2021高考化学专题突破训练：专题7-反应速率和平衡VIP

专题7反应速率和平衡班级：__________姓名：__________学号：__________一、选择题(每小题只有一个正确答案，每小题3分，共45分)1.某温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0，正反应为放热反应，在带有活塞的密闭容器中达到平衡。下列说法中正确的是()A．体积不变，升温，正反应速率减小B．温度、压强均不变，充入HI气体，开头时正反应速率增大C．温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深D．体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率将增大2.下列各图是温度(或压强)对反应：2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)ΔH＜0的正、逆反应速率的影响，其中正确的是()3.COCl2俗名光气，是有毒气体。在确定条件下，可发生的化学反应为：COCl2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))CO(g)＋Cl2(g)ΔH＜0，下列有关说法正确的是()A．在确定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率B．当反应达平衡时，恒温恒压条件下通入Ar，能提高COCl2的转化率C．单位时间内生成CO和Cl2的物质的量比为1∶1时，反应达到平衡状态D．平衡时，其他条件不变，上升温度可使该反应的平衡常数增大4.可逆反应：A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH＝－QkJ·mol－1。现有甲、乙两个容积相等且不变的密闭容器，向甲容器中充入1molA和2molB，在确定条件下达到平衡时放出的热量为Q1kJ；在相同条件下向乙容器中充入2molC，达到平衡后吸取的热量为Q2kJ。已知Q1＝9Q2，下列叙述中正确的是()A．Q1＝QB．平衡时甲中C的体积分数比乙中小C．达到平衡时，甲中A的转化率为90%D．Q1＋Q2＞Q5.在确定温度下，容器中加入CO和H2O(g)各1mol，发生反应：CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO2＋H2，达到平衡时生成0.7mol的CO2，若其他条件不变，一开头就加入4molH2O(g)，则达到平衡可能生成的CO2是()A．0.6molB．0.95molC．1molD．1.5mol6.(2022河北省衡水中学第三次模拟)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO。下列叙述不正确的是()A.若已知上述反应为放热反应，上升温度，其平衡常数减小B．上述反应中每生成1molSi3N4，N2得到12mol电子C．在氮化硅的合成反应中，N2是还原剂，SiO2是氧化剂D．若使压强增大，上述平衡向逆反应方向移动7.在2L的密闭容器中，确定条件下发生化学反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.4kJ·mol－1。起始反应时NO和CO各为4mol,10秒钟后达到化学平衡，测得N2为1mol。下列有关反应速率的说法中，正确的是()A．反应前5秒钟内，用NO表示的平均反应速率为0.1mol·L－1·s－1B．达到平衡后，上升温度，正反应速率将减小，逆反应速率将增大C．达到平衡后，反应速率的关系有：v正(CO)＝2v逆(N2)D．保持容器体积不变，往容器中充入1molO2，正、逆反应速率都不转变8.图中的曲线是表示其他条件确定时，2NO＋O22NO2＋Q(Q>0)反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是()A．a点B．b点C．c点D．d点9.在确定条件下，向2L恒容密闭容器中加入2molX、1molY。发生如下反应：2X(g)＋Y3Z(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)。经60s达平衡，此时Y的物质的量为0.2mol。下列说法错误的是()A．用Z表示的化学反应速率为1.2mol·L－1·min－1B．若再充入1molZ，重新达到平衡时，X的体积分数不变，则Y为气态C．达平衡后，实际放出的热量为bkJ，则b＝aD．若Y为气态，则使容器体积变为1L，Z的物质的量不会增大10.下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而实行的措施是()A．①②③B．②④⑤C．①③⑤D．②③④11.相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容容器中发生可逆反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)ΔH＝－92.6kJ·mol－1，试验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：容器编号起始时各物质物质的量/molX2Y2XY3达平衡时体系能量的变化①130放热46.3kJ②0.82.40.4Q(Q＞0)下列叙述不正确的是()A．