广东省2021版高考化学一轮复习单元质检卷七化学反应速率和化学平衡含解析 人教版 12页

单元质检卷七　化学反应速率和化学平衡 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。每小题只有一个选项符合题目要求)‎ ‎1.(2019湖北荆门高三调研)下列有关说法正确的是(　　)‎ A.实验室制氢气,为了加快反应速率,可向稀硫酸中滴加少量硝酸铜溶液 B.可用勒夏特列原理解释2NO2(g)N2O4(g)体系加压后颜色变深 C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0可通过加压方式增大其平衡常数 D.二氧化硫和乙烯两种气体分别通入Br2的CCl4溶液,能使溶液褪色的是乙烯气体 ‎2.(2019上海鲁迅中学高三阶段性测试)在一密闭容器中,反应aX(g)+bY(g)cZ(g)达到平衡时测得平衡常数为K1;保持温度不变,将容器容积减小一半,当达到新平衡后,测得Y的浓度为原来的1.6倍,平衡常数为K2,则 A.平衡向正反应方向移动,K2>K1‎ B.新平衡时Y的浓度增大,平衡向逆反应方向移动,K1>K2‎ C.新平衡时,Z的浓度大于原平衡时的2倍,K1=K2‎ D.反应过程中,化学反应速率同等程度增大,K1=K2‎ ‎3.在一定温度下的定容密闭容器中,发生反应2NO2(g)N2O4(g)。当下列所给有关量不再变化时,不能表明该反应已达平衡状态的是(　　)‎ A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.混合气体的平均相对分子质量 D.‎c(N‎2‎O‎4‎)‎c‎2‎‎(NO‎2‎)‎ ‎4.(2019甘肃武威第十八中学高三期末)处于平衡状态的反应:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)　ΔH>0,在不改变其他条件的情况下,下列叙述正确的是(　　)‎ A.加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也将随之改变 B.升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大 12‎ C.增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低 D.若体系恒容,注入一些H2后达到新平衡,H2浓度将减小 ‎5.‎ ‎(2019河南郑州高考化学一模)在容积为2 L的刚性密闭容器中,加入1 mol CO2和3 mol H2,发生反应CO2+3H2CH3OH+H2O。在其他条件不变的情况下,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(　　)‎ 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n(CO‎2‎)‎n(CH‎3‎OH)‎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)=nBtB mol·L-1·min-1‎ D.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 二、选择题(本题共3小题,每小题7分,共21分。每小题有一个或两个选项符合题目要求)‎ ‎6.‎ ‎(2019湖北武汉部分市级示范高中高三联考)如图是氧气氧化某浓度Fe2+生成Fe3+过程的实验结果,下列有关说法正确的是(　　)‎ A.pH=1.5时氧化率一定比pH=2.5时大 B.其他条件相同时,80 ℃的氧化率比50 ℃大 C.Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D.该氧化过程的离子方程式为:Fe2++O2+4H+Fe3++2H2O 12‎ ‎7.(2019安徽定远重点中学高三月考)工业上制备纯硅时反应的热化学方程式为SiCl4(g)+2H2(g)Si(g)+4HCl(g)　ΔH=+Q kJ·mol-1(Q>0)。某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行上述反应,下列叙述正确的是(　　)‎ A.反应过程中,若压缩体积增大压强能提高SiCl4的转化率 B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达到平衡时吸收的热量为Q kJ C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 mol·L-1,则H2的反应速率为0.03 mol·L-1·min-1‎ D.反应吸收0.025Q kJ热量时,生成的HCl通入100 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液中可恰好完全反应 ‎8.