2022年高考化学二轮复习高频考点专攻练七(含解析)

这是一份2022年高考化学二轮复习高频考点专攻练七(含解析)，共16页。试卷主要包含了4 ml·L-1·min-1，4 kJ·ml-1，3 kJ·ml-1等内容，欢迎下载使用。
高频考点专攻练(七)
考点1　化学反应速率及其影响因素
1.化学反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min,B的浓度减少0.6 mol·L-1,对此反应速率的表示正确的是 (　　)
A.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3∶2∶1
C.2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D.2 min内,v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的
【解析】选B。物质A是固体,不能用A表示该反应的反应速率,A错误;速率之比等于化学计量数之比,v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1,B正确;2 min末的反应速率为即时速率,0.3 mol·L-1·min-1是用B表示2 min内的平均速率,C错误;B是反应物,浓度降低,C是生成物,浓度增大,D错误。
2.一定量的锌粒与足量稀硫酸反应,向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是 (　　)
A.加入少量水,产生H2速率减小,H2体积减小
B.加入NH4HSO4固体,产生H2速率不变,H2体积不变
C.加入CH3COONa固体,产生H2速率减小,H2体积不变
D.滴加少量CuSO4溶液,产生H2速率变大,H2体积不变
【解析】选C。加入少量水,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则v(H2)减小,生成H2体积不变, A错误;加入NH4HSO4固体,增大了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则反应速率加快,生成H2体积不变, B错误;加入CH3COONa固体,结合生成醋酸,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则v(H2)减小,生成H2体积不变, C正确;滴加少量CuSO4溶液,构成Cu-Zn原电池,反应速率加快,锌粒的物质的量减少,则v(H2)增大,生成H2量减少, D错误。
3.(2019·郑州模拟)某探究小组利用反应CH3COCH3(丙酮)+Br2CH3COCH2Br(1-溴丙酮)+HBr来研究反应物浓度对反应速率v(Br2)的影响,速率快慢通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验
序号
初始浓度c/mol·L-1
溴颜色消失所
需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.001 0
290
②
1.60
0.20
0.001 0
145
③
0.80
0.40
0.001 0
145
④
0.80
0.20
0.002 0
580
根据实验数据分析,欲使v(Br2)增大,下列措施中不可行的是 (　　)
A.增大c(CH3COCH3)
B.增大c(Br2)
C.增大c(HCl)
D.同时增大c(CH3COCH3)和c(HCl)
【解析】选B。对比①、②两组数据可知,增大c(CH3COCH3),溴颜色消失所需时间缩短,即v(Br2)增大,故A项可行。对比①和④两组数据可知,当Br2的浓度变为原来的2倍时,溴全部反应所需时间变为原来的2倍,根据化学反应速率的公式v(Br2)=可知,增大溴的浓度,化学反应速率不变,故B项不可行。对比①、③两组数据,当HCl浓度增大时,溴颜色消失所需时间缩短,即v(Br2)增大,故C项可行。根据上述分析知D项显然是可行的。
【加固训练】
(2019·秦皇岛模拟)一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(s)　ΔH>0,若0～15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1,则下列说法正确的是 (　　)
A.0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001 mol·L-1·s-1
B.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s
C.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快
【解析】选D。I2为固体,故不能用它表示化学反应速率,A错误;v(HI)= =0.002 mol·L-1·s-1,若反应仍以该速率进行,则t==10 s,但随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,所用时间应大于10 s,B错误;升高温度,正、逆反应速率均加快,C错误;减小反应体系的体积,从而增大了压强,化学反应速率将加快,D正确。
考点2　化学平衡移动及平衡状态的判断
1.(2018·天津高考)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是
(　　)
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间
【解析】选D。加入NaOH后,NaOH能与HBr反应,使平衡向逆方向移动,增大乙醇的物质的量,A正确;增大HBr浓度,使平衡向正方向移动,有利于生成C2H5Br,B正确;加入反应物的物质的量之比与反应物的化学计量数之比相等,两种反应物平衡转化率之比不变,C正确;温度提高到60 ℃,反应速率加快,而C2H5Br挥发,导致C2H5Br浓度减小,反应速率减慢,不能判断反应达到平衡的时间与原平衡时间的长短,D错误。
2.在一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,反应达到平衡的标志是 (　　)
①体系的压强不再改变
②体系的温度不再改变
③各组分的浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
