内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
常考题型·精准突破
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
C
B
C
D
D
C
C
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
B
B
D
B
B
B
C
B
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
D
C
B
C
B
A
C
A
C
B
题号
31
32
33
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40
答案
C
C
B
A
A
B
A
C
C
D
题号
41
42
43
44
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46
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48
49
50
答案
A
D
C
C
D
C
A
C
B
B
题号
51
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54
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60
答案
A
D
B
B
D
A
C
C
A
A
题号
61
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69
70
答案
D
D
D
B
C
C
A
C
C
D
题号
71
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73
74
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76
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78
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80
答案
B
D
A
D
B
D
B
B
B
C
题号
81
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84
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86
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90
答案
B
D
C
C
D
D
A
D
D
D
题号
91
92
答案
B
B
综合攻坚·知能拔高
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
D
D
A
B
D
B
A
题号
11
12
13
答案
D
B
B
14.(1) I
(2) ①CD ②D ③0.042 5.3
(3)
15.(1)升高温度 d
(2)ac
(3) c 不
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第二章 化学反应速率与化学平衡
常考题型·精准突破
考点一 化学反应速率
题型1 化学反应速率的计算
题型2 化学反应速率的大小比较
题型3 化学反应速率的影响因素(重点)
题型4 速率常数与速率方程(难点)
题型5 化学反应速率图像分析(重点)
考点二 活化能与碰撞理论
题型1 基元反应与反应历程(难点)
题型2 用碰撞理论解释化学反应速率的影响因素
考点三 化学平衡状态
题型1 化学平衡状态的本质与特征
题型2 化学平衡状态的判断(高频)
考点四 化学平衡常数
题型1 化学平衡常数的表达式
题型2 化学平衡常数的计算(重点)
题型3 化学平衡常数影响因素及应用
考点五 化学平衡移动
题型1 化学平衡的移动
题型2 化学平衡移动的影响因素(高频)
题型3 勒夏特列原理及其应用(重点)
题型4 化学平衡图像分析(高频)
题型5 化学平衡的有关计算(难点)
考点六 化学反应的方向
题型1 自发过程与自发反应
题型2 化学反应进行方向的判据
考点七 化学反应的调控
题型1 合成氨条件的选择
题型2 化学反应条件控制的相关实验
考点八 化学反应速率与化学平衡的综合应用
题型1 化学反应速率与化学平衡的图像分析(高频)
题型2 基于图表数据的计算(高频)
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 化学反应速率
◆题型1 化学反应速率的计算
1.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中)在一定温度下,某密闭容器中发生反应: ,若0~10s内由0.1mol/L降到0.08mol/L,则下列说法正确的是
A.0~10s内用B表示的平均反应速率为
B.由0.08mol/L降到0.04mol/L所需的反应时间为20s
C.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快
【答案】D
【详解】A.B是固体,不能用B表示平均反应速率,故A错误;
B.随着反应进行,物质浓度降低,反应速率减慢,c(C)由0.08mol/L降到0.04mol/L所需的反应时间大于20s,故B错误;
C.升高温度正逆反应速率均加快,故C错误;
D.减小反应体系的体积,反应物浓度增大,化学反应速率加快,故D正确;
选D。
2.(24-25高二上·黑龙江·期中)下列说法中不正确的是
A.已知:,若化学反应速率分别用、、[单位均为表示,则
B.对于合成氨的反应,在不同条件下测得、、的化学反应速率的数值如下:① ② ③,反应速率由大到小的顺序是①>③>②
C.不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率
D.反应经amin后浓度的变化0.4mol/L,在0~amin内用表示的平均反应速率为,则a等于5
【答案】C
【详解】A.反应速率之比等于化学计量数之比,根据所给方程式,v(O2):v(NO)=5:4,则v(O2)=v(NO),A正确;
B.合成氨的反应方程式为N2+3H22NH3,比较化学反应的速率,应转化为同一物质表示并且单位统一才能比较,①, ②, ③,反应速率由大到小的顺序是①>③>②,B正确;
C.固体和纯液体的浓度在反应中保持不变,因此在表示化学反应速率时单位不能是mol/(L⋅min)或者mol/(L⋅s),但若用mol/min或mol/s,即单位时间物质的量的变化,还是可以表示的,故C错误;
D.反应,经amin后浓度的变化0.4mol/L,即O2浓度变化为0.2mol/L,在0~amin内用表示的平均反应速率为,说明对应反应时间为5min,则a等于5,D正确;
故本题选C。
3.(25-26高二上·吉林长春·阶段检测)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合,并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)=2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,下列几种说法不正确的是
①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
②用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
【答案】C
【详解】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g) 2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,依据化学平衡三段式列式计算,,
①用物质A表示反应的平均速率= mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·s-1,故①正确;
②用物质B表示反应的平均速率= mol·L-1·s-1=0.15 mol·L-1·s-1,故②错误;
③2 s未物质A的转化率==30%,故③错误;
④2 s末物质B的浓度= mol·L-1=0.7 mol·L-1,故④正确。
故选C。
4.将8molA气体和4molB气体置于2L的密闭容器中,发生如下反应2A(g)+B(g)=2C(g)。若经20s后测得C的浓度为3.6mol/L,下列不正确的是
A.用A物质表示的反应速率为
B.20s时物质A的转化率为80%
C.B表示的反应速率为5.4 mol·L-1·min-l
D.20s时物质B的浓度为0.2mol/L
【答案】B
【详解】A.,A正确;
B.20s时物质A转化物质的量:,转化率:,B错误;
C.,C正确;
D.20s时物质B的浓度:,D正确;
答案选B。
◆题型2 化学反应速率的大小比较
5.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)反应在四种不同情况下的反应速率分别为①;②;③;④。该反应进行的快慢顺序为
A.②>④>③>① B.④>②>③>①
C.③>②>①>④ D.②>③>①>④
【答案】C
【分析】要比较反应速率快慢,需将各物质速率除以对应化学计量数,且统一单位后比较数值大小,数值越大反应越快:首先统一单位为,再计算各速率与计量数的比值。
【详解】①:计算其化学反应速率:。
②:计算其化学反应速率:
③:计算其化学反应速率:
④:先统一单位,统一为,计算其化学反应速率:
故答案选C。
6.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)已知反应(X、Y、Z、W均为气体)在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.先统一单位得,化学反应速率与化学计量数的比值为;
B.化学反应速率与化学计量数的比值为;
C.化学反应速率与化学计量数的比值为;
D.先统一单位得,化学反应速率与化学计量数的比值为;
相同单位比较数值得:D选项最大,反应速率最快,故选D。
7.(23-24高二上·吉林·阶段检测)反应A(g) +3B(g)2C(g) +3D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,则反应速率最快的为
①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.06 mol·L-1·s-1
③v(C)=2.4 mol·L-1·min-1 ④v(D)=5.4 mol·L-1·min-1
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【详解】反应速率单位相同时,用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,数值大的反应速率快,1 mol·L-1·s-1=1×60 mol·L-1·min-1;
①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1=0.01×60=0.6 mol·L-1·min-1,0.6/1=0.6;
②v(B)=0.06 mol·L-1·s-1=0.06×60=3.6 mol·L-1·min-1,3.6/3=1.2;
③v(C)=2.4 mol·L-1·min-1,2.4/2=1.2;
④v(D)=5.4 mol·L-1·min-1,5.4/3=1.8;
v(D)=5.4 mol·L-1·min-1的反应速率最快;
答案选:D。
8.(25-26高二上·吉林·期末)在不同条件下,分别测得反应的速率如下,其中化学反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】比较不同物质表示的反应速率时,需统一单位(转换为),并除以相应物质的化学计量数得到比值,越大表示反应速率越快。
【详解】A.,;
B.,,;
C.,;
D.,;
选项C的r值最大,反应速率最快,故选C。
◆题型3 化学反应速率的影响因素(重点)
9.(25-26高二上·辽宁·阶段检测)东北这片土地上孕育出许多的民间智慧,下列生活中的措施主要目的是加快反应速率的是
A.用菜窖储存大白菜
B.哈尔滨红肠中按国家标准添加适量亚硝酸钠
C.腊月制作东北大酱时在温热的环境下发酵
D.东北大铁锅洗干净后擦干水分
【答案】C
【详解】A.用菜窖储存大白菜通过低温减缓呼吸作用,属于减慢反应速率,A不符合题意;
B.添加亚硝酸钠主要目的是防腐(抑制细菌生长),属于减慢反应速率,B不符合题意;
C.温热环境提高温度,加快发酵反应中酶的催化速率,属于加快反应速率,C符合题意;
D.擦干水分减少铁与水的接触,减缓铁锅生锈(氧化反应),属于减慢反应速率,D不符合题意;
综上所述,答案为C。
10.(25-26高二上·内蒙古赤峰·期中)实验室用块状大理石和盐酸制备CO2。下列措施不能加快反应速率的是(每次仅改变一个条件)
A.延长反应时间 B.适当加热
C.适当增大盐酸的浓度 D.将大理石由块状换成粉末状
【答案】A
【详解】A.延长反应时间仅会增加反应的总时长,不会改变温度、浓度、接触面积等影响反应速率的因素,不能加快反应速率,A符合题意;
B.适当加热会升高反应体系温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率升高,反应速率加快,B不符合题意;
C.适当增大盐酸的浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增加,反应速率加快,C不符合题意;
D.将大理石由块状换成粉末状,增大了大理石与盐酸的接触面积,有效碰撞频率升高,反应速率加快,D不符合题意;
故选A。
11.(22-23高二上·黑龙江大庆·阶段检测)对于盐酸与锌粒的反应,下列措施能使生成速率加快的是
①适当升高温度(不考虑挥发)
②改用硝酸
③改用醋酸
④用等量锌粉代替锌粒
⑤加入少量固体
⑥加入少量固体
A.①④⑤⑥ B.①②④⑥ C.①③④⑤ D.①②③④⑥
【答案】A
【详解】①升温,导致更多的普通分子吸收热量变为活化分子,活化分子百分数增大,有效碰撞概率增大,反应速率加快,①符合题意;
②硝酸具有强氧化性,Zn和硝酸反应不能得到氢气,②不符合题意;
③醋酸是弱酸,不能完全电离出氢离子,改用相同浓度的醋酸,反应速率变慢,③不符合题意;
④锌粉与HCl反应时接触面积更大,反应速率更快,④符合题意;
⑤加入少量CuSO4,Zn置换出Cu并与之形成Zn-Cu原电池,加快反应速率,⑤符合题意;
⑥加入少量固体,能电离出氢离子,则溶液酸性增强,生成氢气速率加快,⑥符合题意;
故①④⑤⑥符合题意,答案选A。
12.(23-24高二上·内蒙古包头·阶段检测)下列关于化学反应速率的说法正确的是
①恒温时,增大压强,化学反应速率一定加快
②其他条件不变,温度越高化学反应速率越快
③使用催化剂可改变反应速率,从而改变该反应过程中吸收或放出的热量
④3mol⋅L−1⋅s−1的反应速率一定比1mol⋅L−1⋅s−1的反应速率大
⑤有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内活化分子数,从而使反应速率增大
⑥增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使单位时间有效碰撞次数增多
A.②⑥ B.②⑤ C.①②③④ D.①②④⑤
【答案】B
【详解】①恒温时,增大压强,有气体参加的化学反应速率一定加快,若无气体参与的化学反应,速率不变,①错误;
②其他条件不变,升高温度,活化分子百分比增大,化学反应速率增大,②正确;
③使用催化剂可改变反应速率,不影响反应热,③错误;
④对于同种物质3mol⋅L−1⋅s−1的反应速率一定比1mol⋅L−1⋅s−1的反应速率大,不同物质的化学反应速率之比等于系数比,则不同物质无法比较,④错误;
⑤有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),单位体积内活化分子数目增多,有效碰撞几率增大,从而使反应速率增大,⑤正确;
⑥增大反应物浓度,活化分子的百分数不变,增加的是单位体积内活化分子数,⑥错误;
综上所述,正确的为②⑤,故选B。
◆题型4 速率常数与速率方程(难点)
13.(24-25高二上·黑龙江·阶段检测)已知,速率方程为,其中k为速率常数,只与温度、催化剂、固体接触面积有关,与浓度无关;n为该反应级数,可以为正数、0、负数;起始浓度消耗一半的时间叫半衰期,在某催化剂表面上分解的实验数据如表:下列说法错误的是
t/min
0
10
20
30
40
50
60
0.30
0.25
0.20
a
0.10
0.05
0.00
A.该反应为0级反应
B.该反应速率常数为
C.表格中的
D.若起始浓度为,半衰期为60min
【答案】B
【详解】A.根据表格中的数据,浓度变化与时间成正比,即速率是一个常数,说明,该反应是零级反应,故A正确;
B.该反应速率是一个常数,故n=0,可知v=k=,故B错误;
C.根据表格中的数据,浓度变化与时间成正比,每过10min浓度减小0.05mol/L,故a=0.15,故C正确;
D.设起始浓度为cmol/L,由半衰期可知,半衰期与起始浓度成正比,表中起始浓度为0.3mo/L时,半衰期为30min,若起始浓度为0.6mol/L,则半衰期为60min,故D正确;
故选B。
14.丙酮的碘代反应的速率方程为,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。
0.25
0.050
1.4
0.50
0.050
2.8
1.00
0.050
5.6
0.50
0.100
2.8
下列说法正确的是
A.速率方程中的
B.该反应的速率常数
C.增大的浓度,反应的瞬时速率加快
D.当过量的存在时,反应掉的所需的时间是
【答案】D
【详解】A.由表格数据知,当碘的浓度相同时,丙酮浓度增大一定倍数时,反应瞬时速率也增大相应的倍数,说明反应瞬时速率与丙酮浓度一次方成正比,故m=1,由第二组和第四组数据知,当丙酮浓度相同时,碘的浓度改变对反应瞬时速率无影响,故n=0,A错误;
B.由A知m=1,n=0,则速率方程v=kc(CH3OCH3),代入第一组数据计算可得k=5.6×10-3 min-1,B错误;
C.由第二组和第四组数据分析可知,其他条件不变时,增大I2的浓度,反应瞬时速率不变,C错误;
D.存在过量的I2,反应掉87.5%丙酮,可以看作经历3个半衰期,即50%+25%+12.5%,因此所需时间为,D正确;
故选D。
15.(25-26高二上·辽宁·阶段检测)298K时,实验测得溶液中的反应在反应物浓度不同时的反应速率如下:
实验编号
1
2
3
4
5
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
0.0076
0.0153
0.0227
0.0151
m
已知:该反应的速率方程为。下列说法正确的是
A. B.
C. D.升温和加压都能增大此反应的速率
【答案】B
【分析】实验1、2、3中不变,变为原来的倍时,也近似变为原来的倍,说明与的一次方成正比,即;实验1、4中不变,变为原来的2倍时,也近似变为原来的2倍,说明; 实验1数据代入速率方程:,解得,速率方程为;据此分析
【详解】A.根据分析可知,,A错误;
B.根据分析可知,速率方程为,代入实验5数据:,B正确;
C.根据分析可知,,C错误;
D.该反应是溶液中的反应,反应物无气体,压强对溶液体积、浓度几乎无影响,因此加压不能改变反应速率,只有升温能增大反应速率,D错误;
故选B。
16.草酸钾与氯化汞()的反应方程式为:,其反应速率。在373 K,其它条件相同时,不同起始浓度的反应物溶液中完全沉淀的数据如下表所示。下列有关说法错误的是
实验
起始浓度(mol/L)
完全沉淀的时间(min)
I
0.08
0.4
40
II
0.08
0.2
80
III
0.04
0.4
160
A.
B.实验I中,
C.适当升温,可以提高活化分子百分数使速率常数k增大
D.对比实验可知,其它条件相同时,增大反应物的浓度,可以加快反应的速率
【答案】B
【分析】首先明确反应速率与完全沉淀时间成反比,速率表达式为,其中,。对比实验I和II,浓度相同,变为原来的,反应时间变为原来的2倍,速率变为原来的,得。对比实验I和III,浓度相同,变为原来的,反应时间变为原来的4倍,速率变为原来的,得的总反应级数为2,即,解得。
【详解】A.对比实验I、II和I、III的速率与浓度变化关系,推导得、,A正确;
B.实验I中,,完全沉淀时间为40 min,故,B错误;
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率升高,速率常数增大,C正确;
D.对比实验I和II,增大浓度,反应速率加快;对比实验I和III,增大浓度,反应速率加快,故其它条件相同时,增大反应物浓度可加快反应速率,D正确;
故选B。
◆题型5 化学反应速率图像分析(重点)
17.一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g),发生反应。,测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是
A.
