2020届高考化学二轮练习：专题三第13讲化学反应速率与化学平衡（Word版附解析）.doc

专题三 第 13 讲 1．下列说法中，正确的是(　　) A．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＜0 B．已知反应 H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡常数为 K，则 2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)的平衡常数 为 2K C．ΔH＜0、ΔS＞0 的反应在温度低时不能自发进行 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向 解析：D　[ΔH＝生成物能量和－反应物能量和，当反应产物的总能量大于反应物的总能 量时，ΔH＞0，A 错误；因为相同温度下，系数变为原来的 n 倍，则化学平衡常数为原来的 n 次方，所以反应 2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)的平衡常数为 K2，B 错误；根据 ΔG＝ΔH－TΔS 判断， 对于 ΔH＜0、ΔS＞0 的反应在温度低时 ΔG＜0，反应能自发进行，C 错误；催化剂只改变反 应速率，不改变化学反应进行的方向，D 正确。] 2．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数 K 与化学平衡移动的关系叙述不正确的是 (　　) A．K 值不变，平衡可能移动 B．平衡向右移动时，K 值不一定变化 C．K 值有变化，平衡一定移动 D．相同条件下，同一个反应的方程式的系数增大 2 倍，K 值也增大两倍 解析：D　[因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K 值不变，A 项和 B 项均正确；K 值只与温度有关，K 值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C 项正确；相同 条件下，同一个反应的方程式的系数增大 2 倍，K 值应该变为[K(原)]2，D 项错误。] 3．将 NO2 装入带有活塞的密闭容器中，当反应 2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变下 列一个条件，下列叙述正确的是(　　) A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应 B．慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅 C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍 D．恒温恒容时，充入稀有气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变 浅 解析：C　[升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应， A 错误；首先假设平衡不移动，增大压强，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合 气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B 错误；同理 C 项，首先假 设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物浓度不变，正、逆反应速 率均不变，平衡不移动，颜色不变化，D 错误。] 4．汽车尾气净化的主要原理为 2NO(g)＋2CO(g)催化剂 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反 应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且说明反应在进行到 t1 时刻达到平衡状 态的是(　　) 解析：B　[由于是绝热、恒容密闭体系。随着反应的进行，体系的温度升高，K 不断减小， 当 K 不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态。] 5．下列实验方案和结论都正确且能证明物质性质决定反应速率大小的是(　　) 选项 实验方案 实验结论 A 常温下，相同形状、大小的钠 粒分别与水、乙醇反应 钠与水反应比钠与乙醇 反应快 B 常温下，浓硫酸、稀硫酸分别 与铝片反应 浓硫酸与铝片反应较快 C 硫黄分别在空气中、氧气中燃 烧 硫黄在氧气中燃烧生成 SO3 D 铁丝在空气中不能燃烧，在纯 氧气中能燃烧 纯氧气中 O2 比空气中 O2 活泼 解析：A　[A 项，水中氢比乙醇中羟基上氢活泼，相同形状、大小的钠粒与水反应速率 大于乙醇，说明物质性质决定化学反应速率大小，正确；B 项，浓硫酸、稀硫酸中溶质相同， 但是浓度不同，物质性质不同，常温下浓硫酸与铝片发生钝化现象，铝片表面生成一层致密 保护膜，氧化膜阻止浓硫酸与内部铝接触，结论错误；C 项，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧 剧烈，S 在 O2 中燃烧生成 SO2，结论错误；D 项，空气中 O2 和氧气中 O2 的化学性质相同， 铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，是因为 O2 浓度不同，结论错误。] 