高考化学二轮复习专题训练化学反应速率与化学平衡.docx

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高考化学二轮复习专题训练化学反应速率与化学平衡

高考化学二轮复习专题训练：

化学反应速率与化学平衡及其影响因素

1．下列事实不能用平衡移动原理解释的是（　　）

答案　B

解析　啤酒中存在平衡：

CO2（g）CO2（aq），开启啤酒瓶，瓶中压强降低，平衡向气体体积增大的方向移动，即向生成CO2气体的方向移动；反应H2（g）＋I2（g）2HI（g）是一个反应前后气体分子数不变的反应，压强的改变并不能使平衡发生移动，此混合气体加压后颜色变深，是因为I2（g）的浓度的增大；实验室制取乙酸乙酯时，采用加热的方式将生成的乙酸乙酯不断蒸出，从而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动；石灰岩地貌的形成与以下反应有关：

CaCO3＋CO2＋H2OCa（HCO3）2，固体的溶解和凝结的反反复复，涉及了平衡的移动。

2．下列说法正确的是（　　）

A．增大反应物浓度，能增大活化分子百分数，所以反应速率增大

B．使用合适的催化剂，能增大活化分子百分数，所以反应速率增大

C．对于任何反应，增大压强都可加快反应速率

D．升高温度，只能增大吸热反应的反应速率

答案　B

解析　增大反应物的浓度会增大单位体积的活化分子数，但活化分子的百分数不变，A错误；使用合适的催化剂，降低反应的活化能，使部分不是活化分子的分子成为活化分子，增大活化分子百分数，所以反应速率增大，B正确；对于化学反应中都是液态物质参与的，增大压强，对反应速率无影响，C错误；升高温度，吸热、放热反应的速率都增大，D错误。

3．在1L恒容密闭容器中投入足量Mg（NO3）2，在一定温度下发生下列反应：

2Mg（NO3）2（s）2MgO（s）＋4NO2（g）＋O2（g）。

下列能说明该反应达到平衡状态的是（　　）

A．NO2体积分数不再变化

B．MgO的浓度不再变化

C．NO2消耗速率与O2生成速率之比为4∶1

D．混合气体的平均相对分子质量不再变化

答案　C

解析　反应物为固体，产物有两种气体，气体的体积比始终保持不变，NO2体积分数保持不变，不能判断平衡状态，A错误；固体浓度为常数，B错误；混合气体的比例一定，平均相对分子质量一定，不能判断是否平衡，D错误。

4．测定CO的反应为I2O5（s）＋5CO（g）I2（s）＋5CO2（g），在密封容器中进行上述反应。

下列有关说法正确的是（　　）

A．I2、CO2的生成速率之比为1∶5

B．在恒温恒容条件下充入惰性气体，正、逆反应速率都保持不变

C．达到平衡后缩小体积，CO的平衡转化率、CO2的浓度都不变

D．达到平衡后，升高温度，正、逆反应活化能都会减小

答案　B

解析　I2呈固态，浓度为定值，A错误；恒容恒温下，充入惰性气体，CO、CO2的浓度不变，反应速率不变，B正确；题述反应是气体分子数相等的反应，缩小体积，CO2的浓度增大，C错误；温度不能改变活化能，D错误。

5．向20mL0.40mol/LH2O2溶液中加入少量KI溶液：

ⅰ.H2O2＋I－===H2O＋IO－；

ⅱ.H2O2＋IO－===H2O＋O2↑＋I－。

H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积（已折算标准状况）如下。

t/min

0

5

10

15

20

V（O2）/mL

0.0

12.6

20.16

28.0

32.7

下列判断不正确的是（　　）

A．从图中可以看出，KI能增大H2O2的分解速率

B．反应ⅰ是放热反应，反应ⅱ是吸热反应

C．0～10min的平均反应速率：

v（H2O2）≈9.0×10－3mol/（L·min）

D．H2O2在反应过程中既体现了氧化性，又体现了还原性

答案　B

解析　从反应过程示意图可以看出KI能够降低反应的活化能，使反应速率大大加快，A正确；根据图示可知反应ⅰ的生成物比反应物的能量高，为吸热反应，反应ⅱ的反应物比生成物的能量高，是放热反应，B错误；0～10min内，反应产生O2的物质的量是n（O2）＝20.16×10－3L÷22.4L/mol＝9.0×10－4mol，根据方程式2H2O2===2H2O＋O2↑可知Δn（H2O2）＝2×9.0×10－4mol＝1.8×10－3mol，则v（H2O2）＝（1.8×10－3mol）÷0.02L÷10min＝9.0×10－3mol/（L·min），C正确；在反应ⅰ中H2O2的作用是氧化剂，在反应ⅱ中是还原剂，所以在整个反应过程中既体现了氧化性，又体现了还原性，D正确。

