（江西专用）2022届高三化学二轮复习专项检测题7 化学反应速率和化学平衡

化学反应速率和化学平衡(45分钟　100分)一、选择题(本题包括6小题,每小题6分,共36分)1.(2022·天津西青区质检)一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(s)　ΔH>0,若0～15s内c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1,则下列说法正确的是　(　　)A.0～15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需的反应时间小于10sC.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快2.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志的是　(　　)①C的生成速率与C的分解速率相等;②单位时间内有amolA生成的同时生成3amolB;③A、B、C的浓度不再变化;④容积不变的密闭容器中混合气体的总压强不再变化;⑤混合气体的物质的量不再变化;⑥单位时间消耗amolA,同时生成3amolB;⑦A、B、C的分子数目之比为1∶3∶2。A.②⑤B.①③C.②⑦D.⑤⑥3.(2022·天津红桥区模拟)在一个2L的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)　ΔH>0,其中SO2的变化如下图所示。下列判断正确的是(　　)A.用O2表示0～8min内该反应的平均速率为0.025mol·L-1·min-1B.升高温度,达到新平衡时的化学平衡常数比原平衡的小C.容器内压强保持不变时反应处于平衡状态D.第12min时,容器压缩到1L,则SO3的变化曲线为a4.(2022·安徽高考)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)ΔH>0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,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(　　)选项xy-7-\nA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率5.(2022·黄山二模)已知:图一表示的是可逆反应CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)　ΔH>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法正确的是(　　)A.图一的t2时刻和图二的t1时刻改变的条件都有可能是升高了温度或增大了压强B.若图二t1时改变的条件是增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小C.图一表示在新条件下达到平衡时,v'(正)>v'(逆),图二表示在新条件下达到平衡时,v'(正)<v'(逆)D.其他条件不变,分别使用不同催化剂,上述反应的平衡常数均不变6.(2022·天津和平区三模)已知可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJ·mo1-1。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是　(　　)二、非选择题(本题包括4小题,共64分)7.(20分)(1)碳元素的单质及其化合物与人类的生产、生活、科研息息相关。工业上利用水煤气合成甲醇的主要反应可表示为H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH=-45.4kJ·mol-1。向容积为1L的密闭容器中加入0.10molH2和0.05molCO,在一定温度下发生上述反应,10min后反应达到平衡状态,测得放出热量3.632kJ。①该温度条件下,上述反应的化学平衡常数K=　。-7-\n②若容器容积不变,下列措施可增加CH3OH产率的是　　　　(填写序号)。A.升高温度B.将CH3OH(g)从体系中分离C.充入He,使体系总压强增大D.再充入0.10molH2和0.05molCO③反应达到平衡后,保持其他条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡将　　　　(选填“逆向”“正向”或“不”)移动,化学平衡常数K　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)CO和H2与我们的生产和生活等方面密切相关。一定条件下,在容积为3L的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),达平衡状态。根据图示回答:①500℃时,从反应开始至达到平衡状态v(H2)=　　　　(用nB、tB表示)。②KA和KB的关系是KA　　　　KB,该反应的ΔH　　　　0(选填“>”“=”或“<”)。③300℃达平衡时,将容器容积压缩到原来的,其他条件不变,则v(正)　　　　v(逆)(选填“大于”“等于”或“小于”)。8.(11分)已知反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　ΔH=akJ·mol-1,平衡常数为K。