B.2 min时,改变的条件可能是向容器中通入惰性气体,使压强增大
C.0~2 min内,
D.反应至3 min时,反应速率:
【答案】B
【详解】A.由反应方程式可知,Δc(A):Δc(B):Δc(D)=1:3:x。0~2 min内,A(曲线Ⅰ)浓度从1.0 mol/L降至0.9 mol/L,Δc(A)=0.1 mol/L;B(曲线Ⅲ)浓度从1.0 mol/L降至0.7 mol/L,Δc(B)=0.3 mol/L(符合1:3);D(曲线Ⅱ)浓度从0升至0.1 mol/L,Δc(D)=0.1 mol/L。则Δc(D)=xΔc(A),即0.1=x×0.1,解得x=1,A正确;
B.2 min时,各物质浓度变化速率明显加快(曲线斜率增大),恒容时通入惰性气体,各反应物、生成物浓度不变,反应速率不变,与图像中速率加快矛盾,B错误;
C.0~2 min内,B的Δc=0.3 mol/L,,C正确;
D.3 min时,A、B浓度仍在降低,D浓度仍在升高,说明反应正向进行,v正>v逆,D正确;
故答案选:B。
18.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)在相同条件下,2L密闭容器中研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X2Y的影响,各物质物质的量n随反应时间t的部分变化曲线如图。下列说法不正确的是
A.b曲线可能表示未加入催化剂时X的物质的量随t的变化
B.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时Y的物质的量随t的变化
C.与催化剂Ⅰ相比,使用催化剂Ⅱ反应活化能更高
D.使用催化剂Ⅱ时,0~2min内,
【答案】C
【详解】A.b曲线反应速率最慢,故b曲线可能表示未加入催化剂时X的物质的量随t的变化,A正确;
B.由图可知,使用催化剂Ⅱ时,对应物质在0~2min内物质的量变化了2.0mol,a曲线表示的物质,其物质的量变化了4.0mol,二者变化量之比等于化学计量数之比,所以a 曲线表示使用催化剂Ⅱ时Y物质的量随时间t的变化,B正确;
C.由图可知,催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ催化效果好,说明催化剂Ⅱ使反应活化能更低,反应更快,则Ⅰ使反应活化能更高,C错误;
D.使用催化剂Ⅱ时,Y物质在0~2min内物质的量变化了4.0mol,,D正确;
答案选C。
19.在一定条件下,容器内某反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是
A.0~t1 min内化学方程式为A2B
B.0~t1 min内,A的反应速率是B的2倍
C.0~t2 min内,A、B的反应速率相等
D.0~t2 min内,用A表示的反应速率为 mol·L-1·min-1
【答案】B
【详解】A.内,A的物质的量减少了,B的物质的量增加了,因此A为反应物,B为生成物,化学方程式为,A错误;
B.内,A的物质的量减少了,B的物质的量增加了,因此A的反应速率是B的2倍,B正确;
C.内,A的物质的量减少了,B的物质的量增加了,因此两者的反应速率不相等,C错误;
D.因题中只给出了A、B物质的量的变化,没有给出体积的数值,无法求浓度变化量,因此用A表示的反应速率无法算出,D错误;
故选B。
20.一定温度下,恒容密闭容器中,物质Z发生反应:ΔH>0,各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是
A.曲线Ⅰ代表物质Y,曲线Ⅲ代表物质Z
B.图中时刻的正反应速率大于时刻
C.若升高温度,活化分子数和活化分子百分数均增大
D.0~40 min,用物质Y表示的平均反应速率为
【答案】D
【详解】A.Z是反应物,其浓度随反应进行而减小,故曲线Ⅲ表示Z;X、Y是生成物,浓度变化量之比为1∶2,故曲线Ⅰ表示Y、曲线Ⅱ表示X,A正确;
B.图中较早的时刻,反应物Z的浓度大于较晚的时刻;温度相同时,Z的浓度越大,正反应速率越大,B正确;
C.升高温度,分子的平均动能增大,活化分子数和活化分子百分数均增大,C正确;
D.由图可知,0~40 min内Z的浓度变化量为。根据反应中Z与Y的化学计量数之比为1∶2,Y的浓度变化量为,故用Y表示的平均反应速率为,D错误;
故选D。
考点二 活化能与碰撞理论
◆题型1 基元反应与反应历程(难点)
21.(25-26高二上·内蒙古包头·期末)已知反应,若向该溶液中加入含的某溶液,反应机理如下图,有关该反应的说法错误的是
①
②
A.总反应为放热反应 B.是反应的催化剂,加快反应速率
C.是该反应过程中产生的中间产物 D.反应②为决速步骤
【答案】D
【详解】A.从能量变化图可以看出,总反应的反应物能量高于生成物能量,因此总反应为放热反应,A正确;
B.在反应①中被消耗,在反应②中又生成,反应前后其质量和化学性质不变,符合催化剂的定义,能加快反应速率,B正确;
C.在反应①中生成,在反应②中被消耗,属于中间产物,C正确;
D.反应的决速步骤是活化能最大的步骤。从图中可知,反应①的活化能高于反应②的活化能,因此反应①是决速步骤,D错误;
故答案选D。
22.(24-25高三上·辽宁丹东·阶段检测)已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法中正确的是
A.由图可知反应历程中有六个基元反应
B.该历程中的最大能垒(活化能)
C.加入催化剂,可增大活化分子百分数,有效碰撞次数增大
D.是该历程的决速步骤
【答案】C
【详解】A.由图可知,反应历程中有3个过渡态,有3个基元反应,故A错误;
B.该历程中的最大能垒(活化能),故B错误;
C.加入催化剂,降低活化能,增大活化分子百分数,有效碰撞次数增大,故C正确;
D.活化能越大,反应速率越慢,慢反应为决速步骤,是该历程的决速步骤,故D错误;
选C。
23.(25-26高二上·辽宁·阶段检测)用和为原料合成的机理如图所示(“*”表示吸附在催化剂上,“·”表示自由基)。下列说法正确的是
A.总反应中含有5个基元反应
B.决速步骤的反应为
C.第①步中既有化学键的断裂又有化学键的形成
D.该总反应的
【答案】B
【详解】A.基元反应是指反应物分子一步直接转化为生成物的反应,在反应进程的能量变化图中,基元反应个数等于过渡态的个数。根据机理图可知,存在三个过渡态,因此总反应含有三个基元反应,A说法错误;
B.决速步为活化能最大的基元反应,根据机理图可知,第一个基元反应为决速步(涉及到过渡态Ⅰ),B说法正确;
C.第①步只存在反应物分子吸附在催化剂表面,不存在化学键的断裂与形成,C说法错误;
D.根据反应物与生成物的能量,计算可得总反应,单位并非kJ·mol-1,D说法错误;
故答案应选B。
24.(25-26高二上·辽宁朝阳·期末)工业上,采用氢气还原法处理尾气中NO,发生反应: ,能量变化如图所示(分两步基元反应),速率方程的表达式为(为速率常数,只与温度、催化剂有关;、为反应级数,由速控反应中反应 物的化学计量数决定)。下列叙述正确的是
A.①是放热反应,②是吸热反应
B.能垒:基元反应②大于基元反应①反应历程
C.反应②:
D.、对总反应速率的影响程度相同
【答案】C
【详解】A.观察图像可知,基元反应①②以及总反应都是放热反应,A错误;
B.观察图像可知,能垒是反应物、过渡态相对能量之差,能垒:①>②,B错误;
C.反应②的焓变:,C正确;
D.基元反应①是速控反应,总反应速率与成正比,与成正比,故NO浓度对总反应速率影响较大,D错误;
故选C。
◆题型2 用碰撞理论解释化学反应速率的影响因素
25.(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)有气体参与的反应,下列关于有效碰撞理论与影响速率的因素之间关系正确的是
A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B.升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
C.加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
D.增大压强,可提高单位体积内活化分子数和活化分子百分数,从而提高反应速率
【答案】B
【详解】A.增大反应物浓度会增加单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,A错误;
B.升高温度使分子能量增加,更多分子达到活化能,活化分子百分数增大,反应速率提高,B正确;
C.催化剂通过降低活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应速率,C错误;
D.增大压强(如压缩体积)提高单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,D错误;
故答案选B。
26.(25-26高二上·辽宁·开学考试)下列有关化学反应速率增大原因的分析错误的是
A.仅向反应体系中加入相同浓度的反应物,活化分子百分数增大
B.对有气体参加的化学反应,仅压缩容器容积,单位体积内活化分子数增多
C.催化剂能加快化学反应速率,是因为它能改变反应历程,降低反应的活化能
D.仅升高温度,单位时间内反应物分子有效碰撞的次数增加
【答案】A
【详解】A.活化分子百分数主要由温度决定,在温度不变时,活化分子百分数不变。因此,仅加入反应物不能增大活化分子百分数,A错误;
B.对有气体参加的化学反应,仅压缩容器容积,单位体积内活化分子数增多,活化分子百分数不变,B正确;
C.催化剂能加快化学反应速率,是因为它能改变反应历程,降低反应的活化能,从而加快反应速率, C正确;
D.仅升高温度,部分非活化分子吸收能量后变为活化分子,所以单位时间内反应物分子有效碰撞的次数增加,活化分子百分数增大,化学反应速率加快,D正确;
故答案选A。
27.下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是
A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B.加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
C.升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
D.只要增大压强,就可提高单位体积内活化分子数,从而提高反应速率
【答案】C
【详解】A.增大反应物浓度,可以增大单位体积内活化分子个数,但活化分子百分数不变,A错误;
B.催化剂能降低反应所需活化能,活化分子的数目和百分数增大,有效碰撞的次数增大,化学反应速率加快,B错误;
C.升高温度,活化分子的数目和百分数增大,有效碰撞的次数增大,化学反应速率加快,C正确;
D.对于非气体参加的反应,增大压强,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,D错误;
故选C。
28.(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中)对于有气体参加的化学反应来说,下列说法错误的是
A.加入反应物,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.压缩容器体积,活化分子百分数不变,化学反应速率增大
D.使用催化剂,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
【答案】A
【详解】A.加入反应物时,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数目增加,但活化分子百分数由温度和催化剂决定,此时并未改变,因此活化分子百分数不变,A错误;
B.升高温度使更多分子获得足够能量成为活化分子,活化分子百分数增大,反应速率增大,B正确;
C.压缩容器体积(增大压强),气体浓度增大,单位体积内活化分子数目增加,但活化分子百分数不变,反应速率增大,C正确;
D.催化剂降低反应活化能,使更多普通分子成为活化分子,活化分子百分数增大,反应速率增大,D正确;
故答案选A。
考点三 化学平衡状态
◆题型1 化学平衡状态的本质与特征
29.关于化学平衡的说法,错误的是
A.可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等
B.化学平衡状态是动态平衡
C.改变压强,所有可逆反应的平衡状态都会改变
D.催化剂不能改变化学平衡状态
【答案】C
【详解】A.可逆反应达到平衡状态的本质特征就是正、逆反应速率相等,A正确;
B.化学平衡状态下正、逆反应仍在持续进行,只是二者速率相等,宏观上各组分含量保持不变,属于动态平衡,B正确;
C.对于反应前后气体分子数相等的可逆反应,或是无气体参与的可逆反应,改变压强平衡不会发生移动,并非所有可逆反应的平衡状态都会随压强改变而变化,C错误;
D.催化剂能同等程度改变正、逆反应速率,不会使平衡发生移动,因此不能改变化学平衡状态,D正确;
故答案选C。
30.在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻的浓度分别为,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.为 B.为
C.均为 D.为
【答案】B
【分析】根据可逆反应的极端假设法可知,的平衡浓度范围,的平衡浓度范围,,的平衡浓度范围。
【详解】A.为对应反应正向进行完全的情况,可逆反应无法完全进行到底,A错误;
B.为,在的平衡浓度范围内,反应逆向进行消耗,生成和,符合化学计量关系,B正确;
C.若为,说明反应逆向进行,浓度增加,对应浓度应减少,即平衡时应为,不可能为,C错误;
D.为对应反应逆向进行完全的情况,可逆反应无法完全进行到底,D错误;
答案选B。
31.如图是合成氨反应的正、逆反应速率随反应时间变化的示意图,有关叙述错误的是
A.状态I和状态II时,反应均处于平衡状态
B.状态I变化为状态II的过程,称为化学平衡移动
C.t1时刻平衡向正反应方向移动,是由升高温度引起的
D.同一种反应物在状态I和状态II时,浓度不相等
【答案】C
【详解】A.状态I和状态II时,正、逆反应速率均相等,反应均处于平衡状态,A正确;
B.状态I改变条件后正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行最终达到状态II,该过程为化学平衡移动,B正确;
C.合成氨反应为放热反应,若升高温度,正、逆反应速率应瞬间均增大,且平衡逆向移动(),与图像不符,C错误;
D.平衡发生移动,反应物、生成物的浓度均发生变化,因此同一种反应物在状态I和状态II时浓度不相等,D正确;
故选C。
32.工业常利用反应 处理。一定温度下,将充入某恒容密闭容器,与足量焦炭反应达到平衡。下列说法错误的是
A.该反应达到平衡时,
B.当气体密度不再改变时,反应达到平衡状态
C.适当增大,平衡正向移动,的体积分数增大
D.若容器内气体平均相对分子质量随温度升高而增大,则
【答案】C
【详解】A.反应速率之比等于化学计量数之比,平衡时正逆反应速率相等,故,A不符合题意;
B.恒容容器体积不变,反应中为固体,气体总质量随反应进行发生变化,故气体密度不变时说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.增大相当于增大体系压强,该反应正向为气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,达到新平衡时的体积分数减小,C符合题意;
D.反应物中气体仅,相对分子质量为46,生成物混合气体平均相对分子质量约为38.7,温度升高气体平均相对分子质量增大,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,故正反应,D不符合题意;
故选C。
◆题型2 化学平衡状态的判断(高频)
33.(25-26高二上·内蒙古·阶段检测)下列叙述中可以说明反应已达平衡状态的个数是
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI;②反应体系的颜色不再变化;
③百分含量:;④反应速率:;
⑤;⑥;
⑦混合气体的平均相对分子质量不变;⑧反应体系的温度不变;
⑨断开2 mol H-I的同时断开1 mol H-H。
A.3 B.4 C.6 D.7
【答案】B
【详解】①平衡时单位时间内生成n mol H2的同时生成2n mol HI,速率比例应为1:2,①错误;
②I2为有色气体,颜色不变说明其浓度不再变化,②正确;
③w(HI)=w(I2)仅为瞬时关系,无法说明平衡,③错误;
④速率关系未体现正逆方向且比例错误,④错误;
⑤浓度比为2:1:1可能出现在非平衡状态,⑤错误;
⑥v分解(HI)=v生成(HI)表明正逆速率相等,⑥正确;
⑦总物质的量和总质量均不变,平均相对分子质量始终不变,⑦错误;
⑧若反应伴随热效应,温度不变说明热量变化停止,达到平衡,⑧正确;
⑨断开2mol H-I(正反应)与1mol H-H(逆反应)符合计量数关系,⑨正确。
综上,②⑥⑧⑨正确,故答案为B。
34.(25-26高二上·黑龙江大庆·开学考试)可逆反应2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③④⑤ D.全部
【答案】A
【详解】化学平衡状态判断依据为“正逆相等,变量不变”。
① 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,说明正逆反应速率相等,符合平衡状态 ,正确;
②生成O2和NO均为正反应方向,无法判断平衡,错误;
③速率比始终为2:2:1,与是否平衡无关,错误;
④颜色不变说明 NO2浓度恒定,正确;
⑤在恒定体积容器中全气体参与的化学反应,气体质量不变,且体积不变,因此,混合气体的密度始终不变,无法判定平衡状态 ,错误;
⑥可逆反应前后化学计量数改变,压强不变说明气体总物质的量稳定,正确;
综上所述,符合题意的为①④⑥;
故答案选A。
35.(25-26高二上·辽宁·期中)温度恒定,向某恒容容器中按体积比充入、和。同时发生反应
Ⅰ. Ⅱ.
已知分压=总压×物质的量分数。则下列可以作为反应Ⅰ达到平衡状态的判据是
A.与的总物质的量不再变化 B.
