章检测(14) 第七章 化学反应速率与化学平衡(提能卷)-【高考领航】2025年高考化学总复习四测通关卷

2024-10-10
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章检测(十四) 第七章 化学反应速率与化学平衡(提能卷) (满分:100分) 一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。) 1.(2023·湖南卷)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(  ) A.x1<x2 B.反应速率:vb正<vc正 C.点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb=Kc D.反应温度为T1,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态 2.(2023·安徽淮北一模)一定温度下,在密闭容器中发生反应:BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g) ΔH>0。已知:该反应的ΔS>0。下列说法正确的是(  ) A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动 B.在恒压条件下,向平衡体系中充入H2,BaSO4的转化率不变 C.混合气体的物质的量不变可说明反应达到平衡 D.该反应在任何温度下都能自发进行 3.(2023·大理模拟)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(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ΔH>0 B.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 4.(2023·沈阳质检)某温度下,反应CH2===CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是(  ) A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大 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 5.(2023·石家庄二中月考)相同温度下,分别在起始容器容积均为1 L的两个密闭容器中发生反应:X2(g)+3Y2(g)2XY3(g) ΔH=-a kJ·mol-1。实验测得反应的有关数据如表。 容器 反应条件 起始物质的量/mol 达到平衡所用时间/min 达到平衡过程中的能量变化 X2 Y2 XY3 ① 恒容 1 3 0 10 放热0.1a kJ ② 恒压 1 3 0 t 放热b kJ 下列叙述正确的是(  ) A.对于上述反应,①、②中反应的平衡常数K的值不相同 B.①中:从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)=0.1 mol·L-1·min-1 C.②中:X2的平衡转化率小于10% D.b>0.1a 6.在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生反应:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)。测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A点时,该反应的压强平衡常数Kp为(  ) A.1 MPa      B.2 MPa C.3 MPa D.4 MPa 7.(2023·杭州高三模拟)氯苯与硝酸发生硝化反应过程中,生成邻、间、对硝基氯苯经历的中间体过程如下图所示。据所给信息可得出的结论是(  ) A.氯苯与硝酸发生的取代反应是吸热反应 B.相同温度下,生成间硝基氯苯的速率最大 C.反应过程中经历了HO—NO2断键产生NO的过程 D.选用合适的催化剂,有利于提高邻硝基氯苯的选择性 8.(2023·衡水月考)在某一恒温容积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0。t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。下列说法正确的是(  ) A.0~t2时间段内,v(正)>v(逆) B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,A的体积分数:Ⅰ>Ⅱ C.t2时刻改变的条件可能是向密闭容器中通入C(g) D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:Ⅰ<Ⅱ 9.(2023·山东枣庄高三模拟)利用CH4可消除NO2污染,反应原理为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在10 L密闭容器中分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。 组 别 温度 /K 时间/min 物质的量/mol 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 M 0.15 下列说法错误的是(  ) A.