6．已知：

N2O4（g）2NO2（g）　ΔH＝＋QkJ/mol（Q>0），80℃时在2L密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应获得如下数据：

时间/s

0

20

40

60

80

100

c（NO2）/mol/L

0.00

0.12

0.20

0.26

0.30

0.30

下列判断正确的是（　　）

A．升高温度会使混合气体的颜色变浅

B．反应达平衡时，吸收的热量为0.30QkJ

C．20～40s内，v（N2O4）＝0.004mol/（L·s）

D．100s时再充入0.40molN2O4，达到新平衡时N2O4的转化率增大

答案　B

解析　ΔH＝＋QkJ/mol（Q>0），表明该反应的正反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，则c（NO2）增大，平衡混合气体的颜色加深，A错误；由表格中数据可知，当反应进行到80s时达到平衡状态，生成NO2的物质的量n（NO2）＝0.30mol/L×2L＝0.60mol，由于反应的物质的量与热量变化成正比，则反应吸收热量为0.60mol×

kJ/mol＝0.30QkJ，B正确；20～40s内，v（NO2）＝

＝0.004mol/（L·s），根据速率之比等于化学计量数之比，则20～40s内v（N2O4）＝0.002mol/（L·s），C错误；100s时再充入0.40molN2O4，由于容器的容积不变，气体的物质的量增多，气体压强增大，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，因此达到新平衡时N2O4的转化率减小，D错误。

7．以反应5H2C2O4＋2MnO

＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。

实验时，分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液，迅速混合并开始计时，通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。

编号

H2C2O4溶液

酸性KMnO4溶液

温度/℃

浓度/mol/L

体积/mL

浓度/mol/L

体积/mL

①

0.10

2.0

0.010

4.0

25

②

0.20

2.0

0.010

4.0

25

③

0.20

2.0

0.010

4.0

50

下列说法不正确的是（　　）

A．实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量

B．若实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，则这段时间内平均反应速率v（KMnO4）＝2.5×10－4mol/（L·s）

C．实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响

D．实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn2＋对反应起催化作用

答案　B

解析　因为需要通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢，所以在这三个实验中，所加H2C2O4溶液均需过量，A正确；根据表中数据可得v（KMnO4）＝

≈1.7×10－4mol/（L·s），B错误；分析表中数据可知，实验①和实验②只是H2C2O4浓度不同，实验②和③只是温度不同，C正确；在其他条件都相同时，开始速率很小，过一会儿速率突然增大，说明反应生成了具有催化作用的物质，其中水没有这种作用，CO2释放出去了，所以可能起催化作用的是Mn2＋，D正确。

8．甲醇（CH3OH）是绿色能源。

工业上合成原理为：

2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）。

一定温度下，向1L恒容密闭容器中充入H2和CO，平衡时CH3OH的体积分数与反应物投料之比

的关系如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．相同条件下，达到平衡时混合气体的密度与反应前相同

B．图像四个点中，c点处CO的转化率最大

C．若投料时n（CO）不变，图像四个点中，d点处CH3OH的物质的量最大

D．图像中c点到d点，平衡向正反应方向移动

答案　B

解析　反应前后的物质均为气体，即反应前后混合气体的总质量相同，又是恒容容器，反应前后气体的总体积相同，根据ρ＝

，得出反应前后混合气体的密度相同，A正确；反应物投料之比

越大，CO的转化率越大，故图像四个点中，d点处CO的转化率最大，B错误；若投料时n（CO）不变，图像四个点中，d处H2的物质的量最大，CO的平衡转化率最大，CH3OH的物质的量也最大，C正确；d点相当于c点达到平衡后，继续增大H2的物质的量，平衡向右移动，D正确。