C.混合气体的密度不再变化 D.Ar的分压不再改变
【答案】A
【详解】A.不妨设在反应Ⅰ中,H2减少x mol,H2O增加x mol,总物质的量不变;但在反应Ⅱ中,H2减少3y mol,H2O增加y mol,总减少2y mol。当总物质的量不再变化时,说明y不再变化(反应Ⅱ平衡),此时反应Ⅰ的x也必然稳定(否则会破坏反应Ⅱ的平衡),因此A可作为判据,A正确;
B.根据反应式,H2O的物质的量始终等于CO和CH3OH的物质的量之和,该等式恒成立,与是否平衡无关,B错误;
C.反应Ⅰ和Ⅱ的总质量始终不变(反应前后气体总质量守恒),且体积恒定,因此密度始终不变,C错误;
D.根据PV=nRT,容器体积不变,温度恒定,Ar组分的分压只与物质的量成正比,反应过程中Ar的物质的量不变,所以分压始终不变,不能作为平衡状态的判据,D错误;
故选A。
36.(25-26高二上·吉林·期末)可逆反应在体积固定的绝热密闭容器中,下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是
①体系温度不再改变 ②体系压强不再改变 ③混合气体密度不再改变 ④混合气体的平均摩尔质量不再改变 ⑤体系内气体颜色不再变化 ⑥ ⑦的体积分数不再发生变化
A.①②④⑦ B.①②⑤⑦ C.①④⑤⑦ D.②③⑤⑥
【答案】B
【详解】①容器绝热,反应吸热(△H>0)。若反应未平衡,正向进行时吸热使温度降低,逆向进行时放热使温度升高;当温度不变时,表明正逆反应速率相等,可判断达到平衡;
②由于反应前后气体分子数不变,总物质的量恒定,但压强与温度成正比。绝热条件下温度变化会引起压强变化,当压强不变时意味着温度不变,从而可推断反应平衡;
③密度,总质量m守恒,体积V固定,故密度始终不变,不能作为平衡判据;
④平均摩尔质量,反应前后气体分子数不变,总物质的量n恒定,m不变,因此M始终为定值,不能作为平衡判据;
⑤I2为有色气体,其浓度变化会导致颜色变化。颜色不变表明I2浓度恒定,反应达到平衡;⑥,未指明速率方向,该说法无法准确判断平衡;
⑦HI(g)的体积分数不再发生变化,意味着各组分浓度保持稳定,反应达到平衡;
故选B。
考点四 化学平衡常数
◆题型1 化学平衡常数的表达式
37.(24-25高二上·吉林长春·期末)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)+2H2S(g)=CS2(g)+4H2(g),既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。下列说法正确的是
A.题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
B.该反应的平衡常数K=
C.该反应的ΔS<0
D.该反应中每消耗1molH2S,转移电子的数目约为2×6.02×1023
【答案】A
【详解】A.由题图所示的反应机理可知,在反应步骤Ⅰ中H2S中的带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用,故A正确;
B.化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,故该反应的平衡常数,故B错误;
C.根据反应方程式可知:该步反应的正反应是气体体积增大的反应,所以该反应的△S>0,故C错误;
D.该反应中每消耗l mol H2S,则消耗0.5 mol CH4,C元素的化合价由CH4中的-4价变为CS2中的+4价,化合价升高8价,根据反应过程中电子转移总数等于元素化合价升降总数,可知反应过程中转移电子的数目约为,故D错误;
故答案为A。
38.(24-25高二上·吉林·阶段检测)在某一密闭容器中,发生反应 该反应的平衡常数表达式为
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比。由于H2O是液体物质,浓度不变,可认为是1,则该反应的化学平衡常数表达式为:K=,故合理选项是C。
39.(25-26高二上·辽宁营口·期中)某密闭容器中,发生反应。该反应的平衡常数表达式为
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】平衡常数表达式仅包含气态物质和溶液的浓度,固体(如C)和纯液体不写入。反应式为C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g),故K应为生成物CO和H2的浓度乘积除以反应物H2O的浓度,故答案为:C。
40.在溶液中存在平衡:。该反应的平衡常数表达式为
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】平衡常数书写规则为生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积,纯液体、固体不写入平衡常数表达式。反应中,为液态水,不计入式子,因此该反应的平衡常数表达式为,故选D。
◆题型2 化学平衡常数的计算(重点)
41.(25-26高二上·辽宁·期中)有反应。一定条件下,将2molX和2molY通入体积为2L的恒容密闭容器中,反应10min达到平衡后,测得生成0.5molZ,W的反应速率为,放出热量。下列说法正确的是
A.反应的热化学方程式为:
B.该温度下,
C.平衡后向该容器中再加入1.5molX和0.5molY,平衡不移动
D.增加X的加入量有利于提高Y的转化率
【答案】A
【分析】依据题意,10 min达到平衡后,测得生成0.5 molZ,W的反应速率为
0.05 mol⋅L-1⋅min-1,则生成W为1 mol,又变化量之比等于计量数之比,则n=2;
生成0.5 molZ,放出a kJ热量,则;依据上述分析,列出三段式:
;据此作答。
【详解】A.依据分析,该反应的热化学方程式为,A正确;
B.依据分析,,B错误;
C.X为固体,增加其量不影响平衡;加入0.5 mol Y,,反应正向移动,C错误;
D.X为固体,其量的增减不改变平衡状态,Y的转化率不变,D错误;
故答案选A。
42.(25-26高二上·吉林·阶段检测)已知反应的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时,向一个的密闭容器中充入和,反应初始内。下列说法正确的是
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A.4s时容器内
B.达平衡时,X的转化率为50%
C.反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D.1200℃时反应的平衡常数
【答案】D
【详解】A.4s内v(X)=0.005 mol/(L·s),则Δc(X)=0.005×4=0.02 mol/L,初始c(Y)=0.8 mol / 2 L = 0.4 mol/L,因反应计量比为1:1,Δc(Y)=0.02 mol/L,故4s时c(Y)=(0.4 - 0.02)mol/L = 0.38 mol/L ≠ 0.78 mol/L,A错误;
B.830℃时K=1.0,设平衡时X消耗浓度为x mol/L,
则K = = = 1.0,解得x=0.08 mol/L,X转化率=(0.08 / 0.1) × 100% = 80% ≠ 50%,B错误;
C.平衡常数随温度升高而减小(700℃至1200℃:1.7→0.4),说明升温平衡逆向移动,C错误;
D.1200℃时原反应K=0.4,逆反应R(g)+Q(g)⇌X(g)+Y(g)的平衡常数K' = 1/K = 1/0.4 = 2.5,D正确;
故选D。
43.(25-26高二上·吉林·期末)二甲醚是一种清洁能源,用水煤气制取二甲醚的原理如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
500 K时,在2 L恒容密闭容器中充入4 mol CO和,达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,且,则下列说法不正确的是
A.,反应Ⅰ的
B.反应Ⅱ中的转化率为80%
C.反应Ⅰ的平衡常数
D.平衡时压强与初始压强的比为
【答案】C
【分析】初始条件:2 L容器中,n(CO) = 4 mol,n(H2) = 8 mol,初始总物质的量12 mol。
反应Ⅰ:CO转化率80%,消耗CO 3.2 mol,生成CH3OH 3.2 mol,消耗H2 6.4 mol;平衡时n(CO) = 0.8 mol,n(H2) = 1.6 mol。
反应Ⅱ:设消耗CH3OH为2y mol,则生成CH3OCH3和H2O各y mol;由2c(CH3OH) = c(CH3OCH3)得2(3.2 - 2y) = y,解得y = 1.28 mol;故n(CH3OH)平衡 = 0.64 mol,n(CH3OCH3) = n(H2O) = 1.28 mol。
总物质的量:反应Ⅰ气体减少6.4 mol,反应Ⅱ气体量不变,平衡总物质的量 = 12 mol- 6.4 mol= 5.6 mol。
【详解】A.,A正确;
B.反应Ⅱ中CH3OH转化率 =,B正确;
C.,C错误;
D.压强比=,D正确。
故答案选C。
44.(25-26高二上·吉林·期末)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:,若经2 s后平衡,测得C的体积分数为50%,下列说法中正确的是
A.平衡时物质A的转化率为25%
B.平衡时物质B的浓度为
C.平衡常数为6.75
D.在恒温恒容条件下,当容器中气体总压强恒定时,可判断反应达到平衡状态
【答案】C
【分析】设平衡时转化的B的物质的量浓度为x,列三段式有:
,x=0.5 mol/L,据此分析解答;
【详解】A.平衡时物质A的转化率为,A错误;
B.平衡时物质B的浓度为(1-0.5) mol/L=0.5 mol/L,B错误;
C.平衡常数为,C正确;
D.在恒温恒容条件下,反应前后气体分子数不变,总物质的量恒定,压强始终不变,不能判断平衡状态,D错误;
故答案选C。
◆题型3 化学平衡常数影响因素及应用
45.某化学研究小组探究外界条件对化学反应的反应速率和平衡的影响,图像如下,下列判断不正确的是
A.由图a可知,,该反应的
B.由图b可知,该反应m+n>p
C.对于该反应,升温,平衡逆向移动,平衡常数减小
D.对于该反应,增压(缩小体积),平衡正向移动,平衡常数增大
【答案】D
【分析】由图a可知,温度越高,反应速率越快,达到平衡时间越短,曲线先达到平衡,则;平衡时对应C%低于,说明升温平衡逆向移动,正反应放热();
由图b可知,温度相同时,增大压强, C%增大,说明平衡正向移动,正反应为气体分子数减少方向(m+n>p)。
【详解】A.由分析可知,,该反应的,A正确;
B.图b中增大压强C%增大,平衡正向移动,说明m+n>p,B正确;
C.该反应(放热),升温平衡逆向移动,平衡常数减小(只与温度有关,放热反应升温减小),C正确;
D.增压(缩小体积)时,因m+n>p,平衡正向移动,但平衡常数只与温度有关,压强变化不影响,不变,D错误;
故答案选D。
46.(25-26高二上·吉林长春·阶段检测)恒容密闭容器中和一定量反应:。按投料比或1:3.5,的平衡转化率与温度关系如图。下列说法不正确的是
A.x2=1:3.5
B.反应速率:va正>vb正
C.点a、b、c对应的化学平衡常数:Ka=Kb<Kc
D.当混合气体的平均分子量不变时,该反应达到平衡状态
【答案】C
【详解】A.投料比x为n(C2H5OH)/n(H2O),x越小(水越多),乙醇转化率越高。图中x2曲线乙醇转化率更高,故x2为1:3.5(x更小),A正确;
B.反应速率与温度和浓度有关,a、b两点温度相同(均为T1),a点初始投入反应物浓度更高,所以平衡时正反应速率更快,B正确;
C.平衡常数K仅与温度有关,a、b两点温度相同则Ka=Kb;温度升高,乙醇平衡转化率提高,反应正向移动,K增大,故Kc<Ka=Kb,C错误;
D.混合气体平均分子量M=m/n,m守恒,反应前后气体n变化(4→8),M随反应进行变化,平衡时n不变则M不变,D正确;
答案选C。
47.在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:,时刻达到平衡后,在时刻改变某一条件,其反应过程(I、Ⅱ)如图所示。下列说法中不正确的是
A.I、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数I>Ⅱ
B.I、Ⅱ两过程分别达到平衡时,A的体积分数I=Ⅱ
C.时,v(正)>v(逆)
D.时刻改变的条件可能是向密闭容器中加C物质
【答案】A
【详解】A.平衡常数只与温度有关,该反应在恒温条件下进行,温度不变则平衡常数不变,故I和Ⅱ的平衡常数相等,A错误;
B.由图像可知,t2时刻v逆突然增大,则可能加入C物质瞬间增大C的浓度,使逆反应速率突增,但该反应为气体分子数不变的反应(1+1=2),改变条件后平衡移动不会改变各物质的体积分数(或物质的量分数),两过程达到平衡时A的体积分数相等,B正确;
C.t0~t1时段为平衡建立过程,反应正向进行,故v(正)>v(逆),C正确;
D.加入C物质会瞬间增大C的浓度,使逆反应速率突增,与图像中t2时刻v逆突然增大的变化相符,D正确;
故选A。
48.已知某温度下,反应①: ,反应②: 。若将1mol碳酸钙固体装入1L恒容真空容器中,于该温度下充分反应,平衡后的体积分数为0.16.下列说法正确的是
A.气体中恒定,则体系处于平衡状态
B.平衡后移除CaO,的浓度会增加
C.平衡时容器中CaO的物质的量为0.84mol
D.该温度下化学反应的平衡常数:
【答案】C
【分析】根据题意,设反应①生成的物质的量为amol,反应②消耗的物质的量为2bmol,则有:
由,平衡后的体积分数为0.16;列方程组,解得,容器体积为1L,故平衡时:,,,可得,据此分析解答。
【详解】A.根据反应可知碳酸钙固体首先分解出,气体中,故始终恒定,不能作为平衡状态的判断依据,A错误;
B.温度不变,CaO为固体,改变CaO的量,平衡不变,的浓度不变,B错误;
C.根据分析,平衡时容器中CaO的物质的量为0.84mol,C正确;
D.根据分析的平衡常数数据,该温度下化学反应的平衡常数:,D错误;
故答案为:C。
考点五 化学平衡移动
◆题型1 化学平衡的移动
49.下列关于化学平衡移动的说法中,正确的是
A.改变压强,化学平衡一定发生移动
B.改变温度,化学平衡一定发生移动
C.增大反应物浓度,化学平衡一定向正反应方向移动
D.使用催化剂,化学平衡一定发生移动
【答案】B
【详解】A.若反应前后气体总物质的量相等的可逆反应,改变压强时正、逆反应速率的改变幅度相同,平衡不会发生移动,A错误;
B.任何可逆反应的反应热都不为0,改变温度会使正、逆反应速率的变化程度不一致,化学平衡一定会发生移动,B正确;
C.对于反应前后气体总物质的量相等的可逆反应,若缩小体积,可以增大反应物浓度,但平衡不移动,C错误;
D.催化剂能同等程度改变正、逆反应速率,不会使化学平衡发生移动,仅能改变反应达到平衡的时间,D错误;
故选B。
50.对于已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动,下列有关叙述正确的是
①平衡常数不一定增大;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥生成物的质量分数一定增加;
A.①②③ B.①②⑤ C.②③④ D.④⑤⑥
【答案】B
【详解】①平衡常数仅与温度有关,若改变浓度、压强使平衡正移,温度不变则平衡常数不变,若升高温度使吸热反应的平衡正移则平衡常数增大,故平衡常数不一定增大,正确;
②平衡正移时生成物的产量一定增加,正确;
③增大某一反应物浓度使平衡向正反应方向移动时,该反应物的转化率减小,错误;
④若增大反应物浓度使平衡正向移动,被增大浓度的反应物最终浓度高于原平衡浓度;若加压使气体分子数减小的反应平衡正向移动,反应物浓度因容器体积缩小而高于原平衡浓度,故反应物浓度不一定降低,错误;
⑤ 平衡正移的本质是正反应速率大于逆反应速率,正确;
⑥若加入大量反应物使平衡正向移动,生成物质量增加幅度小于体系总质量增加幅度时,生成物的质量分数会降低,错误;
符合题意的为①②⑤,故答案选B。
51.汽车尾气是城市空气的主要污染源,利用可以将尾气中的NO还原为: 。其他条件不变时,下列说法正确的是
A.改变催化剂,平衡不移动 B.增大压强,平衡常数增大
C.升高温度,平衡正向移动 D.移走,平衡不移动
【答案】A
【详解】A.催化剂可同等程度改变正、逆反应速率,不会使平衡发生移动,A正确;
B.平衡常数仅与温度有关,温度不变时增大压强,平衡常数不变,B错误;
C.该反应,正反应为放热反应,升高温度平衡向吸热的逆向移动,C错误;
D.移走,生成物浓度降低,平衡向正向移动,D错误;
故选A。
52.反应达到平衡后,将反应体系的温度升高,下列叙述中正确的是
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动
【答案】D
【详解】升高温度时,活化分子百分数增加,正、逆反应速率均增大;该反应,说明正向为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,D正确,故选D。
◆题型2 化学平衡移动的影响因素(高频)
53.(25-26高二上·吉林松原·期末)下列图象中可用来表示 的正确图象是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.该反应正反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,压强相等的平衡点之后应满足,但图中交点后,不符合规律,A错误;
B.温度越高反应速率越快,500℃比100℃先达到平衡;正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡时C的百分含量降低,图像符合规律,B正确;
C.升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率均持续增大,图中速率随温度升高先增后减,不符合反应速率变化规律,C错误;
D.增大压强平衡正向移动,A的转化率随压强增大而升高;正反应为放热反应,相同压强下温度越高A的转化率越低,500℃的曲线位于100℃曲线下方,D错误;
故选B。
54.对于反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g),在一定条件下达到平衡状态。下列说法中,正确的是
A.增大A的浓度,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大
B.增大A的浓度,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大
C.增大压强,平衡不移动,各物质的浓度不变
D.升高温度,平衡一定向正反应方向移动
【答案】B
【详解】A.增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,但额外加入使的总物质的量增大,最终的转化率减小,A错误;
B.增大的浓度,平衡向正反应方向移动,参与反应的的量增加,的初始量不变,故的转化率增大,B正确;
C.该反应为反应前后气体分子数相等的反应,增大压强平衡不移动,但压缩体积增大压强时所有气体物质的浓度均增大,C错误;
D.升高温度平衡向吸热方向移动,题干未给出反应的焓变,无法判断平衡移动方向,平衡不一定向正反应方向移动,D错误;
故选B。
55.利用“液态阳光”技术,将工业排放的转化为甲醇是实现“碳达峰”“碳中和”的重要途径。在恒容密闭容器中,发生反应:。反应达到平衡后,下列措施能使平衡向正反应方向移动,且提高平衡转化率的是
A.升高反应温度
B.向容器中充入稀有气体
C.使用高效催化剂
D.温度不变,再向容器中按原投料比同时充入和
【答案】D
【详解】A.该反应,正反应为放热反应,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,平衡转化率降低,A不符合题意;
B.恒容密闭容器中充入稀有气体,反应体系中各物质浓度均不变,平衡不移动,平衡转化率不变,B不符合题意;
C.催化剂只能改变反应速率,不影响化学平衡移动,平衡转化率不变,C不符合题意;
D.温度不变,按原投料比同时充入和,相当于增大体系压强,平衡向气体分子数减小的正反应方向移动,平衡转化率提高,D符合题意;
故选D。
56.在某一密闭容器中,发生反应 ,K(平衡常数)。下列说法错误的是(每次仅改变一个条件)
A.降低温度,有利于反应正向进行
B.及时抽走部分,的值保持不变
C.加入适宜的催化剂,有利于加快反应速率
D.增大的浓度,该反应达到平衡时,K的值保持不变
【答案】A
【详解】A.该反应正反应,为吸热反应,降低温度平衡向放热的逆反应方向移动,不利于正向进行,A错误;
B.是反应的固有属性,仅与反应体系的始末状态有关,与平衡移动无关,故抽走部分,的值保持不变,B正确;
C.适宜的催化剂可降低反应的活化能,有效加快反应速率,C正确;
D.平衡常数仅与温度有关,温度不变时,增大的浓度,的值保持不变,D正确;
故选A。
◆题型3 勒夏特列原理及其应用(重点)
57.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
①向内推动盛有气体的针筒,气体红棕色加深
②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气
③使用催化剂可加快转化为的速率
④硫酸工业中,增大的浓度有利于提高的转化率
A.②③ B.②④ C.①③ D.①④
【答案】C
【详解】①向内推针筒时,体积压缩使浓度升高导致红棕色加深,平衡正向移动仅减弱浓度升高的幅度,该颜色加深的事实不能用勒夏特列原理解释,①符合题意;
②排饱和食盐水收集利用平衡逆向移动减少溶解,可用勒夏特列原理解释,②不符合题意;
③催化剂只改变反应速率,不影响化学平衡,不能用勒夏特列原理解释,③符合题意;
④增大浓度使平衡正向移动提高转化率,可用勒夏特列原理解释,④不符合题意;
故答案选C。
58.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.新制氯水在光照下颜色变浅
B.对于,及时分离出钾蒸气
C.由、、组成的平衡体系加压后颜色变深
