2021高考化学一轮复习专题七化学反应速率和化学平衡精练含解析

2021高考化学一轮复习专题七化学反应速率和化学平衡精练含解析

专题七　化学反应速率和化学平衡 ‎【考情探究】‎ 课 标 解 读 内容 化学反应速率 化学平衡　化学反应进行的方向 化学平衡的相关计算 解读 ‎1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法 ‎2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用 ‎3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律 ‎1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立 ‎2.掌握化学平衡的特征 ‎3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律 ‎4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用 ‎1.能正确计算化学反应的转化率(α)‎ ‎2.了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算 考情分析 本专题主要结合实际生产命题,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化学平衡,包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算,同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。考查学生对信息的提取、应用能力 备考策略 本专题涉及化学反应速率、化学平衡的相关计算及化学平衡移动的影响因素,主要考查学生运用图表、图形分析和解决化学问题的能力 ‎【真题探秘】‎ - 9 -‎ ‎【基础集训】‎ 考点一　化学反应速率 ‎1.可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的v-t图像如图1所示,若其他条件不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图2所示。以下说法中正确的是(　　)‎ ‎①a1>a2　②a1b2　④b1t2　⑥t1=t2　⑦两图中阴影部分面积相等　⑧图2中阴影部分面积更大 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.②③⑤⑧ B.①④⑥⑧C.②④⑤⑦ D.①③⑥⑦‎ 答案　C　‎ ‎2.工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固态半导体材料氮化镓(GaN)的同时有氢气生成。反应中,每生成3molH2放出30.8kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是(　　)‎ - 9 -‎ A.Ⅰ图像中如果纵轴为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压 B.Ⅱ图像中纵轴可以为镓的转化率 C.Ⅲ图像中纵轴可以为化学反应速率 D.Ⅳ图像中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量 答案　A　‎ ‎3.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-198kJ·mol-1,在V2O5存在时,该反应的机理为V2O5+SO22VO2+SO3(快),4VO2+O22V2O5(慢)。‎ 下列说法中正确的是(　　)‎ A.反应速率主要取决于V2O5的质量 B.VO2是该反应的催化剂 C.逆反应的活化能大于198kJ·mol-1‎ D.增大SO2的浓度可显著提高反应速率 答案　C　‎ ‎4.已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g)　ΔH<0,下列说法正确的是(　　)‎ A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小 B.升高温度有利于反应速率增大,从而缩短达到平衡的时间 C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动 D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动 答案　B　‎ 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎5.在恒温、恒容条件下,能说明可逆反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态的是(　　)‎ A.气体的压强保持不变 B.v正(H2)=2v逆(HI)‎ C.气体的密度保持不变 D.气体的颜色保持不变 答案　D　‎ ‎6.在恒温、恒容条件下发生下列反应:2X2O5(g)4XO2(g)+O2(g)　ΔH>0,T温度下的部分实验数据为:‎ t(s)‎ ‎0‎ ‎50‎ ‎100‎ ‎150‎ - 9 -‎ c(X2O5)(mol/L)‎ ‎4.00‎ ‎2.50‎ ‎2.00‎ ‎2.00‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.T温度下的平衡常数K=64,100s时X2O5的转化率为50%‎ B.50s内X2O5的分解速率为0.03mol/(L·s)‎ C.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1>K2‎ D.若只将恒容改变为恒压,其他条件都不变,则平衡时X2O5的转化率和平衡常数都不变 答案　D　‎ ‎7.某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4kJ/mol,N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.将1mol氮气、3mol氢气置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJ B.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)”“<”或“=”)。 ‎ ‎(4)已知:ΔH1<0。向恒容绝热的容器中加入一定量的S2(l)和Cl2(g),发生反应Ⅰ,5min时达到平衡。则3min时容器内气体压强　　　(填“>”“<”或“=”)5min时的气体压强。 ‎ ‎(5)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率　　　(填“增大”“减小”或“不变”),理由为　 　。 ‎ 答案　(1)Cl—S—Cl ‎(2)2b+d-a-c ‎(3)①BD　B、D两点对应的状态下,用同一物质表示的正、逆反应速率相等(其他合理答案也可)　②<‎ ‎(4)<‎ ‎(5)不变　反应Ⅰ和反应Ⅱ均为反应前后气体分子总数相等的反应,压强对平衡没有影响 考点三　化学平衡的相关计算 ‎9.某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=9/4。该温度下,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示:‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol·L-1‎ ‎0.010‎ ‎0.020‎ ‎0.020‎ c(CO2)/mol·L-1‎ ‎0.010‎ ‎0.010‎ ‎0.020‎ 下列判断不正确的是(　　)‎ A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%‎ B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%‎ C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol·L-1‎ - 9 -‎ D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢 答案　C　‎ ‎10.