第一部分 专题八化学反应速率和化学平衡一、选择题1．(2022·河北衡水中学三模)已知反应：2NO(g)＋Br2(g)===2NOBr(g)的活化能为akJ/mol，其反应机理如下：①NO(g)＋Br2(g)===NOBr2(g) 慢②NO(g)＋NOBr2(g)===2NOBr(g) 快下列有关该反应的说法正确的是( )A．反应的速率主要取决于②的快慢B．反应速率v(NO)＝v(NOBr)＝2v(Br2)C．NOBr2是该反应的催化剂D．该反应的焓变等于akJ/mol解析：A项，反应速率的快慢主要取决于慢反应①的速率；B项，反应速率之比等于化学计量数之比，根据总反应式知v(NO)＝v(NOBr)＝2v(Br2)；C项，NOBr2是反应①的生成物，是反应②的反应物，不是催化剂，D项，akJ/mol是总反应的活化能，不是焓变。答案：B2．(2022·诲淀期末)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。当反应达到平衡时，下列措施能提高N2转化率的是( )①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加N2的浓度 ④加压A．①④B．①②C．②③D．③④解析：本题考查了化学平衡的有关知识，意在考查考生灵活运用勒夏特列原理分析问题的能力。该反应为放热反应，降低温度平衡右移，N2的转化率增大，①对；该反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡右移，N2的转化率增大，④对；恒压下通入惰性气体，相当于减小压强，平衡左移，N2的转化率减小，②错；增加N2的浓度，H2的转化率增大，但N2的转化率减小，③错。本题选A。答案：A3．(2022·兰州一中模拟)某温度下，体积一定的密闭容器中进行可逆反应：X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( )A．加入少量W，逆反应速率增大B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C．升高温度，平衡逆向移动D．平衡后加入X，上述反应的ΔH增大解析：\nW是固体，加入少量W，反应速率不变，A错误；该反应在反应前后气体分子数不相等，当容器中气体压强不变时，容器中气体的物质的量不变，反应达到平衡，B正确；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即正向移动，C错误；ΔH不因平衡的移动而改变，D错误。答案：B4．(2022·南宁适应性测试)MgO可用于制备特种陶瓷，在一定条件下，通过下列反应制备：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH>0，上述反应达到平衡后保持其他条件不变，下列说法正确的是( )A．加入催化剂，反应的ΔH变大B．升高温度，混合气体的密度增大C．压缩容器，反应吸收的热量不变D．分离出部分MgO，可增大CO的转化率解析：反应热与是否使用催化剂无关，A错误。该反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，混合气体的质量增大，又容器体积不变，因此混合气体的密度增大，B正确。压缩容器，平衡逆向移动，反应吸收的热量减小，C错误。MgO是固体，改变其量对平衡无影响，D错误。答案：B5．(2022·北京市房山区高三4月模拟)某体积可变的密闭容器，盛有适量A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A＋3B2C。若维持温度和压强不变，当达到限度时容器的体积为VL，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是( )①原混合气体的体积为1.2VL ②原混合气体的体积为1.1VL ③反应达到限度时气体A消耗掉0.05VL ④反应达限度时气体B消耗掉0.05VLA．②③B．②④C．①③D．①④解析：本题考查了化学平衡的计算相关知识。根据题意可推出C气体生成体积和A、B两气体的消耗体积： A ＋ 3B 2C反应量0.05V0.15V 0.1V反应达平衡后剩余的A、B气体体积为0.9V，而A、B两种气体已消耗的体积为0.05V＋0.15V＝0.2V，因此原混合气体的体积为0.9V＋0.2V＝1.1V，反应达平衡时气体A消耗掉0.05VL。答案：A6．(2022·辽宁营口期末)在一定条件下的密闭容器中，发生反应N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝＋180.5kJ·mol－1，下列说法正确的是( )\nA．平衡后升高温度，混合气体中N2的含量降低B．当v正(O2)＝v正(NO)时，反应达到化学平衡C．改变压强，平衡不移动的原因是化学反应速率不变D．1molN2(g)和1molO2(g)反应，达到平衡时吸收的热量为180.5kJ解析：该反应的正反应为吸热反应，升温后平衡正向移动，N2的含量降低，A项正确；所给的两个速率数据均为正反应的数据，不能用于判断反应是否达到平衡状态，B项错误；由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，加压后速率增大，但平衡不移动，C项错误；由于该反应为可逆反应，1molN2和1molO2不可能完全反应，达到平衡时，吸收热量小于180.5kJ，D项错误。答案：A7．(2022·株洲一模)对于达到平衡的可逆反应X＋YW＋Z(已配平)，在t时刻增大压强(其他条件不变)，正、逆反应速率(v)变化的情况如图所示。下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是( )A．W、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体B．X、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体C．X、Y或W、Z中均只有一种为气体D．X、Y均为气体，W、Z均为液体或固体解析：本题考查了化学平衡及图象分析知识，意在考查考生对知识的理解能力和图象分析能力。