1、北京曲一线图书策划有限公司 2024版5年高考3年模拟A版专题十一化学反应速率和化学平衡基础篇考点一化学反应速率1.(2022广东,15,4分)在相同条件下研究催化剂、对反应X 2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则()A.无催化剂时,反应不能进行B.与催化剂相比,使反应活化能更低C.a曲线表示使用催化剂时X的浓度随t的变化D.使用催化剂时,02 min内,v(X)=1.0 molL-1min-1答案D2.(2022重庆育才中学二诊,9)某同学在室温下进行下图所示实验。(已知:H2C2O4为二元弱酸)试管a、b、c中溶液褪色分别耗时690 s、677 s、600 s。下列说
2、法正确的是()A.反应的离子方程式为2MnO4-+16H+5C2O42- 2Mn2+10CO2+8H2OB.试管c反应至300 s时,溶液中剩余的c(KMnO4)=0.002 5 mol/LC.对比试管a、b,得到的结论是H2C2O4水溶液浓度增大,反应速率加快D.对比试管c、d,可验证H+浓度对反应速率的影响答案C3.(2021辽宁,12,3分)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是()A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大C.条件,反
3、应速率为0.012 molL-1min-1D.条件,降冰片烯起始浓度为3.0 molL-1时,半衰期为62.5 min答案B4.(2022浙江1月选考,19,2分)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g) 3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是()A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示答案C5.(2023届河南安阳10月调研,9
4、)乳酸乙酯(CH3CHOHCOOC2H5)在碱性条件下发生水解反应:CH3CHOHCOOC2H5+OH- CH3CHOHCOO-+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.10 molL-1,在一定温度下,测得CH3CHOHCOOC2H5的转化率随时间t变化的曲线如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是()A.600 s时,正反应速率等于逆反应速率B.500 s时,乳酸根离子的浓度为0.03 molL-1C.0200 s内用乳酸乙酯表示的水解速率是2.510-4 molL-1s-1D.加入少量NaOH固体后,若温度不变,该反应的化学平衡常数不变答案B6.(2023届江西赣抚吉11校联考,
5、10)某化学小组欲测定酸性条件下KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为10 mL 0.1 molL-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 molL-1 NaHSO3溶液,所得c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的离子方程式为ClO3-+3SO32- Cl-+3SO42-B.该反应在04 min的平均反应速率v(NaHSO3)=2.510-3 molL-1min-1C.在反应过程中,该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小D.起初反应很慢,一段时间后反应速率明显增大,一定是反应放热温度升高的结果答案C7.(2021浙江6月选考,20,
6、2分)一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应:2N2O5 4NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:t/s06001 2001 7102 2202 820xc(N2O5)/(molL-1)1.400.960.660.480.350.240.12下列说法正确的是()A.6001 200 s,生成NO2的平均速率为5.010-4 molL-1s-1B.反应2 220 s时,放出的O2体积为11.8 L(标准状况)C.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推测上表中的x为3 930答案D8.(2022河北秦皇岛三模,9)一定温
7、度下,在容积为1 L的恒容密闭容器中发生反应X(g)+2Y(g) Z(g)H;各物质的物质的量随时间变化如下表。时间/min0t2t3t4tn(X)/mol20.4n(Y)/mol40.8n(Z)/mol01.4下列说法正确的是()A.若升高温度,X(g)的平衡转化率减小,则该反应的H0B.03t min内,v(Z)=815t molL-1min-1C.单位时间内消耗X(g)和生成Z(g)的物质的量相等,说明该反应达到平衡D.其他条件不变,增大Y(g)的浓度,平衡正向移动,该反应的平衡常数增大答案B9.(2022浙江6月选考,20,2分)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:
8、2NH3(g) N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化,如下表所示。下列说法不正确的是()A.实验,020 min,v(N2)=1.0010-5 molL-1min-1B.实验,60 min时处于平衡状态,x0.40C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大答案C10.(2022辽宁辽阳二模,12)在温度为500 时,将2 mol M(g)通入2 L恒容密闭容器中,恒温条件下发生反应2M(g) P(g)+Q(g),反应一段时间后,测得容器中部分组分的物质的量如表所示。下列有关描述正确的是()时间/s2030
