2026届高三化学高考备考一轮复习——化学反应速率与化学平衡定时练
2025-08-31
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内容正文:
2026届高三一轮复习——化学反应速率与化学平衡定时新练
1、 选择题 每小题只有一个选项正确。
1.(2023·北京,4)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解
B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深
C.铁钢放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀H2SO4反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生
答案 B
解析 MnO2会催化 H2O2分解,与平衡移动无关,A项不符合题意;NO2转化为N2O4 是放热的可逆反应,升温平衡逆向移动,NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B项符合题意;常温下铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C项不符合题意;加入少量硫酸铜后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D项不符合题意。
2.一定条件下:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是( )
A.温度0 ℃、压强50 kPa B.温度130 ℃、压强300 kPa
C.温度25 ℃、压强100 kPa D.温度130 ℃、压强50 kPa
答案 D
解析 测定NO2的相对分子质量时,要使平衡逆向移动,且逆向移动的程度越大,测定结果的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应,因此温度越高、压强越小时,平衡逆向移动的程度越大,故选D。
3.(2024·南京模拟)制备光电子功能材料ZnS可通过自发反应ZnO(s)+H2S(g)==ZnS(s)+H2O(g) ΔH>0。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔS<0
B.其他条件相同,缩小容器体积,达到新平衡时减小
C.其他条件相同,升高体系温度,H2S的平衡转化率增大
D.其他条件相同,使用催化剂加快正反应速率,减慢逆反应速率
答案 C
解析 反应ZnO(s)+H2S(g) ===ZnS(s)+H2O(g)能自发进行,其ΔH>0,则ΔS>0,A不正确;其他条件相同,升高体系温度,由于正反应为吸热反应,则平衡正向移动,H2S的平衡转化率增大,C正确;其他条件相同,使用催化剂,可降低反应的活化能,加快正反应速率,同时加快逆反应速率,D不正确。
4.在水溶液中,Cr呈黄色,Cr2呈橙色,重铬酸钾(K2Cr2O7)在水溶液中存在以下平衡:Cr2+H2O2Cr+2H+,下列说法正确的是( )
A.向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后,溶液呈橙色
B.该反应是氧化还原反应
C.向该溶液中滴加适量的浓硫酸,平衡向逆反应方向移动,再次达到平衡后,氢离子浓度比原溶液大
D.向体系中加入少量水,平衡逆向移动
答案 C
解析 向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后,消耗氢离子,氢离子浓度减小,平衡正向移动,溶液呈黄色,A错误;反应前后元素的化合价均不发生变化,该反应不是氧化还原反应,B错误;向该溶液中滴加适量的浓硫酸,氢离子浓度增大,平衡向逆反应方向移动,由于只能是减弱这种改变,所以再次达到平衡后,氢离子浓度比原溶液大,C正确;向体系中加入少量水,相当于稀释,平衡正向移动,D错误。
5.(2021·辽宁1月适应性测试)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:
①2X(g)+Y(g)Z(s)+2Q(g) ΔH1<0
②M(g)+N(g)R(g)+Q(g) ΔH2>0
下列叙述错误的是( )
A.加入适量Z,①和②平衡均不移动
B.通入稀有气体Ar,①平衡正向移动
C.降温时无法判断Q浓度的增减
D.通入Y,则N的浓度增大
答案 B
解析 Z为固体,加入适量Z不影响反应①的平衡移动,故也不影响反应②的平衡移动,A正确;通入稀有气体Ar,由于容器体积不变,故气体浓度不发生改变,反应①的平衡不移动,B错误;温度降低,反应①正向进行,反应②逆向进行,但两个反应中反应物的起始浓度未知,故无法判断Q浓度的增减,C正确;通入气体Y,反应①平衡正向移动,Q的浓度增大,导致反应②平衡逆向移动,则N的浓度增大,D正确。
6.(2024·安徽六安模拟预测)氮、硫的氧化物无害化、再利用具有重要意义,可利用下面反应进行氮、硫的氧化物再利用:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-83.6 kJ∙mol-1。下列说法正确的是( )
A.NO2、SO2体积比保持不变可用来判定平衡状态
B.加压可加快反应速率,使平衡时SO3产量提高
C.恒容条件下,投料物质的量比为1∶1,若NO2平衡转化率为60%,则平衡常数为2.25
D.NO可直接用NaOH溶液吸收,制取NaNO2
答案 C
