1、考案7 第七章化学反应速率与化学平衡 单元过关限时检测 (50 分钟，100 分) 第卷(选择题共 42 分) 一、选择题：本题共 7 小题，每小题 6 分，共 42 分。每小题只有一个选项符合题意 1 (2021上海鲁迅中学高三检测)已知某条件下， 合成氨反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g) 的有关数据如下表所示： 项目N2H2NH3 起始浓度/(molL 1) 1.03.00.2 2 s 末浓度/(molL 1) 0.61.81.0 4 s 末浓度/(molL 1) 0.41.21.4 当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是(A) A2 s 末氨气的反应速率为 0
2、.4 molL 1s1 B前 2 s 内氨气的平均反应速率为 0.4 molL 1s1 C前 4 s 内氨气的平均反应速率为 0.3 molL 1s1 D24 s 内氨气的平均反应速率为 0.2 molL 1s1 解析2 s 末的速率是瞬时速率， 本题条件下无法求出， A 项错误； 02 s 内， c(NH3) 1.0 molL 10.2 molL10.8 molL1， 故前2 s内v(NH3)0.8 molL12 s0.4 molL1s 1，B 项正确；前 4 s 内 v(NH3)(1.40.2)molL14 s0.3 molL1s1，C 项正确；24 s 内 v(NH3)(1.41.0)m
3、olL 1(42)s0.2 molL1s1，D 项正确。 2(2021广东佛山高三检测)将 4 molA(g)和 2 mol B(g)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 的物质的量为 0.6 mol。下 列叙述正确的是(C) A用物质 C 表示的平均反应速率为 0.3 molL 1s1 B反应开始到 2 s，物质 B 的物质的量浓度减小 0.85 molL 1 C2 s 时物质 A 的转化率为 15% D2v(A)v(B) 解析本题考查化学反应速率及转化率的计算。 经 2 s 后测得 C 的物质的量为 0.6 mol
4、， 则有 v(C) 0.6 mol 2 L2 s0.15 molL 1s1，A 错误；2 s 内生成 0.6 mol C 同时消耗 0.3 mol B 和 0.6 mol A，故 B 的物质的量浓度减小值为0.3 mol 2 L 0.15 molL 1，B 错误；2 s 内消耗 0.6 mol A，则物质 A 的转化率为0.6 mol 4 mol 100%15%，C 正确；根据反应速率与化学计量数的关 系可知：v(A)2v(B)，D 错误。 3(2021天津部分区高三月考)某温度下，在一个 2 L 的密闭容器中，加入 4 mol A 和 2 mol B 进行如下反应： 2A(g)B(g)C(s
5、)3D(g)， 反应 2 min 后达到平衡， 测得生成 1.6 mol C，下列说法不正确的是(B) A前 2 min，D 的平均反应速率为 1.2 molL 1min1 B此时 B 的平衡转化率为 40% C增大该体系的压强，平衡不移动 D该漏度下平衡常新 K432 解析本题考查化学反应速率、平衡常数、平衡转化率的计算。反应 2 min 达到平衡， 生成 1.6 mol C， 同时应生成 4.8 mol D， 则有 v(D) 4.8 mol 2 L2 min1.2 molL 1min1， A 正确； 生成 1.6 mol C，必然消耗 1.6 mol B，则 B 的平衡转化率为1.6 mo
6、l 2 mol 100%80%，B 错 误；该反应前后气体总分子数不变，增大体系的压强，平衡不移动，C 正确；2 min 后达到 平衡时，A、B 和 D 的物质的量浓度(moIL 1)分别为 0.4、0.2 和 2.4，则该温度下平衡常数 K 2.43 0.420.2432，D 正确。 4.(2021河南郑州化学一模)在容积为 2 L 的刚性密闭容器中，加入 1 mol CO2和 3 mol H2，发生反应 CO23H2CH3OHH2O。在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响 结果如图所示(注：T1、T2均大于 300 )。下列说法正确的是(D) A该反应在 T1时的平衡常数比 T2时的小
