高考化学二轮复习专项分层特训练24含答案

这是一份高考化学二轮复习专项分层特训练24含答案，共9页。试卷主要包含了[2022·山东滕州月考]，[2022·山东青岛期末]，[2022·山东临沂二模]等内容，欢迎下载使用。

A.该反应的ΔH<0，ΔS<0
B.反应的平衡常数可表示为K＝ eq \f(c2（NO）·c（O2）,c2（NO2）)
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变
D.其他条件相同，增大 eq \f(n（O2）,n（NO）) ，NO的转化率下降
2.[2022·北京丰台区期末]某温度下，在密闭容器中进行反应：H2（g）＋CO2（g）⇌H2O（g）＋CO（g） ΔH>0，
已知H2（g）和CO2（g）的初始浓度均为0.01 ml·L－1，测得H2的平衡转化率为60%，下列说法不正确的是 （ ）
A.CO2的平衡转化率为60%
B.升高温度平衡常数K增大
C.该温度下反应的平衡常数K＝2.25
D.若初始H2（g）、CO2（g）、H2O（g）、CO（g）浓度均为0.01 ml·L－1，则反应逆向进行
3.[2022·广东汕头期末]2021年为我国实现碳达峰、碳中和关键的一年，这一年里CO2综合利用的技术不断发展创新。某实验小组研究CO2和CH4反应得到合成气的反应，反应的原理为CO2（g）＋CH4（g）⇌2CO（g）＋2H2（g）。向容积为1 L的密闭容器中充入1 ml CH4和1 ml CO2，反应过程中CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A.该反应的ΔH<0
B.压强：p2>p1
C.1 100 ℃时，该反应的平衡常数为12.96
D.反应达到平衡后向容器内再充入1 ml CH4和1 ml CO2，此时CO2的平衡转化率会增大
4.[2022·山东滕州月考]（双选）在200 ℃时，向5 L带气压计的恒容密闭容器中通入2 ml CO2和2 ml CH4，发生反应CO2（g）＋CH4（g）⇌2CO（g）＋2H2（g），测得初始压强为p0 kPa，反应过程中容器内总压强（p）随时间（t）变化（反应达到平衡时的温度与起始温度相同）如图所示。下列说法错误的是 （ ）
A.该反应为吸热反应
B.0～4 min内，反应的平均反应速率v（CO2）＝0.1 ml·L－1·min－1
C.用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝0.01 p eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) kPa2
D.该反应在建立平衡过程中气体的物质的量先减小后增大
5.[2022·山西联考]煤燃烧排放的烟气中含有SO2，SO2易形成酸雨，污染大气。采用NaClO2溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硫，发生反应：ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) （aq）＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) （aq）⇌2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) （aq）＋Cl－（aq） ΔH。在不同温度下，测得反应中SO2的压强变化如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.ΔH<0
B.该反应的平衡常数表达式为
K＝ eq \f(c2（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）·c（Cl－）,c（ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ）·c2（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）)
C.减小压强，有利于该反应朝正反应方向进行
D.平衡常数：K（a）>K（b）>K（c）
6.[2022·山东青岛期末]（双选）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g）在相同时间内测得不同温度下NO转化率如图中实线所示（虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法正确的是 （ ）
A.平衡常数：KMB.M点条件下，反应恰好达平衡
C.N点条件下，增加O2浓度能提高NO转化率
D.若P点条件下，O2起始浓度为a ml·L－1，则其平衡常数K> eq \f(1,a)
7.[2022·山东德州二模]在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2（g）＋2NO（g）⇌2H2O（g）＋N2（g），
N2的瞬时生成速率v＝k·cm（H2）c2（NO）。控制NO起始浓度为0.5 ml·L－1，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是 （ ）
A.由题可知，该反应的速率常数k为15
B.随着H2起始浓度增大，该反应平衡常数增大
C.达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，则NO转化率减小
D.H2起始浓度为0.2 ml·L－1，某时刻NO的浓度为0.4 ml·L－1，则N2的瞬时生成速率为0.24 ml·L－1
8.[2022·江苏四市一模]甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）ΔH＝247.1 kJ·ml－1
