2021-2022年高考化学一轮复习 专题7 化学反应速率与化学平衡过关检测 苏教版

2021年高考化学一轮复习专题7 化学反应速率与化学平衡过关检测苏
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一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A.2N2(g)+O2(g)2N2O(g) ΔH=+163 kJ· mol-1
B.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s) ΔH=-127 kJ· mol-1
C.HgO(s)Hg(l)+O2(g) ΔH=+91 kJ· mol-1
D.H2O2(l)O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ· mol-1
2.已建立化学平衡的某可逆反应,当条件改变使化学平衡向正反应方向移动,下列叙述正确的是( )
①生成物的质量分数一定增加②生成物的物质的量一定增加③反应物的转化率一定增大
④平衡时反应物的浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥一定使用了催化剂
A.①②⑤
B.④⑥
C.②⑤
D.③④⑤
3.对于平衡体系m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g) ΔH<0。

下列结论中正确的是( )
A.达到平衡时,增加A的物质的量,A的转化率增大
B.其他条件不变,降低温度,平衡向逆反应方向移动
C.加入催化剂,平衡向正反应方向移动
D.若温度不变,将容器的体积缩小,A的浓度变为原来的2.17倍,则m+n<p+q
4.二氧化硫的催化氧化原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应混合体系在平衡状态时SO3的体积分数与温度的关系如图所示。

下列说法错误的是( )
A.在D点时v(正)<v(逆)
B.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的ΔH<0
C.若B、C点的平衡常数分别为K B、K C,则K B>K C
D.恒温恒压下向平衡体系中通入氦气,平衡向左移动
5.t℃时,某平衡体系中含有X、Y、Z、W四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为
K=。

有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.当混合气体的平均相对分子质量保持不变时,反应达平衡
B.增大压强,各物质的浓度不变
C.升高温度,平衡常数K增大
D.增加X的量,平衡既可能正向移动,也可能逆向移动
6.在容积可变的密闭容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于( )
A.5%
B.10%
C.15%
D.20%
7.将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是( )
A.升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应
B.慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅
C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍
D.恒温恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡向右移动,混合气体的颜色变浅
8.对于达到平衡的可逆反应:X+YW+Z,其他条件不变时,增大压强,正、逆反应速率变化的情况如图所示。

下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是( )
A.W、Z均为气体,X、Y中只有一种为气体
B.X、Y均为气体,W、Z中只有一种为气体
C.X、Y或W、Z中均只有一种为气体
D.X、Y均为气体,W、Z均为液体或固体
9.对于平衡体系:a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(s) ΔH<0,下列判断中正确的是( )
A.若(a+b)<(c+d),则反应一定能自发向右进行
B.若从正反应开始,起始时A、B的物质的量之比为a∶b,则平衡时A、B的转化率之比也为a∶b
C.若a+b=c+d,在平衡体系中共有气体m mol,再向其中充入n mol B,则达到平衡时气体总物质的量小于(m+n)mol
D.若a+b=c,则对于体积不变的容器,升高温度,平衡向左移动,容器中气体的压强不变
10.在恒温恒压下,向密闭容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,发生如下反
应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。

2 min后,反应达到平衡,生成SO3为1.4 mol,同时放出热量Q kJ。

则下列分析正确的是( )
A.在该条件下,反应前后的压强之比为6∶5.3
B.若反应开始时容器体积为2 L,则v(SO3)=0.35 mol·L-1·min-1
C.若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,平衡后n(SO3)<1.4 mol
D.若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应,达平衡时放出热量大于Q kJ
11.某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:
X(g)+m Y(g)3Z(g)
平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。

在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。

下列叙述不正确的是( )
A.m=2
B.两次平衡的平衡常数相同
C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1
12.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应:A(g)+x B(g)2C(g)。

达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间的变化如图所示。

下列说法中正确的是( )
A.30 min时降低温度,40 min时升高温度
B.30 min时,向容器内再充入一定量的C,重新达到平衡时,A的体积分数不变
C.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
D.8 min前,C的平均反应速率为0.08 mol·(L·min)-1
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
13.(10分)一定温度下2 L的恒容容器甲中,加入2 mol碳和2 mol CO2发生如下反
应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH>0,测得容器中CO2的物质的量随时间t的变化关系如图所示。

(1)该反应的ΔS(填“>”“<”或“=”)0,在(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。

(2)上述温度下此反应的平衡常数K为。

(结果保留一位小数)
(3)向上述平衡体系中再通入CO2,则CO2的转化率(填“增大”“减小”“不变”或“无法确定”)。

(4)相同温度下,2 L的恒容容器丙中加入4 mol碳、4 mol CO2和4 mol CO。

开始反应时v(正) (填“<”“>”或“=”)v(逆)。

14.(15分)二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。

以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。

在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)
ΔH1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)
ΔH2=+72.49 kJ·mol-1
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH3=-86.98 kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的ΔH1=kJ·mol-1(用具体数据表示)。

