2023届高考二轮总复习试题 化学（适用于广东、福建、辽宁、湖北、重庆、浙江、江苏） 专题七　化学反应速率和化学平衡.docx

1、专题七化学反应速率和化学平衡A组基础巩固练1.(2022广东深圳期中)工业上,在持续加热的条件下用氢气和碘蒸气经铂黑催化合成碘化氢,化学方程式为H2(g)+I2(g)2HI(g)。在实验室中模拟该反应时,控制反应条件不变,将一定量的氢气和碘蒸气充入恒容密闭容器中,反应一段时间后,能确定该反应已经达到化学平衡状态的是()A.容器中的压强不再变化B.容器中混合气体的密度不再变化C.容器中混合物的颜色不再变化D.混合气体的平均相对分子质量不再变化2.(2022湖南邵阳一模)科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气,其反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)HT1,

2、纵坐标可代表NO的百分含量C.丙图中压强p1p2,纵坐标可代表NO的百分含量D.丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态3.(2022福建南平二模)某小组实验验证“Ag+(aq)+Fe2+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)”为可逆反应。实验:将0.010 0 molL-1 Ag2SO4溶液与0.040 0 molL-1 FeSO4溶液(pH=1)等体积混合发生反应,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。实验:向少量Ag粉中加入0.010 0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液(pH=1),固体完全溶解。下列说法错误的是()A.中加入NaCl固体,平衡逆向移动B.中不能用Fe(NO3)3溶液代替F

3、e2(SO4)3溶液C.该反应平衡常数K=c(Fe3+)c(Ag+)c(Fe2+)D.中加入KSCN溶液,溶液呈红色,表明该化学反应为可逆反应4.(2022浙江6月选考)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化,如下表所示,下列说法不正确的是()编号表面积/cm20 min20 min40 min60 min80 minc(NH3)/(10-3 molL-1)a2.402.001.601.200.80a1.200.800.40x2a2.401.600.800.400.40A.实验,020

4、min,v(N2)=1.0010-5 molL-1min-1B.实验,60 min时处于平衡状态,x0.40C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大5.(2022广东深圳第二次调研)T1 时,向1 L密闭容器中充入10 mol H2和3 mol SO2发生反应:3H2(g)+SO2(g)H2S(g)+2H2O(g)H0。部分物质的物质的量n(X)随时间t变化如图中实线所示。下列说法正确的是()A.实线a代表n(H2O)随时间变化的曲线B.t1 min时,v正(SO2)v逆(H2S)C.该反应的平衡常数K=2.75.421.930.3D.若该反

5、应在T2 (T2T1)时进行,则虚线b可表示n(SO2)的变化6.(2022广东茂名五校联盟第三次联考)硫化氢(H2S)危害人体健康,造成环境污染。工业上可采用不同反应处理含H2S的尾气。回答下列问题:(1)已知:()S(g)+O2(g)SO2(g)H10;()2H2S(g)+O2(g)2S(g)+2H2O(g)H2;()2H2S(g)+SO2(g)3S(g)+2H2O(g)H31B.-1D.”“”“0为例,探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCl2溶液,分别进行下列实验,对实验现象的分析不正确的是()选项操作和现象分析A观察溶液为绿色Cu(H2O)42+和CuCl42-同时存在B升高温度

6、,溶液变为黄绿色平衡正移,CuCl42-的浓度增大C加几滴AgNO3溶液,静置,上层清液为蓝色平衡逆移,CuCl42-的浓度减小D加少量Zn片,静置,上层清液为浅黄绿色平衡正移,CuCl42-的浓度增大2.(2022辽宁东北育才学校六模)某小组同学设计实验探究镁与铵盐溶液的反应,记录如下:实验编号溶液种类1 molL-1 NH4Cl0.5 molL-1 (NH4)2SO40.1 molL-1 NH4ClH2Om(Mg)/g0.480.480.480.48V(溶液)/mL100100100100实验现象有气体产生,并产生白色沉淀有气体产生,并产生白色沉淀有气体产生,并产生白色沉淀几乎看不到现象6

7、 h时V(H2)/mL43325534712根据上述实验所得结论正确的是()A.实验中发生的反应为Mg+NH4+2H2OMg2+2NH3H2O+H2B.由实验、可得,溶液中c(NH4+)越大,反应速率越快C.由实验、可得,溶液中阴离子的种类和浓度对产生H2的速率有影响D.由实验可得,溶液的pH越小,产生H2的速率越快3.(2022广东茂名五校联盟第三次联考)一定条件下,丙烯(CH2CHCH3)和HBr发生的两个可逆反应的能量变化如图所示,已知第阶段中两个可逆反应最终均达到平衡状态,下列说法正确的是()A.稳定性:1-溴丙烷2-溴丙烷B.平衡后产物的质量:1-溴丙烷2-溴丙烷C.平衡后降低温度,

