2025届高三化学二轮复习 限时突破训练 选择题突破(十) 化学反应速率与化学平衡

高考化学二轮复习 限时突破训练 选择题突破(十)化学反应速率与化学平衡 1．(2024·辽宁省沈阳市二模)N2O在金表面分解的实验数据如下表。已知反应物消耗一半所需的时间t1/2称为半衰期。下列说法错误的是(　　) t/min 0 20 40 60 80 c(N2O)/ (mol·L-1) 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 A．N2O消耗一半时的反应速率为0.0010 mol·L-1·min-1 B．100 min时N2O消耗完全 C．该反应的速率与N2O的浓度有关 D．该反应的半衰期t1/2与起始浓度c0 mol·L-1的关系满足t1/2＝500c0 min 2．一定温度下，向容积为5 L的某恒容密闭容器中通入46 g NO2，发生反应：2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，经4 min时反应达到平衡，平衡时c(N2O4)＝0.08 mol·L-1。下列说法正确的是(　　) A．当容器中气体密度为9.2 g·L-1时反应处于平衡状态 B．当容器中c(N2O4)＝0.04 mol·L-1时，所用时间少于2 min C．平衡时v(NO2)正＝v(N2O4)逆 D．若再向容器中加入46 g NO2，重新达到平衡时容器中变大 3．(2022·浙江1月选考，19)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 4．(2024·江苏省南京市一模)反应CH4(g)＋2NO2(g)⥫⥬CO2(g)＋N2(g)＋2H2O(g)可用于尾气脱硝。下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔS＜0 B．该反应达到平衡后，移除部分H2O(g)，正反应速率增大 C．提高n(NO2)∶n(CH4)的比例，可增大NO2的平衡转化率 D．该反应每消耗1 mol NO2，转移电子的数目约为4×6.02×1023 5．(2024·重庆市一诊)某温度下，在刚性密闭容器中模拟用FeO冶炼Fe涉及如下反应：①FeO(s)＋CO(g)⥫⥬Fe(s)＋CO2(g)　Kp1＝1，②FeO(s)＋C(s)⥫⥬Fe(s)＋CO(g)，反应达到平衡时，测得容器内的压强为1600 kPa。下列说法不正确的是(　　) A．该温度下，反应②的平衡常数为800 kPa B．容器内气体密度不再发生变化时，反应①达到平衡 C．通入CO，再次达到平衡，容器内总压强不变 D．若温度不变，缩小容器体积，则CO的平衡分压增大 6．(2024·安徽省黄山市二模)由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下：HOCH2CH2CH2COOH＋H2O，在298 K下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L-1，随着反应的进行，测得γ-丁内酯的浓度随时间变化的数据如下表所示。下列说法错误的是(　　) t/min 21 50 80 100 120 160 220 ∞ c/(mol· L-1) 0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132 A.其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快 B．在80～100 min内，以γ-丁内酯的浓度变化表示的反应速率为5.0×10-4 mol·L-1·min-1 C．120 min时γ-羟基丁酸的转化率为60% D．298 K时该反应的平衡常数K＝2.75 7．(2023·广东梅州市高三总复习质量检测)在恒容密闭容器中，分别在T1、T2温度下(T1<T2)发生反应：3A(g)⥫⥬2B(g)　ΔH<0，反应体系中各物质的浓度c随时间t的部分变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．向密闭容器内充入He，平衡逆向移动 B．a曲线条件下，10～30 min内v(B)＝0.05 mol·L-1·min-1 C．曲线b表示T2温度下，反应过程中物质A的浓度变化 D．在工业实际生产中，温度越低，越有利于提高生产效率 8．(2022·辽宁卷，12)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 0～2 0～4 0～6 产物Z的平均生成速率/ (mol·L-1·min-1) 0.20 0.15 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 9．(2024·辽宁省锦州市模拟)已知可逆反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，NO2和N2O4的消耗速率与其浓度存在如下关系：v消(NO2)＝kac2(NO2)，v消(N2O4)＝kbc(N2O4)(其中ka、kb是只与温度有关的常数)，一定温度下，消耗速率与浓度的关系图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A．曲线Y表示NO2消耗速率与浓度的关系 B．