2022届高考化学一轮复习-专题十六-化学反应速率和化学平衡2检测.docx

2022届高考化学一轮复习 专题十六 化学反应速率和化学平衡2检测2022届高考化学一轮复习 专题十六 化学反应速率和化学平衡2检测年级：姓名：- 24 -专题十六化学反应速率和化学平衡考点1 化学反应速率1.2021河北鸡泽模拟对于反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),下列表示中反应速率最快的是()A.v(A)=0.8 molL-1s-1B.v(B)=0.4 molL-1s-1C.v(C)=0.6 molL-1s-1D.v(D)=1.8 molL-1min-12.2021甘肃静宁一中模拟已知:X(g)+2Y(g)3Z(g)H=-a kJmol-1(a0)。下列说法错误的是()A.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可能达到a kJB.升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小C.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化D.0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol3.2020湖北武汉部分学校质量监测利用 CH4可消除NO2的污染,反应原理为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在10 L密闭容器中分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示:组别n(CH4)/mol温度/K时间/min010204050T10.500.350.250.100.10T20.500.300.18M0.15下列说法正确的是()A.组别中020 min内, NO2降解速率为0.012 5 molL-1min-1B.由实验数据可知T10)。下列说法正确的是()A.密闭容器的体积保持不变,说明反应已达到平衡B.密闭容器中X的体积分数不变,说明反应已达到平衡C.反应达到平衡时,X和Y的转化率相等D.反应达到平衡时,放出的热量不可能为m kJ8.新角度将5 mL 0.005 molL-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 molL-1 KSCN溶液混合,达到平衡后溶液呈红色。再将混合液均分成5份,分别进行如下实验:实验:滴加4滴蒸馏水,振荡实验:滴加4滴饱和FeCl3溶液,振荡实验:滴加4滴1 molL-1 KCl溶液,振荡实验:滴加4滴1 molL-1 KSCN溶液,振荡实验:滴加4滴6 molL-1 NaOH溶液,振荡下列说法错误的是()A.对比实验和,证明增加反应物浓度,平衡正向移动B.对比实验和,证明增加生成物浓度,平衡逆向移动C.对比实验和,证明增加反应物浓度,平衡正向移动D.对比实验和,证明减少反应物浓度,平衡逆向移动考点3 化学平衡常数与转化率9.2021江西赣州七校联考改编双选一定温度下,在3个容积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。下列说法错误的是()容器编号物质的起始浓度/(molL-1)物质的平衡浓度/(molL-1)c(PCl5)c(PCl3)c(Cl2)c(Cl2)0.4000.21.050.051.950.800A.达平衡时,容器中比容器中的大B.达平衡时,容器与容器中的总压强之比为631C.达平衡时,容器中Cl2体积分数大于D.达平衡时,容器中0.4 molL-1c(PCl5)0D.比较实验a、c可得出升高温度反应速率加快11.2020湖北武汉部分学校质量监测节选,8分碳及其化合物广泛存在于自然界。请回答下列问题:(1)反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)H1平衡常数为K1反应:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)H2平衡常数为K2不同温度下, K1、K2的值如下表:T/KK1K29731.472.381 1732.151.67现有反应:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)H3,结合上表数据,反应是(填“放热”或“吸热”)反应,为提高 CO2的转化率可采取的措施有 (写出任意两条)。(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)H0。设m为起始时的投料比,即m=n(H2)/n(CO2)。图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为。 图2中 m1、m2、m3从大到小的顺序为。图3表示在总压为5 MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质的化学名称为,T4 K时,该反应的平衡常数Kp的计算式为。一、选择题(每小题6分,共12分)1.2021河北石家庄质检双选三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的反应进程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A.三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的总反应属于取代反应B.三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的总反应速率由反应决定C.适当升温,三级溴丁烷的转化率增大D.适当升温,三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度2.2021吉林长春质检T 时,向一个容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应过程中测得的部分数据如表。