2021届高考化学二轮复习专题突破高考真题1-7-化学反应速率和化学平衡.docx

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1．(2022·海南高考)将BaO2放入密闭真空容器中，反应2BaO2(s)2BaO(s)＋O2(g)达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是(　　)
A．平衡常数减小　　　　　　 B．BaO量不变
C．氧气压强不变 D．BaO2量增加
答案：CD　解析：A.化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不转变，A错误；B.由于该反应2BaO2(s)2BaO(s)＋O2(g)的正反应是体积增大的反应，当温度保持不变时，缩小容器容积(相当于加压)，平衡会向体积减小的方向即逆反应方向移动，所以BaO量减小，B错误；C.由于温度不变，则化学平衡常数[K＝c(O2)]不变，所以c(O2) 不变，所以氧气压强不变，C正确；D.由于该反应2BaO2(s)2BaO(s)＋O2(g)的正反应是体积增大的反应，当温度保持不变时，缩小容器容积(相当于加压)，平衡会向体积减小的方向即逆方向移动，所以BaO2量增加，D正确。
2．(2021·四川理综)在肯定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)===2Z(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12

0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是(　　)
A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3 mol/(L·min)
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44
D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大
答案：C　解析：A项，反应前2 min，v(Y)＝＝2.0×10－3 mol/(L·min)，v(Z)＝2v(Y)＝4.0×10－3mol/(L·min)，A错误；其他条件不变时，降低温度平衡向放热方向即正反应方向移动，达到新的平衡前v(正)>v(逆)，B项错误；由表中数据知平衡时Y的物质的量为0.10 mol，则平衡时X、Y、Z三种气体的物质的量浓度分别为0. 01 mol·L－1、0.01 mol·L－1、0.012 mol·L－1，则该温度下K＝＝1.44，C项正确；其他条件不变，再充入0.2 mol Z，相当于在原平衡基础上加压，因该反应反应前后气体体积不变，所以平衡时X的体积分数不变，D错误。
3．(2021·重庆理综)将E和F加入密闭容器中，在肯定条件下发生反应：E(g)＋F(s)2G(g)。忽视固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：

