2021高考化学一轮复习专题质检卷7化学反应速率和化学平衡含解析苏教版 11页

专题质检卷七　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10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)‎ ‎1.T℃时气体A与气体B在某容器中反应生成气体C,反应过程中A、B、C浓度变化如图甲所示。若保持其他条件不变,温度分别为T1℃和T2℃时,B的体积分数与时间的关系如图乙所示。则下列结论正确的是(　　)。‎ A.该反应的化学方程式是A+3B2C B.该反应的正反应为放热反应 C.定容条件下,混合气体的密度不再变化,则证明该反应达到平衡 D.压强增大,则该反应的正反应速率增大、逆反应速率减小 答案:B 解析:该反应达到平衡状态时,A浓度的变化量Δc(A)=(0.7-0.1)mol·L-1=0.6mol·L-1,B浓度的变化量Δc(B)=(0.5-0.3)mol·L-1=0.2mol·L-1,C浓度的变化量Δc(C)=(0.4-0)mol·L-1=0.4mol·L-1,同一化学反应同一时间段内,各物质浓度的变化量之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,所以该反应的化学方程式为3A(g)+B(g)2C(g),A错误;根据“先拐先平数值大”结合题图乙知,T2>T1,升高温度,B的体积分数增大,则该反应的正反应是放热反应,故B正确;该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,定容条件下,气体的质量不变,混合气体的密度始终不变,因此密度不变不能证明该反应达到平衡,故C错误;压强增大,则该反应的正反应速率增大、逆反应速率也增大,故D错误。‎ ‎2.下列说法正确的是(　　)。‎ A.一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH<0,ΔS<0‎ B.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行 C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的影响相同 D.向硫酸酸化的0.01 mol·L-1 KMnO4溶液中加入等浓度等体积的草酸溶液,溶液立即褪色 答案:B 解析:一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS>0,A错误。Na与水反应生成气体,该反应为熵增反应,即ΔS>0;反应中钠熔化为小球,说明反应放出大量的热,即ΔH<0,故该反应能自发进行,B正确。FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,但催化效果不同,二者对H2O2‎ 11‎ 分解速率的影响不同,C错误。反应的离子方程式为2MnO‎4‎‎-‎+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,反应中KMnO4与H2C2O4物质的量之比为2∶5,故二者物质的量相等时KMnO4过量,溶液仍然呈紫色,D错误。‎ ‎3.(2019北京中央民族大学附属中学月考)用O2将HCl转化为Cl2,反应的化学方程式为4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)　ΔH<0。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的实验数据如下。下列说法正确的是(　　)。‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ n(Cl2)/mol ‎0‎ ‎1.8‎ ‎3.7‎ ‎5.4‎ A.2~6 min用Cl2表示的反应速率为0.9 mol·(L·min)-1‎ B.增大压强可以提高HCl转化率 C.平衡常数K(200 ℃)K(400℃),故C错误;随反应进行,反应物浓度减小,反应速率减小,0~2min的反应速率大于4~6min的反应速率,故D错误。‎ ‎4.(2019广西贺州摸底)等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)　ΔH<0,下列叙述正确的是(　　)。‎ A.达到平衡时,反应速率v正(X)=2v逆(Z)‎ B.平衡常数K值越大,X的转化率越大 C.达到平衡后降低温度,平衡向逆反应方向移动 D.达到平衡后,增大压强有利于该反应平衡向逆反应方向移动 答案:B 解析:各物质的反应速率之比等于其计量数之比,平衡状态时,正、逆反应速率相等,所以达到平衡时反应速率:2v正(X)=v逆(Z),故A项错误;化学平衡常数越大,说明反应物转化的越多,则反应物的转化率越大,故B项正确;达到平衡状态时,降低温度,平衡向放热方向移动,向正反应方向移动,故C项错误;达到平衡后,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,该反应前后气体体积不变,所以改变压强平衡不移动,故D项错误。