反应速率为0.15mol·L－1·min－1B．反应起先后，体系中P和Q的浓度之比保持不变C．平衡时M生成Q的转化率为36%D．反应①的活化能比反应②的活化能低【解析】由表格数据可知，0～3min时，M的物质的量变更量为0.60mol、P的物质的量变更量为0.15mol，则反应生成的Q的物质的量为0.60mol－0.15mol＝0.45mol，则Q的平均反应速率为eq\f(0.45mol,10L×3min)＝0.015mol/(L·min)，故A错误；由化学反应速率定义可知，反应起先后，体系中P和Q的浓度变更量之比Δc(P)∶Δc(Q)＝tv1∶tv2＝k1c(M)∶k2c(M)＝k1∶k2，k1、k2为定值，所以反应起先后，体系中P和Q的浓度之比保持不变，故B正确；由表格数据可知，4min反应达到平衡时，M的物质的量变更量为0.64mol、P的物质的量变更量为0.16mol，则反应生成的Q的物质的量为0.64mol－0.16mol＝0.48mol，M生成Q的转化率为eq\f(0.48mol,1mol)×100%＝48%，故C错误；由表格数据可知，4min反应达到平衡时，M的物质的量变更量为0.64mol、P的物质的量变更量为0.16mol，则反应生成的Q的物质的量为0.64mol－0.16mol＝0.48mol，则反应①的反应速率慢于反应②，反应速率越快，活化能越小，则反应①的活化能比反应②的活化能高，故D错误；故选B。2.(2024·广东梅州二模)肯定温度下，在2L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间变更的曲线如图所示。下列描述正确的是(A)A．X点的v(正)>Y点的v(正)B．Z点时反应达到平衡状态C．B的平衡转化率为30%D．保持温度、体积不变，5min时充入1molHe，正逆反应速率均增大【解析】X、Y点后反应仍正向进行，且X点反应物的浓度较大、生成物浓度较小，则X点正反应速率更大，故X点的v(正)>Y点的v(正)，故A正确；Z点后反应仍正向进行，则Z点时反应没有达到平衡状态，故B错误；B的平衡转化率为eq\f(0.1－0.04,0.1)×100%＝60%，故C错误；持温度、体积不变，5min时充入1molHe，不影响反应中各物质的浓度，正逆反应速率不变，故D错误；故选A。3.(2024·河北邯郸统考一模)肯定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入肯定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)ΔH＞0，反应起始时容器内气体的总压强为p，体系中各组分的物质的量随时间(t)的变更如表。t/s020406080n(N2O4)/mol0.1000.0620.0480.0400.040n(NO2)/mol00.0760.1040.1200.120下列说法正确的是(D)A．20～60s内，NO2的平均反应速率v＝1.1×10－3mol·L－1·s－1B．N2O4的平衡转化率为40%C．该温度下，反应的压强平衡常数Kp＝eq\f(9,4)pD．80s时，再充入0.03molNO2、0.01molN2O4，平衡逆向移动【解析】20～60s内，NO2变更量为0.044mol，则NO2平均反应速率v＝eq\f(0.044mol,2L×40s)＝5.5×10－4mol·L－1·s－1，故A错误；平衡时N2O4物质的量为0.040mol，则消耗N2O4物质的量为0.06mol，则N2O4的平衡转化率为eq\f(0.06mol,0.1mol)×100%＝60%，故B错误；依据B选项得到平衡时N2O4物质的量为0.040mol，NO2物质的量为0.12mol，总的气体物质的量为0.16mol，依据已知条件，得到平衡时气体总压强为1.6p，平衡时，p(NO2)＝1.2p，p(N2O4)＝0.4p，Kp＝eq\f(1.2p2,0.4p)＝3.6p，故C错误；依据C选项分析得到平衡时平衡常数K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.12,2)))2,\f(0.04,2))＝0.18,80s时，再充入0.03molNO2、0.01molN2O4，此时Q＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.15,2)))2,\f(0.05,2))＝0.225>K，则平衡逆向移动，故D正确；故选D。4.(2024·辽宁葫芦岛统考一模)活性炭基材料烟气脱硝技术备受当前探讨者关注，其反应原理为C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)ΔH>0。下列说法不正确的是(A)A．增大压强，平衡向脱硝方向移动B．上述脱硝反应平衡常数K＝eq\f(cCO2·cN2,c2NO)C．若恒容体系内密度恒定不变，反应达到了平衡D．每处理标准状况下2.24LNO，转移电子0.2mol【解析】该反应前后气体体积不变，变更压强，不影响平衡状态，A错误；上述脱硝反应平衡常数K＝eq\f(cCO2·cN2,c2NO)，B正确；因C(s)是固体，反应未平衡时，气体的总质量会发生变更，达到平衡后，气体总质量保持不变，因此若恒容体系内密度恒定不变，反应达到了平衡，C正确；处理NO时，N元素从＋2价降至0价，标准状况下2.24LNO的物质的量为0.1mol，因此每处理标准状况下2.24LNO，转移电子0.2mol，D正确；故选A。