第13练化学反应速率与化学平衡的综合考查（原卷版）_05高考化学_2024年新高考资料_2.2024二轮复习_2023年暑假分层作业高二化学（2024届一轮复习通用）

第 13 练 化学反应速率与化学平衡的综合考查 一、考向分析 本专题主要结合实际生产命题,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化 学平衡，包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡 常数和转化率的计算，同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。考 查学生对信息的提取、应用能力。 二、高频考点 （一） 化学反应速率、转化率和平衡常数的计算 1．化学反应速率的计算 (1)公式法：v(B)＝＝。 (2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。 对于反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，则有＝＝＝。 2．三段式突破反应速率与平衡的有关计算 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 变化/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx (1)反应速率v ＝ (A) (2)转化率α ＝×100% (A) (3)平衡常数K＝ ①同一可逆反应中，K ·K ＝1； 正 逆 ②几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常 数之积。 (4)分压平衡常数(K)的计算(设平衡总压为p) p 0 N ＋ 3H 2NH 2 2 3 n(平) a b c p(分压) p p p 0 0 0 K＝。 p (5)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用 率越高，产率越高。 产率＝×100% (6)混合物中某组分的百分含量＝×100% （二）化学反应速率和化学平衡的影响因素 1．特殊条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响 (1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率和平衡移动。 但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。但仍不影响平衡移 动。 (2)对于有固、液参加的反应，改变压强不会影响其反应速率和平衡移动。 (3)使用催化剂，反应速率增大。但催化剂的改变不影响平衡移动。 (4)充入“惰气”对反应速率和平衡的影响 ①恒温恒容，充入“惰气”，不改变反应速率和平衡移动。 ②恒温恒压，充入“惰气”导致体积增大(相当于压强减小，浓度减小)，故v 、v 正 逆 均减小，平衡向气体分子数增多（气体化学计量数增大）的方向移动。 2．突破化学平衡状态的判断标志(1)等——“正逆相等”(三种表述)。 ①同一物质(两种表述)：v ＝v 、断键数＝成键数。 正 逆 ②不同物质：＝ (2)定——“变量不变，平衡出现”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当 其“不变”时反应就达到平衡状态，即“变量”不变可说明达到平衡状态。 (3)依Q(浓度商)与K关系判断：若Q＝K，反应处于平衡状态。 （三） 化学反应速率与化学平衡图像 1．速率——时间图像 反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0 2. 转化率(或含量)——间图像 反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0 (1)图甲表示压强对反应物转化率的影响； (2)图乙表示温度对反应物转化率的影响； (3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变 反应物的转化率。 3．恒压(温)线 反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件 变化对该反应的影响。 4.“五看”分析图像 一看面(明确纵坐标与横坐标的意义) 二看线(看清线的走向和变化趋势 ) 三看点(起点、拐点、终点) 四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线) 五看量的变化( 如浓度变化、温度变化) 1．（2023·海南海口·统考模拟预测） 消除 的反应为： 。下列说法正确的是 A．正反应的活化能大于逆反应的活化能B．平衡时升高温度，v 增大，v 减小 正 逆 C．平衡常数 D．该反应在任何温度下都可自发进行 2．（2023·河北邯郸·统考三模）在某催化剂作用下，乙炔选择性加成反应C H(g) 2 2 +H (g) C H(g) ΔH<0。速率方程为v =k c(C H)c(H)，v =k c(C H)(k 、k 为速率常 2 2 4 正 正 2 2 2 逆 逆 2 4 正 逆 数，只与温度、催化剂有关)。一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入1molC H(g)和 ⇌ 2 2 1molH (g)，只发生上述反应。测得C H 的物质的量如下表所示： 2 2 4 t/min 0 5 10 15 20 n/mol 0 0.3 0.5 0.6 0.6 下列说法错误的是 A．0~10min内，v(H )=0.025mol・L-1・min-1 2 B．升高温度，k 增大的倍数小于k 增大的倍数 正 逆 C．净反应速率(v -v )由大到小最终等于0 正 逆 D．在上述条件下，15min时2k =15k 逆 正 3．（2023·广东·校联考模拟预测）某温度下，向V L恒容密闭容器中通入4 mol X(g)，发 生反应：①2X(g)=Y(g)+4Z(g)，② 。