2023届高考化学-化学反应速率化学平衡专项练含解析

化学反应速率化学平衡

I.处理、回收co是环境科学家研究的热点课题。

用于处理大气污染物所发生的反应为

(DCON2ON20(g)+CO(g)

C02(g)+N2(g)几种物质的相对能量如下：

物质N2O(g)CO(g)C02(g)N2(g)

相对能量

475.52830393.5

/kJ・mol-1

6bH=-365kJ・mol，改变下列“量”，一定会引起△!!发生变化的

是D(填代号)

A.温度B.反应物浓度

C.催化剂D.化学计量数

②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行：

++

第一步：Fe+N20=Fe0+N2；

第二步：FeO++CO=Fe++CO2(写化学方程式)。

第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，第二步反应速率.

大于第一步反应速率(填“大于”或“等于”)o

(2)在实验室，采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的

I2O5粉末和一定量的CO,发生反应：I2O5(s)+5CO(g)05C02(g)+I2(s)o

测得CO的转化率如图1所示。

①相对曲线a,曲线b仅改变一个条件，改变的条件可能是加入催化剂(或

增大压强)。

Y5

②在此温度下，该可逆反应的平衡常数(用含x的代数式表

示)。

(3)工业上，利用CO和乩合成CROH,在1L恒容密闭容器中充入1molCO(g)

和AmolH2,在250℃发生反应：C0(g)+2H2(g)—CH30H(g),测得混合

气体中CH30H的体积分数与4的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点

中，CO的平衡转化率最大的点是"

(4)有人提出，利用2co(g)=2C(s)+02(g)消除C0对环境的污染，你的评

价是不可行_(填“可行”或“不可行”)

(5)C0—空气碱性燃料电池(用KOH作电解质),当恰好完全生成KHC03时停

止放电。写出此时负极的电极反应式：(；0—2钎+30『=设0台+乩0。

［解析］(D①生成物所具有的总能量一反应物所具有的总能量=

(393.5+0-475.5-283)kJ・mol-,=-365kJ•mol-1,反应热只与具体反应的

化学计量数有关，与温度、压强、催化剂、转化率、反应物浓度等无关，故选Do

②根据催化剂定义，第二步反应中，中间产物(FeO+)氧化C0生成CO2,本

++

身被还原成Fe+,FeO+CO=Fe+CO2,第二步反应对总反应速率没有影响，

说明第一步是慢反应，控制总反应速率，第二步反应速率大于第一步反应速率。

(2)①曲线b和曲线a的平衡状态相同，曲线b反应速率较大，对于气体分子数

相同的反应，加压可以增大浓度，正、逆反应速率同倍数增大，加入催化剂，

正、逆反应速率同倍数增大，平衡不移动，曲线b仅改变一个条件，改变的条

件可能是加入催化剂(或增大压强)，故答案为：加入催化剂(或增大压强)；②

设C0的起始浓度为c(对于等气体分子数反应，体积始终不变)，平衡时，c(C0)

_1-1

=(1—x)cmol,L,c(C02)=xcmol,L,(3)图2中，

b点代表平衡点，增大上、CO的投料比，CO的平衡转化率增大，在a、b、c、d

点中，CO的平衡转化率最大的点是d。(4)该反应是培增、埔减反应，任何温度

下自由能大于0,任何温度下不能自发进行，故不可行。(5)负极上C0发生氧化

--

反应生成KHCO3,负极的电极反应式：C0-2e+30H=HC0r+H200

2.在体积为2L的真空密闭容器中加人1molCaC03,发生反应：

CaC03(s)=Ca0(s)+C02(g)。测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化

如图所示。图中曲线A表示CO?的平衡浓度与温度的关系；B是不同温度下，反

应经过相同的时间时，CO?物质的量浓度的变化曲线。

请回答下列问题：

-1

(1)已知：@CaO(s)+S02(g)=CaS03(s)A^=-402kJ•mol

②2CaC03(s)+2S02(g)+02(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)△4=一2762

kJ・mol-1

-1

③2CaS03(s)+02(g)=2CaS04(s)A6=-2315kJ・mol

-1

贝：CaC03(s)=CaO(s)+CO2(g)的AH=+178.5k.T・mol

(2)①温度为四℃时，反应CaCCUs)0Ca0(s)+C02(g)耗时20s达

到平衡，则20s内该反应的反应速率为0(C()2)=0.01mol/(L•s):反应的

平衡常数为0.2mol-L-1o

②如果该反应的平衡常数十值变大，该反应BC(选填编号)。

A.一定向逆反应方向移动

B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小

C.一定向正反应方向移动

D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

(3)在n℃下，维持温度和容器体积不变，充入co2气体，则达到平衡时

CaC0.3的质量增大(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)在T5℃下，反应达到平衡状态后，再压缩容器为1L,重新达到平衡时，