5.(2024·北京丰台统考一模)下列三个化学反应焓变、平衡常数与温度的关系分别如下表所示。下列说法正确的是(D)化学反应平衡常数温度973K1173K①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH1K11.472.15②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)ΔH2K22.381.67③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3K3abA.1173K时，反应①起始c(CO2)＝0.6mol·L－1，平衡时c(CO2)约为0.4mol·L－1B．反应②是吸热反应，ΔH2>0C．反应③达平衡后，上升温度或缩小反应容器的容积平衡逆向移动D．相同温度下，K3＝eq\f(K2,K1)；ΔH3＝ΔH2－ΔH1【解析】1173K时，反应①起始c(CO2)＝0.6mol·L－1，Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)起始0.60转化xx平衡0.6－xxK1＝eq\f(cCO,cCO2)＝eq\f(x,0.6－x)＝2.15，x≈0.4，平衡时c(CO2)约为0.2mol·L－1，A错误；升温，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，所以②的正反应为放热反应，ΔH2<0，B错误；②－①可得③，故K3＝eq\f(K2,K1)，a＝1.62，b＝0.78，升温，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，所以ΔH3<0，反应③达平衡后，上升温度平衡逆向移动，但是由于反应两端气体的化学计量数之和相等，缩小反应容器的容积化学平衡不移动，C错误；相同温度下，依据盖斯定律可知②－①可得③，故K3＝eq\f(K2,K1)；ΔH3＝ΔH2－ΔH1，D正确；故选D。6.(2024·河北石家庄一模)向起始温度相同、体积相等的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入1molNO(g)和1molCO(g)发生反应：2NO(g)＋2CO(g)=2CO2(g)＋N2(g)，ΔH<0；其中一个为绝热容器，另一个为恒温容器。若测得两容器中除0时刻外，随意时刻的正反应速率始终满意v甲>v乙，则下列说法错误的是(B)A．甲为绝热容器B．NO的平衡转化率：甲>乙C．除0时刻外，随意时刻的压强始终满意p甲>p乙D．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能【解析】该反应为放热反应，若容器为绝热容器，则体系内温度上升，温度越高反应速率越快，随意时刻的正反应速率始终满意v甲>v乙，可推断甲中温度高，为绝热体系，故A正确；由以上分析可知甲为绝热容器，甲中温度高于乙，该反应为放热反应，温度上升使平衡逆向移动，会降低NO的转化率，因此乙中NO的平衡转化率高于甲，故B错误；除0时刻外，甲中温度高于乙，且甲正向进行程度小于乙，甲中气体分子数大于乙，则甲中压强始终大于乙，故C正确；该反应为放热反应，正反应的活化能小于逆反应的活化能，故D正确；故选B。7.(2024·潍坊一模)含铈(Ce)催化剂催化CO2与甲醇反应是CO2资源化利用的有效途径，该反应的催化循环原理如图所示。下列说法错误的是(C)A．物质A为CH3OHB．反应过程涉及的物质中碳原子的杂化方式有3种C．反应过程中断裂的化学键既有极性键又有非极性键D．反应的总方程式为2CH3OH＋CO2【解析】结合反应过程，A为CH3OH，B为CO2，据此解答。反应①发生取代反应，A为CH3OH，A正确；CO2中C为sp杂化，中C为sp2、sp3杂化，甲醇中C为sp3杂化，有3种杂化方式，B正确；反应过程中断裂的化学键只有极性键，没有非极性键，C错误；由题图分析可知，反应物为CH3OH和CO2，生成物为和H2O，则反应的总化学方程式为2CH3OH＋CO2＋H2O，D正确；故选C。8.(2024·湖南张家界统考二模)已知反应：CH2=CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在肯定压强下，按W＝eq\f(nCl2,nCH2=CHCH3)向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度T、W的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是(C)A．图甲中W2＞1B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数C．