2019-2020年高三化學(xué)總復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練24 第七章 7.3 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 新人教版一、選擇題1下列說(shuō)法中正確的是()A熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)B自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變的反應(yīng)C凡是放熱反應(yīng)都是能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，而吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)D非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能發(fā)生解析熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)，因?yàn)镠TS<0，故A項(xiàng)正確；有些熵減的過(guò)程也能自發(fā)進(jìn)行，非自發(fā)反應(yīng)熵不一定減小或不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放熱反應(yīng)不一定都是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，如CH3COOHNH4HCO3=CH3COONH4CO2H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；有些吸熱反應(yīng)，在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A2高溫下，某反應(yīng)達(dá)平衡，平衡常數(shù)K。恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小。下列說(shuō)法正確的是()A該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礏恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小C升高溫度，逆反應(yīng)速率減小D該反應(yīng)的化學(xué)方程式為COH2OCO2H2解析根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可得出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2H2COH2O，D錯(cuò)誤；溫度升高，H2濃度減小，平衡正向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱的，焓變?yōu)檎担蔄正確；在恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)的方法有多種，H2濃度變化不確定，B錯(cuò)誤；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，C錯(cuò)誤。答案A3(xx安徽馬鞍山二中月考)25時(shí)，在含有Pb2、Sn2的某溶液中，加入過(guò)量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應(yīng)：Sn(s)Pb2(aq)Sn2(aq)Pb(s)，體系中c(Pb2)和c(Sn2)變化關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A往平衡體系中加入金屬鉛后，c(Pb2)增大B往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2)變小C升高溫度，平衡體系中c(Pb2)增大，說(shuō)明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D25時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2.2解析往平衡體系中加入金屬鉛后，由于固體的濃度不變，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，c(Pb2)不變，A錯(cuò)誤；往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體，溶液中c(Sn2)增大，平衡逆向移動(dòng)，所以c(Pb2)變大，B錯(cuò)誤；升高溫度，平衡體系中c(Pb2)增大，說(shuō)明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C錯(cuò)誤；25時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2.2，D正確。答案D4(xx安徽淮北一中月考)某溫度下，反應(yīng)2A(g)B(g)C(g)的平衡常數(shù)為1，在容積為2 L的密閉容器中加入A(g)。20 s時(shí)測(cè)得各組分的物質(zhì)的量如下表：物質(zhì)A(g)B(g)C(g)物質(zhì)的量/mol1.20.60.6下列說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)前20 s的平均速率為v(A)0.6 molL1s1B20 s時(shí)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率C達(dá)平衡時(shí)，A(g)的轉(zhuǎn)化率為100%D若升高溫度，平衡常數(shù)變?yōu)?.5，則反應(yīng)的H<0解析由題意知前20 s的平均速率為v(A)1.2 mol/(2 L20 s)0.03 molL1s1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；20 s時(shí)，Qc(B)c(C)/c2(A)0.25<K，可逆反應(yīng)向正方向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，B錯(cuò)誤；反應(yīng)是可逆反應(yīng)，平衡時(shí)A(g)的轉(zhuǎn)化率不可能為100%，C項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，平衡常數(shù)從1變?yōu)?.5，平衡常數(shù)變小，反應(yīng)放熱，H<0，D項(xiàng)正確。答案D5. 在容積為2 L的恒容密閉容器中，一定溫度下，發(fā)生反應(yīng)：aM(g)bN(g)cQ(g)。