2020版高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡章末检测

2020版高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡章末检测

第七章 化学反应速率和化学平衡 章末检测 一、选择题(本题包括12个小题，每小题4分，共48分。)‎ ‎1．下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是(　　)‎ A．Na与水反应时增大水的用量 B．将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反应制取H2‎ C．在H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强 D．恒温恒容条件下，在工业合成氨反应中，增加氮气的量 解析：A项，增大水的用量对Na与水的反应速率无明显影响，错误；B项，改为浓硫酸后将得不到H2，错误；C项，无气体参与或生成的反应，压强变化对化学反应速率无影响，错误；D项，增大反应物的浓度可以加快反应速率，正确。‎ 答案：D ‎2．在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2，若该反应的反应速率分别用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示，则下列关系正确的是(　　)‎ A.v(CO)＝v(NO2)　 B.v(NO2)＝v(CO2)‎ C.v(N2)＝v(CO2) D.v(N2)＝v(CO)‎ 解析：根据速率之比等于方程式的计量系数之比，可得12v(CO)＝v(NO2)，2v(NO2)＝v(CO2)，4v(N2)＝v(CO2)，4v(N2)＝v(CO)，故A项正确；B、C、D三项错误。‎ 答案：A ‎3．已知反应：2NO2 (g)N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用止水夹夹住橡皮管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示，与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅，下列说法错误的是(　　)‎ A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快 B．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大 12‎ C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变 D．反应2NO2(g)N2O4(g)的逆反应为放热反应 解析：升高温度，正、逆反应速率都增大，故A正确；B烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成N2O4方向移动，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大，故B正确；容器的容积不变，混合气体的质量不变，由ρ＝可知，A烧瓶、B烧瓶内气体密度都不变，故C正确；放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅，说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动，降低温度平衡向生成N2O4的方向移动，故反应2NO2(g)N2O4(g)的正反应为放热反应，故D错误。‎ 答案：D ‎4．在某恒温恒容的密闭容器内发生反应：‎2A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＜0。开始充入2 mol A和2 mol B，并达到平衡状态，下列说法正确的是(　　)‎ A．再充入2 mol A，平衡正移，A的转化率增大 B．如果升高温度，C的体积分数增大 C．如果增大压强，化学平衡一定向正反应方向移动，B的体积分数减小 D．再充入1 mol C，C的物质的量浓度将增大 解析：再充入2 mol A，A的浓度增大，则平衡右移，但A的转化的物质的量与加入的相比较，加入的多，转化的少，转化率反而减小，A错误；如果升高温度，平衡向逆反应方向移动，C的体积分数减小，B错误；如果增大压强，平衡不一定右移，B的体积分数不一定变化，如加入惰性气体总压增大，分压不变，平衡不动，C错误；再充入1 mol C，平衡向逆反应方向移动，A、B的浓度增大，温度不变，平衡常数不变，则平衡时C的浓度增大，D正确。‎ 答案：D ‎5．已知图一表示的是可逆反应CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)　ΔH>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法中正确的是(　　)‎ 图一　　　　图二 A．图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强 B．图一t2时改变的条件是增大压强，则反应的ΔH增大 C．图二t1时改变的条件可能是升高了温度 D．若图二t1时改变的条件是增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小 12‎ 解析：该反应是气体分子数减少的吸热反应，升高温度或增大压强，正、逆反应速率均增大，且平衡均向正反应方向移动，A正确；反应物的焓变只与反应物和生成物的能量有关，与压强没有关系，B错误；反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0的正反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，改变条件的瞬间，浓度不变，图二与实际不相符，C错误；若图二t1时刻改变的条件是增大压强，平衡向正反应方向移动，反应混合气体总的物质的量减小，混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量将增大，D错误。‎ 答案：A ‎6．一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)；已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．该反应的逆反应为吸热反应 B．平衡常数：KM>KN C．生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)‎ D．