1、 1 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡高考典型题型解析汇总高考典型题型解析汇总 保分卷 一、选择题：本题共 7 小题，每小题 6 分，共 42 分。 1在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)，下列说法中正确的 是( ) A平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：K c 2 c 2 c B改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变 C如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化 D若平衡时增加 A 和 B 的浓度，则平衡常数会减小 答案：A 解析：K只随温度的改变而改变，除改变温度外，改变其他条件都不会引起平衡常数的 改变。 2 一定条件下， 通过下面反应可实现燃煤烟气
2、中硫的回收： SO2(g)2CO(g) = 催化剂2CO 2(g) S(l) H10.8 CS0 C反应温度应控制在 240 260 D选择合适催化剂，可以提高 CO 的转化率 答案：C 解析：A 项，X、Y 点 CO 的转化率均为 70%，但温度不同，CO 的正反应速率不相同，错 误。B 项，从开始到图象最高点之前属于未平衡，反应向正方向进行，升高温度，反应加快， CO 的转化率增大；达到最高点及该点之后，属于平衡状态，升高温度，CO 的转化率降低， 说明正反应是放热反应，错误。C 项，从图象看，在反应温度控制在 240 260 之间时， CO 的转化率较大，正确。D 项，催化剂不能使平衡移
3、动，不能提高 CO 的转化率，错误。 5800 时，在容积为 2 L 的密闭容器中，充入 0.20 mol X(g)和 0.10 mol 的 Y2(g) 的混合气，发生反应 2X(g)Y2，n(X)随时间变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(X)/mol 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06 下列说法正确的是( ) 3 A达到平衡后，升高温度，K减小，则该反应的 H0 B前 2 s 内的平均反应速率v(Y2)0.015 molL 1s1 C该温度下，该反应的平衡常数K4 900 27 D其他条件不变时，向平衡体系中再充入 0.06 mol X、0.03 mol
4、 Y2和 0.14 mol XY， 则 Y2的转化率减小 答案：B 解析：A 项，升高温度，K减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，错误；B 项，前 2 s 内v(Y2)0.20 mol0.08 mol 2 L2 s2 0.015 molL 1s1，正确；C 项， 2X(g)Y2 初始浓度(molL 1) 0.10 0.05 0 变化浓度(molL 1) 0.07 0.035 0.07 平衡浓度(molL 1) 0.03 0.015 0.07 K 0.07 2 0.03 20.0159 800 27 ，错误；D 项，再充入 0.06 mol X、0.03 mol Y2和 0.14 mol XY
5、， 则充入各物质的量与平衡时各物质的量相等，相当于将容器体积缩小一半，平衡向右移动， 可判断出 Y 的转化率增大，错误。 6以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为 2CO2(g)6H2(g) 催化剂 CH3CH2OH(g)3H2O(g) H”“T3。 (1)与实验相比，实验除温度不同外，还改变的条件 及判断依据是 _ _。 (2)实验反应至 25 min 达到平衡，用 NO 物质的浓度变化表示的反应速率为 _。达到平衡时，Cl2的转化率为_。若实验达到平衡时的热量 变化为Q kJ，则该反应的热化学方程式为_。 (3)用K、K、K分别表示三组实验的化学平衡常数，则平衡常数由大到小的次序是 _。
6、(4)图中M点时的逆反应速率_(填“大于”“小于”“等于”或“不能确 定”)N点时正反应速率，原因是 _ _。 6 (5)在体积可变的密闭容器中充入 2 mol NO 和 1 mol Cl2，保持恒温、恒压发生上述反 应，t1时达到平衡状态，如右图所示，若t2时再充入 2 mol ClNO，t3时再次达到平衡，请 在图中画出反应速率随时间的变化曲线。 答案： (1)加入催化剂；实验温度低于，而最先达到平衡状态，说明反应速率大，故有催 化剂 (2)0.008 molL 1min1 50% 2NO(g)Cl2 HQ kJmol 1 (3)KKK (4)小于 实验反应速率最小，达到平衡时的反应速率小