⑥单位时间内m mol A断键反应,同时p mol C也断键反应
⑦体系的密度不再变化
A.③④⑤⑥　B.②③④⑥　C.①③④⑤　D.③④⑥⑦
【解析】选B。因为m+n与p+q的关系不确定,故无法确定该反应是否是体积改变的反应,故①不一定是平衡状态;因容器是“不传热的固定容积的密闭容器”,反应过程中,体系中的温度应随时间发生变化,当温度不变时达到平衡状态;各组分的浓度不再改变和各组分的质量分数不再改变,反应都一定是平衡状态;速率之比等于方程式的化学计量数之比是恒定的,不论反应是否达到平衡状态都存在这一关系,故⑤不一定是平衡状态;单位时间内m mol A断键反应,则说明有p mol C生成(同时p mol C也断键反应),故⑥能说明反应已达平衡状态;⑦体系的总质量和总体积始终不变,体系的密度始终不变,故⑦不能说明反应已达平衡状态。
3.(2017·天津高考)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 ℃时,该反应的平衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为
42.2 ℃,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230 ℃制得高纯镍。
下列判断正确的是 (　　)
A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.第一阶段,在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度,选50 ℃
C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低
D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
【命题意图】本题主要考查化学反应速率和化学平衡的相关知识,意在考查学生对平衡常数的影响因素、外界条件对化学平衡的影响、平衡标志的判断等知识的掌握及应用能力。
【解析】选B。平衡常数只与温度有关,与浓度无关,A错误;50 ℃时,Ni(CO)4以气态存在,有利于分离,从而促使平衡正向移动,B正确;230 ℃时,Ni(CO)4分解的平衡常数为=5×104,可知分解率较高,C错误;平衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),D错误。
【加固训练】
(2019·营口模拟)对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔHv(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
【解析】(1)干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5,在此过程中,氮元素的化合价没有变化,只有氯气和硝酸根中-2价的氧元素的化合价有变化,所以氯气将-2价的氧元素氧化成氧气,因此该反应的氧化产物为O2。
(2)①已知2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·mol-1、2NO2(g)N2O4(g)　ΔH2=-55.3 kJ·mol-1,根据盖斯定律可知反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的ΔH=
ΔH1-ΔH2=[×(-4.4)-(-55.3)]kJ·mol-1=(-2.2+55.3)kJ·mol-1=
53.1 kJ·mol-1。
②根据2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)反应,初始时只是加入了N2O5,同温同体积的情况下,压强之比等于物质的量之比,故可以将压强看成物质的量。若生成的氧气的分压为2.9 kPa,则反应掉的N2O5的分压为2×2.9 kPa =5.8 kPa,故在反应后N2O5的分压为35.8 kPa-5.8 kPa =30.0 kPa,则根据公式,v=2×10-3×
30.0 kPa·min-1=6.0×10-2 kPa·min-1。
③升高温度,根据pV=nRT可知,在体积不变的情况下,温度越高,压强越大,而且二氧化氮转化成四氧化二氮的反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,气体的总物质的量增加,也会使体系的压强升高。
④根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1 kPa,根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8 kPa×2=71.6 kPa,氧气是35.8 kPa÷2=17.9 kPa,总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa=89.5 kPa,平衡后压强减少了89.5 kPa-63.1 kPa=26.4 kPa,所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4 kPa,二氧化氮对应的压强是71.6 kPa-26.4 kPa×2=18.8 kPa,则反应的平衡常数Kp==kPa≈13.4 kPa。
(3)第一步反应快,所以第一步的逆反应速率大于第二步的反应速率,A正确;根据第二步和第三步反应可知中间产物还有NO,B错误;根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的碰撞仅部分有效,C正确;第三步反应快,所以第三步反应的活化能较低,D错误。
答案:(1)O2
(2)① 53.1
②30.0　6.0×10-2
③大于　温度升高,体积不变,总压强升高;NO2二聚为放热反应,温度升高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强升高
④13.4
(3)A、C
考点4　化学反应速率与平衡的图象
1.(2019·济南模拟)在2 L密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g)。图甲表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系,图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是(　　)

