2023届高考二轮总复习试题 化学（适用于湖南、河北） 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北京丰台区一模)下列事实不能用Cl2+H2OHCl+HClO平衡移动加以解释的是()A.实验室用NaOH溶液吸收Cl2尾气B.用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质C.NaClO与浓盐酸混合产生氯气D.漂白粉中加入适量醋酸可增强漂白性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,纵坐标可代表NO的百分含量C.丙图中压强p1”“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()

2、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,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

3、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 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.(双选)(2022湖南卷,14)向容积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g)H,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强

4、随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.H0B.气体的总物质的量:na12D.反应速率:va(正)vb(正)4.(2022湖南长沙长郡中学一模)一定温度下,在密闭容器中可能发生如下两个反应,反应1:2A(g)+B(g)3C(g)+D(s);反应2:C(g)2E(g)。若反应开始时充入2 mol A和2 mol B,在下列不同条件下达到平衡时,下列说法不正确的是()A.恒温恒压下,当气体的密度不再变化时,反应一定达到平衡B.恒温恒压下,通入氮气,达新平衡后B的转化率增大C.恒温恒容下(容积为1 L),10分钟后达到平衡时,A的转化率为25%,则10分钟内C的平均速率为0.075 mol

5、L-1min-1D.恒温恒容下,若只发生反应1,达到平衡后,再充入2 mol C和过量的D,达新平衡后气体中A的体积分数增大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湖南长沙明德中学二模)常压下羰基化法精炼镍的原理:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)H0。230 时,该反应

6、的平衡常数K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2 ,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230 制得高纯镍。下列判断正确的是()A.升高温度,该反应的平衡常数减小B.该反应达到平衡时,v生成Ni(CO)4=4v生成(CO)C.第一阶段,在30 和50 两者之间选择反应温度,选30 D.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低7.(2022湖南长沙雅礼中学二模)一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器(ab0;p1p2p3B.反应速率B点大于D点C.A、B、D三点的平衡常数关系为:KAKB=KDD.由图综

7、合判断:M、L两点中,CH3OH的体积分数相同,且压强关系为p(M)=2p(L)9.(2022湖南长沙一模)硝化反应是最普遍和最早发现的有机反应之一,以N2O5为新型硝化剂的反应具有反应条件温和、反应速度快、选择性高、过程无污染等优点。可通过下面两种方法制备N2O5:方法:N2O4臭氧化法已知:在298 K、101 kPa时发生以下反应的热化学方程式为:.N2O4(g)2NO2(g)H1=+57 kJmol-1.2O3(g)3O2(g)H2=-242.6 kJmol-1.2N2O5(s)4NO2(g)+O2(g)H3=+56.8 kJmol-1.N2O4(g)+O3(g)N2O5(s)+O2(

8、g)H4。(1)则反应的H4=。(2)在恒温恒容条件下,下列说法能够说明反应已经达到平衡的是(填字母)。a.混合气体密度不再改变b.消耗n mol N2O4的同时,消耗了n mol O3c.O2浓度不再改变d.混合气体的平均相对分子质量不再改变(3)在2 L密闭容器中充入1 mol N2O4和1 mol O3,在不同温度下发生反应,平衡时N2O4在容器内气体中的物质的量分数(N2O4)随温度变化的曲线如图甲所示考虑N2O4(g)2NO2(g):反应中,a点的v(正)(填“”“T1,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

9、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

10、;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 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

11、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时处于平衡状态,x0.4,即x0.4,B正确;实验、实验中020 min、2040 min氨气浓度变化量都是4.0010-4 molL-1,实验中60 min时反应达到平衡状态,实验和实验催化剂表面积相同,实验中氨气初始浓度是实验中氨气初始浓度的2倍,实验60 min时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,C错误;对比实验和实验,氨气浓度相同,实验中催化剂表面积