甲、乙两个密闭容器中均发生反应:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH>0,有关实验数据如下表所示:‎ 容器 容积L 温度‎℃‎ 起始量mol 平衡量mol 达到平衡 所需时间min 平衡 常数 C(s)‎ H2O(g)‎ H2(g)‎ 甲 ‎2‎ T1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎3.2‎ ‎3.5‎ K1‎ 乙 ‎1‎ T2‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎1.2‎ ‎3‎ K2‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.T1>T2‎ B.K2=1.35‎ C.混合气体的密度始终保持不变 D.乙容器中,当反应进行到1.5 min时,n(H2O)=1.4 mol 三、非选择题(本题共3小题,共44分)‎ ‎9.(2019四省名校高三联考)(14分)氮的氧化物是常见的大气污染物,化学上采用NH3处理NxOy不仅可以消除污染,还可作为工业生产的能量来源。‎ ‎(1)已知:Ⅰ.2NO(g)N2(g)+O2(g)　ΔH=-177 kJ·mol-1‎ Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)　‎ ΔH=-1 253.4 kJ·mol-1‎ 12‎ 则用NH3处理NO生成氮气和气态水的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。不同温度下,向三个相同的容器中投入相同的反应物进行反应,测得不同温度时平衡混合物中NH3的物质的量分数随压强增大而变化如图所示。‎ ‎①M点的v(正)　　　　Q点的v(正)(填“>”“<”或“=”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②维持10 MPa、T3℃的条件不变,要提高H2的转化率,可以采取的措施是　　　　　　　　　　　　　(任写一条)。 ‎ ‎③图中三条曲线对应的温度T1、T2、T3由高到低的顺序为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④恒温恒容条件下,能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的是　　　　(填选项字母) ‎ A.c2(NH3)/[c(N2)c3(H2)]保持不变 B.3 mol H—H键断裂的同时,有2 mol N—H键断裂 C.2v(N2)=v(NH3)‎ D.反应器中的压强不再发生变化 ‎⑤T3温度时,将1 mol N2和3 mol H2充入2 L的密闭容器中,维持压强为60 MPa不变,达到N点的平衡状态,反应的浓度平衡常数K=　　　　　　　(用最简分数表示),M点的平衡常数比N点的平衡常数　　　　(填“大”“小”或“相等”)。 ‎ ‎10.(15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:‎ ‎(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:‎ ‎2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)‎ 12‎ ΔH1=48 kJ·mol-1‎ ‎3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)‎ ΔH2=-30 kJ·mol-1‎ 则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为　　　　　 kJ·mol-1。 ‎ ‎(3)对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ ‎①343 K时反应的平衡转化率α=　　　　　%。平衡常数K343 K=　　　　　(保留2位小数)。 ‎ ‎②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是　　　　　　　　　;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有　　　　　　、　　　　　　。 ‎ ‎③比较a、b处反应速率大小:va　　　　　vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl‎3‎‎2‎-k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的v正v逆=　　　　　(保留1位小数)。 ‎ ‎11.(2019广东深圳高三调研)(15分)CO还原脱硝技术可有效降低烟气中的NOx的排放量。