2021届高考化学一轮复习过关训练：化学反应速率和化学平衡

 2021届高考一轮复习化学化学反应速率和化学平衡 一、选择题1．I－可以作为水溶液中的SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下：ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2Oⅱ.I2＋2H2O＋SO2===SO＋4H＋＋2I－为探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置，观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中) 序号ⅠⅡⅢⅣ试剂组成0.4 mol·L－1KIa mol·L－1KI、0．2 mol·L－1H2SO40.2 mol·L－1H2SO40.2 mol·L－1KI、0.000 2 molI2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊溶液变黄，出现浑浊较Ⅰ快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较Ⅰ快下列说法不正确的是   (　　)A．水溶液中SO2歧化反应的化学方程式为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓B．Ⅱ是Ⅰ的对比实验，则a＝0.4C．比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，可得出的结论是：I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快SO2歧化反应的速率D．实验表明，SO2歧化反应的速率Ⅳ>Ⅰ，原因是反应ⅰ比反应ⅱ快；Ⅳ中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快2．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的恒容密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)⇌2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法：①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1③2 s时物质A的转化率为70%④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1其中正确的是(　　)A．①③  B．①④C．②③  D．③④3．在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，发生：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH。测得CO的转化率随温度的变化及不同压强下CO的变化、p2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如图表所示。下列说法正确的是(　　)A．0～3 min，平均速率v(CH3OH)＝0.8 mol·L－1·min－1B．p1<p2，ΔH>0C．在p2及195 ℃时，该反应的平衡常数为25D．在B点时，v正>v逆4．在反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7 g N2放出166 kJ的热量，该反应的速率表达式为v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测)，其反应包含两步：①2NO＋H2===N2＋H2O2(慢)；②H2O2＋H2===2H2O(快)。T ℃时测得有关实验数据如下表：序号Ⅰ0.006 00.001 01.8×10－4Ⅱ0.006 00.002 03.6×10－4Ⅲ0.001 00.006 03.0×10－5Ⅳ0.002 00.006 01.2×10－4下列说法错误的是(　　)A．该反应的速率表达式为v＝5 000·c2(NO)·c(H2)B．整个反应的反应速率由第①步反应决定C．正反应的活化能：①<②D．该反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－664 kJ·mol－15．在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是(　　)A.v(A)=0.5 mol/(L· s) B.v(B)=0.3 mol/(L· s)C.v(C)=0.8 mol/(L· s) D.v(D)=1 mol/(L· s)6．KClO3和KHSO3可发生下列反应：ClO＋HSO―→SO＋Cl－＋H＋(未配平)，已知酸性越强，该反应的反应速率越快。如图为反应速率v(ClO)随时间(t)的变化曲线。下列有关说法不正确的是(　　)A．KClO3和KHSO3发生反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3B．反应开始阶段速率逐渐增大可能是c(H＋)逐渐增大导致的C．反应后期速率逐渐减小的主要原因是c(ClO)、c(HSO)降低D．纵坐标为v(HSO)时的v­t曲线与上图曲线完全吻合7．一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。根据题意完成下列各题：（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝_______________，升高温度，K值_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_________。（3）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是_______：a．氢气的浓度减少         b．正反应速率加快，逆反应速率也加快c．甲醇的物质的量增加     d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：_______________________（用化学方程式表示）。8．碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中,CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　)。A.在不同时刻都存在关系:3v(N2)=v(CO)B.c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率C.