7、于实验达到平衡时的反应 速率，而M点时反应还未达平衡，其逆反应速率小于平衡时的反应速率 (5)如图 解析：(1)多变量图象分析的一般思路是“先拐先平衡，反应速率大”，而此处出现异 常，温度低时反应速率大，故一定隐含使用了催化剂的条件。 (2)该反应至平衡时消耗 Cl2物质的量为a，由“三段式” 2NO(g)Cl2 起始/mol 3 2 0 转化/mol 2a a 2a 平衡/mol 32a 2a 2a 2a 2aa2a100%50% 解得a1 mol 则 Cl2的转化率为1 2100%50% 则v(NO) 21 mol 10 L25 min0.008 molL 1min1。 由图看出温度越高，
8、平衡时 ClNO 的百分含量越低，说明该反应为放热反应，由以上计 7 算可知有 1 mol Cl2参加时的反应热为Q kJmol 1，则该反应的热化学方程式为 2NO(g) Cl2 HQ kJmol 1。 (3)该反应为放热反应，温度越高化学平衡常数越小，故KKK。 (5)整体来看再充入 2 mol ClNO 相当于再充入 2 mol NO 和 1 mol Cl2，因保持恒温恒压， 仅相当于反应规模增大，建立的平衡与原平衡等效，反应速率也一样；充入 2 mol ClNO 时 容器体积增大，ClNO 的物质的量浓度增大，故v(逆)增大，由于容器体积增大，NO 和 Cl2 物质的量浓度减小，故正反
9、应速率减小，随后逐渐达到平衡状态。 10 (15 分)2019山东齐鲁名校教科协联考工业上制备硫酸最重要的一步是 SO2的氧 化，反应方程式为 2SO2(g)O2(g) 500 V2O5 2SO3(g) H196.6 kJmol 1。 回答下列问题： (1)该反应在_(填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。 (2)某课外兴趣小组在实验室对该反应进行研究，部分数据如下表。 比较下列数值大小(填“”“”“0，将 X 和 Y 以一定比例混合通入密闭容器中 进行反应，各物质的浓度随时间的改变如图所示。下列说法不正确的是( ) A反应方程式中n1 B10 min 时，曲线发生变化的原因是升高温度
10、C10 min 时，曲线发生变化的原因是增大压强 D05 min 内，用 X 表示的反应速率为v(X)0.08 molL 1min1 答案：B 解析：由图像可以看出，05 min，X 的浓度减小了 0.4 molL 1，而 Z 的浓度增大了 0.4 molL 1，说明 X 与 Z 的化学计量数之比为 1：1，故 n1，A 项正确；10 min 时，X、 Y、Z 的浓度同时增大一倍，且随后平衡正向移动，说明改变的条件为增大压强，B 项错误， 11 C 项正确；05 min 内，v(X)0.4 molL 1 5 min 0.08 molL 1min1，D 项正确。 5一定条件下，在恒容密闭容器中进
11、行反应：CaSO4(s)4CO(g) H0，达到平衡之后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化 趋势合理的是( ) 选项 x y A 升高温度 平衡常数K B 增加 CO 量 气体相对分子质量 C 增加炭量 CaSO4质量 D 降低温度 CaS 的物质的量 答案：D 解析：该反应只有 CO 是气体，正反应是吸热反应；从图象看，改变条件x，纵坐标y 代表的物理量逐渐减小。升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数K增大，A 项错误； 增加 CO 量，CO 浓度增大，平衡向左移动，但是气体相对分子质量不变，B 项错误；炭是固 体，增加炭的量不会使平衡移动，C 项错误；降低温度，
12、平衡向逆反应方向移动，n(CaS)逐 渐减小，D 项正确。 6在恒温恒容密闭容器中分别充入 A、B、C 三种气体，一定条件下发生反应，各物质 浓度随时间的变化曲线如图 1 所示。若从t2 min 开始，每个时刻只改变一个且不同的条件， 物质 C 的正、逆反应速率随时间的变化曲线如图 2 所示。下列说法不正确的是( ) At2 min 时改变的条件可能是增大压强或加入催化剂 B该反应的正反应为放热反应 C0t1 min 内 A 与 B 的平均反应速率之比为 3：2 D该反应中 C 一定为产物 12 答案：B 解析：因每个时刻只改变一个且不同的条件，t2t3 min 阶段与t4t5 min 阶段反
13、应速 率均加快且平衡不移动，说明t2 min 和t4 min 时改变的条件是使用了催化剂或加压中的一 种， 且不同， 则该反应前后气体分子数不变， 结合题图 1， 推出反应的化学方程式为 C，故 A、D 正确；t3t4 min，物质 C 的正、逆反应速率均降低，则t3 min 时改变的条件 为降低反应温度，由题图 2 知平衡逆向移动，说明正反应吸热，故 B 错误；0t1 min 内 A 与 B 的平均反应速率之比等于化学计量数之比， 为 3： 2或等于浓度的变化量之比， 为(0.15 0.06) ：(0.110.05)3：2，故 C 正确。 7在 100时，将 N2O4、NO2分别充入两个各为