回答下列问题:‎ Ⅰ.CO还原NO的脱硝反应:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH ‎(1)已知:CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)‎ ΔH1=-226 kJ·mol-1‎ N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH2=+68 kJ·mol-1‎ N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH3=+183 kJ·mol-1‎ 脱硝反应的ΔH=　　　　　　　,该反应向正反应方向自发进行的倾向很大,其原因是　　　　　　　　　　　,有利于提高NO平衡转化率的条件是　　　　　　　　　　　　　　　(写出两条)。 ‎ 12‎ ‎(2)以Mn3O4为脱硝反应的催化剂,研究者提出如下反应历程,将历程补充完整。‎ 第一步:　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ 第二步:3MnO2+2COMn3O4+2CO2‎ ‎(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO的混合气体,加入Mn3O4发生脱硝反应,t0时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如下图所示。‎ ‎①比较大小:a处v(正)　　　　　b处v(逆)(填“>”“<”或“=”)。 ‎ ‎②NO的平衡转化率为　　　　　。 ‎ Ⅱ.T℃时,在刚性反应器中发生如下反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),化学反应速率v=kpm(CO)pn(NO2),k为化学反应速率常数。研究表明,该温度下反应物的分压与化学反应速率的关系如下表所示:‎ ‎　　　　p(CO)/kPa v/kPa·s-1　　　　‎ p(NO2)/kPa　　　　　　‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎10‎ ‎0.009‎ ‎0.018‎ ‎0.027‎ ‎20‎ ‎0.018‎ ‎0.036‎ ‎0.054‎ ‎30‎ ‎0.027‎ ‎0.054‎ ‎0.081‎ ‎(4)若反应初始时p(CO)=p(NO2)=a kPa,反应t min时达到平衡,测得体系中p(NO)=b kPa,则此时v=　　　　　　kPa·s-1(用含有a和b的代数式表示,下同),该反应的化学平衡常数Kp=　　　　　(Kp是以分压表示的平衡常数)。 ‎ 单元质检卷七　化学反应速率和化学平衡 12‎ ‎1.D　硝酸具有氧化性,加入硝酸铜溶液不能放出氢气,故A项错误;加压后2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移动,因此不能用勒夏特列原理解释2NO2(g)N2O4(g)平衡体系加压后颜色变深,故B项错误;平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变,故C项错误;乙烯与Br2的CCl4溶液发生加成反应,二氧化硫与Br2的CCl4溶液不反应,故D项正确。‎ ‎2.C　保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,假定平衡不移动,Y浓度应变为原来的2倍,达到新平衡时,物质Y的浓度是原来的1.6倍,说明平衡向正反应方向移动。温度不变K值不变,K2=K1,选项A错误;新平衡时Y的浓度为原来的1.6倍,浓度增大,平衡向正反应方向移动,温度不变,则K1=K2,选项B错误;根据前面的分析可知,新平衡时Z的浓度大于原平衡的2倍,K1=K2,选项C正确;缩小容器容积正、逆化学反应速率均增大,未达平衡前正反应速率大于逆反应速率,K1=K2,选项D错误。‎ ‎3.B　该反应在恒温、恒容条件下进行,气体物质的质量不变,密度始终保持不变,与反应是否达到平衡状态无关,B项符合题意;该反应为气体分子数减小的反应,反应过程中气体总物质的量减小,压强减小,当压强不变时,说明反应达到平衡状态,A项不符合题意;反应过程中气体总质量不变,气体总物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明反应达到平衡状态,C项不符合题意;浓度商Q=c(N‎2‎O‎4‎)‎c‎2‎‎(NO‎2‎)‎,当浓度商保持不变时,说明反应达到平衡状态,D项不符合题意。‎ ‎4.B　加入催化剂,反应途径将发生改变,但根据盖斯定律反应的始态和终态不变,反应的ΔH不会改变,A项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,根据勒夏特列原理,化学平衡向吸热反应方向移动,所以该平衡正向移动,H2S分解率增大,B项正确;该反应随反应进行气体分子数增多,增大压强时平衡逆向移动,由于正反应吸热,所以平衡逆向移动时体系温度升高,C项错误;根据勒夏特列原理,恒容体系充入H2,生成物浓度增大平衡逆向移动,但平衡移动的趋势是很微弱的,只能减弱这种改变,但不能抵消这种改变,因此平衡时H2的浓度将增大,D项错误。