解析 两者初始投料比不确定,不能确定NO2、SO2体积比是否为变量,其保持不变不可用来判定是否达到平衡状态,A错误;反应为气体分子数不变的反应,加压可加快反应速率,但不会使平衡时SO3产量提高,B错误;恒容条件下,投料物质的量比为1∶1,假设投料均为1 mol,若NO2平衡转化率为60%,消耗二氧化氮、二氧化硫各0.6 mol,平衡时剩余二氧化氮、二氧化硫各0.4 mol,生成三氧化硫、一氧化氮各0.6 mol,则平衡常数为=2.25,C正确;NO和NaOH溶液不反应,不可直接用NaOH溶液吸收,D错误。
7.(2022·广东,13)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.a为n(H2O)随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
答案 C
解析 从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0,故A错误;由A项分析知随着温度升高平衡正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a曲线表示的物质的物质的量几乎不随温度变化而变化,故B错误;容器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,故C正确;BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的平衡转化率不变,故D错误。
8.Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH,研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下:
反应ⅰ:2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2(g)
反应ⅱ:2CuCl(s)+O2(g)2CuO(s)+Cl2(g)
反应ⅲ:……
下列关于Deacon催化氧化法制Cl2的说法正确的是( )
A.反应 ⅰ 增大压强,达到新平衡后Cl2浓度减小
B.反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)在任何温度下都能自发进行
C.由反应过程可知催化剂参与反应,通过改变反应路径提高平衡转化率
D.推断反应 ⅲ 应为CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)
答案 D
解析 温度不变,平衡常数不变,反应ⅰ的K=c(Cl2),因此反应 ⅰ 增大压强,达到新平衡后Cl2浓度不变,A错误;依据盖斯定律,用[总反应-(反应ⅰ+反应ⅱ)]×得反应ⅲ:CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g),D正确;由反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 知,催化剂CuCl2参加反应,通过改变反应历程,从而提高反应速率,但不影响平衡,改变不了平衡转化率,C错误。
二、选择题 每小题有一个或两个选项正确。
9.(2025·广西河池八校协作体高三摸底考试)稀土被称为新材料的宝库。稀土中的镧系离子可用离子交换法分离,其反应可表示为Ln3+(aq)+3RSO3H(s)Ln(s)+3H+(aq)。某温度时,c(H+)随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.t1时的正反应速率小于t2时的逆反应速率
B.t1~t2时间段的平均反应速率为v(Ln3+)=mol·L-1·s-1
C.t3时增大c(H+),该平衡左移,平衡常数不变
D.t3时离子交换反应停止
答案 C
解析 随着反应的进行,反应物浓度逐渐下降,生成物浓度逐渐上升,直到达到平衡,即正反应速率逐渐下降,逆反应速率逐渐上升,直到相等,期间正反应速率始终大于逆反应速率,A错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,即v(Ln3+)=mol·L-1·s-1,B错误;t3时增大c(H+),该平衡左移,温度不变,平衡常数不变,C正确;t3时反应达到平衡,此时的平衡是一种动态平衡,v正=v逆,反应并未停止,D错误。
10.一定温度下,在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡,下列说法正确的是( )
容器
温度/K
起始浓度/(mol·L-1)
平衡浓度/(mol·L-1)
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应吸热
B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
答案 D
解析 对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当,若温度相同,最终两者等效,但容器Ⅲ温度高,平衡时c(CH3OH)小,说明平衡向逆反应方向移动,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,A错误;容器Ⅱ相对于容器Ⅰ成比例增加投料量,相当于加压,平衡正向移动,转化率增大,所以容器Ⅱ中转化率大,B错误;若不考虑温度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍,相当于加压,平衡正向移动,所以达到平衡时容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍,而容器Ⅱ中温度低于容器Ⅲ,平衡正向移动,故Ⅱ中c(H2)仍小于Ⅲ中c(H2)的两倍,C错误;对比容器Ⅰ和Ⅲ,若温度相同,两者等效,两容器中速率相等,但容器Ⅲ温度高,速率更快,D正确。
