【名师伴你行】2021届高考化学二轮复习专题突破提能专训7-化学反应速率和化学平衡

提能专训(七)化学反应速率和化学平衡(时间60分钟满分100分)一、选择题(共12小题，每题5分，共60分)1．(2022·山东潍坊联考)肯定条件下反应2AB(g)A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是()A．单位时间内生成nmolA2，同时消耗2nmolABB．容器内三种气体AB、A2、B2共存C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率D．容器中各组分的体积分数不随时间变化答案：D解析：任何时刻，生成nmolA2，必定消耗2nmolAB，A项错误；可逆反应中任何时刻，反应物与生成物均共存，B项错误；达到平衡时，AB的消耗速率与A2的消耗速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，C项错误；达到平衡后，反应物和生成物的浓度不再变化，各组分的体积分数不再变化，D项正确。2．(2022·广东佛山质检)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，下列结论正确的是()A．在密闭容器中加入1molN2和3molH2充分反应放热92.4kJB．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝－QkJ·mol－1，则Q>92.4C．增大压强，平衡向右移动，平衡常数增大D．若肯定条件下反应达到平衡状态，N2的转化率为20%，则H2的转化率肯定为60%答案：B解析：A项，因合成氨是一个可逆反应，故1molN2和3molH2不行能全部反应完，反应放热应小于92.4kJ，A错误；气态氨转化为液态氨放出热量，再由已知热化学方程式和盖斯定律可知，Q>92.4，B正确；对于一个确定的反应，化学平衡常数只与温度有关，C错误；只有起始时N2、H2物质的量之比为1∶1，D项中的数据关系才成立，D错误。3．(2022·江西南昌调研)在一恒容的密闭容器中充入0.1mol/LCO2、0.1mol/LCH4，在肯定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是()A．上述反应的ΔH<0B．压强：p4>p3>p2>p1C．1100℃D．压强为p4时，在y点：v正>v逆答案：A解析：由图像可知，压强肯定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越大，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强p4>p3>p2>p1，B项正确；1100℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02mol/L，c(CO2)＝0.02mol/L，c(CO)＝0.16mol/L，c(H2)＝0.16mol/L，即平衡常数K＝eq\f(0.162×0.162,0.02×0.02)＝1.64,C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡状态，此时v正>v逆，D项正确。4．(2022·新疆乌鲁木齐诊断)反应2A＋B2C，其中A、B、C均为气体，如图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，则下列描述正确的是()A．该反应是放热反应B．b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化C．T1时a点若要达到平衡，可以实行增大压强的方法D．c点时v正<v逆答案：B解析：由题给图像可知，随温度上升B的转化率增大，说明该反应是吸热反应，A选项错误；b点为平衡点，所以混合气体的平均摩尔质量不再变化，B选项正确；T1时a点B的转化率大于平衡点B的转化率，所以应使反应逆向移动，而增大压强平衡正向移动，C选项错误；c点B的转化率小于同温度下平衡点B的转化率，所以反应正向进行，即v正>v逆，D选项错误。5．(2022·安徽皖南八校联考)相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋92.4kJ/mol。试验测得起始、平衡时的有关数据如下表：下列叙述正确的是()A．热量关系：a＝bB．①②③反应的平衡常数：③>①>②C．达到平衡时H2的体积分数：①>③D．