14、 1 L 的密闭容器中，反应过程中浓度变 化如下： 容器 物质 起始浓度/molL 1 平衡浓度/molL1 N2O4 0.100 0.040 NO2 0 0.120 N2O4 0 0.014 NO2 0.100 0.072 下列说法正确的是( ) A平衡时，、中反应物的转化率 (N2O4)”“ 0.04 molL 1 0.16 molL1 min1 解析：(1)H2S 用 Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，则这两种酸式盐为 NaHCO3和 NaHS， 结合原子守恒写出化学方程式：Na2CO3H2SNaHCO3NaHS。 (2)分析目标热化学方程式，根据盖斯定律，由2可得 3H2(g) 3
15、OCH3(g)CO2(g)，则有 H(90.8 kJmol 1)2(23.5 kJmol1) (41.3 kJmol 1)246.4 kJmol1。 (3)增大压强，平衡正向移动，CO 的转化率增大，升高温度，平衡逆向移动，CO 的转化 率减小，a 错误；加入催化剂，平衡不移动，CO 的转化率不变，b 错误；减少 CO2的浓度， 平衡正向移动，CO 的转化率增大，c 正确；增加 CO 的浓度，平衡正向移动，但 CO 的转化率 14 降低，d 错误；分离出二甲醚，平衡正向移动，CO 的转化率增大，e 正确。 (4)此时该反应的浓度商Qcc 3OCH3c2 c 2 3 12 121.86v逆。由表
16、中数据可知，起始加入 CH3OH 的浓度为 1.64 molL 1，设 CH 3OH 的转化浓度为x，则有 2CH33OCH3(g)H2O(g) 起始浓度/(molL 1) 1.64 0 0 转化浓度/(molL 1) x 0.5x 0.5x 平衡浓度/(molL 1) 1.64x 0.5x 0.5x 则该温度下平衡常数K x 2 x 2400，解得x1.6，故经 10 min 反应达到平衡 时c(CH3OH)1.64 molL 11.6 molL10.04 molL1。 前 10 min 内反应速率 v(CH3OH) 1.6 molL 1 10 min 0.16 molL 1min1。 9(
17、14 分)炽热的碳与水蒸气可发生反应 C(s)H22(g)CO(g)，该反应对煤 的综合利用具有积极的研究意义： (1)已知碳(石墨)、H2、CO 的燃烧热分别为 393.5 kJmol 1、285.8 kJmol1、283 kJmol 1，又知 H 2O(l)=H2O(g) H44 kJmol 1，则 C(s)H 2 H2(g) H _。 (2)一定温度下，在体积为V L 的密闭容器中加入足量活性炭，并充入x mol H2O(g)发 生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如下表。 时间/min 0 10 20 30 40 总压强/100 kPa 1.0 1.2 1.3 1.4 1.4
18、平衡时，容器中气体总物质的量为_mol，H2O 的转化率为_。 该温度下反应的平衡常数K_。 (3)保持恒温、恒压，向容器内充入少量 N2，H2O 的转化率将_(填“增大”“减 小”或“不变”)。 (4)保持恒温、恒容，在 40 min 时再充入 H2,50 min 时再次达到平衡，反应过程中各物 质的浓度随时间变化如图所示。 15 物质 X 为_。 50 min 时，CO 的浓度为_ molL 1。 4050 min 内 H2O(g)的平均反应速率为_molL 1min1。 答案： (1)131.3 kJmol 1 (2)1.4x 40% (4x/15V) molL 1(单位不写也可以) (
19、3)增大 (4)水蒸气 b ab 2ab ab ab 解析： (1)由燃烧热可写出热化学方程式C(s)1 2O 2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol 1；H 2(g)1 2O 2(g)=H2O(l) H2285.8 kJmol 1；CO(g)1 2O 2(g)=CO2(g) H3 283 kJmol 1且有H 2O(l)=H2O(g) H44 kJmol 1。根据盖斯定律 可得：C(s)H2H2(g) H131.3 kJmol 1。 (2)根据阿伏加德罗定律，温度、体积一定时，压强之比等于气体物质的量之比，可 知平衡时容器中气体总物质的量为 1.4x mol， 由差量法可知生成
