2023屆高考化學(xué)-化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡專項練含解析

化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡

I.處理、回收co是環(huán)境科學(xué)家研究的熱點課題。

用于處理大氣污染物所發(fā)生的反應(yīng)為

(DCON2ON20(g)+CO(g)

C02(g)+N2(g)幾種物質(zhì)的相對能量如下：

物質(zhì)N2O(g)CO(g)C02(g)N2(g)

相對能量

475.52830393.5

/kJ?mol-1

6bH=-365kJ?mol，改變下列“量”，一定會引起△!!發(fā)生變化的

是D(填代號)

A.溫度B.反應(yīng)物濃度

C.催化劑D.化學(xué)計量數(shù)

②有人提出上述反應(yīng)可以用“Fe+”作催化劑。其總反應(yīng)分兩步進行：

++

第一步：Fe+N20=Fe0+N2；

第二步：FeO++CO=Fe++CO2(寫化學(xué)方程式)。

第二步反應(yīng)不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用時間，由此推知，第二步反應(yīng)速率.

大于第一步反應(yīng)速率(填“大于”或“等于”)o

(2)在實驗室，采用I2O5測定空氣中CO的含量。在密閉容器中充入足量的

I2O5粉末和一定量的CO,發(fā)生反應(yīng)：I2O5(s)+5CO(g)05C02(g)+I2(s)o

測得CO的轉(zhuǎn)化率如圖1所示。

①相對曲線a,曲線b僅改變一個條件，改變的條件可能是加入催化劑(或

增大壓強)。

Y5

②在此溫度下，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(用含x的代數(shù)式表

示)。

(3)工業(yè)上，利用CO和乩合成CROH,在1L恒容密閉容器中充入1molCO(g)

和AmolH2,在250℃發(fā)生反應(yīng)：C0(g)+2H2(g)—CH30H(g),測得混合

氣體中CH30H的體積分?jǐn)?shù)與4的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2所示。在a、b、c、d點

中，CO的平衡轉(zhuǎn)化率最大的點是"

(4)有人提出，利用2co(g)=2C(s)+02(g)消除C0對環(huán)境的污染，你的評

價是不可行_(填“可行”或“不可行”)

(5)C0—空氣堿性燃料電池(用KOH作電解質(zhì)),當(dāng)恰好完全生成KHC03時停

止放電。寫出此時負(fù)極的電極反應(yīng)式：(；0—2釬+30『=設(shè)0臺+乩0。

［解析］(D①生成物所具有的總能量一反應(yīng)物所具有的總能量=

(393.5+0-475.5-283)kJ?mol-,=-365kJ?mol-1,反應(yīng)熱只與具體反應(yīng)的

化學(xué)計量數(shù)有關(guān)，與溫度、壓強、催化劑、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)物濃度等無關(guān)，故選Do

②根據(jù)催化劑定義，第二步反應(yīng)中，中間產(chǎn)物(FeO+)氧化C0生成CO2,本

++

身被還原成Fe+,FeO+CO=Fe+CO2,第二步反應(yīng)對總反應(yīng)速率沒有影響，

說明第一步是慢反應(yīng)，控制總反應(yīng)速率，第二步反應(yīng)速率大于第一步反應(yīng)速率。

(2)①曲線b和曲線a的平衡狀態(tài)相同，曲線b反應(yīng)速率較大，對于氣體分子數(shù)

相同的反應(yīng)，加壓可以增大濃度，正、逆反應(yīng)速率同倍數(shù)增大，加入催化劑，

正、逆反應(yīng)速率同倍數(shù)增大，平衡不移動，曲線b僅改變一個條件，改變的條

件可能是加入催化劑(或增大壓強)，故答案為：加入催化劑(或增大壓強)；②

設(shè)C0的起始濃度為c(對于等氣體分子數(shù)反應(yīng)，體積始終不變)，平衡時，c(C0)

_1-1

=(1—x)cmol,L,c(C02)=xcmol,L,(3)圖2中，

b點代表平衡點，增大上、CO的投料比，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，在a、b、c、d

