【高考二轮复习】2023年高考化学精讲+精练+小测（全国通用）——专题09 化学反应速率与化学平衡（练）（原卷版+解析版）

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专题09 化学反应速率与化学平衡

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
【答案】D
【解析】对于A项，ΔH>0，ΔS0，即任何温度下反应都不能自发进行；对于B项，ΔH     1     减小
【解析】(1)合成氨反应ΔH＜0、ΔS＜0，在低温时可自发进行，平衡常数表达式为；(2)温度升高，反应速率增大，因此高温有利于提高反应速率；反应的ΔH＜0，为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，低温有利于提高平衡转化率；(3)①N≡N在Fe表面断裂，Fe的温度高于体系温度，N≡N在Fe表面获得更多能量，加快断裂速率，有利于提高合成氨的反应速率；②氨气在表面生成，温度低于体系温度，正反应为放热反应，低温有利于平衡正向移动，有利于提高氨的平衡产率；(4)①t1时，容器内总压强为280kPa，氢气分压为120kPa，混合气体总物质的量0.14mol，氢气物质的量为0.06mol，0~t1时间内用氢气表示的反应速率为；②t2时容器体积迅速缩小至原来一半，各物质分压均增大至原来2倍，总压强增大后，平衡向气体体积减小的正反应方向移动，N2的分压随之减小，b曲线表示N2的分压变化趋势；(5)①当压强及其他条件不变时，温度升高，平衡向吸热方向移动，由图知，温度升高，NH3转化率减小，平衡逆向移动，故正方向为放热反应，ΔH＜0。当温度及其他条件不变时，增大压强，平衡向气体体积减小的正反应方向移动，NH3的转化率增大，因此y1>y2；②平衡时压强为原来的，即平衡时气体总物质的量为3mol，设平衡时生成H2O(g)物质的量为nmol，即，，平衡时，，，平衡常数。保持条件不变，再向该容器中加入0.5molCO2和1molH2O(g)，浓度商，平衡向逆反应方向移动，NH3平衡转化率减小。
28．(2023·河北省部分学校高三联考)二氧化碳有效转化是“碳中和”的重要研究方向，在催化剂条件下可以生成重要的化工原料乙烯，反应为2CO2(g)+6 H2(g)C2H4(g)+ 4H2O(g) ΔH＜0。根据此项研究，回答下列问题：
(1)在恒压密闭容器中，起始充入2mol CO2(g)和6mol H2(g)发生反应，该反应在不同的温度下达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图所示。

①图中表示C2H4的体积分数随温度变化的曲线是______(填字母)。C点时，反应达到平衡的标志为______(填字母)。
a．     b．容器中气体的平均摩尔质量不再变化
c．混合气体的密度不再变化     d．c(C2H4)：c(H2O)不再变化
②A、B、C三点对应的化学平衡常数为KA、KB、KC，则从大到小的排列顺序为______。
③B点反应达到平衡后，CO2的平衡转化率为______(计算结果保留一位小数)，若平衡时总压为P，则平衡常数KP=______(列出计算式，以分压表示，气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
(2)其他条件相同，分别在X、Y两种催化剂作用下，将2mol CO2(g)和6mol H2(g)充入体积为1L的密闭容器内，测得反应相同时间时CO2的转化率与温度的关系如图。

使用催化剂X，当温度高于320℃时，CO2的转化率逐渐下降，其原因是______。根据图像，______(填“能”或“不能”)计算280℃时该反应的平衡常数，其理由是____________。
【答案】(1) n     bc    KB＞KA＞KC         
(2) 温度高于320℃时，催化剂X活性降低，反应速率减慢     不能     280℃时，在两种催化剂作用下反应都未达到平衡状态
【解析】(1)2CO2(g)+6 H2(g)C2H4(g)+ 4H2O(g) ΔH＜0，该反应正反应是一个放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，则H2的体积分数随温度升高而增大，C2H4的体积分数随温度的升高而减小，且起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)，反应中CO2和H2的转化量之比为1：3，故过程中CO2和H2的体积分数之比也为1：3， C2H4和H2O的体积分数之比为1：4，结合图示可知表示H2和C2H4的体积分数随温度变化的曲线分别为k，n，表示CO2的体积分数随温度变化的曲线是l。(1)①根据以上分析可知，表示C2H4的体积分数随温度变化的曲线是n；C点时，反应达到平衡的标志：当反应达到平衡，a错误；混合气体总质量不变，混合气体总物质的量在变化，由知，混合气体的平均摩尔质量是个变量，当不再变化时反应达到平衡，b正确；同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，由混合气体的密度知，混合气体总质量不变，混合气体的体积在变化，则混合气体的密度是个变量，当不变时反应达到平衡，c正确；一直不变，不能作为反应达平衡的标志，d错误；综上所述，正确选项为bc；②升高温度平衡逆向移动，则化学平衡常数减小，A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC从大到小的顺序为 KB＞KA＞KC；③205℃时，反应达到平衡后，根据三段式分析可知：

由图像可知，205℃时反应达到平衡后，C2H4和CO2的体积分数相等，，解得，故容器中气体的总物质的量，CO2的平衡转化率为；若平衡时总压为P，则，，，，该反应的平衡常数；(2)使用催化剂X，温度低于320℃时，反应还未达到平衡，升高温度CO2的转化率逐渐增大，温度高于320℃时，催化剂X活性降低，反应速率减慢，CO2的转化率逐渐下降；从图像可知，280℃时，在两种催化剂作用下反应都未达到平衡状态，因此无法计算该反应的平衡常数。
29．(2023·江西省吉安市西路片区七校高三第一次联考)乙烯、丙烯是极为重要的石油化工原料，中国石化集团于2021年11月17日宣布，我国已经实现“轻质原油裂解制乙烯、丙烯”工业化生产，此技术或大幅缩短生产流程、降低生产成本、减排二氧化碳。
(1)已知裂解过程存在两个反应：
ⅰ. C3H8(g)CO4(g)+C2H2(g)+ H2(g) ΔH1＝+156.6kJ·mol−1
ⅱ.C3H8(g)C3H6(g)+ H2(g) ΔH2＝+124.2kJ·mol−1
则C3H6(g)C2H2(g)+ CH4(g) ΔH＝_______；下列措施最有可能提高丙烯产率的是_______(填标号)。
A．减小压强      B．分离出H2
C．升高温度      D．使用对丙烯高选择性的催化剂
(2)一定条件下，向某密闭容器中通入的丁烷，控制适当条件使其发生如下反应：C4H10(g)C2H4(g)+ C2H6(g) ΔH，测得丁烷的平衡转化率随温度、压强的变化如下图所示：

①X表示_______ (填“温度”或“压强”)，Y1_______Y2(填“>”或“