①bΔS>0
④K(1 000 ℃)>K(810 ℃)
上述①～④中正确的有(　　)
A．4个 B．3个
C．2个 D．1个
答案：A　解析：该反应为气体体积增大的反应，所以ΔS>0，③正确；温度肯定时，增大压强平衡向左移动，f>83.0，所以f>75.0，即上升温度G的体积分数增大，正反应为吸热反应，④正确；83.0>b，所以b1)　　 y　　　　　 2y
平衡浓度/(mol·L－1)　　 x－y　　　 2y
×100%＝75.0%，y＝x，
则E的转化率为60%，②正确。
4．(双选)(2021·上海化学)某恒温密闭容器中，可逆反应A(s)B＋C(g)－Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是(　　)
A．产物B的状态只能为固态或液态
B．平衡时，单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗＝1∶1
C．保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动
D．若开头时向容器中加入1 mol B和1 mol C，达到平衡时放出热量Q
答案：BC　解析：缩小容器体积相当于加压，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，所以加压平衡逆向移动，即逆反应为气体分子数减小的反应，由于反应物只有固体，所以B的状态不能确定，A选项错误，C选项正确；B选项，分别表示正反应速率、逆反应速率，且正、逆反应速率相等，正确；Q是生成1 mol B和1 mol C吸取的热量，此反应是可逆反应，不能进行到底，所以D选项错误。
5．(2022·大纲全国，节选)化合物AX3和单质X2在肯定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：
反应AX3(g)＋X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①列式计算试验a从反应开头至达到平衡时的反应速率v(AX5)＝________________。
②图中3组试验从反应开头至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为____________(填试验序号)；与试验a相比，其他两组转变的试验条件及推断依据是：b________________、c________________。
③用p0表示开头时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为________；试验a和c的平衡转化率：αa为________、αc为________。
答案：①vAX5)＝＝1.7×10－4 mol·L－1·min－1
解：开头时n0＝0.4 mol，总压强为160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，则n为＝，n＝0.40 mol×＝0.30 mol，
　　　　　AX3(g)＋X2(g)AX5(g)
起始时n0/mol: 0.20 0.20 　0
平衡时n/mol: 0.20－x 0.20－x 　x
(0.20－x)＋(0.20－x)＋x＝0.30
x＝0.10
v(AX5)＝＝1.7×10－4 mol·L－1·min－1
②bca　加入催化剂。反应速率加快，但平衡没有转变　温度上升。反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未转变，但起始总压强增大)
③α＝2　50%　40%
解析：②由图像可以看出3组试验达到平衡时a所用时间最长，b所用时间最短，故其反应速率由大到小的挨次为bca。
③开头时n0＝0.40 mol，总压强为p0，平衡时总压强为p，则n为：
＝，n＝0.40 mol×，
AX3(g)＋X2(g)AX5(g)
起始时n0/mol: 0.20 0.20 　0
平衡时n/mol: 0.20－x 0.20－x 　x
[(0.20－x)＋(0.20－x)＋x]mol＝n＝0.40 mol×，则
x＝0.40－0.40×，则α＝＝2，代入数据可分别计算出αa＝50%，αc＝40%。
6．(2022·新课标Ⅰ)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)已知：甲醇脱水反应2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1
甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)===C2H4g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1
乙醇异构化反应C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是________________________________________________________ ________________。
(3)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp____________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小挨次为________，理由是________________________________________________________________________。
③气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，nH2O∶nC2H4＝0.6∶1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当转变反应温度和压强外，还可以实行的措施有______
答案：(1)C2H4＋H2SO4===C2H5OSO3H、C2H5OSO3H＋H2O===C2H5OH＋H2SO4
(2)－45.5　污染小、腐蚀性小等
(3)①＝＝＝0.07(MPa)－1
②p1得到ΔH＝－45.5 kJ·mol－1。气相直接水合法生产乙醇时没有使用强腐蚀性、强酸性的浓硫酸，故与间接水合法相比，具有污染小、腐蚀性小等优点。(3)①A点时，乙烯的平衡转化率为20%，设开头时乙烯、水的物质的量均为n，平衡时总压为p(由图像知p＝7.85 MPa)，平衡时乙醇的物质的量为20%n，乙烯、水的物质的量均为80%n，混合气体的物质的量共为2n－20%n，则平衡时乙醇的分压为，乙烯、水的分压均为，Kp＝，代入有关数据后可求得Kp＝0.07(MPa)－1。②该反应是一个气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强平衡向右移动，乙烯的转化率增大，对比题图可以得出p1③准时将产物乙醇分别出来、提高原料气中水的含量等，可提高乙烯的转化率。
7．(2022·天津高考)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
一种工业合成氨的简易流程图如下：

(1)自然 气中的H2S杂质常用氨水吸取，产物为NH4HS。肯定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸取液再生，写出再生反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：
①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
对于反应①，肯定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是________。
a．上升温度 b．增大水蒸气浓度
c．加入催化剂 d．降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为________。
(3)图1表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。依据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：________。
(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标中，画出肯定条件下的密闭容器内，从通入原料气开头，随温度不断上升，NH3物质的量变化的曲线示意图。

(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_______________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓
(2)a　90%
(3)14.5%
(4)如图

(5)Ⅳ　对原料气加压；分别液氨后，未反应的N2、H2循环使用
解析：(1)由题意可知空气中的O2将－2价硫氧化为硫单质，同时生成NH3·H2O，依据得失电子守恒将方程式配平即可。(2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应，降低压强使平衡右移，但反应速率减小，d错；催化剂不能转变反应限度，即不能转变H2百分含量，c错；增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大且使平衡右移，但平衡体系中H2的百分含量却减小，b错；上升温度可使反应速率增大，且平衡右移，H2百分含量增大，a对。CO与H2O(g)的反应中，反应体系的气体物质的量不变，而1 mol CO与H2的混合气体参与反应生成1.18 mol CO、CO2和H2的混合气，说明有0.18 mol H2O(g)参与反应，则参与反应的CO也为0.18 mol，则其转化率为×100% ＝90%。(3)由图1可以看出，当N2与H2物质的量之比为1∶3时，NH3的平衡体积分数最大，为42%。设平衡时转化的N2的物质的量为x，由三段式：
　　　　　　N2　＋　3H2　　2NH3
n(起始)(mol): 1　　　 3　　　 0
n(转化)(mol): x　　　 3x　　　　 2x
n(平衡)(mol): 1－x　　 3－3x　　　 2x
×100%＝42%，解得x≈0.59，则该反应达到平衡时N2的体积分数为×100%≈14.5%。(4)作图时要留意开头时NH3物质的量不断增多，是由于反应正向进行(反应未达到平衡)，当反应达到平衡后，此时再上升温度，平衡逆向移动，NH3的物质的量减小。