容器①、②中反应达平衡时XY3的平衡浓度相同B．容器①、②中达到平衡时各物质的百分含量相同C．达平衡时，两个容器中XY3的物质的量浓度均为2mol·L－1D．若容器①体积为0.20L，则达平衡时放出的热量大于46.3kJ12.（2022•扬州模拟）下图表示反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系图。下列说法正确的是()A．氨气的体积分数最高的一段时间为t5～t6B．t2～t3和t3～t4时间段氨气的体积分数相等C．t1时刻转变的条件是降低温度D．t4～t5时间段平衡向正反应方向移动13.试验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图(其他条件相同)。则下列有关说法正确的是()A．若增大压强，该反应的反应速率确定增大B．pH＝6.8时，随着反应的进行反应速率渐渐增大C．确定pH范围内，溶液中H＋浓度越小，反应速率越快D．可接受调整pH的方法使反应停止14.以二氧化钛表面掩盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸。在不同温度时，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。据图分析，下列推断正确的是()A．250℃之前与250℃之后催化剂的作用相反B．300℃以后乙酸的生成速率增加的缘由是该反应放热C．催化剂对速率的影响比温度的影响大D．温度高于400℃时，Cu2Al2O4不宜作为该反应的催化剂15.在密闭容器中，反应X2(g)＋2Y2(g)2XY2(g)ΔH＜0达到甲平衡。在仅转变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是()A．图Ⅰ是加入适当催化剂的变化状况B．图Ⅱ是扩大容器体积的变化状况C．图Ⅲ是增大压强的变化状况D．图Ⅲ是上升温度的变化状况二、非选择题(本题包括5小题，共55分)16.(8分)以N2和H2为原料合成氨气：反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K＝c2(NH3)/[c(N2)·c3(H2)]。(2)下列措施可以提高H2的转化率的是(填选项序号)bc。a．选择适当的催化剂b．增大压强c．准时分别生成的NH3d．上升温度e．投入更多的H2(3)在恒定温度下，将1molN2和3molH2混合后充入一恒压容器中，反应N2＋3H22NH3在t1时刻达到平衡；t2时刻再快速充入确定量NH3，t3时刻重新达平衡至t4。在0→t4时间内混合气中NH3的体积分数(纵坐标)随时间(横坐标)变化的曲线正确的是()17.(8分)(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为100L的反应室，在确定条件下发生反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，测得在确定的压强下CH4的平衡转化率与温度的关系如下图。①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率为0.0024mol/(L·min)；②100℃时该反应的平衡常数为7.2×10－5，该反应ΔH＞0(填“＜”或“＞”)。(2)在确定温度和压强条件下发生了反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0，反应达到平衡时，转变温度(T)和压强(p)，反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化状况如图所示，关于温度(T)和压强(p)的关系推断正确的是C(填序号)。A．p3＞p2T3＞T2B．p2＞p4T4＞T2C．p1＞p3T1＞T3D．p1＞p4T3＞T218.(12分)已知Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)K1①Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)K2②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)K3③又已知不同温度下，K1、K2值如下：温度/℃K1K25001.003.157001.472.269002.401.60(1)若500℃时进行反应①，CO2起始浓度为2mol·L－1,2分钟后建立平衡，则CO2转化率为______，用CO表示的速率为0.5mol·L－1·min－1。(2)900℃进行反应③，其平衡常数K3为1.50(求具体数值)，焓变ΔH＞0(填“＞”、“＝”或“＜”)，若已知该反应仅在高温时正反应自发，则ΔS＞0(填“＞”、“＝”或“＜”)。(3)下列图像符合反应②的是BCD(填序号)(图中v是速率，φ为混合物中H2的体积百分含量)。19.(16分)Ⅰ.高炉炼铁中发生的基本反应之一是：FeO(s)＋CO(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe(s)＋CO2(g)ΔH>0。