12、是实验中催化剂表面积的2倍,实验先达到平衡状态,实验的反应速率大,说明相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大,D正确。5.BD解析 催化剂参与反应降低活化能,能改变反应历程,A正确;催化剂不影响化学平衡,不能改变反应物和生成物,故不能影响焓变,B错误;8 h时,根据图像判断反应1、2的产率没有达到最大,没有保持不变,故未达到平衡状态,C正确;x1显著低于x2,说明在相同的条件下,反应1的反应速率比反应2慢,反应1的活化能大于反应2的活化能,D错误。6.答案 (1)-25(2)*HCOO+*HCO+*H2O(3)m该反应是放热反应,升高温度,平衡向吸热反应的方向移动,平衡常数减小9.88A

13、解析 (1)根据目标反应方程式,由盖斯定律可知,目标反应=-2,得出H=H2-H1-2H3=-25 kJmol-1。(2)该反应过程中反应速率是由慢反应决定,活化能越大,反应速率越慢,根据图像可知,活化能最大的步骤的方程式为*HCOO+*HCO+*H2O。(3)该反应为放热反应,升高温度,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小,根据图像可知,曲线m表示平衡常数与温度T之间的变化关系。根据图2可知,c点的温度高于a点,温度高,反应速率快,即v(a)逆v(c)逆;T2时,起始压强2.5 MPa,则CO2的分压为2.5 MPa25=1 MPa,H2的分压为2.5 MPa35=1.5 M

14、Pa,T2时,H2的转化率为80%,则H2变化分压为1.5 MPa80%=1.2 MPa,则达到平衡时CH3OH、H2O(g)分压均为0.4 MPa,CO2的分压为0.6 MPa,H2的分压为0.3 MPa,Kp=p(H2O)p(CH3OH)p(CO2)p3(H2)=0.40.40.60.33 MPa-29.88 MPa-2。达到平衡时,v(正)=v(逆),K=k(正)k(逆),该反应为放热反应,升高温度,k(逆)增大的幅度大于k(正),平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小,即1T越小,lg k(逆)越大且增长得快,即点A表示c点的lg k(逆)。B组能力提升练1.D解析 Cu(H2O)42+呈

15、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

16、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.BC解析 本题考查外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响及平衡常数等。该反应是气体分子数减小的反应,绝热容器中气体压强先增大后减小,说明该反应是放热反应,H12,C项正确;a、b均处于平衡状态,b点对应气体物质的量小,温度低,故反应速率a点较大,D项错误。4.C解析 在恒温恒压下,随着反应的进行,气体的物质的量逐渐增大,则容器的容积逐渐增大,起始时刻和达平衡后

17、容器容积不相等,由于固体物质D的生成,混合气体质量会变化,则当气体的密度不再变化时,反应一定达到平衡,故A正确;在恒温恒压下,通入氮气压强增大,为了保持恒压,平衡向气体体积增大的方向进行,则平衡正向移动,达新平衡后B的转化率增大,故B正确;反应开始时充入2 mol A,10分钟后达到平衡时,A的转化率为25%,反应速率为v(A)=nVt=2mol25%1 L10min=0.05 molL-1min-1,由速率之比等于化学计量数之比,不考虑反应2中v(C)=32v(A)=0.075 molL-1min-1,由于反应2:C(g)2E(g),物质C会有消耗,则10分钟内C的平均速率不等于0.075

18、molL-1min-1,故C错误;恒温恒容下,如只发生反应1,达到平衡后,再充入2 mol C和过量的D,D是固体,浓度视为常数,则充入2 mol C即增大生成物浓度,平衡逆向移动,达新平衡后气体中A的体积分数增大,故D正确。5.C解析 合成氨的反应是一个放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NH3的百分含量减小,由曲线可知,T0420 ,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

19、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,而是该温度下催化剂的活性最强,D错误。6.A解析 Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)是放热反应,所以升高温度,该反应的平衡常数减小,A正确;该反应达到平衡时,正逆反应速率相等,4v生成Ni(CO)4=v生成(CO),B错误;Ni(CO)4的沸点为42.2 ,将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4,反应温度应选50 ,C错误;Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数K=cNi(CO)4c4(CO)=210-5,第二阶段反应为Ni(CO)4(g)