11.(2025·山西、陕西、宁夏、青海1月适应性测试)一定温度下,恒容密闭容器中,物质Z发生反应Z(g)X(g)+2Y(g) ΔH>0,一段时间后开始计时,测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表物质X,曲线Ⅲ代表物质Z
B.图中t1时刻的正反应速率大于t2时刻
C.若升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.0~40 min,用物质Y表示的平均反应速率为0.3 mmol·L-1·min-1
答案 B
解析 结合反应方程式以及图中物质的浓度变化,减少的为反应物,增加的为生成物,生成物的浓度增加量之比等于化学计量数之比,可知曲线Ⅲ代表物质Z,曲线Ⅰ代表物质Y,曲线Ⅱ代表物质X,故A错误;t1时刻反应物的浓度大于t2时刻,浓度越大反应速率越快,则t1时刻的正反应速率大于t2时刻,故B正确;升高温度,正、逆反应速率均加快,故C错误;0~40 min,用物质Z表示的平均反应速率为v(Z)==0.3 mmol·L-1·min-1,v(Y)=2v(Z)=0.6 mmol·L-1·min-1,故D错误。
12.(2025·四川省什邡中学高三上学期一模考试)反应在有水和无水条件下,反应历程如图,图中表示中间产物,表示过渡态,其它条件相同时,下列说法正确的是
A.在有水条件下,反应更快达到平衡
B.有水和无水时,反应分别分3步和2步进行
C.反应达到平衡时,升高温度,P的浓度增大
D.无水条件下R的平衡转化率比有水条件下大
【答案】A
【解析】由图可知,有水条件下的第二步反应的活化能远小于无水条件下的第二步反应的活化能,反应的活化能越小,反应速率越快,则在有水条件下,反应更快达到平衡,A正确;由图可知,有水和无水时,中间产物都为1,所以反应都是分2步进行,故B错误;由图可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,P的浓度减小,故C错误;由图可知,水是反应的催化剂,催化剂能降低反应活化能,加快反应速率,但化学平衡不移动,R的平衡转化率不变,D错误。故选A。
三、填空题
13.(2025·山西省运城市康杰中学高三上学期一模考试)H2S是一种有毒气体,利用H2S与CH4的反应可将其转化为有价值的H2、S2等。发生的反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
回答下列问题:
(1)CO2中心原子价层电子对数为 。
(2)已知相关化学键的键能如下表:
化学键
H—H
H—S
S2(化学键视为S—S)
键能/(kJ·mol-1)
436
339
298
反应ⅰ:的 kJ⋅mol-1。
(3)一定温度下,在体积为2L的刚性容器中,充入1molCH4和2molH2S,发生反应i和反应ⅱ,5min时反应达到平衡,H2S的平衡转化率为40%,。
①下列叙述中能说明反应ⅱ达到平衡状态的是 (填字母)。
A. B.混合气体的密度不再变化
C.断裂1molC—H的同时生成1molC=S D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②0~5min内 mol⋅L-1⋅min-1。
③此温度下,反应ⅱ的平衡常数Kx= (Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
(4)在常压和不同温度下,将H2S和CH4按照2∶1的体积比充入热解器中,用N2稀释,发生反应ⅰ和反应ⅱ。反应相同时间后,H2、S2和CS2的体积分数随温度的变化关系如图所示。
① (填“>”“<”或“=”)0,低于1000℃时反应ⅱ (填“能”或“不能”)发生。
②1050℃时,H2的体积分数为 。
③温度高于1100℃时,体积分数减小的原因是 。
【答案】(1)2 (2)+186 (3) AD 0.02 0.5 (4)> 不能 3.6% 反应ⅰ正向进行的程度小于反应ⅱ正向移动的程度
【解析】(1)CO2中心原子价层电子对数为2+ =2。
(2)的反应物的总键能-生成物的总键能=4×339kJ·mol-1-2×436kJ·mol-1-298 kJ·mol-1=+186 kJ·mol-1。
(3)①时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,A选;该反应过程中气体的总质量和总体积都不变,混合气体的密度是定值,当混合气体的密度不再变化时,不能说明反应达到平衡,B不选;断裂1molC-H的同时生成1molC=S时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不选;该反应过程中气体总质量不变,总物质的量增大,混合气体的平均摩尔质量减小,当混合气体的平均摩尔质量不再变化时,说明反应达到平衡,D选。故选AD;
②根据已知条件列出“三段式”
5min时反应达到平衡,H2S的平衡转化率为=40%,x=0.4,,y=0.2,0~5min内mol⋅L-1⋅min-1;
③此温度下,达到平衡时各气体物质的量分别为,,,,,达到平衡时总物质的量为1.2mol+0.8mol+0.2mol+1.2mol+0.2mol=3.6mol,反应ⅱ的平衡常数Kx= 。
