2025届高考化学一轮复习第七章化学反应速率与化学平衡练习含解析新人教版

PAGEPAGE9第七章化学反应速率与化学平衡单元过关限时检测(50分钟，100分)第Ⅰ卷(选择题共42分)一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意1．(2024·上海鲁迅中学高三检测)已知某条件下，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的有关数据如下表所示：项目N2H2NH3起始浓度/(mol·L－1)1.03.00.22s末浓度/(mol·L－1)0.61.81.04s末浓度/(mol·L－1)0.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是(A)A．2s末氨气的反应速率为0.4mol·L－1·s－1B．前2s内氨气的平均反应速率为0.4mol·L－1·s－1C．前4s内氨气的平均反应速率为0.3mol·L－1·s－1D．2～4s内氨气的平均反应速率为0.2mol·L－1·s－1[解析]2s末的速率是瞬时速率，本题条件下无法求出，A项错误；0～2s内，Δc(NH3)＝1.0mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.8mol·L－1，故前2s内v(NH3)＝0.8mol·L－1÷2s＝0.4mol·L－1·s－1，B项正确；前4s内v(NH3)＝(1.4－0.2)mol·L－1÷4s＝0.3mol·L－1·s－1，C项正确；2～4s内v(NH3)＝(1.4－1.0)mol·L－1÷(4－2)s＝0.2mol·L－1·s－1，D项正确。2．(2024·广东佛山高三检测)将4molA(g)和2molB(g)在2L的密闭容器中混合，并在肯定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)=2C(g)，若经2s后测得C的物质的量为0.6mol。下列叙述正确的是(C)A．用物质C表示的平均反应速率为0.3mol·L－1·s－1B．反应起先到2s，物质B的物质的量浓度减小0.85mol·L－1C．2s时物质A的转化率为15%D．2v(A)＝v(B)[解析]本题考查化学反应速率及转化率的计算。经2s后测得C的物质的量为0.6mol，则有v(C)＝eq\f(0.6mol,2L×2s)＝0.15mol·L－1·s－1，A错误；2s内生成0.6molC同时消耗0.3molB和0.6molA，故B的物质的量浓度减小值为eq\f(0.3mol,2L)＝0.15mol·L－1，B错误；2s内消耗0.6molA，则物质A的转化率为eq\f(0.6mol,4mol)×100%＝15%，C正确；依据反应速率与化学计量数的关系可知：v(A)＝2v(B)，D错误。3．(2024·天津部分区高三月考)某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：2A(g)＋B(g)C(s)＋3D(g)，反应2min后达到平衡，测得生成1.6molC，下列说法不正确的是(B)A．前2min，D的平均反应速率为1.2mol·L－1·min－1B．此时B的平衡转化率为40%C．增大该体系的压强，平衡不移动D．该漏度下平衡常新K＝432[解析]本题考查化学反应速率、平衡常数、平衡转化率的计算。反应2min达到平衡，生成1.6molC，同时应生成4.8molD，则有v(D)＝eq\f(4.8mol,2L×2min)＝1.2mol·L－1·min－1，A正确；生成1.6molC，必定消耗1.6molB，则B的平衡转化率为＝eq\f(1.6mol,2mol)×100%＝80%，B错误；该反应前后气体总分子数不变，增大体系的压强，平衡不移动，C正确；2min后达到平衡时，A、B和D的物质的量浓度(moI·L－1)分别为0.4、0.2和2.4，则该温度下平衡常数K＝eq\f(2.43,0.42×0.2)＝432，D正确。4.(2024·河南郑州化学一模)在容积为2L的刚性密闭容器中，加入1molCO2和3molH2，发生反应CO2＋3H2CH3OH＋H2O。在其他条件不变的状况下，温度对反应的影响结果如图所示(注：T1、T2均大于300℃)。下列说法正确的是(D)A．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小B．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时eq\f(nCO2,nCH3OH)减小C．T2温度下，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝eq\f(nB,tB)mol·L－1·min－1D．