目前,处理烟气中的SO2常采用两种方法。‎ Ⅰ.碱液吸收法 ‎25℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3的Ka‎1‎=1.5×10-2,Ka‎2‎=1.0×10-7;Ksp(CaSO4)=7.1×10-5。‎ 第1步:用过量的浓氨水吸收SO2,并在空气中氧化;‎ 第2步:加入石灰水,发生反应Ca2++2OH-+2NH‎4‎‎+‎+SO‎4‎‎2-‎CaSO4↓+2NH3·H2O　K。‎ ‎(1)25℃时0.1mol·L-1(NH4)2SO3溶液的pH　　　　(填“>”“<”或“=”)7。 ‎ ‎(2)第2步中反应的K=　　　　。 ‎ Ⅱ.水煤气还原法 已知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)ΔH1=-37.0kJ·mol-1‎ ‎②2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g)ΔH2=+45.4kJ·mol-1‎ ‎③CO的燃烧热ΔH3=-283kJ·mol-1‎ ‎(3)表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)反应②中,正反应活化能E1　　　　(填“>”“<”或“=”)ΔH2。 ‎ ‎(5)在一定压强下,发生反应①。平衡时SO2的转化率[α(SO2)]与投料比[n(CO)‎n(SO‎2‎)‎=y]、温度(T)的关系如图所示。‎ 比较平衡时CO的转化率[α(CO)]:N　　　　(填“>”“<”或“=”,下同)M。逆反应速率:N　　　　P。 ‎ ‎(6)某温度下,向10L恒容密闭容器中充入2molH2、2molCO和2molSO2发生反应①、②,第5min时达到平衡,测得混合气体中CO2、H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。该温度下,反应②的平衡常数K为　　　　。其他条件不变,在第7min时缩小容器体积,α(SO2)　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ 答案　(1)>　(2)4.3×1013　(3)S(l)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-529kJ·mol-1　(4)>　(5)>　<　(6)2700　增大 ‎【综合集训】‎ - 9 -‎ ‎1.(2019安徽定远重点中学月考,11)在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)　ΔH>0,达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是(　　)‎ A.图Ⅰ是升高温度的变化情况 B.图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况 C.图Ⅲ是增大压强的变化情况 D.图Ⅲ是升高温度的变化情况 答案　A　‎ ‎2.(2019江西赣州月考,14)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料。在密闭容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1投料直接合成DMC,反应方程式为2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下,平衡时CO2的转化率如图所示。下列说法中不正确的是(　　)‎ A.该反应的正反应为放热反应 B.压强p2>p1‎ C.X点对应的平衡常数为0.1‎ D.X、Y、Z三点对应的初始反应速率的关系为Z>Y>X 答案　C　‎ ‎3.(2019湖南永州月考,14)80℃时,NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。该温度下,在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中,投入NO2和SO2,起始浓度如下表所示,其中甲经2min达平衡时,NO2的转化率为50%。下列说法正确的是(　　)‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(NO2)/(mol·L-1)‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ c(SO2)/(mol·L-1)‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ - 9 -‎ A.容器甲中的反应在前2min的平均速率v(SO2)=0.10mol·L-1·min-1‎ B.达到平衡时,容器丙中正反应速率与容器甲相等 C.温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56,则反应的ΔH>0‎ D.容器乙中若起始时改充0.10mol·L-1NO2和0.20mol·L-1SO2,达到平衡时c(NO)与原平衡不相同 答案　C　‎ ‎4.(2018湖北黄冈调研,12)已知反应:CH2CHCH3(g)+Cl2(g)CH2CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按ω=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)、ω的关系,图乙表示逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是(　　)‎ A.图甲中,ω2>1‎ B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数 C.温度为T1、ω=2时,Cl2的转化率为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 答案　C　‎ ‎5.(2018福建厦门质检,28节选)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:‎ ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1‎ ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2‎ ⅲ.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　ΔH3‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)已知反应ⅱ中相关化学键键能数据如下:‎ 化学键 H—H CO H—O E/(kJ·mol-1)‎ ‎436‎ ‎803‎ ‎1076‎ ‎465‎ 由此计算ΔH2=　　　　kJ·mol-1。已知ΔH3=+99kJ·mol-1,则ΔH1=　　　　kJ·mol-1。 ‎ - 9 -‎ ‎(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如下图所示。‎ 温度为470K时,图中P点　　　　(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490K之前,甲醇产率随着温度升高而增大的原因是　　　　　　　　　　　　　　　;490K之后,甲醇产率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)+36　-63‎ ‎(2)不是　温度越高化学反应速率越快　升高温度,反应ⅰ逆向移动,催化剂活性降低 ‎【应用集训】‎ ‎1.(2018湖北武汉调研,11)一定温度下,密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是　(　　)‎ A.t2时改变的条件是:只加入一定量的SO2‎ B.在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3‎ C.t1时平衡混合气的 - 9 -‎