2020届二轮复习化学反应速率与化学平衡专题卷(全国通用)

1、化学反应速率与化学平衡能力练 (20 分钟)一、选择题1(2019 ·长春市质量监测一 )在一定温度和压强下，往容积可变 的密闭容器中通入物质的量相等的 X、Y 气体，发生反应： X(g) 3Y(g) 2Z(g) H m kJ·mol 1(m>0) 。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 kJ 解析 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

2、；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 的物质的量为 (ax)mol ，Y 为(a3x)mol，Z a x 1为 2x mol，X 的体积分数为 12，该值始终不变，所以 X 的体 2a 2x 2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 应放出的热量可能达到 m kJ， D 项错误。答案 A2. (2019 ·合肥市 质检

3、二)在恒温密闭 容器中 发生反 应： CaCO3(s)CaO(s)CO2(g) H>0，反应达到平衡后， t1 时缩小容器体积， x 随时间(t)变化的关系如图所示。 x 不可能是( )A v 逆 (逆反应速率 )B容(器内气体密度 )Cm(容器内 CaO 质量 )DQc(浓度商)解析t1 时缩小容器体积，压强增大，v 逆瞬时增大， 增大压强，平衡逆向移动，故 v 逆逐渐减小，A 项不符合题意；容器内只有CO2一种气体，缩小容器体积，气体密度瞬时增大，随着平衡逆向移动，CO2的质量逐渐减小，容器内气体密度也逐渐减小， B 项不符合题意； 缩小容器体积，容器内 CaO 的质量瞬时不变，随着

4、平衡逆向移动，CaO 的质量逐渐减小， C 项符合题意；浓度商 Qcc(CO 2)，缩小容 器体积，CO2的浓度瞬时增大， 随着平衡逆向移动， CO2 的浓度逐渐 减小，则浓度商 Qc 也先瞬时增大，后逐渐减小， D 项不符合题意。答案 C3(2019 ·湖南六校联考 )碳酸二甲酯 (CH 3OCOOCH 3，简称 DMC) 是一种应用前景广泛的材料。在密闭容器中按n(CH 3OH) n(CO 2) 21 投 料 直 接 合 成 DMC ： 2CH 3OH(g) CO2CO2(g)CH 3OCOOCH 3(g)H2O(g)。一定条件下，平衡时的转化率如图所示A该反应的正反应为放热反应

5、B 压强： p2>p1C X 点对应的平衡常数为 0.5DX 、 Y、Z 三点对应的初始反应速率的关系为 Z>Y>X解析 在同一压强下， 升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小， 说明平衡逆向移动，因此该反应属于放热反应， A 正确。对该反应， 增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，对比X 、 Y两点可知，压强： p2>p1， B 正确。因为该反应在反应前后气体分子 数不相等，容器的体积未知，所以无法计算反应的平衡常数， C 错误。 X、Y、Z 三点中，Z 点的温度最高、压强最大，所以 Z 点初始反应 速率最快； X、Y 两点的温度相同， 但 Y 点的压强大于

6、X 点，所以 Y 点的初始速率大于 X 点，综上可知 X 、Y 、Z 三点对应的初始反应速 率关系为 Z>Y>X ，D 正确。答案 C4(2019 ·洛阳第二次联考 )已知化学反应： NO2CONOCO2，当 t<250时，v k·c2(NO2)，当 t>250时，v k·c(NO 2) ·c(CO) 。以上两式中 v 为反应速率， k 为速率常数 (一定温度 下为定值 )。下列叙述正确的是 ()A当 NO2和 CO 的浓度相等时， 升高或降低温度， 反应速率不 变B因反应前后气体分子数目不变，故改变压强反应速率不变C增大 NO

7、2的浓度为原来的 2 倍，反应速率一定变为原来的 4 倍D当温度低于 250时，改变 CO 的浓度，反应速率基本不变解析 升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢， A 项错误；该反应前后气体分子数目不变，改变压强，平衡不移动， 但反应速率对应改变， B 项错误；增大 NO2的浓度为原来的 2 倍， 若 t>250，根据 vk·c(NO2)·c(CO) 可知，反应速率变为原来的 2 倍，C 项错误；当温度低于 250时，根据 v k·c2(NO 2)可知，一定温度下，反应速率只与 c(NO2)有关，改变 CO 的浓度，反应速率基 本不变， D 项正确。

