2020届一轮复习人教通用版第七章化学反应速率与化学平衡作业
考案[7]第七章 化学反应速率与化学平衡
综合过关规范限时检测
(45分钟，100分)
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1．(2019·河南洛阳期中)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)===3C(g)＋4D(s)，若经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L－1，则下列几种说法中正确的是( A )
①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1
②用物质D表示的平均反应速率为0.6 mol·L－1·s－1
③2 s时，物质A的转化率为30% ④用A、B、C来表示反应速率，其速率之比为213
A．①③④ B．①②③④
C．①②③ D．③④
[解析] ①经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L－1，则有v(C)＝＝0.45 mol·L－1·s－1，根据物质的反应速率之比等于化学计量数之比可得v(A)＝v(C)＝×0.45 mol·L－1·s－1＝0.3 mol·L－1·s－1，正确；②D为固体，不能用其浓度变化来表示反应速率，错误；③2 s时，消耗A的物质的量为0.3 mol·L－1·s－1×2 s×2 L＝1.2 mol，故物质A的转化率为×100%＝30%，正确；④用A、B、C来表示反应速率，反应速率之比等于其化学计量数之比，即A、B、C的反应速率之比为213，正确。
2．(2019·浙江检测)对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间
M的物质的量浓度
水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH＝2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH＝4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH＝4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH＝4，含Cu2＋)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是( D )
A．在0～20 min内，Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L－1·min－1
B．水样酸性越强，M的分解速率越快
C．在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D．由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
[解析] 本题考查化学反应速率及其简单计算、影响化学反应速率的因素。0～20 min内，水样Ⅰ中vM＝(0.40－0.10) mol·L－1÷20 min＝0.015 mol·L－1·min－1，A项正确；比较水样Ⅰ和Ⅱ可知，水样酸性越强，M的分解速率越快，B项正确；在0～25 min内，水样Ⅲ中M的分解百分率为75%，而水样Ⅱ中M的分解百分率为60%，C项正确；虽然水样Ⅳ中有Cu2＋存在，但是在相同时间内，Ⅰ中M的分解速率仍比Ⅳ快，D项错误。
3．(2019·河南洛阳第一次统考)T℃时在2 L恒容密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量的变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2(T2>T1)时，Y的体积分数(或Y的物质的量分数)与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是( C )
A．容器中发生的反应可表示为：4X(g)＋Y(g)2Z(g)
B．反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率v(X)＝0.3 mol·L－1·min－1
C．升高温度，反应的化学平衡常数K增大
D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是增大压强
[解析] 本题主要考查化学反应速率的计算、化学平衡移动的分析及平衡常数，考查的化学核心素养是变化观念与平衡思想，要求考生能多角度、动态分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。由题图1可知，0～3 min内，X减少0.6 mol、Y减少0.2 mol，Z增加0.4 mol，根据同一反应中不同物质的化学计量数之比等于物质的量变化之比，知X、Y、Z的化学计量数之比为0.60.20.4＝312，故化学方程式为：3X(g)＋Y(g)2Z(g)，A项错误；反应进行的前3 min内，v(X)＝＝0.1 mol·(L·min)－1，B项错误；根据题图2，温度升高，Y的体积分数减小，说明平衡3X(g)＋Y(g)2Z(g)正向移动，平衡常数增大，C项正确；由题图1和题图3知，达到平衡时，反应物和生成物的物质的量的变化量不变，但达到平衡所用时间减少，说明改变的条件不影响化学平衡移动只影响反应速率，且该反应是气体分子数减小的反应，所以改变的条件只能是使用催化剂，D项错误。