该反应为放热反应 B.组别①中0~10 min内,NO2的平均反应速率为0.003 mol·L-1·min-1 C.若组别②改为恒压装置,则M值一定小于0.15 D.当有1 mol C—H键断裂的同时有1 mol O—H键形成,则反应达到平衡状态 10.(2023·广西贺州质检)某温度下气体反应体系达到化学平衡,平衡常数K=,恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加,下列说法正确的是(  ) A.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)A(g)+2B(g) B.降低温度,正反应速率增大 C.该反应的焓变为负值 D.增大c(A)、c(B),K增大 二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求。) 11.(2023·深圳光明区模拟)工业上制备硝酸过程中涉及反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-57 kJ·mol-1。某实验小组测得不同条件下反应平衡时NO2的体积分数变化如图(图中X、Y分别代表温度或压强),下列说法不正确的是(  ) A.图中X表示温度,Y表示压强 B.X1>X2>X3 C.对应条件下的平衡常数:a>b>c D.X3、Y1条件下,e点对应状态时v逆>v正 12.(2023·天津耀华中学模拟)在一个恒容的密闭容器中通入A、B两种气体,在一定条件下反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0,达到平衡后,改变一个条件(X),下列量(Y)的变化一定符合图中曲线的是(  ) X Y A 再加入A B的转化率 B 再加入C A的体积分数 C 加入氦气 C的分子个数 D 升高温度 混合气体平均摩尔质量 13.在某一温度下,某一密闭容器中,M、N、R三种气体浓度的变化如图a所示,若其他条件不变,当温度分别为T1和T2时,N的体积分数与时间关系如图b所示。则下列结论正确的是(  )  图a        图b A.该反应的热化学方程式M(g)+3N(g)2R(g) ΔH<0 B.达到平衡后,若其他条件不变,减小容器体积,平衡向逆反应方向移动 C.达到平衡后,若其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,M的转化率减小 D.达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,平衡一定向正反应方向移动 14.甲醇是重要的化工原料,具有广泛的开发和应用前景。在容积可变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。下列说法正确的是(  ) 图1         图2 A.p总1<p总2 B.混合气体的密度不再发生变化,说明该反应已达到平衡状态 C.图2中M点能正确表示600 K时该反应平衡常数的对数(lg K) D.若p总1=0.25 MPa,则Y点的平衡常数Kp=64 MPa-2 15.(2023·威海模拟)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 /(mol·L-1·min-1) 0~2 0.20 0~4 0.15 0~6 0.10 下列说法错误的是(  ) A.1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1 B.2 min时,加入0.20 mol Z,此时v正(Z)<v逆(Z) C.3 min时,Y的体积分数约为33.3% D.5 min时,X的物质的量为1.4 mol 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 三、非选择题(本题共4小题,共60分) 16.(13分)(2023·临沂模拟)用酸性KMnO4溶液和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:          甲           乙 实验 序号 A溶液 B溶液 ① 20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液 ② 20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液 (1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________(填实验序号)。 (2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min末,c(MnO)=________________mol·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL)。 (3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定__________________________________________来比较化学反应速率。 (4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是: ①产物Mn2+是反应的催化剂; ②_____________________________________________________________。 17.(14分)发展新能源、改善空气质量等一直是化学研究的热点。回答下列问题: (1)甲醇是可再生的清洁能源,可利用CO2与H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。该反应历程如图所示。 上述合成甲醇的反应的有机副产物有________;由于该反应速率较慢,需要加入催化剂使反应速率加快,主要降低下列变化中________(填字母)的能量变化。 A.*CO+*OH―→*CO+*H2O B.*CO―→*OCH C.*OCH2―→*OCH3 D.*OCH3―→*CH3OH (2)焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中反应可制合成气,主要反应(Ⅰ)、(Ⅱ)的lg Kp(Kp为以分压表示的平衡常数)与T的关系如图所示。 ①反应(Ⅰ)的ΔH________0(填“>”“=”或“<”)。 ②在容积为10 L的密闭容器中充入1 mol CO、1 mol H2O只发生反应(Ⅱ),反应5 min 达到图中d点,请计算0~5 min内,CO的平均反应速率为________;此时CO的转化率为________; 已知:反应速率v=v正-v逆=k正·x(CO)·x(H2O)-k逆·x(CO2)·x(H2),k正、 k逆分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数,计算e处的=_______。 ③c点时,若反应容器中CO浓度为0.1 mol/L,则CO2浓度为______________。 18.(15分)(2023·南京模拟)(1)一步完成的反应称为基元反应,只由基元反应构成的化学反应称为简单反应,两个及以上基元反应构成的化学反应称为复杂反应,复杂反应的速率取决(等)于慢的基元反应速率。基元反应aA+bB===cC+dD的速率方程为v=k·ca(A)·cb(B),其中k为速率常数。已知反应NO2+CO===NO+CO2,在不同温度下反应机理不同。 ①温度高于490 K时,上述反应为简单反应,请写出其速率方程_______。 ②温度高于520 K时,该反应是由两个基元反应构成的复杂反应,其速率方程v=k·c2(NO2),已知慢的基元反应的反应物和产物为NO、NO2、NO3,用方程式表示反应历程。 第一步:_________________________________________(慢反应)。 第二步:__________________________________________(快反应)。 (2)N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1该反应是高中和大学化学学习的经典素材。 ①T1 K时,向1 L真空容器中加入1 mol N2O4,达到平衡时NO2的平衡产率为20%,则该温度下的平衡常数K=________,达到平衡时吸收的热量为________kJ。某温度下,该反应达到平衡,NO2与N2O4的混合气体总压强为100 kPa,密度为同状态下氢气密度的34.5倍,平衡常数Kp=________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算)。 ②若v(N2O4)=k1·c(N2O4),v(NO2)=k2·c(NO2),T2温度下,若k1=k2,则T2________T1(填“高于”或“低于”)。 (3)复杂反应2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)由两个基元反应构成,2NO(g)===N2O2(g)(快速平衡) N2O2(g)+O2(g)===2NO2(g)(慢反应),已知快反应为放热反应,其正、逆反应速率常数分别为k1和k2,慢反应正、逆反应速率常数分别为k3和k4。若v正=k·c2(NO)·c(O2)则k=________(用k1、k2、k3表示)。 19.(18分)(2023·曲靖高三模拟)氮氧化物是造成大气污染的主要物质,研究它们的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。 (1)在一定条件下,向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH3、NO发生反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g),其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂的作用下,NO的转化率与温度的关系如图所示。 ①工业上应选择催化剂________(填“甲”或“乙”)。 ②M点是否为对应温度下NO的平衡转化率,判断理由是____________。 温度高于210 ℃时,NO转化率降低的原因可能是__________________。 (2)已知:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g) ΔH<0。