2023屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)測(cè)試專題(八)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

2023屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)測(cè)試專題含答案專題突破練(八)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡1．已知分解1molH2O2放出熱量98kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為：H2O2＋I(xiàn)－→H2O＋I(xiàn)O－慢H2O2＋I(xiàn)O－→H2O＋O2＋I(xiàn)－快下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A．反應(yīng)速率與I－濃度有關(guān)B．IO－也是該反應(yīng)的催化劑C．反應(yīng)活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)解析：由于反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定，故I－濃度越大，反應(yīng)速率越快，A正確；IO－為中間產(chǎn)物，不是催化劑，B錯(cuò)誤；活化能不是反應(yīng)熱，反應(yīng)熱是正、逆反應(yīng)活化能的差值，C錯(cuò)誤；依據(jù)總反應(yīng)2H2O2=2H2O＋O2↑和反應(yīng)速率計(jì)量數(shù)間的關(guān)系判斷，D錯(cuò)誤。答案：A2．(2023·湖北八所重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)將6molCO2和8molH2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變)發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0。測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中實(shí)線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo))。該反應(yīng)在8～10min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是()A．0.5mol·L－1·min－1 B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1 D．0.125mol·L－1·min－1解析：由題圖可知，該反應(yīng)在8至10min內(nèi)，H2的物質(zhì)的量在對(duì)應(yīng)的c、d點(diǎn)都是2mol，因此v(H2)＝0mol·L－1·min－1，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，各組分的物質(zhì)的量的變化值為0，則v(CO2)＝0mol·L－1·min－1。答案：C3．在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時(shí)速率(v)如下表。下列判斷不正確的是()c/mol·L－1v/mmol·L－1·min－1T/K0.6000.5000.4000.300318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08A.a＝6.00B．同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，v可能不變C．b<318.2D．不同溫度時(shí)，蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間相同解析：根據(jù)題中數(shù)據(jù)分析，溫度不變時(shí)，反應(yīng)的瞬時(shí)速率與濃度成正比，則可求出a＝6.00，A項(xiàng)正確；溫度為bK、濃度為0.500mol/L和溫度為318.2K、濃度為0.300mol/L對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速率相等，B項(xiàng)正確；濃度不變時(shí)，溫度由318.2K變?yōu)閎K時(shí)，反應(yīng)速率減小，則b＜318.2，C項(xiàng)正確；不同溫度時(shí)，反應(yīng)速率不同，蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D4．為了探究溫度、硫酸銅對(duì)鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)如下方案：編號(hào)純鋅粉質(zhì)量0.2mol·L－1硫酸體積溫度硫酸銅固體質(zhì)量Ⅰ2.0g10.0mL25℃0Ⅱ2.0g10.0mLt℃0Ⅲ2.0g10.0mL35℃0.2gⅣ2.0g10.0mL35℃4.0g下列推斷合理的是()A．為了選擇Ⅱ和Ⅲ實(shí)驗(yàn)探究硫酸銅對(duì)反應(yīng)速率的影響，必須控制t＝25B．待測(cè)物理量是收集等體積(相同條件)氣體所需要的時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)越快C．根據(jù)該方案，還可以探究硫酸濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響D．根據(jù)該實(shí)驗(yàn)方案得出反應(yīng)速率大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ解析：A項(xiàng)，根據(jù)控制變量法原理，Ⅰ和Ⅱ?qū)嶒?yàn)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，而Ⅱ和Ⅲ實(shí)驗(yàn)探究硫酸銅對(duì)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制Ⅱ?qū)嶒?yàn)的溫度為35℃，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)越慢，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，上述方案只能探究溫度、硫酸銅對(duì)鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的影響，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，同條件下，溫度高，反應(yīng)快，得出Ⅱ的速率比Ⅰ的速率大；少量硫酸銅與鋅發(fā)生置換反應(yīng)，銅附在鋅表面構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率，但是硫酸銅的量過多，會(huì)導(dǎo)致大量銅覆蓋鋅，阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，D項(xiàng)正確。答案：D5．對(duì)于可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0。下列研究目的和圖示相符的是()ABCD研究目的溫度(T)對(duì)化學(xué)平衡的影響(T2>T1)壓強(qiáng)(p)對(duì)平衡常數(shù)的影響溫度(T)對(duì)反應(yīng)的影響壓強(qiáng)(p)對(duì)反應(yīng)的影響(p2>p1)圖示解析：A項(xiàng)，根據(jù)“先拐先平”反應(yīng)快、溫度高，可知T1>T2，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，與壓強(qiáng)無關(guān)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，①最低點(diǎn)為平衡點(diǎn)；②最低點(diǎn)左側(cè)為反應(yīng)向右進(jìn)行建立平衡的過程；③后半段為溫度對(duì)平衡影響；D項(xiàng)，根據(jù)“先拐先平、反應(yīng)快，壓強(qiáng)大”可知p1>p2，錯(cuò)誤。答案：C6．