9．工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应：

CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝akJ·mol－1，在温度T1和T2时，分别将0.50molCH4和1.2molNO2充入体积为1L的密闭容器中，测得n（CH4）随时间变化数据如下表：

下列说法不正确的是（　　）

A．10min内，T1时v（CH4）比T2时小

B．温度：

T1＜T2

C．ΔH：

a<0

D．平衡常数：

K（T1）＜K（T2）

答案　D

解析　根据公式v＝

计算，10min内，T1时v（CH4）＝0.015mol·L－1·min－1，T2时v（CH4）＝0.02mol·L－1·min－1，T1时v（CH4）比T2时小，A正确；T2温度时反应更快，所以T2＞T1，B正确；温度升高，甲烷剩余量增多，说明平衡向逆反应方向移动，正反应放热，所以a＜0，C正确；T1时反应进行的更为彻底，因此平衡常数更大，K（T1）＞K（T2），D错误。

10．实验：

①0.005mol·L－1FeCl3溶液和0.015mol·L－1KSCN溶液各1mL混合得到红色溶液a，均分溶液a置于b、c两支试管中；②向b中滴加3滴饱和FeCl3溶液，溶液颜色加深；③再向上述b溶液中滴加3滴1mol·L－1NaOH溶液，溶液颜色变浅且出现浑浊；④向c中逐渐滴加1mol·L－1KSCN溶液2mL，溶液颜色先变深后变浅。

下列分析不正确的是（　　）

A．实验②中增大Fe3＋浓度使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3正向移动

B．实验③中发生反应：

Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

C．实验③和④中溶液颜色变浅的原因相同

D．实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响

答案　C

解析　实验②中向b中滴加3滴饱和FeCl3溶液，增大了Fe3＋浓度，使反应Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3正向移动，溶液颜色加深，A正确。

实验③中向上述b溶液中滴加3滴1mol·L－1NaOH溶液，发生反应：

Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓，铁离子浓度减小，反应Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3逆向移动，溶液颜色变浅，B正确。

实验③颜色变浅的原因是减少了铁离子浓度，平衡逆向移动，实验④最后颜色变浅是因为加入的硫氰化钾溶液过多，对体系进行了稀释，颜色变浅，C错误。

实验④开始颜色加深是增加c（SCN－），平衡正向移动，结合A、B项分析，D正确。

11．相同温度下，分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应：

X2（g）＋3Y2（g）2XY3（g）　ΔH＝－akJ/mol，实验测得反应的有关数据如下表。

容器

反应

条件

起始物质的量/mol

达到平衡所用

时间/min

达到平衡过程

中的能量变化

X2

Y2

XY3

①

恒容

1

3

0

10

放热0.1akJ

②

恒压

1

3

0

t

放热bkJ

下列叙述正确的是（　　）

A．对于上述反应，①、②中反应的平衡常数K的数值不同

B．①中：

从开始至10min内的平均反应速率v（X2）＝0.1mol/（L·min）

C．②中：

X2的平衡转化率小于10%

D．b>0.1a

答案　D

解析　①、②中反应温度相同，平衡常数K的数值相同，A项错误；①中反应放热0.1akJ，说明10min内X2反应了0.1mol，物质的量浓度改变量为0.1mol/L，所以其平均速率为v（X2）＝0.01mol/（L·min），B项错误；据容器①中数据，可算出X2的平衡转化率为10%，容器②中是恒温恒压，容器①中是恒温恒容，容器②相当于在容器①基础上加压，加压平衡右移，所以X2的转化率大于10%，放出热量比容器①多，C项错误、D项正确。

12．环戊二烯（

）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。

回答下列问题：

（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。

不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是________（填标号）。

A．T1>T2

B．a点的反应速率小于c点的反应速率

C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率

D．b点时二聚体的浓度为0.45mol·L－1

答案　（3）CD

解析　（3）由图像的变化趋势可看出T2时，环戊二烯浓度的变化趋势大，反应速率快，因此T2大于T1，选项A错误；由a、c点斜率可判断a点的反应速率大于c点的反应速率，选项B错误；相同温度下，随着时间的延长，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，选项C正确；由图像知，开始时环戊二烯的浓度为1.5mol·L－1，b点时的浓度为0.6mol·L－1，则环戊二烯转化的物质的量浓度为0.9mol·L－1，则二聚体的浓度为

