高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪用書化學(xué)H湖南專版(適用于新高考新教材)專題7　化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

專題七化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

A組基礎(chǔ)鞏固練1.(2023·北京西城區(qū)一模)探究影響H2O2分解速率的因素,實(shí)驗(yàn)方案如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.對(duì)比①②,可探究FeCl3溶液對(duì)H2O2分解速率的影響B(tài).對(duì)比②③④,可探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響C.若用MnO2固體代替FeCl3溶液,反應(yīng)速率不變D.H2O2易溶于水,主要是由于H2O2與H2O分子之間能形成氫鍵2.(2023·福建省名校聯(lián)盟聯(lián)考)研究CH3I與自由基Cl原子(用Cl*表示)的反應(yīng)有助于保護(hù)臭氧層。已知:Cl*+CH3I反應(yīng)有4條反應(yīng)路徑(TS表示過(guò)渡態(tài),IM表示中間物)如圖所示?；磻?yīng)指反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.路徑①的ΔH>0B.路徑②是基元反應(yīng)C.路徑③的速率最快D.路徑④的逆反應(yīng)的活化能最大3.(2023·安徽淮北一模)一定溫度下,在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)ΔH>0。下列說(shuō)法正確的是()A.在恒容條件下,向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動(dòng)B.在恒壓條件下,向平衡體系中加入H2,BaSO4的轉(zhuǎn)化率不變C.混合氣體的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化可說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡D.該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行4.(2023·湖南聯(lián)考二模)向1L的恒容密閉容器中加入1molX和2molY,發(fā)生反應(yīng):X(g)+2Y(g)2Z(g),X的轉(zhuǎn)化率α隨溫度t的變化如圖所示(圖中不同溫度下的轉(zhuǎn)化率是第5min數(shù)據(jù))。下列說(shuō)法正確的是()A.300℃時(shí),0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(Z)=0.3mol·L-1·min-1B.b、c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的v逆(Y)大小關(guān)系:b>cC.c點(diǎn)時(shí),反應(yīng)消耗pmolX(p<1),同時(shí)消耗2pmolZD.若將氣體體積縮小為0.5L,則c點(diǎn)溫度下的α(X)減小5.(2023·遼寧鞍山一模)T0時(shí),向容積為5L的恒容密閉容器中充入一定量的A(g)和B(g),發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)ΔH<0。測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()t/minn(A)/moln(B)/mol04.02.052.01.0102.01.0A.其他條件不變,溫度變?yōu)門1時(shí),平衡時(shí)測(cè)得C的濃度為0.8mol·L-1,則T1>T0B.8min時(shí),該反應(yīng)的v(正)=v(逆)C.5min時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),且A、B的轉(zhuǎn)化率相等D.平衡時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)約為42.9%6.(2023·吉林通化模擬)在10L密閉容器中,A、B、C三種氣態(tài)物質(zhì)構(gòu)成了可逆反應(yīng)的體系;當(dāng)在某一溫度時(shí),A、B、C物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖甲,經(jīng)過(guò)相同時(shí)間C的百分含量與溫度的關(guān)系如圖乙。下列分析正確的是()A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)2C(g)B.0~4min內(nèi),B的平均反應(yīng)速率為0.05mol·L-1·min-1C.由T1向T2變化時(shí),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D.該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)7.(2023·安徽省鼎尖名校聯(lián)考)CO2的有效利用對(duì)發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了巨大的影響。其中利用CO2和H2,在一定條件下合成乙醇的反應(yīng)為2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH。向2L剛性不可變?nèi)萜髦谐淙?molCO2和3molH2,單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.上述反應(yīng)的ΔH>0B.混合氣體的密度保持不變時(shí),說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)C.c點(diǎn)平衡后,向容器中再充入等量原反應(yīng)氣體,達(dá)新平衡時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率增大D.反應(yīng)從開始到a點(diǎn)需時(shí)5min,5min內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為0.3mol·L-1·min-18.(2023·湖南婁底高三練習(xí))已知反應(yīng):C(s)+NO2(g)12N2(g)+CO2(g)ΔH<0。在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO2氣體,維持溫度為T℃,如圖所示為不同壓強(qiáng)下反應(yīng)相同時(shí)間NO2的轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)變化的示意圖。下列分析錯(cuò)誤的是()A.1050kPa時(shí),容器中混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變則說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.1100kPa時(shí),延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,NO2的轉(zhuǎn)化率可以提高C.1050kPa前,反應(yīng)中NO2的轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)增大而增大的原因是反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),隨著壓強(qiáng)增大,正反應(yīng)速率加快,NO2的轉(zhuǎn)化率提高D.1050kPa時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率為80%,反應(yīng)時(shí)間為20min,用NO2的分壓變化表示該時(shí)間段內(nèi)的速率為45kPa·min-19.(2023·廣東廣州一模)向密閉容器中充入S2Cl2、Cl2和SCl2,發(fā)生反應(yīng)S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g),S2Cl2與SCl2的初始消耗速率(v)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示(圖中A、B點(diǎn)處于平衡狀態(tài)),下列說(shuō)法不正確的是()A.a為v(SCl2)隨溫度的變化曲線B.該反應(yīng)的ΔH<0C.200℃下反應(yīng)一段時(shí)間,S2Cl2的物質(zhì)的量增多D.反應(yīng)達(dá)到平衡后向體系中充入氮?dú)?平衡不移動(dòng)10.(2023·湖南長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)模擬預(yù)測(cè))CO2-H2催化重整可獲得CH3OH。其主要反應(yīng)為反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1若僅考慮上述反應(yīng),在5.0MPa、n始(CO2)∶n始(H2)=1∶3時(shí),原料按一定流速通過(guò)反應(yīng)器,CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性隨溫度變化如圖所示。CH3OH的選擇性=n生成(下列說(shuō)法正確的是()A.其他條件不變,升高溫度,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大B.其他條件不變,T>236℃時(shí),曲線下降的可能原因是反應(yīng)Ⅰ正向進(jìn)行程度減弱C.一定溫度下,增大n始(CO2)∶n始(H2)可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率D.研發(fā)高溫高效催化劑可提高平衡時(shí)CH3OH的選擇性11.(2023·天津市第一中學(xué)二模)一定條件下,CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)ΔH=-53.7kJ·mol-1;向2L恒容恒溫密閉容器中充入1molCO2和2.8molH2反應(yīng),圖中過(guò)程Ⅰ、Ⅱ是在兩種不同催化劑作用下建立平衡的過(guò)程中CO2的轉(zhuǎn)化率[α(CO2)]隨時(shí)間(t)的變化曲線。下列說(shuō)法不正確的是()A.m點(diǎn):v(正)>v(逆)B.活化能:過(guò)程Ⅱ>過(guò)程ⅠC.n點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=50D.過(guò)程Ⅰ,t2時(shí)刻改變的反應(yīng)條件可能是升高溫度12.(2023·湖北襄陽(yáng)一模)在160℃、200℃條件下,分別向兩個(gè)容積為2L的剛性容器中充入2molCO和2molN2O,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)ΔH<0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩容器中CO或N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)容器中混合氣體的密度不隨時(shí)間變化時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.ac段N2的平均反應(yīng)速率為0.10mol·L-1·min-1C.逆反應(yīng)速率:c>b>dD.160℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=913.(2023·福建師大附中一模)工業(yè)上,裂解正丁烷可以獲得乙烯、丙烯等化工原料。反應(yīng)1:C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)ΔH1反應(yīng)2:C4H10(g,正丁烷)C2H6(g)+C2H4(g)ΔH2已知幾種共價(jià)鍵的鍵能如下表:共價(jià)鍵C—HCCC—C鍵能/(kJ·mol-1)413614347(1)根據(jù)上述數(shù)據(jù)估算,ΔH1=kJ·mol-1。