已知1100℃时，K＝0.263。(1)温度上升，重新建立平衡之后，高炉内CO2和CO的体积比值增大(填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡常数K值增大(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)＝0.028mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，此时，化学反应速率v(正)小于v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)，缘由是c(CO2)/c(CO)＝0.028mol/L÷0.1mol/L＝0.28＞0.263，反应向逆反应方向进行。(3)有人建议把高炉建得更高一些，这样可以降低高炉尾气中CO的含量。你认为合理吗？理由是不合理，由于当可逆反应达到平衡时，已经达到了反应的最大限度。Ⅱ.(1)已知Fe3＋与I－在水溶液中发生如下反应：2I－＋2Fe3＋=2Fe2＋＋I2。该反应正反应速率和I－、Fe3＋的浓度关系为v＝kcm(I－)·cn(Fe3＋)(其中k为常数)。cm(I－)(mol/L)mcn(Fe3＋)[(mol/L)n]v[mol/(L·s)]a0.200.800.032b0.600.400.144c0.800.200.128I－浓度对反应速率的影响大于Fe3＋浓度对反应速率的影响(填“大于”、“小于”或“等于”)；加入萃取剂萃取I2等措施可以使上述平衡向右移动。(2)NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下才具有氧化性；MnOeq\o\al(－,4)在酸性条件下的氧化性最强。向FeSO4溶液中加入碘水，碘水不褪色，再加入NaHCO3后，碘水褪色的缘由是加入NaHCO3后，溶液呈碱性，而在碱性条件下，碘水可以氧化Fe2＋。20．(11分)为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝akJ/mol。为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，t℃时在一等容的密闭容器中，某科研机构用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度如表(CO2和N2的起始浓度为0):时间/s012345c(NO)/×10－4mol·L－110.04.502.501.501.001.00c(CO)/×10－3mol·L－13.603.052.852.752.702.70请回答下列问题：(1)在上述条件下该反应能自发进行，则a小于0(填“大于”或“小于”)。(2)前2s内的平均反应速率v(N2)＝1.88×10－1mol·L－1·s－1。(只写出计算结果，下同)(3)t℃时该反应的平衡常数K＝5000L·mol－1。(4)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时转变下列条件，能提高NO转化率的是CD。A．选用更有效的催化剂B．上升反应体系的温度C．降低反应体系的温度D．缩小容器的体积章末检测卷(七)1．C解析：上升温度，正反应、逆反应速率都加快；该反应属于气体体积不变的反应，增大压强或压缩体积，平衡不移动，但其中物质的浓度增大，由于I2(g)的存在，颜色加深。留意：温度、压强均不变，充入HI气体，开头时正反应速率不变。2．C解析：曲线交点表示达到平衡时的温度或压强，上升温度或增大压强，v(正)、v(逆)均增大。B中v(逆)，D中v(正)、v(逆)均减小，则B、D均错；可逆反应2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)ΔH＜0的正反应是一个气体体积增大的放热反应，则上升温度，平衡向逆反应方向移动，v(逆)＞v(正)；增大压强，平衡向逆反应方向移动，故v(逆)＞v(正)。3．B解析：催化剂不影响平衡，不能转变反应物的转化率，A错；恒温恒压通入Ar，反应容器的体积必定增大，相当于反应体系的压强减小，平衡正向移动，COCl2的转化率增大，B对；CO和Cl2同为生成物，单位时间内生成CO和Cl2的物质的量比始终为1∶1，不能作为平衡状态的推断依据，C错；该反应的正反应是放热反应，上升温度平衡逆向移动，平衡常数减小，D错。4．C解析：甲、乙两容器中反应后达到相同的平衡状态，所以Q1＋Q2＝Q，Q1＝0.9Q2，甲中A的转化率为90%。5．B解析：可逆反应不行能进行到底，依据碳元素守恒生成n(CO2)<1mol，增加H2O(g)浓度时，平衡向右移动，n(CO2)>0.7mol，只有B项符合。6．C解析：正反应放热，则上升温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，A正确；氮元素的化合价从0价降到－3价，得到3个电子，所以反应中每生成1molSi3N4，N2得到3×4mol＝12mol电子，B正确；C不正确，氮气是氧化剂，碳是还原剂；正反应是体积增大的，因此若使压强增大，上述平衡向逆反应方向移动，D正确，答案选C。