新高考化学二轮复习分层练习第13练 化学反应速率与化学平衡的综合考查（2份打包，原卷版+解析版）

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一、考向分析
本专题主要结合实际生产命题,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化学平衡，包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算，同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。考查学生对信息的提取、应用能力。
二、高频考点
（一） 化学反应速率、转化率和平衡常数的计算
1．化学反应速率的计算
(1)公式法：v(B)＝eq \f(ΔcB,Δt)＝eq \f(\f(ΔnB,V),Δt)。
(2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。对于反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，则有eq \f(vA,m)＝eq \f(vB,n)＝eq \f(vC,p)＝eq \f(vD,q)。
2．三段式突破反应速率与平衡的有关计算
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/(ml·L－1) a b 0 0
变化/(ml·L－1) mx nx px qx
平衡/(ml·L－1) a－mx b－nx px qx
(1)反应速率v(A)＝eq \f(mx,Δt)
(2)转化率α(A)＝eq \f(mx,a)×100%
(3)平衡常数K＝eq \f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)
①同一可逆反应中，K正·K逆＝1；
②几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。
(4)分压平衡常数(Kp)的计算(设平衡总压为p0)
N2 ＋ 3H2 2NH3
n(平) a b c
p(分压) eq \f(a,a＋b＋c) p0 eq \f(b,a＋b＋c) p0 eq \f(c,a＋b＋c) p0
Kp＝eq \f(\f(c,a＋b＋c) p02,\f(a,a＋b＋c) p0\f(b,a＋b＋c) p03)。
(5)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。
产率＝eq \f(产物实际质量,理论产量)×100%
(6)混合物中某组分的百分含量＝eq \f(平衡量,平衡总量)×100%
（二）化学反应速率和化学平衡的影响因素
1．特殊条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响
(1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率和平衡移动。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。但仍不影响平衡移动。
(2)对于有固、液参加的反应，改变压强不会影响其反应速率和平衡移动。
(3)使用催化剂，反应速率增大。但催化剂的改变不影响平衡移动。
(4)充入“惰气”对反应速率和平衡的影响
①恒温恒容，充入“惰气”，不改变反应速率和平衡移动。
②恒温恒压，充入“惰气”导致体积增大(相当于压强减小，浓度减小)，故v正、v逆均减小，平衡向气体分子数增多（气体化学计量数增大）的方向移动。
2．突破化学平衡状态的判断标志
(1)等——“正逆相等”(三种表述)。
①同一物质(两种表述)：v正＝v逆、断键数＝成键数。
②不同物质：eq \f(v正X,X的化学计量数)＝eq \f(v逆Y,Y的化学计量数)
(2)定——“变量不变，平衡出现”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态，即“变量”不变可说明达到平衡状态。
(3)依Q(浓度商)与K关系判断：若Q＝K，反应处于平衡状态。
（三） 化学反应速率与化学平衡图像
1．速率——时间图像
反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0
2. 转化率(或含量)——间图像
反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0
(1)图甲表示压强对反应物转化率的影响；
(2)图乙表示温度对反应物转化率的影响；
(3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。
3．恒压(温)线
反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。
4.“五看”分析图像
一看面(明确纵坐标与横坐标的意义)
二看线(看清线的走向和变化趋势 )
三看点(起点、拐点、终点)
四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)
五看量的变化( 如浓度变化、温度变化)
1．（2023·海南海口·统考模拟预测）消除的反应为： 。下列说法正确的是
A．正反应的活化能大于逆反应的活化能
B．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小
C．平衡常数