(2)正丁烷和異丁烷之間轉(zhuǎn)化的能量變化如圖所示。圖1①正丁烷氣體轉(zhuǎn)化成異丁烷氣體的熱化學(xué)方程式為。

②下列有關(guān)催化劑的敘述錯(cuò)誤的是(填字母)。

A.能改變反應(yīng)途徑B.能降低反應(yīng)焓變C.能加快反應(yīng)速率D.能增大平衡常數(shù)(3)向密閉容器中投入一定量的正丁烷,發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)2,測(cè)得正丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與壓強(qiáng)(p)、溫度(T)的關(guān)系如圖所示。圖2①p1、p2、p3由小到大的順序?yàn)椤?/p>

②隨著溫度升高,三種不同壓強(qiáng)下正丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率趨向相等,原因是

。

(4)在一定溫度下,向恒容密閉容器中投入正丁烷,同時(shí)發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)2,測(cè)得部分物質(zhì)的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖,平衡時(shí)壓強(qiáng)為17akPa。圖3①7min時(shí)改變的條件可能是(填字母)。

A.增大壓強(qiáng)B.增大正丁烷的濃度C.加入催化劑②該溫度下,反應(yīng)1的平衡常數(shù)Kp=kPa。(提示:組分分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))

B組能力提升練1.(2023·湖南長(zhǎng)沙一中高三月考)二甲醚是清潔能源,用合成氣在催化劑存在下制備二甲醚的反應(yīng)原理為2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。某溫度下,將2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),改變壓強(qiáng)和溫度,平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示,下列四種條件下化學(xué)平衡常數(shù)最大的是()A.p2,T1 B.p3,T2C.p1,T3 D.p4,T42.(2023·河南省名校聯(lián)盟聯(lián)考)常溫常壓下,在3種不同碳負(fù)載的銅微粒(a、b和c)上,選擇性電催化乙炔加氫制乙烯(H+電還原為H2的反應(yīng)可同時(shí)發(fā)生),相對(duì)能量變化如圖,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.析氫反應(yīng)是電催化乙炔加氫制乙烯的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)B.析氫反應(yīng)的能力:a>c>bC.吸附C2H2的能力:a<b<cD.ⅰ生成ⅱ是乙炔加氫制乙烯反應(yīng)歷程中的決速步驟3.(2023·河南省豫南地區(qū)聯(lián)考)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料,在催化劑作用下可發(fā)生反應(yīng):2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),在50℃和70℃時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。下列敘述不正確的是()A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.反應(yīng)速率大小:v(a)>v(b)C.70℃時(shí),平衡常數(shù)K≈0.02D.增大壓強(qiáng),可以提高SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率,縮短達(dá)平衡的時(shí)間4.(2023·天津十二區(qū)重點(diǎn)校聯(lián)考)某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)+mY(g)3Z(g),平衡時(shí),X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是()A.m=2B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1D.第二次平衡時(shí),Z的濃度為0.4mol·L-15.(2023·北京東城區(qū)一模)某溫度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K=4。該溫度下,在甲、乙、丙、丁4個(gè)相同的恒容密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),起始濃度如下表所示。編號(hào)甲乙丙丁c(H2)/(mol·L-1)0.010.020.010.02c(I2)/(mol·L-1)0.010.010.010.01c(HI)/(mol·L-1)000.020.02下列判斷不正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)速率:乙>甲B.平衡時(shí),甲中I2的轉(zhuǎn)化率為50%C.平衡時(shí),丙中c(I2)=0.01mol·L-1D.平衡時(shí),乙和丁中c(6.(2023·湖南岳陽(yáng)高三月考)恒壓條件下,密閉容器中將CO2、H2按照體積比為1∶3合成CH3OH,其中涉及的主要反應(yīng)如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ·mol-1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,在相同的時(shí)間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖。已知:CH3OH的選擇性=CH3下列說(shuō)法正確的是()A.反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=+90kJ·mol-1B.合成甲醇的適宜工業(yè)條件是290℃,催化劑選擇CZ(Zr-1)TC.230℃以上,升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化率增大,但甲醇的產(chǎn)率降低,原因是230℃以上,升溫對(duì)反應(yīng)Ⅱ的影響更大D.保持恒壓恒溫下充入氦氣,不影響CO2的轉(zhuǎn)化率7.(2023·湖北省部分重點(diǎn)校聯(lián)考)恒溫密閉容器發(fā)生可逆反應(yīng):Z(?)