反应Ⅱ：CO2（g）＋H2（g）===CO（g）＋H2O（g）ΔH
反应Ⅲ：CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）ΔH＝205.9 kJ·ml－1
常压下，将原料气CH4和CO2以一定流速[气体摩尔流量qn（CH4）＝qn（CO2）＝100 kml·h－1]通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水的摩尔流量随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.反应Ⅱ的ΔS<0
B.图中曲线A表示CO2的转化率随温度的变化
C.温度在873～1 200 K间，反应Ⅲ的进行程度大于反应Ⅱ
D.其他条件不变，随着 eq \f(qn（CH4）,qn（CO2）) 的比值增加，CO2的平衡转化率降低
9.[2022·山东临沂二模]（双选）在2 L恒容密闭容器中，充入2.0 ml NO和2.0 ml SO2，在一定条件下发生反应2NO（g）＋2SO2（g）⇌N2（g）＋2SO3（g），测得平衡体系中NO、SO3的物质的量分数（x）与温度的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.T1时，当v正（SO2）＝2v逆（N2）时反应达到平衡状态
C.T2时，若反应经t s达到平衡，则v（N2）＝ eq \f(2,3t) ml·L－1·s－1
D.b点时，往容器中再充入NO、SO2、N2、SO3各1.0 ml，再次平衡时x（N2）增大
练24 化学平衡常数 化学反应进行的方向
1．答案：A
解析：A项，根据题给信息ΔH<0可知，该反应为放热反应，同时该反应为气体化学计量数减小的反应，故ΔS<0，正确；B项，该反应的平衡常数为K＝ eq \f(c2（NO2）,c2（NO）·c（O2）) ，错误；C项，催化剂不能改变焓变，错误；D项，若n（NO）不变，增大n（O2），即 eq \f(n（O2）,n（NO）) 增大，此时平衡正向移动，NO转化率增大，错误。
2．答案：D
解析：根据题目已知信息，列三段式：
H2（g）＋CO2（g）⇌H2O（g）＋CO（g）
起始浓度/（ml·L－1） 0.01 0.01 0 0
转化浓度/（ml·L－1） 0.006 0.006 0.006 0.006
平衡浓度/（ml·L－1） 0.004 0.004 0.006 0.006
因此，二氧化碳的平衡转化率为60%，A正确；此反应的正反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，平衡常数K增大，B正确；依据选项A中的三段式可知，该温度下平衡常数K＝ eq \f(c（H2O）·c（CO）,c（CO2）·c（H2）) ＝ eq \f(0.006×0.006,0.004×0.004) ＝2.25，C正确；若初始H2（g）、CO2（g）、H2O（g）、CO（g）浓度均为0.01 ml·L－1，则此时浓度商Qc＝ eq \f(0.01×0.01,0.01×0.01) ＝13．答案：C
解析：由题图可知，当压强相同时，温度升高，CO2的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，故该反应的ΔH>0，A错误；由题图可知，当温度相同时，p2压强下CO2的平衡转化率更大，结合化学方程式CO2（g）＋CH4（g）⇌2CO（g）＋2H2（g）可知，该反应的正反应为气体总分子数增大的反应，增大压强，化学平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，故压强：p2 CO2（g） ＋ CH4（g）⇌2CO（g）＋2H2（g）
起始浓度/（ml·L－1） 1 1 0 0
转化浓度/（ml·L－1） 0.6 0.6 1.2 1.2
平衡浓度/（ml·L－1） 0.4 0.4 1.2 1.2
该反应的平衡常数为K＝ eq \f(c2（CO）·c2（H2）,c（CO2）·c（CH4）) ＝12.96，C正确；反应达到平衡后向容器内再充入1 ml CH4和1 ml CO2，容器容积不变，相当于对体系加压，化学平衡逆向移动，故此时CO2的平衡转化率会减小，D错误。
4．答案：BD
解析：设平衡时CO2反应了x ml，根据题意列三段式如下：
CO2（g）＋CH4（g）⇌2CO（g）＋2H2（g）
起始量/ml 2 2 0 0
变化量/ml x x 2x 2x
平衡量/ml 2－x 2－x 2x 2x
4 min时反应达到平衡，且平衡时温度与起始温度相同，由图可知平衡时总压为1.2p0，则 eq \f(p0,1.2p0) ＝ eq \f(4,4＋2x) ，解得x＝0.4。正反应气体物质的量增多，0～2 min体系总压减小，说明容器内温度降低，该反应为吸热反应，A正确；0～4 min内，反应的平均反应速率v（CO2）＝ eq \f(0.4 ml,5 L×4 min) ＝0.02 ml·L－1·min－1，B错误；平衡时，n（CH4）＝n（CO2）＝1.6 ml，n（CO）＝n（H2）＝0.8 ml，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝ eq \f(（\f(0.8,4.8)×1.2p0）2×（\f(0.8,4.8)×1.2p0）2,\f(1.6,4.8)×1.2p0×\f(1.6,4.8)×1.2p0) ＝0.01p eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) kPa2，C正确；该反应是气体物质的量增大的反应，反应在建立平衡过程中气体的物质的量持续增大，D错误。
5．答案：C