测得在不同温度下,K值如下:温度/℃500700900K1.001.472.40(1)若500℃时进行反应,CO2的起始浓度为2mol·L-1,CO的平衡浓度为　　　　。(2)该反应为　　　　(选填“吸热”或“放热”)反应。(3)700℃时反应达到平衡状态,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有　　　　(填序号)。A.缩小反应器体积　　　　　B.通入CO2C.升高温度到900℃　　　　D.使用合适的催化剂E.增加Fe的量(4)下列图像符合该反应的是　　　　(填序号)(图中v为速率,φ为混合物中CO含量,T为温度且T1>T2)。-7-\n9.(16分)研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。工业制硫酸的过程中存在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。T0℃时,将2molSO2和1.5molO2充入2L密闭容器中发生上述反应,容器中SO2的物质的量随温度变化的曲线如图所示。(1)图中a点的正反应速率　　　　(填“>”“<”或“=”)逆反应速率。(2)下列条件可以证明上述反应已经达到化学平衡状态的是　　　　(填写序号)。a.单位时间内消耗1molO2,同时生成2molSO3b.容器内SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2c.容器内压强保持不变d.混合气体的平均相对分子质量保持不变(3)T1℃时,上述反应的化学平衡常数K=　　　　。10.(17分)(2022·新课标全国卷Ⅱ)在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应:A(g)B(g)+C(g)　ΔH=+85.1kJ·mol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题:(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为　　　　　　　　　　　　　　。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为　　　　　　　　　　。平衡时A的转化率为　　　　　,列式并计算反应的平衡常数K　　　　　　　　　　　　　　。(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总=　　　　　　mol,n(A)=　　　　　　　mol。②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:a=　　　　。反应时间t/h04816c(A)/(mol·L-1)0.10a0.0260.0065分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律,得出的结论是　　　　　　　　　　,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为　　　　mol·L-1。-7-\n答案解析1.【解析】选D。I2为固态,故不能用它表示化学反应速率,A错误;v(HI)==0.002mol·L-1·s-1,若反应仍以该速率进行,则t==10s,但随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,所用时间应大于10s,B错误;升高温度,正、逆反应速率均加快,C错误;减小反应体系的体积,从而增大了压强,化学反应速率将加快,D正确。2.【解析】选C。①表示正、逆反应速率相等,说明达到平衡状态;②都描述逆反应速率,不一定达平衡;③各成分浓度不变,是平衡标志;④中总压强不变,意味着气体的总物质的量不变,由于此反应是物质的量减小的反应,标志着各成分的物质的量不变,是平衡的标志;⑤原理同④;⑥表示正、逆反应速率相等,是平衡的标志;⑦中不能说明各成分量不再变化,不是平衡标志。3.【解析】选C。本题考查化学平衡(反应速率、平衡常数、平衡移动、平衡标志、图像分析等)。据图可知v(SO3)=(0.6-0.2)/(2×8)=0.025mol·L-1·min-1,V(O2)=V(SO3),因此A项错误;升温,平衡正向移动,平衡常数增大,B项错误;该反应是气体体积可变的反应,容器内压强不变,则平衡建立,C项正确;12min时压缩容器,平衡逆向移动,但此时刻SO3的物质的量不变,因此是曲线c,D错误。4.【解题指南】解答本题时应注意该反应的特点:正反应为气体体积增大的吸热反应,且有固体参加与生成。【解析】选A。该反应为正反应气体体积增大的吸热反应。升高温度,平衡正向移动,气体的质量增加,而容积不变,所以密度增大,A正确;增加CO的量,平衡正向移动,但压强增大,CO的转化率会减小,故CO2与CO的物质的量之比会减小,B错误;平衡常数只与温度有关,C错误;因MgSO4为固体,增加其量,对平衡没有影响,CO的转化率不变,D错误。5.【解析】选D。本题考查化学平衡和化学反应速率的影响因素、平衡常数、图像分析等。根据图一可知,t2改变条件,v(正)、v(逆)均增大,且v'(正)>v'(逆),平衡正向移动,结合反应可知改变的条件是升温或加压,重新达平衡时v'(正)=v'(逆),根据图二可知改变条件的瞬间反应物、生成物浓度均增大,然后平衡正向移动,因此结合反应可知改变的条件是加压,混合气的平均相对分子质量增大,若升温,则平衡逆向移动,重新达平衡时v'(正)=v'(逆),A、B、C错误,温度不变,平衡常数不变,D正确。