2020高考化学刷题大卷练8化学反应速率和化学平衡（保分卷增分卷）（含解析）.docx

刷题大卷练8化学反应速率和化学平衡保分卷一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。1在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)B(g)2C(g)，下列说法中正确的是()A平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：KB改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变C如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化D若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小答案：A解析：K只随温度的改变而改变，除改变温度外，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。2一定条件下，通过下面反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)2CO(g)2CO2(g)S(l)H0，若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是()A平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变答案：D解析：正反应是气体分子总数减小的反应，则平衡前，随着反应的进行，气体分子总数减少，故容器内压强减小，A错误；改变液体的量，反应速率不变，因此平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率不变，B错误；正反应为放热反应，平衡时，其他条件不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，C错误；平衡常数只与温度有关，与使用催化剂无关。3将一定量的X和Y加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：2X(g)Y(s)G(g)3E(l)。忽略固体和液体的体积变化，平衡常数与温度和压强的关系如表所示：压强/MPa1.01.52.0温度/300ab10.8516c50.2d800160ef下列判断正确的是()AHb10.8CS0C反应温度应控制在240 260 D选择合适催化剂，可以提高CO的转化率答案：C解析：A项，X、Y点CO的转化率均为70%，但温度不同，CO的正反应速率不相同，错误。B项，从开始到图象最高点之前属于未平衡，反应向正方向进行，升高温度，反应加快，CO的转化率增大；达到最高点及该点之后，属于平衡状态，升高温度，CO的转化率降低，说明正反应是放热反应，错误。C项，从图象看，在反应温度控制在240 260 之间时，CO的转化率较大，正确。D项，催化剂不能使平衡移动，不能提高CO的转化率，错误。5800 时，在容积为2 L的密闭容器中，充入0.20 mol X(g)和0.10 mol的Y2(g)的混合气，发生反应2X(g)Y2(g)2XY(g)，n(X)随时间变化如表：时间/s012345n(X)/mol0.200.100.080.060.060.06下列说法正确的是()A达到平衡后，升高温度，K减小，则该反应的H0B前2 s内的平均反应速率v(Y2)0.015 molL1s1C该温度下，该反应的平衡常数KD其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.06 mol X、0.03 mol Y2和0.14 mol XY，则Y2的转化率减小答案：B解析：A项，升高温度，K减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，错误；B项，前2 s内v(Y2)0.015 molL1s1，正确；C项，2X(g)Y2(g)2XY(g)初始浓度(molL1) 0.10 0.05 0变化浓度(molL1) 0.07 0.035 0.07平衡浓度(molL1) 0.03 0.015 0.07K，错误；D项，再充入0.06 mol X、0.03 mol Y2和0.14 mol XY，则充入各物质的量与平衡时各物质的量相等，相当于将容器体积缩小一半，平衡向右移动，可判断出Y的转化率增大，错误。6以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)H0。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为1：3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度变化如图所示。下列说法正确的是()Aa点的平衡常数小于b点Bb点，v正(CO2)v逆(H2O)Ca点，H2和H2O物质的量相等D其他条件恒定，充入更多H2，v(CO2)不变答案：C解析：升温，平衡左移，CO2、H2的体积分数增大，而CH3CH2OH、H2O的体积分数减小。A项，Ka应大于Kb；B项，b点CO2、H2O的物质的量相等，平衡时v正(CO2)v逆(H2O)；C项，正确；D项，充入H2，v(CO2)增大。7一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)H2O(g),CO(g)3H2(g)。设起始Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数(CH4)与Z和T(温度)的关系如下图所示。下列说法正确的是()A该反应的焓变H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小答案：A解析：A.根据图示知温度越高，CH4的体积分数越小，说明平衡向右移动，所以该反应的焓变H0，A项正确。B.相同条件下Z越大，平衡时CH4的体积分数越小，所以图中Z的大小为a33，C项错误。D.温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，D项错误。