+W(?)X(g)+Y(?)ΔH,在t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡,在t2時(shí)刻縮小容器體積,t3時(shí)刻再次達(dá)到平衡狀態(tài)后不再改變條件。下列有關(guān)說(shuō)法中,正確的是()A.該條件下,Z和W中的一種可能為氣態(tài)B.t1~t2時(shí)間段與t3時(shí)刻后,兩時(shí)間段反應(yīng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不相等C.若在該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(X),則t1~t2時(shí)間段與t3時(shí)刻后的X濃度不相等D.若該反應(yīng)ΔH>0,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而增大8.(2023·湖南長(zhǎng)沙期末)一定溫度和壓強(qiáng)下,在兩個(gè)容積均為1L的密閉容器中,充入一定量的A和B,發(fā)生反應(yīng):2A+2BC+2D。相關(guān)反應(yīng)數(shù)據(jù)如下表所示(已知在p1kPa、T1℃下,A、B、C、D都是氣態(tài))下列說(shuō)法正確的是()容器編號(hào)壓強(qiáng)/kPa溫度/℃起始物質(zhì)的量/mol10s時(shí)物質(zhì)的量/molABCⅠp1T10.20.20.05Ⅱp1T2(T2>T1)0.20.20.05Ⅲp2(p2>p1)T10.20.20.05A.該反應(yīng)的ΔH>0B.在容器Ⅲ中,A、B中至少有2種呈非氣態(tài)C.10s時(shí),容器Ⅱ中的反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)D.若起始時(shí),向容器Ⅱ中充入0.08molA、0.1molB、0.04molC和0.1molD,反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行9.(2023·湖南郴州一模)T0時(shí),在2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):X(g)+Y(g)Z(g)(未配平),各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖a所示。其他條件相同,溫度分別為T1、T2時(shí)發(fā)生反應(yīng),X的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖b所示。下列敘述中正確的是()A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.T0時(shí),從反應(yīng)開始到平衡時(shí):v(X)=0.083mol·L-1·min-1C.圖a中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率為37.5%D.T1時(shí),若該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為50,則T1<T010.(2023·北京延慶區(qū)一模)在一定溫度下,將1molCO2和3molH2充入容積為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)并達(dá)到平衡:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,測(cè)得平衡混合氣體中CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%。下列說(shuō)法不正確的是()A.平衡混合氣體中C原子的物質(zhì)的量是1molB.該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量C.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=2D.其他條件相同時(shí),若起始充入2molCO2和6molH2,達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于25%11.(2023·河南洛陽(yáng)六校聯(lián)考)氫氣是一種清潔能源,工業(yè)上用水煤氣兩步法制氫氣,第①、②步的反應(yīng)原理及反應(yīng)的lgKp-T關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1<0B.NiFe2O4能降低反應(yīng)的活化能,提高平衡轉(zhuǎn)化率C.某溫度下,將CO和H2O(g)各1mol通入容積為1L的密閉容器中反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài),若該反應(yīng)的平衡常數(shù)是9,則CO的轉(zhuǎn)化率為75%D.1300℃時(shí),反應(yīng)C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)Kp=812.(2023·湖南省名校聯(lián)合體聯(lián)考)一定條件下,分別向容積為1L的密閉容器中充入氣體,發(fā)生反應(yīng):X(g)+Y(g)Z(g),測(cè)得實(shí)驗(yàn)①、②、③反應(yīng)過(guò)程中體系壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()實(shí)驗(yàn)充入氣體量反應(yīng)過(guò)程條件①2molX+1molY恒溫②1molZ恒溫③1molZ絕熱A.曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)②B.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.氣體的總物質(zhì)的量:n(c)<n(d)D.b點(diǎn)平衡常數(shù)比c點(diǎn)平衡常數(shù)小13.(2023·山西忻州一模)為了實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo),二氧化碳的高效利用成為研究的熱點(diǎn)。某研究小組采用雙合金團(tuán)簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。已知:CH4、H2、CO的燃燒熱分別為-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283kJ·mol-1。(1)甲烷干法重整法(DRM)反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH,則ΔH=。