①中的密度不再转变时说明反应已达到平衡状态答案：C解析：若反应①中NH3的平衡转化率为50%，则a＝b，若反应①中NH3的平衡转化率小于50%，则a<b，若反应①中NH3的平衡转化率大于50%，则a>b，A选项错误；温度相同，所以反应①、②、③的平衡常数相同，B选项错误；反应③可以看成是在两个相同容器中相同条件下同时进行反应①，达平衡后，把这两个容器中的气体压缩到其中一个容器中，假如平衡不移动，氢气的体积分数应当与反应①相等，但是压强增大，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数减小，所以达平衡时氢气的体积分数：①>③，C选项正确；由于气体总质量始终不变，容器恒容，所以密度始终不变，不能用密度来衡量反应是否达到平衡状态，D选项错误。6．(2022·四川绵阳诊断)汽车上的催化转化器可将尾气中的主要污染物转化成无毒物质，反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－akJ/mol(a>0)。在某温度时，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：时间/s012345c(NO)/10－4mol·L－110.04.502.501.601.001.00c(CO)/10－3mol·L－13.603.052.852.762.702.70经分析，得出结论不正确的是()A．2～3s，平均反应速率v(NO)＝9×10－5mol/(L·s)B．催化转化器对废气的转化速率在夏季时比冬季时大C．若该催化转化器气舱容积为2L，则达到平衡时反应放出热量1.8aD．该温度下，此反应的平衡常数K＝5000答案：C解析：本题考查化学反应速率和化学平衡，意在考查考生对化学反应速率和化学平衡理论的理解和应用力量。在2～3s时间内，v(NO)＝eq\f(2.50－1.60×10－4mol/L,1s)＝9×10－5mol/(L·s)，A项正确；夏季比冬季温度高，反应速率大，因此转化速率大，B项正确；由表中数据知该反应在4s时已达平衡，转化的n(NO)＝9.00×10－4mol·L－1×2L＝1.80×10－3mol，反应放出的热量为eq\f(a×103J,2)×1.80×10－3＝0.9aJ，C项错误；达平衡时NO、CO、N2、CO2的浓度分别为1.00×10－4mol·L－1、2.70×10－3mol·L－1、4.50×10－4mol·L－1、9．00×10－4mol·L－1，则平衡常数K＝eq\f(c2CO2·cN2,c2CO·c2NO)＝eq\f(9.00×10－42×4.50×10－4,2.70×10－32×1.00×10－42)＝5000，D项正确。7．(2022·重庆联考)在某温度下，2L密闭容器中，X、Y、Z三种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示，下列说法正确的是()XYZn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5A.若缩小体积，则正、逆反应速率均增大，Z的体积分数减小B．若此反应的ΔH>0，则上升温度后，正反应速率增大，逆反应速率减小C．若体积不变，该温度下，再加入1.5molZ，达到新平衡时，c(X)＝0.65mol/LD．该温度下，此反应的平衡常数为6.75答案：D解析：本题考查化学反应速率和化学平衡学问，意在考查考生综合运用所学学问分析实际问题的力量。依据平衡前后X、Y、Z的物质的量变化可确定该反应为2X(g)＋Y(g)3Z(g)。A项，相当于增大压强，平衡不移动，Z的体积分数不变，但正、逆反应速率均增大，错误；B项，上升温度正、逆反应速率均增大，错误；C项，达到平衡后，保持体积、温度不变，再加入1.5molZ，再次达到平衡时容器中各气体的物质的量为原平衡时的1.5倍，即c(X)＝0.5mol/L×1.5＝0.75mol/L，错误；D项，平衡时X、Y、Z的物质的量浓度分别为0.5mol/L、0.25mol/L和0.75mol/L，此时平衡常数K＝eq\f(0.753,0.52×0.25)＝6.75，正确。8．(2022·贵州贵阳监测考试)某密闭容器中充入等物质的量的A和B，肯定温度下发生反应：A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别转变影响反应的一个条件，测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率随时间的变化如图所示：下列说法中正确的是()A．前8minA的平均反应速率为0.08mol·L－1·min－1B．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应C．30min时降低温度，40min时上升温度D．30～40min该反应增大了压强或使用了催化剂答案：A解析：本题考查了化学平衡图像，意在考查考生的综合分析力量。