江苏专用2022高考化学二轮复习下篇专题三微题型十四化学反应速率与化学平衡原理的综合应用

微题型十四化学反应速率与化学平衡原理的综合应用[题型专练]不定项选择1.在一定条件下，取一定量X和Y在恒容密闭容器中发生反应：aX(g)＋bY(g)cM(g)＋dN(g)　ΔH＝QkJ·mol－1，达到平衡时，M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示，下列判断正确的是(　　)A．a＋b>c＋dB．Q<0C．E点X的转化率>F点X的转化率D．E点的平衡常数<F点的平衡常数解析　容器容积不变的情况下，随着温度的升高，M的平衡浓度逐渐增大，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，故Q>0，B项错误。在同温度下，比较两条曲线上某两个点，比如就比较两个曲线的起点，可知当容器容积缩小到原来的三分之一时，M的平衡浓度没有增大到原来的三倍(0.6mol·L－1)，而是0.5mol·L－1，说明平衡逆向移动了，故a＋b<c＋d，A项错误。由E点到F点，温度升高、压强减小，这两个改变条件均有利于平衡正向移动，故E点X的转化率<F点X的转化率，C项错误。对于吸热反应，温度越高，平衡常数越大，所以F点的平衡常数肯定大于E点的平衡常数，D项正确。答案　D2．在体积为1L的恒容密闭容器中进行反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1＜t2)：反应时间/minn(NO)/moln(CO)/moln(N2)/moln(CO2)/mol02100t1－－－0.4t2－0.6－－下列说法正确的是(　　)A．0～t1min内，v(N2)＝mol·L－1·min－1B．若向平衡体系中充入少量O2，平衡不移动C．若升高温度时，NO的转化率减小，则该反应的ΔH＜0D．保持其他条件不变，向平衡体系中再充入0.6molCO和0.6molN2\n，平衡向正反应方向移动解析　A项，0～t1min内，v(CO2)＝mol·L－1·min－1，则v(N2)＝mol·L－1·min－1，正确；B项，O2易与NO发生反应，使NO浓度减小，平衡向左移动，错误；C项，升高温度，NO的转化率减小，平衡向左移动，则正反应放热，正确；D项，由表中数据得，t1min时NO、CO、N2的物质的量分别为1.6mol、0.6mol、0.2mol，而t2min时，CO的物质的量不变，说明在t1min时反应已达平衡，则K＝，再充入0.6molCO和0.6molN2，Qc＝＝K，平衡不移动，错误。答案　AC3．T温度下，向2.0L恒容密闭容器中充入2.0molNO2和1.0molO3，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如下表所示。t/s0361224n(O2)/mol00.360.600.800.80下列有关说法正确的是(　　)A．反应在0～3s内的平均速率v(NO2)＝0.24mol·L－1·s－1B．24s后，若保持其他条件不变，降低温度，达到新平衡时测得c(O2)＝0.44mol·L－1，则反应的ΔH<0C．在T温度下，起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2，反应达到平衡时，压强为起始时的0.88倍D．在T温度下，起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2，达到平衡时，N2O5的转化率大于20%解析　v(NO2)＝2v(O2)＝2×＝0.12mol·L－1·s－1，A错误；24s时，c(O2)＝＝0.40mol·L－1，降低温度，c(O2)增大为0.44mol·L－1，即降低温度，平衡向正反应方向移动，故正反应为放热反应，B正确；C项中投料与题干投料等效，且反应条件也相同，达到平衡时，n(O2)＝n(N2O5)＝0.80mol，n(NO2)＝0.40mol，n(O3)＝0.20mol，故平衡时压强与起始压强比＝＝0.88，C正确；D项投料等于题干条件下投料的2倍，若D项对应容器为4.0L时，与题干平衡是等效平衡，此时N2O5的转化率为20%，现将该容器压缩为2.0L，则平衡右移，即N2O5\n的转化率小于20%，D错误。答案　BC4．