专题突破卷08 化学反应速率与化学平衡（解析版）.docx

1、专题突破卷08 化学反应速率与化学平衡（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的）1下列措施对增大反应速率明显有效的是A温度容积不变时向C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)反应体系中增加C的量BFe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸C过氧化氢分解时加入适量的MnO2D合成氨反应中在恒温、恒容条件下充入氩气使体系压强增大【答案】C【详解】A碳为固体，反应体系中增加C的量不影响反应速率，A错误；B铁与浓硫酸发生钝化反应，阻碍了反应的进行，B错误； C二氧化锰可以催化过氧化氢加快反应速率，C正确；D恒温、恒容条

2、件下充入氩气使体系压强增大，但是不改变反应物的浓度，反应速率不受影响，D错误；故选C。2对于化学反应，下列反应速率关系正确的是A(W)=3(Z)B2(X)=3(Z)C2(X)=(Y)D2(W)=3(X)【答案】C【详解】W为固体，固体的浓度为一常数，一般不能表示反应速率，故A、D项错误；根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，则，则，故B项错误，C项正确；故答案为：C。3在600K下，按初始投料比分别为1：1、1：2、1：3投料，发生反应为。测得不同压强下，CO平衡转化率如图所示。下列叙述正确的是A曲线X代表起始投料比为1：1B，该反应达到平衡状态C若其他条件不变，升高温度会使对应的曲线上

3、移Dm点对应的的平衡转化率为60%【答案】D【详解】A相同温度下，氢气投料越多，平衡向右移动，CO的平衡转化率越大，故曲线X代表1 : 3投料，A项错误；B该反应达到平衡状态时，v正(H2)=2v逆(CH3OH)，B项错误；C生成甲醇是放热反应，其他条件不变，升高温度，CO的平衡转化率降低，平衡曲线均下移，C项错误；D曲线Y代表1 : 2投料，即起始按化学计量数投料，则CO、H2的平衡转化率相等，D项正确；故选D。4向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反应：2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如表所示。下列判断正确的是压强Mpa平衡常

4、数温度/1.01.52.0300ab16516c64d800160fgAca，gfB正反应是放热反应C2.0MPa、800时，A的转化率最小D1.5MPa、300时，B的转化率为50%【答案】D【详解】A平衡常数只与温度相关，温度不变，K不变，所以g=f，故A错误；B由表格中的数据可知，平衡常数随温度升高而增大，平衡正向移动，该反应的正反应是吸热反应，故B错误；C因为正反应为吸热反应，所以800、相同压强时，A的转化率最大，而反应前后气体的分子数相等，所以800时，三种压强下的A的转化率都相同，故C错误；D1.5MPa、300时，平衡常数b=16，设平衡时体积为V，B的物质的量的变化量为x,则

5、达平衡时，A、B、D的物质的量分别为1-x、1-x、2=16，x=0.5mol，则B的转化率为100%=50%，故D正确；故选：D。5臭氧是理想的烟气脱硝试剂，可逆反应在体积固定的密闭容器中进行，反应过程中测得的浓度随时间1的变化曲线如图所示下列叙述错误的是Aa-c段反应速率加快的原因可能是反应放热B若向容器内充入一定体积的，化学反应速率加快C向反应体系中通入氢气，反应速率降低D28min的化学反应速率【答案】C【详解】A随着反应的进行，a-c段反应速率反而加快的原因可能是该反应放热，温度升高，反应速率加快，故A正确；B若向容器内充入一定体积的，增大了的浓度，化学反应速率加快，故B正确；C恒容

6、条件下，向反应体系中通入不反应的氢气，反应速率不变，故C错误；D28min内，氧气的浓度变化量为1.2mol/L，则，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得，故D正确；故答案选C。6我国某科研团队开发催化剂用于光热催化加氢制。其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。的选择性等于的物质的量与转化的物质的量之比。下列叙述正确的是A在历程中能垒最大为B该反应历程中，的选择性为100%C催化剂表面上、CO脱附都会放出能量D反应历程中有极性键的断裂与形成【答案】D【详解】A由图可知，在历程中能垒最大的是的能垒为0.77eV，故A错误；BCO2加氢生成了副产物CO、CH3OH、CH4的选择性小于

