2024届高三新高考化学大一轮专题练习--化学反应速率与化学平衡

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习--化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1．（2023·浙江·统考高考真题）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：
  
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是
A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ
B．反应活化能：反应I T1)、其他条件相同时，下列图像表示正确的是_______(填序号)。

16．（2022·湖南湘西·高三统考期末）在一定温度下，有1气体和3气体发生下列反应：  。
(1)若在相同温度下，分别在1L定压密闭容器A中和1L定容密闭容器B中反应：哪个容器中的反应先达到平衡？答：_______。哪个容器中的N2的转化率高？答：_______。
(2)若在上述定压密闭容器A中，反应已达到平衡时，再加入0.5摩氩气，则的转化率会起什么变化？答：_______。正反应速度与原平衡相比，有无变化_______，简答理由。_______。
(3)若在1L定容容器中，上述反应达到平衡时，平衡混和物中、、的物质的量分别为A、B、C摩尔。仍维持原温度，用x、y、z分别表示开始时、、的加入的物质的量()，使达到平衡后、、的物质的量也为A、B、C摩尔。则应满足的条件是：
①若，，则_______。
②若，则y应为_______、z应为_______。
17．（2022秋·陕西宝鸡·高三统考期中）回答下列问题
(1)2A(g)＋B(g)2C(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH_____0。写出该反应平衡常数表达式K＝___________。
(2)可逆反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，图甲、乙分别表示不同条件下， N2(g)在反应混和物中的百分含量(C%)和反应时间的关系：

①若甲图中的a曲线,b曲线表示不同温度T下的反应情况，则Ta与Tb的关系是：Ta____Tb，该反应的ΔH ____0。(填“>”或“”或“反应Ⅱ，故A正确；
B．短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应Iz，选项D正确；
答案选D。
11．A
【详解】A．反应2为该加成反应的主反应，可知反应2较易发生，则反应2的活化能应低于反应1，因此曲线b表示反应2的能量变化图，故A错误；
B．由图可知两反应的反应物能量相同，反应2即曲线b对应的产物能量更低，则放出的热量更多，故B正确；
C．由图可知第I步反应的活化能大于第Ⅱ步反应活化能，活化能越大反应速率越慢，慢反应决定总反应速率，则第I步都是反应的决速步骤，故C正确；
D．由图可知反应2的活化能低于反应1，因此相同条件下反应2的速率比反应1大，故D正确；
故选：A。
12．A
【详解】装置A是为了生成二氧化碳，C装置是为了除去A装置产生的HCl，B装置是为了除去A装置产生的，D装置中二氧化碳和氨气反应得到氨基甲酸铵；
A．制取二氧化碳时不能用稀硫酸，因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，包裹在碳酸钙的表面，阻止反应的进行，A项错误；
B．A装置产生二氧化碳，先连接C装置除去HCl，再连接A装置除去，最后连接D装置制取氨基甲酸铵，仪器连接顺序为a→e→d→c→b→f，B项正确；
C．温度升高，反应速率加快，C项正确；
D．装置B去除，若去掉装置B，则水和二氧化碳和氨气还可以生成或，D项正确；
答案选A。
13．D
【分析】反应1为吸热反应，反应2、3均为放热反应，温度升高1正向移动，2、3逆向移动都会导致乙烯含量增加，故Y为乙烯含量曲线、X为丙烯含量曲线。
【详解】A．由热化学方程式可知，反应1为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，C2H4的物质的量分数增大，反应2和反应3都是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，C2H4的物质的量分数增大、C3H6的物质的量分数减小，从以上两个角度考虑，C2H4的含量会随着温度的升高不断增大，故物质Y代表C2H4，而物质X代表C3H6，从反应热效应的角度考虑，反应2放出的热量小，温度升高对其影响更小，图中物质X即C3H6含量开始下降对应的温度比C4H8的更高也验证了这一点，故可知曲线X表示C3H6的物质的量分数随温度的变化，故A错误；
B．由图可知，700K时产物C3H6物质的量分数为7.5%，故P(C3H6)=0.0075MPa，反应物P(C2H4)=0.0025MPa，根据分压平衡常数计算公式可得；故B错误；
C．考察反应2和反应3的速率可以从二者共同的反应物C2H4的消耗速率出发，达到平衡时两反应所用时间相同，反应2的产物C3H6的含量低于反应3的产物C3H6的含量，再乘上各自反应计量数比例可得反应2的速率明显小于反应3，故C错误；
D．由题意可知增大压强的方法应当是直接压缩容器，此时反应平衡会朝着使气体分子数减少的方向移动。即反应1朝逆反应方向移动，反应2和反应3均朝正反应方向移动，C2H4的含量会减少即体积分数减小，故D正确；
故答案选D。
14．AC
【分析】一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径中，共发生三个反应：
①E+TFAAF  ②FG  ③GH+TFAA
t1之后的某时刻，H为0.02 mol∙L-1，此时TFAA的浓度仍为0，则表明0.10mol∙L-1E、起始时的0.08mol∙L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol∙L-1 TFAA全部参加反应，生成0.10mol∙L-1F；在t2时刻，H为0.08mol∙L-1，TFAA为0.06mol∙L-1，G为0.01 mol∙L-1，则F为0.01 mol∙L-1。
【详解】A．t1时刻，H的浓度小于0.02 mol∙L-1，此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol∙L-1，参加反应①的H的浓度小于0.1 mol∙L-1，则参加反应E的浓度小于0.1 mol∙L-1，所以体系中有E存在，A正确；
B．由分析可知，t2时刻，H为0.08mol∙L-1，TFAA为0.06mol∙L-1，G为0.01 mol∙L-1，则F为0.01 mol∙L-1，所以体系中有F存在，B不正确；
C．t1之后的某时刻，H为0.02 mol∙L-1，此时TFAA的浓度仍为0，表明此时E和TFAA完全反应生成F，所以E和TFAA生成F的反应速率快，反应的活化能很小，C正确；
D．在t2时刻，H为0.08mol∙L-1，TFAA为0.06mol∙L-1，G为0.01 mol∙L-1，F为0.01 mol∙L-1，只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08mol∙L-1，而GH+TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08mol∙L-1，D不正确；
故选AC。
15．(1) K= ＜ 升高温度 ab
(2) 0.0075mol/(L·min) d 乙