下列说法不正确的是()t/min0102030n(CO)/ mol0.200.080.04n(H2)/ mol0.400.08A.若其他条件不变,升高温度,平衡时c(CH3OH)=0.05 molL-1,则该反应的H”“”或“=”),当反应达到平衡状态时,混合气体中CH3OH的体积分数=%。(4)在某压强下,反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图1所示。T1温度下,将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则05 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=;KA、KB、KC三者之间的大小关系为。图1(5)恒压下将CO2和H2按体积比为13混合,在不同催化剂作用下发生反应和反应,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图2所示。其中:CH3OH的选择性=100%。温度高于230 ,CH3OH产率随温度升高而下降的原因是。在上述条件下合成甲醇的工业条件是。A.210 B.230 C.催化剂CZTD.催化剂CZ(Zr-1)T4.2021河南部分学校开学考试改编,12分乙烯在化工生产中的用途广泛,乙烷脱氢制乙烯是工业上常用的方法。(1)传统的热裂解法和现代的氧化裂解法均以乙烷为原料制备乙烯。方法热化学方程式热裂解法C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)H1=+136 kJmol-1氧化裂解法C2H6(g)+O2(g) C2H4(g)+H2O(g)H2=-105.8 kJmol-1根据表格中提供的信息,列举氧化裂解法的一个优点:。(2)工业上,采用氧化裂解法制乙烯时,通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体。若将组成为2m%(物质的量分数,后同) C2H6(g)、m% O2(g)和q% 稀有气体的混合气体通入反应器,在温度为T、压强为p的条件下进行上述氧化裂解反应,平衡时若C2H6(g)的转化率为,则平衡常数Kp= 。(3)利用CO2的弱氧化性,开发了乙烷氧化脱氢制乙烯的新工艺。该工艺可用铬的氧化物作催化剂,其反应机理如图1所示:图1已知:CO(g)+O2(g) CO2(g)H3=-283.0 kJmol-1H2(g)+O2(g) H2O(l)H4=-285.8 kJmol-1该工艺总反应的热化学方程式为;乙烷制乙烯的过程中会发生副反应,从而在催化剂表面形成积碳,而该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳,维持催化剂活性,原因是。(4)热裂解法利用膜反应新技术,可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下,1.0 mol乙烷在容积为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应:C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)。氢气移出率aa=100%不同时,乙烷的平衡转化率与反应温度的关系如图2所示:图2已知a3、a2、a1依次增大,则相同温度时,对应乙烷的平衡转化率也依次增大的原因是;A点时平衡常数K=0.81,则a1=。一、选择题(每小题6分,共12分)1.2021安徽示范高中联考有四个体积均为0.5 L的恒容密闭容器,在、中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如表),加入催化剂发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H,HCl的平衡转化率()与Z和温度(T)的关系如图所示。下列说法正确的是()容器起始时T/n(HCl)/molZ3000.25a3000.25b3000.254A.H4bB.容器某时刻处在R点,则R点的v正v逆,压强:p(R)p(Q)C.300 该反应的平衡常数的值为64D.若起始时,在容器中充入0.25 mol Cl2和0.25 mol H2O(g),300 达平衡时容器中c(HCl)0.2 molL-12.新素材、新情境肼(N2H4)和氧气反应的产物随着温度不同而发生变化。在相同时间内不同温度下测得N2H4和氧气反应的产物的产率的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是()A.温度低于400 时,肼和氧气发生的主要反应中反应物的物质的量之比为11B.温度低于400 时,肼和氧气反应的生成物有氮气、NO和水C.温度高于900 时,N2与NO的产率降低,但是反应速率加快了D.温度高于900 时,NO和N2的产率降低的原因一定是平衡逆向移动二、非选择题(共23分)3.新角度2020湖北八校第一次联考,11分合理利用和转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染。已知:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-574.0 kJmol-1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1 160.0 kJmol-1H2O(g)H2O(l)H=-44.0 kJmol-11 mol CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的反应热为。