7．C解析：10s内，由方程式知，参与反应的NO为2mol，v(NO)＝eq\f(2mol,10s×2L)＝0.1mol·L－1·s－1，所以，5s内的速率不是0.1mol·L－1·s－1，A项错。上升温度，正、逆反应速率均加快，B项错。由方程式知，v正(CO)＝2v正(N2)，结合C项中的关系，可说明v正(N2)＝v逆(N2)，即为平衡状态，C项正确。充入的O2可以与NO反应，则正反应速率减小，逆反应速率瞬时不变，随后减小，D项错。8．C解析：此题为温度—转化率曲线，由于a点、b点均在平衡线上，表示a点与b点达到平衡状态。c点时，若温度不变，NO的转化率增大，说明反应没达到平衡，且反应向正反应方向进行，即v正>v逆，符合题目要求。9．C解析：选项A，反应达平衡时，消耗0.8molY，生成2.4molZ，v(Z)＝Δc(Z)/Δt＝1.2mol·L－1/1min＝1.2mol·L－1·min－1。选项B，若再充入1molZ，重新达平衡时，X的体积分数不变，说明原平衡与新平衡等效，反应物和生成物的气体计量总数相同，则Y必为气态。选项C，ΔH＝－akJ/mol，表示2molX与1molY完全反应放出akJ热量，该反应是可逆反应，所以b<a。选项D，因反应前后气体总物质的量不变，所以加压平衡不移动，Z的物质的量不变。10．B解析：合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，加压、降温、减小NH3的浓度均有利于平衡向正反应方向移动，②、④正确；将原料气循环利用也可提高原料的转化率，⑤正确。11．C解析：由化学方程式推断这两个反应属于等效平衡，即达到平衡时各物质的量全部相同，浓度也相同，因此A、B项正确。当容器体积减小时，平衡向气体物质的量减小的方向即正向移动，因此会连续放出热量，则D项正确。达平衡时，XY3的物质的量浓度为4mol·L－1,C项错误。12．B解析：由于t1～t2，t4～t5平衡均向逆反应方向移动，氨气体积分数最高的是t0～t1，A、D不正确；t2～t3、t3～t4，平衡没有移动，B正确；温度降低，正、逆反应速率均减慢，C不正确。13．D解析：没有气体参与的反应，增大压强对反应速率几乎没有影响，A项错；图像中表示反应速率的是曲线的斜率，B项错误；pH越小，H＋浓度越大，反应越快，C项错；pH＝8.8时，反应速率接近于0，D项正确。14．D解析：选项A,250℃之后是催化剂的催化效率降低，不是相反，错误。选项B,300℃以后，温度上升，乙酸的生成速率增大，无法推断该反应是不是放热反应，错误。选项C,300℃之后，温度对该反应的反应速率影响大于催化剂，错误。选项D，温度高于400℃时，催化效率几乎为0，不宜作催化剂，正确。15．D解析：依据该反应的特点，结合图像得出，Ⅰ由于v正、v逆均增大，且有一段距离，说明为增大压强所致；Ⅱ为加入了适当的催化剂的变化状况，A、B错；Ⅲ为上升温度，反应速率加快，先达到平衡，并且XY2%变小，符合题意，D正确，C错误。16．(1)K＝c2(NH3)/[c(N2)·c3(H2)](2)bc(3)B解析：(2)增大压强、准时分别生成的NH3均能使平衡向正反应方向移动，提高H2的转化率，投入更多的H2尽管也可使平衡向正反应方向移动，但转化率是减小的。(3)对于N2＋3H22NH3达到平衡后，再充入确定量NH3，NH3的体积分数增大，在恒温恒压下重新达到平衡与原平衡等效，所以重新平衡后，NH3的体积分数与原平衡时相等，B正确。17．(1)①0.0024mol/(L·min)②7.2×10－5＞(2)C解析：(1)①氢气的速率v(H2)＝3v(CH4)＝3×0.4mol/(100L×5min)＝0.0024mol/(L·min)；②平衡时CH4的浓度为6.0×10－3mol/L，则H2O、CO、H2的平衡浓度为1.6×10－2mol/L、4.0×10－3mol/L、1.2×10－2mol/L，代入平衡常数表达式可计算出结果；依图可知上升温度，甲烷的转化率增大，即向正方向移动，故正反应为吸热反应。(2)可逆反应是放热且分子数减小的反应，接受定一议二的方法：温度相同时，增大压强向正反应方向移动，甲醇的质量分数越大，结合图示有p1＞p2＞p3＞p4；压强相同时，上升温度向逆反应方向移动，甲醇的质量分数越小，结合图示有T1＞T2＞T3＞T4。18．(1)50%0.5mol·L－1·min－1(2)1.50＞＞(3)BCD解析：(1)设CO2的转化率为x，则Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，始(mol·L－1)20转(mol·L－1)2x2x平(mol·L－1)2－2x2xK＝eq\f(2x,2－2x)＝1，则x＝0.5＝50%，v(CO2)＝1mol·L－1/2min＝0.5mol·L－1·min－1。(2)反应③＝反应①－反应②，则反应③的化学平衡常数表达式为：K3＝eq\f(cCOcH2O,cCO2cH2)＝eq\f(K1,K2)＝eq\f(2.40,1.60)＝1.50。依据表中数值可知温度上升K1增大，K2减小，所以K3增大，则ΔH＞0。吸热的熵增加反应在高温下能自发进行。(3)上升温度K2减小，说明升温平衡逆向移动，反应②是放热反应。升温平衡逆向移动，v逆大于v正，H2的体积分数减小，A项错误，B项正确；温度越高，反应