二、非选择题：共43分。8(14分)工业上，利用Ga(s)与NH3(g)合成固体半导体材料氮化镓GaN(s)同时生成H2(g)。该反应中，消耗0.2 mol镓放出热量为3.08 kJ。(1)写出该反应的热化学方程式：_。(2)在某密闭容器中充入足量镓和氨气发生反应，氨气的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。温度升高，NH3的平衡转化率降低，原因是_。判断：p1_p2(填“”“”或“”)。(3)在1 L恒容密闭容器中充入足量的镓和一定量氨气，在一定温度下反应，不同时刻测得混合气体中氨气的物质的量如表所示：时间/min01020304050NH3/mol5.04.03.02.52.02.0020 min内H2的平均反应速率v(H2)为_；在该温度下，上述反应的平衡常数K_。(结果保留2位小数)答案：(1)2Ga(s)2NH3(g)=2GaN(s)3H2(g)H30.8 kJmoll(2)该反应的正反应是放热反应，升温，平衡向左移动(3)0.15 molL1min122.78 molL1解析：(1)热化学方程式为2Ga(s)2NH3(g)=2GaN(s)3H2(g)H30.8 kJmol1。(2)从图象看出，温度升高，NH3的平衡转化率降低。因为正反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动。正反应是气体分子总数增大的反应，p代表压强，减小压强，平衡向右移动，氨的平衡转化率增大，所以，p1T2T3。(1)与实验相比，实验除温度不同外，还改变的条件及判断依据是_。(2)实验反应至25 min达到平衡，用NO物质的浓度变化表示的反应速率为_。达到平衡时，Cl2的转化率为_。若实验达到平衡时的热量变化为Q kJ，则该反应的热化学方程式为_。(3)用K、K、K分别表示三组实验的化学平衡常数，则平衡常数由大到小的次序是_。(4)图中M点时的逆反应速率_(填“大于”“小于”“等于”或“不能确定”)N点时正反应速率，原因是_。(5)在体积可变的密闭容器中充入2 mol NO和1 mol Cl2，保持恒温、恒压发生上述反应，t1时达到平衡状态，如右图所示，若t2时再充入2 mol ClNO，t3时再次达到平衡，请在图中画出反应速率随时间的变化曲线。答案：(1)加入催化剂；实验温度低于，而最先达到平衡状态，说明反应速率大，故有催化剂(2)0.008 molL1min150%2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)HQ kJmol1(3)KKK(4)小于实验反应速率最小，达到平衡时的反应速率小于实验达到平衡时的反应速率，而M点时反应还未达平衡，其逆反应速率小于平衡时的反应速率(5)如图解析：(1)多变量图象分析的一般思路是“先拐先平衡，反应速率大”，而此处出现异常，温度低时反应速率大，故一定隐含使用了催化剂的条件。(2)该反应至平衡时消耗Cl2物质的量为a，由“三段式”2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)起始/mol 3 2 0转化/mol 2a a 2a平衡/mol 32a 2a 2a100%50%解得a1 mol则Cl2的转化率为100%50%则v(NO)0.008 molL1min1。由图看出温度越高，平衡时ClNO的百分含量越低，说明该反应为放热反应，由以上计算可知有1 mol Cl2参加时的反应热为Q kJmol1，则该反应的热化学方程式为2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)HQ kJmol1。(3)该反应为放热反应，温度越高化学平衡常数越小，故KKK。(5)整体来看再充入2 mol ClNO相当于再充入2 mol NO和1 mol Cl2，因保持恒温恒压，仅相当于反应规模增大，建立的平衡与原平衡等效，反应速率也一样；充入2 mol ClNO时容器体积增大，ClNO的物质的量浓度增大，故v(逆)增大，由于容器体积增大，NO和Cl2物质的量浓度减小，故正反应速率减小，随后逐渐达到平衡状态。10(15分)2019山东齐鲁名校教科协联考工业上制备硫酸最重要的一步是SO2的氧化，反应方程式为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1。回答下列问题：(1)该反应在_(填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。(2)某课外兴趣小组在实验室对该反应进行研究，部分数据如下表。比较下列数值大小(填“”“”“”或“无法确定”)。a1_a2；Q1Q2_19.66；13_1。(3)某同学通过实验绘出如下图像。t1，t2、t3达到化学平衡状态的是_。t2到t3的变化是因为改变了一个反应条件，该条件可能是_。(4)若10.9，计算770 K时，该反应的平衡常数为_。(5)工业上将SO2转化为SO3时，为了提高反应速率，并有利于SO3的吸收，需要对原料混合气体预热，同时对SO3气体降温。通常采用如图所示的热交换器(中间为空心管道)。下列说法正确的是()a使用热交换器可以充分利用能源bA、B、C三处气体的组成相同cA、B、C、D四处的气体中均含有SO2d预热原料混合气主要是为了提高SO2的平衡转化率答案：(1)较低温度(2)(3)t2增大压强(4)8.1104(5)abc解析：(1)该反应的H0，S0，若反应能自发进行，则有HTS0，故该反应在较低温度下能自发进行。(2)实验A和实验B其他条件相同，A中通入0.2 mol SO2和0.1 mol O2，B中通入0.2 mol SO3，达到平衡时，二者是等效平衡，SO2的体积分数相等，则有a1a2。实验A和实验B是等效平衡，A中消耗SO2和O2的量与B中生成SO2和O2的量分别相等，则有Q1Q219.66。实验A和实验B是等效平衡，SO2的转化率1与SO3的转化率2之和等于1，即121。实验C在绝热条件下进行，相当于将实验B中的反应温度降低，而降低温度，实验B中反应逆向进行的程度减小，SO3的转化率减小，则有32，从而推知13平衡，错误。