T1温度下，若反应达到平衡后CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为(2－α)︰2[解析]由图像分析可知T1<T2，温度越高平衡时生成甲醇物质的量越小，说明正反应为放热反应，则温度越高，平衡常数越小，该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，故A项错误；分析可知T1<T2，A点反应体系从T1变到T2，升温平衡逆向进行，达到平衡时eq\f(nCO2,nCH3OH)增大，故B项错误；T2温度下达到平衡状态甲醇的物质的量nB，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝eq\f(\f(nB,2L),tB)mol·L－1·min－1＝eq\f(nB,2tB)mol·L－1·min－1，故C项错误；T1温度下，若反应达到平衡后CO2转化率为α，依据三段式分析：CO2＋3H2CH3OH＋H2O，起始量/mol1300变更量/mola3aaa平衡量/mol1－a3－3aaa则容器内的压强与起始压强之比＝eq\f(1－a＋3－3a＋a＋a,1＋3)＝eq\f(4－2a,4)＝eq\f(2－a,2)，故D项正确。5．(2024·山东济宁滕州一中月考)某科研人员提出HCHO(甲醛)与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化生成H2O的历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法不正确的是(C)A．HAP能提高HCHO与O2的反应速率B．HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂C．依据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2D．该反应可表示为HCHO＋O2eq\o(→,\s\up7(HAP))CO2＋H2O[解析]由题图知，HAP在第一步反应中作反应物，在其次步反应中作生成物，所以是总反应的催化剂，催化剂能改变更学反应速率，A正确；由题图可知HCHO在反应中有C—H键断裂和C=O键形成，B正确；依据题图知，CO2分子中的氧原子有一部分来自甲醛，C错误；该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP为催化剂，反应可表示为HCHO＋O2eq\o(→,\s\up7(HAP))CO2＋H2O，D正确。6．(2024·广西高三检测)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。下列说法不正确的是(D)容器起始时T/℃n(HCl)/molZⅠ3000.25aⅡ3000.25bⅢ3000.254A．ΔH<0B．a<4<bC．若容器Ⅲ反应某时刻处于R点，则R点的反应速率v正>v逆D．300℃时，该反应平衡常数的值为320[解析]A项，由图可知，HCl平衡转化率随温度上升而减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，则ΔH<0，故A正确；B项，增大氧气的物质的量，可促进HCl的转化，即投料比越小，HCl平衡转化率越大，故a<4<b，故B正确；C项，R点温度与Q点相同，但转化率小于平衡时转化率，可知反应正向进行，则R点v正>v逆，故C正确；D项，300℃，Z＝4时，n(HCl)＝0.25mol，n(O2)＝0.0625mol，即c(HCl)＝0.5mol/L，c(O2)＝0.125mol/L，HCl平衡转化率为80%，则：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)起始(mol/L)0.50.12500转化(mol/L)0.40.10.20.2平衡(mol/L)0.10.0250.20.2K＝eq\f(0.22×0.22,0.14×0.025)＝640，故D错误。7．(2024·河南豫南九校高三联考)在初始温度为T℃时，向三个密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应：A(g)＋3B(g)2C(g)ΔH<0，测得反应的相关数据如下表：容器容器类型初始体积反应物投入量/mol平衡转化率平衡时n(C)/mol平衡常数ABCⅠ恒温恒容1L130α1(A)1.2K1Ⅱ恒容绝热1L002α2(C)xK2Ⅲ恒温恒压2L260α3(A)yK3下列说法正确的是(C)A．x<1.2，y<2.4 B．α1(A)>α3(A)C．K2>K3＝eq\f(25,12) D．α1(A)＋α2(C)>1[解析]本题考查恒温恒容、恒温恒压条件下的“等效平衡”规律及应用。