7、B处于 A 点的反应体系从 T1变到 T2，达到平衡时 nCO2 nCH3OH减小 CT2温度下，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为 v(CH3OH)nB tB molL 1min1 D T1温度下， 若反应达到平衡后 CO2转化率为， 则容器内的压强与起始压强之比为(2 )2 解析由图像分析可知 T1T2，温度越高平衡时生成甲醇物质的量越小，说明正反应 为放热反应，则温度越高，平衡常数越小，该反应在 T1时的平衡常数比 T2时的大，故 A 项 错误； 分析可知 T1T2， A 点反应体系从 T1变到 T2， 升温平衡逆向进行， 达到平衡时 nCO2 nCH3OH 增大，故 B 项错误；T2温
8、度下达到平衡状态甲醇的物质的量 nB，反应达到平衡时生成甲醇 的平均速率为 v(CH3OH) nB 2 L tB molL 1min1nB 2tB molL 1min1，故 C 项错误；T1温度下， 若反应达到平衡后 CO2转化率为，根据三段式分析： CO2 3H2CH3OHH2O， 起始量/mol1300 变化量/mola3aaa 平衡量/mol1a33aaa 则容器内的压强与起始压强之比1a33aaa 13 42a 4 2a 2 ，故 D 项正确。 5 (2021山东济宁滕州一中月考)某科研人员提出HCHO(甲醛)与O2在羟基磷灰石(HAP) 表面催化生成 H2O 的历程示意图如下(图中只
9、画出了 HAP 的部分结构)。 下列说法不正确的是(C) AHAP 能提高 HCHO 与 O2的反应速率 BHCHO 在反应过程中，有 CH 键发生断裂 C根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自 O2 D该反应可表示为 HCHOO2 HAP CO2H2O 解析由题图知，HAP 在第一步反应中作反应物，在第二步反应中作生成物，所以是 总反应的催化剂， 催化剂能改变化学反应速率， A 正确； 由题图可知 HCHO 在反应中有 CH 键断裂和 C=O 键形成，B 正确；根据题图知，CO2分子中的氧原子有一部分来自甲醛，C 错误；该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP 为催化剂，
10、反应可表 示为 HCHOO2 HAP CO2H2O，D 正确。 6(2021广西高三检测)有、三个体积均为 0.5 L 的恒容密闭容器，在、 中按不同投料比(Z)充入 HCl 和 O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g) O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H。 HCl 的平衡转化率与 Z 和 T 的关系如图所示。 下列说法不 正确的是(D) 容器起始时 T/ n(HCl)/molZ 3000.25a 3000.25b 3000.254 AH0 Ba4v逆 D300 时，该反应平衡常数的值为 320 解析A 项，由图可知，HCl 平衡转化率随温度升高而减小，说明升温平衡向逆反应 方
11、向移动，正反应为放热反应，则H0，故 A 正确；B 项，增大氧气的物质的量，可促进 HCl 的转化，即投料比越小，HCl 平衡转化率越大，故 a4v逆， 故 C 正确； D 项，300 ，Z4 时，n(HCl)0.25 mol，n(O2)0.062 5 mol，即 c(HCl)0.5 mol/L，c(O2) 0.125 mol/L，HCl 平衡转化率为 80%，则： 4HCl(g) O2(g)2Cl2(g)2H2O(g) 起始(mol/L)0.50.12500 转化(mol/L)0.40.10.20.2 平衡(mol/L)0.10.0250.20.2 K 0.220.22 0.140.0256
12、40，故 D 错误。 7(2021河南豫南九校高三联考)在初始温度为 T 时，向三个密闭容器中按不同方式 投入反应物，发生反应：A(g)3B(g)2C(g)H0，测得反应的相关数据如下表： 容器容器类型 初始 体积 反应物投入量/mol平衡 转化率 平衡时 n(C)/mol 平衡 常数ABC 恒温恒容1 L1301(A)1.2K1 恒容绝热1 L0022(C)xK2 恒温恒压2 L2603(A)yK3 下列说法正确的是(C) Ax1.2，y3(A) CK2K325 12 D1(A)2(C)1 解析本题考查恒温恒容、恒温恒压条件下的“等效平衡”规律及应用。若容器是 恒温恒容，投入 2 mol C