反应体系中X、Y、Z的物质的量随时 间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．25 min时，气体X反应完全 B．0~10 min内，气体X的平均反应速率为 C．25 min时，向该体系中仅通入1 mol 后，反应②的平衡不发生移动(保持其他条件 不变) D．该温度下，反应②的平衡常数 Lmol 4．（2023·天津·统考三模）通过2NO(g)+2C⋅O(g) 2CO 2 (g)+N 2 (g) ΔH=-746.5kJ·mol-1催化还 原的方法，可将汽车尾气中有害气体转化为无害气体。下列说法正确的是 ⇌ A．该反应在任何条件下都能自发进行B．反应的平衡常数可表示为K= C．其它条件不变，增大 的值，NO的转化率下降 D．使用高效的催化剂可以降低反应的焓变 5．（2023·辽宁·校联考一模）恒容密闭容器中发生反应 ， 在不同时间下改变反应条件，各物质物质的量的变化如下图所示，已知在 时刻是升高温 度所引起的物质的量改变，下列说法错误的是 A．该反应 B．在 时刻改变的条件可能是减小压强 C．加入催化剂平衡正向移动 D．若使A的转化率增大，可以加入一定量的B物质 6．（2023·海南海口·海南华侨中学校考二模）已知反应 可用于合成烯烃。下列有关该反应的说 法错误的是 A．增大压强可增大该反应速率 B．升高温度能增大 的转化率 C．增大 的浓度，该反应的平衡常数不变 D．密闭容器中，通入 和 ，反应生成 7．（2023·辽宁·校联考模拟预测）在 下，向两容积均为1L的刚性密闭容器中分别投入 0.1molX、1.0molX，发生反应： ，X的转化率随反应时间的变化曲线 如图所示。下列说法正确的是A．曲线 表示的是投入 反应的转化率 B．逆反应速率： C．曲线 中 内的平均反应速率为 D．曲线 未表示出平衡状态，无法计算平衡时 的转化率 8．（2023·辽宁大连·统考二模）在 恒温恒容密闭容器中投入 和 在一定 条件下充分反应，该反应是工业制硫酸的反应之一、 和 的物质的量随时间的变化 曲线如图所示。下列说法正确的是 A．达到平衡时， 的平均反应速率为 B．10分钟时反应达到平衡，且此时 的平衡转化率为50% C．容器内气体原子总数不再发生变化，能判断该反应达到平衡状态 D．在实际工业生产中，上述反应的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压 9．（2023·福建三明·统考模拟预测） ℃时，向1L密闭容器中充入10mol 和3mol ，发生反应： 部分物质的物质的量n(X)随时间变化曲线如图中实线所示。下列说法错误的是A．曲线a代表 B．若 ，则0～3min内 C．平衡时， 的转化率 D．若 ，则虚线b可表示在 ℃时 的变化 10．（2023·北京丰台·统考二模）工业上可以利用水煤气( 、 )合成二甲醚( )， 同时生成 。合成过程中，主要发生三个反应， ℃时，有关反应及相关数据如下。 保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，进行实验，测得 转化率随温度变化曲 线如下图。下列说法不正确的是 A． ℃时，水煤气合成二甲醚的热化学方程式： B． ℃时，增大压强、加入催化剂均可提高 的平衡转化率 C．220℃~240℃时，温度升高反应速率加快， 转化率升高 D．温度高于240℃时，温度升高 转化率降低的原因可能是平衡逆向移动11．（2023·浙江·校联考模拟预测）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反 应的方程式为 ； 。反应 的速率 ，反应 的速率 ，式中 、 为速率常数。图甲为该体系中 、 、 浓度随时间变化的曲线， 图乙为反应 和 的 曲线。下列说法正确的是 A．随 的减小，反应 的速率不断下降，而反应 的速率不断增大 B．由图甲可知，某时间段体系中可能存在如下关系： C．欲提高 的产率，需降低反应温度且控制反应时间 D．温度高于 时，总反应速率由反应 决定 12．（2023·河北唐山·统考三模）在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B，发生反应 。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。 不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列 结论正确的是 A．100℃时前5min平均化学反应速率 B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，达新平衡前v(逆)>v(正) C．D．某温度下平衡时B的转化率随起始 的增大而先增大后减小 13．（2023·湖南长沙·长沙一中校考一模）将amolX、Y混合气体(物质的量之比为1∶1)加 入某容积可变的密闭容器中，发生反应： ，保持一定温度，改变压强分别达 到平衡时，测得不同压强下气体X的物质的量浓度如表所示： 压强p/Pa 2×105 5×105 1×106 3×106 0.08 0.20 0.40 0.80 下列说法正确的是 A．保持一定温度，增大压强，平衡正向移动 B．当压强为3×106Pa时，此反应的平衡常数表达式为 C．2×105Pa时X的平衡转化率大于5×105Pa时X的平衡转化率 D．当压强为2×105Pa时，若再向体系中加入bmolY，重新达到平衡时，体系中气体总物质 的量为 14．（2023·河北石家庄·校联考模拟预测）乙烯可用于制备乙醇： 。向10L某恒容密闭容器中通入2mol (g) 和m mol (g)发生上述反应，测得 (g)的平衡转化率与投料比 以及温 度的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．a、b点对应的平衡常数 C．a点对应的体系中，反应从开始到平衡的2min内， D．b点对应的体系中，m=1.8 15．