點中，CO的平衡轉(zhuǎn)化率最大的點是d。(4)該反應(yīng)是培增、埔減反應(yīng)，任何溫度

下自由能大于0,任何溫度下不能自發(fā)進行，故不可行。(5)負(fù)極上C0發(fā)生氧化

--

反應(yīng)生成KHCO3,負(fù)極的電極反應(yīng)式：C0-2e+30H=HC0r+H200

2.在體積為2L的真空密閉容器中加人1molCaC03,發(fā)生反應(yīng)：

CaC03(s)=Ca0(s)+C02(g)。測得二氧化碳的物質(zhì)的量濃度隨溫度的變化

如圖所示。圖中曲線A表示CO?的平衡濃度與溫度的關(guān)系；B是不同溫度下，反

應(yīng)經(jīng)過相同的時間時，CO?物質(zhì)的量濃度的變化曲線。

請回答下列問題：

-1

(1)已知：@CaO(s)+S02(g)=CaS03(s)A^=-402kJ?mol

②2CaC03(s)+2S02(g)+02(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)△4=一2762

kJ?mol-1

-1

③2CaS03(s)+02(g)=2CaS04(s)A6=-2315kJ?mol

-1

貝：CaC03(s)=CaO(s)+CO2(g)的AH=+178.5k.T?mol

(2)①溫度為四℃時，反應(yīng)CaCCUs)0Ca0(s)+C02(g)耗時20s達(dá)

到平衡，則20s內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率為0(C()2)=0.01mol/(L?s):反應(yīng)的

平衡常數(shù)為0.2mol-L-1o

②如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)十值變大，該反應(yīng)BC(選填編號)。

A.一定向逆反應(yīng)方向移動

B.在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大后減小

C.一定向正反應(yīng)方向移動

D.在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小后增大

(3)在n℃下，維持溫度和容器體積不變，充入co2氣體，則達(dá)到平衡時

CaC0.3的質(zhì)量增大(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)在T5℃下，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，再壓縮容器為1L,重新達(dá)到平衡時，

CO2的濃度不變(填“增大”“減小”或“不變”)

(5)隨著溫度的升高，曲線B向曲線A逼近的原因是溫度升高，化學(xué)反應(yīng)

速率加快，達(dá)到平衡的時間變短。

-1

［解析］(1)已知：(DCaO(s)+S02(g)=CaS03(s)A^=-402kJ?mol

②2CaC03(s)+2S02(g)+02(g)=2CaS04(s)+2C02(g)△笈=一2762

kJ*mol-1

-1

(3)2CaS03(s)+02(g)=2CaS04(s)A^=-2315kJ?mol

根據(jù)蓋斯定律，②義石一③一①可得：CaC()3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H

=(-2762kJ?mol-1)x|-(-2315kJ?mol-1)x|-(-402kJ?mol_1)=

+178.5kJ?mol-1,故答案為:+178.5；

(2)①入七時二氧化碳的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L,0(CO2)=喝皿T=

ZUs

0.01mol/(L,s)；

CaCO3(s).CaO(s)+CO2(g)中碳酸鈣和氧化鈣都是固態(tài)，則7T=c(CO2)

=0.2,故答案為：0.01mol/(L?s),0.2；

②根據(jù)圖象可知，溫度越高，二氧化碳的物質(zhì)的量濃度越大，此反應(yīng)為吸

熱反應(yīng)，若要使該反應(yīng)的平衡常數(shù)十值變大，需要升高溫度，則正逆反應(yīng)速率

都增大，且/(正)>M逆)，在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大后減小，故BC正確；

(3)在T5℃下，維持溫度和容器體積不變，充入CO2氣體的瞬間c(CC)2)增大，

由于溫度不變，平衡常數(shù)K=c(C0,不變,則平衡向著逆向移動，達(dá)到平衡時CaC03

的質(zhì)量會增大，故答案為：增大；

(4)在n℃下，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，再壓縮容器為1L,重新達(dá)到平衡時，

由于溫度不變，則平衡常數(shù)仁c(COD不變，即平衡時CO2的濃度不變;

(5)根據(jù)溫度對反應(yīng)速率的影響可知，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到

