内容正文:
第二节 综合训练
1. (2026·浙江温州高二质检)下列说法不正确的是( )
A. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,达到平衡后,升高温度,对逆
反应的速率影响更大
B. FeO(s)+C(s) CO(g)+Fe(s) ΔH>0,减小压强,平衡右移,
反应的平衡常数增大
C. 恒温恒容发生反应:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g),气体平均摩尔质量
不变时,反应达平衡状态
D. CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),使用高效催化剂纳米CaO可
降低反应的活化能
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√
解析:该反应为放热反应(ΔH<0),升高温度会同等程度增大正、逆反
应速率,但对吸热的逆反应速率影响更大,A正确;平衡常数K仅与温度有
关,减小压强,平衡右移,但温度未变,则K不变,B错误;由反应方程式可
知,反应物和生成物均为气体,反应前后气体总质量不变,但总物质的量变
小,则根据公式: = 可知,平均摩尔质量随反应进行不断变大,当其不变
时,说明该反应达到平衡状态,C正确;纳米CaO为该反应的催化剂,催化剂
可降低活化能,加快反应速率,D正确。
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2. Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下:
①Cl2(g) 2Cl·(g) 快;
②CO(g)+Cl·(g) COCl·(g) 快;
③COCl·(g)+Cl2(g) COCl2(g)+Cl·(g) 慢。
其中反应②存在v正=k正·c(CO)·c(Cl·)、v逆=k逆·c(COCl·)。
下列说法正确的是( )
A. 反应①的活化能大于反应③的活化能
B. 反应②的平衡常数K=
C. 要提高合成COCl2 的速率,关键是提高反应②的速率
D. 选择合适的催化剂能加快该反应的速率,提高活化分子百分数
√
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解析:活化能越小,反应速率越快,则反应①的活化能小于反应③的活化
能,故A错误;反应②存在v正=k正·c(CO)·c(Cl·)、v逆=k逆·c
(COCl·),平衡时正、逆反应速率相等,则K= = ,故B
错误;慢反应决定整个反应的反应速率,要提高合成COCl2的速率,关键是提
高反应③的速率,故C错误;选择合适的催化剂能降低反应的活化能,从而提
高活化分子百分数,而加快该反应的速率,故D正确。
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|解题突破|
(1)反应速率的快慢与活化能的大小有关,反应速率越快活化能越小,反
应速率越慢活化能越大。
(2)根据平衡时正、逆反应速率相等,求平衡常数K。
(3)整个反应速率的快慢,取决于慢的那一步。
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3. (2026·北京高二测试)已知某化学反应的平衡常数表达式为K=
,在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示:
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A. 该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
B. 温度越高,反应进行的程度越小
C. 830 ℃时,若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min时测得CO的
物质的量为0.4 mol,则该反应达到平衡状态
D. 若平衡浓度符合下列关系式: = ,则此时的温度为1 000℃
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解析:K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,A正确;由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低,B正确;根据题给信息,列出三段式:
此时Q= =2.25>K(830 ℃)=1.00,该反应没有达到平衡状态,C不正确;将所给关系式进行变形,可得 = =0.60,此时的温度为1 000 ℃,D正确。
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4. 已知反应mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g),在一定温度下,反应
达到平衡时,B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示。下列叙述一定
正确的是( )
A. m+n>p+q
B. x点表示的正反应速率小于逆反应速率
C. x点表示的反应速率比y点的大
D. n<p+q
√
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解析:A项,从题图的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的体积分数增
大,说明平衡向逆反应方向移动,A为固态,则有n<p+q,m+n与p+q
的关系不能确定,A错误,D正确;B项,x点位于曲线上方,未达到平衡状
态,由题图可以看出,当B的体积分数减小时,可趋向于平衡,则要想达到平
衡状态,反应向正反应方向进行,即v正>v逆,B错误;x点对应的压强小于y
点,压强越大,反应速率越大,故x点表示的反应速率比y点的小,C错误。
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5. (2026·浙江湖州高二检测)在一容积可变的密闭容器中加入一定量的X、
Y,发生如下反应:mX(g) nY(g) ΔH=Q kJ·mol-1。反应达到平衡
时,Y的物质的量浓度与温度(T)、容器容积(V)的关系如表所示:
T/℃ c(Y)/(mol·L-1)
1 L 2 L 4 L
100 1.00 0.75 0.53
200 1.20 0.90 0.63
300 1.30 1.00 0.70
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下列说法正确的是( )
A. m>n
B. 温度不变,压强增大(缩小容器容积),Y的质量分数减小
C. Q<0
D. 容积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
√
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解析:温度升高,c(Y)增大,平衡向正反应方向移动,所以Q>0,C、
D项错误;容器容积增大一倍,若平衡不移动,则c(Y)应减小为原来的 ,
但由表中数据可知,c(Y)比原来的 要大,即减小压强平衡正向移动,故m
<n,A项错误;温度不变,压强增大,平衡逆向移动,Y的质量分数减小,B
项正确。
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6. (2026·浙江高二阶段练习)向一恒容密闭容器中加入1 mol CO和一定量
H2,发生反应:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) ΔH<0。在不