CO2的浓度不变(填“增大”“减小”或“不变”)

(5)随着温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因是温度升高，化学反应

速率加快，达到平衡的时间变短。

-1

［解析］(1)已知：(DCaO(s)+S02(g)=CaS03(s)A^=-402kJ•mol

②2CaC03(s)+2S02(g)+02(g)=2CaS04(s)+2C02(g)△笈=一2762

kJ*mol-1

-1

(3)2CaS03(s)+02(g)=2CaS04(s)A^=-2315kJ•mol

根据盖斯定律，②义石一③一①可得：CaC()3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H

=(-2762kJ・mol-1)x|-(-2315kJ・mol-1)x|-(-402kJ・mol_1)=

+178.5kJ•mol-1,故答案为:+178.5；

(2)①入七时二氧化碳的物质的量浓度为0.2mol/L,0(CO2)=喝皿T=

ZUs

0.01mol/(L,s)；

CaCO3(s).CaO(s)+CO2(g)中碳酸钙和氧化钙都是固态，则7T=c(CO2)

=0.2,故答案为：0.01mol/(L•s),0.2；

②根据图象可知，温度越高，二氧化碳的物质的量浓度越大，此反应为吸

热反应，若要使该反应的平衡常数十值变大，需要升高温度，则正逆反应速率

都增大，且/(正)>M逆)，在平衡移动时正反应速率先增大后减小，故BC正确；

(3)在T5℃下，维持温度和容器体积不变，充入CO2气体的瞬间c(CC)2)增大，

由于温度不变，平衡常数K=c(C0,不变,则平衡向着逆向移动，达到平衡时CaC03

的质量会增大，故答案为：增大；

(4)在n℃下，反应达到平衡状态后，再压缩容器为1L,重新达到平衡时，

由于温度不变，则平衡常数仁c(COD不变，即平衡时CO2的浓度不变;

(5)根据温度对反应速率的影响可知，随着温度升高，反应速率加快，达到

平衡所需要的时间变短，所以曲线B向曲线A逼近。

3.硫的化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。

I.叛基硫(O=C=S)广泛存在于以煤为原料制备的各种化工原料气中，能

引起催化剂中毒、大气污染等。默基硫的水解和氢解是两种常用的脱硫方法，

其反应式分别为：

a.水解反应：C0S(g)+H20(g)=H2S(g)+C02(g)A^=-35kJ-mol

-1

b.氢解反应：COS(g)+H2(g)—H2S(g)+CO(g)

-1

已知：C0(g)+H20(g)=H2(g)+C02(g)A^=-42kJ•mol

(1)完成上述氢解反应的热化学方程式：COS(g)+Hz(g)=H2s(g)+

CO(g)AQ+7kj/mol。

(2)一定条件下，密闭容器中发生反应a,其中COS(g)的平衡转化率(a)

与温度(7)的关系如图所示。贝!!A、B、C三点对应的状态中，y(COS)=F(H2S)

