專題綜合測評(二)化學反應速率與化學平衡(時間45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括12個小題，每小題4分，共48分)1．下列對化學反應方向的敘述，正確的是()【導學號：92410162】A．室溫下不能自發進行的反應，在高溫下有可能自發進行B．熵增加有利于反應的自發進行，熵減少的反應常溫下都不會自發進行C．非自發反應在任何情況下都不會發生D．凡是放熱反應都是自發的，吸熱反應都是非自發的【解析】碳酸鈣的分解是在室溫下不能自發進行的反應，但在高溫下能自發進行，A項正確，C項錯誤；有些放熱的熵減少反應能自發進行，B項錯誤；放熱反應如NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在高溫下不能自發進行，但有些吸熱反應也能自發進行，如氯化銨與消石灰的反應，D項錯誤。【答案】A2．增大壓強，對已達平衡的反應3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(s)產生的影響是()A．正反應速率加大，逆反應速率減小，平衡向正反應方向移動B．正反應速率減小，逆反應速率加大，平衡向逆反應方向移動C．正、逆反應速率都加大，平衡向正反應方向移動D．正、逆反應速率都沒有變化，平衡不發生移動【解析】增大壓強，正、逆反應速率都加大，但正反應速率增大得更多，平衡朝正反應方向移動，即向氣體體積減小的方向移動。【答案】C3．一定溫度下，對于反應N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行，下列措施能加快反應速率的是()【導學號：92410163】A．增大體積使壓強減小B．恒容，充入N2C．恒容，充入He氣D．恒壓，充入He氣【解析】增大體積使壓強減小，各成分濃度都減小，則反應速率減小，A項錯誤；恒容充入N2，則反應物的濃度增大，反應速率增大，B項正確；恒容充入He氣，容器內氣體的壓強增大，但是各反應物和生成物的濃度不變，反應速率不變，C項錯誤；恒壓通入He氣，則各物質的濃度減小，反應速率減小，D項錯誤。【答案】B4．一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發生反應：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－kJ/mol，下列能說明反應達到平衡狀態的是()A．體系壓強保持不變B．混合氣體顏色保持不變C．SO3和NO的體積比保持不變D．每消耗1molSO3的同時生成1molNO2【解析】由于該反應為前后氣體體積相等的反應，體系的壓強始終保持不變，故不能以壓強不變作為判斷反應達到平衡的標志，A錯誤。SO3與NO的體積比始終保持1∶1，C錯誤；消耗SO3和生成NO2為同一方向的反應，D錯誤。【答案】B5．對于可逆反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能使反應物中活化分子百分數、化學反應速率和化學平衡常數都變化的是()【導學號：92410164】A．增大壓強 B．升高溫度C．使用催化劑 D．多充入O2【解析】能影響化學平衡常數的只有溫度，同時改變溫度也可以改變反應物中的活化分子百分數和化學反應速率。【答案】B6．在恒溫、體積為2L的密閉容器中進行反應：2A(g)3B(g)＋C(g)，若反應物A在前20s由3mol降為mol，則前20s的平均反應速率為()A．v(B)＝mol·L－1·s－1B．v(B)＝mol·L－1·s－1C．v(C)＝mol·L－1·s－1D．v(C)＝mol·L－1·s－1【解析】反應物A前20s由3mol降到mol，則v(A)＝eq\f(3mol－mol,2L×20s)＝mol·L－1·s－1，根據用各物質表示的反應速率之比與化學計量數之比相等，知v(B)＝mol·L－1·s－1，v(C)＝mol·L－1·s－1。【答案】B7．下列敘述中一定能判斷某化學平衡發生移動的是()【導學號：92410165】A．混合物中各組分的濃度改變B．正、逆反應速率改變C．混合物中各組分的含量改變D．混合體系的壓強發生改變【解析】如果混合物中各組分的濃度變化保持各組分的含量不變時，平衡也不移動：使用合適的催化劑，正、逆反應速率都改變，但平衡不移動；如果反應前后氣體總物質的量不變，則壓強對平衡無影響。【答案】C8．X、Y、Z三種氣體，取X和Y按1∶1的物質的量之比混合，放入密閉容器中發生如下反應：X＋2Y2Z，達到平衡后，測得混合氣體中反應物的總物質的量與生成物的總物質的量之比為3∶2，則Y的轉化率最接近于()A．33% B．40%C．50% D．65%【解析】設X、Y的初始物質的量均為1mol，轉化的物質的量分別為amol、2amol、2amol，由方程式X＋2Y2Z開始(mol)110轉化(mol)a2a2a平衡(mol)1－a1－2a2a由題意得eq\f(1－a＋1－2a,2a)＝eq\f(3,2)求得：a＝eq\f(1,3)mol，因此Y的轉化率為eq\f(2,3)×100%，最接近65%。