图中A点表示反应达到平衡状态 C．缩小容器的容积，平衡向正反应方向移动，气体的颜色变浅 D．若某温度时ka＝kb，则该温度下平衡常数K＝0.5 10．温度为T ℃，向体积不等的恒容密闭容器中均充入1 mol气体X，发生反应：X(g)⥫⥬Y(g)＋Z(g)　ΔH，反应均进行10 min，测得各容器中X的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.a点再充入一定量的X，X的转化率减小 B．d点有v正＝v逆 C．正反应速率v(b)＝v(d) D．若c点为平衡点，则浓度平衡常数K＝0.9 11．二氧化碳催化加氢制甲醇：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋ ～t如图。下列说法正确的是(　　) A．该反应的化学平衡常数表达式为K＝ B．图中对应等温过程的曲线是b C．当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率约为33.3% D．当x(CH3OH)＝0.10时，反应条件可能为 Pa、210 ℃或9 × 105 Pa、280 ℃ 12．(2023·湖南卷，13)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[]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 13．已知反-2-丁烯转化为顺-2-丁烯反应如下，ln k＝ln A－，ln k正和ln k逆随温度变化的曲线如图。下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为位置异构体 B．温度变化对k正的影响程度小于对k逆的影响程度 C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定 14．(2024·河南省信阳市一模)一定条件下，银催化剂表面上存在反应：Ag2O(s)⥫⥬2Ag(s)＋O2(g)　ΔH>0，起始状态Ⅰ中有Ag2O、Ag和O2，经下列过程达到各平衡状态(已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等)，下列叙述正确的是(　　) A．从Ⅰ到Ⅱ的过程ΔS>0 B．反应的平衡压强：p(Ⅱ)>p(Ⅲ) C．平衡常数：K(Ⅱ)＝K(Ⅳ) D．若体积V(Ⅲ)＝2V(Ⅰ)，则Q(Ⅰ)＝ 答案与精析 1. C　每20 min N2O浓度消耗0.020 mol·L-1，因此该反应匀速进行，反应速率v＝＝0.0010 mol·L-1·min-1，当100 min时N2O消耗完全，A、B正确；该反应匀速进行，与起始浓度无关，C错误；由半衰期定义可得关系式：vt1/2＝c0 mol·L-1，代入速率v可得t1/2＝500c0 min，D正确。 2. B　容器中气体密度始终不变，为9.2 g·L-1，则不能作为判断反应达到平衡状态的依据，A错误；随着反应的进行，二氧化氮浓度下降，反应速率减小，则当容器中c(N2O4)＝0.04 mol·L-1时，所用时间少于2 min，B正确；平衡时v(NO2)正＝2v(N2O4)逆，C错误；若再向容器中加入46 g NO2，等效于增压，平衡右移，重新达到平衡时c(NO2)增大，K＝不变，则平衡容器中变小，D错误。 3. C　由a、c两点的横、纵坐标可得到Δt和Δc(B)，则a到c的平均反应速率v＝，A项正确；当a点无限接近b点时，b→a的平均反应速率即为b点的瞬时速率，故从b点切线的斜率可求得反应开始时的瞬时速率，B项正确；在不同时刻都有，C项错误；其他条件相同，加入催化剂，反应到达平衡的时间缩短，但平衡转化率不变，故D项正确。 4. D　根据反应方程式可知，该反应是熵增的反应，故该反应的ΔS＞0，A错误；H2O(g)是生成物，在该反应达到平衡后，若移除部分H2O(g)，逆反应速率瞬间减小，正反应速率不变，由于v(正)＞v(逆)，故化学平衡正向移动，平衡移动过程中正反应速率逐渐减小，B错误；若提高n(NO2)∶n(CH4)的比例，CH4的平衡转化率增大，但NO2的平衡转化率会降低，C错误；根据反应方程式可知，每有2 mol NO2反应，反应过程中会转移8 mol电子，则当消耗1 mol NO2时，转移电子的物质的量是4 mol，则转移电子的数目约为4×6.02×1023，D正确。 5. D　由于Kp1＝1，容器中CO和CO2的分压是相等的，都为800 kPa。反应②的平衡常数为Kp＝p(CO)＝800 kPa，A正确；容器体积始终不变，而气体总质量为变量，则混合气体的密度不变时，说明反应已达平衡，B正确；温度不变，Kp不变，CO和CO2的平衡分压均为800 kPa不变，容器内总压强不变，C正确，D错误。 6. C　其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快，A正确；80～100 min内用γ-丁内酯的浓度变化表示的反应速率v(γ-丁内酯)＝＝5.0×10-4 mol·L-1·min-1，B正确；反应至120 min时，反应产生0.090 mol·L-1的γ-丁内酯，则反应消耗γ-羟基丁酸的浓度为0.090 mol·L-1，故γ-羟基丁酸转化率为50%，C错误；298 K时，平衡时c(γ-丁内酯)＝0.132 mol·L-1，c(γ-羟基丁酸)＝(0.180－0.132)mol·L-1＝0.048 mol·L-1，该反应的平衡常数K＝＝2.75，D正确。 