＝0.45mol·L－1。

13．在2L恒容密闭容器中发生C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH>0反应，当通入不同量的H2O（g）和CO（g）充分反应后得到如下实验数据：

实验组

温度（℃）

起始量（mol）

（C足量）

平衡量（mol）

达到平衡所需

的时间（min）

H2O（g）

CO（g）

H2（g）

CO（g）

1

650

2

0.8

1.2

2

4

2

650

1.2

0.7

0.8

1.5

5

（1）由实验组1数据可知，达到平衡时v（H2O）＝________mol·L－1·min－1。

（2）由实验组1和2数据分析可知，增大压强对该可逆反应的影响是____________________________。

（3）若在一定温度、容积可变的密闭容器中发生上述反应，下列说法中可判断该反应达到平衡状态的是________。

（填编号）

a．容器中压强不变

b．1molH—H键断裂，同时断裂2molH—O键

c．c（H2O）＝c（CO）

d．v（H2O）＝v（H2）

e．容器体积不变

答案　

（1）0.15　

（2）压强增大，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动　（3）be

解析　

（1）　C（s）＋H2O（g）CO（g）　＋　H2（g）

起始量t＝0:

2mol0.8mol0

转化量Δn:

xxx

平衡量t＝4min:

2mol－x0.8mol＋xx

由信息可知x＝1.2mol，

v（H2O）＝

＝

＝0.15mol·L－1·min－1。

（3）由信息可知密闭容器容积可变，则压强始终不变，a错误。

1molH—H键断裂，必然同时生成2molH—O键，结合选项可知H—O键的生成与断裂速率相等，即v正＝v逆，b正确。

c（H2O）与c（CO）相等与该反应是否达到平衡没有任何关系，c错误。

H2O和H2的计量数相等，则无论是否达到平衡v（H2O）＝v（H2），d错误。

工业制水煤气的反应是一个气体总物质的量有变化的反应，则从零时刻开始，密闭容器的容积会发生变化。

如果容积不变了，则达到了平衡状态，e正确。

14．工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，其原理为CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）。

（1）一定温度下，在一个恒容密闭容器中，下列说法能说明此反应达到平衡状态的是________（填序号）。

A．体系的压强不再发生变化

B．消耗1mol·L－1CH4的同时生成3mol·L－1H2

C．体系的密度不再发生变化

D．反应速率v逆（CH4）∶v正（CO）＝1∶1

（2）在恒压密闭容器中，通入物质的量均为0.1mol的CH4与H2O，在一定条件下发生反应。

a．若平衡时，测得CH4的转化率与温度及压强的关系如图所示，则压强：

p2______p1（填“大于”“小于”或“等于”），原因是__________________；

在X点和Y点的速率：

v（X）________v（Y）（填“大于”“小于”或“等于”）。

b．若Y点所在容器为1L，则此反应的平衡常数K＝______________________（列式并计算，结果保留到小数点后一位）。

答案　

（1）AD　

（2）a.大于　CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）是一个气体分子数目增大的反应，在相同温度条件下，压强越大，CH4的转化率越小　小于

b.

≈2.8（mol·L－1）2

解析　

（1）在恒温恒容条件下，对于反应CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）来说，气体的总物质的量是变量，则气体的总压强也为变量，体系的压强不再发生变化能说明此反应达平衡状态，A正确；消耗CH4指的v正，生成H2也是指v正，不能说明此反应达平衡状态，B错误；气体的总质量为恒量，体积固定，也为恒量，则体系的密度为恒量，体系的密度不再发生变化，不能说明此反应达平衡状态，C错误；反应速率v逆（CH4）∶v正（CO）＝1∶1，说明v正＝v逆，能说明此反应达平衡状态，D正确，故答案为A、D。