8、答案 D5(2019 ·河北省名校联考 )以 CO2和 NH3 为原料，通过反应： 2NH 3(g)CO 2(g)CO(NH 2)2(l) H 2O(l)合成尿素。该反应的平衡常数和温度的关系如下表；在一定温度和压强下，原料气中 NH3 和 CO2 的物质的量之比 (氨碳比)与 CO2 平衡转化率 ( 的)关系如下图所 示。t/165175185195K111.974.150.634.8下列说法正确的是 ( )A图中 B 点处 NH 3的平衡转化率为 32%B该反应平衡常数的表达式为CO NH2 2H 2ONH 32CO 2C该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能D氨碳比越高，合成

9、 CO(NH 2)2时 NH 3的转化率越高解析 对 B 点，设 CO 2起始物质的量为 m mol，则 NH3起始 物质的量为 4m mol ，根据三段式有2NH 3(g)CO 2(g)CO(NH 2)2(l) H 2O(l)起始 /mol 4m m 转化 /mol 1.28m 0.64m平衡 /mol 2.72m 0.36m所以图中 B 点处 NH 3 的平衡转化率为 4m × 100% 32% ， A 项正确；由于该反应中 CO(NH 2)2和 H2O 均为液态，故平衡常数表 1达式应为 2 1， B 项错误；根据表中数据可知，温度升高c NH3 ·c CO2平衡常数

10、减小， 说明升高温度会使平衡逆向移动， 所以该反应的正反 应为放热反应，则该反应中反应物的总键能小于生成物的总键能， C 项错误；增大氨碳比， 相当于增加氨气的浓度， 根据勒夏特列原理知， 虽然平衡向正反应方向移动，但氨气的转化率降低， D 项错误。答案 A催化剂6 (2019 ·湖 北 八 校 联考 ) 已 知 ： 2CH 3COCH 3(l)CH 3COCH 2COH(CH 3)2(l)。取等量 CH3COCH 3分别在 0和 20下 反应，测得其转化率 ( 随)时间 (t)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(AB升高温度能提高反应物的平衡转化率C在 a 点时，曲线和表示反应的

11、化学平衡常数相等D化学反应速率的大小顺序为： d>b>c解析 根据 “先拐先平数值大 ”可知，曲线 先达到平衡状 态，因此曲线 对应的温度较高， 曲线 表示 20时的转化反应， A 项错误；曲线温度较高， 但平衡转化率较低， 故升高温度能降低反 应物的平衡转化率， B 项错误； a 点时，虽然曲线 和 表示的 CH 3COCH 3 的转化率相等，但化学平衡常数仅与温度有关，对应温度不同，平衡常数不相等， C 项错误； d、 b 点处温度比 c 点处高， 反应速率比 c 点快， d 点处比 b 点处转化率低， 故 d 点处反应物浓度 大，反应速率快， 故化学反应速率的大小顺序为： d

12、>b>c ，D 项正确。答案 D7(2019 ·保定一模 )下列图示与对应的叙述相符的是 ()A图 1 表示反应 CH4(g)H2O(g)=CO(g) 3H2(g)的能量变 化，使用催化剂可改变 EbEa 的值B图 2 在密闭容器中发生可逆反应： A(g) 2B(g)2C(g)H>0，其他条件不变，改变温度，若 p1<p2，纵坐标表示 A 的转化 率C由图 3 知， t3时采取增大反应体系压强的措施D图 4 在恒容密闭容器中通入 X 并发生反应： 2X(g) Y(g) H<0，该反应进行到 M 点放出的热量小于进行到 W 点放出的热量解析 催化剂能降低反

13、应所需的活化能，但不能改变反应的 H，故 A 错误；在压强一定时，升高温度， A 的转化率增大，在温 度一定时，增大压强， A 的转化率增大，图像与其不符，故 B 错误； 增大压强， v 正、v 逆均增大，而 t3 时刻的速率均减小，故 C 错误；由 图像得出 T1>T2，温度升高，平衡向左移动，吸收热量，所以 W 点 放出的热量大于 M 点放出的热量，故 D 正确。答案 D二、非选择题8 (2019 ·开封市定位考试 )羰基硫 (COS)是全球硫循环的重要中 间体，也是有机合成中的重要原料，是化学工作者重要的研究对象。 已知：.COS(g)H2(g)H2S(g)CO(g) H

14、 1 17 kJ ·mol 1；.COS(g)H2O(g)H 2S(g)CO 2(g) H235 kJ ·mol 1；回答下列问题：(1) 反应 CO(g)H2O(g)H2(g) CO2(g)的 H。(2) 在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应。设起始充入的 n(H2)n(COS)m，相同时间内测得 COS 转化率与 m 和(T)的关系 如图所示。 m1(填“>”、“<”或“” )m2。 温度高于 T0时， COS 转化率减小的可能原因为 A有副反应发生B反应的 H 增大C催化剂活性降低D逆反应速率增大的倍数小于正反应速率增大的倍数(3) 在恒温、恒容密闭容器中