由图象可知，增大压强，正、逆反应速率都增大，且平衡正向移动，而增大压强时平衡应向气体分子数减小的方向移动，分析可知B选项正确。答案：B8．(2022·日照调研)向密闭容器中充入物质A和B，发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)。反应过程中，物质A的体积分数和C的体积分数随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )A．该反应在T1、T3温度时达到过化学平衡B．该反应在T2温度时达到过化学平衡\nC．该反应的逆反应是放热反应D．升高温度，平衡会向正反应方向移动解析：本题考查了化学平衡知识，意在考查考生分析化学图象的能力。T2之前A的体积分数减小，C的体积分数增大，是因为反应未达到平衡，T2之后A的体积分数增大，C的体积分数减小，是因为反应在T2时达到平衡后，升高温度平衡向逆反应方向移动，故B项正确，C、D项错误。在T1和T3时，A的体积分数均与C的体积分数相等，但T1时反应没有达到平衡状态，A项错误。答案：B9．(2022·南昌零模)某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入A气体，B气体，测得其浓度为2mol/L和1mol/L；且发生如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)已知“？”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，且反应前后压强比为5∶4，则下列说法中正确的是( )①该反应的化学平衡常数表达式为：K＝②此时B的转化率为35% ③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变 ④增加C的量，A、B转化率不变A．①②B．②③C．①④D．③④解析：本题考查化学平衡原理及转化率的计算，意在考查考生的分析能力和判断能力。 3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)开始(mol/L):2 1 0 0转化(mol/L):0.6 0.4 0.8 0.4平衡(mol/L):1.4 0.6 0.8 0.4设平衡时气体总的物质的量浓度为xmol/L，根据压强之比等于物质的量之比可得：＝，又＝，故＝，可得x＝2.4，从而可知C为固体或液体，D为气体。故化学平衡常数的表达式为：K＝，①错误；B的转化率为40%，②错误；该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，③正确；由于C为固体或液体，增加C的量，平衡不发生移动，A、B的转化率不变，④正确。本题选D。答案：D10．(2022·银川一中月考)往2L密闭容器中充入NO2\n，在三种不同条件下发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成N2O4)。下列说法正确的是( )浓度(mol·L－1) 时间 (min)实验序号/温度(℃) 01020304050实验1/8001.000.800.650.550.500.50实验2/8001.000.700.500.500.500.50实验3/8501.000.500.400.150.150.15A．实验2比实验1的反应容器内压强小B．实验2比实验1使用了效率更高的催化剂C．实验1比实验3的平衡常数大D．由实验2和实验3可判断该反应是放热反应解析：实验1和实验2相比，化学平衡状态一致，但实验2反应速率快，先达到平衡状态，故实验2比实验1使用了效率更高的催化剂，B项正确，A项错误；由表中数据看出，实验3的温度比实验1和实验2的高，反应进行的程度也大，故该反应为吸热反应，实验3的化学平衡常数大，C、D项错误。答案：B二、填空题11．(2022·广东省梅州市高三5月总复习质检)有硫酸酸化的草酸(H2C2O4，二元弱酸)溶液能将KMnO4溶液中的MnO转化为Mn2＋。某化学小组研究发现，少量MnSO4可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：(1)常温下，控制KMnO4溶液初始浓度相同，调节不同的初始pH和草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表。实验编号温度初始pH0.1mol/L草酸溶液/mL0.01mol/LKMnO4溶液体积/mL蒸馏水体积/mL待测数据(反应混合液褪色时间/s)①常温1205030t1②常温2205030t2③常温240________t3(2)该反应的离子方程式______________________。(3)若t1<t2，则根据实验①和②得到的结论是____________________________。(4)请你设计实验验证MnSO4\n对该反应起催化作用，完成下表中内容。实验方案(不要求写出具体操作过程)实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验结果和结论_____________________________________________(5)化学小组用滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度：取ag草酸晶体(H2C2O4·2H2O，摩尔质量126g/mol)溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4酸化，再用KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定两次，平均消耗KMnO4溶液VmL。滴定到达终点的现象是：______________________________；实验中所需的定量仪器有___________________(填仪器名称)。该KMnO4溶液的物质的量浓度为________mol/L。解析：本题考查化学反应速率影响因素的探究、氧化还原反应滴定。(1)从表中数据知道②③组是研究浓度对反应速率的影响，为了实验的可对比性，溶液的体积控制为100mL，改变KMnO4的浓度，故KMnO4溶液用50mL再加10mL水。