(2)通過(guò)大量的研究Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三種雙合金團(tuán)簇可用于催化DRM反應(yīng),在催化劑表面涉及多個(gè)基元反應(yīng),分別為過(guò)程1:甲烷逐步脫氫,過(guò)程2:CO2的活化(包括直接活化和氫誘導(dǎo)活化),過(guò)程3:C*和CH*的氧化,過(guò)程4:擴(kuò)散吸附反應(yīng)。其反應(yīng)機(jī)理如圖1所示。則CO2的氫誘導(dǎo)活化反應(yīng)方程式為,過(guò)程3的最終產(chǎn)物為,過(guò)程4發(fā)生擴(kuò)散吸附的微粒為。

圖1(3)三種催化劑催化甲烷脫氯過(guò)程的能量變化如圖2所示:圖2①甲烷脫氫過(guò)程中最大活化能步驟為(用反應(yīng)方程式表示)。

②Sn12Ni、Pt12Ni、Cu12Ni三種催化劑催化甲烷脫氫過(guò)程的脫氫速率分別為v1、v2、v3,則脫氫速率由大到小的順序?yàn)椤?/p>

③Sn12Ni雙合金團(tuán)簇具有良好的抗積碳作用,有效抑制碳沉積對(duì)催化劑造成的不良影響,請(qǐng)結(jié)合圖示解釋原因:。

(4)已知:甲烷干法重整法(DRM)過(guò)程中發(fā)生副反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0,T℃時(shí),在恒壓反應(yīng)器中,通入2molCH4和1molCO2,總壓強(qiáng)為p0,平衡時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為40%,H2O的分壓為p。①關(guān)于上述平衡體系,下列說(shuō)法正確的是(填字母)。

A.n(CH4)∶n(CO2)=2∶1B.將H2O(g)液化,可以提高主反應(yīng)的速率C.若反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行,甲烷轉(zhuǎn)化率小于40%D.若降低反應(yīng)溫度,主、副反應(yīng)均逆向進(jìn)行②DRM反應(yīng)的Kp=

