高考化学高考题和高考模拟题分项版汇编专题09反应速率化学平衡 19页

专题09 反应速率、化学平衡 ‎1．【2017天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。‎230℃‎时，该反应的平衡常数K=2×10−5。已知：Ni(CO)4的沸点为‎42.2℃‎，固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；‎ 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至‎230℃‎制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是 A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在‎30℃‎和‎50℃‎两者之间选择反应温度，选‎50℃‎ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 D．该反应达到平衡时，v生成=4v生成(CO)‎ ‎【答案】B ‎【名师点睛】本题考查平衡状态的判定、平衡常数等。落实考试大纲修订思路，考查学科的必备知识和方法。化学平衡状态判断有两个依据，一是正逆反应速率相等，二是“变量”不变。注意D项化学平衡状态的判断容易粗心导致出错。‎ ‎2．【2017江苏卷】H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得‎70℃‎时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 ‎ ‎ A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大 ‎【答案】D ‎【名师点睛】本题以双氧水分解的浓度时间曲线图像为载体，考查学生分析图像、搜集信息及信息处理能力，会运用控制变量法分析影响化学反应速率的因素，并能排除图中的干扰信息，得出正确的结论。‎ ‎3．【2017江苏卷】温度为T1时，在三个容积均为‎1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是 A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5 ‎ B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大 C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%‎ D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则 T2> T1‎ ‎【答案】CD ‎【解析】由容器I中反应2NO2 2NO+O2 ‎ ‎ 起始量(mol/L) 0.6 0 0‎ 变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2‎ 平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2‎ 可以求出平衡常数K=，平衡时气体的总物质的量为0.8 mol，其中NO占0.4 ‎ mol，所以NO的体积分数为50%，。在平衡状态下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)•c(O2)，进一步求出。A．显然容器II的起始投料与容器I的平衡量相比，增大了反应物浓度，平衡将向逆反应方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定小于1 mol，故两容器的压强之比一定大于4：5，A错误；B．若容器II在某时刻，，‎ 由反应 2NO2 2NO + O2 ‎ 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2‎ 变化量(mol/L) 2x 2x x 平衡量(mol/L) 0.3−2x 0.5+2x 0.2+x 因为，，解之得x=，求出此时浓度商Qc=>K，所以容器II达平衡时，一定小于1，B错误；C．若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%，‎ 由反应 2NO2 2NO + O2‎ 起始量(mol/L) 0 0.5 0.35‎ 变化量(mol/L) 2x 2x x 平衡量(mol/L) 2x 0.5−2x 0.35−x ‎ 由0.5−2x=2x+0.35−x，解之得，x=0.05，求出此时浓度商Qc=>，说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，所以C正确；D．温度为T2时，>0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2>T1，D正确。‎ ‎【名师点睛】试题主要从浓度、温度对化学反应速率、化学平衡的影响以及平衡常数的计算等方面，考查学生对化学反应速率、化学平衡等化学基本原理的理解和应用，关注信息获取、加工和处理能力的提高。解题时首先要分析反应的特征，如是恒温恒 容还是恒温恒压反应，是气体分子数目增加的还是气体分子数目减小的反应，其次分析所建立的平衡状态的条件和平衡状态的特征，最后逐一分析试题中所设计的选项，判断是否正确。