2021年高考化学三轮冲刺《化学反应速率和化学平衡》练习三（含答案）

这是一份2021年高考化学三轮冲刺《化学反应速率和化学平衡》练习三（含答案），共10页。试卷主要包含了20 ml X和0，2 ml,下列说法正确的是，4 kJ· ml－1，7%等内容，欢迎下载使用。

以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g)＋6H2(g)eq \(,\s\up7(催化剂))CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) ΔH<0。
某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为1：3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．a点的平衡常数小于b点
B．b点，v正(CO2)=v逆(H2O)
C．a点，H2和H2O物质的量相等
D．其他条件恒定，充入更多H2，v(CO2)不变
一定条件下，在恒容密闭容器中进行反应：CaSO4(s)＋4C(s)CaS(s)＋4CO(g) ΔH>0，达到平衡之后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
800 ℃时，在容积为2 L的密闭容器中，充入0.20 ml X(g)和0.10 ml的Y2(g)的混合气，发生反应2X(g)＋Y2(g)2XY(g)，n(X)随时间变化如表：
下列说法正确的是( )
A．达到平衡后，升高温度，K减小，则该反应的ΔH>0
B．前2 s内的平均反应速率v(Y2)=0.015 ml·L－1·s－1
C．该温度下，该反应的平衡常数K=eq \f(4 900,27)
D．其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.06 ml X、0.03 ml Y2和0.14 ml XY，
则Y2的转化率减小
一定条件下向某密闭容器中加入0.3mlA、0.1mlC和一定量的B三种气体，图1表示各物质浓度随时间的变化，图2表示速率随时间的变化。t2、t3、t4、t5时刻后各改变一种条件，且改变条件均不同。若t4时刻改变条件是压强，则下列说法错误的是 （ ）
A．若t1=15s，则前15s的平均反应速率v(C)=0.004ml·L-1·s-1
B．该反应的化学方程式为：3A(g) B(g)+2C(g)
C．t2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D．B的起始物质的量为0.04ml
可逆反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器容积,平衡向右移动
B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大
D.降低温度,Y的转化率增大
在不同温度下,向容积为V L的密闭容器中加入0.5 ml NO和0.5 ml活性炭,发生反应:
2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) ΔH<0,达到平衡时的数据如下:
下列有关说法正确的是( )
A.由上述信息可推知:T1>T2
B.T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,c(N2)∶c(NO)增大
C.T1℃时,若开始时反应物的用量均减少一半,平衡后NO的转化率增大
D.T1℃时,该反应的平衡常数K=
下列关于化学反应速率的说法中,正确的是( )
①用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
④汽车尾气中的NO与CO反应转化为无害的N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
⑤增大压强,一定能加快化学反应速率
⑥用锌与稀硫酸反应制H2时,滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率
⑦使用催化剂,使反应的活化能降低,反应速率加快
⑧光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
⑨增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率
A.①②⑤⑨ B.④⑥⑦⑧ C.④⑥⑦⑨ D.③④⑥⑦
一定温度下,在一个容积为2 L的密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min达到平衡状态,此时B反应了1.2 ml,下列说法正确的是( )
A.充入N2(不参与反应)使压强增大可加快反应速率
B.A的平均反应速率为0.4 ml·L-1·min-1
C.平衡状态时,B、C的反应速率相等
D.C的平均反应速率为0.2 ml·L-1·min-1
下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是( )
A．Na与水反应时增大水的用量
B．将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应制取H2
C．在H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强
D．恒温、恒容条件下，在工业合成氨反应中，增加氮气的量
下列事实能说明影响化学反应速率的决定因素是反应物本身性质的是（ ）
A．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
B．Cu能与浓硝酸反应，而不能与浓盐酸反应
C．N2与O2在常温常压下不能反应，放电时可反应
D．向H2O2溶液中，分别滴加5滴等浓度的FeCl3溶液或CuSO4溶液，前者产生气泡快
相同温度下，有相同容积的甲、乙两容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列叙述中不正确的是( )
A．化学反应速率：乙＞甲
B．平衡后N2的浓度：乙＞甲
C．H2的转化率：乙＞甲
D．平衡混合气中H2的体积分数：乙＞甲
在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1 ml N2和3 ml H2，发生反应：N2＋3H22NH3。经过一段时间后，测得容器内压强是起始的0.9倍，在此时间内，H2平均反应速率为0.1 ml/(L·min)，则所经过的时间为( )