(列出計(jì)算式即可,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

參考答案專題七化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡A組基礎(chǔ)鞏固練1.CMnO2和Fe3+都能催化H2O2的分解反應(yīng),但不同催化劑的催化效果不同,故反應(yīng)速率不同,C錯(cuò)誤。2.B路徑②所示反應(yīng)中有中間產(chǎn)物生成,沒(méi)有一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,不是基元反應(yīng),B錯(cuò)誤。3.A在恒容條件下,向平衡體系中充入惰性氣體,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變,平衡不移動(dòng),A正確;在恒壓條件下,向平衡體系中加入H2,平衡正向移動(dòng),BaSO4的轉(zhuǎn)化率變大,B錯(cuò)誤;該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總體積不變的反應(yīng),故混合氣體的物質(zhì)的量不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,C錯(cuò)誤;該反應(yīng)的ΔH>0、ΔS=0,由于反應(yīng)吸熱,并非在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,D錯(cuò)誤。4.Ca點(diǎn)時(shí),轉(zhuǎn)化率為30%,此時(shí)生成的Z為0.6mol,Z的平均反應(yīng)速率為0.12mol·L-1·min-1,A錯(cuò)誤;溫度越高反應(yīng)速率越快,則b點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率,但5min時(shí)b點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率卻大于c點(diǎn),說(shuō)明b點(diǎn)未達(dá)平衡,c點(diǎn)達(dá)平衡,Y的濃度:b>c,溫度:b<c,故無(wú)法判斷b、c兩點(diǎn)v逆(Y)大小關(guān)系,B錯(cuò)誤;c點(diǎn)達(dá)平衡,反應(yīng)消耗pmolX,同時(shí)消耗2pmolZ,C正確;c點(diǎn)溫度下,壓縮體積,即增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),α(X)增大,D錯(cuò)誤。5.A升高溫度,平衡逆向移動(dòng),根據(jù)圖表數(shù)據(jù),T0時(shí)達(dá)到平衡,消耗1molB,則生成3molC,C的濃度為0.6mol·L-1,其他條件不變,溫度變?yōu)門1時(shí),平衡時(shí)測(cè)得C的濃度為0.8mol·L-1,說(shuō)明平衡正向移動(dòng),則T1<T0,A錯(cuò)誤;5min后氣體物質(zhì)的量不再改變,說(shuō)明5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則8min時(shí),該反應(yīng)的v(正)=v(逆),投料比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)比,故A、B的轉(zhuǎn)化率相等,B、C正確;列出“三段式”:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)初始/mol 4 2 0 0轉(zhuǎn)化/mol 2 1 3 1平衡/mol 2 1 3 1則平衡時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)約為37×100%≈42.9%,D6.C由題圖可知,該反應(yīng)是可逆反應(yīng),A、B、C的物質(zhì)的量變化量之比=(2.4-1.6)∶(1.6-1.2)∶(0.4-0)=2∶1∶1,故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)C(g),A錯(cuò)誤;0~4min時(shí),A減少(2.4-2.0)mol,則有v(B)=0.04mol·L-12×4min=0.005mol·L-1·min-1,B錯(cuò)誤;由T1向T2變化時(shí),C的百分含量增大,平衡正向進(jìn)行,故正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,C正確;T3時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,T3之后,升高溫度7.C根據(jù)題圖知,b點(diǎn)之前,單位時(shí)間內(nèi),隨著溫度的升高,速率加快,所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大,但b點(diǎn)之后,溫度升高,不利于平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A錯(cuò)誤;2L剛性不可變?nèi)萜髦邪l(fā)生反應(yīng),氣體的總質(zhì)量不變,容器的容積不變,氣體的密度始終不變,不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;c點(diǎn)平衡后,向容器中再充入等量原反應(yīng)氣體,等效于增大壓強(qiáng),則會(huì)使平衡正向移動(dòng),達(dá)新平衡時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率增大,C正確;a點(diǎn)時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則轉(zhuǎn)化的CO2為0.5mol,轉(zhuǎn)化的H2為0.5mol×3=1.5mol,則有v(H2)=0.15mol·L-1·min-1,D錯(cuò)誤。