向密闭容器中充入等体积的NO2和SO2,测得平衡状态时压强对数lg p(NO2)和lg p(SO3)的关系如图所示。 ①a、b两点体系总压强pa与pb的比值=________。 ②温度为T2时化学平衡常数Kp=________,T1________(填“>”“<”或“=”)T2。 学科网(北京)股份有限公司 $$ 章检测(十四) 第七章 化学反应速率与化学平衡(提能卷) 1.B A项,在恒温恒容的化学平衡体系中,增大一种反应物的浓度会使另一种反应物的转化率升高,而自身的转化率降低。由题图知,在相同温度下投料比为x2的CH4平衡转化率更低,说明投料比:x1<x2,正确。B项,点b、c对应温度相同,而点c投料比更大,则投入的n(H2O)更少,平衡时总压强更小,反应速率更慢,反应速率:vc正<vb正,错误。C项,化学平衡常数只与温度有关,观察两条曲线,随着温度的升高,CH4的平衡转化率增大,升温平衡正向移动,K增大,点a温度最低,点b、c温度相同,故Ka<Kb=Kc,正确。D项,恒温恒容条件下,化学平衡体系中各物质均为气态且反应前后气体分子数不相等,容器内压强不变时可以说明反应达到平衡状态,正确。 2.A 在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,A正确;在恒压条件下,向平衡体系中充入H2,容器容积增大,生成物c(H2O)减小,平衡正向移动,BaSO4的转化率增大,B错误;该反应反应前后气体总物质的量不变,混合气体的物质的量不变不能说明反应达到平衡,C错误;该反应ΔH>0、ΔS>0,要使反应自发,ΔH-TΔS<0,在较高温度下才能实现,D错误。 3.C A.升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,而c(Z)增大,说明平衡正向移动,则ΔH>0,A正确;B.加入一定量Z,平衡逆向移动,故达新平衡后m(Y)减小,B正确;C.加入等物质的量的Y和Z,平衡逆向移动,由于X、Y均为固体,故K=c(Z),达新平衡后c(Z)不变,C错误;D.加入一定量氩气,因容器容积不变,故Z的浓度不变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,D正确。 4.C A.该反应是一个气体分子数减少的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,v正>v逆,由于温度不变,故平衡常数不变,A不正确;B.催化剂不影响化学平衡状态,因此,加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度,B不正确;C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动,C正确;D.恒容下,充入一定量的CH2===CH2(g),平衡向正反应方向移动,但是CH2===CH2(g)的平衡转化率减小,D不正确。 5.D 温度不变,平衡常数不变,①中v(X2)=0.01 mol·L-1·min-1,由题意可知②的压强大于①的压强,增大压强平衡向右移动,A、B、C错误,D正确。 6.B A点时,NO2与CO2物质的量浓度相等,即反应了0.5 mol的NO2,生成了0.25 mol的N2和0.5 mol的CO2,各组分分压分别为pNO2=4 MPa,pN2=2 MPa,pCO2=4 MPa,压强平衡常数Kp==2 MPa,故选B。 7.D A.题图只是给出了氯苯和中间体的能量,并没有给出最终产物的能量,故无法判断该反应是吸热反应还是放热反应,A错误;B.由题图可知,生成间硝基氯苯的活化能最大,故其反应速率最小,B错误;C.反应过程中经历了HO—NO2断键产生硝基的过程,而没有产生NO,C错误;D.催化剂具有选择性,故选用合适的催化剂,有利于提高邻硝基氯苯的选择性,D正确。 8.C 0~t1时间段内,反应正向进行,v(正)>v(逆),t1~t2时间段内,反应达到平衡,v(正)=v(逆),A项错误;t2时刻改变条件后达到平衡时,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,A的体积分数:Ⅰ=Ⅱ,B项错误;向容器中通入C(g),逆反应速率瞬间增大,再次建立的平衡与原平衡等效,说明和原平衡相同,符合图像,C项正确;t2时刻改变条件后达到平衡时逆反应速率不变,说明和原平衡等效,且温度不变,所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数相等,D项错误。 9.D 由表中数据可知,T2温度下反应速率大于T1温度,故T2高于T1,平衡时甲烷的物质的量是T2大于T1,即升高温度,平衡逆向移动,故该反应为放热反应,A正确;由表中数据可知,组别①中0~10 min内,NO2的平均反应速率=2v(CH4)=2×=0.003 mol ·L-1·min-1,B正确;CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)正反应是一个气体体积增大的反应,若组别②改为恒压装置,相当于增大体积,减小压强,平衡正向移动,则M值一定小于0.15,C正确;1 mol C—H键断裂表示正反应,1 mol O—H键形成也表示正反应,故不能说明反应达到平衡状态,D错误。 