解析：SO2的平衡分压的负对数随温度的升高而减小，说明温度越高，SO2的平衡分压越大，即SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的浓度越大，则升高温度，化学平衡逆向移动，该反应正反应为放热反应，ΔH<0，A正确；根据化学平衡常数的计算公式可知，该反应的化学平衡常数K＝ eq \f(c2（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）·c（Cl－）,c（ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ）·c2（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）) ，B正确；减小压强，SO2在溶液中的溶解度会减小，导致SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 浓度减小，化学平衡逆向移动，因此减小压强不利于该反应朝正反应方向进行，C错误；升高温度，化学平衡逆向移动，化学平衡常数减小，温度：T（a）K（b）>K（c），D正确。
6．答案：CD
解析：据图可知，温度升高，NO的平衡转化率下降，所以正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，平衡常数减小，温度：MKN>KP，A错误；据图可知，M点NO的转化率低于相同温度下的平衡转化率，所以M点不是平衡点，B错误；N点反应达到平衡，增加O2浓度平衡正向移动，NO的转化率增大，C正确；设P点起始NO的浓度为b ml·L－1，平衡时NO的转化率为50%，则平衡时NO的浓度为0.5b ml·L－1，O2的浓度为（a－0.25b）ml·L－1，NO2的浓度为0.5b ml·L－1，所以平衡常数K＝ eq \f(（0.5b）2,（0.5b）2（a－0.25b）) ＝ eq \f(1,a－0.25b) > eq \f(1,a) ，D正确。
7．答案：A
解析：NO起始浓度为0.5 ml·L－1，由图像可知，N2的瞬时生成速率与H2起始浓度呈线性关系，则m＝1，将数据（0.2，0.75）代入v＝k·c（H2）c2（NO），该反应的速率常数k＝ eq \f(v,c（H2）c2（NO）) ＝ eq \f(0.75,0.2×0.52) ＝15，A项正确；同一反应，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B项错误；化学平衡状态的判断、达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，新平衡与原平衡相比，相当于加压，平衡正向移动，则NO转化率增大，C项错误；由2H2（g）＋2NO（g）⇌2H2O（g）＋N2（g）可知，NO起始浓度为0.5 ml·L－1，某时刻NO的浓度为0.4 ml·L－1，变化量为0.1 ml·L－1，则此时H2的浓度为0.2 ml·L－1－0.1 ml·L－1＝0.1 ml·L－1，N2的瞬时生成速率v＝15c（H2）c2（NO）＝15×0.1×0.42 ml·L－1·s－1＝0.24 ml·L－1·s－1，单位错误，D项错误。
8．答案：B
解析：根据盖斯定律，反应Ⅱ＝反应Ⅰ－反应Ⅲ，则CO2（g）＋H2（g）===CO（g）＋H2O（g） ΔH＝247.1 kJ·ml－1－205.9 kJ·ml－1＝41.2 kJ·ml－1，反应Ⅱ的ΔH>0，反应能自发进行，则ΔS>0，A错误；两种原料气的流速相同，若只发生反应Ⅰ，则在相同条件下两种反应物的转化率必然相同，由图知温度低于1 200 K时，曲线A的转化率大于曲线B的转化率，温度低于873 K时，水的摩尔流量随温度升高而增大，反应Ⅰ消耗甲烷和二氧化碳生成CO和H2，反应Ⅱ消耗CO2和H2生成CO和H2O（g），反应Ⅲ消耗甲烷和水蒸气生成CO和H2，说明水蒸气的生成量大于消耗量，则CO2的消耗量大于CH4，CO2的转化率大于CH4，所以曲线A表示CO2的转化率随温度的变化，B正确；由图中信息可知，在873～1 200 K间升高温度，CO2的转化率始终大于CH4，C错误；其他条件不变， eq \f(qn（CH4）,qn（CO2）) 的比值增加相当于增大甲烷的浓度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，D错误。
9．答案：BD
解析：升高温度，平衡时，NO的物质的量分数增大，说明升高温度平衡逆向移动，正反应放热，该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能，故A错误；同一反应各物质的速率之比等于其化学计量数之比，反应达到平衡状态，正逆反应速率相等，T1时当v正（SO2）＝2v逆（N2）时反应达到平衡状态，故B正确；T2时，反应达到平衡，SO3的物质的量分数为40%，设N2的转化量为x ml，列三段式：
2NO（g）＋2SO2（g）⇌N2（g）＋2SO3（g）
起始量/ml 2 2 0 0
转化量/ml 2x 2x x 2x
平衡量/ml 2－2x 2－2x x 2x
eq \f(2x,2－2x＋2－2x＋x＋2x) ＝0.4，解得x＝ eq \f(2,3) ，若反应经t s达到平衡，则v（N2）＝ eq \f(\f(2,3) ml,2 L×t s) ＝ eq \f(1,3t) ml·L－1·s－1，故C错误；b点时，x（NO）＝x（SO3），列三段式：
2NO（g）＋2SO2（g）⇌N2（g）＋2SO3（g）
起始量/ml 2 2 0 0
转化量/ml 2y 2y y 2y
平衡量/ml 2－2y 2－2y y 2y
2－2y＝2y，解得y＝0.5，K＝ eq \f(\f(0.5,2)×（\f(1,2)）2,（\f(1,2)）2×（\f(1,2)）2) ＝1，往容器中再充入NO、SO2、N2、SO3各1.0 ml，Q＝ eq \f(\f(1.5,2)×（\f(2,2)）2,（\f(2,2)）2×（\f(2,2)）2) ＝0.75