(2023·西城區(qū)期末)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，圖中表示L一定時(shí)，H2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨X的變化關(guān)系，L(L1、L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下列說法中，不正確的是()A．X表示溫度 B．L2>L1C．反應(yīng)速率：v(M)>v(N) D．平衡常數(shù)：K(M)>K(N)解析：A項(xiàng)，據(jù)圖可知，隨著X的增加，H2的轉(zhuǎn)化率減小，根據(jù)反應(yīng)3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH<0，該反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，升高溫度和減小壓強(qiáng)都會(huì)使H2的轉(zhuǎn)化率減小，所以X代表溫度，L代表壓強(qiáng)，正確；B項(xiàng)，溫度一定時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以L2>L1，正確；C項(xiàng)，溫度不變?cè)龃髩簭?qiáng)，反應(yīng)速率加快，v(L2)>v(L1)，則反應(yīng)速率：v(M)>v(N)，正確；D項(xiàng)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，平衡常數(shù)K(M)＝K(N)，錯(cuò)誤。答案：D7．(2023·衡水聯(lián)考)以二氧化碳和氫氣為原料制取乙醇的反應(yīng)為：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)ΔH<0。某壓強(qiáng)下的密閉容器中，按CO2和H2的物質(zhì)的量比為1∶3投料，不同溫度下平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)(y%)隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)的平衡常數(shù)小于b點(diǎn)B．b點(diǎn)，v正(CO2)＝v逆(H2O)C．a(chǎn)點(diǎn)，H2和H2O物質(zhì)的量相等D．其他條件恒定，充入更多H2，v(CO2)不變解析：從圖象可知，溫度越高氫氣的含量越高，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，溫度升高平衡常數(shù)減小，a>b，A錯(cuò)誤；b點(diǎn)只能說明該溫度下，CO2和H2O的濃度相等，不能說明v正(CO2)＝v逆(H2O)，B錯(cuò)誤；從圖象可知，a點(diǎn)H2和H2O的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)相等，故物質(zhì)的量相等，C正確；其他條件恒定，充入更多H2，反應(yīng)物濃度增大，正反應(yīng)速率增大，v(CO2)也增大，D錯(cuò)誤。答案：C8．一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。設(shè)起始eq\f(nH2O,nCH4)＝Z，在恒壓下，平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的焓變?chǔ)>0B．圖中Z的大小為a>3>bC．圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中eq\f(nH2O,nCH4)＝3D．溫度不變時(shí)，圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小解析：A．根據(jù)圖示知溫度越高，CH4的體積分?jǐn)?shù)越小，說明平衡向右移動(dòng)，所以該反應(yīng)的焓變?chǔ)>0，A項(xiàng)正確；B.相同條件下Z越大，平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)越小，所以圖中Z的大小為a<3<b，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.起始時(shí)eq\f(nH2O,nCH4)＝3，反應(yīng)過程中H2O和CH4等量減小，所以平衡時(shí)eq\f(nH2O,nCH4)>3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.溫度不變時(shí)，加壓，平衡逆向移動(dòng)，甲烷的體積分?jǐn)?shù)增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A9．(2023·福建寧德質(zhì)檢)在300mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表。溫度/℃2580230平衡常數(shù)5×10421.9×10－5下列說法正確的是()A．上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．25℃時(shí)反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)為0.5C．在某條件下達(dá)到平衡，測(cè)得Ni(CO)4、CO濃度均為0.5mol·L－1，則此時(shí)溫度高于80℃D．80℃達(dá)到平衡時(shí)，保持體積不變，往體系中充入少量的Ni(CO)4，再次達(dá)到平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)減小解析：A項(xiàng)，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)減小，因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為K1＝eq\f(c[NiCO4],c4CO)，Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)，化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為K2＝eq\f(c4CO,c[NiCO4])，K2＝1/K1＝1/(5×104)＝2×10－5，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，化學(xué)平衡常數(shù)為0.5/0.54＝8>2，因此溫度小于80℃，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)到平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)減小，故D正確。答案：D10．甲、乙、丙三個(gè)容器中最初存在的物質(zhì)及其數(shù)量如圖所示，三個(gè)容器最初的容積相等、溫度相同，反應(yīng)中甲、丙的容積不變，乙中的壓強(qiáng)不變，在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡。下列說法正確的是()A．平衡時(shí)各容器內(nèi)c(NO2)的大小順序?yàn)橐?gt;甲>丙B．平衡時(shí)N2O4的百分含量：乙>甲＝丙C．平衡時(shí)甲中NO2與丙中N2O4的轉(zhuǎn)化率不可能相同D．平衡時(shí)混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量：甲>乙>丙解析：因甲、丙為恒容容器，0.1molN2O4完全轉(zhuǎn)化可得到0.2molNO2，故甲、丙兩容器中的化學(xué)平衡為等效平衡，反應(yīng)開始后乙容器中的壓強(qiáng)大于甲容器中的壓強(qiáng)，而壓強(qiáng)越大，越有利于平衡向生成N2O4的方向進(jìn)行，故B對(duì)；再結(jié)合平均相對(duì)分子質(zhì)量與各組分相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系知D錯(cuò)；雖然乙中轉(zhuǎn)化掉的NO2比甲中多，由勒夏特列原理知因乙的容積減小導(dǎo)致NO2濃度增大的程度大于因平衡移動(dòng)使NO2濃度減小的程度，因此，平衡時(shí)乙中NO2的濃度大于甲中NO2的濃度，但由于甲、丙兩容器內(nèi)的化學(xué)平衡為等效平衡，甲、丙中NO2的濃度應(yīng)相等，A錯(cuò)；由甲、丙中的化學(xué)平衡為等效平衡知，若平衡時(shí)甲中NO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則丙中N2O4的轉(zhuǎn)化率也為50%，C錯(cuò)。