10.A 若温度适当降低,F的浓度增加,说明降温平衡逆向移动,则该反应为吸热反应,该反应的焓变为正值,B、C错误;温度不变,平衡常数不发生改变,D错误。 11.A 12.A 达到平衡后,再加入C,化学平衡逆向移动,由于总物质的量增加,A的体积分数减小,B错误;达到平衡后,在一个恒容的密闭容器中加入氦气,平衡不移动,则C的分子个数不变,C错误;达到平衡后,升高温度,化学平衡逆向移动,由=可知,逆向移动时n增大,则混合气体平均摩尔质量减小,D错误。 13.AC 从图a可得出该反应为M(g)+3N(g)2R(g),从图b中可看出T1>T2,升高温度,N的体积分数变大,即平衡逆向移动,该反应为放热反应,A项正确;缩小容器的体积,即增大压强,平衡正向移动,B项错误;升高温度,v正、v逆均增大,平衡逆向移动,M的转化率减小,C项正确;若是在恒温恒容的容器中通入稀有气体,则平衡不移动,D项错误。 14.BD 压强增大,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡正向移动,甲醇物质的量增大,故p总1>p总2,A错误;ρ=,气体质量不变,容器容积可变,达到平衡时,容器容积不变,则ρ不变,故混合气体的密度不再发生变化可说明该反应已达到平衡状态,B正确;由图1可知,压强一定时,升高温度,甲醇的物质的量减少,平衡逆向移动,则lg K减小,由图2知,500 K时,lg K对应的点为Q,升温lg K减小,故N点能正确表示600 K时该反应平衡常数的对数(lg K),C错误;X、Y点温度相同,则平衡常数相同,X点甲醇的物质的量为0.25 mol,则列三段式可得:       CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 起始量/mol 0.5 1 0 转化量/mol 0.25 0.5 0.25 平衡量/mol 0.25 0.5 0.25 则K(Y)=K(X) ==64 MPa-2,D正确。 15.B A.反应开始后,随着时间的延长,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内Z的平均生成速率,故1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1,A正确;B.4 min时生成Z的物质的量为0.15 mol·L-1·min-1×4 min×1 L=0.6 mol,6 min时生成Z的物质的量为0.10 mol·L-1·min-1×6 min×1 L=0.6 mol,故反应在4 min时已达到平衡,设达到平衡时生成了a mol Y,列三段式:       2X(s)Y(g)+2Z(g) 初始/mol    2.0   0   0 转化/mol 2a a 2a 平衡/mol 2.0-2a a 0.6 则2a=0.6,解得a=0.3,则Y的平衡浓度为0.3 mol·L-1,Z的平衡浓度为0.6 mol·L-1,平衡常数K=c2(Z)·c(Y)=0.108,2 min时Y的浓度为0.2 mol·L-1,Z的浓度为0.4 mol·L-1,加入0.2 mol Z后Z的浓度变为0.6 mol·L-1,Q=c2(Z)·c(Y)=0.072<K=0.108,反应正向进行,故v正(Z)>v逆(Z),B错误;C.反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y和Z为气体,相同温度和压强下,气体体积之比等于物质的量之比,=,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;D.由B项分析可知,5 min时反应处于平衡状态,此时生成的Z为0.6 mol,则X转化的物质的量为0.6 mol,初始X的物质的量为2.0 mol,则剩余X的物质的量为1.4 mol,D正确。 16.解析:(1)对比实验①②中A溶液、B溶液的数据可知,除c(H2C2O4)不同外,其余各量均相同,因此该实验是探究浓度对化学反应速率的影响。实验②中A溶液中的c(H2C2O4)比实验①中大,则相同时间内实验②的化学反应速率快,所得CO2的体积大。(2)收集到CO2的物质的量为n(CO2)==2×10-4 mol,则有 2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O  2                10 n(MnO)            2×10-4 mol 列式:=,解得n(MnO)=4×10-5 mol。在2 min末,n(MnO)=30×10-3 L×0.01 mol·L-1-4×10-5mol=2.6×10-4mol,从而可得c(MnO)==0.0052 mol·L-1。(3)可以通过测定酸性KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需时间来比较化学反应速率。(4)t1~t2时间内反应速率变快,其可能原因主要有:①产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂;②反应放热,使混合溶液的温度升高。 答案:(1)浓度 ②>① (2)0.0052 (3)酸性KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需时间) (4)反应放热,使混合溶液的温度升高 17.