本题只给了一个平衡量，通过化学平衡计算的三步分析法，分析容器I中平衡态的各种与4个选项相关的数据，其他容器与I进行对比，通过浓度商分析反应的方向，即可判断。本题难度较大，如能用特殊值验证的反证法，则可降低难度。‎ ‎4．【徐州市2017届考前模拟冲刺打靶卷】在3种不同条件下，分别向容积为‎2L的恒容密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：‎2A(g) + B(g)2D(g)  △H=Q kJ·mol–1。相关条件和数据见下表：‎ 实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃‎ ‎700‎ ‎700‎ ‎750‎ 达平衡时间/min ‎40‎ ‎5‎ ‎30‎ n(D)平衡/ mol ‎1.5‎ ‎1.5‎ ‎1‎ 化学平衡常数 K1‎ K 2‎ K 3‎ 下列说法正确的是 A．K 3＞K 2＝K 1‎ B．实验Ⅱ可能使用了催化剂 C．实验Ⅲ达平衡后容器内的压强是实验Ⅰ的倍 D．实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，平衡不移动 ‎【答案】BD ，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，A的浓度变为1，D的浓度变为1， ， ，所以平衡不移动，故D正确。‎ ‎5．【淄博市2017届仿真模拟（打靶卷）】CO常用于工业冶炼金属。在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg与温度(t)的关系曲线如右图。下列说法正确的是 A．通过增高反应炉的高度，延长矿石和CO接触的时间，能减少尾气中CO的含量 B．CO不适宜用于工业冶炼金属Cr C．CO还原PbO2的反应ΔH＞0‎ D．工业冶炼金属Cu时，高温有利于提高CO的转化率 ‎【答案】B ‎6．【镇江市2017届三模（最后一卷）】α-氯乙基苯是一种重要的有机合成中间体，其一种制备反应原理为：‎ 在T℃时，向‎2.0 L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯(g)和0.40mol Cl2(g)进行反应，反应过程中测定的部分数据见下表：‎ t/min ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎5‎ ‎10‎ n(HCl)/mol ‎0‎ ‎0.12‎ ‎0.20‎ ‎0.32‎ ‎0.32‎ 下列有关说法正确的是 A．反应在0～2 min内的平均速率v(α-氯乙基苯)＝0.10mol·L－1·min－1‎ B．10 min后，若保持其他条件不变，升高温度，达到新平衡时测得c(α-氯乙基苯)＝0.18mol·L－1，则反应的ΔH＞0‎ C．在T℃时，起始时若向容器中充入1.0 mol乙苯(g)、0.50 mol Cl2(g)和0.50 mol α-氯乙基苯(g)、0.50 mol HCl(g)，则反应将向正反应方向进行 D．在T℃时，起始时若向容器中充入2.0molα-氯乙基苯(g)和2.2mol HCl(g)，达到平衡时，α-氯乙基苯(g)的转化率小于20%‎ ‎【答案】BC ‎－0.32)/2mol·L－1=0.04mol·L－1，c(α-氯乙基苯)=c(HCl)=0.32/2mol·L－1=0.16mol·L－1，K=(0.16×0.16)/(0.04×0.04) =16，起始时充入1.0 mol乙苯(g)、0.50 mol Cl2(g)和0.50 mol α-氯乙基苯(g)、0.50 mol HCl(g)，此时的Qc=(0.25×0.25)/(0.5×0.25)=0.5<16，说明反应向正反应方向进行，故C正确；D、当通入2.0molα-氯乙基苯和2molHCl时，与原来平衡构成等效平衡，α-氯乙基苯的转化率应等于20%，然后再通入0.2molHCl，平衡向逆反应方向进行，α-氯乙基苯转化率增大，即大于20%，故D错误。‎ 点睛：本题的难点是选项D，可以通过等效平衡的观点解决，即先通入2.0molα-氯乙基苯和2molHCl，与原平衡构成等效平衡，即α-氯乙基苯的转化率应等于20%，然后再通入0.2molHCl，平衡向逆反应方向进行，α-氯乙基苯转化率增大，即大于20%。‎ ‎7．【镇江市2017届三模（最后一卷）】已知：①4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－905.5kJ·molˉ1 ‎ ‎②N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH2‎ 一定条件下，NO可以与NH3反应转化为无害的物质，反应如下：‎ ‎③4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH3＝－1625.5 kJ·molˉ1。‎ 下列说法正确的是 A．反应①使用催化剂，ΔH1减小 B．反应②生成物总能量低于反应物总能量 C．反应③一定能自发进行 D．反应③达到平衡后升高温度，v(正)、v(逆)的变化如右图所示 ‎【答案】C ‎8．【天津市河西区2017届三模】一定条件下，CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol；向‎2L 恒容恒温密闭容器中充入1mol CO2和2.8molH2反应，图中过程I、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率随时间(t)的变化曲线。