2022年高三化学寒假同步测试：05化学反应速率和化学平衡 Word版含答案

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05化学反应速率和化学平衡
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．在容积为2 L的密闭容器中，反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，经过5 min达到平衡，此时，各物质的变化为A的浓度减少了a ml·L－1，B的平均反应速率v(B)＝eq \f(a,15) ml·L－1·min－1，C的浓度增加了eq \f(2a,3) ml·L－1，这时，若增加系统压强，发现A与C的百分含量不变，则m∶n∶p∶q为( )
A．3∶1∶2∶2 B．1∶3∶2∶2
C．1∶3∶2∶1 D．1∶1∶1∶1
2．已知分解1 ml H2O2放出热量98 kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为
H2O2＋I－―→H2O＋IO－ 慢
H2O2＋ IO－―→H2O ＋O2＋I－ 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A．反应速率与I－浓度有关 B．IO－也是该反应的催化剂
C．反应活化能等于98 kJ·ml－1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
3．已知2SO2＋O22SO3(g)，若反应速率分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO3)表示，则下列式子正确的是( )
A．2v(SO3)＝v(O2) B．v(SO2)＝v(O2)＝v(SO3)
C.eq \f(1,2)v(SO2)＝v(O2) D．v(O2)＝2v(SO2)
4．在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表：
下列说法正确的是( )
A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 ml，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 ml/(L·min)
B.实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0
C.实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%
D.实验④中，达到平衡时，b＞0.060
5．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔHn，Q”或“”“v逆(N)，则v正(M)>v逆(N)，选项C正确。M点时在恒容条件下再加入一定量X，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡后X的转化率增大，选项D不正确。
16． 解析：选A。从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A正确。B.依据化学反应速率的计算公式：v(NO2)＝eq \f(（1.0－0.4） ml·L－1,3 s)＝0.2 ml·L－1·s－1，单位不对，B错误。C.催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不移动，C错误。D.增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，D错误。
17． 解析：(1)v(Z)＝eq \f(\f(1.58 ml,2 L),10 s)＝0.079 ml·L－1·s－1
Δc(X)＝eq \f(1.2 ml－0.41 ml,2 L)＝0.395 ml·L－1
Y的转化率为
α(Y)＝eq \f(1 ml－0.21 ml,1 ml)×100%＝79%。
(2)根据化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，可得方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)。
(3)因为改变条件时平衡未发生移动，该反应又为等体积反应，所以可能是增大压强或加入了催化剂。
答案：(1)0.079 ml·L－1·s－1 0.395 ml·L－1 79%
(2)X(g)＋Y(g)2Z(g) (3)CD
18． 解析：(1)①温度升高时，SO3的百分含量降低，说明平衡逆向移动，该正反应是放热反应，ΔHv逆。
(2)①该反应是一个气体体积减小的放热反应，使用更高效的催化剂，平衡不移动；升高温度，平衡逆向移动；分离出氨气，平衡虽然正向移动，但反应速率减小；充入氮气，平衡正向移动且反应速率增大。
②0～10 min时N2从0.6 ml减少到0.2 ml，变化量为0.4 ml，则H2的变化量为1.2 ml，v(H2)＝1.2 ml÷2 L÷10 min＝0.06 ml/(L·min)。平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，图线d符合题意。
答案：(1)①< 向左 ②> (2)①D ②0.06 ml/(L·min) D
19． 解析：(1)固体不能出现在平衡常数表达式中，故该反应平衡常数表达式K＝eq \f(c8（CO2）,c7（O2）)。
(2)分析图1可知，在t2时，平衡正向移动，c(CO2)逐渐增大，c(O2)逐渐减小，说明不是压强的变化对平衡造成的影响，故反应进行至t2时，曲线发生变化的原因是对平衡体系降温，平衡正向移动；由图2可知，t2到t3时，化学反应速率加快，但平衡不发生移动，所以应该是加入了催化剂。
(3)①根据反应方程式可知该反应是熵值减小的反应，且该反应能自发进行，说明该反应的正反应一定是放热反应。温度升高时，平衡逆向移动，平衡常数K值减小，A正确；温度升高，化学反应速率加快，B错误；随着反应的不断进行，c(CH3OH)不断增大，达到平衡后，再升高温度时，平衡逆向移动，c(CH3OH)又不断减小，C项正确；随着反应的不断进行，c(H2)不断减小，达到平衡后，再升高温度时，平衡逆向移动，c(H2)又不断增大，D项错误。
② CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
起始/ml 1 3 0 0
转化/ml α 3α α α
平衡/ml 1－α 3－3α α α
容器内的压强与起始压强之比即为平衡时的物质的量与起始物质的量之比，故[(1－α)＋(3－3α)＋α＋α]∶4＝(1－0.5α)∶1。
答案：(1)eq \f(c8（CO2）,c7（O2）)
(2)对平衡体系降温，平衡正向移动，CO2浓度增大，O2浓度减小 b
(3)①AC ②(1－0.5α)∶1
20． 解析：(1)向NH4HS溶液中通入空气，发生氧化还原反应，有S单质生成，故反应为2NH4HS＋O2eq \(=====,\s\up7(一定条件))2NH3·H2O＋2S↓。
(2)反应①是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，将会增加H2的百分含量，同时提高反应速率；增大水蒸气的浓度，会提高反应速率，但H2的百分含量会降低；加入催化剂，不会引起H2百分含量的改变；降低压强，反应速率减小；故a正确。
设CO反应掉n ml。
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
投入量/ml 0.2 0 0.8
变化量/ml n n n
最终量/ml 0.2－n n 0.8＋n
则：0.2－n＋n＋0.8＋n＝1.18 解得：n＝0.18
CO的转化率为eq \f(0.18 ml,0.2 ml)×100%＝90%。
(3)a点时，H2、N2物质的量之比为3∶1，设投入N2和H2的物质的量分别是1 ml、3 ml，平衡时N2反应掉m ml。
N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g)
起始量/ml 1 3 0
变化量/ml m 3m 2m
平衡量/ml 1－m 3－3m 2m
根据题意：eq \f(2m,4－2m)×100%＝42%，解得m≈0.59，所以平衡时N2的体积分数为eq \f(（1－0.59）ml,（4－2×0.59）ml)×100%≈14.5%。
(4)通入原料气，反应开始，氨气的量增加，因为合成氨是一个放热反应，当达到平衡后温度升高，氨气的含量将减小。所以图像为
(5)从流程图看，反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中。提高合成氨原料转化率的方法是分离液氨后将未反应的原料重新送回反应器中循环使用、对原料气加压。
答案：(1)2NH4HS＋O2eq \(=====,\s\up7(一定条件))2NH3·H2O＋2S↓
(2)a 90% (3)14.5%
(4)

(5)Ⅳ 对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用实验
编号
温度
/℃
起始时物质的量/ml
平衡时物质的量/ml
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
X
Y
A
再加入A
B的转化率
B
加入催化剂
A的体积分数
C
充入氦气
A的转化率
D
升高温度
C的体积分数
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
反应时间/min
n(CO)/ml
n(H2O)/ml
n(CO2)/ml
n(H2)/ml
0
1.20
0.60
0
0
t1
0.80
t2
0.20
A
B
C
D
升高温度，平衡常数减小
0～3 s内，反应速率为v(NO2)＝0.2 ml·L－1
t1时仅加入催化剂，平衡正向移动
达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
答案