D．该反应在任何温度下都可自发进行
【答案】D
【详解】A．该反应为放热反应，正反应的活化能小于逆反应的活化能，故A错误；
B．平衡时升高温度，正逆反应速率均加快，故B错误；
C．平衡常数等于生成物浓度的系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积之比；由方程式可知平衡常数，故C错误；
D．反应正向气体分子数增加，△S＞0，且ΔH＜0，故△H-T△S＜0，与温度无关，故反应在任何温度下都可自发进行，故D正确；
故选：D。
2．（2023·河北邯郸·统考三模）在某催化剂作用下，乙炔选择性加成反应C2H2(g)+H2(g)⇌C2H4(g) ΔHv(正)
C．
D．某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而先增大后减小
【答案】B
【详解】A．100℃时前5min平均化学反应速率，A错误；
B．C(g)为生成物，加入C(g)后，逆反应速率增大，平衡逆向移动，达新平衡前v(逆)>v(正)，B正确；
C．如图得出信息，温度越高，C的体积分数越小，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，所以：，C错误；
D．起始浓度A越大，越大，B的转化率越大，所以温度一定时，B的转化率随起始的增大而增大，D错误；
故选B。
13．（2023·湖南长沙·长沙一中校考一模）将amlX、Y混合气体(物质的量之比为1∶1)加入某容积可变的密闭容器中，发生反应：，保持一定温度，改变压强分别达到平衡时，测得不同压强下气体X的物质的量浓度如表所示：
下列说法正确的是
A．保持一定温度，增大压强，平衡正向移动
B．当压强为3×106Pa时，此反应的平衡常数表达式为
C．2×105Pa时X的平衡转化率大于5×105Pa时X的平衡转化率
D．当压强为2×105Pa时，若再向体系中加入bmlY，重新达到平衡时，体系中气体总物质的量为
【答案】D
【分析】保持一定温度、X(g)和Y(g)起始量相同，容积可变，结合表格中数据可知，在1×106Pa之前，增大压强为原来的x倍，X的平衡浓度等于原来X平衡浓度的x倍，则1×106Pa之前增大压强，平衡不移动，m+n=p，且Z一定为气体；3×106Pa是1×106Pa的3倍，但X的平衡浓度的值比0.40的3倍小，说明此时Z为非气态。
【详解】A．根据分析，1×106Pa之前增大压强，平衡不移动，3×106Pa之后增大压强，平衡正向移动，A错误；
B．当压强为3×106Pa时，Z为非气态，故此反应的平衡常数表达式为，B错误；
C．由上述分析可得，2×105Pa时X的平衡转化率与5×105Pa时X的平衡转化率相等，C错误;
D．当压强为2×105Pa时，反应前后气体分子数不变，达到平衡时，体系共有aml气体，再向体系中加入bmlY，重新达到平衡时，体系中气体总物质的量为，D正确;
故选D。
14．（2023·河北石家庄·校联考模拟预测）乙烯可用于制备乙醇： 。向10L某恒容密闭容器中通入2ml (g)和m ml (g)发生上述反应，测得(g)的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A．
B．a、b点对应的平衡常数
C．a点对应的体系中，反应从开始到平衡的2min内，
D．b点对应的体系中，m=1.8
【答案】D
【详解】A．此反应为放热反应，b、c点的投料比相同，温度低，平衡向着正向移动，转化率高。b的转化率高，所以温度低，A错误：
B．此反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数减小，则，B错误；
C．a点时，此时(g)与(g)的物质的量相等，即，据图中信息列三段式：
，容器容积为10L，反应时间是2min，故，C错误；
D．由a、b、c点可知，a、c点对应的平衡常数相等，b、c点对应的体系起始通入的反应物的物质的量相等，将c点对应体系列三段式：
，则，解得m=1.8，b、c点的X投料比相同，所以b点对应体系中，m=1.8，D正确；
故答案选D。
15．（2023·辽宁沈阳·统考二模）在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4mlCO，发生反应。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A．Q点与P点的平衡常数大小为：
B．与浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0～100s内的平均速率为
【答案】A
【分析】由图可知，的转化率在达到平衡时N比M高，又∆HM，故，A正确；
B．与在任何时刻浓度比均为1∶1，B错误；
C．T℃时的平衡转化率为25%，根据平衡三段式可知，此时c(N2)=c(CO2)=ml/L=0.025ml/L，c(N2O)=ml/L=0.075ml/L，c(CO)= ml/L=0.375ml/L，故k=== ，故，C错误；
D．在100s时，曲线N中的转化率为10%，用CO的浓度变化表示曲线N在0～100s内的平均速率为v(CO)==，D错误。
故答案为：A。
16．（2023·上海·统考高考真题）在密闭容器中发生反应：，往密闭容器中以的比例通入两种反应物，其中15 min后A在四温度下的转化率如下表所示，且，则下列说法正确的是
A．该反应是吸热反应
B．T温度时()，A的转化率是70%
C．温度下，在15 min后继续进行反应，A的转化率变大