的是ABC(填字母)。

(3)反应b的正、逆反应的平衡常数(给与温度(7)的关系如图所示，其中表

示正反应的平衡常数(芯正)的是A(填“A”或"B”)。

(4)7；℃时，向容积为10L的恒容密闭容器中充入2molCOS(g)和2mol

H2(g),发生反应b,则COS的平衡转化率为50%。

II.矿石冶炼与含硫化合物有关。

(5)将冰铜矿(主要为Cu2s和FeS相熔合而成)加熔剂(石英砂)在1200℃

左右吹入空气进行吹炼：Cu2s被氧化为CihO,生成的CU2O与Cu2s反应，生成含

Cu量约为98.5%的粗铜，该过程中发生反应的化学方程式分别是：2CU2S+

302^^2CU20+2S02:2Cu20+Cu2s^^6Cu+S02t。

(6)废气中的SOZ可用NaOH溶液吸收，吸收SO2后的碱性溶液还可用于Cl2

的尾气处理，吸收CL后的溶液仍呈强碱性。

①吸收CL后的溶液中一定存在的阴离子有OH，SOF>cro

②吸收Cb后的溶液中可能存在SOt,取该溶液于试管中，滴加黄色的溟水,

得到无色溶液。此实验不能证明溶液中含有SOt,理由是NaOH溶液能跟澳单质

反应，使溶液呈无色。

［解析］⑴①COS(g)+lW(g)=H2S(g)+CO2(g)A-35

kJ•mol-1

-1

②CO(g)+H2O(g)0H2(g)+CO2(g)A7%=-42kJ•mol

将方程式①一②得C0S(g)+H2(g)=H2S(g)+CO(g)△〃=(一35

kj/mol)—(—42kj/mol)=+7kj/mol；

(2)根据方程式知，COS和H2s的化学计量数相等，则二者化学反应速率相

等，与反应达到平衡状态无关，与温度无关，故选ABC；

(3)该反应的正反应是吸热反应，则逆反应是放热反应，升高温度平衡正向

移动，导致正反应平衡常数增大，故选A；

(4)1;℃时，正逆平衡常数相等，正逆反应平衡常数互为倒数，则该温度下

正逆反应平衡常数为L

开始时C(H2)=C(COS)=^TT=O.2mol/L,设COS的平衡转化率为x,

■LUL

可逆反应COS(g)+H2(g)=H2S(g)+C0(g)

开始(mol/L)0.20.200

反应(mol/L)0.2x0.2x0.2x0.2x

平衡(mol/L)0.2-0.2x0.2—0.2x0,2x0.2x

化学平衡常数K=©*与广Lk°-5=50%;

(5)CU2S被氧化为Cu20：2CU2S+302=^=2CU20+2S02；CU20与Cu2S反应：2Cu2。

+CU2S^=6CU+S02f；

(6)①吸收SO2后的碱性溶液还可用于Cb的尾气处理,亚硫酸钠与氯气发生

氧化还原反应生成硫酸钠和盐酸，则吸收Cb后的溶液中一定存在的阴离子有

OH，sor>cr,故答案为：sor>cr；

②滴加黄色的滨水，得到无色溶液，此实验不能证明溶液中含有sot,理

由是NaOH溶液能跟漠单质反应，使溶液呈无色。

4.C0和N0都是汽车尾气中的有害气体，它们在催化转换器中能反应生成

氮气和C02,对此反应，下列说法中错误的是(A)

A.改变压强不可以改变反应速率

B.使用催化剂能同时增加正、逆反应的速率

C.增加压强能增加反应速率

D.升高温度能增加吸热方向的反应速率

［解析］该反应方程式为2N0(g)+2C0(g)—2c(h(g)+N2(g)；A.改

变压强时能引起反应物、生成物浓度的改变，能改变反应速率，如：恒温条件

下增大压强，容器体积减小，反应物和生成物浓度都增大，反应速率增大，故A

错误；B.催化剂降低反应所需活化能，活化分子百分数增大，所以能同等程

度的增大正逆反应速率，故B正确；C.根据A知，增大压强能增大反应速率,

故C正确；D.升高温度使部分非活化分子转化为活化分子，增大活化分子百

分数，反应速率增大，故D正确；故选A。

5.合成氨生产中，说法正确的是(D)

A.使用催化剂，提高原料的利用率

B.采用高温、高压工艺提高氨的产率

C.产物用水吸收，剩余气体循环利用

D.增大反应物浓度，对。正影响更大

［解析］A.加入催化剂使反应速率加快，但平衡不移动，原料利用率不变,

故A错误；B.合成氨工厂通常采用高压(20MPa〜50MPa)和700K(催化剂活

性高)的条件，高温条件是催化剂的活性高，但不利于平衡的正向移动，高压有

利用平衡向正反应方向移动，可提高氨的产率，故B错误；C.平衡混合气体

是用冷水冷却，而不是用水吸收，故C错误；D.增大反应物浓度，正、逆反

应的速率都加快，但对v正影响更大，故D正确；故选D。

6.(双选)某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:

3A(g)+ZB(g)—cC(g)△Q—0kJ-molT(q>O),12s时生成C的物

质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是(AC)