若容器Ⅱ是恒温恒容，投入2molC时与容器Ⅰ中反应是等效平衡，C(g)的分解反应是吸热反应，在绝热条件下达到平衡时容器Ⅱ中温度低于容器Ⅰ，而降低温度，平衡正向移动，n(C)增大，则有x>1.2；若容器Ⅲ保持恒温恒容，则容器I和容器Ⅲ中反应是等效平衡，由于该反应的正反应是气体总分子数减小的反应，容器Ⅲ中反应达到平衡时，容器Ⅲ的体积小于2L，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡时n(C)增大，则有y>2.4，α1(A)<α3(A)，A、B错误；容器Ⅰ和Ⅲ都是T℃，反应的平衡常数相等，选择容器Ⅰ进行平衡常数的计算，平衡时，c(C)＝1.2mol·L－1、c(A)＝1mol·L－1－0.6mol·L－1＝0.4mol·L－1、c(B)＝3mol·L－1－1.8mol·L－1＝1.2mol·L－1，则有K3＝K1＝eq\f(1.22,1.23×0.4)＝eq\f(25,12)；容器Ⅱ中C(g)的分解反应是吸热反应，而容器Ⅱ是恒容绝热体系，温度降低，不利于C的分解，则容器Ⅱ中反应达到平衡时n(C)大于容器Ⅰ，则容器Ⅱ中平衡常数大于容器Ⅰ，则有K2>K3＝eq\f(25,12)，C正确；若容器Ⅱ是恒温恒容，则容器Ⅰ、Ⅱ中反应达到平衡时，对应物质的物质的量相等，则有α1(A)＋α2(C)＝1；由C项分析可知，容器Ⅱ中反应逆向进行的程度小，C的平衡转化率小于恒温时的平衡转化率，则有α1(A)＋α2(C)<1，D错误。第Ⅱ卷(非选择题共58分)二、非选择题：本题包括4小题，共58分8．(2024·江西吉安六校高三月考)工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH，T1时，在容积为2L的恒容密闭容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，达到平衡时CH3OH的体积分数与eq\f(nH2,nCO)的关系如图甲所示：(1)当起始时eq\f(nH2,nCO)＝2，经过5min达到平衡，此时容器的压强是初始压强的0.7倍，则0～5min内平均反应速率v(H2)＝0.09mol·L－1·min－1。若此时再向容器中加入0.15molCO(g)和0.05molCH3OH(g)，达到新平衡时H2的转化率将增大(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)当起始eq\f(nH2,nCO)＝3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图像中的F点(填“D”“E”或“F”)。(3)由图乙可知该反应的ΔH>0(填“>”“<”或“＝”，下同)，压强p1>p2；当压强为p2时，在y点：v正>v逆。[解析]本题考查化学平衡图像分析、反应速率的计算、平衡状态的推断等。(1)已知n(H2)＋n(CO)＝3mol，若起始时eq\f(nH2,nCO)＝2，则有n(H2)＝2mol，n(CO)＝1mol。经过5min达到平衡，设转化的H2为xmol，则有CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始量/mol120转化量/mol0.5xx0.5x平衡量/mol1－0.5x2－x0.5x达到平衡时，容器的压强是初始压强的0.7倍，依据阿伏加德罗定律，温度、体积肯定时，气体的压强之比等于其物质的量之比，则有(1－0.5x)mol＋(2－x)mol＋0.5xmol＝3mol×0.7，解得x＝0.9，则0～5min内平均反应速率v(H2)＝eq\f(0.9mol,2L×5min)＝0.09mol·L－1·min－1。此时再向容器中加入0.15molCO(g)和0.05molCH3OH(g)，将0.05molCH3OH(g)完全转化为CO和H2，相当于一共加入0.2molCO(g)和0.1molH2(g)，二者的比值为2︰1，大于起始时eq\f(nCO,nH2)，增大eq\f(nCO,nH2)的值，达到新平衡时H2的转化率增大。(2)起始eq\f(nH2,nCO)＝2时，比值等于对应的化学计量数之比，达到平衡时CH3OH的体积分数最大；若起始eq\f(nH2,nCO)＝3.5，相当于H2过量，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数小于C点，故图甲中F点符合要求。(3)图乙中压强肯定时，上升温度，CO的平衡转化率增大，说明上升温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH>0；该反应正方向为气体体积减小的反应，温度肯定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，图乙中温度相同时，压强为p1时CO的平衡转化率大于压强为p2时CO的平衡转化率，则有压强：p1>p2；当压强为p2时，在y点CO的转化率低于平衡点x，则y点反应正向进行，故此时v正>v逆。