【详解】（1）根据图1可知，该反应的反应物是A和B，生成物是C，变化的物质的量之比等于方程式的系数比，所以该反应的化学方程式为：A(g)+2B(g)2C(g)。
①化学平衡常数用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示，则该反应的平衡常数表达式为K=。
②根据图1可知，A是反应物，达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小，即平衡正向移动，所以该反应的正反应是放热的，即△H＜0。
③根据图2判断，在t3时正逆反应速率都增大，且平衡逆向移动，所以改变的条件是升高温度，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，且升高温度，可以加快反应速率。
a．在恒温恒容容器中发生该反应，该反应前后气体系数之和不相等，所以在未平衡前压强一直在降低，当体系压强不变时，反应达到平衡，故体系压强不变可以作为达到平衡状态的判断依据，故a选；
b．该反应的反应物和生成物均为气体，气体总质量恒定，反应前后气体系数之和不相等，所以气体总物质的量是变量，即气体的平均摩尔质量是变化的，当气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡状态，所以气体的平均摩尔质量保持不变可以作为达到平衡状态的判断依据，故b选；
c．该反应进行过程中，气体总质量恒定，容器体积也恒定，所以气体密度是不变的，所以气体的密度保持不变不可以作为达到平衡状态的判断依据，故c不选；
d．A和B的系数不相等，A的消耗速率等于B的生成速率时，正逆反应速率不相等，所以A的消耗速率等于B的生成速率不能作为达到平衡状态的判断依据，故d不选；
故选ab。
（2）①从反应开始到10 min的平衡状态，NO2的物质的量减少了0.3mol，根据反应方程式可知，N2的物质的量增加了0.15mol，浓度变化了0.15mol÷2L=0.075mol/L，则N2的平均反应速率为0.075mol/L÷10min=0.0075mol/(L▪min)。从11 min起，其他条件不变，压缩容器的容积为1 L，增大压强，平衡正向移动，NO2的物质的量从原平衡态开始减小，则n(NO2)的变化曲线为d。
②该反应是反应后气体体积减小的放热反应。升高温度，正逆反应速率都增大，故甲错误；升高温度，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，且温度越高，反应速率越快，越先达到平衡，故乙正确；压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，CO的体积分数增大，而图丙表示不正确，且温度不变时，增大压强，平衡正向移动，CO的体积分数降低，图丙对于压强和CO体积分数的表示也错误，故丙错误；故选乙。
16．(1) A A
(2) 减小 减小 在其它条件不变的情况下，降低压强减小反应速率
(3) 2 2.25 0.5