温度为T1，W＝2时，Cl2的转化率为50%D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大【解析】在其他条件不变时，增大反应物Cl2的浓度，化学平衡正向移动，可以使更多丙烯反应变为生成物，最终达到平衡时丙烯的体积分数减小，由于丙烯的含量：W2＜W1，W1＝1，所以W2＞1，A正确；依据图甲可知：在W不变时，上升温度，丙烯的平衡含量增大，说明上升温度，化学平衡逆向移动，正反应的化学平衡常数减小，则正反应为放热反应，ΔH＜0。化学平衡常数只与温度有关。上升温度，化学平衡逆向移动，正反应平衡常数减小，正反应平衡常数与逆反应平衡常数互为倒数，则逆反应化学平衡常数随温度的上升而增大，所以在图乙中A线表示逆反应的平衡常数，B线表示正反应的平衡常数，B正确；当温度为T1，W＝2时，K＝1，在反应起先时n(丙烯)＝1mol，n(Cl2)＝2mol，假设反应过程中丙烯反应消耗量为x，则平衡时：n(丙烯)＝(1－x)mol，n(Cl2)＝(2－x)mol，n(CH2=CH—CH2Cl)＝n(HCl)＝xmol，假设容器的容积为V，则K＝eq\f(\f(x,V)×\f(x,V),\f(1－x,V)×\f(2－x,V))＝1，解得x＝eq\f(2,3)mol，所以氯气的转化率为eq\f(\f(2,3)mol,2mol)×100%＝33.3%，C错误；在恒容绝热装置中进行上述反应，容器温度上升，反应前后气体的物质的量不变，则压强增大，D正确；故选C。9.(2024·广东佛山统考一模)向1L的恒容密闭容器中加入1molX和3molY，发生反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，X的转化率α随温度t的变更如图所示(不同温度下的转化率均为反应第10min数据)。下列说法正确的是(C)A．a点的反应速率v(Z)＝0.03mol·L－1·min－1B．a、b、c点对应的v(Y)逆大小关系为：b>c>aC．c点时，每消耗3molY的同时，消耗2molZD．若将容器体积扩大为2倍，则c点对应温度下的α(X)增大【解析】由题干图像信息可知，a点X的转化率为30%，故a点X的反应速率为v(X)＝eq\f(1mol×30%,1L×10min)＝0.03mol·L－1·min－1，依据反应速率之比等于化学计量系数之比，故a点的反应速率v(Z)＝2v(X)＝2×0.03mol·L－1·min－1＝0.06mol·L－1·min－1，A错误；由题干图像信息可知，a、b两点10min时未达到平衡，而c点10min时达到平衡，温度越高正、逆反应速率越快，故a、b、c点对应的v(Y)逆大小关系为：c>b>a，B错误；由题干图像信息可知，c点时反应达到化学平衡，故有每消耗3molY的同时消耗2molZ即正、逆反应速率相等，C正确；由反应方程式可知X(g)＋3Y(g)2Z(g)正反应是一个气体体积减小的方向，若将容器体积扩大为2倍，即减小容器压强，平衡逆向移动，则c点对应温度下的α(X)减小，D错误；故选C。10.(2024·广东广州统考一模)恒容密闭容器中，以硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态S2，发生反应2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g)ΔH。CH4的平衡转化率、S2的体积分数随温度的变更曲线如图所示。下列说法正确的是(B)A．ΔH>0B．温度上升，S8分解率增大，S2体积分数增大C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡向右移动D．其他条件相同，S2体积分数越大，CH4平衡转化率越小【解析】由图像可看出，温度上升，CH4的平衡转化率降低，S2的体积分数上升说明升温时，平衡2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g)向左移动，所以正反应方向是放热的，即ΔH<0，选项A错误；因为S8分解成S2须要汲取热量，S8(g)4S2(g)ΔH>0，所以升温时，平衡右移，S8分解率增大，S2体积分数增大，选项B正确；向恒温恒容的平衡体系中，通入惰性气体，由于与反应有关的气体物质的物质的量浓度均未变更，所以Q＝K，平衡不移动，选项C错误；其他条件不变时，S2体积分数增大，即c(S2)越大，则平衡向右进行的程度越大，CH4的平衡转化率越大，选项D错误；故选B。11.(2024·山东青岛一模)某溴丁烷与乙醇反应的能量转化如图(“”表示过渡态)。下列说法错误的是(C)A．总反应为取代反应B．该反应过程中C原子杂化方式有变更C．加C2H5ONa可以加快该反应的反应速率D．该过程正逆反应的决速步骤不同【解析】该溴丁烷与乙醇反应的总反应为(CH3)3CBr＋CH3CH2OH→(CH3)3COCH2CH3＋HBr，此反应类型为取代反应，A正确；(CH3)3CBr、CH3CH2OH中C原子的杂化方式为sp3杂化，(CH3)3C＋中心碳原子杂化方式为sp2杂化，B正确；反应物为(CH3)3CBr与CH3CH2OH，加入C2H5ONa，对反应物浓度与反应过程中的过渡态无任何影响，故不能影响反应速率，C错误；正逆反应的决速步骤由活化能最大的步骤确定，故该过程正逆反应的决速步骤不同，D正确；故选C。12.(2024·湖南九校联盟二模)利用γ-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副