(2)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:2NO(g)N2O2(g)(快)v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2)N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)v2正=k2正c(N2O2)c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,该反应的平衡常数的表达式K=(用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示),反应的活化能E1与反应的活化能E2的大小关系为E1E2(填“”“”“T1,B正确;温度为T1 K,40 min时,反应已达到平衡状态,又温度T2 KT1 K,故T2 K、40 min时反应也已达到平衡状态,故M=0.15,C错误;T2 K时,达到平衡,甲烷剩余量增多,说明温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以该反应的H0,则H-TS0恒成立,该反应在任何温度下都能自发进行,D错误。4.BC从反应开始到第一次达到平衡时,A物质的平均反应速率为0.067 molL-1min-1,A项正确;由曲线变化可知,D是反应物,A、B是生成物,同一反应、同一时间段内,各物质的物质的量的变化量之比等于其化学计量数之比,03 min内,n(D)=0.4 mol,n(A)=0.4 mol,n(B)=0.2 mol,则反应的方程式为2D(s)2A(g)+B(g),因D为固体,故化学平衡常数K=c2(A)c(B),B项错误;温度升高,D的物质的量减少,A、B的物质的量增大,平衡正向移动,而温度升高,平衡向吸热反应方向移动,故该反应的正反应为吸热反应,温度升高,B的反应速率加快,平衡常数增大,C项错误;可逆反应中,增加固体反应物的量,气体物质的浓度不变,平衡不移动,A的物质的量变化情况符合b曲线,D项正确。5.(1)-122.7 kJmol-1(2分)D(2分)(2)5.1310-5 molL-1min-1(2分)75%(2分)增大压强、升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度(任意写出两条)(2分)(3)0.8(2分)【解析】(1)将已知反应依次编号为、,根据盖斯定律,由2+-2可得2CO2 (g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)H=-122.7 kJmol-1。该反应的正反应为气体分子数减小的放热反应,故增大压强、降低温度可提高CO2的平衡转化率。(2)设06.5 min内反应的CH3OCH3为x mol,根据“三段式”法进行计算:CH3OCH3(g) CH4(g)+H2(g)+CO(g)起始量/mol1000变化量/molxxxx6.5 min时的量/mol1-xxxx恒温恒容条件下,气体的物质的量之比等于压强之比,即=,解得x=0.05,故06.5 min内v(CH3OCH3)=5.1310-5 molL-1min-1。由题表可知平衡时气体总压强为125.0 kPa,设平衡时反应的CH3OCH3为y mol,根据“三段式”法进行计算:CH3OCH3(g) CH4(g)+H2(g)+CO(g)起始量/mol1000变化量/molyyyy平衡量/mol1-yyyy则=,解得y=0.75,故二甲醚的平衡转化率为100%=75%。要缩短反应达到平衡的时间可采取的措施有增大压强、升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度等。(3)当反应达到平衡状态时v正=v逆,则=Kp=4.510-5,T2 K、1.0104 kPa时,设起始时n(CH4)=n(CO)=1 mol,则CO的转化率为20%时,列出三段式:CH4(g)+CO(g) CH3CHO(g)起始量/mol 1 10变化量/mol0.20.20.2最终量/mol0.80.80.2所以p(CH4)=p(CO)=1.0104 kPa,p(CH3CHO)=1.0104 kPa,则=4.510-5=0.8。6.D根据盖斯定律由-得:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)H1=-574.0 kJmol-1,A项正确;反应中C为固体,即反应前后气体总质量不相等,在恒容条件下,当容器内气体密度不变时,说明气体的质量不变,反应达到平衡状态,B项正确;H=正反应的活化能-逆反应的活化能,且H3=+180.5 kJmol-1,则反应正反应的活化能一定大于180.5 kJmol-1,C项正确;反应为反应前后气体体积不发生变化的反应,增大压强对平衡移动无影响,即化学平衡不发生移动,D项错误。7.A该反应为气体分子数发生变化的反应,一定温度和压强下,当容器体积不变时,说明反应已达平衡,A项正确;设X和Y起始的物质的量均为a mol,反应进行到某时刻,X转化x mol,则Y转化3x mol,此时X为(a-x) mol,Y为(a-3x) mol,Z为2x mol,X的体积分数为=,该值始终不变,所以X的体积分数不变时不能表明反应已达平衡,B项错误;相同条件下,X和Y的转化量不相等,又二者起始投入量相等,则平衡时X和Y的转化率肯定不相等,C项错误;因X和Y起始投入量未知,故平衡时反应放出的热量可能为m kJ,D项错误。8.B该可逆反应为Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,Fe3+、SCN-的浓度对平衡有影响,而Cl-、K+的浓度对平衡无影响。实验为对照实验,对比实验和,相当于在的基础上增大Fe3+的浓度,平衡正向移动,A项正确;对比实验和,滴加蒸馏水和滴加KCl溶液效果等同,平衡不发生移动,B项错误;对比实验和,相当于在的基础上增大SCN-的浓度,平衡正向移动,C项正确;Fe3+能和OH-反应,对比实验和,相当于在的基础上减小Fe3+的浓度,平衡逆向移动,D项正确。9.BD容器中PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)起始浓度/(molL-1)0.400转化浓度/(molL-1)0.20.20.2平衡浓度/(molL-1)0.20.20.2平衡时=1,K=0.2,容器中,开始时1.86,此时Qc=0.091.861,则达平衡时,容器中比容器中的小,A项错误。