2022届高三二轮专题卷 化学（十一） 化学反应速率与平衡 学生版

这是一份2022届高三二轮专题卷 化学（十一） 化学反应速率与平衡 学生版，共24页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题十一
化学反应速率与平衡



一、选择题（本题共20小题，每题只有一个选项符合题意）
1．实验得知，溶解在CCl4中的N2O5分解反应如下：2N2O5=4NO2+O2；其反应浓度及速率如表：
组别
c0(N2O5)/(mol·L-1)
速率常数k
/(mol·L-1·min-1)
1
0.40
k
2.48×10-4
2
0.16
k
9.92×10-5
3
a
k
7.44×10-5
下列说法错误的是
A．该反应的速率方程为=k·c0(N2O5)
B．k=6.2×10-4min-1
C．a=0.12
D．浓度由0.16mol·L-1减小到amol·L-1，用时1min
2．在一定温度下的密闭容器中发生反应：，平衡时测得A的浓度为。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的二倍，再达平衡时，测得A的浓度为。下列有关判断正确的是
A． B．平衡向逆反应方向移动
C．B的转化率增大 D．C的体积分数增大
3．科学家研究二甲醚（DME）在H-ZSM-5分子筛（用H+A-表示）上的水解反应，其反应进程中能量变化如图所示。下列说法正确的是

A．根据反应图示可知，在相同的催化剂作用下，化学反应也存在多种反应途径
B．升高温度，stepwise路径和concerted路径的反应速率都加快，有利于提高反应物的转化率
C．由于ΔEa>ΔEa1，DME水解反应更易以stepwise路径进行
D．根据图示可知，DME首先与分子筛H+A-结合形成(CH3)2OH+A-
4．SO2既是大气主要污染物之一，又在生产生活中具有广泛应用，如可生产SO3并进而制得硫酸等，其反应原理为：2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。实验室可用铜和浓硫酸制取SO2。对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下都能自发进行
B．反应达平衡后再通入O2，SO3的体积分数一定增加
C．反应在高温、催化剂条件下进行可提高SO2的平衡转化率
D．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所含键能总和比2 mol SO3(g)所含键能小
5．一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH，若压强为p kPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，下列说法正确的是

A．该反应ΔH＜0
B．650℃时CO2的平衡转化率为30%
C．t1℃时达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡逆向移动
D．若密闭容器中混合气体密度不再变化时，该反应处于平衡状态
6．2021年为我国实现碳达峰、碳中和关键的一年，CO2综合利用的技术不断创新。某实验小组研究CO2和CH4反应得到合成气的原理为：。向体积为1L的密闭容器中充入和，反应过程中CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列有关说法正确的是

A．该反应的
B．压强：
C．1100℃时，该反应的平衡常数为12.96
D．反应达到平衡后在容器内再充入和，此时CO2的转化率会增大
7．一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)达到平衡时，下列说法不正确的是
A．及时移除反应体系中的Mg(l)，可以增大MgCl2(l)的转化率
B．恒压装置中，若减小装置体积为原来的一半，与原平衡相比，Cl2(g)的浓度不变
C．恒容装置中，若Cl2(g)浓度不再改变，则该反应达到平衡状态
D．温度升高可以增大MgCl2(l)的转化率
8．在一定温度和催化剂的条件下，发生。将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应（此时容器内总压为200 kPa），各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。下列的说法不正确的是