8、2-溴丙烷的产率降低D.第阶段的速率决定着生成1-溴丙烷反应的速率快慢4.(2022广东惠州一模)研究反应2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)H0,对实现“碳中和”有重要意义。在密闭容器中充入1 mol CO2与3 mol H2,发生上述反应并达平衡,测得平衡体系中各种物质的体积分数随温度变化如图所示。下列说法正确的是()A.表示CH3CH2OH组分的曲线是B.图中曲线交点a对应H2的转化率大于交点bC.图中曲线交点a、b对应反应平衡常数KaKbD.若使用催化剂,则b点向上移动5.(2022辽宁铁岭六校联考)某实验团队研究合成氨在不同条件下进行反应,平衡时氨气的含

9、量与起始氢氮比n(H2)n(N2)之间的关系如下图。下列说法正确的是()A.T0(H2)C.a、b、c、d四点对应的平衡常数由大到小的顺序为Kb=KcKaKdD.工业合成氨一般以-铁触媒为催化剂,400500 下反应,选取该温度的主要原因是氨的平衡产率更高6.(2022广东六校第四次联考)已知(HF)2(g)2HF(g)H0,平衡体系的气体总质量(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:T1T2B.平衡常数:K(a)=K(b)v正(b)D.当m总n总=30 gmol-1时,n(HF)n(HF)2=117.恒温密闭容器发生可逆反应:Z(?

10、)+W(?)X(g)+Y(?)H,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器容积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法正确的是()A.该条件下,Z和W中的一种可能为气态B.t1t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不相等C.若在该温度此反应平衡常数表达式为K=c(X),则t1t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等D.若该反应H0,则该反应的平衡常数K随温度升高而增大8.(2022广东广州执信中学联考)NO和O2混合后可发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),2NO2(g)N2O4(g)反应体系中含氮物质的物质的量浓度(c)随着时间(t)的变化曲线如

11、图。下列说法正确的是()A.c为c(NO2)随t的变化曲线B.t1时,反应达到化学平衡状态C.t2时,c(NO)+c(NO2)+c(N2O4)=c0D.t3后,NO2的消耗速率等于生成速率9.(2022广东广州二模)乙烯是石油化工最基本原料之一。.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H10。(1)提高乙烷平衡转化率的措施有、。(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100 kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为 kPa,该反应的平衡常数Kp= kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量

12、分数)。.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:a.2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)H20b.2C2H6(g)+5O2(g)4CO(g)+6H2O(g)H30c.C2H4(g)+2O2(g)2CO(g)+2H2O(g)H4T1,温度升高,平衡逆向移动,而纵坐标所示的数值越小,则纵坐标不可能代表NO的百分含量,B错误;由丙图信息可知,p2时的反应速率更大,故压强p1p2,增大压强题述平衡正向移动,而纵坐标所示的数值越大,故纵坐标不可能代表NO的百分含量,C错误;丁图曲线表示平衡常数与温度的关系,曲线上各点都是平衡点,升高温度平衡逆向移动,正反应的平

13、衡常数减小,逆反应的平衡常数增大,D错误。3.D解析 中加入NaCl固体,Cl-与Ag+反应产生AgCl沉淀,c(Ag+)降低,平衡逆向移动,A正确;中不能用Fe(NO3)3溶液代替Fe2(SO4)3溶液,否则酸性条件下NO3-会将Fe2+氧化生成Fe3+,使Fe3+浓度增大,引起干扰,B正确;根据反应平衡常数的含义可知,该反应平衡常数K=c(Fe3+)c(Ag+)c(Fe2+),C正确;中向少量Ag粉中加入0.010 0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液(pH=1),固体完全溶解,硫酸铁过量,则加入KSCN溶液,溶液呈红色,不能表明该化学反应为可逆反应,D错误。4.C解析 实验中,020

14、 min,氨气浓度变化量为2.4010-3 molL-1-2.0010-3 molL-1=4.0010-4 molL-1,v(NH3)=4.0010-4molL-120min=2.0010-5 molL-1min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,v(N2)=12v(NH3)=1.0010-5 molL-1min-1,A正确;催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡,实验中氨气初始浓度与实验中一样,实验达到平衡时氨气浓度为4.0010-4 molL-1,则实验达平衡时氨气浓度也为4.0010-4 molL-1,而恒温恒容条件下,实验相对于实验为减小压强,平衡正向移动,因此实验60 min时