7、100%，B项错误；C由图可知，是脱附过程，需要吸收能量，C项错误；D反应历程中过程中有极性键的断裂，过程中有极性键的生成，故D正确；故选D。7在催化剂的作用下，氢气还原的过程中可同时发生反应。 在恒温恒容密闭容器中，充入一定量的及，起始及达到平衡时，容器内各气体的物质的量及总压的部分数据如下表所示。总压起始0.50.90001.4p平衡m0.3p下列说法正确的是A反应任意温度下均能自发进行B恒温恒容下，再充入和，反应平衡右移，反应平衡不移动CD反应的平衡常数【答案】D【详解】A反应为放热反应，且正反应是分子数减小的反应，S0，根据H-TSK，平衡向逆反应方向移动，则CO的消耗速率大于其生成速

8、率，选项A正确；B由分析可知，该反应为吸热反应，反应的H0，选项B错误；C温度是K即时，根据图像可知，lgc(CO)=1，c(CO)=10mol/L，K=c4(CO)=10000，选项C错误；D反应的化学平衡常数K=c4(CO)，平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，则温度不变时，将R点状态的容器体积扩大，重新达到平衡时，c(CO)不变，则气体的压强不变，选项D错误；故选A。9一定温度下，有两个体积均为2L的恒容密闭容器和，向中充入1mol CO和2mol，向中充入2mol CO和4mol，均发生下列反应并建立平衡：。测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是A该反应的BL

9、、M两点容器内正反应速率：C曲线表示容器的变化过程DN点对应温度下该反应的平衡常数【答案】C【详解】A CO的平衡转化率随温度的升高而减小，故正反应为放热反应，A项错误， BM点容器内反应物浓度比L点容器内反应物浓度大，且M点对应的反应温度更高，反应速率更快，即，B项错误；C相同温度下，增大压强，CO的平衡转化率增大，故曲线表示容器的转化过程，C项正确；DN点对应温度下反应的平衡常数与M点相同，D项错误；故选：C。10在密闭容器中发生反应：，往密闭容器中以的比例通入两种反应物，其中15 min后A在四温度下的转化率如下表所示，且，则下列说法正确的是温度转化率10%70%70%60%A该反应是吸

10、热反应BT温度时()，A的转化率是70%C温度下，在15 min后继续进行反应，A的转化率变大D温度反应15 min后，若 molL，则温度时的平衡常数是4.5【答案】D【详解】A15 min后A在四温度下的转化率为单位时间内的转化率，该转化率与速率有关，根据表格数据可知，随着温度升高，速率加快，T1、T2温度下15min未达平衡，T3、T4温度下15min时反应已经达到平衡，为平衡转化率，平衡转化率随升高温度而减小，根据勒夏特列原理知该反应为放热反应，A错误；B由A中分析和表格数据可知T温度时()，A的转化率大于70%，B错误；C由A中分析可知T3温度下15min时已经达到平衡，在15 mi

11、n后继续进行反应，A的转化率不变，C错误；D温度反应15 min后已建立该条件下的平衡，若 molL，设A、B的起始浓度分别为2c，c，A的转化率为60%：，由题意知c-60%c=0.5，故c=mol/L，故，D正确；故选D。11一定条件下，向1L恒容密闭容器中充入0.1mol A和0.3mol B发生反应：，当反应达平衡时，不可能存在的数据是 ABCD【答案】C【分析】可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，达到平衡时反应物、生成物一定共存。【详解】A若平衡时，则反应消耗0.1molB，故不选A；B若平衡时，则反应消耗0.06molB，同时消耗0.03mol的A，则A的浓度为0.07mol/