A．2 min B．3 min C．4 min D．5 min
合成氨所需H2取自CH4，CH4和O2作用成CO2、H2（反应①），然而CH4和O2反应还能生成CO2、H2O（反应②），当有水生成时，H2O和CH4反应（反应③）。下表 为三个反应在不同温度下的平衡常数K。
（1）反应①的平衡常数K①的表达式为_______________。
（2）反应①②③的平衡常数K①、K②、K③之间的关系为K②=_____________（用含K①、 K③的式子表示）。反应①②③的反应焓变：ΔH①、ΔH②、ΔH③之间的关系为ΔH①= _____________（用含ΔH②、ΔH③的式子表示）。
（3）恒温条件下，反应③的能量与反应进程关系应对应下图中的_____________，反应② 的能量与反应进程关系应对应下图中的_____________。
（4）为使反应尽可能按生成H2的方向进行，若只考虑反应③，且不降低反应速率，可采 取__________措施；若只考虑反应①②，除采取控温措施外，还可采取_____________（写出两条措施即可）。
（5）250℃时，以镍合金为催化剂，发生CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)，向40L 的密闭容器中通入6mlCO2(g)和6mlCH4(g)，平衡时测得体系中CH4的体积分数 为10%，则混合气体的密度为______g/L，CO2的转化率为__________（保留三位有效数字）。
有人利用炭还原法处理氮氧化物,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,在T1℃时,不同时间测得各物质的浓度如下表所示:
(1)10~20 min内,N2的平均反应速率v(N2)= 。
(2)30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母序号)。
A.通入一定量的NO
B.加入一定量的活性炭
C.加入合适的催化剂
D.适当缩小容器的容积
(3)40 min后的反应速率 (填“一定”或“不一定”)比20~30 min内的反应速率快。
砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（1）画出砷的原子结构示意图____________。
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是___________________。
（3）已知：As(s)+ SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+ SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+ SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________。
（4）298 K时，将20 mL 3x ml·L−1 Na3AsO3、20 mL 3x ml·L−1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应： SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT (aq)+I2(aq)+2OH−(aq) SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT (aq)+2I−(aq)+ H2O(l)。溶液中c( SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT )与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I−)=2v( SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT )
c．c( SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT )/c( SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT )不再变化
d．c(I−)=y ml·L−1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。
工业生产硝酸铵的流程如下图所示：
请回答下列问题：
(1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=－92.4 kJ· ml－1。
①在500 ℃、2.02×107 Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1 ml N2和3 ml H2，充分反应后，放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4 kJ。
②为提高H2的转化率，实际生产中宜采取的措施有________(填字母)。
A．降低温度
B．最适合催化剂活性的适当高温
C．适当增大压强
D．减小压强
E．循环利用和不断补充氮气
F．及时移出氨
(2)该流程中铂—铑合金网上的氧化还原反应为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。
①已知铂—铑合金网未预热也会发热，则随着温度升高，该反应的化学平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是 。
②若其他条件不变，则下列图像正确的是________(填字母)。
\s 0 答案详解
答案为：C；
解析：升温，平衡左移，CO2、H2的体积分数增大，而CH3CH2OH、H2O的体积分数减小。
A项，Ka应大于Kb；
B项，b点CO2、H2O的物质的量相等，平衡时v正(CO2)=eq \f(2,3)v逆(H2O)；
C项，正确；
D项，充入H2，v(CO2)增大。
答案为：D；
解析：该反应只有CO是气体，正反应是吸热反应；从图象看，改变条件x，纵坐标y代表的物理量逐渐减小。升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数K增大，A项错误；增加CO量，CO浓度增大，平衡向左移动，但是气体相对分子质量不变，B项错误；炭是固体，增加炭的量不会使平衡移动，C项错误；降低温度，平衡向逆反应方向移动，n(CaS)逐渐减小，D项正确。
答案为：B；