(4)①由图可知,温度高于1100℃时,继续升高温度,S2的体积分数减小,说明反应ⅱ达到平衡后升高温度,平衡正向移动,该反应为吸热反应,,由图可知,温度低于1000℃时,CS2的体积分数为0,说明反应ⅱ不能发生;
②由图可知,1050℃时CS2 (g)的体积分数为0.1%,根据可知反应ⅱ生成H2(g)的体积分数为2×0.1%=0.2%,消耗S2(g)的体积分数为0.1%,体系中剩余S2(g)的体积分数为1.6%,则反应ⅰ生成S2(g)的体积分数为0.1%+1.6%=1.7%,根据可知,反应ⅰ生成H2(g)体积分数为3.4%,两个反应共同生成H2(g)的体积分数为3.4%+0.2%=3.6%;
③反应ⅰ和反应ⅱ都是吸热反应,升高温度平衡正向移动,温度高于1100℃时,体积分数减小的原因是:反应ⅰ正向进行的程度小于反应ⅱ正向移动的程度。
14.(2024福建卷,14) 是制造多晶硅的原料,可由Si和SiCl4耦合加氢得到,相关反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)生成的总反应:
Ⅳ._______
(2)体系达到平衡状态且其他条件不变时:
①压缩平衡体系体积,重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为_______。(填标号)
a.SiCl4 b.SiHCl3 c.SiH2Cl2 d.HCl
②反应温度升高不利于提高平衡时产物SiHCl3选择性的原因是_______。
(3)在压强为的恒压体系中通入和,达到平衡时,气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。
①图中n代表的组分为_______。(填化学式)
②750K时,反应Ⅲ的平衡常数_______。(列出计算式)
③750K时,SiCl4的平衡转化率为f,消耗硅的物质的量为_______。(列出计算式)
(4)下、其他条件相同时,用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应,一段时间内SiCl4的转化率如下表所示。(产物SiHCl3选择性均高于98.5%)
催化剂
Cu
CuO
CuCl
SiCl4的转化率/%
7.3
14.3
22.3
①使用不同催化剂时,反应Ⅳ的ΔH:CuO催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”);反应Ⅳ的活化能:Cu催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”)。
②使用CuCl催化剂,初始投料该段时间内得到,则SiHCl3的选择性_______。(列出计算式)
【答案】(1) -80 (2)①bc ②因ΔH4<0、ΔH3>0,升温反应Ⅳ平衡向逆反应方向移动,反应Ⅲ平衡向正反应方向移动,的产量减小
(3)①HCl ② ③或
(4)①= ②> ③
【解析】(1)根据盖斯定律可知,ΔH4=ΔH2+3ΔH1=-236kJ·mol-1+3×52kJ·mol-1=-80kJ·mol-1。
(2)①压缩体积,压强增大,反应I平衡无影响,反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ平衡均向正反应方向移动,SiH2Cl2和SiHCl3的物质的量增大;因为ΔH4<0、ΔH3>0,升高温度,反应Ⅳ平衡向逆反应方向移动,反应Ⅲ平衡向正反应方向移动,的产量减小;
(3)①其他条件不变时,升高温度,反应I和Ⅲ平衡均向正反应方向移动,反应Ⅱ和Ⅳ平衡向逆反应方向移动,HCl的物质的量分数增大,结合图像可知n为HCl,则m为SiHCl3;
②750K时,由图像可知道平衡时x(SiCl4)=x,x(SiH2Cl2)=z,x(H2)=w,则反应Ⅲ的;
③750K时,1molSiCl4的平衡转化率为f,则转化的SiCl4为fmol,平衡时SiCl4为(1-f)mol,由图像知x(SiCl4)=x,x(SiH2Cl2)=z,x(H2)=w,x(SiHCl3)=y,则平衡时混合物的总物质的量为mol,SiHCl3为,SiH2Cl2为mol,根据硅原子守恒,消耗硅的物质的量为平衡物质中硅的总物质的量-起始时的1molSiCl4的物质的量,即,或者消耗硅的物质的量=平衡物质中SiH2Cl2和SiHCl3物质的量之和-消耗的fmolSiCl4,即
(4)①ΔH只与反应物的始态与生成物的终态有关,与催化剂无关,反应Ⅳ的ΔH:用CuO催化剂与CuCl催化剂时相等;根据表中数据,在相同时间内,Cu作催化剂SiCl4的转化率比CuCl作催化剂SiCl4的转化率小,CuCl作催化剂反应速率更快,所以反应Ⅳ的活化能:Cu催化剂CuCl催化剂;
②初始投料αmolSiCl4,根据反应Ⅳ:,该段时间内生成βmolSiHCl3所消耗的SiCl4的物质的量,根据表的转化率可知所消耗的SiCl4的总物质的量为,SiHCl3的选择性为。
15.(2025·安徽省江淮十校高三上学期第一次联考)CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。可利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2生产绿色燃料——“零碳甲醇”。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) K1