15、处于平衡状态,xv逆(H2S),即v正(SO2)v逆(H2S),B错误;由题图可知,达到平衡时,SO2的物质的量为0.3 mol,根据三段式分析可知: 3H2(g) + SO2(g) H2S(g) + 2H2O(g)起始量mol10300转化量mol8.12.72.75.4平衡量mol1.90.32.75.4容器的容积为1 L,则该反应的平衡常数K=c(H2S)c2(H2O)c3(H2)c(SO2)=2.75.421.930.3,C正确;由题干信息可知,降低温度,平衡正向移动,SO2的平衡转化量增大,平衡时的物质的量减小,故若该反应在T2 (T20.032增大0.2p0(3)2.3103解析

16、(1)根据盖斯定律可知H2=H1+H30,故反应()为放热反应,即H2=E(正)-E(逆)0,故反应()中E(正)|H3|,故H3H2的值0。950 下,反应从开始到P点时,H2的平均反应速率v(H2)=v(H2S)=nVt=1mol20%5.0 L1.25 s=0.032 molL-1s-1。由题图可知,a点对应温度高于b点对应温度,温度越高,反应速率越快,故a点的v(正)b点的v(逆)。若保持其他条件不变,向a点的平衡体系中再充入1.0 mol H2S气体,即增大压强,上述平衡逆向移动,故重新达到平衡时,H2S气体的体积分数将增大。若某温度下,该反应达到化学平衡时,测得容器内总压强为p0

17、kPa,由三段式分析可知: 2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)起始量/mol1.000转化量/molxx0.5x平衡量/mol1-xx0.5xH2S和H2的体积分数相等,即1-x=x,解得x=0.5,平衡时p(H2S)=p(H2)=0.5mol1.25molp0 kPa=0.4p0 kPa,p(S2)=0.2p0 kPa,则化学平衡常数Kp=p2(H2)p(S2)p2(H2S)=(0.4p0kPa)2(0.2p0kPa)(0.4p0kPa)2=0.2p0 kPa;(3)该反应的平衡常数K=c(HCO3-)c(HS-)c(CO32-)c(H2S)=c(HCO3-)c(HS-)c(H+)

18、c(CO32-)c(H2S)c(H+)=Ka1(H2S)Ka2(H2CO3)=1.310-75.610-112.3103。B组能力提升练1.D解析 Cu(H2O)42+呈现蓝色,CuCl42-呈现黄色,溶液为绿色是因为Cu(H2O)42+和CuCl42-同时存在,A正确;该反应是一个吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CuCl42-的浓度增大,溶液变为黄绿色,B正确;加几滴AgNO3溶液,Cl-与Ag+反应,Cl-浓度减小,平衡向逆反应方向移动,CuCl42-的浓度减小,Cu(H2O)42+浓度增大,上层清液为蓝色,C正确;在CuCl2溶液中加入少量Zn片,Zn会置换出Cu,Cu2+浓度减小,则

19、Cu(H2O)42+、CuCl42-浓度均减小,D错误。2.C解析 离子方程式电荷不守恒且无白色沉淀生成,A错误;实验、中Cl-浓度不同,无法得出c(NH4+)越大,反应速率越快的结论,B错误;实验、,溶液中c(NH4+)相同,故阴离子种类和浓度对产生H2的速率有影响,C正确;实验0.5 molL-1 (NH4)2SO4溶液pH实验0.1 molL-1 NH4Cl溶液,但是产生氢气的速率更慢,D错误。3.B解析 1-溴丙烷具有的总能量高于2-溴丙烷,能量越高物质越不稳定,故稳定性:1-溴丙烷2-溴丙烷,A错误;生成1-溴丙烷的活化能高于生成2-溴丙烷的活化能,活化能越大该反应越难进行,故平衡后

20、产物的质量:1-溴丙烷2-溴丙烷,B正确;生成2-溴丙烷的正反应是一个放热反应,故平衡后降低温度,2-溴丙烷的产率升高,C错误;生成1-溴丙烷的第阶段的活化能高于第阶段,活化能越大反应速率越慢,慢反应才是决定一个多步反应总反应速率的关键,故第阶段的速率决定着生成1-溴丙烷反应的速率快慢,D错误。4.C解析 该反应为气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CH3CH2OH、H2O的体积分数逐渐减小,CO2、H2的体积分数逐渐增大,且化学计量数越大,体积分数变化越大,由题图可知,曲线表示H2,曲线表示CO2,曲线表示H2O,曲线表示CH3CH2OH,A错误;该反应为气体体积减小的放热反应,