一定温度下，4个容积均为1L的容器中，分别进行反应[各容器中的C(s)都为足量]：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131.3kJ·mol－1在某时刻，测得有关物质的浓度(单位：mol·L－1)及正、逆反应速率的关系如下表：容器编号c[H2O(g)]c[CO(g)]c[H2(g)]v(正)、v(逆)关系Ⅰ0.060.600.10v(正)＝v(逆)Ⅱ0.121.200.20？Ⅲ0.160.500？Ⅳ0.120.30？v(正)＝v(逆)下列说法正确的是(　　)A.在容器Ⅲ中，反应达到平衡时吸收的热量为13.13kJB.若将平衡时Ⅰ、Ⅳ中的物质混合于容积为1L的容器中，则反应仍处于平衡状态C.在容器Ⅱ中，v(正)＜v(逆)D.在容器Ⅳ中，H2的浓度为0.50mol·L－1解析　A项中容器Ⅲ达到平衡(同Ⅰ)时，吸收的热量为(0.16mol－0.06mol)×131.3kJ·mol－1＝13.13kJ，故该项正确；B项中只有将平衡时Ⅰ、Ⅳ中的物质混合于容积为2L的容器中，反应才能处于平衡状态，故该项错误；C项中容器Ⅱ中Qc＝＝2＞1(容器Ⅰ、Ⅳ平衡时的平衡常数为1)，平衡将逆向移动，则v(正)＜v(逆)，故该项正确；D项中根据容器Ⅰ、Ⅳ处于平衡状态，其平衡常数相同，据此可计算出Ⅳ中H2的浓度为0.40mol·L－1，故该项错误。答案　AC5．在20L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，发生：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强下的变化如图所示，p2和195℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。下列说法正确的是(　　)A．p1<p2，ΔH<0\nB．0～3min，平均速率v(CH3OH)＝0.8mol·L－1·min－1C．在p2及195℃时，该反应的平衡常数为25D．在B点时，v(正)>v(逆)解析　按曲线中压强不变(任选一条曲线)，温度升高，CO的转化率减小，则正反应放热，ΔH<0，在曲线上作100℃时的垂线，p1→p2，CO的转化率增大，则是加压过程，即p1<p2选项A正确；v(CH3OH)＝v(H2)＝×4mol/(20L×3min)＝mol·L－1·min－1，选项B错误；A点的平衡浓度：c(H2)＝0.2mol·L－1，c(CH3OH)＝0.1mol·L－1，c(CO)＝0.1mol·L－1，反应的平衡常数K＝c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]＝25，选项C正确；B趋向A，即反应向CO转化率减小的方向(即逆向移动)进行，故v(正)<v(逆)，选项D错误。答案　AC6．已知反应O2(g)＋2Cl2(g)2Cl2O(g)　ΔH>0。在三个恒温、恒容的密闭容器中分别充入1molO2与2molCl2，测得平衡时O2的转化率如下表所示。容器编号温度/℃容器体积/L平衡时O2的转化率平衡时的压强/Pa①200V150%p1②200V270%p2③350V350%p3下列说法正确的是(　　)A．起始反应速率：③>①>②B．平衡时压强：p1<p2C．容器体积：V1<V3D．若容器②中O2和Cl2用量均加倍，则平衡时O2的转化率小于70%解析　①②容器的体积不同，平衡时，容器②中O2的转化率更高，说明平衡右移，则容器②的压强比容器①的大，即p2>p1，则V2<V1，故反应速率②>①，A错误，B正确；若V1＝V3，则平衡时，由于正反应是吸热反应，故应是350℃时O2的转化率更高，而此时两容器转化率均为50%，说明V3>V1，C正确；对D项，假设将2molO2与4molCl2充入容器④(体积为2V2L，其余条件均与容器②一样)，则平衡时O2的转化率为70%，此时将容器④的体积压缩为V2L，则平衡右移，O2的转化率大于70%，D错误。答案　BC\n7．在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－90.7kJ·mol－1)：容器甲乙丙反应物投入量1molCO、2molH21molCH3OH2molCH3OHCH3OH的浓度(mol·L－1)c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ平衡时压强(Pa)p1p2p3反应物转化率α1α2α3下列说法不正确的是(　　)A．c1＝c3B．a＋＜90.7C．2p2＞p3D．α1＋α3＝1解析　甲、乙建立的是等效平衡，且是等同平衡，一个是从正反应方向建立平衡，一个是从逆反应方向建立平衡。因此有c1＝c2，a＋b＝90.7，α1＋α2＝1，p1＝p2。