‎ ‎5.将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应,得到表中的两组数据:‎ 实验编号 温度 ‎℃‎ 平衡 常数 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min SO2‎ O2‎ SO2‎ O2‎ ‎1‎ T1‎ K1‎ ‎4‎ ‎2‎ x ‎0.8‎ ‎6‎ 11‎ ‎2‎ T2‎ K2‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎0.4‎ y t 下列说法不正确的是(　　)。‎ A.x=2.4‎ B.T1、T2的关系:T1>T2‎ C.K1、K2的关系:K2>K1‎ D.实验1在前6 min的反应速率v(SO2)=0.2 mol·L-1·min-1‎ 答案:A 解析:实验1从开始到反应达到化学平衡时,‎ ‎　　　　　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)‎ 起始量/mol　　4　　　2　　　　　0‎ 变化量/mol　　2.4　　1.2　　　　2.4‎ 平衡量/mol　　x　　　0.8　　　　2.4‎ 故x=1.6,A不正确;同样可以计算出y=0.2<0.8,而可逆反应正反应放热,故T1>T2,B正确;温度越高,反应的平衡常数越小,故K2>K1,C正确;用SO2表示的反应速率v(SO2)=‎2.4mol‎2L×6min=0.2mol·L-1·min-1,D正确。‎ ‎6.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是(　　)。‎ A.该反应为放热反应 B.反应物浓度:c>b>a C.a、b点均未建立平衡,c点恰好达到平衡 D.若在恒温恒容容器中,以相同的投料进行该反应,平衡后转化率小于绝热恒容容器中的转化率 答案:A 解析:一个可逆反应,随着反应进行,反应物浓度降低,正反应速率应该降低,但该图像中开始时正反应速率升高,说明反应过程中温度升高,故正反应为放热反应,A项正确;从a到c点正反应速率增大,反应物浓度不断减小,B项错误;可逆反应达到化学平衡时,正反应速率与逆反应速率相等,且保持不变,而c点后反应速率仍然在变化,C项错误;该反应为放热反应,恒温容器随着反应进行温度不变,而绝热容器随着反应进行,体系温度升高,温度越高,反应物转化率越小,D项错误。‎ 11‎ ‎7.在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表:‎ 温度/℃‎ ‎25‎ ‎80‎ ‎230‎ 平衡常数 ‎5×104‎ ‎2‎ ‎1.9×10-5‎ 下列说法不正确的是(　　)。‎ A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B.25 ℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5‎ C.在80 ℃时,测得某时刻,Ni(CO)4(g)、CO浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v(正)>v(逆)‎ D.80 ℃达到平衡时,测得n(CO)=0.15 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为0.125 mol·L-1‎ 答案:C 解析:由表中数据可知随温度升高,平衡常数减小,故正反应为放热反应,A正确;‎1‎‎5×1‎‎0‎‎4‎=2×10-5,B正确;代入数据计算可得Qc>K,平衡逆向移动,v(正)C B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅 C.由状态B到状态A,可以用加热的方法 D.若p2>p1,则化学平衡常数KA>KC 答案:C 解析:由图像可知,A、C两点在等温线上,C点压强大,则A、C两点的反应速率:A”“<”或“=”)1.3。 ‎ ‎(3)利用电解法可以从合金碳化钨(WC)废料中回收钨元素(合金中钨、碳均为单质)。电解时,用合金碳化钨作阳极,不锈钢作阴极,盐酸为电解液,阳极析出钨酸(H2WO4)并放出CO2。该阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案:(1)K1·K2·K3·K4　(2)①d　②62.5　③<　=‎ ‎(3)WC+6H2O-10e-H2WO4↓+CO2↑+10H+‎ 解析:(1)①WO3(s)+0.1H2(g)WO2.9(s)+0.1H2O(g)　K1‎ ‎②WO2.9(s)+0.18H2(g)WO2.72(s)+0.18H2O(g)　K2‎ ‎③WO2.72(s)+0.72H2(g)WO2(s)+0.72H2O(g)　K3‎ ‎④WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)　K4‎ 则该温度下,①+②+③+④可得WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g),所以K=K1·K2·K3·K4;‎ ‎(2)①反应速率v(H2)、v(H2O)都是指正反应,v(H2)=v(H2O)不一定平衡,故a错误;每断裂3molH—H键的同时断裂3molO—H键,正、逆反应速率比不等于计量数之比,不一定平衡,故b错误;焓变与化 11‎ 学方程式的计量数有关,反应热不变,不一定平衡,故c错误;反应前后气体质量是变量、气体物质的量不变,根据ρ=mV,密度是变量,混合气体的密度不再改变一定平衡,故d正确;反应前后气体物质的量不变,压强是恒量,体系的压强不再改变不一定平衡,故e错误。‎ ‎②反应在2min时达到平衡,n(H‎2‎)‎n(H‎2‎O)‎=0.6,‎ WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)‎ 始 4 0‎ 转 x x 平 4-x x ‎4-xx‎=0.6,x=2.5‎ H2的平衡转化率a=‎2.5‎‎4‎×100%=62.5%。‎ ‎③若在4min时升高并维持温度为T2℃,n(H‎2‎)‎n(H‎2‎O)‎增大,说明平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0;反应前后气体物质的量不变,若在8min时缩小容器容积,平衡不移动,所以n(H‎2‎)‎n(H‎2‎O)‎=1.3。‎ ‎(3)阳极碳化钨失电子发生氧化反应生成钨酸和二氧化碳,阳极反应式是WC+6H2O-10e-H2WO4↓+CO2↑+10H+。‎ ‎12.(2019广西三市高三联合调研)(16分)Ⅰ.研究发现,氮氧化物和硫氧化物是雾霾的主要成分。请回答下列问题:‎ ‎(1)有下列反应:①N2(g)+O2(g)2NO(g)‎ ΔH1=+180.5 kJ·mol-1‎ ‎②C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1‎ ‎③2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH3=-221.0 kJ·mol-1‎ 已知某反应的平衡常数表达式为K=c(N‎2‎)·c‎2‎(CO‎2‎)‎c‎2‎‎(NO)·c‎2‎(CO)‎,请写出此反应的热化学方程式:　　　　　　　　　。‎ ‎(2)往1 L恒容密闭容器中充入一定量的NO2,在三种不同条件下发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),实验测得NO2的浓度(单位为mol·L-1)随时间的变化如下表(不考虑生成N2O4)。‎ 实验序号 时间(min)‎ ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ 实验1/800 ℃‎ ‎1.00‎ ‎0.80‎ ‎0.65‎ ‎0.55‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ 实验2/800 ℃‎ ‎1.00‎ ‎0.70‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ 实验3/850 ℃‎ ‎1.00‎ ‎0.50‎ ‎0.40‎ ‎0.35‎ ‎0.35‎ ‎0.35‎ ‎①下列说法正确的是　　　　(填正确选项的字母)。 ‎ A.实验2容器内压强比实验1的小 11‎ B.由实验2和实验3可判断该反应是放热反应 C.实验1比实验3的平衡常数大 D.实验2使用了比实验1效率更高的催化剂 E.在0→10 min内实验2的反应速率v(O2)=0.015 mol·(L·min)-1‎ ‎②不能判断反应已达到化学平衡状态的是　　　　(填正确选项的字母)。 ‎ A.容器内的气体压强不变 B.2v正(NO2)=v逆(O2)‎ C.气体的平均相对分子质量保持不变 D.NO2和NO的浓度比保持不变 ‎③已知容器内的起始压强为p0 kPa,在800 ℃温度下该反应的平衡常数Kp=　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。在该温度下达到平衡后,再向容器中加入NO2和NO各2 mol,平衡将　　　　　　　(填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”或“不移动”)。 ‎ ‎(3)为了减少雾霾中的SO2,工业尾气中SO2可用饱和Na2SO3溶液吸收,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　;25 ℃时,若用1 mol·L-1的Na2SO3溶液吸收SO2,当恰好完全反应时,溶液的pH　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)7,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为　　　　　　　　　(已知:常温下H2SO3的电离常数Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8)。 ‎ 答案:(1)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)‎ ΔH=-746.5 kJ·mol-1‎ ‎(2)①DE　②B　③0.2p0　不移动 ‎(3)Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3　小于　c(Na+)>c(HSO‎3‎‎-‎)>c(H+)>c(SO‎3‎‎2-‎)>c(OH-)‎ 解析:(1)若某反应的平衡常数表达式为K=c(N‎2‎)·c‎2‎(CO‎2‎)‎c‎2‎‎(NO)·c‎2‎(CO)‎,可知反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),‎ ‎①N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH1=+180.5kJ·mol-1‎ ‎②C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-393.5kJ·mol-1‎ ‎③2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH3=-221kJ·mol-1‎ 根据盖斯定律,将②×2-③-①得到2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-746.5kJ·mol-1。‎ ‎(2)①由图表数据可知实验2和实验1温度相同,起始量相同,达到平衡状态c(NO2)相同,但达到平衡状态需要时间,实验2小于实验1,说明是使用了催化剂的作用,实验2容器内压强和实验1的压强相同,A错误;‎ 实验3在850℃反应,达到平衡时c(NO2)比800℃小,说明升高温度,化学平衡向正反应方向移动,则正反应应为吸热反应,B错误;‎ 11‎ 升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数会增大,所以实验3的化学平衡常数比实验1的大,C错误;‎ 因实验1和实验2平衡时NO2的浓度相同,但实验2反应速率大,说明实验2使用了催化剂,D正确;‎ ‎2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在0→10min内实验2的反应速率v(O2)=‎1‎‎2‎v(NO2)=‎1‎‎2‎‎×‎‎1.00mol·L‎-1‎-0.70mol·‎L‎-1‎‎10min=0.015mol·(L·min)-1,E正确;‎ ‎②对于反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),‎ 由于该反应是在恒容条件下进行的反应前后气体体积增大的反应,若容器内的气体压强不变,说明反应达到平衡状态,A不符合题意;‎ 速率之比等于化学方程式计量数之比,为正反应速率之比,v正(NO2)=2v逆(O2)能说明氧气的正逆反应速率相同,但2v正(NO2)=v逆(O2)不能说明反应达到平衡状态,B符合题意;‎ 其他条件不变,若反应未达到平衡状态,气体的物质的量改变,气体的平均相对分子质量就发生变化,因此气体平均相对分子质量保持不变,说明反应达到平衡状态,C不符合题意;‎ NO2和NO的浓度比保持不变说明正逆反应速率相同,反应处于平衡状态,D不符合题意;‎ ‎③已知容器内的起始压强为p0kPa,800℃达到平衡状态c(NO2)=0.50mol·L-1,由于容器的容积为1L,所以n(NO2)=0.50mol,结合三段式法列式计算:‎ ‎　　　　 2NO2(g)2NO(g)+O2(g)‎ 起始量(mol) 1 0 0‎ 变化量(mol) 0.5 0.5 0.25‎ 平衡量(mol) 0.5 0.5 0.25‎ 平衡状态气体的总物质的量n(总)=0.5mol+0.5mol+0.25mol=1.25mol 在800℃温度下该反应的平衡常数Kp=p‎0‎‎×‎‎0.5‎‎1.25‎‎2‎p‎0‎‎×‎‎0.25‎‎1.25‎p‎0‎‎×‎‎0.5‎‎1.25‎‎2‎=0.2p0,在该温度下达到平衡后,平衡常数K=‎0.‎5‎‎2‎×0.25‎‎0.‎‎5‎‎2‎=0.25,再向容器中通入NO2和NO各2mol,浓度商Qc=‎0.25×2.‎‎5‎‎2‎‎2.‎‎5‎‎2‎=0.25=K,说明平衡不移动。