此反应一般认为通过如下步骤来实现:
②CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) △H1=+40.5kJ•mol-1 K2
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) K3
(1)原料CO2可通过捕获技术从工业尾气中获取,下列物质能作为CO2捕获剂的是 (字母)。
A.NaOH溶液 B.氨水 C.CH3CH2OH D.NH4Cl溶液
(2)K1= (用含K2和K3的代数式表示)。
(3)实验测得K1(记作lnK)与温度(T)的关系如图所示,则该反应①的△H 0(填“>”“<”或“=”)。
(4)反应①的自发条件是 (填字母)。
A.高温自发 B.低温自发 C.任何温度下都自发
(5)若反应②为慢反应,下列示意图中能体现反应①能量变化的是 (填字母)。
A. B.
C. D.
(6)向体积为10L的恒容密闭容器中充入2.0molCO(g)和3.0molH2(g),仅发生反应③,初始压强为akPa,测得CO(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示:
温度300℃条件下,5min达到平衡,则开始到平衡H2的平均反应速率为 。已知分压=总压×气体物质的量分数,用气体分压代替浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp)。则A点对应温度下的Kp= (kPa)-2(用a表示)。
(7)在研究该反应历程时发现:反应气中水蒸气含量会影响CH3OH的产率。资料显示:水也可以使催化剂活化点位减少。利用计算机模拟,研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响,结果如图(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):
结合资料、图中及学过的知识推测在反应气中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因(任答一点) 。
【答案】(1)AB (2) (3)< (4)B (5)A (6)0.048mol·L-1 ·min-1
(7)催化剂活化点位减少,吸附反应物能力减弱,甲醇产率下降( “水蒸气过多,平衡逆向移动,甲醇产率下降”或“有水参与的历程,活化能较小,反应速率加快,甲醇产率上升”)
【解析】(1)CO2能与NaOH溶液反应生成碳酸钠或碳酸氢钠;CO2能与氨水反应生成碳酸铵或碳酸氢铵;呈中性,与不反应,溶液呈酸性,与CO2不反应。故选AB;
(2)两反应相加就是目标反应,根据盖斯定律知;
(3)由图像可知:升高温度,K降低,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应,;(4)反应①是熵减的放热反应,即、,若反应能自发反应,则,需低温条件,故选B;
(5)总反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,排除C、D,反应②为慢反应,则活化能大于反应①,故选A;(6)10L的恒容密闭容器中充入2.0mol 和3.0mol ,300℃条件下,5min达到平衡,CO的转化率为60%,根据已知列三段式
;
②初始物质的量为5mol,初始压强为a kPa,A点时容器中气体的总物质的量为2.6mol,则平衡时总压强为,,,,;
(7)催化剂活化点位减少,吸附反应物能力减弱,甲醇产率下降( “水蒸气过多,平衡逆向移动,甲醇产率下降”或“有水参与的历程,活化能较小,反应速率加快,甲醇产率上升”)。
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2026届高三一轮复习——化学反应速率与化学平衡定时新练
1、 选择题 每小题只有一个选项正确。
1.(2023·北京,4)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解
B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深
C.铁钢放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀H2SO4反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生
2.一定条件下:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是( )
A.温度0 ℃、压强50 kPa B.温度130 ℃、压强300 kPa
C.温度25 ℃、压强100 kPa D.温度130 ℃、压强50 kPa
3.(2024·南京模拟)制备光电子功能材料ZnS可通过自发反应ZnO(s)+H2S(g)==ZnS(s)+H2O(g) ΔH>0。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔS<0
B.其他条件相同,缩小容器体积,达到新平衡时减小
C.其他条件相同,升高体系温度,H2S的平衡转化率增大
D.其他条件相同,使用催化剂加快正反应速率,减慢逆反应速率
4.在水溶液中,Cr呈黄色,Cr2呈橙色,重铬酸钾(K2Cr2O7)在水溶液中存在以下平衡:Cr2+H2O2Cr+2H+,下列说法正确的是( )
A.向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后,溶液呈橙色