3一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是()A该反应的化学方程式为3B4D6A2CB反应进行到1 s时，v(A)v(D)C反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 molL1s1D反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等答案：C解析：根据图象可知，A、D为生成物，B、C为反应物，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得A、D、B、C的系数之比为1.2：0.4：(10.4) ：(10.2)6：2：3：4，因此反应方程式为3B4C6A2D，故A错误；化学反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(A) ：v(D)3：1，故B错误；根据化学反应速率的定义知，v(B) molL1s10.05 molL1s1，故C正确；平衡时，正逆反应速率相等但各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，故D错误。4已知反应X(g)Y(g)nZ(g)H0，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的改变如图所示。下列说法不正确的是()A反应方程式中n1B10 min时，曲线发生变化的原因是升高温度C10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强D05 min内，用X表示的反应速率为v(X)0.08 molL1min1答案：B解析：由图像可以看出，05 min，X的浓度减小了0.4 molL1，而Z的浓度增大了0.4 molL1，说明X与Z的化学计量数之比为1：1，故n1，A项正确；10 min时，X、Y、Z的浓度同时增大一倍，且随后平衡正向移动，说明改变的条件为增大压强，B项错误，C项正确；05 min内，v(X)0.08 molL1min1，D项正确。5一定条件下，在恒容密闭容器中进行反应：CaSO4(s)4C(s)CaS(s)4CO(g)H0，达到平衡之后，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xyA升高温度平衡常数KB增加CO量气体相对分子质量C增加炭量CaSO4质量D降低温度CaS的物质的量答案：D解析：该反应只有CO是气体，正反应是吸热反应；从图象看，改变条件x，纵坐标y代表的物理量逐渐减小。升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数K增大，A项错误；增加CO量，CO浓度增大，平衡向左移动，但是气体相对分子质量不变，B项错误；炭是固体，增加炭的量不会使平衡移动，C项错误；降低温度，平衡向逆反应方向移动，n(CaS)逐渐减小，D项正确。6在恒温恒容密闭容器中分别充入A、B、C三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间的变化曲线如图1所示。若从t2 min开始，每个时刻只改变一个且不同的条件，物质C的正、逆反应速率随时间的变化曲线如图2所示。下列说法不正确的是()At2 min时改变的条件可能是增大压强或加入催化剂B该反应的正反应为放热反应C0t1 min内A与B的平均反应速率之比为3：2D该反应中C一定为产物答案：B解析：因每个时刻只改变一个且不同的条件，t2t3 min阶段与t4t5 min阶段反应速率均加快且平衡不移动，说明t2 min和t4 min时改变的条件是使用了催化剂或加压中的一种，且不同，则该反应前后气体分子数不变，结合题图1，推出反应的化学方程式为3A2BC，故A、D正确；t3t4 min，物质C的正、逆反应速率均降低，则t3 min时改变的条件为降低反应温度，由题图2知平衡逆向移动，说明正反应吸热，故B错误；0t1 min内A与B的平均反应速率之比等于化学计量数之比，为3：2或等于浓度的变化量之比，为(0.150.06) ：(0.110.05)3：2，故C正确。7在100时，将N2O4、NO2分别充入两个各为1 L的密闭容器中，反应过程中浓度变化如下：容器物质起始浓度/molL1平衡浓度/molL1N2O40.1000.040NO200.120N2O400.014NO20.1000.072下列说法正确的是()A平衡时，、中反应物的转化率(N2O4)(NO2)B平衡时，、中上述正反应的平衡常数K()2K()C平衡后，升高相同温度，以N2O4表示的反应速率v()(NO2)；B项，中N2O42NO2，K()，中2NO2N2O4，K()，K()；C项，中v(N2O4)molL1min1，中v(N2O4)molL1min1，所以升高相同温度，仍是中大。二、非选择题：共43分。8(14分)2019湖北荆州中学月考二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题：(1)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为_。(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)H90.8 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H23.5 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.3 kJmol1总反应：3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)的H_。(3)一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是_(填标号)。a高温高压b加入催化剂c减少CO2的浓度 d增加CO的浓度e分离出二甲醚(4)已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质CH3OHCH3OCH3H2O浓度/(molL1)0.440.60.6比较此时正、逆反应速率的大小：v正_(填“”“0.04 molL10.16 molL1 min1解析：(1)H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，则这两种酸式盐为NaHCO3和NaHS，结合原子守恒写出化学方程式：Na2CO3H2SNaHCO3NaHS。