2021届高考化学二轮复习高分练：化学反应速率与化学平衡(解析版)

- 1 - 化学反应速率与化学平衡

1.2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）若2 s后，A的转化率为50%，测得v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1，下列推断正确的是（ ）

A．v（C）＝v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1

B．z＝3

C．B的转化率为25%

D．C的体积分数为20%

【答案】A

【解析】【分析】根据题中2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）可知，本题考查化学反应速率和化学平衡，运用化学反应速率之比等于化学计量数之比和勒夏特列原理分析。

【详解】A. 2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）可以用单位时间内各物质的物质的量浓度变化来表示，如v（A）＝ΔcAΔt（）；不同物质表示的速率间有v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝a∶b∶c∶d规律。反应中A转化2 mol×50%＝1 mol，B转化1 mol×32＝1.5 mol，v（C）＝v（A）＝1mol2L2s＝0.25 mol·L－1·s－1= v（D），A项正确；

B．v（C）∶v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1∶0.25 mol·L－1·s－1＝1∶1，z＝2，B项错误；

C．B的转化率为1.5mol2mol×100%＝75%，C项错误；

D．反应中A转化2 mol×50%＝1 mol，生成1molC，总物质的量减少0.5mol，C的体积分数也就是物质的量分数，为1mol4mol0.5mol×100%≈- 2 - 28.6%，D项错误；

答案选A。

2.常温下，2NH3(g)＋NaClO(aq)＝NaCl(aq)＋N2H4(aq)＋H2O(l)能自发进行，可用于生产N2H4。下列有关说法正确的是

A．该反应的ΔH＞0，ΔS＜0

B．每生成 1 mol N2H4 转移 2 mol 电子

C．室温下，向 0.1mol·L－1 NaClO 溶液中加水，溶液 pH 增大

D．N2H4、O2 和 KOH 溶液组成的燃料电池，负极反应为 N2H4－4e－＝N2＋4H+

【答案】B

【解析】A．2NH3(g)+NaClO(aq)=NaCl(aq)+N2H4(aq)+H2O（1），△S＜0，又△H-T△S＜0的反应可自发进行，则该反应△H＜0，故A错误；

B．反应中氮元素化合价由-3升高到-2，则每生成1mol N2H4转移2mol电子，故B正确；

C．NaClO溶液由于次氯酸跟水解显碱性，则室温下，向0.1mol/L NaClO溶液中加水，溶液体积增大，碱性减弱，pH减小，故C错误；

D．N2H4、O2和KOH溶液组成的燃料电池中N2H4被氧气氧化为负极，在碱性溶液中失电子生成氮气和水，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故D错误；

故选：B。

3.在固定容积的密闭容器中，放入amolX，发生反应：2XY(g)＋ - 3 - Z(s)，并达到平衡状态，此时升高温度，气体的密度增大。下列叙述正确的是

A．平衡后移走部分Z，平衡正向移动

B．若X为非气态，则正反应为放热反应

C．若正反应为放热反应，则X一定为气态

D．若X为气态，再向容器中充入amolX，达到平衡后，X的体积分数增大

【答案】C

【解析】【分析】达到化学平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，若平衡向正反应方向移动，则X应为非气态，若平衡向逆反应方向移动，则X应为气态。

【详解】A．Z为固态，移走部分Z，平衡不移动，故A错误；

B．X为非气态，反应中只有Y为气体，升高温度，Y的质量增大，平衡应向正反应移动，故正反应为吸热反应，故B错误；

C．若正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则X应为气态才能符合，故C正确；

D．若X为气态，再向容器中充入a mol X，等效为压强增大1倍，平衡向正反应方向移动，与原平衡相比X的体积分数减小，故D错误；

答案选C。

4.在密闭容器中加入CaSO4和CO，在一定温度下，发生反应：CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH＝＋218.4 kJ·mol－1 - 4 -

CO的反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )

A．该反应是吸热反应，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小

B．CaO是固态，不能用CaO表示反应的快慢

C．图示中t1时改变的条件可能是减小c(CO)，同时增大c(SO2)

D．图示中t1时改变的条件可能是增大压强

【答案】C

【解析】A．一般情况下，升高温度都会使反应速率增大，因此升高温度后，正逆反应反应速率都会增加，A项错误；

B．反应速率有多种表示方法，由于CaO是固体，所以不能用其浓度的变化表示反应速率；但是可以用其质量的变化反映反应速率的大小，B项错误；

C．图中t1时刻后，v正减小而v逆增大；根据反应速率的影响因素可知，若减小CO的浓度会导致正反应速率下降，若同时增大SO2的浓度则会导致逆反应速率上升，C项正确；