同投料比 下,测得CO的平衡转化率随温度变化如图所示。下列
说法不正确的是( )
A. 投料比大小关系:x1>x2
B. 反应速率:vc>va
C. 平衡常数:Ka=Kb<Kc
D. 若b点平衡体系中充入稀有气体,平衡不移动
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解析:投料比x= ,H2量越多(x越小),CO转化率越高,同一温
度T1 K时,x2曲线对应的CO转化率高于x1曲线,故x2投料比更小,即x1>x2,
A正确;反应速率受温度和浓度影响,温度越高速率越快,c点温度低于a点,
故vc<va,B错误;平衡常数K仅与温度有关,a、b点温度均为T1 K,故Ka=
Kb,正反应放热,c点温度低于T1 K,降温平衡正向移动,K增大,故Ka=Kb
<Kc,C正确;恒容密闭容器中充入稀有气体,反应体系中各物质浓度不变,
平衡不移动,D正确。
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7. 硫酸在工业生产中有着重要的意义,SO2是工业制硫酸的重要原料。
(1)T ℃时,向2.0 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol SO2和0.6 mol O2,发生
如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。
①20 s后反应达到平衡,c(SO2)和c(O2)相等,v(SO2)
= mol·L-1·s-1;平衡后向容器中再充入0.4 mol SO3和0.3 mol O2,此
时,v(正) (填“>”“=”或“<”)v(逆)。
0.02
>
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解析:设达到平衡时转化的O2的物质的量浓度为x mol·L-1,根据三段式可知
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
始/(mol·L-1) 0.5 0.3 0
变/(mol·L-1) 2x x 2x
平/(mol·L-1) 0.5-2x 0.3-x 2x
20 s后反应达到平衡,c(SO2)和c(O2)相等,则0.5-2x=0.3-x,解得
x=0.2,所以v(SO2)=0.4 mol·L-1÷20 s=0.02 mol·L-1·s-1,平衡常数为
=160。平衡后向容器中再充入0.4 mol SO3和0.3 mol O2,此时浓度商
为 =144<160,反应正向进行,则v(正)>v(逆)。
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②相同温度下,起始投料变为0.5 mol SO2和0.3 mol O2,SO2的平衡转化
率 (填“增大”“不变”或“减小”)。
解析:相同温度下,起始投料变为0.5 mol SO2和0.3 mol O2,相当于是减小压
强,平衡逆向移动,则SO2的平衡转化率减小。
减小
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(2)密闭容器中,加入足量的焦炭(沸点为4 827 ℃)和1 mol SO2反应,生成
CO2和硫蒸气(Sx)。
①反应在某温度下达到平衡时,SO2和CO2的体积分数都等于40%,Sx中x
= 。
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解析:设达到平衡时生成的CO2的物质的量为y mol,根据三段式可知
C+SO2 CO2+ Sx
始/mol 1 0 0
变/mol y y
平/mol 1-y y
反应在某温度下达到平衡时,SO2和CO2的体积分数都等于40%,即1-y=y,
解得y=0.5, =0.4,解得x=2。
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②按相同投料方式发生上述反应,相同时间内测得SO2与Sx的生成速率随温度
变化的关系如图1所示。其他条件相同时,在不同催化剂作用下,相同时间内
SO2转化率与温度关系如图2所示。
700 ℃时,催化剂 (填“甲”或“乙”)活性更高。A、B、C三点对应
的反应状态中,达到平衡状态的是 (填字母)。
乙
B
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解析:700 ℃时,催化剂乙对应的SO2的转化率高,因此催化剂乙的活性更高,
由于催化剂不能改变平衡转化率,所以C点不是平衡点,又因为A点二者的速率
相等,不满足速率之比等于化学计量数之比,而B点二氧化硫和硫蒸气的生成
速率之比是2∶1,满足速率之比等于化学计量数之比且分别表示逆反应速率和
正反应速率,所以A、B、C三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是B。
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8. (1)CH4氧化器中发生的主反应:
ⅰ.CH4(g)+Fe3O4(s) CO(g)+2H2(g)+3FeO(s)
ⅱ.CH4(g)+4Fe3O4(s) CO2(g)+2H2O(g)+12FeO(s)
850 ℃时,压强和部分气体体积分数、固相各组分质量分数的关系如图。
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①随着压强的增大,反应ⅰ的化学平衡常数的值 (填“增大”“减小”
或“不变”)。
解析:化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,故改变压
强,化学平衡常数的值不变。
不变
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②结合图像,分析H2O的体积分数变化的原因:
(用化学方程式表示)。
解析:由题给图像可知,H2O的体积分数变大的同时H2的体积分数在减小,原
因是Fe3O4与H2在高温下反应生成FeO和H2O,反应的化学方程式是Fe3O4+
H2 3FeO+H2O。
Fe3O4+H2 3FeO+
H2O
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(2)将一定量的FeO和CO2置于CO2还原器(容积不变的密闭容器)中,发生
的主反应:
CO2(g)+3FeO(s) Fe3O4(s)+CO(g) ΔH,保持其他条件不变,
测得不同温度下最终反应体系中CO、CO2的体积分数如下表。
温度T/℃ 100 170 200 300 400 500
CO2的体积分数 0.67 0.67 0.75 0.82 0.9 0.92
CO的体积分数 0.33 0.33 0.25 0.18 0.1 0.08
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①ΔH (填“>”或“<”)0。
解析:根据表中数据,温度升高,CO2的体积分数变大,CO的体积分数变小,
说明平衡逆向移动,逆向是吸热的,ΔH<0。
②根据化学反应原理,分析CO2还原器温度设置在170 ℃的原因:
。
解析:温度选择170 ℃的原因是温度过高,CO2的转化率会变低,而从速率的
角度分析,温度过低又会使反应速率变小,则应选择一个合适的温度。
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温度过
高,CO2的转化率较低;温度过低,反应的速率较小
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