氣體M、N、Q的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示，則下列敘述正確的是()A該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)的值KB平衡時(shí)，M的轉(zhuǎn)化率為50%，若條件改變恒溫恒壓，則達(dá)平衡時(shí)M的轉(zhuǎn)化率小于50%C若開(kāi)始時(shí)向容器中充入2 mol M和1 mol N，達(dá)到平衡時(shí)，M的體積分?jǐn)?shù)小于50%D在5 min時(shí)，再向體系中充入少量He，重新達(dá)到平衡前v(正)>v(逆)解析n(M)0.8 mol0.4 mol0.4 mol，n(N)0.4 mol0.2 mol0.2 mol，n(Q)0.2 mol，所以abc211，化學(xué)方程式為2M(g)N(g)Q(g)。平衡時(shí)，c(M)0.2 mol/L，c(N)c(Q)0.1 mol/L，K25，A項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡時(shí)，M的轉(zhuǎn)化率為100%50%，若條件改為恒溫恒壓，反應(yīng)向氣體體積減小的方向進(jìn)行，相當(dāng)于原平衡正向移動(dòng)，則達(dá)平衡時(shí)M的轉(zhuǎn)化率大于50%，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在原條件下，M的體積分?jǐn)?shù)為100%50%，由于該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，充入比原反應(yīng)更多的反應(yīng)物時(shí)，相當(dāng)于加壓，可逆反應(yīng)的平衡正向移動(dòng)，所以M的體積分?jǐn)?shù)小于50%，C項(xiàng)正確；向恒容體系中充入少量He，化學(xué)平衡不移動(dòng)，即v(正)v(逆)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C6(xx安徽蕪湖十二中月考)設(shè)反應(yīng)Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)平衡常數(shù)為K1；Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)平衡常數(shù)為K2。測(cè)得在不同溫度下，K1、K2值如下：溫度/K1K25001.003.157001.472.269002.401.60根據(jù)以上信息判斷下列說(shuō)法不正確的是()A若500時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，則CO2轉(zhuǎn)化率為50%B900進(jìn)行反應(yīng)H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)，其平衡常數(shù)K31.50C反應(yīng)的焓變H>0，反應(yīng)的焓變H<0D反應(yīng)平衡體系中通入CO2，在溫度不變的條件下，平衡正向移動(dòng)，達(dá)到新平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡小解析根據(jù)數(shù)據(jù)K1隨著溫度升高而增大可知，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；K2隨著溫度升高而降低，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C項(xiàng)正確；反應(yīng)平衡體系中通入CO2，等效于增大壓強(qiáng)，而反應(yīng)中改變壓強(qiáng)不影響平衡移動(dòng)，則轉(zhuǎn)化率不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤；若500時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，1，c(CO)c(CO2)c(CO2)，A項(xiàng)正確；K31.50，B項(xiàng)正確。答案D二、填空題7(xx南寧、桂林一模)在1.0 L真空密閉容器中充入4.0 mol A(g)和4.0 mol B(g)，在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)：A(g)B(g)C(g)H，測(cè)得不同時(shí)刻該容器內(nèi)物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：時(shí)間/min010203040n(A)/mol4.02.51.5n2n3n(C)/mol01.5n133回答下列問(wèn)題：(1)隨著溫度的升高，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小，則H_(填“>”、“<”或“”)0，反應(yīng)從起始到20 min內(nèi)C的平均反應(yīng)速率是_。(2)該溫度下，上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為_(kāi)。平衡時(shí)體系內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)是反應(yīng)起始時(shí)總壓強(qiáng)的_。(3)下列選項(xiàng)中能說(shuō)明該反應(yīng)在一定溫度和恒容條件下達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。A反應(yīng)速率：vA(正)vB(正)vC(逆)BA的質(zhì)量不再改變CB的轉(zhuǎn)化率不再改變D密度不再改變(4)若反應(yīng)C(g)A(g)B(g)進(jìn)行時(shí)需加入稀釋劑X氣體(不參與反應(yīng))，則C的平衡轉(zhuǎn)化率與體系的溫度、壓強(qiáng)、X的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖、圖所示。由圖可知，T1_(填“>”、“<”或“”)T2。由圖可知，當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大X的物質(zhì)的量，C的平衡轉(zhuǎn)化率將_(填“增大”、“減小”或“不變”)，其原因是_。解析(1)溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，說(shuō)明化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故H<0。由20 min內(nèi)n(A)2.5 mol，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，n(C)2.5 mol，則v(C)0.125 molL1min1。(2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)知在30 min時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，n(C)3 mol，根據(jù)三段式計(jì)算，平衡時(shí)n(A)n(B)1 mol，故平衡時(shí)c(C)3 mol/L，c(A)c(B)1 mol/L，則該溫度下平衡常數(shù)K3。