(2)反应的离子方程式5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。(3)若t1<t2，说明溶液酸性较强时反应较快，那么则根据实验①和②得到的结论是：溶液的pH对该反应的速率有影响。(4)设计实验验证MnSO4对该反应起催化作用时控制其他条件相同，一组不加催化剂，另一组加催化剂进行对比，所以操作和结论为：实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验结果和结论往反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用(若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用)(5)用KMnO4溶液滴定至终点草酸时滴定到达终点的现象是：滴入一滴KMnO4溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色；用草酸晶体配制一定物质的量浓度溶液时还要用到：胶头滴管、托盘天平、250mL容量瓶，滴定前草酸量取时要用到：酸式滴定管；ag草酸晶体溶于水配成250mL溶液，其物质的量浓度为2a/63mol/L，取25.00mL溶液滴定，根据关系式5H2C2O4～2MnO，设KMnO4溶液的物质的量浓度为cmol/L，则有：5cV＝2×(2a/63)×25，得c＝20a/63mol/L。答案：(1)50 10(2)5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O(3)溶液的pH对该反应的速率有影响(4)实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验结果和结论\n往反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用(若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用)(5)滴入一滴KMnO4溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色 胶头滴管、托盘天平、250mL容量瓶、(酸式)滴定管 20a/6312．(2022·湖南省张家界市高三4月模拟)Ⅰ.在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：(1)x值等于______________________________。(2)A的转化率为______________________________。(3)生成D的反应速率为______________________________。(4)如果增大反应体系的压强，则平衡体系中C的质量分数_______________。(5)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行，开始加入C和D各mol，要使平衡时各物质的质量分数与原平衡时完全相等，则还应加入物质__________________mol。Ⅱ.恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13mol，nt(NH3)＝6mol，则a＝________。(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况下)，其中NH3的体积分数为25%。则平衡时NH3的物质的量为________。(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)∶n(平)＝________。(4)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α(H2)＝________。解析：本题考查利用三段式法结合化学方程式计算。Ⅰ.(1)平衡时C的浓度为0.4mol/L，故生成C的物质的量为0.4mol/L×2L＝0.8mol，物质的量之比等于化学计量数之比，故0.8mol∶0.8mol＝x∶2，解得x＝2；(2)平衡时n(D)＝0.8mol，由方程式可知参加反应的n(A)＝×n(D)＝1.2mol，故A的转化率为1.2mol/2mol＝60%；(3)生成D的反应速率＝＝0.2\nmol/(L·min)；(4)反应前后气体的物质的量不变，增大压强，平衡不移动，平衡体系中C的质量分数不变；(5)该反应前后气体的物质的量不变，恒温恒容下，按化学计量数转化到左边，满足n(A)∶n(B)＝2mol∶2mol＝1∶1即可，开始加入C和D各4/3mol，由化学方程式3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)可知转化到左边，可以得到A为4/3mol×3/2＝2mol，得到B为4/3mol×1/2＝2/3mol，故还需要加入B，加入B的物质的量为2mol－2/3mol＝4/3mol。Ⅱ.(1)根据方程式计算： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始(mol):a b 0转化(mol):3 9 6t时刻(mol):a－3b－9 6所以a－3＝13，则a＝16；(2)反应平衡时，混合气体为＝32mol，其中NH3的物质的量为32mol×25%＝8mol；(3)利用差量法计算： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，物质的量减少Δn 1mol3mol 2mol 2mol转化： 4mol12mol 8mol 8mol故原混合气体为32mol＋8mol＝40mol，则原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比n(始)∶n(平)＝40mol∶32mol＝5∶4；(4)达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)＝∶＝1∶2。答案：Ⅰ.(1)2 (2)60% (3)0.2mol/(L·min) (4)不变 (5)B Ⅱ.(1)16 (2)8mol (3)5∶4 (4)1∶2