【答案】D9．在一定溫度、不同壓強(p1<p2)下，可逆反應：2X(g)2Y(s)＋Z(g)中，生成物Z在反應混合物中的體積分數(φ)與反應時間(t)的關系有以下圖示，其中正確的是()【導學號：92410166】【解析】由于p1<p2，故p2先達到平衡。由p1到p2，壓強增大，平衡右移(注意Y為固體)，Z的體積分數增大，D項正確。【答案】D10．符合圖1、圖2的反應是()圖1圖2A．X＋3Y2ZΔH>0B．X＋3Y2ZΔH<0C．X＋2Y3ZΔH<0D．5X＋3Y4ZΔH<0【解析】由圖1中X、Y、Z濃度的改變量可得反應的化學方程式：X＋3Y2Z；由圖2知T2>T1(T2先到達平衡)，平衡時Z%隨著溫度升高而降低，所以正反應為放熱反應，ΔH<0，故B選項正確。【答案】B11．(2023·天津高考)某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1molX(g)和2molY(g)發生反應：【導學號：92410167】X(g)＋mY(g)3Z(g)平衡時，X、Y、Z的體積分數分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g)，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數不變。下列敘述不正確的是()A．m＝2B．兩次平衡的平衡常數相同C．X與Y的平衡轉化率之比為1∶1D．第二次平衡時，Z的濃度為mol·L－1【解析】A．根據再次加入1molZ(g)，平衡后，X、Y、Z的體積分數不變，可知該反應是一個反應前后氣體分子數相等的反應，因此m＝2。B.由于溫度沒有變化，故兩次平衡的平衡常數不變。C.因為是按照化學方程式中化學計量數之比充入的反應物，因此二者的平衡轉化率相等。D.該反應前后氣體分子數不變，因此反應后氣體的物質的量與反應前一樣，都為4mol，而平衡后Z的體積分數為10%，平衡時Z的物質的量為4mol×10%＝mol，容器體積為2L，Z的濃度為mol·L－1。【答案】D12．某溫度時，N2＋3H22NH3的平衡常數K＝a，則此溫度下，NH33/2H2＋1/2N2的平衡常數為()A．a－1/2 B．a1/2\f(1,2)a D．a－2【解析】K＝eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)＝a，而NH3eq\f(3,2)H2＋eq\f(1,2)N2的平衡常數K′＝eq\f(c\f(1,2)N2·c\f(3,2)H2,cNH3)＝a－eq\f(1,2)。【答案】A二、非選擇題(本題包括4個小題，共52分)13．(14分)在密閉容器中，使2molN2和6molH2混合發生下列反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0【導學號：92410168】(1)當反應達到平衡時，N2和H2的濃度比是________；N2和H2的轉化率比是________。(2)升高平衡體系的溫度(保持體積不變)，混合氣體的平均相對分子質量________，密度________。(填“變大”、“變小”或“不變”)(3)當達到平衡時，充入氬氣，并保持壓強不變，平衡將________(填“正向”、“逆向”或“不”)移動。(4)若容器恒容、絕熱，加熱使容器內溫度迅速升至原來的2倍，平衡將________(填“向左移動”、“向右移動”或“不移動”)。達到新平衡后，容器內溫度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原來的2倍。【解析】(1)對N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，在密閉容器中，開始時n(N2)∶n(H2)＝2∶6＝1∶3，反應時消耗n(N2)∶n(H2)＝1∶3，故平衡時n(N2)∶n(H2)＝1∶3，所以c(N2)∶c(H2)＝1∶3，轉化率之比為1∶1。(2)升高溫度，平衡向逆反應方向移動，氣體的總物質的量增大，總質量不變，故平均相對分子質量變小，由ρ＝eq\f(m,V)知密度不變。(3)達平衡后，保持壓強不變，充入氬氣，使體系體積增大，濃度減小，相當于減小壓強，使平衡逆向移動。(4)恒容時升高溫度至原來的2倍，根據勒夏特列原理，平衡向吸熱反應的方向移動，即向左移動，達新平衡后，容器內溫度大于原來的溫度，小于原來溫度的2倍。【答案】(1)1∶31∶1(2)變小不變(3)逆向(4)向左移動小于14．(10分)一定條件下，在體積為3L的密閉容器中化學反應CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)達到平衡狀態。