当温度高于‎250 ℃‎，升高温度，催化剂的催化效率降低 解析：升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，故A正确；升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，所以M点的化学平衡常数大于N点，故B正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂的催化效率先随温度升高而增大，后随温度升高而降低，所以v(N)有可能小于v(M)，故C错误；根据图象，当温度高于‎250 ℃‎，升高温度催化剂的催化效率降低，故D正确。‎ 答案：C ‎7．(2017·天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。‎230 ℃‎时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为‎42.2 ℃‎，固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；‎ 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至‎230℃‎制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在‎30 ℃‎和‎50 ℃‎两者之间选择反应温度，选‎50 ℃‎ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 12‎ D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)‎ 解析：平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以增加c(CO)，平衡虽然向正向移动，但反应的平衡常数不变，A错误；‎50 ℃‎时，Ni(CO)4以气态存在，有利于分离，从而促使平衡正向移动，B正确；‎230 ℃‎时，Ni(CO)4分解的平衡常数为5×106，可知分解率较高，C错误；v生成[Ni(CO)4]表示正向速率，v生成(CO)表示逆向速率，当4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)时，反应达到化学平衡状态，D错误。‎ 答案：B ‎8．某温度下，反应‎2A(g)B(g)＋C(g)的平衡常数为1，在容积为‎2 L的密闭容器中加入A(g)，20 s时测得各组分的物质的量如下表：‎ 物　质 A(g)‎ B(g)‎ C(g)‎ 物　质　的　量/mol ‎1.2‎ ‎0.6‎ ‎0.6‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应前20 s的平均速率为v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1‎ B．20 s时，正反应速率等于逆反应速率 C．达平衡时，A(g)的转化率为100%‎ D．若升高温度，平衡常数变为0.5，则反应的ΔH<0‎ 解析：由题意知，前20 s的平均速率为v(A)＝1.2 mol/(‎2 L·20 s)＝0.03 mol·L－1·s－1，A项错误；20 s时，Q＝＝＝0.25p2>p3>p4‎ B．甲醇的物质的量分数越高，反应的平衡常数越大 12‎ C．若T1> T2> T3>T4，则该反应为放热反应 D．缩小容积，可以提高CH3OH在混合物中的质量分数 解析：增大压强，平衡正向移动，则反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数逐渐增大，即p1＞p2＞p3＞p4，A项正确；平衡常数只受温度的影响，甲醇的物质的量分数的高低和反应的平衡常数之间没有关系，B项错误；若T1＞T2＞T3＞T4，则升高温度，甲醇的物质的量逐渐减小，化学平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，C项正确；缩小容积，增大压强，平衡正向移动，可以提高CH3OH在混合物中的质量分数，D项正确。‎ 答案：B ‎10．相同温度下，体积均为‎0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)‎ ‎　ΔH＝－92.6 kJ·mol－1，‎ 实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：‎ 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化 X2‎ Y2‎ XY3‎ ‎①‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎0‎ 放热：23.15 kJ ‎②‎ ‎0.6‎ ‎1.8‎ ‎0.8‎ Q(Q＞0)‎ 下列叙述不正确的是(　　)‎ A．容器①、②中反应的平衡常数相等 B．容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q kJ C．达到平衡时，两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 mol·L－1‎ D．若容器①的体积为‎0.20 L，则达平衡时放出的热量大于23.15 kJ 解析：平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A项正确；由达平衡时①放出的热量为23.15 kJ，可知X2和Y2的转化率均为25%，即平衡时X2、Y2和XY3的物质的量分别为0.75 mol、2.25 mol和0.5 mol，此时XY3的物质的量浓度均为2 mol·L－1，可知②的反应应逆向进行，反应过程需要吸收热量，B项错误；两容器中反应达平衡时为等效平衡，C项正确；增大压强平衡向正反应方向移动，放出热量多，D项正确。‎ 答案：B ‎11．硫化氢分解制取氢气和硫磺的原理为2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)，在‎2.0 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S，不同温度下测得H2S的转化率与时间的关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)‎ 12‎ A．