D．温度反应15 min后，若 ml·L，则温度时的平衡常数是4.5
【答案】D
【详解】A．15 min后A在四温度下的转化率为单位时间内的转化率，该转化率与速率有关，根据表格数据可知，随着温度升高，速率加快，T1、T2温度下15min未达平衡，T3、T4温度下15min时反应已经达到平衡，为平衡转化率，平衡转化率随升高温度而减小，根据勒夏特列原理知该反应为放热反应，A错误；
B．由A中分析和表格数据可知T温度时()，A的转化率大于70%，B错误；
C．由A中分析可知T3温度下15min时已经达到平衡，在15 min后继续进行反应，A的转化率不变，C错误；
D．温度反应15 min后已建立该条件下的平衡，若 ml·L，设A、B的起始浓度分别为2c，c，A的转化率为60%：
，
由题意知c-60%c=0.5，故c=ml/L，故，D正确；
故选D。
17．（2023·湖南·统考高考真题）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．反应速率：
C．点a、b、c对应的平衡常数：
D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则，故A正确；
B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1ml，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率：，故B错误；
C．由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，故C正确；
D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；
答案选B。
18．（2022·天津·统考高考真题）向恒温恒容密闭容器中通入2ml 和1ml ，反应达到平衡后，再通入一定量，达到新平衡时，下列有关判断错误的是
A．的平衡浓度增大B．反应平衡常数增大
C．正向反应速率增大D．的转化总量增大
【答案】B
【详解】A．平衡后，再通入一定量，平衡正向移动，的平衡浓度增大，A正确；
B．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；
C．通入一定量，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；
D．通入一定量，促进二氧化硫的转化，的转化总量增大，D正确；
故选B。
19．（2022·天津·统考高考真题）向恒温恒容密闭容器中通入2 ml 和1 ml ，反应：达到平衡后，再通入一定量，达到新的平衡时，下列有关判断不正确的是
A．的平衡转化率增大B．的平衡浓度增大
C．反应平衡常数不变D．正向反应速率增大
【答案】A
【详解】A．平衡后，再通入一定量，平衡正向移动，但是的平衡转化率减小，A错误；
B．平衡后，再通入一定量，平衡正向移动，的平衡浓度增大，B正确；
C．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，C正确；
D．再通入一定量，反应物浓度增大，正向反应速率增大，D正确；
故选A。
20．（2022·海南·统考高考真题）某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是
A．增大压强，，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的，的平衡转化率增大
【答案】C
【详解】A．该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故v正> v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；
B．催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；
D．恒容下，充入一定量的CH2=CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2=CH2 (g)的平衡转化率减小，D不正确；
综上所述，本题选C。
21．（2022·浙江·统考高考真题）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是
A．实验①，，
B．实验②，时处于平衡状态，
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
【答案】C
【详解】A．实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为2.4010-3ml/L-2.0010-3ml/L=4.0010-4ml/L，v(NH3)==2.0010-5ml/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NH3)=1.0010-5ml/(L·min)，A正确；
B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.0010-4ml/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.0010-4ml/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，氨气浓度减小，因此实验②60min时处于平衡状态，根据等效平衡可以判断x