8.B該反應(yīng)為氣體分子數(shù)改變的反應(yīng),當(dāng)混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變時(shí),說(shuō)明容器內(nèi)混合氣體的組成恒定,可判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A正確;該反應(yīng)的正反應(yīng)方向氣體體積增大,題圖中拐點(diǎn)后NO2的轉(zhuǎn)化率呈下降趨勢(shì)是因?yàn)榉磻?yīng)達(dá)到平衡后壓強(qiáng)增大平衡逆向移動(dòng),因此拐點(diǎn)及其之后的狀態(tài)均為平衡狀態(tài),均已經(jīng)達(dá)到該條件下的最大反應(yīng)限度,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間轉(zhuǎn)化率不會(huì)變化,B錯(cuò)誤;由B選項(xiàng)分析可知拐點(diǎn)前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),其反應(yīng)速率隨壓強(qiáng)增大而增大,在相同時(shí)間內(nèi)隨著壓強(qiáng)增大,NO2的轉(zhuǎn)化率提高,C正確;設(shè)在密閉容器中加入1molNO2氣體,則轉(zhuǎn)化的NO2氣體為1mol×80%=0.8mol,列三段式如下:C(s)+NO2(g)12N2(g)+CO2(g)起始量/mol 1 0 0轉(zhuǎn)化量/mol 0.8 0.4 0.8平衡量/mol 0.2 0.4 0.8NO2氣體的分壓變化為1050kPa-1050kPa×0.20.2+0.4+0.8=900kPa,則20min內(nèi)用NO2的分壓變化表示的反應(yīng)速率為9.C化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)的系數(shù)成正比,由化學(xué)方程式可知,平衡時(shí)S2Cl2與SCl2的反應(yīng)速率為1∶2,結(jié)合圖像可知,圖中A、B點(diǎn)處于平衡狀態(tài),則正逆反應(yīng)速率相等,a為v(SCl2)隨溫度的變化曲線,A正確;隨著溫度升高,SCl2的消耗速率更大,反應(yīng)逆向進(jìn)行,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,B正確;題圖中A、B點(diǎn)處于平衡狀態(tài),200℃下反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡,此時(shí)逆反應(yīng)速率小于正反應(yīng)速率,反應(yīng)正向進(jìn)行,故反應(yīng)一段時(shí)間,S2Cl2的物質(zhì)的量減小,C錯(cuò)誤;反應(yīng)達(dá)到平衡后向體系中充入氮?dú)?不影響反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度,平衡不移動(dòng),D正確。10.B從題圖中可知,升高溫度,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,A錯(cuò)誤;溫度升高,反應(yīng)Ⅰ化學(xué)平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ化學(xué)平衡正向移動(dòng),反應(yīng)Ⅰ減小的程度大于反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行的程度,導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率也有所下降,B正確;增大n始(CO2)∶n始(H2),CO2濃度增大,H2濃度減小,則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,C錯(cuò)誤;研發(fā)高效的催化劑可提高反應(yīng)速率和CH3OH的選擇性,且由題圖知,溫度越高甲醇的選擇性越低,D錯(cuò)誤。11.Cm點(diǎn)CO2的轉(zhuǎn)化率不是最大,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則有v(正)>v(逆),A正確;過(guò)程Ⅰ先達(dá)到平衡狀態(tài),說(shuō)明反應(yīng)速率快,因此活化能:過(guò)程Ⅱ>過(guò)程Ⅰ,B正確;n點(diǎn)時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為80%,列出“三段式”:CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)起始濃度(mol·L-1) 0.5 轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1) 0.4 1.2 平衡濃度(mol·L-1) 0.1 0.2 則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.4×0.40.1×0.23=200,C錯(cuò)誤;12.D該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,恒溫恒容時(shí),容器的壓強(qiáng)保持不變,故當(dāng)容器中混合氣體的密度不隨時(shí)間變化時(shí),不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;ac段N2的平均反應(yīng)速率為v=ΔcΔt=ΔnV·Δt=(1.2-0.4)mol2L×(10-2)min=0.05mol·L-1·min-1,B錯(cuò)誤;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,N2的物質(zhì)的量增大,CO的物質(zhì)的量減小,故ac曲線表示N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,bd曲線表示CO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,由圖中可知ac先達(dá)到平衡,說(shuō)明ac對(duì)應(yīng)的溫度更高,故逆反應(yīng)速率c>d,由d點(diǎn)生成物濃度高于b點(diǎn),故逆反應(yīng)速率d>b,CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)起始量/mol 2 2 0 0轉(zhuǎn)化量/mol 1.5 1.5 1.5 1.5平衡量/mol 0.5 0.5 1.5 1.5該反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kp=p(C13.答案(1)+80(2)①C4H10(g,正丁烷)C4H10(g,異丁烷)ΔH=-7kJ·mol-1②BD(3)①p1<p2<p3②隨著溫度升高,壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響逐漸減小,平衡轉(zhuǎn)化率主要由溫度決定(4)①B②3a解析(1)根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱,ΔH1=(347×2-614)kJ·mol-1=+80kJ·mol-1。(2)②催化劑參與化學(xué)反應(yīng),改變了反應(yīng)途徑,A正確;反應(yīng)熱與產(chǎn)物、反應(yīng)物的相對(duì)能量有關(guān),催化劑同等程度降低正、逆反應(yīng)活化能,不改變反應(yīng)熱,B錯(cuò)誤;催化劑能夠加快反應(yīng)速率,C正確;催化劑同倍數(shù)改變正、逆反應(yīng)速率,平衡不移動(dòng),平衡常數(shù)不變,D錯(cuò)誤。