(1)該反應的平衡常數表達式K＝________；根據下圖，升高溫度，K值將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)500℃時，從反應開始到達到化學平衡，以H2的濃度變化表示的化學反應速率是________(用nB，tB(3)判斷該可逆反應達到化學平衡狀態的標志是________(填字母，下同)。a．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO)b．混合氣體的密度不再改變c．混合氣體的平均相對分子質量不再改變d．CO、H2、CH3OH的濃度均不再變化(4)300℃a．c(H2)減小b．正反應速率加快，逆反應速率減慢c．CH3OH的物質的量增加d．重新平衡時c(H2)/c(CH3OH)減小【解析】(1)根據所給圖象判斷，500℃時CH3OH的量比300℃時CH3OH的量少，說明升高溫度平衡逆向移動，K值減小。(2)由于v(CH3OH)∶v(H2)＝1∶2，因此可先求出v(CH3OH)，再推算出v(H2)。(3)a項中均為同一方向的反應速率，故不可判斷；b項中由于氣體的總質量為定值，且容器的體積保持不變，故密度一直不變，不可判斷。(4)體積壓縮后，v正、v逆均增大，但v正增加的比v逆多，平衡右移，CH3OH的物質的量增加；由于V減小，各物質的物質的量濃度均增加，但c(CH3OH)比c(H2)增大的多，所以c(H2)/c(CH3OH)減小。【答案】eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)減小(2)eq\f(2nB,3tB)mol·L－1·min－1(3)cd(4)cd15．(14分)一定溫度下，在容積固定的VL密閉容器中加入nmolA、2nmolB，發生反應：【導學號：92410169】A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH<0，反應達平衡后測得平衡常數為K，此時A的轉化率為x。(1)一段時間后上述反應達到平衡。則下列說法中正確的是________(填字母)。A．物質A、B的轉化率之比為1∶2B．起始時刻和達到平衡后容器中的壓強之比為3n∶(3n－nx)C．當2v正(A)＝v逆(B)時，反應一定達到平衡狀態D．充入惰性氣體(如Ar)，平衡向正反應方向移動(2)K和x的關系滿足K＝____________。在保證A濃度不變的情況下，擴大容器的體積，平衡________(填字母)。A．向正反應方向移動B．向逆反應方向移動C．不移動(3)該反應的逆反應速率與時間的關系如圖所示。①由圖可知，反應在t1、t3、t7時都達到了平衡，而t2、t8時都改變了一種條件，試判斷改變的條件：t2時____________________________________________________________；t8時_________________________________________________________。②t2時平衡向________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動。③若t4時降壓，t5時達到平衡，t6時增大反應物的濃度，請在圖中畫出，t4～t6時逆反應速率與時間的關系圖線。【解析】(1)轉化率＝變化量/起始量，故A、B的轉化率相等，A項錯誤；A(g)＋2B(g)2C(g)n(始)(mol)n2n0n(轉)(mol)nx2nx2nxn(平)(mol)n－nx2n－2nx2nxp1∶p2＝(n＋2n)∶[(n－nx)＋(2n－2nx)＋2nx]＝3n∶(3n－nx)，B項正確；C項說明正、逆反應速率相等，可判斷反應達到平衡；D項充入Ar，反應物濃度并沒改變，所以平衡不移動。(2)該反應達到平衡時，平衡常數K＝c2(C)/[c(A)·c2(B)]。擴大容器體積時，c(B)和c(C)等比例減小，由于A的濃度不變，此時c2(C)/[c(A)·c2(B)]的值仍然等于K，所以平衡不移動。(3)由于縱坐標只表示v逆，為了便于求解，在解題時可把v正補上，t2時平衡逆向移動，改變的條件可以是升溫或增大C的濃度；t8時平衡不移動，改變的條件是使用了催化劑。【答案】(1)BC(2)eq\f(Vx2,n1－x3)C(3)①升溫或增大C的濃度使用催化劑②逆反應③16．(14分)在恒溫恒容條件下，將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中發生反應：N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0，反應過程中各物質的物質的量濃度(c)隨時間(t)的變化曲線如圖所示。(1)該溫度下，該反應的平衡常數為________________，若溫度升高，K值將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)a、b