4．(2019·湖南湘东五校第一次联考)在一定温度下，将一定质量的混合气体在密闭容器中发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，达到平衡时测得B气体的浓度为0.6 mol·L－1，恒温下将密闭容器的容积扩大一倍，重新达到平衡时，测得B气体的浓度为0.4 mol·L－1，
下列叙述中正确的是( A )
A．a＋b>c＋d
B．平衡向右移动
C．重新达平衡时，A气体浓度增大
D．重新达平衡时，B的体积分数减小
[解析] 本题主要考查化学平衡移动原理，考查的化学核心素养是变化观念与平衡思想，要求考生能多角度、动态分析平衡移动，运用化学反应原理解决实际问题。恒温下将密闭容器的容积扩大一倍，若平衡不移动，则B的浓度为0.3 mol·L－1，而实际上B的浓度为0.4 mol·L－1，B的浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，根据减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动，可知逆反应为气体分子数增大的反应，故a＋b>c＋d，A项正确；平衡向逆反应方向移动，即向左移动，B项错误；增大容器容积，尽管平衡向逆反应方向移动，但体系中各物质浓度均减小，C项错误；平衡向逆反应方向移动，B的体积分数增大，D项错误。
5．(2019·山西八校第一次联考)T℃下，向体积为2 L的恒容密闭容器中通入NO2和O2，发生反应：4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g) ΔH<0，部分实验数据如下表。下列说法不正确的是( B )
时间/s
0
5
10
15
n(NO2)/mol
8.00
n1
n2
4.00
n(O2)/mol
2.00
1.25
1.00
n3
A.5 s内NO2的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1
B．若10 s时，再向容器中充入2 mol N2O5(g)，则新平衡下，NO2的体积分数将增大
C．若5 s时，改在绝热恒容条件下达到平衡，则新平衡下的平衡常数比原平衡的小
D．T℃，该反应的平衡常数为0.125，反应物的平衡转化率均为50%
[解析] 本题主要考查化学反应速率的计算、平衡移动原理、平衡常数及转化率的计算，考查的化学核心素养是变化观念与平衡思想，要求考生能多角度、动态分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。5 s内v(O2)＝＝0.075 mol·L－1·s－1，v(NO2)＝4v(O2)＝0.075 mol·L－1·s－1×4＝0.3 mol·L－1·s－1，A项正确；根据表中提供数据，可以计算出n2＝4.00，n3＝1.00，显然10 s时反应处于平衡状态，若10 s时，再向容器中充入2 mol N2O5(g)，等效于将容器体积压缩为原来的一半，体系压强增大，平衡正向移动，故新平衡下，NO2的体积分数减小，B项错误；若5 s时，改在绝热恒容条件下达到平衡，由于反应正向进行放热，反应体系温度升高，而升温时平衡向逆反应方向移动，故新平衡下平衡常数比原平衡的小，C项正确；NO2、O2的起始浓度之比等于化学计量数之比，故二者的平衡转化率相等，由题表知，反应达到平衡时，反应物的平衡转化率均为50%，此时c(NO2)＝2 mol·L－1，c(O2)＝0.5 mol·L－1，c(N2O5)＝1 mol·L－1，平衡常数K＝＝0.125，D项正确。
6．(2018·江苏)(双选)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 mol SO2、
1 mol O2
4 mol SO3
2 mol SO2、
1 mol O2
平衡v正(SO2)/
mol·L－1·s－1
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/mol·L－1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是( CD )
A．v1
K3，p2>2p3
C．v1α3(SO2)
D．c2>2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)<1
[解析] 本题考查化学平衡移动及等效平衡的应用，较难。容器2中反应物投入量相当于容器1中反应物投入量的2倍，平衡时，容器2中SO2的反应速率大，容器2中反应达到的平衡相当于容器1中反应达到平衡后加压，增大压强，平衡正向移动，则平衡时SO3的浓度：c2>2c1，A项错误；平衡常数仅与温度有关，容器3中温度高，而该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>K3，容器1和容器2中温度相同，投料量不同，平衡时p2<2p1，升温平衡逆向移动，则平衡时p1v1，升高温度，平衡逆向移动，SO2的平衡转化率减小，即α1(SO2)>α3(SO2)，C项正确；平衡时c2>2c1，c1>c3，故c2>2c3，假设容器2中投入2 mol SO3且保持容器2和容器3的反应温度相同，则两容器中的反应达到的平衡完全等效，则有α2(SO3)＋α3(SO2)＝1，对于容器2而言，相当于对容器3加压并降低温度，该反应是气体分子数减小的放热反应，加压、降温均会使平衡正向移动，则α2(SO3)减小，所以α2(SO3)＋α3(SO2)<1，D项正确。
7．(2019·湖北黄冈调研)已知反应：CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系，则下列说法错误的是( C )
A．图甲中，w2>1
B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数