答案：B11．根據(jù)下表所示化學(xué)反應(yīng)與數(shù)據(jù)關(guān)系，回答下列問題：化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)溫度973K1173K①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)K11.472.15②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)K22.381.67③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K3？？(1)反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)寫出反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3的表達(dá)式________________________________________________________________________。(3)根據(jù)反應(yīng)①②③可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝________(用K1、K2表示)。(4)要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取的措施有________(填寫字母序號(hào))。A．縮小反應(yīng)容器的容積B．?dāng)U大反應(yīng)容器的容積C．升高溫度D．使用合適的催化劑E．設(shè)法減小平衡體系中的CO濃度(5)若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：①可見反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到了平衡，而t2、t8時(shí)都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時(shí)________；t8時(shí)____________。②若t4時(shí)降壓，t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系曲線。解析：(1)由表可知，溫度升高，反應(yīng)①的K1增大，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(2)反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)。(3)K3＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)，K1＝eq\f(cCO,cCO2)，K2＝eq\f(cH2,cH2O)，故K3＝eq\f(K2,K1)。(4)反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，其逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，而反應(yīng)③是反應(yīng)①的逆反應(yīng)與反應(yīng)②的和，故反應(yīng)③是放熱反應(yīng)，且反應(yīng)前后氣體的體積不變，故只有C、E可使平衡逆向移動(dòng)。(5)①由圖可知，t2時(shí)改變的條件使反應(yīng)速率增大，且平衡逆向移動(dòng)，故改變的條件是升高溫度或增大CO2的濃度(或增大H2的濃度)；t8時(shí)改變的條件使反應(yīng)速率加快且平衡不移動(dòng)，故改變的條件是使用催化劑或加壓(或減小容器的容積)。②若t4時(shí)降壓，則反應(yīng)速率減小，曲線在原來平衡曲線的下方，平衡不移動(dòng)，故該曲線為水平直線，且縱坐標(biāo)為t6時(shí)的v逆。答案：(1)吸熱(2)eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)(3)eq\f(K2,K1)(4)CE(5)①升高溫度或增大CO2的濃度或增大H2的濃度使用催化劑或加壓或減小容器的容積12．CrOeq\o\al(2－,4)和Cr2Oeq\o\al(2－,7)在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))隨c(H＋)的變化如圖所示。(1)用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由圖可知，溶液酸性增大，CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。(3)升高溫度，溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：(1)由信息CrOeq\o\al(2－,4)和Cr2Oeq\o\al(2－,7)在溶液中可相互轉(zhuǎn)化，再結(jié)合圖象知，Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O。(2)由圖可知，溶液的酸性增強(qiáng)，Cr2Oeq\o\al(2－,7)的濃度越大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率增大；由反應(yīng)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O得該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為eq\f(cCr2O\o\al(2－,7),c2CrO\o\al(2－,4)·c2H＋)，根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)可以得出c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1、c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝0.25mol·L－1，可求出轉(zhuǎn)化的c(CrOeq\o\al(2－,4))＝0.25mol·L－1×2＝0.5mol·L－1，進(jìn)一步可得平衡時(shí)c(CrOeq\o\al(2－,4))＝0.5mol·L－1，代入表達(dá)式中得平衡常數(shù)K＝1.0×1014。(3)溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，由升高溫度平衡向吸熱的方向移動(dòng)，得出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH小于0。答案：(1)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O(2)增大1.0×1014(3)小于13．甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1<0②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2<0③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3>0(1)反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為________；圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為________(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷理由是________。(2)合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60時(shí)，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如上圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而________(填“增大”或“減小”)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；圖2中的壓強(qiáng)由大到小為________，其判斷理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)K＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)[或Kp＝eq\f(pCH3OH,pCO·p2