7. C　曲线a、b都在下降，说明a、b都是A物质的浓度变化情况，且b先达到平衡，反应速率更快，故b对应的温度是T2，C正确；根据物质的量浓度的变化量，结合反应比例可知曲线c为T1温度下的B的浓度随时间的变化曲线。恒容条件下充入He，各物质的浓度没有发生改变，平衡不移动，A错误；a曲线条件下，10～30 min内v(A)＝＝0.05 mol·L-1·min-1，反应速率之比等于化学计量数之比，则v(B)＝v(A)＝×0.05 mol·L-1·min-1，B错误；降低温度，平衡正向移动，反应物的转化率提高，但温度过低会导致反应速率过慢，不利于提高生产效率，D错误。 8. B　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内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L-1，A正确；4 min时生成的Z的物质的量为0.15 mol·L-1·min-1×4 min×1 L＝0.6 mol，6 min时生成的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) 初始量/mol 2.0   0  0 转化量/mol 2a  a 2a 平衡量/mol 2.0－2a a 0.6 根据2a＝0.6，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，反应正向进行，故v正(Z)> ，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成Z为0.6 mol，则X的转化量为0.6 mol，初始X的物质的量为2 mol，剩余X的物质的量为1.4 mol，D正确。 9. D　由速率方程可知，曲线X表示二氧化氮消耗速率与浓度的关系、曲线Y表示四氧化二氮消耗速率与浓度的关系，A错误；反应达到平衡时，二氧化氮的消耗速率应是四氧化二氮的消耗速率的2倍，由图可知，A点二氧化氮的消耗速率与四氧化二氮的消耗速率相等，则A点正反应速率不等于逆反应速率，反应未达到平衡，B错误；缩小容器的容积，平衡向正反应方向移动，但NO2气体的浓度大于原平衡，气体的颜色变深，C错误；v消(NO2)＝kac2(NO2)，则v生(NO2)＝2v消(N2O4)＝2kbc(N2O4)，平衡时，v消(NO2)＝kac2(NO2)＝v生(NO2)＝2kbc(N2O4)，若某温度时ka＝kb，则该温度下反应的平衡常数K＝＝0.5，D正确。 10. A　四点所对应容器容积不同，容积越小速率越大，先平衡，所以a、b容器已经达到平衡，d容器未平衡。a点已平衡，所以再充入一定量的X，压强增大，X的转化率减小，A正确；d容器未平衡，v正≠v逆，B错误；b与d组分相同，但容积不等，所以速率不等，C错误；c容器容积未知，无法计算浓度平衡常数，D错误。 11. C　平衡常数是生成物平衡浓度系数次幂的乘积与反应物平衡浓度系数次幂的乘积的比值，该反应的平衡常数表达式为K＝ ＝0.10时，假设初始状态氢气物质的量是3a mol，转化3b mol，三段式为： 　　　　　　CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 起始量/mol a 3a 转化量/mol b 3b b b 平衡量/mol a－b 3a－3b b b 由题意得到：＝0.1，整理后得：＝ ＝0.10时，反应条件可能为5×105 Pa、210 ℃或9×105 Pa、250 ℃，D错误。 12. 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。 13. C　反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为顺反异构体，A错误；由图可知，ln k正的斜率更大，受温度影响更大，温度变化对k正的影响程度大于对k逆的影响程度，B错误；图中曲线的斜率代表活化能，正反应的斜率更大，活化能更大，C正确；由C项分析可知，正反应的活化能更大，则反应为吸热反应，生成物能量大于反应物能量，故反-2-丁烯比顺-2-丁烯稳定，D错误。 14. D　从Ⅱ到Ⅲ为体积增大，反应正向移动的过程，导致固体质量减小，已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则从Ⅰ到Ⅱ的过程为固体质量增大的过程，化学反应逆向进行，逆反应为熵减过程，故从Ⅰ到Ⅱ的过程ΔS<0，A错误；平衡常数Kp只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，则p(Ⅱ)＝p(Ⅲ)，B错误；该反应的正反应为吸热反应，降低温度，化学平衡逆向移动，导致化学平衡常数减小，故平衡常数：K(Ⅱ)＞K(Ⅳ)，C错误；已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则氧气的物质的量相等，若体积V(Ⅲ)＝2V(Ⅰ)，根据阿伏加德罗定律可知，p(O2，Ⅰ)＝2p(O2，Ⅲ)，Q(Ⅰ)＝(O2，Ⅰ)，K(Ⅲ)＝(O2，Ⅲ)，则Q(Ⅰ)＝K(Ⅲ)，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$