新高考化学二轮复习学案第3部分 考前特训 特色练10　化学反应速率与化学平衡（含解析）

特色练10　化学反应速率与化学平衡

1．25 ℃时，向恒容容器中加入A发生反应：①2A(g)===4B(g)＋C(g)，②2B(g)D(g)。反应体系中A、B、C的分压随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．容器内压强保持不变，表明反应达到平衡状态

B．t1时刻A物质反应完全

C．25 ℃时，反应②的压强平衡常数Kp＝ kPa－1

D．当C、D的分压相等时，反应②中B的转化率为20%

答案　D

解析　由题图可知，反应①不是可逆反应，能够进行完全，假如向容器中加入2 mol A相当于加入4 mol B和1 mol C,4 mol B再发生反应②生成D，反应②为可逆反应，根据图中t1时刻B、C压强不再改变，说明达到平衡状态，据此列出三段式计算解答。反应②为可逆反应，反应前后气体的物质的量改变，容器中的压强是变量，若容器内压强保持不变，表明反应达到平衡状态，故A正确；由图像可知，t1时刻A物质分压为0，说明A反应完全，故B正确；设起始加入2 mol A，发生反应①生成4 mol B和1 mol C，再设4 mol B发生反应②生成D的物质的量为x mol，列出三段式：

　　　　　2B(g)D(g)

起始/mol  4       0

转化/mol  2x      x

平衡/mol  4－2x   x

平衡时，容器中含有气体的总物质的量为[(4－2x)＋x＋1] mol＝(5－x) mol，根据压强之比等于物质的量之比，平衡时容器中气体总压强为×40 kPa，此时B的分压为××40 kPa＝16 kPa，解得x＝1.6，平衡时总压强为×40 kPa＝68 kPa；B气体的分压为16 kPa，D气体的分压为×68 kPa＝32 kPa，则平衡常数Kp＝＝＝kPa－1，故C正确；结合C选项分析，当C、D的分压相等时，C、D的物质的量相等，均为1 mol，则转化的B的物质的量为2 mol，B的转化率为×100%＝50%，故D错误。

2．一定条件下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3的投料比充入某刚性密闭容器中，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ· mol－1，测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．0～5 min，共放出19.8 kJ的热量

B．CO2和H2的转化率相等时，反应达到平衡

C．9 min时，改变的外界条件可能是降温

D．平衡常数Kb一定大于Ka

答案　C

解析　不确定容器的体积，不能确定反应的二氧化碳的物质的量，不能计算反应放出的热量，A错误；反应中CO2和H2按化学方程式中化学计量数之比投料，则两者的转化率一直相等，不能用来判断反应是否达到平衡，B错误；反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，二氧化碳的浓度减小，符合图像，C正确；平衡常数只受温度的影响，不确定由a→b温度是否一定改变，故不能判断两者K值的大小，D错误。

3．物质X能发生如下反应：①X→mY；②X→nZ(m、n均为正整数)。恒容体系中X、Y、Z的浓度(c)随时间(t)的变化曲线如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．m＝n＝1

B．t1时，c(X)＝c(Y)

C．反应的活化能：①<②

D．t2时，X的消耗速率等于Z的生成速率

答案　D

解析　由图可知，最终X的浓度变为0，全部反应，反应生成Y、Z的浓度之和等于X的起始浓度，则反应均为气体分子数不变的反应，故m＝n＝1，A正确；由图可知，t1时，X、Y的浓度曲线相交，c(X)＝c(Y)，B正确；两个反应同时发生，反应结束时Y含量更高，反应速率更快，说明反应①活化能较低，故活化能：①<②，C正确；t2时，反应②中X的消耗速率等于Z的生成速率，而X还要发生反应①，故X的消耗速率大于Z的生成速率，D错误。

4．一定温度下向容器中加入A发生反应如下：①A→B，②A→C，③BC。反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．反应①的活化能大于反应②

B．该温度下，反应③的平衡常数大于1

C．t1时，B的消耗速率大于生成速率

D．t2时，c(C)＝c0－c(B)

答案　A

解析　由图可知，0～t1时间段生成物中B多C少，说明反应①容易发生，活化能较反应②的低，故A错误；反应③的平衡常数K＝，由图知，平衡时，C的浓度大于B的浓度，故K>1，故B正确；t1时，B在减少，C在增加，则B的消耗速率大于生成速率，故C正确；由A→B，A→C可知其转化均为1∶1，t2时，体系中没有A剩余，故c(C)＋c(B)＝c(A)起始＝c0，则c(C)＝c0－c(B)，故D正确。

5．室温下，某溶液初始时仅溶有P和Q且浓度相等，同时发生以下两个反应：①P＋Q===X＋Z；②P＋Q===Y＋Z，反应①的速率可表示为v1＝k1c2(P)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(P)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分Q、X的浓度随时间变化情况如图所示(溶液体积变化忽略不计)。

下列说法不正确的是(　　)

A．反应①的活化能比反应②的活化能大

B．0～20 min内，Z的平均反应速率为6.0×10－3 mol·L－1·min－1

C．反应30 min时，v1∶v2＝2∶3

D．45 min时Y的浓度为0.24 mol·L－1

答案　B

解析　根据X的生成量可计算出反应①和反应②中的其他几个物质的相关变化量。从图中可以看出P、Q的初始量均为0.6 mol·L－1，据此分析。v1＝k1c2(P)＝，v2＝k2c2(P)＝，则＝＝为定值，20 min时，由图可知，Δc(X)＝0.12 mol·L－1，Δc(Q)＝0.3 mol·L－1＝Δc(X)＋Δc(Y)，则Δc(Y)＝(0.3－0.12) mol·L－1＝0.18 mol·L－1，即＝＝，相同条件下反应①的速率小于反应②，所以反应①的活化能大于反应②，故A说法正确；0～20 min内，Z的变化量与Q的变化量相同，所以Δc(Z)＝Δc(Q)＝0.3 mol·L－1，Z的平均反应速率为＝＝0.015 mol·L－1·min－1，故B说法错误；＝＝始终为定值，即＝，故C说法正确；45 min时，Q的浓度为0.2 mol·L－1，Δc(Q)＝Δc(X)＋Δc(Y)＝(0.6－0.2) mol·L－1＝0.4 mol·L－1，根据＝＝，可得Y的浓度为0.24 mol·L－1，故D说法正确。

6．NO和O2混合后可发生反应：①2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)、②2NO2(g)N2O4(g)，反应体系中含氮物质的物质的量浓度(c)随着时间(t)的变化曲线如图。下列说法正确的是(　　)

A．c为c(NO2)随t的变化曲线

B．t1时，c(NO)＝c(N2O4)

C．t2时，c(NO)＋c(NO2)＋c(N2O4)＝c0

D．t3后，NO2的消耗速率等于其生成速率

答案　D

解析　由题干信息可知，NO和O2混合后可发生反应：①2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)、②2NO2(g)N2O4(g)，则随着反应的进行，NO2的浓度先增大后减小，最后达到平衡保持不变，故a为c(NO)、b为c(NO2)、c为c(N2O4)随t的变化曲线，A错误；由以上分析可知，t1时，c(NO)＝c(NO2)，B错误；若容器的体积保持不变，则根据N原子守恒可知，t2时有c(NO)＋c(NO2)＋2c(N2O4)＝c0，C错误；由图像可知，t3后，NO2、N2O4的浓度不再发生改变说明反应达到平衡状态，故有NO2的消耗速率等于其生成速率，D正确。