(2)反应Ⅱ的ΔS(填“>”或“<”)0,一般在情况下有利于该反应的进行。

(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。

①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是(填“提高”或“降低”)水碳比。

②当温度高于190 ℃后,CO2平衡转化率出现如图所示的变化趋势,其原因
是。

(4)反应Ⅰ的平衡常数表达式K1=;如果起始温度相同,反应Ⅰ由在恒温容器进行改为在绝热(与外界没有热量交换)容器中进行,平衡常数K1将(填“增大”“减小”或“不变”)。

15.(15分)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应:
A(g)B(g)+C(g) ΔH=+85.1 kJ·mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为。

(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为,平衡时A的转化率为,列式并计算反应的平衡常数K。

(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n
n(A)= mol。

总= mol,
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:a=。

分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律,得出的结论是,由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为mol·L-1。

参考答案
1.D 解析:反应自发进行的前提条件是反应的ΔH-TΔS<0,温度的变化可能使ΔH-TΔS值的
正负号发生变化。

对于A项,ΔH>0,ΔS<0,在任何温度下,ΔH-TΔS>0,反应都不能自发进行;对于B项,ΔH<0,ΔS<0,在较低温度下,ΔH-TΔS<0,即反应温度不能过高;对于C项,ΔH>0,ΔS>0,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS<0,必须提高温度,即反应只有在较高温度时才能自发进行;对
于D项,ΔH<0,ΔS>0,在任何温度下,ΔH-TΔS<0,即在任何温度下反应均能自发进行。

2.C
3.D 解析:达到平衡时,增加A的物质的量,可提高B的转化率,A的转化率降低,故A项错。

其他条件不变,降低温度,平衡向正反应(放热)方向移动,B项错。

加入催化剂,平衡不发生移动,C 项错。

温度不变,容器容积缩小,A的浓度变为原来的2.17倍,证明反应逆向移动了,根据增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动可推知m+n<p+q,故D项正确。

4.A 解析:利用题意可知图像中曲线为平衡线,D点位于平衡线下方,说明反应向正反应方向进行,即D点时,v(正)>v(逆);随温度升高,平衡时SO3的体积分数减小,则说明升温平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应;因反应为放热反应,故升温平衡常数减小;充入氦气,因体系保持恒温恒压,则容器体积变大,相当于减压,故平衡向逆反应方向移动。

5.A 解析:首先根据平衡常数的定义推知,反应前后气体的体积保持不变,即平衡体系中Y是生成物且是气体,Z和W是反应物且也是气体,X未计入平衡常数表达式中,说明X是固体或液体,但不确定是反应物还是生成物,故A正确;增大压强虽然平衡不移动,但由于体积变小,因此各物质的浓度均增大,故B错;由于反应的热效应未知,故C错;由于X未计入平衡常数表达式中,X 量的多少不影响平衡状态,故D错。

6.C 解析:N2+3H22NH3
起始物质的量/mol 2 8 0
转化物质的量/mol 2
平衡物质的量/mol 6
平衡时氮气的体积分数为100%≈15%。

7.C 解析:升高温度,颜色加深,平衡向左移动,说明正反应为放热反应,A项错误;B项,首先假设平衡不移动,加压颜色加深,但平衡向右移动,使混合气体颜色在加深后的基础上变浅,但一定比原平衡时的颜色深,错误;C选项,首先假设平衡不移动,若体积减小一半,压强为原来的2倍,但平衡向右移动,使压强在原平衡2倍的基础上减小,正确;D选项,体积不变,反应物及生成物
浓度不变,所以正、逆反应速率均不变,平衡不移动,颜色无变化,错误。

8.B 解析:由图像可知,增大压强,正、逆反应速率都增大,但正反应速率增大程度大于逆反应速率增大程度,可见化学平衡向正反应方向移动,即正反应是一个体积缩小的反应。

A项,若W、Z均为气体,X、Y中只有一种为气体,不符合图像;B项,X、Y均为气体,W、Z中只有一种是气体,符合图像;C项,X、Y或W、Z中均只有一种为气体,则加压平衡不移动,不符合图像;D项,若生
成物均为液体或固体,则加压时逆反应速率不发生变化,不符合图像。

9.C 解析:因生成物D为固体,当(a+b)<(c+d)时,不能说明a+b<c,即不能确定正反应是否为熵增大的反应,A错;反应时A、B按计量数之比a∶b进行反应,因此若起始时A、B的物质的量之比为a∶b,则平衡时A、B的转化率之比为1∶1,B错;若a+b=c+d,则正反应为气体体积减小的
反应,充入反应物B,平衡右移,C对;若a+b=c,则反应前后气体体积不变,升高温度,气体压强增大,D错。

10.C 解析:由平衡时n(SO3)=1.4 mol可知此时n(SO2)=2.6 mol,n(O2)=1.3 mol。

A选项,因是恒温恒压条件,所以反应前后压强不变;B选项,因该反应是气体体积减小的反应,随着反应的进行,体积小于2 L,所以v(SO3)大于0.35 mol·L-1·min-1;C选项,该反应为放热反应,在绝热条
件下随着反应的进行要放热,达到平衡时与恒温恒压条件下的平衡比较,平衡要逆向移动,所以
n(SO3)<1.4 mol;D选项,恒温恒容条件下的平衡与原来恒温恒压下的平衡比较,平衡要逆向移动,所以放出的热量小于Q kJ。