等溫度、等體積條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時(shí)體系內(nèi)的總壓強(qiáng)與反應(yīng)起始時(shí)總壓強(qiáng)之比為0.625。(3)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)，即vA(正)vC(逆)或vB(正)vC(逆)時(shí)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，A項(xiàng)不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，A的質(zhì)量不再改變，說(shuō)明正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；C項(xiàng)，B的轉(zhuǎn)化率不再改變，說(shuō)明正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；D項(xiàng)，因?yàn)闅怏w總質(zhì)量不變，容器體積不變，故密度一直不變，密度不再改變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。(4)由圖可知，在相同壓強(qiáng)下，T1溫度下C的平衡轉(zhuǎn)化率大于T2溫度下的，而該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向移動(dòng)，C的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故T1>T2。由圖可知，隨著X的物質(zhì)的量的增多，C的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增大，其原因是隨著X的物質(zhì)的量的增多，容器體積增大，相當(dāng)于減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，平衡右移，C的平衡轉(zhuǎn)化率增大。答案(1)<0.125 molL1min1(2)30.625(3)BC(4)>增大隨著X的物質(zhì)的量的增多，容器體積增大，相當(dāng)于減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，平衡右移，C的平衡轉(zhuǎn)化率增大B級(jí)(能力提升)一、選擇題1(xx山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)一診)一定溫度下將1 mol A和2 mol B置于2 L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：A(g)B(g)C(g)D(g)并達(dá)到平衡。C的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化如圖所示，反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A達(dá)到平衡后，其他條件不變，降低溫度，v正、v逆均減小，C的體積分?jǐn)?shù)增大B該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值約為7.36C一段時(shí)間后，若氣體的密度不變，則可以判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)D在上述反應(yīng)體系中加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大，E1和E2均減小解析根據(jù)圖知，生成物總能量低于反應(yīng)物總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，v正、v逆均減小，平衡正向移動(dòng)，C的體積分?jǐn)?shù)增大，A項(xiàng)正確。設(shè)達(dá)平衡時(shí)生成的C的物質(zhì)的量濃度為x molL1，則A(g)B(g)C(g)D(g)起始濃度/molL1 0.5 1 0 0轉(zhuǎn)化濃度/molL1 x x x x平衡濃度/molL1 0.5x 1x x x0.3，解得x0.45，則K7.36，B項(xiàng)正確。容器容積不變，氣體總質(zhì)量不變，則密度恒定，故不能根據(jù)密度不變判斷反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率增大，E1和E2均減小，D項(xiàng)正確。答案C2用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H<0，按照相同的物質(zhì)的量投料，測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A溫度：T1>T2>T3B正反應(yīng)速率： v(a)>v(c)v(b)>v(d)C平衡常數(shù)： K(a)>K(c)K(b)K(d)D平均摩爾質(zhì)量： M(a)<M(c)M(b)>M(d)解析用CO合成甲醇(CH3OH)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，所以其溫度大小關(guān)系為：T3>T2>T1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；正反應(yīng)速率大小關(guān)系為v(a)v(c )，因?yàn)門(mén)3>T1，v(b)>v(d)，因?yàn)镻(b)>P(d)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡常數(shù)只受溫度的影響，對(duì)于該反應(yīng)來(lái)說(shuō)，其平衡常數(shù)的大小關(guān)系為：K(a)>K(c)，K(b)K(d)，C項(xiàng)正確；M，m總恒定，n總(a)<n總(c)，所以M(a)>M(c)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C3(xx無(wú)錫青山中學(xué)調(diào)研)一定溫度下，在三個(gè)體積均為2.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)，相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。下列說(shuō)法正確的是()A平衡常數(shù)K：容器>容器B反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，PCl5的轉(zhuǎn)化率：容器容器C反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器中的平均反應(yīng)速率為v(PCl5) molL1s1D起始時(shí)向容器中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol，則反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進(jìn)行解析容器與容器中，起始投料量相同，反應(yīng)溫度不同，容器中達(dá)到平衡時(shí)生成物的物質(zhì)的量較大，說(shuō)明升高溫度，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故溫度升高平衡常數(shù)增大，所以平衡常數(shù)K：容器<容器；又因?yàn)槿萜骱腿萜髦蟹磻?yīng)溫度相同，故平衡常數(shù)：容器容器<容器，A項(xiàng)錯(cuò)誤。