13、 时与容器中反应是等效平衡，C(g)的分解反应是吸热反应，在绝 热条件下达到平衡时容器中温度低于容器，而降低温度，平衡正向移动，n(C)增大，则 有 x1.2；若容器保持恒温恒容，则容器 I 和容器中反应是等效平衡，由于该反应的正 反应是气体总分子数减小的反应，容器中反应达到平衡时，容器的体积小于 2 L，相当 于增大压强，平衡正向移动，平衡时 n(C)增大，则有 y2.4，1(A)K325 12，C 正确；若容器是恒温恒容， 则容器、中反应达到平衡时，对应物质的物质的量相等，则有1(A)2(C)1；由 C 项分析可知，容器中反应逆向进行的程度小，C 的平衡转化率小于恒温时的平衡转化率， 则有
14、1(A)2(C)0(填“”“p2；当压强 为 p2时，在 y 点：v正v逆。 解析本题考查化学平衡图像分析、反应速率的计算、平衡状态的判断等。 (1)已知 n(H2)n(CO)3 mol，若起始时 nH2 nCO2，则有 n(H 2)2 mol，n(CO)1 mol。 经过 5 min 达到平衡，设转化的 H2为 x mol，则有 CO(g)2H2(g)CH3OH(g) 起始量/mol120 转化量/mol0.5xx0.5x 平衡量/mol10.5x2x0.5x 达到平衡时，容器的压强是初始压强的 0.7 倍，根据阿伏加德罗定律，温度、体积一定 时，气体的压强之比等于其物质的量之比，则有(10
15、.5x)mol(2x)mol0.5x mol3 mol0.7，解得 x0.9，则 05 min 内平均反应速率 v(H2) 0.9 mol 2 L5 min0.09 molL 1min 1。此时再向容器中加入 0.15 mol CO(g)和 0.05 mol CH3OH(g)，将 0.05 mol CH3OH(g)完全 转化为 CO 和 H2，相当于一共加入 0.2 mol CO(g)和 0.1 mol H2(g)，二者的比值为 21，大 于起始时nCO nH2 ，增大nCO nH2 的值，达到新平衡时 H2的转化率增大。 (2)起始 nH2 nCO2 时，比值等于对应的化学计量数之比，达到平
16、衡时 CH 3OH 的体积分 数最大；若起始 nH2 nCO3.5，相当于 H 2过量，达到平衡状态后，CH3OH 的体积分数小于 C 点，故图甲中 F 点符合要求。 (3)图乙中压强一定时，升高温度，CO 的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移 动，则该反应的H0；该反应正方向为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平 衡正向移动，CO 的平衡转化率增大，图乙中温度相同时，压强为 p1时 CO 的平衡转化率大 于压强为 p2时 CO 的平衡转化率，则有压强：p1p2；当压强为 p2时，在 y 点 CO 的转化率 低于平衡点 x，则 y 点反应正向进行，故此时 v正v逆。 9(2021
17、北京朝阳区高三检测)温度为 T1时，向容积为 2 L 的密闭容器甲、乙中分别充 入一定量的 CO 和 H2O(g)， 发生反应： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41 kJmol 1。相关数据如下： 容器甲乙 反应物COH2OCOH2O 起始时物质的量/mol1.20.62.41.2 平衡时物质的量/mol0.80.2ab 达到平衡的时间/mint1t2 (1)甲容器中，反应在 t1min 内的平均反应速率 v(H2) 0.2 t1 molL 1min1。 (2)甲容器中，平衡时，反应放出的热量为16.4kJ。 (3)T1时，反应的平衡常数 K甲1。 (4)乙容器中，a1.6。
18、解析本题考查化学反应速率、平衡常数及平衡浓度的计算。 (1)甲容器中，t1min 时反应达到平衡，CO 的物质的量变化量为 1.2 mol0.8 mol0.4 mol，又知容器的容积为 2 L，则有 v(CO) 0.4 mol 2 Lt1min 0.2 t1 molL 1min1；根据反应速率 与化学计量数的关系可得，v(H2)v(CO)0.2 t1 molL 1min1。 (2)该反应中，消耗 1 mol CO(g)放出 41 kJ 热量，甲容器中平衡时消耗 0.4 mol CO(g)， 则放出的热量为 41 kJmol 10.4 mol16.4 kJ。 (3)按“三段式法”计算 T1，时平