【分析】（3）温度、体积不变，平衡后、、的物质的量不变，则二者为等效平衡，n(N2)∶n(H2)= 1∶3，极限转化后起始量n(N2)=1mol、n(H2)=3mol，据此分析。
【详解】（1）合成氨为气体体积减小的反应，固定体积不变时，恒压发生反应气体的物质的量减小、体积减小，相当于压强增大，平衡正向移动，则A中先达到平衡，A中转化率大，故答案为：A；A；
（2）反应已达到平衡时，再加入0.5mol氩气，由于恒压，容器体积增大，相当于给反应体系减压，平衡逆向移动，的转化率减小；容器体积增大，减小压强，反应体系中各组分浓度均减小，正逆反应速度均减小，故答案为：减小；减小；在其它条件不变的情况下，降低压强减小反应速率；
（3）①根据分析，若x=0，y=0，则z= 2，故答案为：2；
②若x = 0.75，则y应为0.75mol3=2.25mol，z应为(1-0.75)mol2 = 0.5mol，故答案为：2.25；0.5。
17．(1) <
(2) > < c
(3) 减压 升温
(4)
Tb；温度升高N2(g)在反应混和物中的百分含量(C%)下降，说明升温平衡逆向移动，ΔH＜0；
②该反应是分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，N2(g)在反应混和物中的百分含量(C%)增大，故Pc>Pd，故c曲线压强较大；
（3）根据图像可知t3至t4过程中反应速率减小，平衡逆向移动，该反应是分子数减小的反应，减压速率下降，平衡逆向移动，改变的条件可能减压；t5至t6过程速率增大，平衡逆向移动，该反应ΔH＜0升温速率加快，平衡逆向移动，故t5至t6过程中改变的条件可能是升温；
（4）该反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) ΔH＜0升高温度平衡逆向移动，SO2的体积分数增大，故T1>T2，故K(A)< K(D)；
（5）①如图所示，T1温度下，等物质的量的N2(g)，O2(g)在恒容密闭容器中反应，，该反应是总分子数不变的反应，平衡时，，故T1温度下反应， NO体积分数的最大值为；
②该反应是分子数不变的反应，，气体总质量和总物质的量不变，故混合气体的平均分子量不变；
③根据小题①可知T1时；T1温度下，如果N2，O2起始浓度分别为2mol/L，3mol/L，某时刻N2的转化率为50% 时，此时、、，，反应不平衡，平衡正向移动；
18．(1)Ⅱ
(2)       A
(3)bd

【详解】（1）催化剂能降低反应的活化能，结合图示可知II有催化剂存在，故答案为：II；
（2）CO2催化合成甲醇的反应为：，由盖斯定律可知该反应可由反应①+反应②得到，则该反应的，则反应的热化学方程式为：  ；
反应①为吸热反应生成物的能量高于反应物，反应②为放热反应，生成物的能量低于反应物，反应①为慢反应，根据活化能越大反应速率越慢，可知图中A符合；
故答案为：  ；A；
（3）a.该反应中有水生成，所有原子未完全用于合成甲醇，故错误；
b.该反应可将CO2转化为甲醇，实现二氧化碳的再利用，同时较少二氧化碳的排放有助于缓解温室效应，故正确；
c.催化剂只能降低反应的活化能加快反应速率，不影响反应热，故错误；
d.降温分离出液态甲醇和水，有利于平衡正向移动，可提高反应物的转化率；同时将剩余气体重新通入反应器，可以提高CO2与H2的利用率，故正确；
故答案为：bd；