根据a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率D.维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量进行反应,曲线甲将转变为曲线乙9．1100 ℃时,向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数为(　　)。A. B. C. D.10．在t ℃时,向a L密闭容器中加入1.6 mol HI(g),发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH>0,H2的物质的量随时间的变化曲线如图所示,下列有关说法中正确的是(　　)。A.平衡时,I2蒸气的体积分数为25%B.若在1.5 min时降低温度,则反应将向左进行C.平衡后若升高温度,v正增大,v逆减小D.平衡后向容器中加入一定量的H2后,平衡向左移动,H2的体积分数减小11．一定温度下,反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)。A.①②　　　B.②④　　　C.③④　　　D.①④12．下列说法中不正确的是(　　)。A.活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应B.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数,从而使有效碰撞次数增多C.有气体参加的化学反应,若增大压强(缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大D.催化剂能增大活化分子百分数,从而增大化学反应速率二、非选择题13．氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。(1)污水生物脱氮过程中,在异养微生物催化下,硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)已知反应2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的ΔH=-163 kJ·mol-1,1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945 kJ、498 kJ的能量,则1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为　　　　 kJ。 (3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下:反应时间/min0102030405060708090100c(N2O)/mol·L-10.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.010①在0~20 min时段,反应速率v(N2O)为　　　　 mol·L-1·min-1。 ②若N2O起始浓度c0为0.150 mol·L-1,则反应至30 min时N2O的转化率α=　　　　。比较不同起始浓度时N2O的分解速率:v(c0=0.150 mol·L-1)　　　　v(c0=0.100 mol·L-1)(填“>”“=”或“<”)。 ③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1　　　　T2(填“>”“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为p0,反应至t1 min时,体系压强p=　　　　(用p0表示)。 (4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:第一步　I2(g) 2I(g)(快反应)第二步　I(g)+N2O(g) N2(g)+IO(g)(慢反应)第三步　IO(g)+N2O(g) N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)实验表明,含碘时N2O分解速率方程为v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是　　　　(填标号)。 A.N2O分解反应中,k(含碘)>k(无碘)B.第一步对总反应速率起决定作用C.第二步活化能比第三步大D.I2浓度与N2O分解速率无关14．含氮化合物的种类非常丰富,请回答下列问题:(1)已知:2NO2(g)N2O4(g) 　ΔH1=-55.3 kJ·mol-1N2O5(g)2NO2(g)+O2(g) 　ΔH2=+53.1 kJ·mol-1则2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) 　ΔH=　　　　　　。 (2)T1温度时在容积为2 L的恒容密闭容器中充入4 mol NO和2 mol O2发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0,4 min时达到平衡,此时O2转化率为80%。①0~4 min内该反应的平均反应速率v(NO2)=　　　　　　　　　　　; ②T1温度时该反应的化学平衡常数K=　　　　　　　; ③若不改变外界条件,向平衡后的容器中再通入1 mol NO2(g),重新达到平衡后,NO2(g)在体系中的百分含量　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)工业合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。对于该反应,既可以提高平衡体系中NH3的百分含量,又能加快反应速率的措施是　　　　(填序号)。 a.升高温度b.将平衡体系中的氨气分离出来c.增大体系压强d.加入合适的催化剂(4)如图所示,T1温度时,NO和O2的投料比与平衡时NO2的体积分数的关系(不考虑NO2与N2O4之间的相互转化)。横坐标代表NO和O2的投料比,纵坐标代表平衡时NO2体积分数,计算最高点(2,0.85)时NO的平衡体积分数为　　　　　　。  参考答案  一、选择题 1．D解析：D　[根据题中催化过程，可得水溶液中SO2歧化反应的化学方程式为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓，A项正确；Ⅱ是Ⅰ的对比实验，采用控制变量法，Ⅱ比Ⅰ多加了0.2 mol·L－1H2SO4，Ⅰ与Ⅱ中KI浓度应相等，则a＝0.4，B项正确；对比Ⅰ与Ⅱ，加入H＋可以加快SO2歧化反应的速率，对比Ⅱ与Ⅲ，H＋单独存在时不能催化SO2的歧化反应，I－是SO2歧化反应的催化剂，C项正确；Ⅳ中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较Ⅰ快”，说明SO2歧化反应速率Ⅳ>Ⅰ，对比Ⅳ和Ⅰ，Ⅳ中加入的KI的浓度小且加入了I2，反应ⅰ消耗H＋和I－，反应ⅱ消耗I2，由此说明反应ⅱ比反应ⅰ快，反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快，D项错误。]