专题07 化学反应速率与化学平衡(测试)-高考化学二轮复习讲练测（新教材新高考）

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一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1．在体积为2L的恒容绝热密闭容器中投入1mlA和1mlB，发生反应A(s)＋B(g)C(g) ΔH＜0，2min后达到平衡，此时容器内有0.3mlC。下列说法不正确的是( )
A．若容器内混合气体压强不变，则反应达到平衡状态
B．单位时间内n(B)消耗= n(C)生成
生成时，则反应达到平衡状态
C．若开始时在该容器中投入1mlA和2mlB，则平衡时B的转化率小于30%
D．若将容器的体积压缩到原来的一半，正逆反应速率都增大
2．一定条件下，向一带活塞、有钒触媒的密闭容器中充入2mlSO2和1mlO2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝-198.0kJ·ml−1，则下列说法正确的是( )
A．该反应的逆方向低温自发
B．若容器绝热，则化学反应速率会越来越快
C．保持温度不变，达到平衡后，充入2mlN2，SO2的转化率将减小
D．n(SO2)/n(O2)不变，则该可逆反应已达到平衡状态
3．我国科技工作者研究利用(氢型分子筛)为载体，以CO2和氢气为原料合成绿色燃料甲醚。一定条件下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H1=-123.8kJ·ml-1。下列叙述正确的是( )
A．恒容时，升高温度，CO2的平衡转化率增大
B．恒容恒温时，及时分离出甲醚，平衡右移，反应速率增大
C．恒容恒温时，增大c(CO2)，反应物转化率均增大
D．是该反应的催化剂，可加快反应速率
4．(2024·河北石家庄高三第二次调研)下列实验设计或实验现象描述正确的是( )
A．水溶液中，K2Cr2O7存在以下平衡：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，加入2～3滴NaOH溶液，溶液橙色加深
B．探究温度对反应速率的影响：在两支试管中分别混合等体积、同浓度的Na2S2O3溶液和稀硫酸，一支放在热水中，另一支放在冰水中，观察出现浑浊的先后
C．[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-=[CuCl4]2-(黄色)+4H2O △H>0，升高温度，溶液变成黄绿色
D．向平衡体系FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅
5．(2024·江苏淮安5校高三联考)液氨是一种很好的溶剂，液氨可以微弱的电离产生NH2-和NH4+。NH3中的一个H原子若被-NH2取代可形成N2H4(联氨)，若被-OH取代可形成 NH2OH(羟胺)。在有NH4+存在时，Cu(OH)2能溶于氨水形成[Cu(NH3)4]2+。NH3经过一定的转化可以形成 N2、NO、NO2、N2O4(无色)、HNO3等。对于反应2NO2(g)N2O4(g)，下列说法正确的是( )
A．该反应的H>0 S<0
B．该反应的平衡常数表达式为
C．升高温度， 该反应的 (正)增大， (逆)减小
D．将容器体积压缩为原来一半，气体颜色比压缩前深
6．碳热还原法制备氮化铝的反应式为：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．从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
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．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
D．已知该反应在高温下自发，则随着温度升高，反应物Al2O3的平衡转化率将增大
7．，H2O2分解反应的方程式为，H2O2分解反应的浓度与时间曲线如图所示，，当观察的时间间隔无限小，平均速率的极值即为化学反应在t时的瞬时速率，即，A点切线的斜率为，表示在第20min，当H2O2浓度为时，瞬时速率为(斜率、速率均取绝对值)，则下列说法正确的是( )
A．反应到A、B、C三点时的瞬时速率
B．由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关
C．某点切线的斜率越大，瞬时反应速率越快
D．没有催化剂，H2O2就不会发生分解反应
8．一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，达到平衡，下列说法不正确的是( )
A．该反应的正反应为放热反应
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c (H2 )大于容器Ⅲ中c (H2 )的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大
9．化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以来广受关注，氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)粉末置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
下列说法正确的是( )
A．该反应的△H＜0，该反应在较低温度下能自发进行
B．25℃时平衡常数的值K≈1.6×10-8
C．当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移动
10．在3个容积均为2.0L的恒容密闭容器中，反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g) ΔH＞0 ，分别在一定温度下达到平衡，下列说法正确的是( )
A．当温度为T1时，该反应的化学平衡常数值为0.1
B．达到平衡时，容器II中H2O的转化率比容器I中的小
C．若5min后容器I中达到平衡，则H2O的平衡浓度为1.0 ml/L
D．达到平衡时，容器III中 CO的转化率小于66.6%
11．温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 ml PCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表所示：
下列说法正确的是