下列说法不正确的是 A．m点:v(正)>v(逆)‎ B．活化能：过程Ⅱ>过程I C．n点时该反应的平衡常数K＝50‎ D．过程I，t2时刻改变的反应条件可能是升高温度 ‎【答案】C ‎【解析】A．m点CO2的转化率不是最大，反应在向正反应方向进行，因此v(正)>v(逆)，A正确；B．过程I首先达到平衡状态，说明反应速率快，因此活化能：过程Ⅱ>过程I，B正确；C．n点时CO2的转化率是0.8，则根据方程式可知 CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)‎ 起始浓度（mol/L） 0.5 1.4 0 0‎ 转化浓度（mol/L） 0.4 1.2 0.4 0.4‎ 平衡浓度（mol/L） 0.1 0.2 0.4 0.4‎ 所以该反应的平衡常数K＝＝200，C错误；‎ D．过程I，t2时刻转化率降低，说明反应向逆反应方向进行，由于正反应放热，因此改变的反应条件可能是升高温度，D正确，答案选C。‎ ‎9．【天津市和平区2017届三模】在甲、乙、丙三个不同密闭容器中，按不同方式投料，起始浓度和起始容积相同，一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H 下列说法正确的是（ ）‎ A．V甲>V乙 B．K丙>K乙 C．V甲=V丙 D．c乙>c甲 ‎【答案】D ‎10．【济南市2017届二模】向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中分别充入一定量的A和B，发生反应：A(g)+xB(g)‎2C(g)。‎ 相关数据如下表，反应过程中C的浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是 容器 甲 乙 丙 容积 ‎0.5L ‎0.5L ‎1.0L 温度/℃‎ T1‎ T2‎ T2‎ 反应物 起始量 ‎1.5 mol A ‎0.5 mol B ‎1.5 mol A ‎0．5 mol B ‎6 mol A ‎2 mol B A．T1>T2，x=1‎ B．T‎2℃‎时，该反应的平衡常数为0．8‎ C．A的平衡转化率a(甲)：a(乙)=2：3‎ D．15～20min内C的平均反应速率v(乙)< v(丙)‎ ‎【答案】B 点睛：本题考查化学反应速率计算、影响化学平衡移动的因素、化学平衡图象与有关计算，难度较大，B选项为易错点、难点。‎ ‎11．【邵阳市2017届第三次联考】工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 一定条件下，将0.5mol CO和0.5mol H2在体积为‎2L的密闭容器中发生上述反应，则下列示意图合理的是 A．A B．B C．C D．D ‎【答案】A ‎【解析】A．　　 　　CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)‎ CO的体积分数=×100%=50%，可见反应过程中CO的体积分数始终是50%，而随着反应的进行，CH3OH的体积分数逐渐增大，平衡后不再改变，故A正确；B．平衡时CO和CH3OH的物质的量不一定相等，故B错误；C．反应未开始时H2的浓度为=0.25mol/L，故C错误；D．V正(H2)：V逆(CH3OH)=2:1时反应达到不平衡，故D错误；答案为A。‎ ‎12．【苏锡常镇四市2017届高三教学情况调研（二）】汽车尾气净化器中发生的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2 CO2(g)。一定温度下， 在三个体积均为‎1.0L恒容密闭容器中发生上述反应，测得有关实验数据如下：‎ 容器 温度/（℃）‎ 起始物质的量（mol)‎ 平衡物质的量（mol)‎ NO CO N2‎ CO2‎ N2‎ CO2‎ I ‎400‎ ‎0.2‎ ‎0.2‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.12‎ II ‎400‎ ‎0.4‎ ‎0.4‎ ‎0‎ ‎0‎ III ‎300‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.075‎ 下列说法正确是 A．该反应的ΔS<0、ΔH<0‎ B．容器I中达到平衡所需时间2s，则v(N2)=0.06 mol•L-1·S-1‎ C．达到平衡时，体系中c(CO)关系：c(CO,容器II)>‎2c(CO，容器I)‎ D．若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，开始时V正>V逆 ‎【答案】AD mol/(L·s)，故B错误；C、反应II相当于在I的基础上再通入0.2molNO和0.2molCO，此时假如平衡不移动，c(CO,容器II)= ‎2c(CO，容器I)，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，因此有c(CO,容器II)<‎2c(CO，容器I)，故C错误；D、 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2 CO2(g)‎ 起始浓度：0.2 0.2 0 0‎ 变化浓度：0.12 0.12 0.06 0.12‎ 平衡浓度：0.08 0.08 0.06 0.12 根据化学平衡常数的表达式，K==21，若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，此时的浓度商Qc= =10<21，说明反应向正反应方向进行，V正>V逆，故D正确。