A．曲线I表示NH3的分压随时间的变化
B．用H2的浓度变化表示0-t1时间内的反应速率（用含t1的代数式表示）
C．t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，N2分压变化趋势的曲线是b
D．在此温度下该反应的化学平衡常数
9．N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)，下列说法正确的是
A．该反应的ΔHB，故B错误；C．假设总压为P总，由于温度不变，Kp不变，原本的Kp=9/(P总2)，充入3molN2后，此时的Q=9/(P总2)，Q=Kp，平衡不移动，故C错误；D．由于温度不变，压强平衡常数Kp不变，而Kp=p(CO2)，因此平衡时CO2 的压强不变，故D正确；答案选D。
21．【答案】（1）a B
（2）水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率
（3）9.0 1.8∶1 BC M+H2O=MO+H2 MO+CO=M+CO2
【解析】（1）①由已知方程式：(2×反应1-反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：，反应1前后气体分子数不变，升温y不变，对应线条b，升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y值增大，对应线条c，升温促进反应3平衡逆向移动，气体分子数减少，熵减，y值减小，对应线条a，故此处填a；②温度升高，三个反应平衡均逆向移动，由于反应2焓变绝对值更大，故温度对其平衡移动影响程度大，故CO2物质的量减小，CO物质的量增大，所以CO与CO2物质的量比值增大，故答案选B；
（2）由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，通入空气，利用煤炭与O2反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率，故此处填：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快反应速率；
（3）①该反应平衡常数K=；②假设原料气中水蒸气为x mol，CO为1 mol，由题意列三段式如下：，则平衡常数K=，解得x=1.8，故水蒸气与CO物质的量之比为1.8∶1；③A．反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A不符合题意；B．适当增大压强，可加快反应速率，B符合题意；C．选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C符合题意；D．若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率变慢，D不符合题意；故答案选BC；④水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生H2，第二步吸附CO产生CO2，对应反应历程依次为：M+H2O=MO+H2、MO+CO=M+CO2。
22．【答案】（1）小于
（2）C
（3）
（4）I+II可得，，反应II使反应I得以实现；，反应II为反应I提供热量
【解析】（1）根据图示可知：反应II、III的化学平衡常数随温度的升高而减小，说明升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，所以ΔH2＜0，ΔH３＜0，且K3受温度影响变化更大，说明反应III的反应热更大，所以ΔH2＜ΔH３。
（2）①A．增大H2浓度，化学平衡正向移动，因此有利于提高CO2的转化率，A正确；B．在上述三个反应中，反应1是反应前后气体物质的量不变的反应，反应2、3都是气体体积减小的反应，反应混合物都是气体，当气体的平均相对分子质量保持不变时，气体的物质的量不变，说明反应体系已达平衡，B正确；C．压强增大，化学平衡向气体体积小的方向移动，所以体系达平衡后，若压缩体积，则压强增大，反应3平衡正向移动，使CO2浓度减小、H2O浓度增大，反应1平衡逆向移动，C错误；D．选用合适的催化剂可以加快化学反应速率，提高CH3OH在单位时间内的产量，D正确；故合理选项是C；②在密闭容器中发生反应：反应1：反应2：，某温度为T，压强为的恒压密闭容器中，通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，反应开始时气体总物质的量为n(始)=1 mol+3 mol=4 mol，反应达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol（b＞a），根据反应2：反应产生CH3OH(g)为a mol，消耗H2物质的量为2a mol，消耗CO物质的量为a mol，此时容器中还有CO为b mol，则反应1产生CO、H2O的物质的量都是(a+b) mol，消耗CO2、H2的物质的量都是(a+b) mol，由于反应1是反应前后气体体积不变的反应，反应2是气体体积减小的反应。每反应产生1 mol CH3OH，反应后气体的总物质的量会减小2 mol，现在反应产生a mol CH3OH，反应后气体物质的量减小2a mol，则平衡时气体总物质的量n(平)=(4-2a) mol，此时H2O(g)的分压P(H2O)=；③反应1，达到平衡时各种气体的物质的量分别为：n(CO2)=(1-a-b)mol，n(H2)=(3-3a-b)mol，n(CO)=b mol，n(H2O)=(a+b)mol，则各气体的分压为P(CO2)=×，P(H2)= ×，P(CO)=×，n(H2O)=×，反应1的标准平衡常数=。
（3）根据图示可知：该机理过程总的来说是CO2得到电子，与H+结合形成CO、H2O，故总的电极方程式为：。
（4）反应I是吸热反应，使物质环境温度降低，而反应II是放热反应，放出热量，是周围环境温度升高。根据盖斯定律，将反应I与反应II相加，整理可得，，反应II发生放出热量，使反应I得以实现；，反应II为反应I提供热量，因此在由乙苯制取苯乙烯时需要加入一定量的氧气。