19、衡常数 K甲： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) 起始浓度/(molL 1) 0.60.300 转化浓度/(molL 1) 0.20.20.20.2 平衡浓度/(molL 1) 0.40.10.20.2 故 K甲 cCO2cH2 cCOcH2O 0.20.2 0.40.11。 (4)该反应为反应前后气体体积不变的反应，改变体系压强，平衡不移动，乙容器相对 甲容器，压强增大 1 倍，T1时，甲、乙两容器中反应达到的平衡是等效平衡，CO 的转化率 相同；甲容器中 CO 的转化率为1.2 mol0.8 mol 1.2 mol 1 3，故乙容器中，a mol2.4 mol2.4 mol1
20、31.6 mol。 10(2021黑龙江哈尔滨师大附中高三检测)汽车尾气中含有 CO、NOx等有毒气体，对 汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体： 已知 4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)H1 200 kJmol 1。 (1)该反应在低温(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)对于该反应，改变某一反应条件(温度：T1T2)，下列图像正确的是CD(填序号)。 (3)某实验小组模拟上述净化过程，一定温度下，在 2 L 的恒容密闭容器中，起始时按照 甲、乙两种方式进行投料，甲：0.2 mol NO2,0.4 mol CO；乙：0.1 mol NO
21、2,0.2 mol CO。经过 一段时间后达到平衡状态。 N2的平衡体积分数：甲乙(填“”“”“乙。 解析本题考查化学反应进行的方向、化学平衡常数的计算及影响因素等。 (1)已知 4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)H1 200 kJmol 10， 正反应为气体 分子数减小的反应，S0，结合HTST2，由 T1降温到 T2，反应速率应减小，正、逆反应速率都应突变，且平衡应正向 移动，v逆v正，图像与实际不符，A 错误；利用“先拐先平数值大”规律，根据图像可 得 T1T2，与题中所给条件不符，B 错误；增大压强，平衡向正反应方向移动，CO2的体积 分数增大；保持压强不变，降低温度，
22、平衡向正反应方向移动，CO2的体积分数增大，图像 与实际相符，C 正确；平衡常数只与温度有关，温度一定时，改变压强，平衡常数不变，图 像与实际相符，D 正确。 (3)甲的投料量是乙的两倍，与乙相比，甲相当于增大压强，则平衡正向移动，甲中 N2的平衡体积分数大于乙。根据勒夏特列原理，甲中平衡正向移动的程度不能抵消反应 物浓度的增大，故甲中 NO2的平衡浓度大于乙。 11(2021北京西城区高三检测)工业合成氨技术反应原理为 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol 1。 (1)T 时，在有催化剂、体积为 1.0 L 的恒容密闭容器中充入 3 mol H2、1 mol N2,1
23、0 min 时反应达到平衡，测得 c(NH3)1.2 molL 1。 前 10 min 的平均反应速率 v(H2)0.18molL 1min1。 化学平衡常数 K 25 12 (用分数表示)。 (2)T 时，在有催化剂的恒容密闭容器中充入 N2和 H2。如图甲为不同投料比 nH2 nN2 时 某反应物 X 的平衡转化率变化曲线。 反应物 X 是N2(填“N2”或“H2”)。 判断依据是增大 H2的浓度可以提高 N2的转化率，但不能提高 H2自身转化率。 (3)在其他条件相同时，图乙为分别测定不同压强、不同温度下 N2的平衡转化率。L 表 示压强，其中 X1”或“”)。 解析本题考查化学反应速率
24、和平衡常数的计算、化学平衡图像及分析。 (1)T 时，10 min 时反应达到平衡，测得 c(NH3)1.2 molL 1，则生成 1.2 mol NH3， 反应消耗 1.8 mol H2，故前 10 min 的平均反应速率 v(H2) 1.8 mol 1.0 L10 min0.18 molL 1min 1。达到平衡，测得 c(NH3)1.2 molL1，此时 c(N2)0.4 molL1，c(H2)1.2 molL1， 则化学平衡常数 K c2NH3 cN2c3H2 1.22 0.41.23 25 12。 (2)T 时，增大投料比nH2 nN2，H 2的转化率减小，N2的转化率增大，故题图甲中反应物 X 是 N2。 (3)温度不变，增大压强，平衡正向移动，N2的平衡转化率增大，而压强不变，升高温 度，平衡逆向移动，N2的平衡转化率减小，结合题图乙分析可知，L 表示压强，X 代表温度。 由于温度越高，N2的平衡转化率越小，故温度：X1X2。