D.对于,选择稀盐酸代替蒸馏水洗涤沉淀
【答案】C
【详解】A.新制氯水中存在平衡,光照下分解浓度降低,平衡正向移动,浓度减小颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.及时分离出钾蒸气,生成物浓度降低,平衡正向移动,可用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.反应前后气体分子数相等,加压平衡不移动,颜色变深是因为体积缩小使浓度增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.稀盐酸中浓度较大,使平衡逆向移动,减少溶解损耗,可用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故答案选C。
59.(25-26高二上·辽宁大连·期中)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水,盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A.②⑤⑥⑦ B.②④⑦⑧ C.①②⑥⑧ D.①③⑤⑦
【答案】A
【详解】①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后,SCN-浓度增大,平衡正向移动,Fe(SCN)3浓度增大,颜色变深,能用勒夏特列原理解释,①不符合题意;
②HCl为强电解质,完全电离,不存在可逆过程,加水稀释,溶液体积增大,则降低,与勒夏特列原理无关,②符合题意;
③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气,,饱和食盐水中大,抑制氯气溶解,能用勒夏特列原理解释,③不符合题意;
④对反应平衡体系增加压强,体积变小,颜色变深,由于平衡正向移动,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,④不符合题意;
⑤催化剂只能同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡无影响,不能用勒夏特列原理解释,⑤符合题意;
⑥已知反应前后气体的体积不变,即压强不能使上述化学平衡发生移动,故由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深,是由于I2 (g)浓度增大,与勒夏特列原理无关,⑥符合题意;
⑦合成氨反应为放热反应,升高温度不利于平衡向正反应方向移动,但可提高反应速率,不能用勒夏特列原理解释,⑦符合题意;
⑧合成氨的反应中,将混合气体中的氨气液化,减小了生成物浓度,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,⑧不符合题意;
故符合题意的有②⑤⑥⑦,答案选A。
60.(25-26高二上·辽宁大连·期中)下列事实能用平衡移动原理解释的是
①实验室常用饱和溶液除去中的
②氯水久置后,浅黄绿色消失
③溶液中加入少量溶液,产生大量气泡
④用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
⑤对平衡体系,减小体积使压强增大,混合气体颜色深
⑥在硫酸工业实际生产中,采用常压条件将转化为
A.①②④ B.②③⑤ C.②④⑥ D.①③⑥
【答案】A
【详解】①CO2溶于水存在反应,饱和NaHCO3溶液中浓度很大,能够促进平衡逆向移动,从而减少CO2的溶解损失,可用平衡移动原理解释;
②Cl2与水反应存在平衡,久置后HClO逐渐分解,促使平衡正向移动,导致Cl2不断消耗,最终浅黄绿色消失,可用平衡移动原理解释;
③FeCl3能催化H2O2分解,但催化剂仅能加快反应速率,不影响平衡移动,与平衡移动无关;
④NaOH溶于水增大浓度使平衡逆向移动,同时大量放热,使平衡正向移动,从而快速制取氨气,可用平衡移动原理解释;
⑤该反应前后气体体积相等,增大压强不影响平衡移动,颜色加深仅是因为体积减小浓度增加,与平衡移动无关;
⑥硫酸工业中存在平衡,增大压强,平衡正向移动,有利于增大产率,但实际选择常压条件,主要是基于经济因素,与平衡移动无关;
上述事实能用平衡移动原理解释的是①②④,故答案选A。
◆题型4 化学平衡图像分析(高频)
61.可逆反应,,,判断下列图像错误的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.可逆反应,ΔH<0,温度越高,反应速率越快,且达到平衡需要的时间越短,另外升高温度,平衡逆向移动,A的转化率降低,图像吻合,A正确;
B.可逆反应,ΔH<0,在恒压条件下,升高温度,平衡逆向移动,C的百分含量降低;在恒温条件下,增大压强,平衡正向移动,C的百分含量增大,图像吻合,B正确;
C.可逆反应,ΔH<0,达到平衡后,升高温度,正、逆反应速率都加快,且v(逆)增大幅度大于v(正),平衡逆向移动,图像吻合,C正确;
D.可逆反应达到平衡后,增大压强,正、逆反应速率都加快,且v(正)增大幅度大于v(逆),平衡正向移动,图像不吻合,D错误;
故选D。
62.(25-26高二上·辽宁大连·期中)下列说法正确的是
A.由图甲可知:反应在低温下有利于自发进行
B.若图乙表示恒温恒容密闭容器中发生反应时,各物质的浓度与其消耗速率之间的关系,则交点A对应的状态为化学平衡状态
C.图丙表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,由图可知
D.图丁表示在恒温恒压条件下,发生反应,在一定条件下达到平衡状态,时刻改变的条件可以是充入
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,升高温度,Z的体积分数增大,平衡正向移动,说明该反应是吸热反应,,增大压强,Z的体积分数减小,平衡逆向移动,说明该反应是气体体积增大的反应,,时反应能够自发进行,则该反应在高温下有利于自发进行,A错误;
B.根据化学反应速率之比等于计量数之比可知,当反应处于平衡状态时,正逆反应速率相等,即消耗二氧化氮的速率等于消耗四氧化二氮的2倍,所以交点A对应的状态不是化学平衡状态,B错误;
C.反应,当投料比=2(计量数之比)时,CO和H2转化率相等,故a=2,C错误;
D.恒温恒压条件下发生反应,时刻改变的条件可以是充入,的浓度瞬间增大,逆反应速率增大,容器的体积增大,反应物的浓度减小,正反应速率减小,平衡逆向移动,D正确;
故选D。
63.(24-25高二上·内蒙古赤峰·期中)往某恒容密闭容器中充入一定量的和进行反应,的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法错误的是
A.压强: B.该反应的
C.反应速率: D.碳元素的百分含量:
【答案】D
【详解】A.该反应是气体分子数增大的反应,相同条件下,压强增大,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,则,A正确;
B.由图,升高温度,转化率减小,则平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,焓变小于0,B正确;
C.同条件下,温度越高反应速率越快,压强越大反应越快,则反应速率:,C正确;
D.根据质量守恒,碳元素的百分含量,则碳元素的百分含量:,D错误;
故选D。
64.(25-26高二上·辽宁朝阳·期末)一定温度下,在恒压密闭容器中发生某反应并达到平衡状态。若保持温度不变,在t0时刻改变外界条件,反应速率发生如图所示的变化。则下列情景与图像不符合的是
A.,t0时充入CO2 B.,t0时充入HI
C.,t0时分离出NH3 D.,t0时充入NO2
【答案】B
【分析】图像中时刻改变条件后:正反应速率和逆反应速率均突变(排除浓度渐变的情况),且 v正'>v逆',平衡正向移动,容器为恒压体系,充入气体或分离气体会改变体积,进而改变浓度。
【详解】A.,时充入,恒压下充入,容器体积增大,浓度增大, 正反应速率突变增大,浓度减小,逆反应速率突变减小,满足 v正'>v逆',平衡正向移动,符合图像,故A正确;
B.,时充入,恒压下充入,容器体积增大,浓度增大,逆反应速率突变增大,、浓度减小,正反应速率突变减小,此时v逆'>v正',平衡逆向移动,不符合图像,故B错误;
C.,时分离出,恒压下分离,容器体积减小,浓度减小,逆反应速率突变减小,、浓度增大,正反应速率突变增大,满足 v正'>v逆',平衡正向移动,符合图像,故C正确;
D.,时充入,恒压下充入,容器体积增大,浓度增大,正反应速率突变增大,浓度减小,逆反应速率突变减小,满足 v正'>v逆',平衡正向移动,符合图像,故D正确;
故答案选B。
◆题型5 化学平衡的有关计算(难点)
65.(25-26高二上·辽宁·阶段检测)向的恒容密闭容器中通入,发生反应,测得不同温度下反应体系中和的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.
C.温度下的浓度平衡常数
D.温度下,反应达到平衡状态时,混合气体中的体积分数为
【答案】C
【分析】T2温度下,平衡时n(A)=3mol,Δn(A)=6mol,Δn(B)=3mol,反应速率比等于系数比,则A、B系数比为2:1,故,反应为;
【详解】A.温度越高反应速率越快,达到平衡时间越短;由图像可知T1条件下反应先达到平衡,故T1 > T2,A正确;
B.由分析,,B正确;
C.反应为,T1温度下,平衡时n(A)=5mol,则Δn(A)=4mol,、生成2mol B、4molC,容器体积2L,平衡常数,C错误;
D.结合分析,T2温度下,平衡时n(A)=3mol、n(B)=3mol、n(C)=6mol,总物质的量12mol,C的体积分数,D正确;
故选C。
66.一定温度下,在一个10L恒容容器中通入X、Y发生反应。已知:X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法合理的是
A.当2v(X)=3v(Z)时,反应达到了平衡状态
B.平衡时Y的体积分数为45%
C.平衡时总压强与起始时总压强之比为9:10
D.3min时,再充入等物质的量的X与Y,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【详解】A.对于可逆反应达平衡状态,正逆反应速率相等,仅给出2v(X)=3v(Z),未明确指明是正反应速率与逆反应速率的关系,A项不符合题意;
B.由图可知,平衡时n(X)=0.7mol,n(Y)=0.9mol,n(Z)=0.2mol,气体的体积分数等于物质的量分数。则平衡时Y的体积分数为=50%,并非45%,B项不符合题意;
C.根据理想气体状态方程pV = nRT(T、V恒定),压强之比等于物质的量之比。起始时n(起始)=1.0mol + 1.0mol=2.0mol,平衡时n(平衡)=0.7mol + 0.9mol+0.2mol = 1.8mol,则平衡时总压强与起始时总压强之比为1.8mol:2.0mol=9:10,C符合题意。
D.平衡时再加入反应物,加入的瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,在建立新的平衡的过程中正反应速率减小,逆反应速率增大,直到正、逆反应速率相等即达到新的化学平衡状态,D项不符合题意。
故答案选C。
67.(24-25高二上·辽宁·期末)工业上用和反应合成甲醇的反应原理为 ,在2 L刚性密闭容器中,通入1 mol 和一定量,的平衡体积分数与温度(T/℃)、投料比的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.温度:
C.下反应的平衡常数
D.下,当各物质的浓度均为时,反应正向进行
【答案】A
【详解】A.和按计量系数比投料,达平衡时的体积分数最大,因此,A正确;
B.根据反应的,升高温度,平衡逆向移动,的体积分数减小,所以,B错误;
C.由图可知,下当投料比时,的平衡体积分数为30%,列三段式:,,解得,将各物质的浓度代入平衡常数的表达式,得,C错误;
D.由图可知,下当投料比时,的平衡体积分数为25%,列三段式:,,解得,将各物质的浓度代入平衡常数的表达式,得,当各物质的浓度均为时,,因此反应逆向进行,D错误;
故答案选A。
68.利用反应可实现从燃煤烟气中回收硫。向两个体积相同的恒容密闭容器中通入和发生上述反应,实验a、b分别在和时达到平衡,体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.与实验b相比,实验a的化学反应速率更快,可能是加入了催化剂
B.实验a在内的平均反应速率约为
C.实验a平衡时,的物质的量为
D.实验b平衡时,的转化率是
【答案】C
【分析】设转化了 x mol SO2
初始总的物质的量为3 mol,总压强为160 kPa,恒温恒容条件下,根据 ,压强与总的物质的量成正比,平衡时的总的物质的量为:,根据三段式,,x=0.75 mol,,据此分析;
【详解】A.实验a在50 min达平衡,b在45 min达到平衡,说明b速率更快。催化剂可加快速率而不影响平衡,符合图示,A错误;
B.根据分析可知,平衡时,则0~50min内二氧化碳的平均反应速率约为,B错误;
C.由分析可知,实验a平衡时,CO的物质的量为0.5 mol,C正确;
D.实验a和实验b达到了相同的平衡,SO2转化率相同,D错误;
故答案选C。
考点六 化学反应的方向
◆题型1 自发过程与自发反应
69.下列说法不正确的是
A.一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关
B.若某一反应,,则该反应在任何温度下都不能自发进行
C.在常温下能自发进行,则该反应
D.反应,一定能自发进行
【答案】C
【详解】A.反应的自发性由焓变(ΔH)和熵变(ΔS)共同决定,A正确;
B.当ΔH>0且ΔS<0时,ΔG=ΔH−TΔS始终大于0,反应在任何温度下均不自发,B正确;
C.反应2NO(g)+2CO(g)→N2(g)+2CO2(g)的气体物质的量减少(4→3),ΔS<0。常温下自发(ΔG<0)需ΔH<0,C错误;
D.ΔH<0且ΔS>0时,ΔG=ΔH−TΔS在任何温度下均小于0,反应一定能自发,D正确;
故选C。
70.化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是
A.墨汁加到清水中使整杯水变黑 B.水在0℃以下结为冰
C.水从高处往低处流 D.石灰石转化为生石灰
【答案】D
【详解】A.墨汁浓度大于水,微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化,A不符合题意;
B.水的凝固点为0℃,水在常温下是液体,水在0℃以下结为冰,是自发进行的物理变化,B不符合题意;
C.水从高处往低处流,是能量降低的过程,是自发进行的变化,C不符合题意;
D.石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行,该变化过程不是自发进行的,D符合题意;
故选D。
71.下列说法正确的是
A.放热反应一定是自发反应
B.熵增的反应不一定是自发反应
C.固体溶解一定是熵减小的过程
D.非自发反应在任何条件下都一定不能发生
【答案】B
【详解】A.放热反应()不一定是自发反应。例如, 是放热反应,但在高温下, 会导致 ,反应不能自发进行,A 错误;
B.熵增的反应()不一定是自发反应。例如, 是熵增反应,但在常温下 且数值较大,会导致 ,反应不能自发进行;只有在高温下, 足够大时, 才会小于 0,反应才能自发进行,B 正确;
C.固体溶解时,粒子从有序的晶体状态变为分散在溶剂中的无序状态,熵是增大的过程。例如, 固体溶于水,,C 错误;
D.非自发反应()在改变条件(如温度、压强)后可能变为自发反应。例如,水分解为氢气和氧气在常温下非自发,但在通电条件下可以发生电解反应,D 错误;
故答案选B。
72.下列说法正确的是
A.一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS<0
B.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的
C.常温下,2H2O2H2↑+O2↑,即常温下水的分解反应是自发反应
D.已知2KClO3 (s) =2KCl(s) + 3O2(g) ΔH=﹣78.03 kJ·mol-1,ΔS=+ 494.4 J·mol-1·k-1,此反应在任何温度下都能自发进行
【答案】D
【详解】A.MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g),反应后物质的量增多,且生成了气体,△S>0,故A错误;
B.反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的,若△H<0,△S>0,则一定自发,若△H>0,△S<0,则一定不能自发,若△H<0,△S<0或△H>0,△S>0,反应能否自发,和温度有关,故B错误;
C.水性质稳定,常温下,水不分解,常温下水的分解反应是不自发反应,故C错误;
D.氯酸钾的分解2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2↑(g)△H<0,△S>0,根据△G=△H-T•△S<0一定成立,此反应在任何温度下都能自发进行,故D正确;
故选D。
◆题型2 化学反应进行方向的判据
73.已知:常温条件下,与可化合生成;加热时,可分解生成氨气和氯化氢。下列关于反应的焓变和熵变判断正确的是
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】反应中NH4Cl(固体)分解为NH3(气体)和HCl(气体),气体分子数增加,故;为分解反应,属于吸热反应,故,故答案选A。
74.(25-26高二上·辽宁阜新·期中)关于化学反应进行的方向,下列叙述正确的是
A.能自发进行的反应一定是熵增的过程
B.自由能变化G<0的化学反应一定能迅速进行
C.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
D.NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的H>0
【答案】D
【详解】A.能自发进行的反应不一定是熵增过程,当ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发,若ΔH<0(即放热反应),即使ΔS<0(即熵减)也可能低温下自发,A错误;
B.ΔG<0仅表明反应在热力学上能够自发进行,但反应速率由动力学因素(如活化能)决定,与ΔG无关,B错误;
C.放热反应(ΔH<0)不一定是自发的,若ΔS为负且温度较高,可能导致ΔG>0;吸热反应(ΔH>0)在ΔS足够大时高温下也可自发,C错误;
D.NH4Cl分解为气体导致熵增(ΔS>0),室温下不自发(ΔG<0),根据ΔG=ΔH-TΔS<0可推ΔH>0,D正确;
故答案为:D。
75.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有着重要的意义,下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
B.,的反应在温度低时不能自发进行
C.硝酸铵晶体溶于水是熵增的过程,能自发进行
D.在常温下能自发进行,则该反应的
【答案】B
【详解】A.∆H-T∆S<0的反应可自发进行,则某吸热反应(∆H>0)能自发进行,因此该反应是熵增(∆S>0)反应,故A正确;
B.、的反应在任何温度下都满足∆H-T∆S<0,即任何温度下该反应均能自发进行,故B错误;
C.硝酸铵溶于水的过程是溶解后电离出自由移动离子的过程,体系的混乱度增大,熵变∆S>0,能自发进行,故C正确;
D.由化学计量数可知该反应是气体分子数减小的反应则∆S<0,在常温下能自发进行,则该反应是焓减的反应即∆H<0,故D正确;
故选:B。
76.下列反应在任何温度下均能自发进行的是
A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g) ΔH=+163kJ·mol-1
B.Ag(s)+Cl2(g)=AgCl(s) ΔH=-127kJ·mol-1
C.HgO(s)=Hg(l)+O2(g) ΔH=+91kJ·mol-1
D.H2O2(l)=O2(g)+H2O(l) ΔH=-98kJ·mol-1
【答案】D
【详解】A.ΔH>0,ΔS<0,在任何温度下,ΔH-TΔS>0,即任何温度下反应都不能自发进行,A不符合题意;
B.ΔH<0,ΔS<0,在较低温度下,ΔH-TΔS<0,即低温下反应能自发进行,B不符合题意;
C.ΔH>0,ΔS>0,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS<0,必须升高温度,即反应只有在较高温度时能自发进行,C不符合题意;
D.ΔH<0,ΔS>0,在任何温度下,ΔH-TΔS<0,即在任何温度下反应均能自发进行,D符合题意;
故选D。
考点七 化学反应的调控
◆题型1 合成氨条件的选择
77.(25-26高二上·辽宁阜新·期中)有关工业合成氨的说法正确的是
A.使用铁催化剂可提高反应物的平衡转化率
B.将氨气液化分离后,可提高氨气的产率
C.升高温度有利于向合成氨反应方向进行
D.增大压强有利于加快反应速率,所以压强越大越好
【答案】B
【详解】A.催化剂只能加快反应速率,不影响化学平衡,因此无法提高平衡转化率,A错误;
B.将氨气液化分离后,减少了生成物浓度,促使平衡向正反应方向移动,从而提高氨气产率,B正确;
C.合成氨是放热反应,升高温度会使平衡逆向移动,不利于合成氨反应的进行,C错误;
D.增大压强虽加快反应速率且有利于合成氨,但过高的压强对设备要求苛刻、且增加动力,实际生产中需综合考虑成本和安全,并非越大越好,D错误;
故答案为:B。
78.(25-26高二上·浙江宁波·期中)如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A.步骤①中净化可以防止催化剂中毒
B.步骤③、④、⑤均有利于提高正逆化学反应速率
C.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