(2)分析目标热化学方程式，根据盖斯定律，由2可得3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)，则有H(90.8 kJmol1)2(23.5 kJmol1)(41.3 kJmol1)246.4 kJmol1。(3)增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，a错误；加入催化剂，平衡不移动，CO的转化率不变，b错误；减少CO2的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，c正确；增加CO的浓度，平衡正向移动，但CO的转化率降低，d错误；分离出二甲醚，平衡正向移动，CO的转化率增大，e正确。(4)此时该反应的浓度商Qc1.86v逆。由表中数据可知，起始加入CH3OH的浓度为1.64 molL1，设CH3OH的转化浓度为x，则有 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)起始浓度/(molL1) 1.64 0 0转化浓度/(molL1) x 0.5x 0.5x平衡浓度/(molL1) 1.64x 0.5x 0.5x则该温度下平衡常数K400，解得x1.6，故经10 min反应达到平衡时c(CH3OH)1.64 molL11.6 molL10.04 molL1。前10 min内反应速率v(CH3OH)0.16 molL1min1。9(14分)炽热的碳与水蒸气可发生反应C(s)H2O(g)H2(g)CO(g)，该反应对煤的综合利用具有积极的研究意义：(1)已知碳(石墨)、H2、CO的燃烧热分别为393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、283 kJmol1，又知H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1，则C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H_。(2)一定温度下，在体积为V L的密闭容器中加入足量活性炭，并充入x mol H2O(g)发生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如下表。时间/min010203040总压强/100 kPa1.01.21.31.41.4平衡时，容器中气体总物质的量为_mol，H2O的转化率为_。该温度下反应的平衡常数K_。(3)保持恒温、恒压，向容器内充入少量N2，H2O的转化率将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)保持恒温、恒容，在40 min时再充入H2,50 min时再次达到平衡，反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示。物质X为_。50 min时，CO的浓度为_ molL1。4050 min内H2O(g)的平均反应速率为_molL1min1。答案：(1)131.3 kJmol1(2)1.4x40%(4x/15V) molL1(单位不写也可以)(3)增大(4)水蒸气b解析：(1)由燃烧热可写出热化学方程式C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1；CO(g)O2(g)=CO2(g)H3283 kJmol1且有H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1。根据盖斯定律可得：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1。(2)根据阿伏加德罗定律，温度、体积一定时，压强之比等于气体物质的量之比，可知平衡时容器中气体总物质的量为1.4x mol，由差量法可知生成H2 0.4x mol，反应的H2O(g)为0.4x mol，故其转化率为40%。设有y mol水发生转化， C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)起始/mol x 0 0变化/mol y y y平衡/mol xy y yxyyy1.4xy0.4xK(4x/15V) molL1(3)恒压充入惰性气体相当于扩大体积，平衡正向移动，H2O(g)转化率增大。(4)加入H2，平衡逆向移动，水蒸气浓度逐渐增大，CO浓度逐渐减小，而H2浓度为瞬间增大，故X为水蒸气，Z为CO，Y为H2，温度没变，化学平衡常数没变。设4050 min内增加的水蒸气的浓度为x，则： C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)原平衡/(molL1 a b c新平衡/(molL1) ax bx 2cK解得x则水蒸气的反应速率v(H2O) molL1min1CO的浓度为 molL1。10(15分)2019河南洛阳统考科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用，CO2可用来合成低碳烯烃：2CO2(g)6H2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)Ha kJmol1。请回答下列问题：(1)已知：H2和CH2=CH2的燃烧热分别是285.8 kJmol1、1 411.0 kJmol1，且H2O(g)H2O(l)H44.0 kJmol1，则a_ kJmol1。(2)上述由CO2合成CH2=CH2的反应在_(填“高温”或“低温”)下自发进行。(3)在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入3 mol H2和1 mol CO2，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是_(填字母编号)。A平衡常数大小：KMKNB其他条件不变，