解析：A项，升高温度，K减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，错误；
B项，前2 s内v(Y2)=eq \f(0.20 ml－0.08 ml,2 L×2 s×2)=0.015 ml·L－1·s－1，正确；
C项，
2X(g)＋Y2(g)2XY(g)
初始浓度(ml·L－1) 0.10 0.05 0
变化浓度(ml·L－1) 0.07 0.035 0.07
平衡浓度(ml·L－1) 0.03 0.015 0.07
K=eq \f(0.072,0.032×0.015)=eq \f(9 800,27)，错误；
D项，再充入0.06 ml X、0.03 ml Y2和0.14 ml XY，则充入各物质的量与平衡时各物质的量相等，相当于将容器体积缩小一半，平衡向右移动，可判断出Y的转化率增大，错误。
答案为：C；
解析：A.若t1=15s，生成物C在t0～t1时间段的平均反应速率v==ml/(L∙s)=0.004ml/(L∙s)，A正确；
B.反应中A的浓度变化为0.15ml/L-0.06ml/L=0.09ml/L，C的浓度变化为0.11ml/L-0.05ml/L=0.06ml/L，反应中A与C的计量数之比为0.09：0.06=3：2，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有：3A（g）B（g）+2C（g），B正确；
C. t2、t3、t5时刻改变的条件分别是增大反应物浓度、加入催化剂、升高温度，C错误；
D.根据方程式可知消耗0.09ml/L的A，则生成0.03ml/L的B，容器的体积为=2L，生成B的物质的量为0.03ml/L×2L=0.06ml，平衡时B的物质的量为0.05ml/L×2L=0.1ml，所以起始时B的物质的量为0.1ml-0.06ml=0.04ml，D正确。答案选C。
答案为：D；
解析：因为反应前后气体体积不变,所以减小容器容积(即加压)平衡不移动,A项错误;加入催化剂,只改变反应速率,不改变平衡状态,Z的产率不变,B项错误;增大c(X),根据勒夏特列原理可知,平衡移动只能减弱c(X)增大,不会改变c(X)增大的事实,可知X的转化率减小,C项错误;正反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大,D项正确。
答案为：D；
解析：由表中数据可知,T1℃时达到平衡n(C)=0.35ml,T2℃时达到平衡n(C)=0.375ml,由于反应2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)的ΔH<0,则有T1 答案为：B；
解析：铁片遇98%的浓硫酸发生钝化,不能得到H2,①错误;升高温度,化学反应速率加快,②错误;决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,③错误;NO和CO都是气体,减小压强反应速率减慢,④正确;对于没有气体参与的反应,压强的改变不会影响化学反应速率,⑤错误;加入硫酸铜能够形成锌铜原电池,加快反应速率,⑥正确;使用催化剂能降低反应的活化能,使活化分子百分数增大,反应速率加快,⑦正确;氢气与氯气在光照条件下反应生成氯化氢,⑧正确;固体和纯液体用量的增加,不会影响化学反应速率,⑨错误。
答案为：D；
解析：容器容积不变,充入氮气对反应物和生成物浓度没有影响,化学反应速率不变,故A项错误;不能用单位时间内固体的量的变化表示化学反应速率,故B项错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以2v(B)=3v(C),故C项错误;v(C)=v(B)==0.2ml·L-1·min-1,故D项正确。
答案为：D；
解析：水为纯液体，增大水的用量，浓度不变，反应速率不变，A选项错误；将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应，生成的是二氧化硫气体，不是氢气，B选项错误；反应在溶液中进行，没有气体生成，增大压强，反应速率基本不变，C选项错误；恒温、恒容条件下，在工业合成氨反应中，增加氮气的量，反应物浓度增大，则反应速率增大，D选项正确。
答案为：B；
解析：硝酸的浓度不同，反应速率不同，浓度为外因，故A不符合题意；B．Cu能与浓硝酸反应，而不能与浓盐酸反应，是与硝酸、盐酸的氧化性有关，反应由物质本身的性质决定，故B符合题意；C．常温、常压下及放电均为反应条件，皆为外因，故C不符合题意；D．滴加FeCl3溶液是使用了催化剂，这是外界因素，故D不符合题意。故选B。
答案为：D；
解析：容器中发生的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。相同容积的容器中充入不同量的反应物，乙容器中压强大，化学反应速率：乙＞甲，A正确；根据勒夏特列原理可知，平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器，但会小于甲容器中N2浓度的2倍，B正确；乙容器中压强较大，平衡向正反应方向移动，所以H2的转化率：乙＞甲，C正确；平衡混合气中H2的体积分数：乙＜甲，D错误。
答案为：B；
解析：设参加反应的N2的物质的量为x，根据化学方程式：
根据阿伏加德罗定律的推论：物质的量之比等于压强之比，列式可得：eq \f(4 ml,4 ml－2x)=eq \f(1,0.9)，解得：x=0.2 ml。参加反应的H2的物质的量：n(H2)=3x=0.6 ml，可得H2的浓度变化为0.3 ml/L，由v(H2)=eq \f(Δc,Δt)=0.1 ml/(L·min)，故可得反应时间为3 min。
答案为：
K①2/K③ (△H②＋△H③)/2 D B 升高温度 CH4和O2投入比为1：1，或使用只催化反应①的催化剂，或者适当减压 9 66.7%
解析：（1）根据化学平衡常数表达式，K①=；
（2）K①=，K②=，K③=，因此K②=K①2/K③；根据目标反应方程式，△H①=(△H②＋△H③)/2；
（3）根据表中数据，随着温度的升高，反应③的化学平衡常数增大，根据勒夏特列原理，反应③的正反应方向为吸热反应，即△H>0，反应物总能量低于生成物总能量，故图D正确；同理反应②正反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，反应②平衡常数大，说明活化能较低，故图B正确；
（4）根据(3)，反应③为吸热反应，反应向正反应方向移动，可以升高温度；反应①②向正反应方向移动，不降低反应速率，可以采取的措施为CH4和O2投入比为1：1，或使用只催化反应①的催化剂，或者适当减压；