由图像可以看出前8min内，物质A的浓度由2.00mol·L－1削减到1.36mol·L－1，故vA＝0.08mol·L－1·min－1，A项正确；由A、B、C的变化曲线可得出x＝1,30min时各物质的浓度均减小且正、逆反应速率相同，则转变条件为增大体积(或减小压强)，40min时各物质的浓度不变，正、逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，故40min时转变的条件是上升温度，平衡逆向移动，所以，正反应为放热反应，B、C、D项错误。9．(2022·四川成都诊断)已知(HF)2(g)2HF(g)ΔH>0，且平衡体系的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A．温度：T1<T2B．平衡常数：K(a)＝K(b)<K(c)C．反应速率：vb>vaD．当eq\f(m总,n总)＝30g/mol时，n(HF)∶n[(HF)2]＝2∶1答案：C解析：由题给信息知该反应为气体分子数增大的吸热反应，从图像可以看出，当压强不变时，由T1到T2，eq\f(m总,n总)增大，说明n总减小，平衡左移，即平衡向放热反应方向移动，所以由T1到T2为降低温度的过程，即T1>T2，A项错误；由于T1温度较高，上升温度平衡右移，故温度为T1时的平衡常数大于温度为T2时的平衡常数，再结合温度不变平衡常数不变知，K(b)>K(a)＝K(c)，B项错误；温度越高，反应速率越大，压强越大，反应速率越大，故vb>va，C项正确；设HF为xmol，(HF)2为ymol，当eq\f(m总,n总)＝30g/mol时，有eq\f(20x＋40y,x＋y)＝30，解得x＝y，即n(HF)∶n[(HF)2]＝1∶1，D项错误。10．(2022·海门市诊断考试)已知甲为恒压容器、乙为恒容容器。相同条件下充入等物质的量的NO2气体，且起始时体积相同。发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。一段时间后相继达到平衡状态。下列说法中正确的是()A．平衡时NO2体积分数：甲<乙B．达到平衡所需时间，甲与乙相等C．该反应的平衡常数表达式K＝c(N2O4)/c(NO2)D．若两容器内气体的压强保持不变，均说明反应已达到平衡状态答案：A解析：甲为恒压容器，乙为恒容容器，充入等物质的量的NO2，平衡时甲的压强大于乙的压强，故平衡时NO2体积分数甲小于乙，A项正确；由于甲的压强大于乙的压强，反应速率甲>乙，达到平衡所需时间，甲<乙，B项错误；该反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(cN2O4,c2NO2)，C项错误；甲是恒压容器，压强始终保持不变，压强不变不能推断反应是否达到平衡状态，D项错误。11．(2022·北京石景山区统一测试)在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g)ΔH<0，反应过程中持续上升温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是()A．上升温度，平衡常数增大B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率C．Q点时，Y的转化率最大D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大答案：C解析：该反应正反应是放热反应，温度上升平衡常数减小，A项错误，W点的温度低于M点的温度，温度越高反应速率越大，故M点X的正反应速率高于W点X的正反应速率，B项错误；Q点时，X、Y反应达到平衡，X浓度达到最小，此时Y的浓度也达到最小，Y的转化率最大，随温度上升平衡逆向移动，Y的转化率减小，C项正确；该反应是反应前后气体分子数不变的反应，平衡后再充入Z，达到新平衡时Z的体积分数不变，D项错误。12．(2022·安徽江南十校联考)肯定温度下，将1molA和1molB气体充入2L恒容密闭容器，发生反应A(g)＋B(g)xC(g)＋D(s)，t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别转变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是()A．反应方程式中的x＝1B．t2时刻转变的条件是使用催化剂C．t3时刻转变的条件是移去少量物质DD．t1～t3间该反应的平衡常数均为4答案：D解析：t2时刻C的浓度增大，浓度又保持不变说明平衡不移动，应是增大压强造成的，即压强不影响该平衡，故x＝2，A项错误；B项，加入催化剂C的浓度不发生变化，故B项错误；D为固体，削减D的量不影响平衡移动，C的浓度不发生变化，故C项错误；t1～t3间温度不变，K不变，由图知C平衡时浓度为0.5mol·L－1，则A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)起始(mol·L－1)0.50.50转化(mol·L－1)0.250.250.5平衡(mol·L－1)0.250.250.5故K＝eq\f(0.52,0.25×0.25)＝4，故D项正确。