12、L，故不选B；C若平衡时，则反应消耗0.2molB，同时消耗0.1mol的A，则A的浓度为0，故选C；D若平衡时，则反应消耗0.18molB，同时消耗0.09mol的A，则A的浓度为0.01 mol/L、B的浓度为0.12 mol/L，故不选D；选C。12一定温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量A、B，发生反应：，12s时生成0.8molC，A、B物质的量变化如下图。下列说法不正确的是：Ab=1，c=2B平衡时向容器中充入Ne，反应速率不变C平衡时气体总压强是起始的9/13D若混合气体密度不变时，该反应达平衡状态【答案】D【详解】A12s时，反应达到平衡状态，生成0.8molC，由图可知，A

13、、B分别消耗的物质的量为(1.6-0.4)mol=1.2mol，(1.0-0.6)mol=0.4mol，由物质的转化量之比等于化学计量数之比，可得：1.2:0.4:0.8=3:1:2，故 b=1，c=2，故A正确；B容器容积不变，平衡时向容器中充入Ne，各物质的浓度不变，则反应速率不变，故B正确；C 起始总物质的量为2.6mol，由A项知，平衡时，混合气体总物质的量为0.4+0.6+0.8=1.8mol，根据压强比等于物质的量之比可得，则平衡时气体总压强是起始的，故C正确；D 容器的容积不变，反应前后混合气体的总质量不变，则混合气体的密度始终不变，故若混合气体密度不变时，不能判断该反应达平衡状

14、态，故D错误；故选D。13可逆反应：2NO22NOO2在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态ABCD全部【答案】A【详解】单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，反应进行的方向相反，且变化量之比等于化学计量数之比，则反应达平衡状态，正确；单位时间内生成n mo

15、l O2的同时生成2n mol NO，反应进行的方向相同，不一定达平衡状态，不正确；在反应进行的任何阶段，用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比都为221，反应不一定达平衡状态，不正确；混合气体的颜色不再改变时，c(NO2)不变，反应达平衡状态，正确；混合气体的质量不变、体积不变，则密度始终不变，所以密度不再改变时，反应不一定达平衡状态，不正确；反应前后气体的物质的量不等，平衡前压强在不断发生改变，当混合气体的压强不再改变时，反应达平衡状态，正确；混合气体的质量不变，物质的量发生改变，则平衡前混合气体的平均相对分子质量不断发生改变，当平均相对分子质量不再改变时，反应达平衡状态

16、，正确；综合以上分析，正确，故选A。14一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是A反应在010 s内，用Z表示的反应速率为0.158 molL1s1B反应在010 s内，X的物质的量浓度减少了0.79 molL1C反应进行到10 s时，Y的转化率为79.0%D反应的化学方程式为X(g)Y(g)=Z(g)【答案】C【详解】A反应开始到10s，用Z表示的反应速率为，A错误；BX初始物质的量为1.2mol，到10s物质的量为0.41mol，物质的量减少了0.79mol，浓度减小了0.395mol/L，B错误；CY初始物质的量为1mol，

17、到10s剩余0.21mol，转化了0.79mol，转化率为79%，C正确；DX、Y物质的量减小，Z物质的量增大，说明X、Y为反应物，Z为生成物，达到平衡时Z物质的量变化量n(X)=0.79mol，n(Y)=0.79mol，n(Z)=1.58mol，故X、Y、Z化学计量数之比为1：1：2，D错误；故选C。15已知的速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下：t/min0102030405060700.1000.0800.0400.0200下列说法正确的是A，B min时，C相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率D保持其他条件不

18、变，若起始浓度为0.200 molL，当浓度减至一半时共耗时50 min【答案】D【分析】根据表中数据分析，该反应的速率始终不变，的消耗是匀速的，说明反应速率与无关，故速率方程中n=0；【详解】A由分析可知，n=0，与浓度无关，为匀速反应，每10min一氧化二氮浓度减小0.02，则，A错误；B由分析可知，n=0，与浓度无关，为匀速反应，t=10min时瞬时速率等于平均速率=，B错误；C速率方程中n=0，反应速率与的浓度无关，C错误；D保持其他条件不变，该反应的反应速率不变，即为，若起始浓度，减至一半时所耗时间为=50min，D正确；答案选D。二、填空题（本题包括4小题，共55分）16（16分）