(3)①正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),減小壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大,則p1<p2<p3。②壓強(qiáng)與溫度對(duì)正丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率都有影響,且結(jié)果相反,隨著溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率最終相同,說(shuō)明壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響逐漸減小,平衡轉(zhuǎn)化率主要由溫度決定。(4)①增大壓強(qiáng),即縮小容器容積,瞬時(shí)CH4濃度增大,隨后CH4濃度減小,A錯(cuò)誤;增大正丁烷的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CH4濃度增大,B正確;加入催化劑,平衡不移動(dòng),甲烷的濃度不變,C錯(cuò)誤。②根據(jù)題圖3,同時(shí)發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)2,平衡時(shí)生成了0.3mol·L-1的CH4,消耗了0.7mol·L-1的C4H10,說(shuō)明反應(yīng)2生成了0.4mol·L-1的C2H6,平衡體系中各組分的濃度分別是c(CH4)=c(C3H6)=0.3mol·L-1,c(C2H6)=c(C2H4)=0.4mol·L-1,c(C4H10)=0.3mol·L-1,各組分的分壓:p(CH4)=p(C3H6)=0.30.3+0.3+0.4+0.4+0.3×17akPa=3akPa,p(C2H6)=p(C2H4)=4akPa,p(C4H10)=3aB組能力提升練1.D通過(guò)題圖可知,溫度升高,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低,說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則溫度越高,二甲醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小,故溫度關(guān)系為T1>T2>T3>T4,由于正反應(yīng)放熱,溫度越低平衡常數(shù)越大,平衡常數(shù)只和溫度有關(guān),故T4對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)最大。2.B選擇性電催化乙炔加氫制乙烯和H+電還原為H2的反應(yīng)可同時(shí)發(fā)生,均為得到電子被還原的過(guò)程,故析氫反應(yīng)是電催化乙炔加氫制乙烯的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng),A正確;a對(duì)應(yīng)的活化能最大,b對(duì)應(yīng)的活化能最小,活化能越大反應(yīng)越難進(jìn)行,即析氫反應(yīng)的能力:a<c<b,B錯(cuò)誤;吸附C2H2過(guò)程中放出的熱量a最少,c最多,相同物質(zhì)進(jìn)行不同過(guò)程放出的熱量越多說(shuō)明該過(guò)程越容易進(jìn)行,即說(shuō)明吸附C2H2的能力:a<b<c,C正確;各種催化劑進(jìn)行反應(yīng)時(shí)ⅰ生成ⅱ的活化能均最大,活化能越大反應(yīng)速率越慢,是整個(gè)反應(yīng)的決速步驟,則ⅰ生成ⅱ是乙炔加氫制乙烯反應(yīng)歷程中的決速步驟,D正確。3.D升高溫度,SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率增大,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A正確;a、b兩點(diǎn)的濃度相同,a點(diǎn)的溫度大于b點(diǎn),則反應(yīng)速率大小:v(a)>v(b),B正確;70℃時(shí),達(dá)到平衡SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率為22%,設(shè)起始c(SiHCl3)=1mol·L-1,利用“三段式”計(jì)算:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始濃度/(mol·L-1) 1 0 0轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L-1) 0.22 0.11 0.11平衡濃度/(mol·L-1) 0.78 0.11 0.11則平衡常數(shù)K=0.1120.782≈0.02,C正確;增大壓強(qiáng)4.D向平衡體系中加入1molZ(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變,說(shuō)明兩種平衡相同,該反應(yīng)前后氣體的總體積不變,則有m+1=3,m=2,A正確;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),兩次平衡溫度不變,故兩次平衡的平衡常數(shù)相同,B正確;起始量X與Y之比為1∶2,等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1,C正確;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量不變的反應(yīng),故第二次平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為4mol×10%=0.4mol,c(Z)=0.4mol2L=0.2mol5.D據(jù)題表中數(shù)據(jù)可知,其他條件相同,乙中c(H2)為甲中的2倍,乙中反應(yīng)速率較大,A正確;設(shè)甲中I2的轉(zhuǎn)化率為x,根據(jù)“三段式”有:H2(g)+I2(g)2HI(g)起始/(mol·L-1) 0.01 0.01 0變化/(mol·L-1) 0.01x 0.01x 0.02x平衡/(mol·L-1) 0.01(1-x) 0.01(1-x) 