9、40n(M)/mol1.00.8n(P)/mol0.6A.反应到20 s时,用P(g)表示的平均反应速率为0.025 molL-1s-1B.平衡后再向容器中加入1 mol M(g),再达平衡时M(g)的转化率降低C.该反应在30 s时,v(M)分解=v(P)生成D.若在600 时反应,平衡常数K=0.625,则该反应的正反应为吸热反应答案D11.(2021重庆,12,3分)甲异腈(CH3NC)在恒容密闭容器中发生异构化反应:CH3NC(g) CH3CN(g)。反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率v与c的关系为v=kc,k为速率常数(常温下为常数),
10、a点和b点反应速率相等,即v(a)=v(b)。下列说法错误的是()A.bf段的平均反应速率为1.010-4 mol/(Lmin)B.a点反应物的活化分子数多于d点C.T1T2D.3v(d)=2v(e)答案C12.(2022北京,14,3分)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应完成之后,以N2为载气,将恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上检测到有积炭。下列说法不正确的是() 图1 图2A.反应为CaO+CO2 CaCO3;反应为CaCO3+CH4 Ca
11、O+2CO+2H2B.t1t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2的速率不变,推测有副反应CH4 C+2H2C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应生成H2的速率D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应不再发生答案C13.(2022辽宁,12,3分)某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(s) Y(g)+2Z(g),有关数据如下:时间段/min产物Z的平均生成速率/molL-1min-1020.20040.15060.10下列说法错误的是()A.1 min时,Z的浓度大于0.20 molL-1 B.2 min时,加入0.20 mol Z,此时v正(Z)v逆,平衡
12、常数增大B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动D.恒容下,充入一定量的CH2 CH2(g),CH2 CH2(g)的平衡转化率增大答案C3.(2021北京,10,3分)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)N2O4(g)H0。下列分析正确的是()A.1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子B.断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量C.恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡正向移动导致的D.恒容时,水浴加热,由于平衡正向移动导致气体颜色变浅答案B4.(2023届黑龙江哈尔
13、滨学业监测,10)密闭容器中,一定量的混合气体发生反应:aA(g)+bB(g) cC(g)。平衡时测得A的浓度为0.8 mol/L。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再次达到平衡时,测得A的浓度降低为0.5 mol/L。下列有关判断正确的是()A.a+b0C.B的转化率增大D.C的体积分数减小答案D5.(2023届安徽蚌埠质检一,13)CO2在一定条件下催化加氢生成CH3OH,主要发生三个竞争反应:反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.0 kJmol-1反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)H2=-165.0 kJmol
14、-1反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)H3=-122.7 kJmol-1为分析催化剂对反应的选择性,在1 L恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,测得反应进行相同时间后,有关物质的物质的量随温度变化如图所示。下列说法错误的是()A.该催化剂在较低温度时主要选择反应B.温度过高,三种含碳产物的物质的量会迅速降低,可能原因是催化剂活性降低C.减小碳氢比n(CO2)n(H2),生成CH3OH的反应正向移动,平衡常数增大D.当混合气体的平均摩尔质量不变时,体系达到平衡答案C6.(2021辽宁,11,3分)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(s) Y(
15、s)+Z(g),一段时间后达到平衡。下列说法错误的是()A.升高温度,若c(Z)增大,则H0B.加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后c(Z)增大D.加入一定量氩气,平衡不移动答案C7.(2022福建南平三模,6)110 时,将某X固体置于真空恒温恒容容器中,存在平衡:X(s) M(s)+Y(g)+Z(g)。反应达平衡时体系的总压为50 kPa。下列说法正确的是()A.加入X固体的量不影响平衡B.若先通入Y(g)使初始压强为120 kPa,再加入足量X(s),平衡时Z(g)的分压为5 kPaC.若原容器中残留有空气,平衡时体系的总压仍为50 kPaD.增大X
16、(s)的表面积,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动答案B8.(2022广东,13,4分)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g) BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的H0B.a、c两点对应条件下,反应进行的平均速率相等C.延长反应时间至3 h,c点对应条件下CO的转化率升高D.b点对应条件下,向容器中继续通入1 mol He(g)、3 mol H2(g)和1 mol CO(g),达到平衡状态后,c(H2)c(CO)=31答案D11.(2023届云南师大附中月考,13)在一恒压密闭容器中加入足量的碳,并充入0.