解析:(1)由图可知生成的副产物主要有CO和CH2O,其中的有机副产物是CH2O;由图可知生成甲醇的过程中,能垒最高的变化为*CO+*OH―→*CO+*H2O,该反应速率最慢,决定整个反应的快慢,所以要想提高整个反应速率,应该降低该反应的能垒。(2)①根据图示可知,温度升高,反应(Ⅰ)的lg Kp增大,说明升高温度,平衡正向移动,该反应的正反应为吸热反应,故ΔH>0。②d点lg Kp=0,即Kp=1,则每种气体的物质的量及浓度都相同,此时n(CO)=0.5 mol,c(CO)=c(H2O)=c(H2)=c(CO2)==0.05 mol/L,则0~5 min内,CO的平均反应速率v(CO)===0.01 mol/(L·min);此时CO的转化率为×100%=50%;反应达到平衡时,v正=v逆,所以k正·x(CO)·x(H2O)= k逆·x(CO2)·x(H2),则==Kp,根据图像可知,e点对应温度下反应达到平衡时,Kp=1,所以=1,e处的Qp==10-2,则=×=1×100=100。③对于反应(Ⅰ),化学平衡常数K=;对于反应(Ⅱ),化学平衡常数K=,由于c点是两个反应的交点,化学平衡常数相等,所以=,c(CO2)=c2(CO),由于此时反应容器中CO浓度为0.1 mol/L,所以c(CO2)=c2(CO)=0.01 mol/L。 答案:(1)CH2O A (2)①> ②0.01 mol/(L·min) 50% 100 ③0.01 mol/L 18.解析:(1)①基元反应aA+bB===cC+dD的速率方程为v=k·ca(A)·cb(B),则温度高于490 K时,简单反应NO2+CO===NO+CO2的速率方程为v=k·c(NO2)·c(CO);②温度高于520 K时,该反应是由两个基元反应构成的复杂反应,根据速率方程v=k·c2(NO2)可知,慢反应的反应物为NO2,结合产物氮氧化物可知,其慢反应为2NO2===NO+NO3,因总反应为NO2+CO===NO+CO2,则快反应为NO3+2CO===NO+2CO2。(2)设转化的N2O4为x mol·L-1,则:            N2O4(g)2NO2(g) 起始浓度/(mol·L-1)   1     0 转化浓度/(mol·L-1) x 2x 平衡浓度/(mol·L-1) 1-x 2x 理论上1 mol·L-1N2O4产生NO2 2 mol·L-1,达到平衡时NO2的平衡产率为20%,则×100%=20%,x=,该温度下的平衡常数K===0.2;某温度下,该反应达到平衡,NO2与N2O4的混合气体总压强为100 kPa,密度为同状态下氢气密度的34.5倍,则混合气体的摩尔质量为34.5×2 g·mol-1=69 g·mol-1,则:,根据十字相乘法可知平衡后两种气体的物质的量之比n(NO2)∶n(N2O4)=23∶23=1∶1,因平衡NO2与N2O4的混合气体总压强为100 kPa,平衡常数Kp==50;若v(N2O4)=k1·c(N2O4),v(NO2)=k2·c(NO2),T2温度下,若k1=k2,则NO2平衡产率为50%,与T1温度相比,平衡向正反应方向移动,则T2>T1。(3)由基元反应aA+bB===cC+dD的速率方程为v=k·ca(A)·cb(B)可知,快速平衡2NO(g)===N2O2(g)的正反应速率v快正=k1·c2(NO),逆反应速率v快逆=k2·c(N2O2),慢反应为N2O2(g)+O2(g)===2NO2(g),则v慢正=k3·c(N2O2)·c(O2),则反应速率v正===c2(NO)·c(O2),所以k=。 答案:(1)①v=k·c(NO2)·c(CO) ②2NO2===NO+NO3 NO3+2CO===NO+2CO2 (2)①0.2 11.4 50 ②高于 (3) 19.解析:(1)①由题图可知,相同温度下催化剂乙的催化效率高于催化剂甲的,故工业上应选择催化剂乙。②平衡转化率是该温度下的最大转化率,此时M点NO的转化率明显低于同温度下乙作为催化剂时NO的转化率,故M点不是该温度下NO的平衡转化率;温度高于210 ℃,NO转化率降低的可能原因是催化剂活性降低或副反应增多。 (2)①由于总压强等于各物质的分压之和,因此p总=p(NO2)+p(SO2)+p(NO)+p(SO3)=2p(NO2)+2p(SO3),故a、b两点体系总压强分别为pa=2×10 kPa+2×100 kPa=220 kPa,pb=2×1 kPa+2×10 kPa=22 kPa,故二者的比值==10。②根据图像,T2温度下,lg p平(NO2)=2时,lg p平(SO3)=0,p平(NO2)=p(SO2)=100 kPa,p平(SO3)=p(NO)=1 kPa,Kp==1× 10-4;该反应为放热反应,升高温度不利于反应正向进行,升高温度可以导致平衡时p平(SO3)降低,所以温度T1<T2。 答案:(1)①乙 ②否,平衡转化率是该温度下的最大转化率,此时M点NO的转化率明显低于同温度下乙作为催化剂时NO的转化率 催化剂活性降低(或副反应增多) (2)①10 ②1×10-4 < 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章检测(14) 第七章 化学反应速率与化学平衡(提能卷)-【高考领航】2025年高考化学总复习四测通关卷
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