6 ． 一 定 量 的 CO2 与 足 量 的 碳 在 体 积 可 变 的 恒 压 密 闭 容 器 中 反 应 ： C(s) ＋CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示： 已知：气体分压(p 分)＝气体总压(p 总)×体积分数。 下列说法正确的是(　　) A．550 ℃时，若充入惰性气体，v 正、v 逆均减小，平衡不移动 B．650 ℃时，反应达平衡后 CO2 的转化率为 40.0% C．T ℃时，若充入等体积的 CO2 和 CO，平衡向逆反应方向移动 D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp＝23.04p 总 解析：D　[恒压密闭容器中充入惰性气体，容器体积增大，各组分浓度减小，正、逆反 应速率均减小，相当于减小压强，平衡向右移动，A 错误；根据图像可知，650 ℃时 CO 的体 积分数为 40.0%，设开始时加入 CO2 1 mol，反应转化了 x mol，根据三段式计算可得反应达平 衡后 CO、CO2 的物质的量分别为 2x mol、(1－x) mol，由 CO 的体积分数为 40%，列式可得 2x 1－x＋2x＝0.4，解得 x＝0.25，则平衡时 CO2 的转化率为0.25 mol 1 mol ×100%＝25.0%，B 错误； 由图可知 T ℃时，CO 与 CO2 的平衡浓度相等，因此在恒温恒压条件下再充入等体积的 CO 与 CO2，此时与原平衡状态互为等效平衡，故平衡不发生移动，C 错误；925 ℃时，根据图像可 得平衡时 CO 的体积分数为 96.0%，CO2 的体积分数为 4.0%，用平衡分压代替平衡浓度表示的 化学平衡常数 Kp＝p2(CO) p(CO2)＝ (0.96p 总)2 0.04p 总 ＝23.04p 总，D 正确。] 7．下列叙述与图示相符的是(　　) A．图甲表示反应：4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＜0，在其他条件不变的情况下，改变起始时 CO 的物质的量对此反应平衡的影响，则有 T1＜T2，b 点处 NO2 的转化率最 大 B．图乙表示某条件对反应 2A(g)＋B(g)===3C(g)的影响，乙一定使用了催化剂 C．图丙表示的某可逆反应是吸热反应，该图表明催化剂能同时改变正、逆反应的活化能 D．图丁表示等量 NO2 在容积相同的恒容密闭容器中，不同温度下分别发生反应： 2NO2(g)N2O4(g)，相同时间后测得 NO2 含量的曲线，则该反应的 ΔH＞0 解析：C　[由图甲可知，当起始 n(CO)一定时，T1 达到平衡时 N2 的含量较大，该反应的 ΔH ＜0，升高温度，平衡逆向移动，N2 的百分含量降低，则有 T2＞T1；增大起始时 CO 的浓度， NO2 的转化率增大，因此 b 点 NO2 的转化率不是最大，A 错误。该反应反应前后气体分子总 数不变，乙比甲达到平衡所需的时间短，但平衡不移动，则乙可能是使用了催化剂或增大压 强，B 错误。根据图丙，反应物总能量小于生成物总能量，该反应是吸热反应；使用催化剂， 降低了正、逆反应的活化能，但反应热不变，C 正确。NO2 含量最小时，说明反应达到平衡， 温度升高，NO2 含量增大，说明平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，该反应的正反应是放热反 应，即 ΔH＜0，D 错误。] 8．I2 在 KI 溶液中存在平衡 I2(aq)＋I(aq)===I－3 (aq)。某 I2、KI 混合溶液中，I－3 的物质的量 浓度 c(I－3 )与温度 T 的关系如图所示(曲线上的任何点都表示平衡状态)。下列说法正确的是 (　　) ①I2(aq)＋I－(aq)===I－3 (ag)　ΔH＞0 ②若温度为 T1、T2 时反应的平衡常数分别为 K1、K2，则 K1＞K2 ③若反应进行到状态 D 时，一定有 v 正＞v 逆 ④状态 A 与状态 B 相比，状态 A 的 c(I2)大 ⑤保持温度不变，向该混合溶液中加水，c(I－3 ) c(I2) 将变大 A．只有①②　　　　　 B．只有②③ C．只有③④ D．只有④⑤ 解析：B　[①由图像曲线的变化趋势可以知道，当温度升高时，I －3 的物质的量浓度减小， 说明升高温度平衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应，ΔH＜0，错误；②升高温度，平 衡向逆反应方向移动，温度越高平衡常数越小、温度为 T1＜T2，反应的平衡常数分别为 K1、 K2，则 K1＞K2，正确；③若反应进行到状态 D 时，反应未达到平衡状态，若反应趋向于平衡， 则反应向生成 I －3 的方向移动，则 v 正＞v 逆，正确；④温度升高，平衡向逆反应方向移动，c(I－3 )变小，则 c(I2)应变大，所以状态 B 的 c(I2)大，错误；⑤c(I－3 ) c(I2) ＝K×c(I－)，在该混合液中加 水，c(I－)降低，温度不变平衡常数不变，则c(I－3 ) c(I2) 减小，错误。] 9．