17、2 mol CO2气体,发生反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g)。反应达平衡时lgp(CO)p(CO2)p(CO)、p(CO2)分别为体系中CO、CO2的平衡分压随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是()A.该反应为吸热反应B.向X点对应的平衡体系中再充入CO、CO2各1 mol,平衡逆向移动C.980 K时,CO2的平衡转化率约为33.3%D.增大容器的体积有利于提高CO2的平衡转化率答案B12.(2022重庆三调,13)利用CO2催化加氢可制乙烯,反应为2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)H0且H2Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。图2某研
18、究小组模拟该反应。温度t下,向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.4 mol H2,反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 mol。则CO2的转化率为,反应温度t约为。(3)在相同条件下,CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应:CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g)在反应器中按n(CO2)n(H2)=14通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2 min时,测得反应器中CH3OH、CH4浓度(molL-1)如下表所示。催化剂t=350 t=400 c(CH3OH)c(CH4)c(CH3OH)c(CH4)催化剂10.8
19、12 722345.242 780催化剂9.210 7753438 932在选择使用催化剂和350 条件下反应,02 min生成CH3OH的平均反应速率为molL-1min-1;若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂和400 的反应条件,原因是。答案(1)-286(2)50%660.2(或660.1或660.3,其他合理答案也可)(3)5.4相同催化剂,400 的反应速率更快;相同温度,催化剂副产物浓度低,甲烷的比例高15.(2022辽宁,17节选)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,其反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 k
20、Jmol-1S=-200 JK-1mol-1回答下列问题:(1)合成氨反应在常温下(填“能”或“不能”)自发进行。(2)温(填“高”或“低”,下同)有利于提高反应速率,温有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业常采用400500 。针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了两种解决方案。(3)方案一:双温双控双催化剂。使用Fe-TiO2-xHy双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495 时,Fe的温度为547 ,而TiO2-xHy的温度为415 )。下列说法正确的是。a.氨气在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡产率b.在“热Fe”表面断裂,有利于提高合成氨反
21、应速率c.“热Fe”高于体系温度,有利于提高氨的平衡产率d.“冷Ti”低于体系温度,有利于提高合成氨反应速率(4)方案二:M-LiH复合催化剂。下列说法正确的是。a.300 时,复合催化剂比单一催化剂效率更高b.同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率c.温度越高,复合催化剂活性一定越高(5)某合成氨速率方程为v=kc(N2)c(H2)c(NH3),根据表中数据,=;实验c(N2)molL-1c(H2)molL-1c(NH3)molL-1vmolL-1s-11mnpq22mnp2q3mn0.1p10q4m2np2.828q在合成氨过程中,需要不断分离出氨的原因为。a.有利于平衡正向移动b.