A.2s时，A的平均反应速率为0.15mol・L-1•s-1

B.交点时，A的消耗速率等于A的生成速率

C.化学计量数之比b：c=l：2

D.12s内，反应放出0.20kJ热量

［解析］A.图象分析可知A的浓度变化=0.8mol/L-0.5mol/L=0.3

3mL

mol/L,反应速率9°^=0.15mol/(L•s),故A正确；B.交点

△tZs

时，随时间变化A的浓度变化，反应未达到平衡状态，A的消耗速率不等于A

的生成速率，故B错误；C.图象分析A的浓度变化量为0.8mol/L-0.2mol/L

=0.6mol/L,B的浓度变化量为0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,生成C

的浓度为Q；=4mol/L,由此可得0.6：0.2：0.4=3：b：c,贝!|b：c

=1：2,故C正确；D.12s内反应3molA放热0KJ,反应A的物质的量=

(0.8mol/L-0.2mol/L)X2L=1.2mol,结合化学方程式定量关系计算，3A(g)

+B(g)2C(g)△合=—0kJ・molT,1.2molA反应放出热量0.40kJ,

故D错误；故选AC。

7.某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：3X(g)+

2Y(s)=2Z(g)+W(g)△殳0,下列叙述错误的是(D)

A.升高温度，正逆反应速率都增大

B.若单位时间内每消耗3molX的同时消耗2molZ,则反应达到化学平

衡状态

C.适当增大压强，化学平衡不发生移动

D.平衡时，X与W的物质的量浓度之比一定为3：1

［解析］A.升高温度，可以提高反应物、生成物的活化分子百分数，正逆

反应速率都增大，故A正确；B.若单位时间内每消耗3molX的同时生成2moi

Z,且同时消耗2molZ,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B正确；C.适

当增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，左右两边气体系数相等，化

学平衡不发生移动，故C正确；D.平衡时，X与W的物质的量浓度之比不能确

定，与投料比和转化率有关，故D错误；故选D。

8.一定条件下N()2与S02可发生反应:N()2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)

△水0,将NO?与SO?以体积比1:2置于密闭容器中反应，下列能说明反应达到

平衡状态的是(C)

A.体系压强保持不变

B.混合气体的密度保持不变

C.NO?和SO?的体积比保持不变

D.混合气体的平均相对分子质量保持不变

［解析］根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反

应速率相等，各物质的浓度、百分含量保持不变，以及由此衍生的一些量也不

发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当

该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。A.两边气体计量数相

等，所以体系压强一直保持不变，故A错误；B.混合气体的密度一直保持不

变，不能说明达平衡状态，故B错误；C.将NO?与SO?以体积比1：2置于密闭

容器中反应,NO?和SO?的体积比保持不变，说明反应达平衡状态，故C正确；D.气

体的总物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量一直保持不变，故D错误;

故选C。

9.对于可逆反应4NH3(g)+502(g)^4N0(g)+6H20(g),下列叙述正

确的是(A)

A.达到化学平衡时，4。正(02)=5%(N0)

B.若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNB,则反应达到平衡

状态

C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增

大

D.化学反应速率关系是：2y正(限)=3。正此0)

［解析］A.4y正@)=5/逆(N0)能证明化学反应的正逆反应速率是相等的,

达到了化学平衡状态，故A正确；B.单位时间内生成xmolNO,同时消耗xmol

NH3,则不能说明化学反应的正逆反应速率是相等的，只表示了正反应方向，故

B错误；C.若增加容器体积即减小压强，化学反应速率减慢，故C错误；D.反

应速率之比等于方程式的系数之比，所以3y正(阳3)=2%(&0),故D错误。故

选Ao

10.在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2S02(g)+02(g)=

2S03(g)；AQ—0kJ/mol(QO),某研究小组研究了其他条件不变时，改变

某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(B)

反

应

速

率

%时间fo时间

A.研究的是%时刻增大0?B.研究的是％时刻加入催

的浓度对反应速率的影响化剂后对反应速率的影响

时■间时间

C.研究的是催化剂对平衡的影D.研究的是温度对化学平衡

响，且甲的催化效率比乙高的影响，且乙的温度较低

［解析］A.增大氧气浓度时，三氧化硫浓度不变，则逆反应速率瞬间不变,

所以改变条件时刻，逆反应速率曲线有接触点，该图象没有接触点，故A错误;

B.催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，所以平衡不移动，故B正确；C.催

化剂改变正逆反应速率但不影响平衡移动，则二氧化硫的转化率不变，故C错

误；D.温度越高反应速率越大，则反应达到平衡时间越短，该反应是放热反应,

升高温度二氧化硫转化率降低，根据图象知，乙温度较高，故D错误；故选B。

11.将一定量的S02(g)和Oz(g)置于一恒容密闭容器中，在不同温度下进

行反应(已知该反应为放热反应)。实验记录得到下表中的两组数据：下列有关

说法中不正确的