2．B解析：B　[用物质C表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1，①正确；用物质B表示的反应的平均速率为0.15 mol·L－1·s－1，②错误；2 s时生成的C为1.2 mol，反应的A为1.2 mol，则物质A的转化率为×100%＝30%，③错误；2 s时物质B的浓度为(2－0.6)mol/2 L＝0.7 mol·L－1，④正确。]3．C4．C解析：C　解析：本题考查化学反应速率的表达式及相关计算。将实验Ⅰ、Ⅱ数据代入速率表达式可得1.8×10－4＝k·0.006 0m·0.001 0n，3.6×10－4＝k·0.006 0m·0.002 0n，综合两式可得n＝1；将实验Ⅲ、Ⅳ数据代入速率表达式可得3.0×10－5＝k·0.001 0m·0.006 0n,1.2×10－4＝k·0.002 0m·0.006 0n，综合两式可得m＝2，则速率表达式为v＝k·c2(NO)·c(H2)，将实验Ⅰ数据代入可得1.8×10－4＝k·0.006 02×0.001 0，则有k＝5 000，故该反应速率表达式为v＝5 000·c2(NO)·c(H2)，A正确。第①步反应是慢反应，正反应的活化能较大；第②步反应是快反应，正反应的活化能较小，故整个反应速率由第①步反应决定，且正反应的活化能：①>②，则B正确，C错误。生成7 g N2(即0.25 mol)放出166 kJ的热量，则生成1 mol N2(g)放出的热量为664 kJ，据此写出该反应的热化学方程式，D正确。5．B6．D解析：　D解析　配平后的离子方程式为ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋，A正确；题干信息提示“酸性越强，该反应的反应速率越快”，B正确；随着反应物浓度的逐渐降低，反应速率也逐渐降低，C正确；v(ClO)∶v(HSO)＝1∶3，D错误。7．C解析：（1）K＝c(CH3OH)/［c(CO)·c2(H2)］    减小    （2）2nB/3tB　mol·(L·min)－1    （3）bc    （4）Cu2O+CO2Cu+CO2    【解析】（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝c(CH3OH)/［c(CO)·c2(H2)］。从图像可知，温度高时平衡体系中甲醇含量减少，可以推出CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应放热，因此温度升高后，K值减小。（2）从图像可以看出在500℃tB时刻达到平衡，此时甲醇物质的量为nB,反应消耗氢气物质的量为2nB，可求出氢气的平均反应速率为2nB/3tBmol·(L·min)－1。（3）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，加压时，反应物和生产物浓度均增大，正、逆反应速率都加快，由勒夏特列原理可知，加压时平衡右移。a．氢气的浓度增大，a错误；b．正反应速率加快，逆反应速率也加快，b正确；c．平衡向右移动，甲醇的物质的量增加，c正确；d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小，d错误。有关该体系的说法正确的是bc：（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，一氧化碳与氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳，根据平衡移动原理可知，少量二氧化碳的存在可以抑制该化学平衡向正向移动，用化学方程式表示为：Cu2O+CO2Cu+CO2。8．D解析：D【解析】维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量进行反应,平衡逆向移动,达到的新平衡状态与原平衡状态不同,D项错误。9．B解析：B【解析】根据三段式:3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)开始(mol·L-1) 1.5 　0转化(mol·L-1) 1.2 　0.4平衡(mol·L-1) 0.3 　0.4则该反应的平衡常数K===。10．A解析：A【解析】该反应的反应前后气体体积不变,由图可知,平衡时n(H2)=0.4 mol,则有n(I2)=0.4 mol,故I2蒸气的体积分数为×100%=25%,A项正确;1.5 min时反应未达到平衡状态,降低温度,反应速率减慢,但反应仍向右进行,直至平衡,B项错误;平衡后若升高温度,v正、v逆均增大,但v正增大的程度大于v逆,平衡向右移动,C项错误;平衡后加入H2,平衡向左移动,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡后,c(H2)仍比原来大,则新平衡后H2的体积分数增大,D项错误。11．D解析：D【解析】因反应容器保持恒压,所以容器容积在反应达平衡前随反应进行而不断变化,结合ρ气=可知,气体密度不再变化,说明容器容积不再变化,即气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,①符合题意;无论是否平衡,反应的ΔH都不变,②不符合题意;反应开始时,加入1 mol N2O4,随着反应的进行,N2O4的浓度逐渐减小,故v正(N2O4)逐渐减小,直至达到平衡,③不符合题意;N2O4的转化率不再变化,说明N2O4的浓度不再变化,反应达到平衡状态,④符合题意。12．C解析：C【解析】活化分子采取合适的碰撞取向才能发生化学反应,A项正确;反应物浓度增大,可增大单位体积内活化分子数,有效碰撞次数增多,B项正确;有气体参加的化学反应,增大压强(缩小反应容器的体积),可增大单位体积内活化分子数,活化分子百分数不变,C项不正确;催化剂能降低反应的活化能,增大活化分子百分数,从而增大化学反应速率,D项正确。二、非选择题 13．(1)NH4NO3 N2O↑+2H2O　(2)1 112.5(3)①1.0×10-3　②20.0%　=　③>　1.25p0　(4)AC14．　(每空2分)(1)-4.4 kJ·mol-1(2)①0.4 mol·L-1·min-1　②80　③变大　(3)c　(4)10%