D.工业合成氨反应,该反应能在低温自发进行
【答案】B
【分析】和经过除杂干燥后,加压加快反应速率,提高产率,在催化剂和500℃作用下,发生可逆反应:,经过液化分离后,得到氨气,剩余的氮气和氢气则再循环用于下一次生产。
【详解】A.步骤①中“净化”是除去杂质,以防止催化剂中毒,A正确;
B.步骤③使用催化剂和500℃能提高正逆反应速率;步骤④液化分离出氨气,生成物浓度减小,反应速率减慢;步骤⑤、的循环再利用有利于提高反应速率,B错误;
C.合成氨的反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,提高原料转化率,加压也可以加快反应速率,C正确;
D.工业合成氨反应,气体分子数减少,即,根据吉布斯自由能公式,反应只有在低温的情况下才能小于0,反应才能自发进行,D正确;
故选B。
79.下列有关合成氨工业的说法正确的是
A.增大的浓度,可提高的平衡转化率
B.由于氨易液化,、在实际生产中可循环使用,所以总体来说氨的产率比较高
C.合成氨工业的反应温度控制在400~500℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.合成氨厂采用的压强是10Mpa~30MPa,因为该压强下催化剂铁触媒的活性最大
【答案】B
【详解】A.增大的浓度,平衡正向移动,可提高H2的平衡转化率,的平衡转化率降低,故A错误;
B.由于氨易液化,分离出的、在实际生产中可循环使用,所以总体来说氨的产率比较高,故B正确;
C.合成氨反应为放热反应,升高温度,合成氨反应逆向移动,合成氨工业的反应温度控制在400~500℃,是因为此温度催化剂活性较高,反应速率快,故C错误;
D.合成氨的反应是气体分子数减小的反应,高压有利于向正反应方向移动,且能提高反应速率,跟催化剂的活性无关,故D错误;
选B。
80.(24-25高二上·吉林·阶段检测)对于工业合成氨的反应,以下分析错误的是
A.可以通过改变温度、压强控制合成氨的反应限度
B.高压比常压条件更有利于合成氨的反应,提高氨气的产率
C.左右比室温更有利于合成氨的反应,提高氨气的产率
D.合成氨工业采用高压,不仅能提高转化率,还能缩短到达平衡的时间
【答案】C
【详解】A.改变温度、压强,可使合成氨的反应平衡发生移动,可改变反应的限度,故A正确;
B.增大压强,反应速率增大,且平衡正向移动,提高产率,故B正确;
C.合成氨反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于提高氨气的产率,故C错误;
D.增大压强,反应速率增大,且平衡正向移动,可提高反应的转化率和氨气的产率,还能缩短到达平衡的时间,故D正确;
故选C。
◆题型2 化学反应条件控制的相关实验
81.工业可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量和,测得相同时间内的转化率随温度变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.b点反应速率
B.升高温度,甲醇平衡转化率会增大
C.生产时反应温度控制在为宜
D.平衡常数,反应速率
【答案】B
【详解】A.b点位于转化率随温度升高而增大的阶段,反应未达到平衡,正向进行,因此,A正确;
B.由最高点后温度升高CO转化率降低可知,该反应正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,甲醇平衡转化率减小,B错误;
C.温度在范围内CO转化率最高,生产效益最优,因此反应温度控制在该范围为宜,C正确;
D.该反应为放热反应,温度越高平衡常数越小,故;温度越高反应速率越快,d点温度高于b点,故,D正确;
故选B。
82.温度改变对催化剂活性有影响,评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下:
空时收率
CO的选择性
某学习小组以反应: 为研究对象,在不同温度下,对四组其他条件都相同的反应物进行研究,经过相同时间小时,测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。
组别
反应温度(℃)
空时收率
CO的选择性(%)
①
130
0.70
72.5
②
140
0.75
71.0
③
150
0.71
55.6
④
160
0.66
63.3
下列说法正确的是
A.温度升高,空时收率先增大后减小,说明
B.温度升高,催化剂活性逐渐减弱,对CO的选择性逐渐降低
C.时,CO的选择性最高,说明CO生成的转化率最高
D.综合考虑空时收率和CO的选择性,工业生成时,选择效果最好
【答案】D
【详解】A.根据表格数据,温度升高,空时收率先增大后减少,空时收率与的质量、反应时间、催化剂的体积三个因素有关,温度越高,建立平衡需要的反应时间越少,不能判断的质量的变化,也就无法判断反应的焓变,A错误;
B.根据数据,温度升高,CO的选择性先逐渐降低,后又升高,说明反应温度在时副反应较多,随着温度升高,催化剂活性可能逐渐增强,对CO的选择性又逐渐升高,B错误;
C.时,CO的选择性最高,只能说明此时的副反应较少,不能说明CO生成的转化率是否最高,C错误;
D.在时空时收率达到最高,CO的选择性也较高,副反应较少,因此工业生成时,选择效果最好,D正确;
故选D。
83.工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下:① ;② 。当①、②反应体系的压强各为、时,分别改变进料比和反应温度,二者对产率和的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是
A.
B.反应①,增加HCl浓度,反应速率加快,产率增大
C.反应①更适合在较低温度下进行
D.反应②,工业上选择反应温度1300℃更合适
【答案】C
【详解】A.由图1可知,随温度升高,的产率下降,,图2可知,随温度升高,的平衡转化率增大,,因此,A错误;
B.由图1可知,反应①,增加HCl浓度,反应速率加快,产率减小,B错误;
C.反应①,,,根据,反应①更适合在较低温度下进行,C正确;
D.由图2可知,1300℃与1100℃曲线很接近,工业上选择反应温度还要考虑效能与成本的关系,故选择1100℃更合适,D错误;
故选C。
84.、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在、和不同压强下发生反应:,的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.恒压条件下,增加初始用量,增大
B.该反应在常温常压下进行最有利于提高效益
C.压强大小顺序为
D.其他条件不变,若将、初始用量调整为,则增大
【答案】C
【详解】A.恒压条件下,增加初始用量,、的浓度等比例减小,相当于减小压强,该反应是气体体积减小的反应,减小压强,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,A错误;
B.虽然升高温度,SO2的平衡转化率减小,但实际生产当中除了考虑平衡转化率,还需要考虑反应速率和催化剂活性,常温下反应速率较慢,不利于提高效益,B错误;
C.该反应前后气体系数之和减小,相同温度下,增大压强,平衡正向移动,SO2的转化率增大,所以,C正确;
D.当SO2的量一定时,氧气的用量越大,SO2的平衡转化率越大,其他条件不变,若将SO2、O2初始用量调整为2∶1,相当于减少了氧气的用量,SO2的平衡转化率减小,D错误;
故选C。
考点八 化学反应速率与化学平衡的综合应用
◆题型1 化学反应速率与化学平衡的图像分析(高频)
85.(25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·阶段检测)已知: ,向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应,时达到平衡状态Ⅰ,在时改变某一条件,时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件:升高温度
C.平衡时逆反应速率V(逆):V(Ⅱ)<V(Ⅰ)
D.平衡常数K:K(Ⅱ)=K(Ⅰ)
【答案】D
【详解】A.该反应前后气体总分子数相等,恒温恒容条件下容器内气体压强始终保持不变,因此压强不变无法表明反应达到平衡,A错误;
B.若时升高温度,正反应速率会瞬间增大,与图像中时刻正反应速率瞬时不变的特征不符,B错误;
C.平衡状态下正逆反应速率相等,由图可知平衡状态Ⅱ的正反应速率大于状态Ⅰ,因此,C错误;
D.平衡常数仅与温度有关,反应在恒温条件下进行,温度不变则平衡常数不变,故,D正确;
故选D。
86.在容积不变的密闭容器中存在如下反应,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是
A.图Ⅰ中时刻是增大O2或SO2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ中时刻可能是增大体系压强对反应速率的影响
C.图Ⅲ是研究压强对化学平衡的影响图象,且甲的压强较低
D.图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响,且甲的温度比乙低
【答案】D
【详解】A. 图Ⅰ中时刻是增大O2或SO2的浓度的瞬间,SO3的浓度不变,故正反应速率突然增大,逆反应速率不变,A错误;
B. 由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向,故增大压强平衡正向移动,正反应速率和逆反应速率均增大,但是正反应速率增大的更快,B错误;
C. 由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向,故增大压强平衡正向移动,SO2的转化率增大,C错误;
D. 由于该反应正反应为一个放热反应的方向,故升高温度平衡逆向移动,SO2的转化率减小,图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响,且甲的温度比乙低,D正确;
故答案为:D。
87.一定条件下向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的B三种气体,图1表示各物质浓度随时间的变化关系,图2表示速率随时间的变化关系,时刻各改变一种条件,且改变的条件均不同,若时刻改变的条件是压强,则下列说法错误的是
A.时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
B.该反应的化学方程式为
C.若,则前15s的平均反应速率
D.B的起始物质的量为0.04mol
【答案】A
【分析】t2时正、逆反应速率中只有其中一个增大,应是改变某一物质的浓度,t4时改变的条件为减小压强,正逆反应速率仍相等,说明反应前后气体的体积相等,t5时正逆反应速率都增大,应是升高温度,由图甲可知,t1时到达平衡,c(A)=0.09mol/L,c(C)=0.06mol/L,二者化学计量数之比为0.09:0.06=3:2,则B为生成物,反应方程式为。
【详解】A.t2时刻该变外界条件,其中某方向速率一瞬间不发生变化,另一方向化学反应速率增大,故t2时刻该变的外加条件为增大反应物或生成物浓度浓度,t3时刻改变外界条件,化学反应速率均增大,且正逆化学反应速率相等,故t3时刻该变的外界条件可以是加入催化剂,t5时刻后正逆化学反应速率均增大,其改变外界条件可能为升温,故A错误;
B.由分析知,B为生成物,反应方程式为,故B正确;
C.若,则前15s内C的浓度增大0.06mol/L,则,故C正确;
D.加入0.3mol A,A的初始浓度为0.15mol/L,则容器体积为2L,B是生成物,根据方程式B的变化量为0.03mol/L,B的初始浓度为0.05-0.03=0.02mol/L;B的起始物质的量为0.02mol/L ×2L=0.04mol,故D正确;
选A。
88.(25-26高二上·黑龙江·期中)在密闭容器中,反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,下列分析正确的是
A.图Ⅰ中,若t时刻仅改变了温度,则该反应的
B.图Ⅱ中,平衡状态甲与乙的反应物转化率:乙>甲
C.图Ⅱ中,t时刻可能是增大了压强
D.图Ⅲ表示反应分别在不同压强下达到甲、乙两个平衡,说明乙的压强大于甲
【答案】D
【详解】A.温度升高,,说明平衡正移,则,A错误;
B.由图可知,正逆反应速率增大程度相等,平衡不移动,转化率不变,B错误;
C.该反应左右两侧气体分子数不相等,改变p平衡会移动,所以图Ⅱ中,t时刻可能是使用了催化剂,C错误;
D.根据“先拐先平数值大”可知,乙压强高,增大压强,平衡正移,XY质量分数增大,D正确;
故答案选D。
◆题型2 基于图表数据的计算(高频)
89.(24-25高二上·黑龙江绥化·期中)在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如表,下列说法中正确的是
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B.在25℃时,反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为0.5
C.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4(g)、CO浓度均为0.5mol/L,则此时v(正)>v(逆)
D.在80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,则Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2mol/L
【答案】D
【详解】A.根据表中数据,温度升高,平衡常数减小,说明升温使平衡向逆反应方向移动,升温不利于正反应,说明该反应为放热反应,A错误;
B.题中25℃时正反应平衡常数,若反应方向倒转,Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g),,B错误;
C.在80℃时,,测得某时刻,Ni(CO)4(g)、CO(g)浓度均为0.5mol/L,则此时,说明此时生成物浓度偏高,体系会向逆反应方向移动,v(正)<v(逆),C错误;
D.在80℃时,,在300mL的密闭容器中,测得n(CO)=0.3mol,,代入,则Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2mol/L,D正确;
故答案选D。
90.(25-26高二上·黑龙江大庆·阶段检测)400℃时,向容积为的密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:。反应过程中测得的部分数据见表:
0
10
20
30
0.10
0.04
0.02
0.20
0.04
下列说法中,正确的是
A.反应在前内的平均速率为
B.400℃时,该反应的平衡常数数值为
C.向平衡后的体系再加入和,则
D.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,则反应的
【答案】D
【详解】A.反应在前10 min内,CO的物质的量减少了0.06mol,则消耗的氢气为0.12mol,容器体积为2L,用H2表示的平均速率为=0.006mol/(L▪min),故A错误;
B.由题中表格可得三段式:,30min时CO和H2的物质的量与20min时的物质的量相同,即20min时已达到平衡状态,K==10000,故B错误;
C.Q==3181.8<K=10000,平衡正向移动,v正>v逆,C错误;
D.由B中三段式可知,原平衡时,保持其他条件不变,升高温度,c(CH3OH)=0.06mol·L-1>mol·L-1=0.04mol·L-1,即平衡时甲醇浓度升高,反应正向移动,则反应的正反应为吸热反应,ΔH>0,故D正确;
故答案为D。
91.(24-25高二上·黑龙江大庆·期中)一定温度下,在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应:。
容器编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
①
387
0.20
0.080
0.080
②
387
0.40
③
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是
A.达到平衡时,容器①中的体积分数比容器②中的小
B.容器①中反应达平衡后,充入0.2mol氩气,原体系中各物质浓度保持不变
C.若容器①中反应在绝热条件下进行,达平衡时
D.若起始时,向容器①中充入、、各0.10mol,此时反应逆向进行
【答案】B
【详解】A.恒容条件下,容器②相当于在容器①的基础上加压,由于该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,因此平衡不移动,所以容器①中的CH3OH体积分数和容器②中的相等,A错误;
B.容器①中反应达平衡后,充入0.2mol氩气,容器体积不变,则原体系中各物质浓度保持不变,B正确;
C.对比①、③可知,升高温度CH3OCH3(g)的物质的量减小,说明平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应方向移动,则正反应为放热反应,若容器①中反应在绝热条件下进行,相当于升温,平衡逆向移动,达平衡时n(H2O)<0.080mol,C错误;
D.容器①平衡时c(CH3OH)=0.04mol/L、c(CH3OCH3)=0.08mol/L、c(H2O)=0.08mol/L,平衡常数K==4,若起始向容器①中充入CH3OH0.10mol、CH3OCH30.10mol、H2O0.10mol,则浓度熵Qc==1<4,反应向正反应方向移动,D错误;
故选B。
92.(24-25高二上·辽宁锦州·阶段检测)时,在两个起始容积都为1L的恒温密闭容器中发生反应,实验测得;。为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器
物质的起始浓度/(mol/L)
物质的平衡浓度/(mol/L)
Ⅰ(恒容)
0.1
0.1
0
0.07
Ⅱ(恒压)
0
0
0.8
A.平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于1:4
B.平衡时,容器Ⅱ中
C.时,反应的平衡常数为
D.平衡时,向容器Ⅰ中再通入和0.2molHI,此时
【答案】B
【详解】A.该反应为气体分子总数不变的反应,平衡时容器Ⅰ总物质的量恒为0.2mol,容器Ⅱ总物质的量恒为0.8mol,两容器恒温,且Δn=0时恒压容器Ⅱ体积保持起始1L不变,压强之比等于物质的量之比为1:4,A错误;
B.反应前后气体分子数不变,容器Ⅱ起始0.8mol/L HI等效于0.4mol/L H2和0.4mol/L I2,与容器Ⅰ投料比相同,属于等效平衡,平衡时I2浓度为容器Ⅰ的4倍,即,B正确;
C.平衡时正逆反应速率相等,即,平衡常数,不是,C错误;
D.容器Ⅰ原平衡中、、,通入气体后、、,浓度商,反应逆向进行,,D错误;
故答案为B。
综合攻坚·知能拔高
1.化学在生活中的应用随处可见。下列食品添加剂与化学反应速率有关的是
A.在食品中添加柠檬黄 B.制作豆腐时添加石膏
C.在奶粉中添加硫酸锌 D.腌制腊肉时添加食盐
【答案】D
【详解】A.柠檬黄是食用着色剂,作用为改善食品色泽,与化学反应速率无关,A错误;
B.石膏的主要成分为,属于电解质,可使豆浆中的蛋白质胶体发生聚沉制得豆腐,属于胶体性质的应用,与化学反应速率无关,B错误;
C.硫酸锌属于营养强化剂,作用是补充人体必需的微量元素锌,与化学反应速率无关,C错误;
D.腌制腊肉时添加食盐可升高渗透压,抑制微生物生长繁殖,减慢食品腐败变质的化学反应速率,延长食品保质期,与化学反应速率有关,D正确;
故选D。
2.在硫酸工业中,通过反应将转化为,某研究小组测量了在不同温度和压强下的平衡转化率如下表:
温度/
平衡转化率/%
0.1 MPa
0.5 MPa
1 MPa
5 MPa
10 MPa
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
下列说法正确的是
A.根据表中数据,实际生产中应选择高压条件下进行反应
B.对尾气中进行回收,可防止污染环境同时提高原料利用率
C.该反应,实际生产中应选择低温条件下进行反应
D.实际生产中选择作催化剂,可提高的平衡转化率
【答案】B
【详解】A.由表格数据可知,450℃、0.1 MPa时的平衡转化率已经达到97.5%,继续增大压强转化率提升幅度很小,且高压对设备、能耗要求高,实际生产采用常压,A错误;
B.是有毒气体,会造成酸雨等污染,回收尾气中的可减少环境污染,同时重新投入反应提高原料利用率,B正确;
C.该反应,低温虽然有利于提高平衡转化率,但低温会使反应速率大幅降低,且该反应的催化剂活性温度在400~500℃范围,实际生产选择适宜温度而非低温,C错误;
D.催化剂只能改变反应速率,不影响化学平衡状态,不能提高的平衡转化率,D错误;
故选B。
3.直接脱氢反应为,的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.温度压强均不同时,的平衡转化率不同
C.时,的平衡转化率一定小于
D.某温度下测得平衡转化率为20%时,可计算得出
【答案】C
【详解】A.该反应气体分子数增大,相同压强下,温度升高平衡转化率增大,说明平衡正向移动,正反应吸热,,A错误;
B.等转化率线上的点对应温度、压强均不同,但平衡转化率相同,B错误;
C.该反应为气体分子数增大的反应,相同温度下压强越大平衡转化率越低,700℃时转化率为50%对应的压强小于0.7MPa,因此0.7MPa时平衡转化率一定小于50%,C正确;
D.平衡常数需要用平衡分压或平衡浓度计算,仅知道转化率,缺少总压强或容器体积等条件,无法计算,D错误;
故选C。
4.一定温度下,在1L的密闭容器中,加入1mol N2和3mol H2,发生反应:。在10min末时,测得H2的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是
A.v(H2)=0.24mol·L-1·min-1
B.