‎ ‎(3)工业尾气中SO2可用饱和Na2SO3溶液吸收,该反应的化学方程式为Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3,25℃时,若用1mol·L-1的Na2SO3溶液吸收SO2,当恰好完全反应,溶液中生成亚硫酸氢钠,根据题意可知HSO‎3‎‎-‎的电离平衡常数Ka2=6.2×10-8,HSO‎3‎‎-‎在溶液中也存在水解平衡:HSO‎3‎‎-‎+H2OH2SO3+OH-,水解平衡常数Kh=c(H‎2‎SO‎3‎)·c(OH‎-‎)‎c(HSO‎3‎‎-‎)‎‎=‎c(H‎2‎SO‎3‎)·c(OH‎-‎)·c(H‎+‎)‎c(HSO‎3‎‎-‎)·c(H‎+‎)‎=c(OH‎-‎)·c(H‎+‎)‎c(HSO‎3‎‎-‎)·c(H‎+‎)‎c(H‎2‎SO‎3‎)‎‎=KWK‎1‎=‎‎1×1‎‎0‎‎-14‎‎1.3×1‎‎0‎‎-2‎=7.7×10-13<6.2×10-8,说明HSO‎3‎‎-‎电离程度大于HSO‎3‎‎-‎水解程度,溶液显酸性,pH<7,所以溶液中离子浓度大小:c(Na+)>c(HSO‎3‎‎-‎)>c(H+)>c(SO‎3‎‎2-‎)>c(OH-)。‎ ‎13.(18分)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:‎ 温度/℃‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎900‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ 11‎ 平衡常数 ‎0.5‎ ‎0.6‎ ‎1.0‎ ‎1.6‎ ‎2.0‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)该反应的平衡常数表达式K=　　　　　　　　　　,ΔH　　　　　(填“<”“>”或“=”)0。 ‎ ‎(2)900 ℃时,向一个固定容积为2 L的密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,若反应初始到2 s内A浓度变化0.05 mol·L-1,则A的平均反应速率v(A)=　　　　　　　　　。该反应达到平衡时A的转化率为　　　　　,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 ‎ ‎(3)判断反应达到平衡的依据为　　　　(填字母代号)。 ‎ a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变 c.c(A)不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等 ‎(4)1 200 ℃时,若向另一相同容器中充入0.30 mol A、0.40 mol B、0.40 mol C和0.50 mol D,此时v(正)　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。 ‎ 答案:(1)c(C)·c(D)‎c(A)·c(B)‎　>　(2)0.025 mol·L-1·s-1　80%　不变　(3)c　(4)大于 解析:(1)A(g)+B(g)C(g)+D(g)的平衡常数表达式K=c(C)·c(D)‎c(A)·c(B)‎;由表中数据可知,随温度升高平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,ΔH>0。‎ ‎(2)A的平均反应速率v(A)=‎0.05mol·‎L‎-1‎‎2s=0.025mol·L-1·s-1‎ 设参加反应的A的物质的量浓度为x,则:‎ ‎　　　　　　　　　A(g)+B(g)C(g)+D(g)‎ 起始浓度/(mol·L-1) 0.10.40 0‎ 变化浓度/(mol·L-1) x xx x 平衡浓度/(mol·L-1) 0.1-x 0.4-xx x 代入平衡常数表达式,则x‎2‎‎(0.1-x)·(0.4-x)‎=1.0,解得x=0.08mol·L-1,故A的转化率为‎0.08mol·‎L‎-1‎‎0.1mol·‎L‎-1‎×100%=80%;向该密闭容器中再充入1mol氩气,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,A的转化率不变。‎ ‎(3)a.该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变。故压强不随时间改变不能说明反应到达平衡,a错误;‎ b.混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变。气体的密度不随时间改变不能说明反应到达平衡,b错误;‎ 11‎ c.可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不再发生变化,故c(A)不随时间改变可以说明反应到达平衡,c正确;‎ d.不管反应是否到达平衡,反应始终按物质的量比1∶1生成C、D,故单位时间里生成C和D的物质的量相等不能说明反应到达平衡,d错误。答案为c。‎ ‎(4)保持温度不变,此时Qc=‎0.40‎V‎×‎‎0.50‎V‎0.30‎V‎×‎‎0.40‎V=1.67v(逆)。‎ 11‎