（5）令达到平衡消耗CO2的物质的量为xml，CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)
6 6 0 0
x x 2x 2x
6－x 6－x 2x 2x
CH4的体积分数(6－x)/(12＋2x)×100%=10%，解得x=4，组分都是气体，
气体总质量为(6ml×44g·ml－1＋6ml×14g·ml－1)=360g，容器体积为40L，
则气体密度为360g/40L=9g·L－1；CO2的转化率为4ml/6ml×100%=66.7%。
答案为：
(1)0.009 ml·L-1·min-1；
(2)AD；
(3)一定
解析：
(1)10~20min时,N2的平均反应速率为=0.009ml·L-1·min-1;
(2)各物质的浓度均增大到原来的1.2倍,所以采取的措施可以是缩小体积增大压强,
也可以是加入NO增大NO的浓度,因此AD正确。
答案为：
（1）；
（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S
增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率；
（3）2△H1-3△H2-△H3
（4）①ac②大于③小于tm时生成物浓度较低 ④
解析：
（1）砷是33号元素，原子核外K、L、M电子层均已经排满，故其原子结构示意图为。
（2）根据提给信息可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S，As2S3总共升高10价，根据得失电子守恒配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S，再考虑质量守恒，反应前少12个H和6个O，
所以反应原理为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。该反应加压时，能增加反应物O2的浓度，
能够有效提高As2S3的转化速率。
（3）根据盖斯定律，热化学反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)
可以由反应①×2－反应②×3－反应③转化得到，则2△H1-3△H2-△H3。
（4）①a．溶液pH不变时，则c(OH-)也保持不变，反应处于平衡状态；b．
根据速率关系，v（I-）/2=v(AsO33-)，则v(I−)=2v( SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT )始终成立，
v(I−)=2v( SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT )时反应不一定处于平衡状态；c．由于提供的Na3AsO3总量一定，
所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化时，c(AsO43-)与c(AsO33-)也保持不变，反应处于平衡状态；
d．平衡时c(I−)=2c( SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT )=2×y SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT =2y SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT 时，
即c(I-)=y SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT 时反应不是平衡状态。
②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，v正>v逆。
③tm时比tn时AsO43-浓度小，所以逆反应速率：tm④反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3浓度为3x SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ×20/(20+20+20)= x SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，
同理I2浓度为x SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，反应达到平衡时，生成c（AsO43-）为y SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，
则反应生成I-浓度c(I-)=2y SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，消耗AsO33-、I2浓度均为y SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，
平衡时c(AsO33-)为 (x-y) SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，c（I2）为（x-y） SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，
溶液中c(OH-)=1 SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，K=（ml·L－1）－1。
答案为：
(1)①小于 ②CEF
(2)①减小 氨的催化氧化反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K会减小 ②ABC
解析：(1)①合成氨反应属于可逆反应，不可能进行到底，该条件下反应放出的热量小于92.4 kJ。②降低温度平衡正向移动，但反应速率降低，不适宜实际生产；升高温度、减小压强平衡逆向移动；适当增大压强既加快反应速率又使平衡正向移动；循环利用和不断补充氮气既加快反应速率又使平衡正向移动；及时移出氨减小了生成物浓度，使得平衡正向移动。
(2)②因为该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，H2O的含量减少，D错误；压强增大，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，同时压强增大平衡逆向移动，NO的产率减小，NH3的转化率减小，A、C正确；催化剂对平衡没有影响，但能加快反应速率，使达到平衡所需时间缩短，B正确。