D．若增大压强，则会导致正逆反应速率都增大，这与图像中的反映的信息不符，D项错误；

答案选C。

【点睛】

对于可逆反应的v-t图，若在平衡后只改变温度，则必然发生平衡移- 5 - 动现象，并且v正和v逆同时增大或减小；若只改变压强，则不一定发生平衡移动现象，但是v正和v逆仍同时增大或减小。

5.炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法正确的是(

)

A．每活化一个氧分子吸收0.29 eV的能量

B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV

C．氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程

D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的反应物

【答案】C

【解析】A．反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量，A错误；

B．化学反应过程中存在多步反应的活化能，整个反应的活化能较大者，根据能量图分析，整个反应的活化能为活化能较大者，则没有水加入的反应活化能为E=0.75 eV，有水加入的反应的活化能为E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低0.75 eV-0.57 eV=0.18 eV， - 6 - B错误；

C．根据图象分析，氧分子活化过程O-O键断裂，生成C-O键，所以氧分子的活化是O-O的断裂与C-O键的生成过程，C正确；

D．活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，D错误；

故合理选项是C。

6.已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下，830℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B。

温度 700 800 830 1000 1200

平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6

0.4

（1）反应达平衡后，升高温度，平衡_______移动（填“正向”或“逆向”）

（2）830℃达平衡时，A的转化率为________。

【答案】（1）逆向 （2）80%

【解析】【分析】（1）根据平衡移动原理，结合温度与平衡常数的关系分析判断；

（2）假设A转化浓度为x，根据物质反应转化关系，可得平衡时各种物质的浓度，带入平衡常数表达式可得x的数值，然后利用转化率=转化量投入量×100%计算。

【详解】（1）根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。由表格数据可知，升高温度，该反应的化学平衡常数减小，- 7 - 说明升高温度平衡逆向移动，逆反应方向为吸热反应；

（2）在2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，发生反应：A(g)+B(g)C(g)+D(g)，反应开始时c(A)=0.2 mol÷2 L=0.1

mol/L，c(B)=0.8 mol÷2 L=0.4 mol/L，c(C)=c(D)=0，假设反应达到平衡时A转化浓度为x，根据物质反应转化关系可知平衡时：c(C)=c(D)=x mol/L，c(A)=(0.1-x) mol/L，c(B)=(0.4-x) mol/L，由于在830℃时平衡常数为1.0，所以xx0.1x0.4x=1.0，解得x=0.08

mol/L，所以830℃达平衡时，A的转化率=0.08?/0.1?/molLmolL×100%=80%。

【点睛】

本题考查了平衡移动原理的应用。涉及化学平衡常数的应用及反应转化率的计算注意温度对吸热反应影响更大，温度不变时，化学平衡常数不变，化学方程式相反时，平衡常数则互为倒数。

7.将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生如下反应：

3A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)，达到平衡时C的浓度为w mol/L。回答下列问题：

（1）保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P中有关物质，平衡后C的浓度仍为w mol/L的是_____。

A．6 mol A＋2 mol B B．3 mol A＋1 mol

B＋2 mol C

C．2 mol C＋1 mol B＋1 mol D D．1 mol C＋2 mol

D - 8 - （2）保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为w mol/L，应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质_____。

A．3 mol A＋1 mol B B．4 mol C＋2 mol

D

C．1.5 mol A＋0.5 mol B＋1 mol C＋0.5 mol D D．无法判断

（3）保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器Q中发生反应，则平衡时C的浓度和w mol/L的关系是____。

A．大于w mol/L B．小于w mol/L C．等于w mol/L

D．无法比较

（4）将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为v mol/L，则v和w的关系是_____。

A．v>w B．v

（5）维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配比充入容器Q可使平衡时C的浓度为v mol/L ____。

A．1 mol C＋0.5 mol D B．3 mol

A＋2 mol B

C．3 mol A＋1 mol B＋1 mol D D．以上均不能满足条件

【答案】（1）A （2）D （3）B （4）B （5）C

【解析】【分析】（1）在恒温等压条件下，两个平衡中C的浓度，说明