22、防止催化剂中毒c.提高正反应速率答案(1)能(2)高低(3)ab(4)a(5)-1a考点三化学平衡常数及其相关计算化学反应的方向1.(2022天津和平一模,6)对于反应4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g),下列说法正确的是()A.该反应S0B.使用催化剂能降低该反应的HC.反应中每消耗1 mol O2转移电子数约为46.021023D.反应的平衡常数K=c2(Cl2)c4(HCl)c(O2)答案C2.(2022浙江1月选考,20,2分)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s) An+(aq)+Bn-(aq),其焓变和熵变分别为H和S。对于不同组成
23、的AB型强电解质,下列说法正确的是()A.H和S均大于零B.H和S均小于零C.H可能大于零或小于零,S大于零D.H和S均可能大于零或小于零答案D3.(2022江苏,10,3分)用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g)下列说法正确的是()A.上述反应S0B.上述反应平衡常数K=c4(N2)c6(H2O)c4(NH3)c(O2)c4(NO)C.上述反应中消耗1 mol NH3,转移电子的数目为26.021023D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小答案B4.(2
24、022江西赣州期末,13)某温度下,在2 L恒容密闭容器中,加入3 mol A和2 mol B进行反应:3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)。反应5 min后达到平衡,测得反应前后的压强之比为2526。下列说法不正确的是()A.该温度下,该反应的平衡常数表达式为K=c4(C)c2(D)c3(A)c2(B)B.该条件下反应到达平衡,v(A)=0.06 mol/(Lmin)C.该条件下,在该容器中继续投入3 mol A和2 mol B,反应物的转化率增大D.温度不变,增大压强,平衡逆向移动,化学平衡常数K不变答案C5.(2020北京,10,3分)一定温度下,反应I2(g)+H2(g) 2
25、HI(g)在密闭容器中达到平衡时,测得c(I2)=0.11 mmolL-1、c(H2)=0.11 mmolL-1、c(HI)=0.78 mmolL-1。相同温度下,按下列4组初始浓度进行实验,反应逆向进行的是()ABCDc(I2)/mmolL-11.000.220.440.11c(H2)/mmolL-11.000.220.440.44c(HI)/mmolL-11.001.564.001.56(注:1 mmolL-1=10-3 molL-1)答案C6.(2022重庆主城区二模,12)利用CO2和H2合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g) CH2CH2(g)+4H2O(g)H。在恒容密闭容器中,起
26、始压强相同,反应温度、投料比n(H2)n(CO2)=x对CO2平衡转化率的影响如图所示。下列推断正确的是()A.a0 C.vM(正)vN(逆)D.KMKN答案D7.(2022湖南,14,4分)(双选)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应:2X(g)+Y(g) Z(g)H。其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.H0 B.气体的总物质的量:na12 D.反应速率:va正2.51060C.升高温度,既增大反应速率又增大KD.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准答案D9.(2022北京海淀一模,13)合成氨
27、原料气中的CO可通过水煤气变换反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)除去。某合成氨原料气中N2、H2、CO、CO2的体积分数分别为20%、50%、25%、5%。一定温度下按不同投料比n(H2O)n(CO)通入水蒸气,平衡后混合气体中CO的体积分数如下表。 下列说法不正确的是()A.从表中数据可知,水煤气变换反应的HT2B.a点的反应速率小于c点的反应速率C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D.b点时二聚体的浓度为0.45 molL-1答案(1)+89.3(2)40%3.56104BD(3)CD2.(2020课标,28,14分)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研
28、究领域。回答下列问题:(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中,产物的物质的量之比n(C2H4)n(H2O)=。当反应达到平衡时,若增大压强,则n(C2H4)(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明,原料初始组成n(CO2)n(H2)=13,在体系压强为0.1 MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中,表示C2H4、CO2变化的曲线分别是、。CO2催化加氢合成C2H4反应的H0(填“大于”或“小于”)。(3)根据图中点A(440 K,0.39),计算该温度时反应的平衡常数Kp=(MPa)-3(列出计算式。以分压表示,分压=总压物质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应,生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯选择性,应当。答案(1)14变大(2)dc小于(3)9410.0393或0.3940.3940.3960.393210.13等(4)选择合适催化剂等3.(2023届重庆巴蜀中学月考三,17)煤制甲醇工艺是煤高效利用的途径之一,生产工艺如图所示:(1)“