A.200 ℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04 mol·L-1·min-1
B.200 ℃时,该反应的平衡常数为25
C.当外界条件由200 ℃降到100 ℃时,原平衡一定被破坏,且正、逆反应速率均增大
D.由图乙可知,反应xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH0,按化学计量数之比投料时,相同条件下原料转化率最大,产物的体积分数最大,故a=2,D错误。
2.(2018·全国卷Ⅱ·27节选) CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。
回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)CH4(g)　 ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO(g)　 ΔH=-111 kJ·mol-1
有利于提高CH4平衡转化率的条件是________(填标号)。 
A.高温低压　B.低温高压　C.高温高压　D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为________mol2·L-2。 
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表:

①由上表判断,催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”),理由是__ ____
__________________________________________________________________。 
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)。 

A.K积、K消均增加
B.v积减小、v消增加
C.K积减小、K消增加
D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5 (k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为__________________。 

【解析】(1)将题目给出的热化学方程式依次编为序号①、②、③,则将③× 2-①-②就得出催化重整的反应,因此催化重整反应的ΔH=-111 kJ·mol-1 ×2+394 kJ·mol-1+75 kJ·mol-1=247 kJ·mol-1。由于此反应为吸热的气体体积增大的反应,因此可以采用升高温度、降低压强的方法提高平衡转化率。
CH4(g)和CO2(g)的起始浓度分别为1 mol·L-1和0.5 mol·L-1,CO2的转化率为50%,因此转化的CO2浓度为0.5 mol·L-1×50%=0.25 mol·L-1。因此有
　　　　　　　　 CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)
起始浓度(mol·L-1) 1　　　0.5　　 　　0　　 　0
转化浓度(mol·L-1)0.25　　0.25　　 0.5 　　 0.5
平衡浓度(mol·L-1)0.75　　0.25　　　 0.5 　　 0.5
因此反应的平衡常数为K===
(2)①由于催化剂的活性因积碳反应降低,因此应该使积碳反应尽可能减少或降低其速率,同时使消碳反应尽可能增多或加快其反应速率。根据题目给出的表格可以得出积碳反应的活化能催化剂X催化剂Y,因此催化剂X劣于催化剂Y。
积碳反应和消碳反应的ΔH大于0,因此升高温度二者的化学平衡常数均增加,反应的速率均加快。
②从图中可以看出相同时间时积碳量a>b>c,即生成速率a>b>c,根据速率方程可以得知速率与p(CO2)成反比,因此pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。
答案:(1)A　
(2)①劣于　相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大　A、D
②pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)
【易错警示】计算化学平衡常数用到的是各物质的平衡浓度,解答时注意将题目给出的物理量转化为物质的量浓度再进行计算。

【加固训练】
1.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)
2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:

已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
下列说法正确的是 (　　)
A.550 ℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动
B.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T ℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总
【解析】选B。A项,因容器的体积可变,故充入惰性气体后容器体积变大,混合气体整体被稀释,反应应正向移动, A错误;B项,在此条件下,若设二氧化碳的初始浓度为1,转化浓度为x则:
C(s)+CO2(g)2CO(g)
初始:　　　　　　　1　　　　　0
转化:　　　　　　　x　　　　　2x
达到平衡时一氧化碳的体积分数为40.0%,则=40.0%,得x=0.25,CO2的转化率为25.0%,B正确;C项,由图象可知T ℃时,平衡体系中CO2和CO的体积分数相等,则在恒压密闭容器中同时充入等体积的CO2和CO,平衡不移动, C错误;D中,925 ℃时,Kp==,通过计算Kp应等于23.04p总, D错误。
2.(2018·全国卷Ⅲ·28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:
对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343 K时反应的平衡转化率α=________%。平衡常数 K343 K=________(保留2位小数)。
②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是________;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有________、________。
③比较a、b处反应速率大小:va______vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正-k逆,
k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的= ________(保留1位小数)。
【解析】①2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),该反应为吸热反应,343 K时的平衡转化率比323 K时要高,所以α=22%
　　　
　2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g)
起始浓度　 c　 　　　　　0　　　　　 0
改变浓度 0.22c　　　　 0.11c　 　　0.11c
平衡浓度 0.78c　　　　 0.11c　 　　0.11c
平衡常数 K343 K=≈0.02
②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是及时移去产物等;要缩短反应达到平衡的时间,可采取加压 、增大反应物浓度、使用催化剂等加快化学反应速率的措施。 
③应根据温度比较a、b处反应速率大小,a处温度为343K,b处温度为323 K,温度越高反应速率越快,故va大于vb
　　　　 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
起始浓度　 c　　　　　　0　　　　　 0
改变浓度 0.22c　　　　 0.11c　　　 0.11c
平衡浓度 0.78c　　　　 0.11c　　　 0.11c
当反应达到平衡时,v正=v逆,即k正=k逆
==0.78,
===0.11
=
a处时结合图象可知:=0.8,=0.1,=0.1
a处时,==≈1.3
答案:①22　0.02
②及时移去产物　使用催化剂　增大反应物压强(合理即可)
③大于　1.3