平衡所需要的時間變短，所以曲線B向曲線A逼近。

3.硫的化合物在化工生產(chǎn)、污水處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

I.叛基硫(O=C=S)廣泛存在于以煤為原料制備的各種化工原料氣中，能

引起催化劑中毒、大氣污染等。默基硫的水解和氫解是兩種常用的脫硫方法，

其反應(yīng)式分別為：

a.水解反應(yīng)：C0S(g)+H20(g)=H2S(g)+C02(g)A^=-35kJ-mol

-1

b.氫解反應(yīng)：COS(g)+H2(g)—H2S(g)+CO(g)

-1

已知：C0(g)+H20(g)=H2(g)+C02(g)A^=-42kJ?mol

(1)完成上述氫解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：COS(g)+Hz(g)=H2s(g)+

CO(g)AQ+7kj/mol。

(2)一定條件下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)a,其中COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率(a)

與溫度(7)的關(guān)系如圖所示。貝!!A、B、C三點對應(yīng)的狀態(tài)中，y(COS)=F(H2S)

的是ABC(填字母)。

(3)反應(yīng)b的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(給與溫度(7)的關(guān)系如圖所示，其中表

示正反應(yīng)的平衡常數(shù)(芯正)的是A(填“A”或"B”)。

(4)7；℃時，向容積為10L的恒容密閉容器中充入2molCOS(g)和2mol

H2(g),發(fā)生反應(yīng)b,則COS的平衡轉(zhuǎn)化率為50%。

II.礦石冶煉與含硫化合物有關(guān)。

(5)將冰銅礦(主要為Cu2s和FeS相熔合而成)加熔劑(石英砂)在1200℃

左右吹入空氣進行吹煉：Cu2s被氧化為CihO,生成的CU2O與Cu2s反應(yīng)，生成含

Cu量約為98.5%的粗銅，該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是：2CU2S+

302^^2CU20+2S02:2Cu20+Cu2s^^6Cu+S02t。

(6)廢氣中的SOZ可用NaOH溶液吸收，吸收SO2后的堿性溶液還可用于Cl2

的尾氣處理，吸收CL后的溶液仍呈強堿性。

①吸收CL后的溶液中一定存在的陰離子有OH，SOF>cro

②吸收Cb后的溶液中可能存在SOt,取該溶液于試管中，滴加黃色的溟水,

得到無色溶液。此實驗不能證明溶液中含有SOt,理由是NaOH溶液能跟澳單質(zhì)

反應(yīng)，使溶液呈無色。

［解析］⑴①COS(g)+lW(g)=H2S(g)+CO2(g)A-35

kJ?mol-1

-1

②CO(g)+H2O(g)0H2(g)+CO2(g)A7%=-42kJ?mol

將方程式①一②得C0S(g)+H2(g)=H2S(g)+CO(g)△〃=(一35

kj/mol)—(—42kj/mol)=+7kj/mol；

(2)根據(jù)方程式知，COS和H2s的化學(xué)計量數(shù)相等，則二者化學(xué)反應(yīng)速率相

等，與反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)無關(guān)，與溫度無關(guān)，故選ABC；

(3)該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向

移動，導(dǎo)致正反應(yīng)平衡常數(shù)增大，故選A；

(4)1;℃時，正逆平衡常數(shù)相等，正逆反應(yīng)平衡常數(shù)互為倒數(shù)，則該溫度下

正逆反應(yīng)平衡常數(shù)為L

開始時C(H2)=C(COS)=^TT=O.2mol/L,設(shè)COS的平衡轉(zhuǎn)化率為x,

■LUL

可逆反應(yīng)COS(g)+H2(g)=H2S(g)+C0(g)

開始(mol/L)0.20.200

反應(yīng)(mol/L)0.2x0.2x0.2x0.2x

平衡(mol/L)0.2-0.2x0.2—0.2x0,2x0.2x

化學(xué)平衡常數(shù)K=?*與廣Lk°-5=50%;

(5)CU2S被氧化為Cu20：2CU2S+302=^=2CU20+2S02；CU20與Cu2S反應(yīng)：2Cu2。

+CU2S^=6CU+S02f；

(6)①吸收SO2后的堿性溶液還可用于Cb的尾氣處理,亞硫酸鈉與氯氣發(fā)生

氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉和鹽酸，則吸收Cb后的溶液中一定存在的陰離子有

OH，sor>cr,故答案為：sor>cr；

②滴加黃色的濱水，得到無色溶液，此實驗不能證明溶液中含有sot,理

由是NaOH溶液能跟漠單質(zhì)反應(yīng)，使溶液呈無色。

4.C0和N0都是汽車尾氣中的有害氣體，它們在催化轉(zhuǎn)換器中能反應(yīng)生成

氮氣和C02,對此反應(yīng)，下列說法中錯誤的是(A)