11.D 解析:运用三段式求算m。

设转化的X的物质的量为n mol。

X(g)+m Y(g)3Z(g)
起始(mol) 1 2 0
转化(mol) n mn3n
平衡(mol) (1-n) (2-mn) 3n
据:(1-n)∶(2-mn)∶3n=30%∶60%∶10%
求得:n=0.1,m=2。

由m=2知,A项正确;由第二次平衡时,X、Y、Z的体积分数不变可知两次平衡所处温度相同,则B项正确;由m和n的数值及起始量可计算出X、Y二者的平衡转化率都为10%,C项正确;第二次平衡时,c(Z)==0.2 mol·L-1,D项错误。

12.B 解析:根据图像,A、B的浓度随时间变化是一条线,说明反应方程式中A、B的化学计量
数相等,反应方程式中的x=1,则反应是一反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强平衡不
移动。

30 min时,A、B、C浓度都减小,正、逆反应速率相等,平衡不移动应该是减压,故A错误;30 min时,向容器内再充入一定量的C,相当于加压,加压平衡不移动,A的体积分数不变,故B正确;反应方程式中的x=1,40 min时升高温度,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,故C错
误;8 min前,C的平均反应速率为1.36 mol·L-1÷8 min=0.17 mol·(L·min)-1,故D错误。

13.答案:(1)> 较高(2)4.0 (3)减小(4)>
解析:(1)由于该反应是气体体积增大的反应,因此ΔS>0。

而此反应ΔH>0,因此要使ΔH-
TΔS<0,需温度T有较大的值,即此反应在较高温度下能自发进行。

(2)由图像知此反应达到平衡时n(CO2)=0.76 mol,因此转化的CO2为2 mol-0.76 mol=1.24 mol,故生成的CO的物质的量为1.24 mol2=2.48 mol。

据此可知达到平衡时c(CO2)==0.38 mol·L-1,c(CO)==1.24 mol·L-1,代入平衡常数表达式K==4.0。

(3)向平衡体系中再通入CO2,将使CO2的转化率降低。

(4)在此条件下Q==2 mol·L-1<K=4 mol·L-1,因此反应正向进
行,v(正)>v(逆)。

14.答案:(1)-159.47
(2)> 高温
(3)①降低②温度高于190 ℃时,因为反应Ⅲ是放热反应,温度升高平衡向逆方向进行,CO2的平衡转化率降低。

(4) 减小
解析:(1)由盖斯定律总反应Ⅲ-反应Ⅱ,得到2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH1=-159.4 kJ·mol-1。

(2)反应Ⅱ反应前后气体体积增大,ΔS>0,吸热反应,ΔH>0,所以依据反应自发进行的判断依据ΔH-TΔS<0,需要在高温下反应自发进行。

(3)①依据图像中的水碳比数据分析判断,生产中可以采取的措施是降低水碳比,二氧化碳转化率增大。

②反应Ⅲ是放热反应,升温高于190 ℃,平衡逆向进行,二氧化碳转化率减小。

(4)反应Ⅰ的平衡常数K=;放热反应随反应进行温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小。

15.答案:(1)升高温度、降低压强
(2)(-1)100% 94.1%
A(g) B(g) + C(g)
0.10 0 0
0.10(1-94.1%) 0.1094.1% 0.1094.1%
K==1.5
(3)①0.10 0.10(2-)
②0.051 达到平衡前每间隔4 h,c(A)减少约一半0.013
解析:(2)压强之比等于气体的物质的量之比,依据三段式进行求解:
A(g) B(g) + C(g)
始态: p00 0
反应: p0·α(A) p0·α(A) p0·α(A)
终态:p0-p0·α(A) p0·α(A) p0·α(A)
p=[p0-p0·α(A)+p0·α(A)+p0·α(A)]=p0+p0·α(A)求得α(A)=(-1)100%;25 h时反应已平衡,α(A)= (-1)100%=94.1%;依据三段式进行求解:
A(g) B(g) + C(g)
始态/(mol·L-1):0.10 0 0
反应/(mol·L-1):0.094 1 0.094 1 0.094 1
平衡态/(mol·L-1):0.10-0.094 1 0.094 1 0.094 1
K==1.5;
(3)①依据可得n总=0.1 mol;n(A)=0.1 mol[1-α(A)]=0.1 mol[1-(-1)]=0.1 mol(2-);②n(A)=0.1 mol(2-)=0.1 mol(2-)=0.051 mol,体积为1 L,a=0.051;0~4 h浓度大约变为0 h时的,4~8 h浓度又变为4 h的,从8~16 h经过8个小时浓度变为8 h的,所以每经过4个小时浓度均降低为原来的。