达平衡时,假设容器与容器中的总压强之比为 631,压强之比等于浓度之比,容器中总浓度为0.2 molL-13=0.6 molL-1,说明容器中总浓度为3.1 molL-1,根据A项分析得出容器中反应向正反应方向进行,设PCl5(g)转化的浓度为x molL-1,则有容器中 PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)起始浓度/(molL-1) 1.05 0.051.95转化浓度/(molL-1)xxx平衡浓度/(molL-1)1.05-x0.05+x1.95+x容器中总浓度为3.1 molL-1,则3.1=1.05-x+0.05+x+1.95+x,解得x=0.05;则平衡时c(PCl5)=1 molL-1,c(PCl3)=0.1 molL-1,c(Cl2)=2 molL-1,此时Qc=0.2=K,说明此时反应达到化学平衡状态,假设成立, B项正确。容器中达平衡时,Cl2的体积分数为=。容器相当于将两个容器合并后体积压缩一半,增大压强,平衡向逆反应方向移动,Cl2的量减小,所以达平衡时,容器中Cl2的体积分数小于,C项错误。容器中平衡时c(PCl5)=0.2 molL-1,容器相当于将两个容器合并后体积压缩一半,若平衡不移动c(PCl5)=0.4 molL-1,但增大压强,平衡向逆反应方向移动,c(PCl5)增大,所以c(PCl5)0.4 molL-1,又因反应开始,消耗PCl5,所以c(PCl5)0.8 molL-1,则达平衡时,容器中0.4 molL-1c(PCl5)0.8 molL-1,D项正确。10.C实验c,设达到平衡时X2转化的物质的量为x mol,根据“三段式”法进行计算:AX3(g)+X2(g)AX5(g)起始量/mol0.200.200转化量/molxxx平衡量/mol0.20-x0.20-xx则=,解得x=0.08,v(AX3)=210-4 molL-1min-1,A项正确。实验a,设平衡时转化的X2的物质的量为y mol,运用“三段式”法进行计算:AX3(g)+X2(g)AX5(g)起始量/mol0.200.200转化量/molyyy平衡量/mol0.20-y0.20-yy则=,解得y=0.10,则平衡时c(AX3)=c(X2)=c(AX5)=0.01 molL-1,故用浓度表示的平衡常数K=100,B项正确;实验c相对于实验a,容器容积和起始投料量均相同,但起始总压强增大,因此实验c的温度高于实验a,由于实验a达到平衡时AX3(g)转化0.10 mol,实验c达到平衡时AX3(g)转化0.08 mol,因此升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应的逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,HT2T1(1分)m1m2m3(1分)乙醇(1分)(2分)【解析】(1)K1=,K2=,则K3=,所以973 K时,K3=0.62,1 173 K时,K3=1.29,升高温度,平衡常数增大,所以正反应为吸热反应,为提高CO2的转化率可采用的措施有升高温度、增大氢气浓度、吸收CO、液化水蒸气。(2)正反应放热,则温度越高,二氧化碳的平衡转化率越小,所以温度从高到低的顺序为T3T2T1。增大n(H2),平衡正向移动,二氧化碳的平衡转化率增大,所以m1m2m3。升高温度,平衡逆向移动,二氧化碳和氢气的物质的量分数增大,乙醇、水蒸气的物质的量分数减少,按化学计量数之比进行投料,则平衡时乙醇的物质的量分数是水蒸气的,CO2的物质的量分数是H2的,所以曲线d代表乙醇,曲线a代表H2,曲线b代表CO2,曲线c代表H2O。体系中各组分的分压=该物质的物质的量分数体系总压强,由题图3中T4 K对应数据可得Kp=。1.BC结合题图最初反应物和最终生成物,可写出总反应并判断反应类型;反应的活化能越小,反应越快,活化能越大,反应越慢;整个反应的反应速率是由最慢的反应决定的。结合题图可知总反应方程式为(CH3)3CBr+C2H5OH(CH3)3COC2H5+HBr,则该反应为取代反应,A项正确;结合题图可知反应的活化能最大,则总反应速率是由反应决定的,B项错误;结合题图能量关系可知三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的反应为放热反应,则适当升温,平衡逆向移动,三级溴丁烷的转化率减小,C项错误;根据升温正逆反应速率均加快及平衡逆向移动,知适当升温,三级溴丁烷在乙醇中溶剂解的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度,D项正确。2.B30 min时n(H2)=0.40 mol-0.08 mol=0.32 mol,n(CO)=n(H2)=0.16 mol,n(CO)=0.20 mol-0.16 mol=0.04 mol,说明20 min时反应处于平衡状态。列出三段式:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始量(mol)0.200.400转化量(mol)0.160.320.16平衡量(mol)0.040.080.16可知反应达到平衡时,c(CH3OH)=0.08 molL-1。若保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(CH3OH)=0.05 mol0.08 molL-1,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则该反应为放热反应,H0,故A项正确;在前10 min内该反应的平均反应速率v(CO)=0.006 molL-1min-1,v(H2)=2v(CO)=0.012 molL-1min-1,故B项错误;T 时,该反应的平衡常数K=2.5103,故C项正确;相同条件下,起始充入0.20 mol CH3OH(g)达到的平衡状态与起始充入0.20 mol CO、0.40 mol H2达到的平衡状态相同,此时甲醇的平衡转化率为100%=20%,由于现在充入的是0.30 mol CH3OH(g),相当于增大压强,而增大压强,平衡向生成CH3OH(g)的方向移动,故CH3OH(g)的转化率减小,即平衡时CH3OH(g)的转化率小于20%,故D项正确。3.(1)-122