19、甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。(1)CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。p1、p2的大小关系是p1 p2(填“”“或=”)。A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系是 。下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是 (填字母)。a.2v正(H2)=v逆(CH3OH)b.CH3OH的体积分数不再改变c.混合气体的平均摩尔质量不再改变d.同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO(2)在T2、p2压强时，往一容积为2L的密团容器内，充入0.3m

20、olCO与0.4molH2发生反应。平衡时H2的体积分数是 ；平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡，则CO的转化率 (填“增大不变”成“减小”)，CO与CH3OH的浓度比 (填增大”“不变或“减小)。若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正) v(逆)(填“”“或“=”)。若p2压强恒定为p，则平衡常数Kp= (Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。【答案】(1) KA=KBKC bcd(2) 25% 减小 增大 【详解】（1）反应CO(g)+2

21、H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则P1P2，故答案为：；由图可知，压强一定时，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向H0，所以随着温度升高，该反应平衡常数减小，则A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是：KA=KBKC，故答案为：KA=KBKC；a当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，该反应正逆反应速率相等，反应才达到平衡，a项错误；bCH3OH的体积分数不再改变时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，b项正确；c该反应平衡前气体总质量不变，总物质的量改变，则平均摩尔质量在

22、改变，故平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡，c项正确；d同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，d项正确；故答案为：bcd；（2）在T2、P2压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应，平衡时CO的平衡转化率为0.5，列出三段式为：，平衡时氢气的体积分数=物质的量分数= =25%；平衡后再加入1.0molCO后平衡正向移动，但CO的转化率减小；CO与CH3OH的浓度比=，平衡正向移动，c(H2)减小，增大，故答案为：25%；减小；增大；由的解析可知该温度下平衡常数K=400，若以不同比例投料，

23、测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，Qc=200 v(逆)，故答案为：；结合中三段式计算，p(CO)=p=0.375p，p(H2)=p=0.25p，p(CH3OH)=p=0.375p，Kp=，故答案为：。17（10分）用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。已知：反应I：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)H1反应II：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H2(且|H1|=2|H2|)反应III：4NH3(g)+6NO2(g)5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l)H3反应I和反应II在不同温度时的平

24、衡常数及其大小关系如下表温度/K反应I反应II已知：K1K2298K1K2398(1)H3= (用H1、H2的代数式表示)；推测反应III是 反应(填“吸热”或“放热”)(2)相同条件下，反应I在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。计算04分钟在A催化剂作用下，反应速率v(NO)= 。下列说法不正确的是 。A单位时间内HO键与NH键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡B若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡C该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)Ea(B)Ea(C)D增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数(3)恒温、

25、恒压下，反应II达到平衡时体系中n(NO)n(O2)n(NO2)=212。在其他条件不变时，再充入NO2气体，NO2体积分数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】(1) H13H2 吸热(2) 0.375molL1min1 CD(3)不变【详解】（1）已知K1K1，说明随温度升高，K减小，则反应为放热反应，H10；K2K2，说明随温度升高，K减小，则反应为放热反应，H20；反应反应3得到反应，则H3=H13H2，已知|H1|=2|H2|，所以H3=H13H2=|H2|0，即反应为吸热反应；（2）已知4分钟时氮气为2.5mol，则消耗的NO为3mol，所以v(NO)=0.375molL1

26、min1；单位时间内HO键断裂表示逆速率，NH键断裂表示正速率，单位时间内HO键与NH键断裂的数目相等时，则消耗的NH3和消耗的水的物质的量之比为46，则正逆速率之比等于46，说明反应已经达到平衡，故A不选；该反应为放热反应，恒容绝热的密闭容器中，反应时温度会升高，则K会减小，当K值不变时，说明反应已经达到平衡，故B不选；相同时间内生成的氮气的物质的量越多，则反应速率越快，活化能越低，所以该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)Ea(B)Ea(C)，故C选；增大压强能使反应速率加快，是因为增大了活化分子数，而活化分子百分数不变，故D选；故选CD。（3）一定条件下，反应2NO(g)+O2(g)2NO