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.加入适宜的催化剂,可使反应物活化分子百分数增大
【答案】D
【详解】A.计算,则,A错误;
B.化学反应速率之比等于化学计量数之比,故,B错误;
C.升高温度,单位体积内活化分子百分数增大,正、逆反应速率均增大,C错误;
D.加入适宜的催化剂可降低反应活化能,使反应物活化分子百分数增大,D正确;
故选D。
5.HI分解为和的能量-反应进程如图所示,下列说法不合理的是
A.该反应是放热反应
B.该反应的中间体是
C.该反应包含两个基元反应
D.HI发生有效碰撞的合适取向为
【答案】D
【详解】A.反应物的总能量高于生成物的总能量,反应为放热反应,A正确;
B.反应进程中是第一步生成、第二步消耗的中间物种,属于反应中间体,B正确;
C.能量图存在两个能垒(过渡态),对应两个基元反应,C正确;
D.分解生成和时,需要两个中的原子相互靠近、原子与原子相互靠近,才能顺利完成旧键的断裂和新键的形成,图示取向中原子相互远离,无法满足新键形成的空间要求,不是该反应有效碰撞的合适取向,D错误;
故选D。
6.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.压缩盛有的容器体积时,气体颜色变深
B.溶液中加入固体KSCN后颜色变深
C.对于合成氨的反应,较低温度有利于增大转化率
D.在一定条件下的密闭容器中发生反应: ,等压下通入稀有气体提高乙烷转化率
【答案】A
【详解】A.反应过程中,压缩盛有的容器体积时,气体颜色变深是的浓度增大导致的,与勒夏特列原理无关,A符合题意;
B.加入固体KSCN,对于平衡体系,增大反应物浓度,平衡正向移动,溶液的颜色变深,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.合成氨反应的正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,有利于增大转化率,所以能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.恒压下通入稀有气体,平衡正向移动,提高乙烷的转化率,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
答案选A。
7.向一恒容密闭容器中加入1mol CH4和一定量的H2O(g),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.投料比x1 <x2
B.a、b、c三点对应的平衡常数:K(a点)>K(b点)>K(c点)
C.H2平衡产率:a点<b点
D.T1温度时,增大压强,CH4平衡转化率可由b点下降到c点
【答案】B
【详解】A.投料比x越小,CH4的平衡转化率越大。由图可知,b点CH4的平衡转化率大于c点CH4的平衡转化率,故投料比x1<x2,A不符合题意;
B.由图可知,升高温度,CH4的平衡转化率增大,平衡正向移动,该反应为吸热反应。对于吸热反应来说,升高温度,平衡常数增大,则a、b、c三点对应的平衡常数:K(a点)<K(b点)=K(c点),B符合题意;
C.由图可知,升高温度,CH4的平衡转化率增大,平衡正向移动,H2平衡产率增大,故a点H2平衡产率小于b点H2平衡产率,C不符合题意;
D.该反应是气体分子数增多的反应,反应温度为T1,增大压强,平衡逆向移动,CH4平衡转化率减小,故CH4平衡转化率可由b点下降到c点,D不符合题意;
故答案选B。
8.室温下,用0.1mol/L Na2S2O3溶液、0.1mol/L H2SO4溶液和蒸馏水进行如下表所示的五组实验,分别测量浑浊度随时间的变化。(已知:)
编号
Na2S2O3溶液
H2SO4溶液
蒸馏水
V/mL
V/mL
V/mL
①
1.5
3.5
10
②
2.5
3.5
9
③
3.5
3.5
x
④
3.5
2.5
9
⑤
3.5
1.5
10
下列有关说法不正确的是
A.实验③中x=8
B.在五组实验中,反应速率最慢的是实验①
C.本实验可知,Na2S2O3溶液浓度和H2SO4溶液浓度对该反应速率影响程度不同
D.本实验可以用产生气泡的快慢比较反应速率
【答案】D
【详解】A.该实验需控制溶液总体积一致,①组总体积为,故③组中,A正确;
B.由图像可知,实验①达到相同浑浊度所需时间最长,说明反应速率最慢,B正确;
C.对比仅改变浓度的①②组、仅改变浓度的③④⑤组的反应速率变化幅度,可知两种反应物浓度对反应速率的影响程度不同,C正确;
D.反应生成的易溶于水,反应初期无明显气泡逸出,无法通过产生气泡的快慢比较反应速率,D错误;
故选D。
9.向恒容密闭容器中加入1mol CO2和一定量的H2,发生反应。在不同投料比x[n(CO2):n(H2)]时,CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.投料比:x1>x2
B.反应速率:
C.a、b、c对应的平衡常数
D.a和c对应的CO的物质的量分数相等
【答案】B
【详解】A.相同温度下,投料比越小,的量越多,平衡转化率越大,由图可知相同温度下对应转化率更高,故,A错误;
B.b、c温度均为,b点更小,浓度更大,反应物浓度越大反应速率越快,平衡时,故,即,B正确;
C.由图可知温度升高平衡转化率增大,说明正反应吸热,温度越高平衡常数越大,b、c温度相同故,a温度低于b、c,故,C错误;
D.a、c点平衡转化率相同,但投料比不同,初始量不同,该反应前后气体总物质的量不变,生成的物质的量相同但总物质的量不同,故的物质的量分数不相等,D错误;
故选B。
10.在一定温度下,在密闭容器中进行反应: 。测得随时间(t)变化如图所示,在时改变条件。下列有关说法正确的是
A.的平衡转化率时刻等于时刻
B.时刻的平衡常数大于时刻的平衡常数
C.混合气体的平均摩尔质量:时刻小于时刻
D.时刻改变的条件可能是缩小容器体积
【答案】A
【详解】A.时刻改变条件后达到的新平衡与时刻的平衡为等效平衡,反应物平衡转化率不变,因此的平衡转化率时刻等于时刻,A正确;
B.平衡常数仅与温度有关,反应温度不变,因此时刻的平衡常数等于时刻的平衡常数,B错误;
C.两次平衡为等效平衡,混合气体总质量不变、总物质的量相等,因此混合气体的平均摩尔质量时刻等于时刻,C错误;
D.若时刻缩小容器体积,压强增大,平衡正向移动,新平衡时反应物浓度大于原平衡,应大于时刻,与图像不符,D错误;
故选A。
11.已知:。一定温度下,在2L恒容密闭容器中,按照下表中甲、乙两种方式进行投料,经过一段时间后达到平衡状态,测得甲中CO的转化率为50%。下列说法中正确的是
甲
乙
0.2mol NO2
0.1mol NO2
0.4mol CO
0.2mol CO
A.该反应的ΔS>0
B.达到平衡时,甲中NO2的浓度是乙中的2倍
C.该反应能完全消除CO污染
D.该温度下,反应的平衡常数为10
【答案】D
【详解】A.该反应反应物总气体物质的量为,生成物总气体物质的量为,气体分子数减少,故,A错误;
B.甲投料为乙的2倍,恒容条件下相当于对乙体系加压,该反应为气体分子数减少的反应,加压平衡正向移动,转化率增大,故平衡时甲中浓度小于乙中的2倍,B错误;
C.该反应为可逆反应,反应物不能完全转化,无法被完全消耗,不能完全消除污染,C错误;
D.甲容器体积为,起始浓度,,转化率为50%,则平衡时,列三段式
平衡常数,D正确;
答案选D。
12.温度为T1时,将1.6 mol气体X和1.6 mol气体Y充入10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g),一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表,下列说法正确的是。
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
1.2
1.1
1.0
1.0
A.0-4 min,Z的平均速率为0.25 mol/(L·min)
B.其他条件不变,9 min后,向容器中再充入1 mol X和1 mol Z,平衡向逆反应方向移动
C.T1时,反应的平衡常数K=1.2
D.向容器内充入稀有气体,反应速率增大
【答案】B
【详解】A.0~4min内消耗Y的物质的量为,,速率比等于化学计量数之比,故,A错误;
B.首先计算下平衡常数,平衡时,故,,。充入和后,,,仍为,浓度商,平衡向逆反应方向移动,B正确;
C.由上述计算可知时平衡常数,C错误;
D.恒容容器中充入稀有气体,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,D错误;
故选B。
13.若将和通入体积为的密闭容器中,分别在和温度下进行反应,下图曲线分别只表示的浓度(或的物质的量)随时间的变化(、分别代表某一种反应物或生成物)。下列说法正确的是
A.表示的物质是
B.温度下,该反应的平衡常数为
C.温度下,反应速率
D.温度下,反应达到平衡时容器内气体压强比低
【答案】B
【详解】A.X的浓度随反应进行逐渐增大且起始浓度为0,属于生成物,故X表示,不是,A错误;
B.温度下平衡时,列三段式计算:平衡浓度:,,,代入平衡常数表达式得,B正确;
C.温度下4~12 min,,,不等于,C错误;
D.温度下反应速率更快,故,该反应,温度升高平衡逆向移动,气体总物质的量增大,恒温恒容下压强与气体总物质的量成正比,故平衡时压强更高,D错误;
故选B。
14.有效利用对实现“碳中和”意义重大。请回答下列问题:
(1)加氢制甲醇的总反应为:,该总反应可认为通过如下两个反应步骤来实现,能量变化如图所示。
I.
Ⅱ.
则________kJ/mol,反应步骤________(填“I”或“II”)是总反应的决速步。
(2)一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入和,发生反应:。测得和的浓度随时间变化如图所示。
①能说明反应达到平衡状态的是______(选填字母编号)。
A.容器内气体密度不变
B.
C.容器内气体压强不变
D.
②从理论上分析,为了使尽可能多地转化为甲醇,应选择的条件是_______(选填字母编号)。
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
③3min~9min时间内,的化学反应速率______(结果保留到小数点后3位)。该温度下,化学平衡常数K=_______(结果保留到小数点后1位)。
(3)不同压强下,按照投料,实验测得的平衡转化率随温度的变化关系如下图所示,压强、、由大到小的顺序为_____________________。
【答案】(1) I
(2) ①CD ②D ③0.042 5.3
(3)
【详解】(1)根据盖斯定律,总反应可由反应I和反应Ⅱ相加得到,因此 。由能量变化图可知,反应I的活化能(能垒)大于反应Ⅱ的活化能,活化能越大反应速率越慢,慢反应决定总反应速率,故反应步骤Ⅰ是总反应的决速步。
(2)① A.该反应在恒容密闭容器中进行,气体总质量不变,容器体积不变,气体密度始终不变,不能说明达到平衡状态,A错误;
B.未指明正逆反应速率,不能说明达到平衡状态,B错误;
C.该反应是气体分子数减少的反应,恒容条件下,压强不变说明各物质的物质的量不再变化,即达到平衡状态,C正确;
D.由图可知,当 时,两者的浓度不再随时间发生变化,说明达到平衡状态,D正确;
故选CD。
②该反应的正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动;正反应是气体分子数减少的反应,增大压强平衡正向移动。为了使 尽可能多地转化为甲醇,应选择低温、高压的条件。故选D。
③3~9 min时间内,的浓度变化量,则 。由图可知,平衡时 ,。根据反应方程式,消耗的 ,生成的 。初始 ,则平衡时 。该温度下的化学平衡常数 。
(3)该反应的正反应是气体分子数减少的反应。在相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,的平衡转化率增大。由图可知,在相同温度下,的平衡转化率 ,故压强大小顺序为 。
15.按要求回答下列问题。
(1)向某一恒容的密闭容器中加入1mol、3mol使其发生反应: ,达到平衡后分别在、、时均只改变某一个条件,相应反应速率的变化如图所示。时改变的条件是_______,四个平衡状态中,的平衡转化率最小的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
(2)能说明上述反应已经达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.每断裂1mol键,同时断裂6mol键 b.
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变 d.和的浓度比为
(3)将12 mol和9 mol充入某2L初始压强为kPa的密闭容器内,控制不同温度使其发生反应:,测得第5min时容器中NO转化率与温度的关系如图所示。
①a、b、c三点速率最快的是_______(填“a”、“b”或“c”)。
②c点反应_______(填“正向”“逆向”“不”)移动。
③5min内,b点用的浓度变化表示反应的平均速率_______。
④在温度为时,该反应达到平衡状态后,容器的压强_______kPa(用表示)。
【答案】(1) 升高温度 d
(2)ac
(3) c 不
【详解】(1)由图可知,时正、逆反应速率均突然增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,对于反应(),升高温度会使正、逆反应速率均增大,且平衡向吸热方向(即逆向)移动,符合图象特征,故改变的条件是升高温度;(状态a)为初始平衡; 时正逆速率同等程度增大,为加入催化剂,平衡不移动,转化率不变(状态b);时正逆速率均减小且平衡逆向移动,为减小压强,转化率减小(状态c);时升高温度,平衡进一步逆向移动,转化率继续减小(状态d),因此平衡转化率最小的是 d。
(2)a.每断裂键代表正反应消耗 ,同时断裂键代表逆反应消耗 。正逆反应速率之比等于化学计量数之比(),说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,a正确;
b.达到平衡时应满足,选项中等式错误,不能说明达到平衡,b错误;
c.混合气体的总质量不变,但该反应前后气体总物质的量发生变化。当平均摩尔质量保持不变时,说明气体总物质的量不再改变,反应达到平衡,c正确;
d.初始加入的和物质的量之比为,反应消耗的比例也为,因此在反应的任何时刻两者的浓度比始终为,不能作为判断平衡的标志,d错误;
故选 ac。
(3)① 温度越高,化学反应速率越快。a、b、c 三点中 c 点温度最高,因此反应速率最快。
② 图象表示第时的转化率,b 点转化率达到最大值,说明 b 点及之后的点在时均已达到平衡状态。c 点处于平衡曲线上,此时反应处于动态平衡,平衡不移动。
③ b 点时的转化率为 ,则消耗的物质的量为。根据化学方程式,消耗的物质的量为 ,容器体积为,时间为,则 。
④ 初始时气体总物质的量,在温度下达到平衡(b点)时,消耗和,生成和,平衡时各物质的量分别为:,,,,平衡时气体总物质的量,恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,即,解得 。
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第二章 化学反应速率与化学平衡
常考题型·精准突破
考点一 化学反应速率
题型1 化学反应速率的计算
题型2 化学反应速率的大小比较
题型3 化学反应速率的影响因素(重点)
题型4 速率常数与速率方程(难点)
题型5 化学反应速率图像分析(重点)
考点二 活化能与碰撞理论
题型1 基元反应与反应历程(难点)
题型2 用碰撞理论解释化学反应速率的影响因素
考点三 化学平衡状态
题型1 化学平衡状态的本质与特征
题型2 化学平衡状态的判断(高频)
考点四 化学平衡常数
题型1 化学平衡常数的表达式
题型2 化学平衡常数的计算(重点)
题型3 化学平衡常数影响因素及应用
考点五 化学平衡移动
题型1 化学平衡的移动
题型2 化学平衡移动的影响因素(高频)
题型3 勒夏特列原理及其应用(重点)
题型4 化学平衡图像分析(高频)
题型5 化学平衡的有关计算(难点)
考点六 化学反应的方向
题型1 自发过程与自发反应
题型2 化学反应进行方向的判据
考点七 化学反应的调控
题型1 合成氨条件的选择
题型2 化学反应条件控制的相关实验
考点八 化学反应速率与化学平衡的综合应用
题型1 化学反应速率与化学平衡的图像分析(高频)
题型2 基于图表数据的计算(高频)
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 化学反应速率
◆题型1 化学反应速率的计算
1.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中)在一定温度下,某密闭容器中发生反应: ,若0~10s内由0.1mol/L降到0.08mol/L,则下列说法正确的是
A.0~10s内用B表示的平均反应速率为
B.由0.08mol/L降到0.04mol/L所需的反应时间为20s
C.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快
2.(24-25高二上·黑龙江·期中)下列说法中不正确的是
A.已知:,若化学反应速率分别用、、[单位均为表示,则
B.对于合成氨的反应,在不同条件下测得、、的化学反应速率的数值如下:① ② ③,反应速率由大到小的顺序是①>③>②
C.不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率
D.反应经amin后浓度的变化0.4mol/L,在0~amin内用表示的平均反应速率为,则a等于5
3.(25-26高二上·吉林长春·阶段检测)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合,并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)=2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,下列几种说法不正确的是
①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
②用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
4.将8molA气体和4molB气体置于2L的密闭容器中,发生如下反应2A(g)+B(g)=2C(g)。若经20s后测得C的浓度为3.6mol/L,下列不正确的是
A.用A物质表示的反应速率为
B.20s时物质A的转化率为80%
C.B表示的反应速率为5.4 mol·L-1·min-l
D.20s时物质B的浓度为0.2mol/L
◆题型2 化学反应速率的大小比较
5.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)反应在四种不同情况下的反应速率分别为①;②;③;④。该反应进行的快慢顺序为
A.②>④>③>① B.④>②>③>①
C.③>②>①>④ D.②>③>①>④
6.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)已知反应(X、Y、Z、W均为气体)在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
7.(23-24高二上·吉林·阶段检测)反应A(g) +3B(g)2C(g) +3D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,则反应速率最快的为