‎ 点睛：本题易错点是选项C，首先分析反应I投入量和反应II的投入量，反应II的投入量与反应I投入量呈比值，因此在反应I的基础上再投入通入0.2molNO和0.2molCO，假如平衡不移动，，c(CO,容器II)= ‎2c(CO，容器I)，增加反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，CO被消耗，因此有c(CO,容器II)<‎2c(CO，容器I)，从而作出合理判断。‎ ‎13．【宁德市2017届第二次质量检查】容积固定的密闭容器中，充入一定体积的CO2和H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g)。测得不同温度下CO2的物质的量随时间变化如右图。下列说法正确的是（ ）‎ A．该反应为吸热反应 B．T1、T2对应的平衡常数K1>K2‎ C．T1时，图中A点的正反应速率小于逆反应速率 D．T2时，若上述反应在压强恒定的密闭容器中进行，达平衡的时间变短 ‎【答案】D 点睛：本题考查化学平衡计算及外界条件对化学平衡影响，为高频考点，侧重考查学生图象分析能力，解答本题的关键是关键图像，判断出温度的高低。‎ ‎14．【南通、扬州、泰州2017届第三次模拟】温度为T时，向‎2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，发生反应：‎ PCl5(g)=====PCl3(g)+Cl2(g) △H=akJ/mol（a>0）‎ ‎0～10min保持容器温度不变，10min时改变一种条件，整个过程中PCl5、PCl3、Cl2的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．0～4min的平均速率v(Cl2)=0.05mol/(L·min )‎ B．10min时改变的条件是分离出一定量的PCl5‎ C．起始时向该容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2，保持温度为T，反应达平衡时放出的热量大于1.6akJ D．温度为T，起始时向该容器中充入1.0mol PCl5、0.10mol PCl3和0.10molCl2，反应达到平衡前，v(正)＞v(逆)‎ ‎【答案】CD ‎15．【郑州市2017届第三次模拟】汽车尾气脱硝脱碳主要原理为：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H<0。在一定条件下的密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表：‎ 时间/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3 ‎ ‎4‎ C(NO)/mol • L-1‎ ‎9.50×10-3 ‎ ‎4.50×10-3‎ ‎2.50×10-5‎ ‎1.50×10-3‎ ‎1.5×10-3‎ C(CO)/mol • L-1‎ ‎9.00×10-3‎ ‎4.00×10-3‎ ‎2．00×10-3‎ ‎1.00×10-3‎ ‎1.00×10-3‎ 下列说法正确的是 A．—定温度下，从开始到平衡，该反应的平衡常数逐渐增大 B．前2s内的平均反应速率v(N2) = 1.75×10-3 mol·L-1·s-1‎ C．达到平衡时，CO的转化率为11．11%‎ D．3s时NO和CO的浓度都不再变化，反应停止进行 ‎【答案】B ‎【解析】A、化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，故A错误；B、根据化学反应速率数学表达式，v(NO)=(9.5×10－3－2.5×10－3)/2mol/(L·s)=3.5×10－3 mol/(L·s)，利用化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NO)/2=3.5×10－3/2mol/(L·s)=1.75×10－3mol/(L·s)，故B正确；C、3s时达到平衡，CO的转化率是(9×10－3－1×10－3)/9×10－3×100%=88.89%，故C错误；D、化学平衡是动态平衡，反应不会停止，故D错误。‎ ‎16．【湖北省2017届4月调研】在不同温度下按照相同物质的量投料发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，测得CO的平衡转化率与压强的关系如图所示，有关说法正确的是 A．反应温度：T1>T2‎ B．正反应速率：υ正(y)= υ正(w)‎ C．混合气体密度：ρ(x)>ρ(w)‎ D．混合气体平均摩尔质量：M(y)v（A）‎ B．A容器中x的转化率为80％‎ C．平衡时的压强：PAB ‎【答案】D ‎【解析】A、A为恒压过程，B为恒容过程，该反应为体积增大的反应，反应过程中B的压强大于A，反应物X的速率：v（B）>v（A），故A正确；B、达到平衡时混合气体的物质的量为1.4×2mol=2.8mol，增大0.8mol，根据X（g）+Y（g） 2Z（g）+W（g），每有1molX参加反应，生成物增多1mol,现增多0.8mol,反应0.8molX，转化率为80%，故B正确；C、A为恒压过程，B为恒容过程，该反应为体积增大的反应，反应过程中B的压强大于A，平衡时的压强：PA0，选项D错误。答案选A。‎