15、，进行反应。下列说法中能说明 反应已达到平衡状态的是 。Ac(H2S)c(CO)Bv 正(H 2)v 逆(H 2S)C容器中气体密度保持不变 D容器中混合气体平均摩尔质量保持不变 Ec(COS)保持不变(4) 某温度下，向体积为 2 L 的恒容密闭容器中通入 5 mol COS(g) 和 5 mol H 2O(g) ，发生反应， 5 min 末反应达到平衡， 测得 COS(g) 的转化率为 80% 。反应从起始至 5 min 内，用 H2S 浓度变化表示的平均反应速 率 v (H 2S) 。该温度下，上述反应的平衡常数 K。 其他条件相同时，既能使上述反应中 COS 的平衡转化率降低， 又能使

16、反应速率加快的做法是 。A 缩小容器容积B升高温度C分离出硫化氢D加入一定量 H2O(g) 解 析 (1) 根 据 盖 斯 定 律 ， 由 得 到 ： CO(g) H2O(g) H2(g)CO2(g) H18 kJ m·ol 1。(2)其他条件相同 时，n(H2)n(COS)m 越大，COS 的转化率越大。图中 m1对应 COS 的转化率大，则 m1>m2。 T0前，升温，正反应速率加快， COS 转化率增大；当温度高于 T0 时，有副反应发生，可导致反应物的 转化率减小， A 项符合题意；该反应的 H 不变，不影响反应物的转 化率， B 项不符合题意； 虽然催化剂对平衡移动无

17、影响，但催化剂活 性降低后，反应可能停止， 可导致反应物的转化率减小， C项符合题 意；逆反应速率增大的倍数小于正反应速率增大的倍数， 平衡正向移 动，反应物转化率增大， D 项不符合题意。 (3)判断化学反应是否达 到平衡状态， 可通过观察正反应速率和逆反应速率是否相等、 混合物 中各组分的浓度是否变化等来确定； c(H2S)和 c(CO)相等不能说明反 应达到平衡状态， A 项错误； H2的正反应速率与 H2S 的逆反应速率 相等能说明反应达到平衡状态， B 项正确；该恒容密闭容器中全部为 气体，气体质量始终不变，体积不变，则密度始终不变，密度保持不变不能说明反应达到平衡状态， C 项错误

18、；该反应在反应前后气体分 子数不变， 质量不变，混合气体的平均摩尔质量始终不变， 故混合气体平均摩尔质量不变不能说明反应达到平衡状态， D 项错误； COS 浓度保持不变，能说明反应达到平衡状态， E 项正确。 (4)5 min 末反 应达到平衡，测得 COS 的转化率为 80% ，则开始/mol 转化 /mol 平衡/molCOS(g)H2O(g)5 55×80% 5 ×80%v(H2S)4 12 mol ·L 15 minH2S(g)CO2(g)0 05×80% 5× 80%0.4 mol L·1·min 1。Kc H2

19、S·c CO2c COS ·c H2O16。其他条件相同时，要使 COS 的平衡转化率降低，0.5×0.5可采用升高温度的方法； 使反应速率加快， 可采用缩小容器容积、 升 高温度、加入一定量 H2O(g)等方法，综合分析，可采用升高温度的 方法，答案选 B。答案 (1)18 kJ m·ol 1(2) AC (3)BE(4)0.4 mol L·1·min 116 B拔高练 (25 分钟)一、选择题1(2019 ·湖北重点中学联考 )工业上利用 Ga与 NH 3在高温条件 下合成固态半导体材料氮化镓 (GaN) 的同时有氢气生

20、成。反应中，每 生成 3 mol H2放出 30.8 kJ 的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述 反应，下列有关表达正确的是 ( )A 图像中如果纵轴为正反应速率，则 t 时刻改变的条件可以 为升温或加压B. 图像中纵轴可以为镓的转化率C. 图像中纵轴可以为化学反应速率D. 图像中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量解析 升温或加压均能加快化学反应速率，即升温或加压正反 应速率均加快， A 项正确；增大压强，平衡逆向移动， Ga 的转化率 降低，B项错误；镓是固体，增大镓的质量， 对化学反应速率无影响， C 项错误；温度相同时，加压，平衡逆向移动，混合气体的平均相对 分子质量增大，压强相