图中P点：v(正)v(逆)，A错误；升高温度，H2S的转化率变大，正向移动，正反应方向是吸热反应，B错误；2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)，在‎2.0 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S，此时硫化氢的转化率为20%，则氢气的变化量为0.1×0.2＝0.02 mol，浓度为0.01 mol·L－1，所以v(H2)＝0.01 mol·L－1÷1.25 s＝0.008 mol·L－1·s－1，C正确；Qc＝＝3.125×10－4，而反应正向移动，所以平衡常数的值大于3.125×10－4，D错误。‎ 答案：C ‎12．温度为T1时，在三个容积均为‎1 L的恒容密闭容器中仅发生反应： 2NO2(g)2NO(g)＋O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v正＝v(NO2 )消耗＝k正c2(NO2 )，v逆＝v(NO)消耗＝2v(O2 )消耗＝k逆c2 (NO)·c(O2 )，k正、k逆为速率常数，受温度影响。 ‎ 容器编号 物质的起始浓度(mol·L－1)‎ 物质的平衡浓度(mol·L－1)‎ c(NO2)‎ c(NO)‎ c(O2)‎ c(O2)‎ Ⅰ ‎0.6‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.2‎ Ⅱ ‎0.3‎ ‎0.5‎ ‎0.2‎ Ⅲ ‎0‎ ‎0.5‎ ‎0.35‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为 4∶5 ‎ B．达平衡时，容器Ⅱ中c(O2 )/c(NO2)比容器Ⅰ中的大 C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数等于50%‎ D．当温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T2>T1‎ 解析：容器Ⅰ中平衡时，c(NO2)＝0.2 mol·L－1，c(NO)＝0.4 mol·L－1，c(O2)＝0.2‎ 12‎ ‎ mol·L－1，容器容积为‎1 L，气体总物质的量为(0.2＋0.4＋0.2)mol＝0.8 mol，容器Ⅱ中投入量为(0.3＋0.5＋0.2)mol＝1 mol，若容器Ⅱ中投入量与平衡量相等，则两容器内压强之比为0.8∶1＝4∶5，根据容器Ⅰ中的相关数据，知该反应的平衡常数K＝＝0.8 mol·L－1，容器Ⅱ中Qc＝≈0.56 mol·L－1T1，D项正确。‎ 答案：D 二、非选择题(本题包括4个小题，共52分。)‎ ‎13．(12分)工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为‎2 L的密闭容器中加入 4 mol H2 和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)在“图‎1”‎中，曲线________(填“a”或“b”)表示使用了催化剂；该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。‎ ‎(2)下列说法正确的是________。‎ 12‎ A．起始充入的CO为2 mol B．增加CO浓度，CO的转化率增大 C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态 D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1 mol CO和2 mol H2，再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小 ‎(3)从反应开始到建立平衡，v(H2)＝________；该温度下CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为________________。若保持其他条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(4)请在“图‎3”‎中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p1、p2，且p1T1。‎ 答案：(1)(K1·K2)　(2)0.09　70%　(3)　①c　②高于　该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2高于T1‎ 12‎ ‎15．(14分)在‎1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1；反应时间(t/h)与容器内气体总压强(p/100kpa)的数据见下表：‎ 时间 ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ 总压强 ‎4.91‎ ‎5.58‎ ‎6.32‎ ‎7.31‎ ‎8.54‎ ‎9.50‎ ‎9.52‎ ‎9.53‎ ‎9.53‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为________。平衡时A的转化率为________，反应的平衡常数K＝________________。‎ ‎(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝__________mol，n(A)＝________________mol。‎ ‎②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。‎ 反应时间t/h ‎0‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ c(A)/(mol·L－1)‎ ‎0.10‎ a ‎0.026‎ ‎0.0065‎ 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是_______________________________________________‎ ‎_____________________________________________________，‎ 由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________________mol·L－1。‎ 解析：(1)由于该反应的正反应为一个气体体积增加的吸热反应，要提高A的平衡转化率，其实就是要让平衡正向移动，所以应采取的措施为升高温度，降低压强。