A．反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.003 2 ml·L−1·s−1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)=0.11 ml·L−1，则反应的ΔH<0
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 ml PCl5、0.20 ml PCl3和0.20 ml Cl2，反应达到平衡前v正>v逆
D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 ml PCl3和2.0 ml Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
12．已知反应：CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝eq \f(nCl2,nCH2==CHCH3)向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是( )
A．图甲中w2＞1
B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数
C．温度为T1、w＝2时，Cl2的转化率为50%
D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大
13．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，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0.2 ml/L，某时刻NO的浓度为0.4 ml/L，则N2的瞬时生成速率为0.24 ml/L
14．含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。我国学者在容积不变的刚性容器中按投料比=1发生反应2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g) △H2=-664.1kJ/ml，不同催化剂条件下，反应相同时间测得NO转化率与温度的关系如图所示。且研究表明该反应v=kcm(H2)c2(NO)，其中k为速率常数。下列说法错误的是( )
A．当使用催化剂乙时，温度高于350℃NO转换率下降是由于反应放热，达到平衡后，升高温度使平衡逆向移动
B．使用催化剂甲比使用催化剂乙正反应的活化能更低
C．对于反应2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)，其他条件不变，加压使平衡正向移动
D．T1℃的初始速率为V0，当H2转化率为60%时，反应速率为0.064V0，由此可知m=1
15．(2024·江苏南京六校联合体高三联考)中国科学家在淀粉人工光合成方面取得重大突破性进展，该实验方法首先将CO2催化还原为CH3OH。已知CO2催化加氢的主要反应有：
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ•ml-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•ml-1
其他条件不变，在相同时间内温度对CO2催化加氢的影响如图。下列说法不正确的是( )
已知：CH3OH的选择性=×100%
A．增大有利于提高CO2的平衡转化率
B．使用催化剂，能降低反应的活化能，增大活化分子百分数
C．其他条件不变，增大压强，有利于反应向生成CH3OH的方向进行
D．220～240℃，升高温度，对反应②速率的影响比对反应①的小
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16．(10分)某兴趣小组同学探究KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4 )溶液反应速率的影响因素。将的KMnO4酸性溶液与0.40ml·L-1草酸溶液按如下比例混合。
【设计实验】
(1)补全KMnO4酸性溶液与草酸溶液反应的离子方程式：_______。
2MnO4-+5H2C2O4+__________=2 Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)实验①和②的目的是_______。
【进行实验】
小组同学进行实验①和②，发现紫色并未直接褪去，而是分成两个阶段：
Ⅰ．紫色溶液变为青色溶液；Ⅱ．青色溶液逐渐褪至无色溶液。
【查阅资料】
a．KMnO4酸性溶液与草酸溶液的反应主要包含如下几个过程：
反应ⅰ．MnO4-+2H2C2O4+4H+=Mn3+(无色)+4CO2↑+4H2O
反应ⅱ．Mn3++2H2C2O4=[Mn(C2O4)2]- (青绿色)+ 4H+
反应ⅲ。2Mn3++H2C2O4=2 Mn2+(无色)+2CO2↑+ 2H+
b．[Mn(C2O4)2]-的氧化性较弱，在本实验条件下不能氧化H2C2O4。
c．MnO42-呈绿色，在酸性条件下不稳定，迅速分解为MnO4-和MnO2。
【继续探究】
进一步实验证明溶液中含有[Mn(C2O4)2]-，实验①反应过程中MnO4-和[Mn(C2O4)2]-的浓度随时间的变化如下图。
【解释与反思】
(3)本实验中，化学反应速率：反应ⅱ_______反应ⅲ(填“＞”、“=”或“＜”)。
(4)小组同学认为反应ⅱ的离子方程式应该改为：Mn3++2H2C2O4[Mn(C2O4)2]-+4H+，结合实验现象，说明其理由_______。
17．(15分)(2023·黑龙江省齐齐哈尔市普高十校高三联考)合成氨技术的发展开辟了人工固氮的重要途径，解决了亿万人口的生存问题。
(1)可用作合成氨的催化剂有很多，如Os、Fe、Pt、Mn、C等金属及相应的合金或化合物。该反应在LaCSi催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下：
注：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字单位：eV)，TS表示过渡态，*表示吸附态。
①写出N2参与化学吸附的反应方程式：_______。
②以上历程须克服的最大能垒为_______eV。
(2)某合成氨速率方程为v=kcα(N2)cβ(H2)cγ(NH3)。
①根据表中数据，_______。
②在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为_______(填字母)。
a.有利于平衡正向移动 b.防止催化剂中毒 c.提高正反应速率