21、同时，升温，平衡逆向移动，混合气体的平均 相对分子质量增大， D 项错误。答案 A2. (2019成·都摸底测试 )一定温度下，在一密闭容器中发生反应： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，c(SO2)随时间(t)变化如图所示。400时压强对 SO2 的转化率的影响如表0.1 MPa0.5 MPa1 MPa10 MPa99.2%99.6%99.7%99.9%下列说法正确的是 ( )A a 点的 v 逆 大于 b 点的 v 逆Bt2 时刻改变的条件一定是增大 c(SO2)C化学平衡常数 d 点与 e 点相等D硫酸工业中， SO2催化氧化制 SO3 时采用高压提高生产效益解析 a 点

22、时平衡向正反应方向进行， b 点时反应达到平衡状 态，从 a 点到 b 点，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大， 故 a 点的 v 逆小于 b 点的 v 逆，A 项错误； t2时 c(SO2)突然增大，随后 逐渐减小， 说明平衡向正反应方向移动， 故 t2 时刻改变的条件可以是 增大 c(SO2)，还可以是增大压强， B 项错误；化学平衡常数只与温度 有关，反应温度不变， 平衡常数不变， 因此 d 点和 e 点的化学平衡常 数相等，C 项正确；根据表中提供的数据可知， 增大压强对 SO2 的转 化率影响不大， 但增大压强，对工业设备要求高， 同时生产成本增大， 因此硫酸工业中， SO2 催

23、化氧化制 SO3 时采用高压不能提高生产效 益，D 项错误。答案 C3(2019 ·河北名校联盟 2 月联考)下列有关平衡移动的方向以及转化率的变化判断正确的是 ( )解析 A 项，反应平衡后再充入一定量 NO2，平衡正向移动，此时 NO2 的总量以及转化量均增大，但恒容条件通入气体相当于在 恒压基础上加压， NO2转化率减小，错误。 B 项，反应平衡后再充入 一定量 NO ，平衡正向移动， Cl2 的转化率增大， NO 的转化率减小， 错误。C 项，充入少量 N2O4，反应(2)向右移动，吸热导致体系温度 降低，反应 (1)向右移动，故 CO2和 H2转化率增大，而 N2O4 转化

24、率 可由“相当于在恒压基础上加压 ”来分析，所以 N2O4 转化率减小， 正确。 D 项，反应平衡后再充入少量 CO(g)，平衡向右移动， Ni 的 转化率增大，但由于 K 不变，所以 c(CO)不变，可认为所加 CO 完全 转化为生成物 Ni(CO) 4， CO 的转化率增大，错误。答案 C4. (2019 ·河北衡水七调 )N2O5为新型硝化剂。一定条件下可发生 反应 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) H>0，在温度为 T1、T2 时，一定量的 N2O5 在密闭容器中发生反应， 平衡时体系中 NO2的体积分数 随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )AA

25、、 C 两点的反应速率： A>CBA、C两点气体的颜色： A 深，C浅CA、B、C 三点的平衡常数大小关系： KA KC>KB DA 、 C 两点气体的平均相对分子质量： A>C 解析 A 项，A、C 两点温度相同，所以影响二者速率的因素 是压强，C 点压强大，反应速率快，错误。 B项，易因平衡逆向移动 而判断 A 颜色深。气体颜色取决于 NO2 的浓度，由图像可知， C 点 平衡压强大，与 A 点相比可看作平衡会逆向移动，但根据勒夏特列 原理，平衡移动只能减弱这种改变，不能消除这种改变，故 C 点颜 色更深，错误。 C 项，由于 A、 C 两点温度相同，所以 K 值相同；

26、温度升高，平衡正向移动， NO 2的体积分数增大， 由 A、B 两点可知， T2>T1，则 KA>KB，正确。 D 项，由图像可知， A、 C 两点都在等温 线上，C 点压强大，增大压强，化学平衡逆向移动， C 点时气体的物 质的量小，混合气体的总质量不变， 则平衡相对分子质量大， 即 A<C ， 错误。答案 C5(2019 ·福州市质量检测 )在恒温恒容密闭容器中分别充入 X、Y 、Z 三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间的变化关 系如图 a 所示。若从 t2开始，之后每个时刻只改变一个且不同的条件， 物质 Z 的正、逆反应速率随时间的变化关系如图 b

27、所示。下列说法A0t1 min 内X 与 Y 的平均反应速率之比为 32B t2 min 时改变的条件可能是压强或催化剂C该反应的正反应为放热反应D该反应中 Z 一定为产物解析 0t1 min 内 X 与 Y 的平均反应速率之比等于浓度的变 化量之比，即为(0.150.06)(0.110.05)32，故 A 项正确； t1 t2 min 阶段、 t2t3 min 阶段与 t4t5 min 阶段正逆反应速率都相等， 每个时刻只改变一个且不同的条件， t2 t3 min 阶段与 t4t5 min 阶段 反应速率加快且平衡不移动， 说明 t2 min 或 t4 min 时分别使用了催化 剂或加压，且