20、H2 0.4x mol， 反应的 H2O(g) 为 0.4x mol，故其转化率为 40%。 设有y mol 水发生转化， C(s)H2H2(g) 起始/mol x 0 0 变化/mol y y y 平衡/mol xy y y xyyy1.4x y0.4x Kc 2c c2 x/V 1 x/V 1 x/V 1(4x/15V) molL 1 (3)恒压充入惰性气体相当于扩大体积，平衡正向移动，H2O(g)转化率增大。 (4)加入 H2，平衡逆向移动，水蒸气浓度逐渐增大，CO 浓度逐渐减小，而 H2浓度为瞬间 增大，故 X 为水蒸气，Z 为 CO，Y 为 H2，温度没变，化学平衡常数没变。设 40
21、50 min 内 增加的水蒸气的浓度为x，则： C(s)H2H2(g) 原平衡 1 a b c 新平衡/(molL 1) ax bx 2c 16 Kbc a 2c bx ax 解得x ab 2ab 则水蒸气的反应速率 v(H2O) ab ab molL 1min1 CO 的浓度为 b ab 2ab molL 1。 10(15 分)2019河南洛阳统考科学家积极探索新技术对 CO2进行综合利用，CO2可 用来合成低碳烯烃：2CO2(g)6H22=CH2(g)4H2O(g) Ha kJmol 1。 请回答下列问题： (1)已知： H2和 CH2=CH2的燃烧热分别是 285.8 kJmol 1、
22、1 411.0 kJmol1， 且 H 2O(g) H2O(l) H44.0 kJmol 1，则 a _ kJmol 1。 (2)上述由 CO2合成 CH2=CH2的反应在_(填“高温”或“低温”)下自发进行。 (3)在体积为 1 L 的恒容密闭容器中，充入 3 mol H2和 1 mol CO2，测得温度对 CO2的平 衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是_(填字母编号)。 17 A平衡常数大小：KMKN B其他条件不变，若不使用催化剂，则 250 时 CO2的平衡转化率可能位于点M1 C图中M点时，乙烯的体积分数为 7.7% D当压强或 n2 n2 不变时均可证明化学反
23、应已达到平衡状态 (4)保持温度不变，在体积为V L 的恒容容器中以n(H2)：n(CO2)3：1 的投料比加入反 应物，t0时达到化学平衡。请在图中作出容器内混合气体的平均相对分子质量随时间变化的 图像。 答案： (1)127.8 (2)低温 (3)C (4) 作图要求：起点坐标(0,12.5)，t0平衡时M在 12.5 到 20 之间 解析： (1)H2和 CH2=CH2的燃烧热分别是 285.8 kJmol 1、1 411.0 kJmol1，据此写出热 化学方程式：H2(g)1 2O 2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol 1；CH 2=CH2(g) 3O2(g)=2CO2(g
24、)2H2O(l) H1 411.0 kJmol 1；又知H 2O(g)=H2O(l) H 44.0 kJmol 1， 根据盖斯定律， 由64 可得 2CO 2(g)6H22=CH2(g) 4H2O(g)， 则有 Ha kJmol 1(285.8 kJmol1)6(1 411.0 kJmol1)( 18 44.0 kJmol 1)4127.8 kJmol1。 (2)反应 2CO2(g)6H22=CH2(g)4H2O(g)的 H0，S0，据 HTS0 时反应能自发进行可知，该反应在低温下能自发进行。 (3)升高温度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，由于温度TMKN， A 错误。其他条件不变，若不使
25、用催化剂，250 时平衡不移动，CO2的平衡转化率不变， 故不可能位于点M1， B 错误。 图中M点时 CO2平衡转化率为 50%， 开始时充入 3 mol H2和 1 mol CO2，则平衡时 CO2(g)、H2(g)、CH2=CH2(g)、H2O(g)的物质的量分别为 0.5 mol、1.5 mol、 0.25 mol 、 1.0 mol ， 故 乙 烯 的 体 积 分 数 为 0.25 mol 0.5 mol1.5 mol0.25 mol1.0 mol 100%7.7%，C 正确。压强不变时，该反应达到平衡状态， n2 n2 始终不变，不能据此 判断是否达到平衡状态，D 错误。 (4)保持温度不变，在体积为V L 的恒容容器中以n(H2)：n(CO2)3：1 的投料比加入反 应物，此时混合气体的平均相对分子质量为23441 31 12.5，反应正向进行，混合气体 的平均相对分子质量逐渐增大， 假设反应正向反应完全， 所得混合气体的平均相对分子质量 为23441 2.5 20，考虑该反应是可逆反应，t0时达到化学平衡，混合气体的平均相对分 子质量小于 20，据此画出图像。