27、2(g)达到平衡时体系中n(NO)n(O2)n(NO2)=212，在其它条件不变时，恒温恒压条件下，再充入NO2气体，则与原来的平衡为等效，则NO2体积分数不变。18（14分）硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化：。回答下列问题：(1)当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，平衡转化率随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa，550时的 ，判断的依据是 。影响的因素有 。(2)将组成(物质的量分数)为、和的气体通入反应器，在温度、压强条件下进行反应。平衡时，若转化率为，则压强为 ，

28、平衡常数 (以分压表示，分压=总压物质的量分数)。(3)研究表明，催化氧化的反应速率方程为：，式中：为反应速率常数，随温度升高而增大；为平衡转化率，为某时刻转化率，为常数。在时，将一系列温度下的、值代入上述速率方程，得到曲线，如图所示。曲线上最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。时，逐渐提高；后，逐渐下降。原因是 。【答案】 0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，提高 ，所以 温度、压强和反应物的起始浓度(组成) 升高温度，增大使逐渐提高，但降低使逐渐下降。时，增大对的提高大于引起的降低；后，增大对的提高小于引起的降低。【详解】(1)由题给反应式知，该反应为气体分子数减少的反应，其他

29、条件一定时，增大压强，平衡转化率增大，故，结合题图(b)知5.0 MPa、550时对应的平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有：温度、压强、反应物的起始浓度等。(2)设通入的、和共100 mol，利用三段式法进行计算：平衡时气体的总物质的量为，则，因，代入计算得。(3)升高温度，反应速率常数增大，反应速率，提高但降低使反应速率逐渐下降。时，增大对的提高大于引起的降低后，增大对的提高小于引起的降低。19（15分）氨气是重要的化工原料，在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为。回答下列问题：(1)图甲表示合成氨反应在某段时间中反应速率与时间的曲线图，、时刻分别改变某一外界条件，则在下列达

30、到化学平衡的时间段中，的体积分数最小的一段时间是 (填字母)。A B C D时刻改变的条件是 。(2)在773K时，分别将2mol和6mol充入一个固定容积为1L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中、与反应时间t的关系如表所示：t/min051015202530/mol6.004.503.603.303.033.003.00/mol01.001.601.801.982.002.00该温度下，此反应的平衡常数K= 该温度下，若向同容积的另一容器中投入的、的浓度分别为、，则此时 (填“”、“”或“=”)。由表中的实验数据计算得到“浓度一时间”的关系可用图乙中的曲线表示，表示的曲线是 。在此温

31、度下，若起始充入4mol和12mol，则反应刚达到平衡时，表示的曲线上相应的点为 。【答案】(1) D 减小压强或增大体积(2) B【详解】（1）根据图象，t1t2时间反应向逆反应方向进行，消耗NH3，t3t4时间段，化学平衡不移动，t4t5时间段，反应向逆反应方向进行，消耗NH3，因此氨气的体积分数最小的时间段是t5t6，故选D；t4时刻，正逆反应速率都降低，可能降低温度，也可能减小压强，如果是降低温度，该反应为放热反应，平衡影响正反应方向进行，v正v逆，不符合图象，因此只能是减小压强或增大容器的体积；（2）根据表中数据可知，反应进行到25min时，达到平衡状态；反应在容积为1L的密闭容器中

32、进行，根据合成氨的反应列三段式：该温度下，此反应的平衡常数；温度不变的情况下，平衡常数保持不变为；其他条件相同，投入、，该反应的初始浓度商，反应正向进行，则此时v正v逆；由题给信息可知，分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为的密闭容器中进行反应，起始浓度为2mol/L，曲线符合；2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中进行反应，达到平衡后，氢气的浓度为3mol/L，现起始充入4 molN2和12 molH2，假设平衡不移动，达到平衡后，氢气的浓度应为6mol/L，但由于容器的容积不变，同比例增大反应物的量，相当于加压，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，故平衡时氢气浓度3mol/Lc(H2)6mol/L，且加压会使反应速率增大，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为B。