A.改變壓強不可以改變反應(yīng)速率

B.使用催化劑能同時增加正、逆反應(yīng)的速率

C.增加壓強能增加反應(yīng)速率

D.升高溫度能增加吸熱方向的反應(yīng)速率

［解析］該反應(yīng)方程式為2N0(g)+2C0(g)—2c(h(g)+N2(g)；A.改

變壓強時能引起反應(yīng)物、生成物濃度的改變，能改變反應(yīng)速率，如：恒溫條件

下增大壓強，容器體積減小，反應(yīng)物和生成物濃度都增大，反應(yīng)速率增大，故A

錯誤；B.催化劑降低反應(yīng)所需活化能，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，所以能同等程

度的增大正逆反應(yīng)速率，故B正確；C.根據(jù)A知，增大壓強能增大反應(yīng)速率,

故C正確；D.升高溫度使部分非活化分子轉(zhuǎn)化為活化分子，增大活化分子百

分?jǐn)?shù)，反應(yīng)速率增大，故D正確；故選A。

5.合成氨生產(chǎn)中，說法正確的是(D)

A.使用催化劑，提高原料的利用率

B.采用高溫、高壓工藝提高氨的產(chǎn)率

C.產(chǎn)物用水吸收，剩余氣體循環(huán)利用

D.增大反應(yīng)物濃度，對。正影響更大

［解析］A.加入催化劑使反應(yīng)速率加快，但平衡不移動，原料利用率不變,

故A錯誤；B.合成氨工廠通常采用高壓(20MPa?50MPa)和700K(催化劑活

性高)的條件，高溫條件是催化劑的活性高，但不利于平衡的正向移動，高壓有

利用平衡向正反應(yīng)方向移動，可提高氨的產(chǎn)率，故B錯誤；C.平衡混合氣體

是用冷水冷卻，而不是用水吸收，故C錯誤；D.增大反應(yīng)物濃度，正、逆反

應(yīng)的速率都加快，但對v正影響更大，故D正確；故選D。

6.(雙選)某溫度下，在2L恒容密閉容器中投入一定量的A、B發(fā)生反應(yīng):

3A(g)+ZB(g)—cC(g)△Q—0kJ-molT(q>O),12s時生成C的物

質(zhì)的量為0.8mol(反應(yīng)進程如圖所示)。下列說法中正確的是(AC)

A.2s時，A的平均反應(yīng)速率為0.15mol?L-1?s-1

B.交點時，A的消耗速率等于A的生成速率

C.化學(xué)計量數(shù)之比b：c=l：2

D.12s內(nèi)，反應(yīng)放出0.20kJ熱量

［解析］A.圖象分析可知A的濃度變化=0.8mol/L-0.5mol/L=0.3

3mL

mol/L,反應(yīng)速率9°^=0.15mol/(L?s),故A正確；B.交點

△tZs

時，隨時間變化A的濃度變化，反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，A的消耗速率不等于A

的生成速率，故B錯誤；C.圖象分析A的濃度變化量為0.8mol/L-0.2mol/L

=0.6mol/L,B的濃度變化量為0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,生成C

的濃度為Q；=4mol/L,由此可得0.6：0.2：0.4=3：b：c,貝!|b：c

=1：2,故C正確；D.12s內(nèi)反應(yīng)3molA放熱0KJ,反應(yīng)A的物質(zhì)的量=

(0.8mol/L-0.2mol/L)X2L=1.2mol,結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計算，3A(g)

+B(g)2C(g)△合=—0kJ?molT,1.2molA反應(yīng)放出熱量0.40kJ,

故D錯誤；故選AC。

7.某溫度下，體積一定的密閉容器中進行如下可逆反應(yīng)：3X(g)+

2Y(s)=2Z(g)+W(g)△殳0,下列敘述錯誤的是(D)

A.升高溫度，正逆反應(yīng)速率都增大

B.若單位時間內(nèi)每消耗3molX的同時消耗2molZ,則反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平