‎ ‎5.D　由图像分析可知T12n(H2)乙,因为该反应为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动,说明T1>T2,A项正确;乙容器中反应达平衡时,c(H2O)=0.8mol·L-1、c(CO2)=0.6mol·L-1、c(H2)=1.2mol·L-1,K2=c(CO‎2‎)·c‎2‎(H‎2‎)‎c‎2‎‎(H‎2‎O)‎‎=‎‎0.6×1.‎‎2‎‎2‎‎0.‎‎8‎‎2‎=1.35,B项正确;容器容积不变,碳为固体,正反应方向气体的质量增大,因此反应正向进行时混合气体的密度增大,C项错误;乙容器中,3min内H2O减少了1.2mol,而前1.5min内反应速率大于后1.5min内反应速率,故前1.5min内H2O的物质的量减小大于0.6mol,即反应进行到1.5min时,n(H2O)<1.4mol,D项错误。‎ 12‎ ‎9.答案:(1)4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)　ΔH=-1 784.4 kJ·mol-1　(2)①>　其他条件相同,M点压强大,反应速率快　②增大氮气的浓度(或及时分离出氨气等)　③T3>T2>T1　④AD　⑤‎25‎‎108‎　大 解析:(1)根据盖斯定律,由Ⅰ×3+Ⅱ可得到热方程式4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)　ΔH=-1784.4kJ·mol-1。‎ ‎(2)①其他条件相同,M点的压强大于Q点,所以M点的反应速率大于Q点;②维持10MPa、T3℃的条件不变,要提高H2的转化率,可增大氮气的浓度,也可以及时分离出氨气。③该反应是放热反应,温度升高逆向移动,所以温度越高,氨气的物质的量分数越低,故T3>T2>T1;④化学平衡时,各组分的浓度不再改变,故A正确;化学平衡时3molH—H键断裂的同时,应该有6molN-H键断裂,故B错误;化学平衡时,正反应速率等于逆反应速率,故C错误;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应达到化学平衡时,恒温恒容条件下压强不再改变,即各组分浓度不再改变,故D正确;⑤由于保持压强不变,所以达到平衡时,容器容积减小,根据反应方程式N2+3H22NH3,设达到平衡时,N2的变化量为xmol,‎ 即　　　　N2+3H22NH3‎ 初始:　　1mol　3mol　　0‎ 变化:　　xmol　3xmol　2xmol 平衡:(1-x)mol(3-3x)mol2xmol 根据图像可知,其中NH3的物质的量分数为20%,由此可得到:‎2x‎1-x+3-3x+2x×100%=20%,得到x=‎1‎‎3‎,由于压强不变,即体系体积减小,根据物质的量之比等于体积之比可得到‎(1+3)mol‎2L‎=‎‎10‎‎3‎mola,解得a=‎5‎‎3‎L,K=c‎2‎‎(NH‎3‎)‎c(N‎2‎)c‎3‎(H‎2‎)‎‎=‎‎25‎‎108‎;由于T2　②80%　(4)9×10-5(a-b)2　‎b‎2‎‎(a-b‎)‎‎2‎ 解析:(1)将已知的热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由①×2-③×2+②可得2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH=-750kJ·mol-1,由热化学方程式可知,该反应为放热量很大的反应,所以该反应向正反应方向自发进行的倾向很大,该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,故降温、加压及增大CO与NO的投料比等都可以使平衡右移,有利于提高NO的平衡转化率。‎ ‎(2)第一步和第二步的反应相加即可得到2CO+2NO2CO2+N2,故第一步反应为Mn3O4+2NO3MnO2+N2。‎ ‎(3)①t0时达到平衡,b处v(逆)=v(正),这个反应是从正反应方向建立平衡的,故a处v(正)>b处v(逆);‎ ‎②设开始充入的CO和NO的物质的量均为1mol,平衡时NO转化的物质的量为xmol,根据三段式分析,‎ ‎　　　2CO　+　2NO2CO2+N2‎ 起始/mol 1 1 0 0‎ 转化/mol x x x 0.5x 平衡/mol 1-x 1-x x 0.5x 则x‎1-x+1-x+x+0.5x=0.5,x=0.8mol,所以NO的平衡转化率为80%。‎ ‎(4)　　　　CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)‎ 起始/kPa a a 0 0‎ 转化/kPa b b b b 平衡/kPa a-b a-b b b Kp=b‎2‎‎(a-b‎)‎‎2‎。根据表格中数据,代入公式,v=kpm(CO)pn(NO2),整理求出k=v/pm(CO)pn(NO2)=‎0.009‎‎10×10‎=9×10-5,所以tmin时v=9×10-5(a-b)2kPa·s-1。‎ 12‎ 12‎