（2）CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）是一个气体分子数目增大的反应，压强越大，CH4的转化率越小，根据图示数据，在同一温度下CH4的转化率在p1条件下更大，故压强p1较小，则压强p2大于p1；同一温度下，压强越大，反应速率越快，根据图示信息，X点压强为p1，比p2小，故在X点和Y点的速率：

v（X）小于v（Y）；若Y点所在容器为1L，由图像可知Y点CH4的转化率为80%，根据“三段式”得：

　　　　CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）

起始量（mol）0.10.100

转化量（mol）0.1×0.80.080.080.24

平衡量（mol）0.020.020.080.24

则此反应的平衡常数K＝

＝

≈2.8（mol·L－1）2。

15．

（1）现将0.50mol无水草酸放入10L的恒容密闭容器中，分别在T1、T2时进行H2C2O4（g）H2O（g）＋CO（g）＋CO2（g）反应（体系内物质均为气态），测得n（H2C2O4）随时间变化的数据如下表：

①温度：

T1________T2（填“>”“<”或“＝”）。

②T2时0～20min内平均反应速率v（CO）＝________。

③该反应达到平衡的标志为________（填序号）。

a．消耗H2C2O4和生成H2O的物质的量相等

b．混合气体密度不变

c．混合气体的平均摩尔质量不变

d．体系中

不变

④T2时，反应至20min时再加入0.50molH2C2O4，反应达平衡时H2C2O4的物质的量________0.36mol（填“>”“<”或“＝”）。

（2）室温下利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究外界条件对反应速率的影响，设计方案如下：

实验

编号

所加试剂及用量/mL

溶液颜色

褪至无色

所需时

间/min

0.6mol·L－1

H2C2O4溶液

H2O

0.01mol·L－1

KMnO4溶液

3mol·L－1

稀H2SO4

1

3.0

2.0

3.0

2.0

4.0

2

2.0

3.0

3.0

2.0

5.2

3

1.0

4.0

3.0

2.0

6.4

①上述反应的离子方程式为________________________________________。

②分析数据可得到的结论是__________________。

③该实验中若n（Mn2＋）随时间变化趋势如图1所示，请在图2中画出t2后生成CO2的速率随时间变化的图像（从a点开始作图）并说明理由______________________________。

答案　

（1）①<　②1.6×10－3mol·L－1·min－1　③cd　④>　

（2）①2MnO

＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　

②反应物浓度越大，反应速率越快

③

　t2时c（Mn2＋）增大，催化剂成为反应速率的主要影响因素，反应速率突然加快；末尾阶段，反应物浓度为反应速率的主要影响因素，反应速率减慢

解析　

（1）①根据提供的数据，温度为T2时，反应先达平衡，因此T2温度下反应速率快，故T2温度高，T1

②T2时0～20min内v（CO）＝v（H2C2O4）＝

＝1.6×10－3mol·L－1·min－1。

③a项，消耗H2C2O4和生成H2O均为正反应方向，故消耗H2C2O4和生成H2O的物质的量相等不能说明反应达平衡，错误；b项，反应体系全为气体，混合气体质量不变，容器体积不变，故混合气体密度始终不变，混合气体密度不变不能说明反应达平衡，错误；c项，反应体系全为气体，混合气体质量不变，但反应前后气体总物质的量不相等，因此混合气体的平均摩尔质量为变量，当其不变时可以说明反应达平衡，正确；d项，体系中

不变，则CO、H2C2O4的浓度均不变，可以说明反应达平衡，正确。

④再加入0.50molH2C2O4，相当于起始时将两个盛有0.50mol无水草酸的10L容器合并，然后体积压缩为10L，由于两个容器合并达平衡时n（H2C2O4）＝0.36mol，压缩体积时平衡向逆反应方向移动，因此重新平衡时n（H2C2O4）>0.36mol。

（2）①酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应，草酸被氧化为CO2，高锰酸钾被还原为Mn2＋，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平反应的离子方程式为5H2C2O4＋6H＋＋2MnO

===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。

②3组实验中，只有草酸的浓度不同，从实验1到实验3，草酸浓度减小，褪色时间变长，说明反应速率减慢，可以得到的结论为：

增大反应物浓度，反应速率加快。

16．甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO、CO2和H2可制取甲醇等有机物，发生的反应有：

①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）ΔH1＝－99kJ·mol－1

②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH2

相关物质的化学键键能数据如下：

化学键

C===O

H—H

C—O

H—O

C—H

E/（kJ/mol）

803

436

343

465

413

（1）该反应ΔH2＝________。

（2）关于反应①，下列说法正确的是________。

A．该反