21、升高温度,平衡逆向移动,H2的转化率降低,交点a的温度高于交点b,则交点a对应H2的转化率小于交点b,B错误;因为平衡常数仅与温度有关,该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,K减小,所以Ka420 ,A错误;b点时n(H2)n(N2)=3.0,故平衡的转化率:(N2)=(H2),B错误;升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数减小,温度不变,平衡常数不变,由A分析可知,T0420 ,故a、b、c、d四点对应的平衡常数由大到小的顺序为Kb=KcKaKd,C正确;催化剂不能使化学平衡发生移动,故工业合成氨一般以-铁触媒为催化剂,400500 下反应,选取该温度的主要原因不是氨的平衡产率更高,而是

22、该温度下催化剂的活性最强,D错误。6.D解析 b、c两个点的压强相同,T2温度下c点对应的平均摩尔质量大于T1温度下b点对应的平均摩尔质量,反应前后气体总质量保持不变,平均摩尔质量大说明气体总物质的量小,即T2温度时,平衡向逆反应方向移动,T2T1,A错误;由于温度T2T1,该反应的正反应为吸热反应,温度越高,平衡常数K越大,则平衡常数K(a)=K(c)K(b),B错误;b点对应的温度T1和压强大于a点对应的温度T2和压强,温度越高、压强越大,反应速率越快,所以反应速率v正(a)0,则升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,D正确。8.D解析 由题干信息可知,NO和O2混合后可发生反应:2NO(g

23、)+O2(g)2NO2(g),2NO2(g)N2O4(g),则随着反应的进行NO2的浓度先增大后变小,最后达到平衡保持不变,故a为c(NO)、b为c(NO2),c为c(N2O4)随t的变化曲线,A错误;t1时刻后,3种含氮物质的物质的量浓度仍发生变化,故不能说明反应达到化学平衡状态,B错误;若容器的容积保持不变,则根据N原子守恒可知,t2时有c(NO)+c(NO2)+2c(N2O4)=c0,C错误;由题图可知,t3时刻后,NO2、N2O4的浓度不再发生改变,则反应达到平衡状态,故有NO2的消耗速率等于生成速率,D正确。9.答案 (1)升高温度减小压强(或及时移出生成物,合理即可)(2)1101

24、5(3)H3-2H4(4)a(5)体系未达平衡,温度升高,生成CO的反应速率增大的程度大于C2H4ABC2H6+2O2C2H4+2HO2BNOH解析 (1)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H10,该反应是气体体积增大的吸热反应,提高乙烷平衡转化率的措施有减小压强、升高温度或及时移出生成物。(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100 kPa,假设都为1 mol,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%: C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)开始1 mol01 mol转化0.2 mol0.2 mol0.2 mol平衡0.8 mol0.2 mol

25、1.2 mol根据压强之比等于物质的量之比得到2mol100 kPa=2.2molp,解得p=110 kPa,即平衡时体系的压强为110 kPa,该反应的平衡常数Kp=110 kPa0.2mol2.2mol110 kPa1.2mol2.2mol110 kPa0.8mol2.2mol=15 kPa。(3)根据盖斯定律,反应b-2反应c=反应a,则H2=H3-2H4。(4)为减少过度氧化,即要加快反应a的反应速率,降低反应b、c的反应速率,因此需要寻找催化剂降低反应a的活化能。(5)升高温度,C2H6的转化率在不断增大,则表明反应未达平衡。混合物中CO在含碳产物中的物质的量的百分数增大,则表明生成

26、CO的速率比生成C2H4的速率大,所以原因是:体系未达平衡,温度升高,生成CO的反应速率增大的程度大于C2H4。从C2H6的转化率不断增大分析,反应都未达到平衡,所以C2H4的产率随温度升高而增大,A正确;因为反应未达平衡,在三个反应中,随温度升高,反应物的转化率都增大,因此H2O的含量随温度升高而增大,B正确;根据题图信息,C2H6的转化率增大,则C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而降低,C错误;因为反应并未达到平衡,所以不能说明该催化剂能在较低温度下降低CO的平衡产率,D错误。起初反应时,BNOH先与O2反应,生成BNO和HO2,生成的BNO再与C2H6反应,重新生成BNOH,则表明BNOH为催化剂;C2H6先转化为C2H5,C2H5再与O2反应生成C2H4和HO2;从而得出总反应的方程式为C2H6+2O2C2H4+2HO2。