衡狀態(tài)

C.適當(dāng)增大壓強，化學(xué)平衡不發(fā)生移動

D.平衡時，X與W的物質(zhì)的量濃度之比一定為3：1

［解析］A.升高溫度，可以提高反應(yīng)物、生成物的活化分子百分?jǐn)?shù)，正逆

反應(yīng)速率都增大，故A正確；B.若單位時間內(nèi)每消耗3molX的同時生成2moi

Z,且同時消耗2molZ,正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確；C.適

當(dāng)增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，左右兩邊氣體系數(shù)相等，化

學(xué)平衡不發(fā)生移動，故C正確；D.平衡時，X與W的物質(zhì)的量濃度之比不能確

定，與投料比和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故D錯誤；故選D。

8.一定條件下N()2與S02可發(fā)生反應(yīng):N()2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)

△水0,將NO?與SO?以體積比1:2置于密閉容器中反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到

平衡狀態(tài)的是(C)

A.體系壓強保持不變

B.混合氣體的密度保持不變

C.NO?和SO?的體積比保持不變

D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

［解析］根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反

應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量保持不變，以及由此衍生的一些量也不

發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當(dāng)

該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。A.兩邊氣體計量數(shù)相

等，所以體系壓強一直保持不變，故A錯誤；B.混合氣體的密度一直保持不

變，不能說明達(dá)平衡狀態(tài)，故B錯誤；C.將NO?與SO?以體積比1：2置于密閉

容器中反應(yīng),NO?和SO?的體積比保持不變，說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；D.氣

體的總物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量一直保持不變，故D錯誤;

故選C。

9.對于可逆反應(yīng)4NH3(g)+502(g)^4N0(g)+6H20(g),下列敘述正

確的是(A)

A.達(dá)到化學(xué)平衡時，4。正(02)=5%(N0)

B.若單位時間內(nèi)生成xmolNO的同時，消耗xmolNB,則反應(yīng)達(dá)到平衡

狀態(tài)

C.達(dá)到化學(xué)平衡時，若增加容器體積，則正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增

大

D.化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是：2y正(限)=3。正此0)

［解析］A.4y正@)=5/逆(N0)能證明化學(xué)反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率是相等的,

達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故A正確；B.單位時間內(nèi)生成xmolNO,同時消耗xmol

NH3,則不能說明化學(xué)反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率是相等的，只表示了正反應(yīng)方向，故

B錯誤；C.若增加容器體積即減小壓強，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，故C錯誤；D.反

應(yīng)速率之比等于方程式的系數(shù)之比，所以3y正(陽3)=2%(&0),故D錯誤。故

選Ao

10.在容積不變的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2S02(g)+02(g)=

2S03(g)；AQ—0kJ/mol(QO),某研究小組研究了其他條件不變時，改變

某一條件對上述反應(yīng)的影響，下列分析正確的是(B)

反

應(yīng)

速

率

%時間fo時間

A.研究的是%時刻增大0?B.研究的是％時刻加入催

的濃度對反應(yīng)速率的影響化劑后對反應(yīng)速率的影響

時■間時間

C.研究的是催化劑對平衡的影D.研究的是溫度對化學(xué)平衡

響，且甲的催化效率比乙高的影響，且乙的溫度較低

［解析］A.增大氧氣濃度時，三氧化硫濃度不變，則逆反應(yīng)速率瞬間不變,

所以改變條件時刻，逆反應(yīng)速率曲線有接觸點，該圖象沒有接觸點，故A錯誤;

B.催化劑能同等程度的改變正逆反應(yīng)速率，所以平衡不移動，故B正確；C.催

化劑改變正逆反應(yīng)速率但不影響平衡移動，則二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯

誤；D.溫度越高反應(yīng)速率越大，則反應(yīng)達(dá)到平衡時間越短，該反應(yīng)是放熱反應(yīng),

升高溫度二氧化硫轉(zhuǎn)化率降低，根據(jù)圖象知，乙溫度較高，故D錯誤；故選B。

11.將一定量的S02(g)和Oz(g)置于一恒容密閉容器中，在不同溫度下進

行反應(yīng)(已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng))。實驗記錄得到下表中的兩組數(shù)據(jù)：下列有關(guān)

說法中不正確的