C．温度为T1、w＝2时，Cl2的平衡转化率为50%
D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将增大
[解析] 本题结合图像考查化学平衡知识，考查的化学核心素养是变化观念与平衡思想。由上述分析可知：w2>w1＝1，A项正确；图乙中曲线A、B分别表示逆反应的平衡常数、正反应的平衡常数，B项正确；由图乙可知，T1时平衡常数为1，设起始时CH2===CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol和2a mol，达到平衡时转化的Cl2的物质的量为x mol，根据三段式法进行计算：
CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)
起始/mol a 2a 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol a－x 2a－x x x
则＝1，解得x＝ a，则Cl2的平衡转化率为a÷2a×100%≈33.3%，C项错误；该反应在反应前后气体分子数不变，正反应放热，在恒容绝热装置中进行题述反应，体系内温度升高，根据pV＝nRT知，达到平衡时装置内的气体压强将增大，D项正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题：本题包括4小题，共58分
8．(12分)(2019·陕西西安一中期中)向容积为2 L的固定密闭容器中通入3 mol X气体，在一定温度下发生如下反应：2X(g)Y(g)＋3Z(g)。
(1)经5 min后反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的化学反应速率为__0.03___mol·L－1·min－1。
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为甲：v(X)＝3.5 mol·L－1·min－1；乙：v(Y)＝2 mol·L－1·min－1；丙：v(Z)＝4.5 mol·L－1·min－1；丁：v(X)＝0.075 mol·L－1·s－1。若其他条件相同，温度不同，则温度由高到低的顺序是__丁>乙>甲>丙___(填序号)。
(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氦气，则平衡__不___(填“向左”“向右”或“不”)移动；若从达到(1)的平衡体系中移走部分Y气体，则平衡__向右___(填“向左”“向右”或“不”)
移动。
(4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5 mol X气体，则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比较，__D___(填序号)。
A．无法确定 B．前者一定大于后者
C．前者一定等于后者 D．前者一定小于后者
(5)若保持温度和压强不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时仍与(1)的平衡等效，则a、b、c应该满足的关系为__c＝3b，a≥0___。
[解析] (1)经5 min后反应达到平衡，设生成的Y为x mol，根据恒温恒容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，则有＝1.2，解得x＝0.3，故用Y表示的速率v(Y)＝＝0.03 mol·L－1·min－1。
(2)相同条件下进行题述反应，温度越高，反应速率越快，将四个容器中的反应速率均转化为用X表示的反应速率，单位为mol·L－1·min－1，则甲、乙、丙、丁分别为3.5、4、3、4.5，则反应速率：丁>乙>甲>丙，从而推知温度：丁>乙>甲>丙。
(3)向达到(1)的平衡体系中充入氦气，参加反应的气体的浓度不变，则平衡不移动；从达到(1)的平衡体系中移走部分Y气体，则c(Y)减小，平衡向右移动。
(4)在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5 mol X气体，由于反应物只有一种，相当于保持(1)的n(X)不变，缩小容器的容积，增大体系的压强，平衡逆向移动，X的转化率降低，故平衡后X的转化率比(1)平衡中X的转化率小。
(5)若保持温度和压强不变，起始时加入的X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时仍与(1)的平衡等效，则将b mol Y和c mol Z能完全转化为X，二者无剩余，故应满足条件：c＝3b，a≥0。
9．(16分)(2019·河北保定、唐山模拟)已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃
700
800
900
1000
1200
平衡常数
0.5
0.6
1.0
1.6
2.0
回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝ ，ΔH＝__>___0(填“<”“>”或“＝”)。
(2)900 ℃时，向一个固定容积为2 L的密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B，若反应初始到2 s内A浓度变化0.05 mol·L－1，则A的平均反应速率v(A)＝__0.025_mol·L－1·s－1___。该反应达到平衡时A的转化率为__80%___，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为__不变___(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)判断反应达到平衡的依据为__c___(填字母代号)。