B.该反应是氧化还原反应
C.向该溶液中滴加适量的浓硫酸,平衡向逆反应方向移动,再次达到平衡后,氢离子浓度比原溶液大
D.向体系中加入少量水,平衡逆向移动
5.(2021·辽宁1月适应性测试)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:
①2X(g)+Y(g)Z(s)+2Q(g) ΔH1<0
②M(g)+N(g)R(g)+Q(g) ΔH2>0
下列叙述错误的是( )
A.加入适量Z,①和②平衡均不移动
B.通入稀有气体Ar,①平衡正向移动
C.降温时无法判断Q浓度的增减
D.通入Y,则N的浓度增大
6.(2024·安徽六安模拟预测)氮、硫的氧化物无害化、再利用具有重要意义,可利用下面反应进行氮、硫的氧化物再利用:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-83.6 kJ∙mol-1。下列说法正确的是( )
A.NO2、SO2体积比保持不变可用来判定平衡状态
B.加压可加快反应速率,使平衡时SO3产量提高
C.恒容条件下,投料物质的量比为1∶1,若NO2平衡转化率为60%,则平衡常数为2.25
D.NO可直接用NaOH溶液吸收,制取NaNO2
7.(2022·广东,13)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.a为n(H2O)随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
8.Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH,研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下:
反应ⅰ:2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2(g)
反应ⅱ:2CuCl(s)+O2(g)2CuO(s)+Cl2(g)
反应ⅲ:……
下列关于Deacon催化氧化法制Cl2的说法正确的是( )
A.反应 ⅰ 增大压强,达到新平衡后Cl2浓度减小
B.反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)在任何温度下都能自发进行
C.由反应过程可知催化剂参与反应,通过改变反应路径提高平衡转化率
D.推断反应 ⅲ 应为CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)
二、选择题 每小题有一个或两个选项正确。
9.(2025·广西河池八校协作体高三摸底考试)稀土被称为新材料的宝库。稀土中的镧系离子可用离子交换法分离,其反应可表示为Ln3+(aq)+3RSO3H(s)Ln(s)+3H+(aq)。某温度时,c(H+)随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.t1时的正反应速率小于t2时的逆反应速率
B.t1~t2时间段的平均反应速率为v(Ln3+)=mol·L-1·s-1
C.t3时增大c(H+),该平衡左移,平衡常数不变
D.t3时离子交换反应停止
10.一定温度下,在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡,下列说法正确的是( )
容器
温度/K
起始浓度/(mol·L-1)
平衡浓度/(mol·L-1)
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应吸热
B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
11.(2025·山西、陕西、宁夏、青海1月适应性测试)一定温度下,恒容密闭容器中,物质Z发生反应Z(g)X(g)+2Y(g) ΔH>0,一段时间后开始计时,测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表物质X,曲线Ⅲ代表物质Z
B.图中t1时刻的正反应速率大于t2时刻
C.若升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.0~40 min,用物质Y表示的平均反应速率为0.3 mmol·L-1·min-1
12.(2025·四川省什邡中学高三上学期一模考试)反应在有水和无水条件下,反应历程如图,图中表示中间产物,表示过渡态,其它条件相同时,下列说法正确的是
A.在有水条件下,反应更快达到平衡
B.有水和无水时,反应分别分3步和2步进行
C.反应达到平衡时,升高温度,P的浓度增大
D.无水条件下R的平衡转化率比有水条件下大
三、填空题
13.(2025·山西省运城市康杰中学高三上学期一模考试)H2S是一种有毒气体,利用H2S与CH4的反应可将其转化为有价值的H2、S2等。发生的反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
回答下列问题:
(1)CO2中心原子价层电子对数为 。
(2)已知相关化学键的键能如下表:
化学键
H—H
H—S
S2(化学键视为S—S)
键能/(kJ·mol-1)
436
339
298
反应ⅰ:的 kJ⋅mol-1。
(3)一定温度下,在体积为2L的刚性容器中,充入1molCH4和2molH2S,发生反应i和反应ⅱ,5min时反应达到平衡,H2S的平衡转化率为40%,。
①下列叙述中能说明反应ⅱ达到平衡状态的是 (填字母)。