6.【解析】选D。升高温度,反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,平衡时NO的含量小,且达到平衡时需要的时间短,A正确;增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时NO的含量小,且达到平衡时需要的时间短,B正确;有无催化剂只影响达到平衡的时间,不影响平衡移动,C正确;升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡时NO的含量小,且达到平衡时需要的时间短,D错误。【解题技巧】解答图像时需要两“会”(1)会识图:一看面、二看线、三看点(弄清纵、横坐标的意义;看清曲线的变化趋势;弄清起点、拐点、终点的意义)。(2)会分析:分析图像中隐含的信息,找出数据之间的关联点。将其加工成化学语言,同时联系化学概念、化学原理,从而快速解决问题。7.【解析】(1)①测得放出热量3.632kJ,则参加反应的H2为0.08mol,故平衡时的浓度H2为0.02mol·L-1,CO为0.01mol·L-1,CH3OH为0.04mol·L-1,则K==100。②平衡正向移动可增加CH3OH产率。-7-\n③只把容器的体积缩小一半,即增大了容器内的压强,平衡正向移动,但温度不变,故平衡常数不变。(2)①根据反应速率的含义结合图像可以得出v(H2)=。②升高温度,甲醇的物质的量减少,平衡向逆反应方向移动,所以KA>KB,该反应的ΔH<0。③减小体积增大压强,导致平衡向正反应方向移动即正反应速率大于逆反应速率。答案:(1)①100　②B、D　③正向　不变(2)①　②>　<　③大于8.【解析】依据反应,可写出该反应的化学平衡常数表达式K=c(CO)/c(CO2),从表中数据观察到:K值随温度升高而增大,说明正反应为吸热反应。在500℃时,假设CO2转化了xmol·L-1,达到平衡状态时,有下式成立:K=c(CO)/c(CO2)=x/(2-x)=1.00,解得x=1,即平衡时CO的浓度为1mol·L-1。(3)中,700℃时反应达到平衡,要使该平衡向右移动,可以升高体系温度、增大反应物浓度(通入CO2),注意不要错选选项E,因为反应物Fe是固体,改变固体或纯液体的量对平衡无影响。(4)中,图像A是温度改变对反应速率的影响,由于该反应的正反应是吸热反应,所以升高温度,正逆反应速率均增大,但正反应速率增大的幅度大,故A正确。图像B是温度改变对混合物中CO含量的影响,温度较低时反应不进行,随着温度升高混合物中CO的含量逐渐增大,不会减小,故B错误。图像C中T1>T2,温度升高平衡向右移动,则CO的含量高,故C错误。答案:(1)1mol·L-1　(2)吸热　(3)B、C　(4)A9.【解析】(1)根据图像知,a点反应向正反应方向进行,所以正反应速率大于逆反应速率。(2)当化学反应达到平衡状态时,同一物质的正逆反应速率相等,各物质的百分含量不变,由此引起的一些物理量不变。a.无论反应是否达到平衡状态,单位时间内消耗1molO2,同时生成2molSO3,所以不能判断反应达到平衡状态,故错误。b.容器内各物质的浓度之比与反应物的物质的量和转化率有关,所以不能判断反应是否达到平衡状态,故错误。c.此反应是反应前后气体分子数不相等的反应,反应达到平衡状态时,各物质的含量不变,所以容器内压强保持不变,所以能判断反应达到平衡状态,故正确。d.反应达到平衡状态时,各物质的含量不变,混合气体的平均相对分子质量保持不变,所以能判断反应达到平衡状态,故正确。(3)T1℃时,c(SO2)=0.5mol·L-1,c(O2)=0.5mol·L-1,c(SO3)=0.5mol·L-1,K==2答案:(1)>　(2)c、d　(3)210.【解析】(1)由于该反应的正反应为一个气体体积增加的吸热反应,要提高A的平衡转化率,就应使平衡正向移动,所以应采取的措施为升高温度,降低压强。(2)设到达平衡时A减少了xmol,　　　　　A(g)　　　B(g)+　　C(g)起始量0.10mol00变化量xmolxmolxmol平衡量(0.10-x)molxmolxmol根据阿伏加德罗定律可得:0.10/(0.10-x+x+x)=p0/p,求得A的转化率表达式为α(A)=x/0.10×-7-\n100%=(p/p0-1)×100%,将题目中数据p0=4.91,p=9.53代入表达式求得平衡时A的转化率为94.1%。x=0.0941,该反应的平衡常数为K=c(B)·c(C)/c(A)=0.0941×0.0941/(0.10-0.0941)=1.5;(3)①由以上三段式知平衡时n(总)=(0.10+x)mol,n(A)=(0.10-x)mol,将(2)问中的x代入即可得到n(总)=0.10×p/p0mol,n(A)=0.10×(2-p/p0)mol;②由表中数据可以看出规律为平衡前每间隔4小时,A浓度约变为原来的一半,故可知a=0.051,反应在12h时A的浓度为0.013mol·L-1。答案:(1)升高温度、降低压强　(2)(-1)×100%　94.1%A(g)　　　　B(g)+　　　　　　C(g)0.10mol000.10mol×(1-94.1%)0.10mol×94.1%0.10mol×94.1%K==1.5;(3)①0.10×　0.10×(2-)　②0.051　达到平衡前每间隔4h,c(A)减少约一半　0.013-7-