9．(2024·北京朝阳区高三检测)温度为T1时，向容积为2L的密闭容器甲、乙中分别充入肯定量的CO和H2O(g)，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。相关数据如下：容器甲乙反应物COH2OCOH2O起始时物质的量/mol1.20.62.41.2平衡时物质的量/mol0.80.2ab达到平衡的时间/mint1t2(1)甲容器中，反应在t1min内的平均反应速率v(H2)＝eq\f(0.2,t1)mol·L－1·min－1。(2)甲容器中，平衡时，反应放出的热量为16.4kJ。(3)T1时，反应的平衡常数K甲＝1。(4)乙容器中，a＝1.6。[解析]本题考查化学反应速率、平衡常数及平衡浓度的计算。(1)甲容器中，t1min时反应达到平衡，CO的物质的量变更量为1.2mol－0.8mol＝0.4mol，又知容器的容积为2L，则有v(CO)＝eq\f(0.4mol,2L×t1min)＝eq\f(0.2,t1)mol·L－1·min－1；依据反应速率与化学计量数的关系可得，v(H2)＝v(CO)＝eq\f(0.2,t1)mol·L－1·min－1。(2)该反应中，消耗1molCO(g)放出41kJ热量，甲容器中平衡时消耗0.4molCO(g)，则放出的热量为41kJ·mol－1×0.4mol＝16.4kJ。(3)按“三段式法”计算T1，时平衡常数K甲：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始浓度/(mol·L－1)0.60.300转化浓度/(mol·L－1)0.20.20.20.2平衡浓度/(mol·L－1)0.40.10.20.2故K甲＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(0.2×0.2,0.4×0.1)＝1。(4)该反应为反应前后气体体积不变的反应，变更体系压强，平衡不移动，乙容器相对甲容器，压强增大1倍，T1时，甲、乙两容器中反应达到的平衡是等效平衡，CO的转化率相同；甲容器中CO的转化率为eq\f(1.2mol－0.8mol,1.2mol)＝eq\f(1,3)，故乙容器中，amol＝2.4mol－2.4mol×eq\f(1,3)＝1.6mol。10．(2024·黑龙江哈尔滨师大附中高三检测)汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体，对汽车加装尾气净扮装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体：已知4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－1200kJ·mol－1。(1)该反应在低温(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。(2)对于该反应，变更某一反应条件(温度：T1>T2)，下列图像正确的是CD(填序号)。(3)某试验小组模拟上述净化过程，肯定温度下，在2L的恒容密闭容器中，起始时依据甲、乙两种方式进行投料，甲：0.2molNO2,0.4molCO；乙：0.1molNO2,0.2molCO。经过一段时间后达到平衡状态。①N2的平衡体积分数：甲>乙(填“>”“＝”“<”或“不确定”，下同)。②NO2的平衡浓度：甲>乙。[解析]本题考查化学反应进行的方向、化学平衡常数的计算及影响因素等。(1)已知4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－1200kJ·mol－1<0，正反应为气体分子数减小的反应，ΔS<0，结合ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知该反应在低温时能自发进行。(2)T1>T2，由T1降温到T2，反应速率应减小，正、逆反应速率都应突变，且平衡应正向移动，v逆′<v正′，图像与实际不符，A错误；利用“先拐先平数值大”规律，依据图像可得T1<T2，与题中所给条件不符，B错误；增大压强，平衡向正反应方向移动，CO2的体积分数增大；保持压强不变，降低温度，平衡向正反应方向移动，CO2的体积分数增大，图像与实际相符，C正确；平衡常数只与温度有关，温度肯定时，变更压强，平衡常数不变，图像与实际相符，D正确。(3)①甲的投料量是乙的两倍，与乙相比，甲相当于增大压强，则平衡正向移动，甲中N2的平衡体积分数大于乙。②依据勒夏特列原理，甲中平衡正向移动的程度不能抵消反应物浓度的增大，故甲中NO2的平衡浓度大于乙。11．(2024·北京西城区高三检测)工业合成氨技术反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mo