0.02x則有K=c2(HI)c(H2)·c(I2)=(0.02x)20.012×(1-x)2=4,解得x=50%,B正確;根據(jù)丙中各數(shù)據(jù),濃度商為Q=c2(HI)c(H2)·c(I2)=(6.C根據(jù)蓋斯定律由Ⅰ-Ⅱ可得熱化學(xué)方程式:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=ΔH1-ΔH2=(-49kJ·mol-1)-41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1,A錯(cuò)誤;由題圖可知在相同溫度下CZ(Zr-1)T催化劑對(duì)甲醇的選擇性更高,溫度為230℃時(shí)甲醇的產(chǎn)率最高,B錯(cuò)誤;230℃以上,升高溫度,反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡逆向移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率降低,反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng),平衡正向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率增大,升溫對(duì)反應(yīng)Ⅱ的影響更大,C正確;恒壓恒溫下充入氦氣,反應(yīng)體系的體積變大,相當(dāng)于減壓,對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率有影響,D錯(cuò)誤。7.D根據(jù)題圖可知,正反應(yīng)速率不隨反應(yīng)時(shí)間和壓強(qiáng)的改變而改變,故Z和W都不是氣體,A錯(cuò)誤;結(jié)合題圖可知,X是氣體,Y可能不是氣體,也可能是氣體,若Y不是氣體,產(chǎn)物只有X,反應(yīng)過(guò)程中氣體的摩爾質(zhì)量始終不變,若Y是氣體,由于生成的X和Y是按照比例生成的,氣體平均摩爾質(zhì)量不會(huì)改變,所以兩時(shí)間段反應(yīng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量一定相等,B錯(cuò)誤;由于化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),該溫度下平衡常數(shù)的表達(dá)式K=c(X)是定值,則t1~t2時(shí)間段與t3時(shí)刻后的c(X)相等,C錯(cuò)誤;該反應(yīng)ΔH>0則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)增大,D正確。8.C根據(jù)分析對(duì)比,容器Ⅱ的溫度比容器Ⅰ的高,則容器Ⅱ的反應(yīng)速率更快,但10s時(shí)生成的C相同,則容器Ⅱ中的反應(yīng)一定發(fā)生了逆向移動(dòng),因此,該反應(yīng)ΔH<0,A錯(cuò)誤;容器Ⅲ的壓強(qiáng)比容器Ⅰ的大,則容器Ⅲ的反應(yīng)速率更快,但10s時(shí)生成的C相同,則容器Ⅲ中的反應(yīng)一定發(fā)生了逆向移動(dòng),因此,在容器Ⅲ中,A、B中至少有一種呈非氣態(tài),使反應(yīng)物中氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)小于生成物,加壓平衡逆向移動(dòng),B錯(cuò)誤;10s時(shí),容器Ⅱ中的反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài),C正確;容器Ⅱ達(dá)到平衡狀態(tài),可列出三段式:2A(g)+2B(g)C(g)+2D(g)起始/(mol·L-1) 0.2 0.2 0 0轉(zhuǎn)化/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.05 0.1平衡/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.05 0.1則K=c(若起始時(shí),向容器Ⅱ中充入0.08molA、0.1molB、0.04molC和0.1molD,Q=c(C)·c29.D根據(jù)“先拐先平,數(shù)值大”規(guī)律推知,T1>T2,溫度越高,X的物質(zhì)的量越大,則平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;開始至平衡時(shí)間內(nèi),v(X)=0.3mol-0.05mol2L×3min≈0.042mol·L-1·min-1,B錯(cuò)誤;Y的轉(zhuǎn)化率為0.4-0.150.4×100%=62.5%,C錯(cuò)誤;由題圖a可知,X、Y、Z物質(zhì)的量變化之比為110.C根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,1molCO2參與反應(yīng),平衡時(shí)混合氣體中C原子的物質(zhì)的量仍為1mol,A正確;該反應(yīng)的ΔH<0,則該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,B正確;設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化濃度為xmol·L-1,利用“三段式”計(jì)算:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始濃度(mol·L-1) 轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1) x平衡濃度(mol·L-1) 1-x CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%,則有x1-x+3(1-x)+x+x×100%=25%,解得x=23,計(jì)算可得該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=43,C錯(cuò)誤;其他條件相同時(shí),若起始充入2molCO2和6molH211.C對(duì)于反應(yīng)①,升高溫度,lgKp增大,說(shuō)明升高溫度,該反應(yīng)正向移動(dòng),則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH1>0,A錯(cuò)誤;NiFe2O4是反應(yīng)的催化劑,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不能改變轉(zhuǎn)化率,B錯(cuò)誤;設(shè)CO的轉(zhuǎn)化量為xmol,根據(jù)已知條件列出“三段式”:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/mol 1 1 0 0轉(zhuǎn)化/mol x x x x平衡/mol 1-x 1-x x x則平衡常數(shù)K=x2(1-x)2=9,解得x=0.75,則CO的轉(zhuǎn)化率為0.75mol1mol×100%=75%,C正確;由題圖可知,1300℃時(shí),反應(yīng)C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)的lgKp=12.D恒溫恒容條件下,氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的