（2023·辽宁沈阳·统考二模）在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、 B(绝热)中均加入 和4molCO，发生反应。已知： 、 分别是正、逆反应速率常数， ， ，A、B容器中 的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说 法中正确的是 A．Q点与P点的平衡常数大小为： B． 与 浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡 C．T℃时， D．用CO的浓度变化表示曲线N在0～100s内的平均速率为 16．（2023·上海·统考高考真题）在密闭容器中发生反应： ，往密 闭容器中以 的比例通入两种反应物，其中15 min后A在四温度下的转化率如下 表所示，且 ，则下列说法正确的是 温度 转化率 10% 70% 70% 60% A．该反应是吸热反应 B．T温度时( )，A的转化率是70% C． 温度下，在15 min后继续进行反应，A的转化率变大 D． 温度反应15 min后，若 mol·L ，则 温度时的平衡常数是4.5 17．（2023·湖南·统考高考真题）向一恒容密闭容器中加入 和一定量的 ，发 生反应： 。 的平衡转化率按不同投料比 随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A． B．反应速率： C．点a、b、c对应的平衡常数： D．反应温度为 ，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 18．（2022·天津·统考高考真题）向恒温恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ，反应 达到平衡后，再通入一定量 ，达到新平衡时，下列有关判 断错误的是 A． 的平衡浓度增大 B．反应平衡常数增大 C．正向反应速率增大 D． 的转化总量增大 19．（2022·天津·统考高考真题）向恒温恒容密闭容器中通入2 mol 和1 mol ，反 应： 达到平衡后，再通入一定量 ，达到新的平衡时，下列 有关判断不正确的是 A． 的平衡转化率增大 B． 的平衡浓度增大 C．反应平衡常数不变 D．正向反应速率增大 20．（2022·海南·统考高考真题）某温度下，反应CH=CH (g)+HO(g) CHCHOH(g)在 2 2 2 3 2 密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是 A．增大压强， ，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时 的浓度增大 C．恒容下，充入一定量的 ，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，充入一定量的 ， 的平衡转化率增大 21．（2022·浙江·统考高考真题）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分 解反应： ，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是 A．实验①， ， B．实验②， 时处于平衡状态， C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 22．（2022·广东·高考真题）在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应 的影响，各物 质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则 A．无催化剂时，反应不能进行 B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D．使用催化剂Ⅰ时， 内， 23．（2022·浙江·统考高考真题）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g) 3X(g)， c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是 A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关 系如图中曲线乙所示 24．（2022·重庆·统考高考真题）两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强 分别为p 和p。 1 2 反应1：NH HCO (s) NH (g)+HO(g)+CO(g) p=3.6×104Pa 4 3 3 2 2 1 反应2：2NaHCO (s) NaCO(s)+HO(g)+CO(g) p=4×103Pa 3 2 3 2 2 2 该温度下，刚性密闭容器中放入NH HCO 和NaCO 固体，平衡后以上3种固体均大量存 4 3 2 3 在。下列说法错误的是 A．反应2的平衡常数为4×106Pa2 B．通入NH ，再次平衡后，总压强增大 3 C．平衡后总压强为4.36×105Pa D．缩小体积，再次平衡后总压强不变 25．（2022·北京·高考真题）CO 捕获和转化可减少CO 排放并实现资源利用，原理如图1 2 2 所示。反应①完成之后，以N 为载气，以恒定组成的N、CH 混合气，以恒定流速通入反 2 2 4 应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终 未检测到CO，在催化剂上有积碳。 2 下列说法不正确的是 A．反应①为CaO+CO =CaCO ；反应②为CaCO +CH CaO+2CO+2H 2 3 3 4 2 B．t~t，n(H )比n(CO)多，且生成H 速率不变，可能有副反应CH C+2H 1 3 2 2 4 2 C．t 时刻，副反应生成H 的速率大于反应②生成H 速率 2 2 2 D．t 之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生 3