已知：向体积可变的密闭容器中充入一定量的 CH4(g)和 O2(g)发生反应，CH4(g)的平 衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如下图所示(已知 T1＞T2)。 下列说法正确的是(　　) A．该反应的 ΔH＞0 B．M、N 两点的 H2 的物质的量浓度：c(M)＞c(N) C．温度不变时，增大压强可由 N 点到 P 点 D．N、P 两点的平衡常数：K(N)＜K(P) 解析：B　[A.已知 T1＞T2，升高温度，CH4 的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动， 逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，故 ΔH＜0，故 A 错误； B．2CH4＋O22CO＋ 4H2，压强增大，各组分的浓度都增大，虽然平衡向逆反应方向移动、甲烷的转化率减小，但 是根据平衡移动原理可以判断，平衡移动只能减弱氢气浓度的增大，不能阻止氢气浓度的增 大，故 H2 的物质的量浓度 c(M)＞c(N)，故 B 正确；C.两条线的温度不同，增大压强不能从 N 点到 P 点，故 C 错误；D.平衡常数只和温度有关，T1＞T2，升高温度，平衡向逆反应方向移动， 所以平衡常数变小，故 K(N)＞K(P)，故 D 错误。] 10．一定条件下，CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－57.3 kJ/mol，往 2 L 恒 容密闭容器中充入 1 mol CO2 和 3 mol H2，在不同催化剂作用下发生反应①、反应②与反应 ③，相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如下图所示，b 点反应达到平衡状态，下列说法正确 的是(　　) A．a 点 v(正)＞v(逆) B．b 点反应放热 53.7 kJ C．催化剂效果最佳的反应是③D．c 点时该反应的平衡常数 K＝4 3(mol－2·L－2) 解析：A　[a 要达到平衡，CO2 的转化率增大，反应正向进行，所以 v(正)＞v(逆)，故 A 正确；b 点反应达到平衡状态，参加反应的 CO2 小于 1mol，反应放热小于 53.7 kJ，故 B 错误； 相同温度下，反应①最快，所以催化剂效果最佳的反应是①，故 C 错误；c 点 CO2 的转化率 是2 3， 　　　　 CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g) 开始/mol·L－1 0.5　　1.5　　　　0　　　　0 转化/mol·L－1 2 3×0.5 2 3×0.5×3 2 3×0.5 2 3×0.5 平衡/mol·L－1　1 6　　　0.5　　　1 3　　　1 3 K＝8 3(mol－2·L－2)，故 D 错误。] 11．探究 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O 反应速率的 影响因素，有关实验数据如下表所示。下列说法不正确的是(　　) 酸性 KMnO4 溶 液 H2C2O4 溶液 实验 编号 温度 催化剂 用量(g) 体积 (mL) 浓度 mol·L－1 体积 (mL) 浓度 mol·L－ 1 KMnO4 溶液褪色 平均时间 min 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b A.a＜12.7，b＞6.7 B．用 KMnO4 表示该反应速率，v(实验 3)＜v(实验 1) C．用 H2C2O4 表示该反应速率，v(实验 1)约为 7.87×10－5 mol·L－1·min－1 D．可通过比较收集相同体积 CO2 所消耗的时间来判断反应速率快慢 解析：C　[A.温度越高反应速率越快，催化剂可加快反应速率，则 a＜12.7，b＞6.7，故 A 项正确；B.实验编号 1 和 3 对照发现，只有高锰酸钾的浓度不同，且实验 1 中其高锰酸钾的浓 度大，则反应速率：v(实验 3)＜v(实验 1)，故 B 项正确；C.实验 1 中，高锰酸钾的用量少，根 据 关 系 式 2KMnO4 ～ 5H2C2O4 可 知 ， 消 耗 的 H2C2O4 的 物 质 的 量 浓 度 为 0.1 mol/L × 4 × 10－3 L (4＋8) × 10－3 L ×5 2＝ 1 12 mol/L，则用 H2C2O4 表示实验 1 的反应速率时，其值为1 12mol/L 12.7 min≈ 6.56×10－3 mol·L－1·min－1，故 C 项错误；D.比较收集相同体积 CO2 所消耗的时间， 可知反应速率大小，进而可判断反应速率快慢，故 D 项正确。] 12．二氧化碳是潜在的碳资源，无论是天然的二氧化碳气体，还是各种炉气、尾气、副 产气，进行分离回收和提浓，合理利用，意义重大。 (1)在空间站中常利用 CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g)，再电解水实现 O2 的循环利用， 350 ℃时，向体积为 2 L 的恒容密闭容器中通入 8 mol H2 和 4 mol CO2 发生以上反应。 ①若反应起始和平衡时温度相同(均为 350°)，测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图 中 a 所示，则上述反应的 ΔH________0(填“>”或“