a．压强不随时间改变
b．气体的密度不随时间改变
c．c(A)不随时间改变
d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200 ℃时，若向另一相同容器中充入0.30 mol A、0.40 mol B、0.40 mol C和0.50 mol D，此时v(正)__大于___v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
[解析] (1)A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数表达式K＝；由表中数据可知，随温度升高平衡常数增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，ΔH>0。
(2)A的平均反应速率v(A)＝
＝0.025 mol·L－1·s－1
设参加反应的A的物质的量浓度为x，则：
A(g)＋ B(g) C(g)＋ D(g)
起始浓度/(mol·L－1)： 0.1 0.4 0 0
变化浓度/(mol·L－1)： x x x x
平衡浓度/(mol·L－1)： 0.1－x 0.4－x x x
代入平衡常数表达式，则＝1.0，解得x＝0.08 mol·L－1，故A的转化率为×100%＝80%；向该密闭容器中再充入1 mol氩气，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，A的转化率不变。
(3)a.该反应前后气体的物质的量不变，压强始终不变。故压强不随时间改变不能说明反应到达平衡，a错误；
b．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，故混合气体的密度始终不变。气体的密度不随时间改变不能说明反应到达平衡，b错误。
c．可逆反应到达平衡时，各组分的浓度不再发生变化，故c(A)不随时间改变可以说明反应到达平衡，c正确；
d．不管反应是否到达平衡，反应始终按物质的量比11生成C、D，故单位时间里生成C和D的物质的量相等不能说明反应到达平衡，d错误。答案为c。
(4)保持温度不变，此时Qc＝＝1.67v(逆)。
10．(12分)(2019·山东名校联考)已知合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。某温度下，若将1 mol N2和2.8 mol H2分别投入到初始体积为2 L的恒温恒容、
恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中，测得反应过程中三个容器(用a、b、c表示)内N2的转化率随时间的变化如图所示，请回答下列问题：
(1)图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是__c___(用a、b、c表示)。
(2)曲线a条件下该反应的平衡常数K＝__800___。
(3)b容器中M点，v(正)__小于___v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
[解析] (1)由于反应的ΔH<0，故恒容绝热容器中达到平衡时温度高，反应快，到达平衡的时间短，但反应正向进行的程度小，α(N2)小，故选曲线c。
(2)达到平衡时恒温恒容比恒温恒压容器中的压强小，N2的转化率小，故a对应恒温恒压，b对应恒温恒容；由于二者对应的温度相同，故化学平衡常数相同。
N2(g)＋ 3H2(g) 2NH3(g)
c始/(mol·L－1) 0.5 1.4 0
Δc/(mol·L－1) 0.5×80% 3×0.5×80% 2×0.5×80%
c平/(mol·L－1) 0.1 0.2 0.8
Kb＝＝800＝Ka。
(3)b容器中M点对应的N2的转化率比平衡时大，反应逆向进行，故M点v(正)___K丙(填“>”“<”或“＝”)。
②达到平衡时N2的浓度c(N2)甲__>___c(N2)乙，c(N2)乙__<___c(N2)丙(填“>”“<”或“＝”)。
③对甲、乙、丙三容器中平衡体系的描述，以下说法正确的是__CD___。
A．乙容器气体密度不再变化时，说明此反应已达到平衡状态
B．在甲中充入稀有气体He，化学反应速率增大
C．向甲容器中充入氨气的瞬间，正反应速率减小，逆反应速率增大
D．丙容器中温度不再变化时说明反应已达到平衡状态
[解析] v(NH3)＝2v(N2)＝2×＝0.008 mol·L－1·min－1。与实验①相比，实验②反应速率增大，但平衡没有移动，可知实验②改变的条件为使用催化剂。与实验①相比，实验③反应速率增大，且平衡时N2浓度增大，说明平衡逆向移动了，故实验③改变的条件为升高温度。
(2)①合成氨为放热反应，升温时平衡逆向移动，且平衡常数只与温度有关，温度越高其对应的平衡常数越小，故K甲＝K乙>K丙。②甲容器中的反应相当于在乙容器中反应的基础上增大压强，增大压强的瞬间所造成的结果是反应物及生成物的浓度均增大，而该反应为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡虽然右移，但根据勒夏特到原理可知，平衡时c(参与反应的各物质)甲>c(参与反应的各物质)乙，故c(N2)甲>c(N2)乙。丙为绝热容器，平衡时丙容器中温度高于乙容器中温度，则丙容器中反应的限度小于乙容器中反应的限度，故c(N2)乙
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