‎ ‎(2)设到达平衡时A减少了x mol，则由三段式有：‎ ‎　　　A(g)　　B(g)　＋　C(g)‎ 起始量　　0.10 mol　　　0　　　　　0‎ 变化量　　x mol　　　　 x mol　　　x mol 平衡量　　(0.10－x)mol　x mol　　　x mol 根据阿伏加德罗定律可得： 0.10/(0.10－x＋x＋x)＝p0/p，求得A的转化率表达式为α(A)＝x/0.10×100%＝(p/p0－1)×100%，将题目中数据p0＝4.91，p＝9.53代入表达式求得平衡时A的转化率为94.1%。将x＝0.094 1代入上面的三段式中可以求得该反应的平衡常数为K＝c(B)·c(C)/c(A)＝0.094 1×0.094 1/(0.10－0.094 1)＝1.5；‎ ‎(3)①由以上三段式知平衡时n(总)＝(0.10＋x)mol，n(A)＝(0.10－x)mol，将(2)问中的x代入即可得到n(总)＝0.10×p/p0，n(A)＝0.10×(2－p/p0)；‎ 12‎ ‎②由表中数据可以看出规律为平衡前每间隔4小时，A浓度约变为原来的一半，故可知a＝0.051，反应在12 h时A的浓度为0.013 mol·L－1。‎ 答案：(1)升高温度、降低压强　(2)×100%‎ ‎94．1%　1.5　(3)①0.10×　0.10× ‎②0.051　达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半　0.013‎ ‎16．(14分)Ⅰ.(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、某温度和催化剂的条件下合成碳酸二甲酯(DMC)的研究开发。‎ 已知：ⅰ.CO的燃烧热：ΔH＝－283.0 kJ·mol－1；‎ ⅱ.1 mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量；‎ ⅲ.2CH3OH(g)＋CO2 (g)CH3OCOOCH3 (g)＋H2O(g)　ΔH＝－15.5 kJ•mol－1。‎ 则2CH3OH(g)＋CO (g)＋O2(g)CH3OCOOCH3 (g)＋H2O(l)　ΔH＝__________。该反应平衡常数K的表达式为_________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(2)甲醇也是制备甲酸的一种重要原料。某温度时，将10 mol甲酸钠溶于水，溶液显碱性，向该溶液中滴加‎1 L某浓度的甲酸，使溶液呈中性，则滴加甲酸的过程中水的电离平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”) 移动， 此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________________________________________________。‎ Ⅱ.甲醇和CO2可直接合成DMC：2CH3OH(g)＋CO2 (g)CH3OCOOCH3 (g)＋H2O(g)，但甲醇转化率通常不会超过1%，制约该反应走向工业化生产。‎ ‎(1)在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到平衡状态的是________(选填编号)。‎ A．2v正(CH3OH)＝v逆(CO2)‎ B．CH3OH与H2O的物质的量之比保持不变 C．容器内气体的密度不变 D．容器内压强不变 ‎(2)某研究小组在某温度下，在100 mL恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10－5 mol催化剂，研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响，‎ 12‎ 其变化曲线如图所示。计算公式为：TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。在该温度下，最佳反应时间是________；4～10 h内碳酸二甲酯的平均反应速率是________mol·L－1·h－1。‎ 解析：Ⅰ.(1)ⅰ.CO的标准燃烧热为－283.0 kJ·mol－1，‎ 所以CO(g)＋O2(g)===CO2(g)‎ ΔH＝－283.0 kJ·mol－1①。‎ ⅱ.1 mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量，所以H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1　②，‎ ⅲ.2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－15.5 kJ·mol－1③。‎ 则根据盖斯定律可知①－②＋③即可得到2CH3OH(g)＋CO(g)＋O2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(l)‎ ΔH＝－283.0 kJ·mol－1－44 kJ·mol－1－15.5 kJ·mol－1＝－342.5 kJ·mol－1；‎ 化学平衡常数等于平衡时生成物的浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，则根据方程式可知该反应的平衡常数表达式为K＝。‎ ‎(2)甲酸是一元弱酸，则滴加甲酸的过程中水的电离平衡将逆向移动。根据电荷守恒可知此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(HCOO－)＝c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)；‎ Ⅱ.(1)v正(CH3OH)＝2v正(CO2)＝2v逆(CO2)，达平衡状态，A错误；CH3OH与H2O的物质的量之比保持不变说明反应达到平衡状态，B正确；气体的质量和容积均不变，则容器内气体的密度始终不变，C错误；正反应是体积减小的可逆反应，则容器内压强不变，说明各物质的量不变，为平衡状态，D正确。‎ ‎(2)由图可知10 h时TON的值最大，因此在该温度下，最佳反应时间是10 h；4～10 h内转化的甲醇的物质的量为6×10－5mol×(35－20)＝90×10－5mol，所以转化的DMC的物质的量为90×10－5mol÷2＝45×10－5mol，浓度是45×10－4mol·L－1，则v＝Δc÷Δt＝45×10－4mol·L－1÷6h＝7.5×10－4 mol·L－1·h－1。‎ 答案：Ⅰ.(1)－342.5 kJ·mol－1‎ K＝ ‎(2)逆向　c(HCOO－)＝c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)‎ Ⅱ.(1)BD　(2)10h　7.5×10－4‎ 12‎