①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.06 mol·L-1·s-1
③v(C)=2.4 mol·L-1·min-1 ④v(D)=5.4 mol·L-1·min-1
A.① B.② C.③ D.④
8.(25-26高二上·吉林·期末)在不同条件下,分别测得反应的速率如下,其中化学反应速率最快的是
A. B.
C. D.
◆题型3 化学反应速率的影响因素(重点)
9.(25-26高二上·辽宁·阶段检测)东北这片土地上孕育出许多的民间智慧,下列生活中的措施主要目的是加快反应速率的是
A.用菜窖储存大白菜
B.哈尔滨红肠中按国家标准添加适量亚硝酸钠
C.腊月制作东北大酱时在温热的环境下发酵
D.东北大铁锅洗干净后擦干水分
10.(25-26高二上·内蒙古赤峰·期中)实验室用块状大理石和盐酸制备CO2。下列措施不能加快反应速率的是(每次仅改变一个条件)
A.延长反应时间 B.适当加热
C.适当增大盐酸的浓度 D.将大理石由块状换成粉末状
11.(22-23高二上·黑龙江大庆·阶段检测)对于盐酸与锌粒的反应,下列措施能使生成速率加快的是
①适当升高温度(不考虑挥发)
②改用硝酸
③改用醋酸
④用等量锌粉代替锌粒
⑤加入少量固体
⑥加入少量固体
A.①④⑤⑥ B.①②④⑥ C.①③④⑤ D.①②③④⑥
12.(23-24高二上·内蒙古包头·阶段检测)下列关于化学反应速率的说法正确的是
①恒温时,增大压强,化学反应速率一定加快
②其他条件不变,温度越高化学反应速率越快
③使用催化剂可改变反应速率,从而改变该反应过程中吸收或放出的热量
④3mol⋅L−1⋅s−1的反应速率一定比1mol⋅L−1⋅s−1的反应速率大
⑤有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内活化分子数,从而使反应速率增大
⑥增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使单位时间有效碰撞次数增多
A.②⑥ B.②⑤ C.①②③④ D.①②④⑤
◆题型4 速率常数与速率方程(难点)
13.(24-25高二上·黑龙江·阶段检测)已知,速率方程为,其中k为速率常数,只与温度、催化剂、固体接触面积有关,与浓度无关;n为该反应级数,可以为正数、0、负数;起始浓度消耗一半的时间叫半衰期,在某催化剂表面上分解的实验数据如表:下列说法错误的是
t/min
0
10
20
30
40
50
60
0.30
0.25
0.20
a
0.10
0.05
0.00
A.该反应为0级反应
B.该反应速率常数为
C.表格中的
D.若起始浓度为,半衰期为60min
14.丙酮的碘代反应的速率方程为,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。
0.25
0.050
1.4
0.50
0.050
2.8
1.00
0.050
5.6
0.50
0.100
2.8
下列说法正确的是
A.速率方程中的
B.该反应的速率常数
C.增大的浓度,反应的瞬时速率加快
D.当过量的存在时,反应掉的所需的时间是
15.(25-26高二上·辽宁·阶段检测)298K时,实验测得溶液中的反应在反应物浓度不同时的反应速率如下:
实验编号
1
2
3
4
5
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
0.0076
0.0153
0.0227
0.0151
m
已知:该反应的速率方程为。下列说法正确的是
A. B.
C. D.升温和加压都能增大此反应的速率
16.草酸钾与氯化汞()的反应方程式为:,其反应速率。在373 K,其它条件相同时,不同起始浓度的反应物溶液中完全沉淀的数据如下表所示。下列有关说法错误的是
实验
起始浓度(mol/L)
完全沉淀的时间(min)
I
0.08
0.4
40
II
0.08
0.2
80
III
0.04
0.4
160
A.
B.实验I中,
C.适当升温,可以提高活化分子百分数使速率常数k增大
D.对比实验可知,其它条件相同时,增大反应物的浓度,可以加快反应的速率
◆题型5 化学反应速率图像分析(重点)
17.一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g),发生反应。,测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是
A.
B.2 min时,改变的条件可能是向容器中通入惰性气体,使压强增大
C.0~2 min内,
D.反应至3 min时,反应速率:
18.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)在相同条件下,2L密闭容器中研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X2Y的影响,各物质物质的量n随反应时间t的部分变化曲线如图。下列说法不正确的是
A.b曲线可能表示未加入催化剂时X的物质的量随t的变化
B.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时Y的物质的量随t的变化
C.与催化剂Ⅰ相比,使用催化剂Ⅱ反应活化能更高
D.使用催化剂Ⅱ时,0~2min内,
19.在一定条件下,容器内某反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是
A.0~t1 min内化学方程式为A2B
B.0~t1 min内,A的反应速率是B的2倍
C.0~t2 min内,A、B的反应速率相等
D.0~t2 min内,用A表示的反应速率为 mol·L-1·min-1
20.一定温度下,恒容密闭容器中,物质Z发生反应:ΔH>0,各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是
A.曲线Ⅰ代表物质Y,曲线Ⅲ代表物质Z
B.图中时刻的正反应速率大于时刻
C.若升高温度,活化分子数和活化分子百分数均增大
D.0~40 min,用物质Y表示的平均反应速率为
考点二 活化能与碰撞理论
◆题型1 基元反应与反应历程(难点)
21.(25-26高二上·内蒙古包头·期末)已知反应,若向该溶液中加入含的某溶液,反应机理如下图,有关该反应的说法错误的是
①
②
A.总反应为放热反应 B.是反应的催化剂,加快反应速率
C.是该反应过程中产生的中间产物 D.反应②为决速步骤
22.(24-25高三上·辽宁丹东·阶段检测)已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法中正确的是
A.由图可知反应历程中有六个基元反应
B.该历程中的最大能垒(活化能)
C.加入催化剂,可增大活化分子百分数,有效碰撞次数增大
D.是该历程的决速步骤
23.(25-26高二上·辽宁·阶段检测)用和为原料合成的机理如图所示(“*”表示吸附在催化剂上,“·”表示自由基)。下列说法正确的是
A.总反应中含有5个基元反应
B.决速步骤的反应为
C.第①步中既有化学键的断裂又有化学键的形成
D.该总反应的
24.(25-26高二上·辽宁朝阳·期末)工业上,采用氢气还原法处理尾气中NO,发生反应: ,能量变化如图所示(分两步基元反应),速率方程的表达式为(为速率常数,只与温度、催化剂有关;、为反应级数,由速控反应中反应 物的化学计量数决定)。下列叙述正确的是
A.①是放热反应,②是吸热反应
B.能垒:基元反应②大于基元反应①反应历程
C.反应②:
D.、对总反应速率的影响程度相同
◆题型2 用碰撞理论解释化学反应速率的影响因素
25.(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)有气体参与的反应,下列关于有效碰撞理论与影响速率的因素之间关系正确的是
A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B.升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
C.加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
D.增大压强,可提高单位体积内活化分子数和活化分子百分数,从而提高反应速率
26.(25-26高二上·辽宁·开学考试)下列有关化学反应速率增大原因的分析错误的是
A.仅向反应体系中加入相同浓度的反应物,活化分子百分数增大
B.对有气体参加的化学反应,仅压缩容器容积,单位体积内活化分子数增多
C.催化剂能加快化学反应速率,是因为它能改变反应历程,降低反应的活化能
D.仅升高温度,单位时间内反应物分子有效碰撞的次数增加
27.下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是
A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B.加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
C.升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
D.只要增大压强,就可提高单位体积内活化分子数,从而提高反应速率
28.(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中)对于有气体参加的化学反应来说,下列说法错误的是
A.加入反应物,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.压缩容器体积,活化分子百分数不变,化学反应速率增大
D.使用催化剂,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
考点三 化学平衡状态
◆题型1 化学平衡状态的本质与特征
29.关于化学平衡的说法,错误的是
A.可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等
B.化学平衡状态是动态平衡
C.改变压强,所有可逆反应的平衡状态都会改变
D.催化剂不能改变化学平衡状态
30.在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻的浓度分别为,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.为 B.为
C.均为 D.为
31.如图是合成氨反应的正、逆反应速率随反应时间变化的示意图,有关叙述错误的是
A.状态I和状态II时,反应均处于平衡状态
B.状态I变化为状态II的过程,称为化学平衡移动
C.t1时刻平衡向正反应方向移动,是由升高温度引起的
D.同一种反应物在状态I和状态II时,浓度不相等
32.工业常利用反应 处理。一定温度下,将充入某恒容密闭容器,与足量焦炭反应达到平衡。下列说法错误的是
A.该反应达到平衡时,
B.当气体密度不再改变时,反应达到平衡状态
C.适当增大,平衡正向移动,的体积分数增大
D.若容器内气体平均相对分子质量随温度升高而增大,则
◆题型2 化学平衡状态的判断(高频)
33.(25-26高二上·内蒙古·阶段检测)下列叙述中可以说明反应已达平衡状态的个数是
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI;②反应体系的颜色不再变化;
③百分含量:;④反应速率:;
⑤;⑥;
⑦混合气体的平均相对分子质量不变;⑧反应体系的温度不变;
⑨断开2 mol H-I的同时断开1 mol H-H。
A.3 B.4 C.6 D.7
34.(25-26高二上·黑龙江大庆·开学考试)可逆反应2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③④⑤ D.全部
35.(25-26高二上·辽宁·期中)温度恒定,向某恒容容器中按体积比充入、和。同时发生反应
Ⅰ. Ⅱ.
已知分压=总压×物质的量分数。则下列可以作为反应Ⅰ达到平衡状态的判据是
A.与的总物质的量不再变化 B.
C.混合气体的密度不再变化 D.Ar的分压不再改变
36.(25-26高二上·吉林·期末)可逆反应在体积固定的绝热密闭容器中,下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是
①体系温度不再改变 ②体系压强不再改变 ③混合气体密度不再改变 ④混合气体的平均摩尔质量不再改变 ⑤体系内气体颜色不再变化 ⑥ ⑦的体积分数不再发生变化
A.①②④⑦ B.①②⑤⑦ C.①④⑤⑦ D.②③⑤⑥
考点四 化学平衡常数
◆题型1 化学平衡常数的表达式
37.(24-25高二上·吉林长春·期末)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)+2H2S(g)=CS2(g)+4H2(g),既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。下列说法正确的是
A.题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
B.该反应的平衡常数K=
C.该反应的ΔS<0
D.该反应中每消耗1molH2S,转移电子的数目约为2×6.02×1023
38.(24-25高二上·吉林·阶段检测)在某一密闭容器中,发生反应 该反应的平衡常数表达式为
A. B.
C. D.
39.(25-26高二上·辽宁营口·期中)某密闭容器中,发生反应。该反应的平衡常数表达式为
A. B.
C. D.
40.在溶液中存在平衡:。该反应的平衡常数表达式为
A. B.
C. D.
◆题型2 化学平衡常数的计算(重点)
41.(25-26高二上·辽宁·期中)有反应。一定条件下,将2molX和2molY通入体积为2L的恒容密闭容器中,反应10min达到平衡后,测得生成0.5molZ,W的反应速率为,放出热量。下列说法正确的是
A.反应的热化学方程式为:
B.该温度下,
C.平衡后向该容器中再加入1.5molX和0.5molY,平衡不移动
D.增加X的加入量有利于提高Y的转化率
42.(25-26高二上·吉林·阶段检测)已知反应的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时,向一个的密闭容器中充入和,反应初始内。下列说法正确的是
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A.4s时容器内
B.达平衡时,X的转化率为50%
C.反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D.1200℃时反应的平衡常数
43.(25-26高二上·吉林·期末)二甲醚是一种清洁能源,用水煤气制取二甲醚的原理如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
500 K时,在2 L恒容密闭容器中充入4 mol CO和,达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,且,则下列说法不正确的是
A.,反应Ⅰ的
B.反应Ⅱ中的转化率为80%
C.反应Ⅰ的平衡常数
D.平衡时压强与初始压强的比为
44.(25-26高二上·吉林·期末)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:,若经2 s后平衡,测得C的体积分数为50%,下列说法中正确的是
A.平衡时物质A的转化率为25%
B.平衡时物质B的浓度为
C.平衡常数为6.75
D.在恒温恒容条件下,当容器中气体总压强恒定时,可判断反应达到平衡状态
◆题型3 化学平衡常数影响因素及应用
45.某化学研究小组探究外界条件对化学反应的反应速率和平衡的影响,图像如下,下列判断不正确的是
A.由图a可知,,该反应的
B.由图b可知,该反应m+n>p
C.对于该反应,升温,平衡逆向移动,平衡常数减小
D.对于该反应,增压(缩小体积),平衡正向移动,平衡常数增大
46.(25-26高二上·吉林长春·阶段检测)恒容密闭容器中和一定量反应:。按投料比或1:3.5,的平衡转化率与温度关系如图。下列说法不正确的是
A.x2=1:3.5
B.反应速率:va正>vb正
C.点a、b、c对应的化学平衡常数:Ka=Kb<Kc
D.当混合气体的平均分子量不变时,该反应达到平衡状态
47.在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:,时刻达到平衡后,在时刻改变某一条件,其反应过程(I、Ⅱ)如图所示。下列说法中不正确的是
A.I、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数I>Ⅱ
B.I、Ⅱ两过程分别达到平衡时,A的体积分数I=Ⅱ
C.时,v(正)>v(逆)
D.时刻改变的条件可能是向密闭容器中加C物质
48.已知某温度下,反应①: ,反应②: 。若将1mol碳酸钙固体装入1L恒容真空容器中,于该温度下充分反应,平衡后的体积分数为0.16.下列说法正确的是
A.气体中恒定,则体系处于平衡状态
B.平衡后移除CaO,的浓度会增加
C.平衡时容器中CaO的物质的量为0.84mol
D.该温度下化学反应的平衡常数:
考点五 化学平衡移动
◆题型1 化学平衡的移动
49.下列关于化学平衡移动的说法中,正确的是
A.改变压强,化学平衡一定发生移动
B.改变温度,化学平衡一定发生移动
C.增大反应物浓度,化学平衡一定向正反应方向移动
D.使用催化剂,化学平衡一定发生移动
50.对于已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动,下列有关叙述正确的是
①平衡常数不一定增大;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥生成物的质量分数一定增加;
A.①②③ B.①②⑤ C.②③④ D.④⑤⑥
51.汽车尾气是城市空气的主要污染源,利用可以将尾气中的NO还原为: 。其他条件不变时,下列说法正确的是
A.改变催化剂,平衡不移动 B.增大压强,平衡常数增大
C.升高温度,平衡正向移动 D.移走,平衡不移动
52.反应达到平衡后,将反应体系的温度升高,下列叙述中正确的是
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动
◆题型2 化学平衡移动的影响因素(高频)
53.(25-26高二上·吉林松原·期末)下列图象中可用来表示 的正确图象是
A. B.
C. D.
54.对于反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g),在一定条件下达到平衡状态。下列说法中,正确的是
A.增大A的浓度,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大
B.增大A的浓度,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大
C.增大压强,平衡不移动,各物质的浓度不变
D.升高温度,平衡一定向正反应方向移动
55.利用“液态阳光”技术,将工业排放的转化为甲醇是实现“碳达峰”“碳中和”的重要途径。在恒容密闭容器中,发生反应:。反应达到平衡后,下列措施能使平衡向正反应方向移动,且提高平衡转化率的是
A.升高反应温度
B.向容器中充入稀有气体
C.使用高效催化剂
D.温度不变,再向容器中按原投料比同时充入和
56.在某一密闭容器中,发生反应 ,K(平衡常数)。下列说法错误的是(每次仅改变一个条件)
A.降低温度,有利于反应正向进行
B.及时抽走部分,的值保持不变
C.加入适宜的催化剂,有利于加快反应速率
D.增大的浓度,该反应达到平衡时,K的值保持不变
◆题型3 勒夏特列原理及其应用(重点)
57.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
①向内推动盛有气体的针筒,气体红棕色加深
②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气
③使用催化剂可加快转化为的速率
④硫酸工业中,增大的浓度有利于提高的转化率
A.②③ B.②④ C.①③ D.①④
58.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.新制氯水在光照下颜色变浅
B.对于,及时分离出钾蒸气
C.由、、组成的平衡体系加压后颜色变深
D.对于,选择稀盐酸代替蒸馏水洗涤沉淀
59.(25-26高二上·辽宁大连·期中)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水,盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A.②⑤⑥⑦ B.②④⑦⑧ C.①②⑥⑧ D.①③⑤⑦
60.(25-26高二上·辽宁大连·期中)下列事实能用平衡移动原理解释的是
①实验室常用饱和溶液除去中的
②氯水久置后,浅黄绿色消失
③溶液中加入少量溶液,产生大量气泡
④用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
⑤对平衡体系,减小体积使压强增大,混合气体颜色深
⑥在硫酸工业实际生产中,采用常压条件将转化为
A.①②④ B.②③⑤ C.②④⑥ D.①③⑥
◆题型4 化学平衡图像分析(高频)
61.可逆反应,,,判断下列图像错误的是
A. B.
C. D.
62.(25-26高二上·辽宁大连·期中)下列说法正确的是
A.由图甲可知:反应在低温下有利于自发进行
B.若图乙表示恒温恒容密闭容器中发生反应时,各物质的浓度与其消耗速率之间的关系,则交点A对应的状态为化学平衡状态
C.图丙表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,由图可知
D.图丁表示在恒温恒压条件下,发生反应,在一定条件下达到平衡状态,时刻改变的条件可以是充入
63.(24-25高二上·内蒙古赤峰·期中)往某恒容密闭容器中充入一定量的和进行反应,的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法错误的是
A.压强: B.该反应的
C.反应速率: D.碳元素的百分含量:
64.(25-26高二上·辽宁朝阳·期末)一定温度下,在恒压密闭容器中发生某反应并达到平衡状态。若保持温度不变,在t0时刻改变外界条件,反应速率发生如图所示的变化。则下列情景与图像不符合的是
A.,t0时充入CO2 B.,t0时充入HI
C.,t0时分离出NH3 D.,t0时充入NO2
◆题型5 化学平衡的有关计算(难点)
65.(25-26高二上·辽宁·阶段检测)向的恒容密闭容器中通入,发生反应,测得不同温度下反应体系中和的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.