二、非选择题(共2小题，共40分)13．(20分)(2022·辽宁沈阳质量监测)某争辩小组向某2L密闭容器中加入肯定量的固体A和气体B，发生反应A(s)＋2B(g)D(g)＋E(g)ΔH＝QkJ·mol－1。在T1℃(1)T1℃时，该反应的平衡常数(2)30min后，只转变某一条件，反应重新达到平衡，依据表中的数据推断转变的条件可能是________(填字母编号)。a．通入肯定量的Bb．加入肯定量的固体Ac．适当缩小容器的体积d．上升反应体系温度e．同时加入0.2molB、0.1molD、0.1molE(3)对于该反应，用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线为下图中的________(填序号)。(4)维持容器的体积和温度T1℃不变，若向该容器中加入1.60molB、0.20molD、0.20molE和nmolA，达到平衡后，与表格中20分钟时各物质的浓度完全相同，则投入固体A的物质的量(5)维持容器的体积和温度T1℃不变，各物质的起始物质的量：n(A)＝1.0mol，n(B)＝3.0mol，n(D)＝amol，n(E)＝0mol，达到平衡后，n(E)＝0.50mol，则(6)若该密闭容器绝热，试验测得B的转化率随温度变化的示意图如图所示。由图可知，Q________(填“大于”或“小于”)0，c点v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。答案：(1)0.25(2)ae(3)④(4)大于0.3(或>0.3)(5)1.5(6)小于等于解析：本题考查了化学平衡的有关学问，意在考查考生对所学学问的理解和综合应用力量。(1)由题给表中数据可知，20min时反应已达到平衡状态，则K＝eq\f(\f(0.50mol,2L)×\f(0.50mol,2L),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.00mol,2L)))2)＝0.25。(2)30min后，B、D、E的物质的量都增加，加入肯定量的B，平衡正向移动，符合题意；加入固体A，平衡不移动，不符合题意；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器体积，平衡不移动，各物质的物质的量不变，不符合题意；只上升温度，平衡移动，但反应物和生成物的物质的量不会同时增加，不符合题意；同时加入0.2molB、0.1molD、0.1molE，平衡不移动，但符合题意。(3)可逆反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，故B的反应速率为D、E的2倍，且D、E的反应速率相等，满足此条件的图像是④。(4)由于开头时n(D)＝n(E)＝0.2mol，平衡时n(D)＝n(E)＝0.5mol，所以D、E均转化了0.3mol，则A的物质的量大于0.3mol即可。(5)由于温度不变，所以平衡常数不变，由“三段式”法，可知：A(s)＋2B(g)D(g)＋E(g)起始(mol)3.0a0转化(mol)1.00.50.5平衡(mol)2.0a＋0.50.5则eq\f(\f(a＋0.50mol,2L)×\f(0.50mol,2L),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2.0mol,2L)))2)＝0.25，解得a＝1.5。(6)由图可知，c点B的转化率最大，则c点达到了平衡状态，v正＝v逆；c点之后平衡逆向移动，由于该容器密闭绝热，B的转化率随温度上升而减小，则此反应正向为放热反应。14．(20分)(2022·河北石家庄质检)T℃时，在容积为0.5L的密闭容器中发生如下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(s)ΔH<0(m、n、p、q为最简整数比)。A、B、C、D的物质的量变化如图所示。(1)前3min，v(C)＝____________________________。(2)当下列物理量不再发生变化时，表明该反应已达到平衡状态的是________(填选项字母)。A．混合气体的压强B．混合气体的密度C．混合气体的平均相对分子质量D．B的物质的量E．混合气体的总物质的量(3)T℃时，该反应的平衡常数K＝________。(4)反应达到平衡后，下列措施对A的转化率无影响的是________(填选项字母)。A．保持体积不变，再