與的溫度相同，中PCl5的起始物質(zhì)的量是的2倍，相當(dāng)于縮小體積，正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，PCl5的轉(zhuǎn)化率降低，所以PCl5的轉(zhuǎn)化率：容器<容器，B項(xiàng)錯(cuò)誤。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器中的平均反應(yīng)速率為v(PCl5)v(PCl3) molL1s1，C項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可計(jì)算容器中反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K0.045，根據(jù)所給物質(zhì)的物質(zhì)的量可計(jì)算出Qc0.075>0.045，所以反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，D項(xiàng)正確。答案D4(xx江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)一定溫度下，在甲、乙、丙、丁四個(gè)恒容容器中投入SO2(g)和O2(g)，其起始物質(zhì)的量及SO2的轉(zhuǎn)化率如下表所示。下列判斷正確的是()A.甲中反應(yīng)的平衡常數(shù)小于乙B該溫度下，甲和乙中反應(yīng)的平衡常數(shù)K均為400CSO2平衡轉(zhuǎn)化率：1>23D容器中SO3的物質(zhì)的量濃度：丙>甲丁解析A項(xiàng)，甲、乙溫度相同，平衡常數(shù)相同，根據(jù)甲容器中“三段式”求算平衡常數(shù)： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始濃度(molL1) 0.2 0.12 0轉(zhuǎn)化濃度(molL1) 0.16 0.08 0.16平衡濃度(molL1) 0.04 0.04 0.16K400，A錯(cuò)誤，B正確；乙與丁屬于等效平衡，SO2平衡轉(zhuǎn)化率相等，13，乙與丙比較，相當(dāng)于增大氧氣濃度，SO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，1>2，故有：13>2，C錯(cuò)誤；甲與丁比較，丁相當(dāng)于增壓，平衡向正方向移動(dòng)，SO3的物質(zhì)的量濃度增大，SO3的物質(zhì)的量濃度丁>甲，D錯(cuò)誤。答案B二、綜合題5(xx浙江卷)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H153.7 kJmol1 CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為12.2，在相同壓強(qiáng)下，經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：T(K)催化劑CO2轉(zhuǎn)化率(%)甲醇選擇性(%)543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6備注：Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比已知：CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為283.0 kJmol1和285.8 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJmol1請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)H的影響)：(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_；反應(yīng)的H2_kJmol1。(2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_。A使用催化劑Cat.1B使用催化劑Cat.2C降低反應(yīng)溫度D投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度E增大CO2和H2的初始投料比(3)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是_。(4)在下圖中分別畫(huà)出反應(yīng)在無(wú)催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過(guò)程能量”示意圖。解析(1)根據(jù)平衡常數(shù)的公式，K。據(jù)題意，有以下熱化學(xué)方程式： a：CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1； b：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1；c：H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJmol1。根據(jù)蓋斯定律，bac即可得熱化學(xué)方程式：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2285.8 kJmol1283.0 kJmol144.0 kJmol141.2 kJmol1。(2)催化劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，A、B錯(cuò)誤；降低反應(yīng)溫度，平衡正向移動(dòng)，提高CO2的轉(zhuǎn)化率，C正確；投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動(dòng)，提高CO2的轉(zhuǎn)化率，D正確；增大二氧化碳和氫氣的初始投料比，能提高H2的轉(zhuǎn)化率，CO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低，E錯(cuò)誤。(4)從表中數(shù)據(jù)分析，在催化劑Cat.2的作用下，甲醇的選擇性更大，說(shuō)明催化劑Cat.2對(duì)反應(yīng)的催化效果更好，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，說(shuō)明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過(guò)程中活化能更低。答案(1)41.2(2)CD(3)表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同，因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響(4)