28、反应前后气体体积不变，故 B项正确； t3 min 时改变的 条件为降低反应温度，平衡逆向移动，说明正反应吸热，故 C 项错 误；每个时刻只改变一个且不同的条件， t2 t3 min 阶段与 t4 t5 min 阶段反应速率加快且平衡不移动，说明分别是使用了催化剂或加压， 则反应前后气体分子数不变， 0t1 min 内，X 减少 0.09 mol L·1，Y 增大 0.06 mol L· 1，所以 Z 一定是生成物，故 D 项正确。答案 C6. (2019 ·长沙一模 )一定温度下，密闭容器中进行反应： 2SO2(g) O2(g)2SO3(g) H<0。测得

29、 v 正(SO2)随反应时间 (t)的变化如图所示，其中在 t2 时改变了某个条件。下列有关说法正确的是 ( )At1时平衡常数 K1小于 t3时平衡常数 K2Bt1时平衡混合气的 M1 大于 t3时平衡混合气的 M2Ct2时改变的条件可能是升温或缩小容器体积Dt1时平衡混合气中 SO3 的体积分数等于 t3时平衡混合气中 SO3 的体积分数解析 该反应是气体分子数减小的放热反应，由题图知， t2 时 改变条件后正反应速率瞬间增大，之后逐渐减小，即平衡正向移动， 则 t2 时改变的条件不可能是温度，温度不变，平衡常数不变，故A、C 项错误；由题图知， t3和 t1时达到的平衡是等效平衡，则 t

30、1时平衡 混合气的 M1等于 t3时平衡混合气的 M2 ，t1时平衡混合气中 SO3的 体积分数等于 t3时平衡混合气中 SO3的体积分数， B项错误，D 项正 确。答案 D7(2019 ·济南模拟考试 )温度为 T1时，在三个容积均为 1 L 的恒 容密闭容器中，假设仅发生反应：2NO2(g)2NO(g) O2(g)H>0。实验测得： v 正k 正c2(NO 2)，v 逆k 逆 c2(NO)·c(O2)，k 正、k 逆为速率常数，只受温度影响。实验数据如下：A达平衡时，容器与容器中的总压强之比为 4 5列说法正确的是 ( )容器中 c O2 比容器中的大c NO2容

31、器中 NO 的体积分数大于 50%B达平衡时，k正k逆K0.8。根据容D当温度改变为 T2时，若 k 正k 逆，则 T2>T1解析 容器2NO2(g)2NO(g)O2(g)起始量 (mol/L)0.600变化量 (mol/L)0.40.40.2平衡量 (mol/L)0.20.40.2可以求出平衡常数0.42×0.2K 0.22 0.8，平衡时气体的总物质的量C达平衡时，c O2为 0.8 mol，其中 NO 的体积分数为 50%，ccNOO22 1。在平衡状态下，v 正v 逆，所以 k 正c2(NO2)k 逆 c2(NO)·c(O2)， 器的起始投料， Qc0.20&

32、#215;.302.5 59<K，平衡向正反应方向移动，正 反应为气体分子数增多的反应， 平衡时气体的总物质的量一定大于 1 mol，故容器与容器中的压强之比一定小于 45，A 项错误；若 c O2容器在 t 时刻存在1，设 O2的变化量为 x mol/L ，则有c NO2起始量 (mol/L) 变化量 (mol/L) t 时刻的量 (mol/L)2NO2(g)0.32x0.32x则 c O2 0.2 x c NO2 0.32x1，解得2NO(g)0.52x0.52x O2(g)0.20.2x17 2 72×30 × 30 28930，Qc7 2 210>K，30 2化量为 y mol/L ，则有2NO2(g)2NO(g) O2(g)起始量 (mol/L)00.50.35变化量 (mol/L)2y2yyt 时刻的量 (mol/L)2y0.5 2y0.35y反应向逆反应方向移动，所以容器B 项错误；若容器在 t则 0.52y 2y0.35y，解得 y0.05，达平衡时， ccNOO22 一定小于 1， 时刻，NO 的体积分数为 50%，设 O2 的变0.42× 0.3Qc 0.12 4.8>K， 反应继续向逆反应方向进行， NO 进一步减少，平衡时 NO 的体积分 k正数小于 50%，C 项错误；温度为 T2时