丙相对于乙，起始浓度为乙的2倍，体积不变，相当于压强增大，平衡正向移动。三者的关系可用图示表示为。c3＞2c1，a＋＜90.7，2p2＞p3，α1＋α3＜1。答案　AD8．硫酸的消费量是衡量一个国家化工水平的标志。2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下，在甲、乙、丙三个均为2L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示：甲乙丙起始物质的量n(SO2)/mol0.40.80.8n(O2)/mol0.240.240.48SO2的平衡转化率80%α1α2下列判断中，正确的是(　　)A．甲中反应的平衡常数小于乙B．平衡时，丙中c(SO3)是甲中的2倍C．该温度下，平衡常数值为400\nD．平衡时，SO2的转化率：α1<80%<α2解析　三个容器中温度相同，平衡常数不变，选项A错误；丙容器可以虚拟成将两个平衡后的甲容器压缩成一个甲容器，压缩过程中平衡正向移动，则丙中c(SO3)大于甲中的2倍，80%<α2，选项B错误；根据甲容器中的数据，有　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度　0.2　　0.12　　　0变化浓度0.160.080.16平衡浓度0.040.040.16平衡常数K＝0.162/0.043＝400，选项C正确；乙容器可以虚拟在甲容器平衡后加入0.4molSO2，平衡正向移动，SO2的转化率降低，即α1<80%，结合B项分析可知，选项D正确。答案　CD9．在容积为2L的3个密闭容器中发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：容器甲乙丙反应物投入量3molA、2molB6molA、4molB2molC到达平衡的时间(min)58A的浓度(mol·L－1)c1c2C的体积分数w1w3混合气体密度(g·L－1)ρ1ρ2下列说法正确的是(　　)A．若x＜4，则2c1＞c2B．若w3＝w1，可断定x＝4C．无论x的值是多少，均有2ρ1＝ρ2D．容器甲中反应从开始达到平衡平均速率为v(A)＝0.3mol·L－1·min－1解析　对比甲、乙，乙的投料量是甲的2倍，通过“放大缩小”分析。丙的判断是建立x与4的关系上，即该反应是气体体积减小，还是不变，增大。A项，若甲、乙建立等效平衡，则2c1＝c2，但乙相对于甲而言，相当于体积减小压强增大，由于x＜4，则平衡正向移动，所以2c1＞c2，正确；B项，若x＝4，则2molC相当于1.5molA和0.5molB，两种情况下A与B的物质的量之比不相等，故恒温恒容条件下ω与ω3\n不可能相等，错误；C项，起始时乙投入的量是甲的2倍，根据质量守恒定律知，反应前后总质量不变，而容积体积又相等，故有2ρ1＝ρ2，正确；D项，v(A)＝，错误。答案　AC[对点回扣]1．应用勒夏特列原理分析平衡移动的两个注意(1)不要把v正增大与化学平衡向正反应方向移动等同，只有v正＞v逆时，才使化学平衡向正反应方向移动。(2)不要把化学平衡向正反应方向移动与反应物转化率的提高等同，当反应物总量不变时，化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动时，会使另一种反应物的转化率提高，而本身的转化率降低。2．速率、平衡图像题的解题模板(1)定特点：分析确定化学反应特点。(2)看图像：一看面(纵、横坐标的意义)；二看线(线的走向和变化趋势)；三看点(起点、拐点、终点)；四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)；五看量的变化(如浓度变化、温度变化)。(3)想规律：联想平衡移动原理，分析条件对反应速率、化学平衡移动的影响。(4)作判断：利用原理，结合图像，分析图像中所代表反应速率变化或化学平衡的线，作出判断。3．有关化学平衡计算的常用技巧：(1)三步法三步法是化学平衡计算的一般格式，根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量。但要注意计算的单位必须保持统一，可用mol、mol/L，也可用L。(2)差量法差量法用于化学平衡计算时，可以是体积差量、压强差量、物质的量差量等等。(3)极端假设法化学平衡研究的对象是可逆反应，这类反应的特点是不能进行到底。据此，若假定某物质完全转化(或完全不转化)，可求出其它物质的物质的量(或物质的量浓度、气体体积)的范围。(4)其他方法\n讨论法、等效平衡法、虚拟状态法、赋值法、估算法、守恒法等。