A. B.混合气体的密度不再变化
C.断裂1molC—H的同时生成1molC=S D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②0~5min内 mol⋅L-1⋅min-1。
③此温度下,反应ⅱ的平衡常数Kx= (Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
(4)在常压和不同温度下,将H2S和CH4按照2∶1的体积比充入热解器中,用N2稀释,发生反应ⅰ和反应ⅱ。反应相同时间后,H2、S2和CS2的体积分数随温度的变化关系如图所示。
① (填“>”“<”或“=”)0,低于1000℃时反应ⅱ (填“能”或“不能”)发生。
②1050℃时,H2的体积分数为 。
③温度高于1100℃时,体积分数减小的原因是 。
14.(2024福建卷,14) 是制造多晶硅的原料,可由Si和SiCl4耦合加氢得到,相关反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)生成的总反应:
Ⅳ._______
(2)体系达到平衡状态且其他条件不变时:
①压缩平衡体系体积,重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为_______。(填标号)
a.SiCl4 b.SiHCl3 c.SiH2Cl2 d.HCl
②反应温度升高不利于提高平衡时产物SiHCl3选择性的原因是_______。
(3)在压强为的恒压体系中通入和,达到平衡时,气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。
①图中n代表的组分为_______。(填化学式)
②750K时,反应Ⅲ的平衡常数_______。(列出计算式)
③750K时,SiCl4的平衡转化率为f,消耗硅的物质的量为_______。(列出计算式)
(4)下、其他条件相同时,用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应,一段时间内SiCl4的转化率如下表所示。(产物SiHCl3选择性均高于98.5%)
催化剂
Cu
CuO
CuCl
SiCl4的转化率/%
7.3
14.3
22.3
①使用不同催化剂时,反应Ⅳ的ΔH:CuO催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”);反应Ⅳ的活化能:Cu催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”)。
②使用CuCl催化剂,初始投料该段时间内得到,则SiHCl3的选择性_______。(列出计算式)
15.(2025·安徽省江淮十校高三上学期第一次联考)CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。可利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2生产绿色燃料——“零碳甲醇”。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) K1
此反应一般认为通过如下步骤来实现:
②CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) △H1=+40.5kJ•mol-1 K2
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) K3
(1)原料CO2可通过捕获技术从工业尾气中获取,下列物质能作为CO2捕获剂的是 (字母)。
A.NaOH溶液 B.氨水 C.CH3CH2OH D.NH4Cl溶液
(2)K1= (用含K2和K3的代数式表示)。
(3)实验测得K1(记作lnK)与温度(T)的关系如图所示,则该反应①的△H 0(填“>”“<”或“=”)。
(4)反应①的自发条件是 (填字母)。
A.高温自发 B.低温自发 C.任何温度下都自发
(5)若反应②为慢反应,下列示意图中能体现反应①能量变化的是 (填字母)。
A. B.
C. D.
(6)向体积为10L的恒容密闭容器中充入2.0molCO(g)和3.0molH2(g),仅发生反应③,初始压强为akPa,测得CO(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示:
温度300℃条件下,5min达到平衡,则开始到平衡H2的平均反应速率为 。已知分压=总压×气体物质的量分数,用气体分压代替浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp)。则A点对应温度下的Kp= (kPa)-2(用a表示)。
(7)在研究该反应历程时发现:反应气中水蒸气含量会影响CH3OH的产率。资料显示:水也可以使催化剂活化点位减少。利用计算机模拟,研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响,结果如图(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):
结合资料、图中及学过的知识推测在反应气中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因(任答一点) 。
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