20、Ni(s)+4CO(g),该反应的平衡常数K=c4(CO)cNi(CO)4=1210-5=5104,故Ni(CO)4分解率较高,D错误。7.D解析 A点容器容积小,反应物浓度大,反应速率比B点快,平衡前单位时间内的转化率比B点高,现B点的NOCl转化率比A点高,则表明A点已达到平衡,延长反应时间,NOCl的转化率不变,故A错误;A点时转化率为50%,消耗NOCl的物质的量是1 mol,平衡时物质的量之和为1 mol+1 mol+0.5 mol=2.5 mol,B点转化率为80%,消耗NOCl的物质的量是1.6 mol,平衡时物质的量之和为0.4 mol+1.6 mol+0.8 mol=2.8

21、mol,容器容积:aB,则A、B两点的压强之比大于2528,故B错误;由B点转化率为80%,体积增大时压强减小,减小压强平衡正向移动,转化率增大,则容积为c L的容器NOCl的平衡转化率大于80%,故C错误;A点对应K=0.5a(1a)2(1a)2=12a,容积为a L的容器达到平衡后再投入1 mol NOCl、1 mol NO,Q=0.5a(2a)2(2a)2=12a=K,平衡不移动,故D正确。8.AD解析 由图1可知同一压强下升高温度,CH3OH的体积分数减小,说明正反应是放热反应,所以Hp2p3,A错误。温度相同时压强越大,反应速率越快,B点对应的压强大于D点,则反应速率B点大于D点,B

22、正确。平衡常数是温度函数,B、D点温度相同,则平衡常数相等:KB=KD;A与B、D两点温度不同,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,KA大于KB和KD,则A、B、D三点的平衡常数关系为KAKB=KD,C正确。M、L两点CO的转化率相等,CH3OH的体积分数相同,M点气体的物质的量是L点的两倍,两容器的容积相等,而M点的温度高于L点的温度,则p(M)2p(L),D错误。9.答案 (1)-92.7 kJmol-1(2)acd(3)N2O4(g)2NO2(g)为气体体积增大的反应,加压,平衡向逆反应方向移动,N2O4浓度增大,有利于气体体积减小的反应N2O4(g)+O3(g)N2O5(s)+O2(

23、g)向正反应方向移动,(O3)逐渐增大30解析 (1)由盖斯定律,由+2-2得反应,则H4=(+57 kJmol-1)+(-242.6 kJmol-1)12-(+56.8 kJmol-1)12=-92.7 kJmol-1。(3)由题图可知,T1 时,a点四氧化二氮的物质的量分数大于平衡时的物质的量分数,说明反应未达到平衡,反应向正反应方向进行,则正反应速率大于逆反应速率。N2O4(g)2NO2(g)是气体体积增大的反应,加压,平衡向逆反应方向移动,四氧化二氮浓度增大,有利于气体体积减小的四氧化二氮与臭氧的反应向正反应方向移动,臭氧的平衡转化率逐渐增大。设反应生成的氧气和二氧化氮的物质的量分别为

24、x mol和2y mol,由题意可建立如下三段式: N2O4(g)+O3(g)N2O5(s)+O2(g)起/mol110变/molxxx平/mol1-x-y1-xx N2O4(g)2NO2(g)起/mol10变/moly2y平/mol1-x-y2y由氧气和二氧化氮的平衡分压相同可得:x=2y,由平衡时四氧化二氮的物质的量分数为29可得:1-x-y2-x+y=29,解联立可得x=0.4、y=0.2,则四氧化二氮、臭氧和氧气的平衡分压为0.4mol0.1 MPa1.8mol、0.6mol0.1 MPa1.8mol、0.4mol0.1 MPa1.8mol,反应的平衡常数Kp=0.4mol0.1 MPa1.8mol0.4mol0.1 MPa1.8mol0.6mol0.1 MPa1.8mol=30 MPa-1。