(3)在一定条件下，向某反应容器中投入5 mlN2，15 mlH2在不同温度下反应，平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图所示。
温度T1、T2、T3中，由低到高为_______，M点N2的转化率为_______。
②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为，、分别为正反应和逆反应的速率常数；、、代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数)；a为常数，工业上以铁触媒为催化剂时，a=0.5。温度为时，由M点计算_______(计算结果保留一位小数)。
18．(15分)(2023·山东省泰安市高三统考期末)丙烯是重要的有机化工原料，工业上丙烷脱氢可制丙烯：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)。回答下列问题：
(1)已知部分共价键键能见下表：
请写出丙烷脱氢制丙烯的热化学方程式_______，该反应自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)T1K时，总压恒定为0.1MPa，起始时向恒温密闭容器中充入0.75 ml C3H8(g)发生反应。
①下列情况能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．n(C3H8)= n(H2) B．体系温度不变 C．体系压强不变 D．气体密度不变
②达到平衡时，混合气体中C3H8的物质的量分数为50％，则对应温度下该反应的压强平衡常数KP=_______MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，某气体分压=总压×某气体物质的量分数)。
(3)温度为T1时，总压恒定为100kPa，在密闭容器中充入C3H8和稀有气体(稀有气体不参与反应)的混合气体，C3H8的平衡转化率与充入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图a虚线所示。
①请分析稀有气体的作用并解释曲线变化的原因：_______。
②催化剂可提高生产效率，通入气体中C3H8的物质的量分数为0.4并加入固体催化剂时，对应C3H8的平衡转化率应为_______(填“X”“Y”或“Z”)点。
(4)已知丙烷脱氢制丙烯工艺生产中常将稀有气体改为CO2气体。600℃，将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的CO、C3H6和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图b，改为CO2气体的好处是_______。
19．(15分))研究氮、碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。回答下列问题：
(1)已知氢气还原氮气合成氨低温下自发发生。若将2.0 ml N2和6.0mlH2通入体积为1L的密闭容器中，分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(H2)的变化，曲线B表示T1温度下n(NH3)的变化，T2温度下反应到a点恰好达到平衡。
①温度T1______(填“>”“<”或“=”下同) T2。T1温度下恰好平衡时，曲线B上的点为b(m，n)，则m______12，n_____2；
②T2温度下，若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%，则此时v(正)________(填“>”“<”或“=”)v(逆)。
(2)以焦炭为原料，在高温下与水蒸气反应可制得水煤气，涉及反应如下：
I．C(s)＋H2O(g) CO(g)+ H2(g) ΔH1＝+131.3kJ·ml−1 K1
II．C(s)＋2H2O(g) CO2(g)+ 2H2(g) ΔH1＝+90.3kJ·ml−1 K2
III．CO(g)+ H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝-41.0kJ·ml−1 K3
三个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示，则表示K1、K3的曲线依次是_______、_______。
(3) CO2在Cu-ZnO催化下，同时发生以下反应，是解决能源短缺的重要手段。
I．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＜0
II．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＞0
在容积不变的密闭容器中，保持温度不变，充入一定量的CO2和H2，起始及达平衡时，容器内各气体的物质的量及总压强如下表所示：
若容器内反应I、II均达到平衡时，，反应①的平衡常数KP=______(kPa)-2。(用含p的式子表示，分压=总压×气体物质的量分数)
容器
温度/K
物质的起始浓度
物质的平衡浓度
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强()
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度()
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
容器
温度
(T1＞T2)
起始时物质的量/ml
平衡时物质的量/ml
n(H2O)
n(C)
n(CO)
n(H2)
n(CO)
I
T1
0.6
1.2
0
0
0.2
II
T1
1.2
1.2
0
0
x
III
T2
0
0
0.6
0.6
y
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/ml
0
0.16
0.19
0.20
0.20
序号
V(KMnO4酸性溶液)/mL
V(草酸溶液)/mL
V(H2O)/mL
反应温度/
①
2.0
2.0
0
20
②
2.0
1.0
1.0
20
实验
1
m
n
p
q
2
2m
n
p
2q
3
m
n
0.1p
10q
4
m
2n
p
2.828q
共价键
H-H
C-C
C=C
C-H
键能(kJ•ml-1)
436
347
614
413
CO2
H2
CH3OH
CO
H2O
总压强/kPa
起始/ml
0.5
0.9
0
0
0
平衡/ml
0.3