C.温度下的浓度平衡常数
D.温度下,反应达到平衡状态时,混合气体中的体积分数为
66.一定温度下,在一个10L恒容容器中通入X、Y发生反应。已知:X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法合理的是
A.当2v(X)=3v(Z)时,反应达到了平衡状态
B.平衡时Y的体积分数为45%
C.平衡时总压强与起始时总压强之比为9:10
D.3min时,再充入等物质的量的X与Y,正反应速率增大,逆反应速率减小
67.(24-25高二上·辽宁·期末)工业上用和反应合成甲醇的反应原理为 ,在2 L刚性密闭容器中,通入1 mol 和一定量,的平衡体积分数与温度(T/℃)、投料比的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.温度:
C.下反应的平衡常数
D.下,当各物质的浓度均为时,反应正向进行
68.利用反应可实现从燃煤烟气中回收硫。向两个体积相同的恒容密闭容器中通入和发生上述反应,实验a、b分别在和时达到平衡,体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.与实验b相比,实验a的化学反应速率更快,可能是加入了催化剂
B.实验a在内的平均反应速率约为
C.实验a平衡时,的物质的量为
D.实验b平衡时,的转化率是
考点六 化学反应的方向
◆题型1 自发过程与自发反应
69.下列说法不正确的是
A.一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关
B.若某一反应,,则该反应在任何温度下都不能自发进行
C.在常温下能自发进行,则该反应
D.反应,一定能自发进行
70.化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是
A.墨汁加到清水中使整杯水变黑 B.水在0℃以下结为冰
C.水从高处往低处流 D.石灰石转化为生石灰
71.下列说法正确的是
A.放热反应一定是自发反应
B.熵增的反应不一定是自发反应
C.固体溶解一定是熵减小的过程
D.非自发反应在任何条件下都一定不能发生
72.下列说法正确的是
A.一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS<0
B.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的
C.常温下,2H2O2H2↑+O2↑,即常温下水的分解反应是自发反应
D.已知2KClO3 (s) =2KCl(s) + 3O2(g) ΔH=﹣78.03 kJ·mol-1,ΔS=+ 494.4 J·mol-1·k-1,此反应在任何温度下都能自发进行
◆题型2 化学反应进行方向的判据
73.已知:常温条件下,与可化合生成;加热时,可分解生成氨气和氯化氢。下列关于反应的焓变和熵变判断正确的是
A., B.,
C., D.,
74.(25-26高二上·辽宁阜新·期中)关于化学反应进行的方向,下列叙述正确的是
A.能自发进行的反应一定是熵增的过程
B.自由能变化G<0的化学反应一定能迅速进行
C.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
D.NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的H>0
75.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有着重要的意义,下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
B.,的反应在温度低时不能自发进行
C.硝酸铵晶体溶于水是熵增的过程,能自发进行
D.在常温下能自发进行,则该反应的
76.下列反应在任何温度下均能自发进行的是
A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g) ΔH=+163kJ·mol-1
B.Ag(s)+Cl2(g)=AgCl(s) ΔH=-127kJ·mol-1
C.HgO(s)=Hg(l)+O2(g) ΔH=+91kJ·mol-1
D.H2O2(l)=O2(g)+H2O(l) ΔH=-98kJ·mol-1
考点七 化学反应的调控
◆题型1 合成氨条件的选择
77.(25-26高二上·辽宁阜新·期中)有关工业合成氨的说法正确的是
A.使用铁催化剂可提高反应物的平衡转化率
B.将氨气液化分离后,可提高氨气的产率
C.升高温度有利于向合成氨反应方向进行
D.增大压强有利于加快反应速率,所以压强越大越好
78.如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A.步骤①中净化可以防止催化剂中毒
B.步骤③、④、⑤均有利于提高正逆化学反应速率
C.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
D.工业合成氨反应,该反应能在低温自发进行
79.下列有关合成氨工业的说法正确的是
A.增大的浓度,可提高的平衡转化率
B.由于氨易液化,、在实际生产中可循环使用,所以总体来说氨的产率比较高
C.合成氨工业的反应温度控制在400~500℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.合成氨厂采用的压强是10Mpa~30MPa,因为该压强下催化剂铁触媒的活性最大
80.(24-25高二上·吉林·阶段检测)对于工业合成氨的反应,以下分析错误的是
A.可以通过改变温度、压强控制合成氨的反应限度
B.高压比常压条件更有利于合成氨的反应,提高氨气的产率
C.左右比室温更有利于合成氨的反应,提高氨气的产率
D.合成氨工业采用高压,不仅能提高转化率,还能缩短到达平衡的时间
◆题型2 化学反应条件控制的相关实验
81.工业可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量和,测得相同时间内的转化率随温度变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.b点反应速率
B.升高温度,甲醇平衡转化率会增大
C.生产时反应温度控制在为宜
D.平衡常数,反应速率
82.温度改变对催化剂活性有影响,评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下:
空时收率
CO的选择性
某学习小组以反应: 为研究对象,在不同温度下,对四组其他条件都相同的反应物进行研究,经过相同时间小时,测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。
组别
反应温度(℃)
空时收率
CO的选择性(%)
①
130
0.70
72.5
②
140
0.75
71.0
③
150
0.71
55.6
④
160
0.66
63.3
下列说法正确的是
A.温度升高,空时收率先增大后减小,说明
B.温度升高,催化剂活性逐渐减弱,对CO的选择性逐渐降低
C.时,CO的选择性最高,说明CO生成的转化率最高
D.综合考虑空时收率和CO的选择性,工业生成时,选择效果最好
83.工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下:① ;② 。当①、②反应体系的压强各为、时,分别改变进料比和反应温度,二者对产率和的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是
A.
B.反应①,增加HCl浓度,反应速率加快,产率增大
C.反应①更适合在较低温度下进行
D.反应②,工业上选择反应温度1300℃更合适
84.、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在、和不同压强下发生反应:,的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.恒压条件下,增加初始用量,增大
B.该反应在常温常压下进行最有利于提高效益
C.压强大小顺序为
D.其他条件不变,若将、初始用量调整为,则增大
考点八 化学反应速率与化学平衡的综合应用
◆题型1 化学反应速率与化学平衡的图像分析(高频)
85.(25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·阶段检测)已知: ,向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应,时达到平衡状态Ⅰ,在时改变某一条件,时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件:升高温度
C.平衡时逆反应速率V(逆):V(Ⅱ)<V(Ⅰ)
D.平衡常数K:K(Ⅱ)=K(Ⅰ)
86.在容积不变的密闭容器中存在如下反应,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是
A.图Ⅰ中时刻是增大O2或SO2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ中时刻可能是增大体系压强对反应速率的影响
C.图Ⅲ是研究压强对化学平衡的影响图象,且甲的压强较低
D.图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响,且甲的温度比乙低
87.一定条件下向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的B三种气体,图1表示各物质浓度随时间的变化关系,图2表示速率随时间的变化关系,时刻各改变一种条件,且改变的条件均不同,若时刻改变的条件是压强,则下列说法错误的是
A.时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
B.该反应的化学方程式为
C.若,则前15s的平均反应速率
D.B的起始物质的量为0.04mol
88.(25-26高二上·黑龙江·期中)在密闭容器中,反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,下列分析正确的是
A.图Ⅰ中,若t时刻仅改变了温度,则该反应的
B.图Ⅱ中,平衡状态甲与乙的反应物转化率:乙>甲
C.图Ⅱ中,t时刻可能是增大了压强
D.图Ⅲ表示反应分别在不同压强下达到甲、乙两个平衡,说明乙的压强大于甲
◆题型2 基于图表数据的计算(高频)
89.(24-25高二上·黑龙江绥化·期中)在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如表,下列说法中正确的是
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B.在25℃时,反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为0.5
C.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4(g)、CO浓度均为0.5mol/L,则此时v(正)>v(逆)
D.在80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,则Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2mol/L
90.(25-26高二上·黑龙江大庆·阶段检测)400℃时,向容积为的密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:。反应过程中测得的部分数据见表:
0
10
20
30
0.10
0.04
0.02
0.20
0.04
下列说法中,正确的是
A.反应在前内的平均速率为
B.400℃时,该反应的平衡常数数值为
C.向平衡后的体系再加入和,则
D.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,则反应的
91.(24-25高二上·黑龙江大庆·期中)一定温度下,在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应:。
容器编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
①
387
0.20
0.080
0.080
②
387
0.40
③
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是
A.达到平衡时,容器①中的体积分数比容器②中的小
B.容器①中反应达平衡后,充入0.2mol氩气,原体系中各物质浓度保持不变
C.若容器①中反应在绝热条件下进行,达平衡时
D.若起始时,向容器①中充入、、各0.10mol,此时反应逆向进行
92.(24-25高二上·辽宁锦州·阶段检测)时,在两个起始容积都为1L的恒温密闭容器中发生反应,实验测得;。为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器
物质的起始浓度/(mol/L)
物质的平衡浓度/(mol/L)
Ⅰ(恒容)
0.1
0.1
0
0.07
Ⅱ(恒压)
0
0
0.8
A.平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于1:4
B.平衡时,容器Ⅱ中
C.时,反应的平衡常数为
综合攻坚·知能拔高
1.化学在生活中的应用随处可见。下列食品添加剂与化学反应速率有关的是
A.在食品中添加柠檬黄 B.制作豆腐时添加石膏
C.在奶粉中添加硫酸锌 D.腌制腊肉时添加食盐
2.在硫酸工业中,通过反应将转化为,某研究小组测量了在不同温度和压强下的平衡转化率如下表:
温度/
平衡转化率/%
0.1 MPa
0.5 MPa
1 MPa
5 MPa
10 MPa
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
下列说法正确的是
A.根据表中数据,实际生产中应选择高压条件下进行反应
B.对尾气中进行回收,可防止污染环境同时提高原料利用率
C.该反应,实际生产中应选择低温条件下进行反应
D.实际生产中选择作催化剂,可提高的平衡转化率
3.直接脱氢反应为,的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.温度压强均不同时,的平衡转化率不同
C.时,的平衡转化率一定小于
D.某温度下测得平衡转化率为20%时,可计算得出
4.一定温度下,在1L的密闭容器中,加入1mol N2和3mol H2,发生反应:。在10min末时,测得H2的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是
A.v(H2)=0.24mol·L-1·min-1
B.
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.加入适宜的催化剂,可使反应物活化分子百分数增大
5.HI分解为和的能量-反应进程如图所示,下列说法不合理的是
A.该反应是放热反应
B.该反应的中间体是
C.该反应包含两个基元反应
D.HI发生有效碰撞的合适取向为
6.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.压缩盛有的容器体积时,气体颜色变深
B.溶液中加入固体KSCN后颜色变深
C.对于合成氨的反应,较低温度有利于增大转化率
D.在一定条件下的密闭容器中发生反应: ,等压下通入稀有气体提高乙烷转化率
7.向一恒容密闭容器中加入1mol CH4和一定量的H2O(g),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.投料比x1 <x2
B.a、b、c三点对应的平衡常数:K(a点)>K(b点)>K(c点)
C.H2平衡产率:a点<b点
D.T1温度时,增大压强,CH4平衡转化率可由b点下降到c点
8.室温下,用0.1mol/L Na2S2O3溶液、0.1mol/L H2SO4溶液和蒸馏水进行如下表所示的五组实验,分别测量浑浊度随时间的变化。(已知:)
编号
Na2S2O3溶液
H2SO4溶液
蒸馏水
V/mL
V/mL
V/mL
①
1.5
3.5
10
②
2.5
3.5
9
③
3.5
3.5
x
④
3.5
2.5
9
⑤
3.5
1.5
10
下列有关说法不正确的是
A.实验③中x=8
B.在五组实验中,反应速率最慢的是实验①
C.本实验可知,Na2S2O3溶液浓度和H2SO4溶液浓度对该反应速率影响程度不同
D.本实验可以用产生气泡的快慢比较反应速率
9.向恒容密闭容器中加入1mol CO2和一定量的H2,发生反应。在不同投料比x[n(CO2):n(H2)]时,CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.投料比:x1>x2
B.反应速率:
C.a、b、c对应的平衡常数
D.a和c对应的CO的物质的量分数相等
10.在一定温度下,在密闭容器中进行反应: 。测得随时间(t)变化如图所示,在时改变条件。下列有关说法正确的是
A.的平衡转化率时刻等于时刻
B.时刻的平衡常数大于时刻的平衡常数
C.混合气体的平均摩尔质量:时刻小于时刻
D.时刻改变的条件可能是缩小容器体积
11.已知:。一定温度下,在2L恒容密闭容器中,按照下表中甲、乙两种方式进行投料,经过一段时间后达到平衡状态,测得甲中CO的转化率为50%。下列说法中正确的是
甲
乙
0.2mol NO2
0.1mol NO2
0.4mol CO
0.2mol CO
A.该反应的ΔS>0
B.达到平衡时,甲中NO2的浓度是乙中的2倍
C.该反应能完全消除CO污染
D.该温度下,反应的平衡常数为10
12.温度为T1时,将1.6 mol气体X和1.6 mol气体Y充入10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g),一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表,下列说法正确的是。
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
1.2
1.1
1.0
1.0
A.0-4 min,Z的平均速率为0.25 mol/(L·min)
B.其他条件不变,9 min后,向容器中再充入1 mol X和1 mol Z,平衡向逆反应方向移动
C.T1时,反应的平衡常数K=1.2
D.向容器内充入稀有气体,反应速率增大
13.若将和通入体积为的密闭容器中,分别在和温度下进行反应,下图曲线分别只表示的浓度(或的物质的量)随时间的变化(、分别代表某一种反应物或生成物)。下列说法正确的是
A.表示的物质是
B.温度下,该反应的平衡常数为
C.温度下,反应速率
D.温度下,反应达到平衡时容器内气体压强比低
14.有效利用对实现“碳中和”意义重大。请回答下列问题:
(1)加氢制甲醇的总反应为:,该总反应可认为通过如下两个反应步骤来实现,能量变化如图所示。
I.
Ⅱ.
则________kJ/mol,反应步骤________(填“I”或“II”)是总反应的决速步。
(2)一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入和,发生反应:。测得和的浓度随时间变化如图所示。
①能说明反应达到平衡状态的是______(选填字母编号)。
A.容器内气体密度不变
B.
C.容器内气体压强不变
D.
②从理论上分析,为了使尽可能多地转化为甲醇,应选择的条件是_______(选填字母编号)。
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
③3min~9min时间内,的化学反应速率______(结果保留到小数点后3位)。该温度下,化学平衡常数K=_______(结果保留到小数点后1位)。
(3)不同压强下,按照投料,实验测得的平衡转化率随温度的变化关系如下图所示,压强、、由大到小的顺序为_____________________。
15.按要求回答下列问题。
(1)向某一恒容的密闭容器中加入1mol、3mol使其发生反应: ,达到平衡后分别在、、时均只改变某一个条件,相应反应速率的变化如图所示。时改变的条件是_______,四个平衡状态中,的平衡转化率最小的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
(2)能说明上述反应已经达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.每断裂1mol键,同时断裂6mol键 b.
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变 d.和的浓度比为
(3)将12 mol和9 mol充入某2L初始压强为kPa的密闭容器内,控制不同温度使其发生反应:,测得第5min时容器中NO转化率与温度的关系如图所示。
①a、b、c三点速率最快的是_______(填“a”、“b”或“c”)。
②c点反应_______(填“正向”“逆向”“不”)移动。
③5min内,b点用的浓度变化表示反应的平均速率_______。
④在温度为时,该反应达到平衡状态后,容器的压强_______kPa(用表示)。
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