2023版新教材高考化學復習特訓卷第一部分高頻考點分層集訓單元檢測7化學反應速率和化學平衡

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)，p為氣體的分壓(氣體分壓p＝氣體總壓p總×體積分數(shù))。用氣體分壓表示的平衡常數(shù)Kp＝4.5×10－5，則CO轉化率為20%時，eq\f(v正,v逆)＝________。18．(12分)探索氮氧化合物反應的特征及機理，對處理該類化合物的污染問題具有重要意義。回答下列問題：(1)工業(yè)上利用Na2CO3溶液吸收NO、NO2混合氣制備NaNO2，該反應可實現(xiàn)NO和NO2的完全轉化，反應的化學方程式為________________________________________________。(2)NO2可發(fā)生二聚反應生成N2O4，化學方程式為2NO2(g)eq\o(,\s\up11(k正),\s\do4(k逆))N2O4(g)，上述反應達到平衡后，升高溫度可使體系顏色加深，則該反應的ΔH________0(填“>”或“<”)。已知該反應的正反應速率方程為v正＝k正·c2(NO2)，逆反應速率方程為v逆＝k逆·c(N2O4)，其中k正、k逆分別為正、逆反應的速率常數(shù)。則如圖lgk表示速率常數(shù)的對數(shù)；eq\f(1,T)表示溫度的倒數(shù)，所示①、②、③、④四條斜線中，能表示lgk正隨eq\f(1,T)變化關系的是斜線________，能表示lgk逆隨eq\f(1,T)變化關系的是斜線________。(3)圖中A、B、C、D點的縱坐標分別為a＋1.5、a＋0.5、a－0.5、a－1.5，則溫度T1時化學平衡常數(shù)K＝________mol－1·L。已知溫度T1時，某時刻恒容密閉容器中NO2、N2O4濃度均為0.2mol·L－1，此時v正________v逆(填“>”或“<”)；上述反應達到平衡后，繼續(xù)通入一定量的NO2，則NO2的平衡轉化率將________，NO2的平衡濃度將________(填“增大”“減小”或“不變”)。19．(12分)(1)反應H2(g)＋I2(g)?2HI(g)的反應機理如下：第一步：I2eq\o(,\s\up11(k1),\s\do4(k－1))2I(快速平衡)第二步：I＋H2eq\o(,\s\up11(k2),\s\do4(k－2))H2I(快速平衡)第三步：H2I＋Ieq\o(,\s\up7(k3))2HI(慢反應)①第一步反應________(填“放出”或“吸收”)能量。②只需一步完成的反應稱為基元反應，基元反應如aA＋dD=gG＋hH的速率方程，v＝k·ca(A)·cd(D)，k為常數(shù)；非基元反應由多個基元反應組成，非基元反應的速率方程可由反應機理推定。H2(g)與I2(g)反應生成HI(g)的速率方程為v＝________(用含k1、k－1、k2…的代數(shù)式表示)。(2)將氨氧化法制硝酸過程中氨經催化氧化后的氣體(高于800℃)急劇冷卻到100℃以下，一方面除去大量的H2O，使NO(g)和O2(g)發(fā)生反應，另一方面溫度低有利于生成NO2(g)。2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的反應歷程分兩步：Ⅰ.2NO(g)?N2O2(g)(反應快，瞬間達到平衡)ΔH1<0v1正＝k1正·c2(NO)v1逆＝k1逆·c(N2O2)Ⅱ.N2O2(g)＋O2(g)?2NO2(g)(反應慢)ΔH2<0v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)v2逆＝k2逆·c2(NO2)其中k1、k2是速率常數(shù)，隨溫度上升而增大。則：一定溫度下，反應2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)達到平衡狀態(tài)，請寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達式K＝________，根據(jù)速率方程分析，升高溫度該總反應速率減小的原因是________________________________________________________________。20．(12分)二甲醚(CH3OCH3)是一種清潔能源，可由合成氣(CO、H2)來制備，反應原理如下：反應Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)ΔH1反應Ⅱ：2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2回答下列問題：(1)上述反應符合“原子經濟性”原則的是________(填“反應Ⅰ”或“反應Ⅱ”)。(2)圖中使曲線a對應反應按曲線b進行的措施是____________，由合成氣(CO、H2)制備CH3OH(g)的熱化學方程式為________________________，該反應自發(fā)進行的條件為________(填“低溫”或“高溫”)。(3)模擬該制備原理，起始時在某容器中充入2molCO和4molH2合成CH3OCH3(g)，平衡時混合物中氫氣的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系如圖所示：①下列有關說法能夠證明恒溫恒壓時，反應2CO(g)＋4H2(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH<0一定達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。a．CO和H2的轉化率相等b．反應體系中混合氣體密度保持不變c．eq\f(c（H2）,c（CH3OCH3）)的值保持不變d．反應體系壓強保持不變②圖中T1________T2(填“>”“<”或“＝”)；理由是____________________________。③在A、B兩點對應的條件下，該反應從開始到平衡時生成二甲醚的平均速率：v(A)________v(B)。④B點對應的Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù))。單元檢測7化學反應速率和化學平衡1．DA項，防止鐵生銹，可在其表面涂一層防銹油漆，阻止鐵與潮濕的空氣接觸；B項，面粉廠、加油站周圍的空氣中飄浮著可燃性的氣體或粉塵，遇明火可能會發(fā)生爆炸，所以面粉廠、加油站均要嚴禁煙火；C項，MnO2對KClO3的分解起催化作用，可以加快化學反應速率；D項，降溫會減慢H2O2的分解速率。2．D實驗②、④起始濃度相同，但溫度不同，④反應速率較大，則可得出結論：升高溫度，化學反應速率加快，故A正確；①、②溫度相同，但濃度不同，①濃度較大，可得出結論：增大反應物濃度，化學反應速率增大，故B正確；②、③溫度、濃度相同，③反應速率較大，應為加入催化劑，故C正確；在0～10min之間，實驗③X的濃度變化為0.4mol·L－1，則v(Y)＝eq\f(1,2)v(X)＝eq\f(1,2)×eq\f(0.4mol·L－1,10min)＝0.02mol·L－1·min－1，故D錯誤。3．D平衡時，正、逆反應速率相等，即K＝eq\f(c（C2H5OH）,c（C2H4）·c（H2O）)＝eq\f(k正,k逆)，升高溫度，正、逆反應速率都增大，即k正和k逆均增大，但由于正反應是放熱反應，K減小，故k正增大的倍數(shù)小于k逆。4．C由圖可知，a點時，A、B的物質的量濃度的變化不同，反應時間相同，則反應速率不相等，A項錯誤；反應開始到5min時，B的物質的量由0mol變?yōu)?.4mol，增加了0.4mol，B項錯誤；反應達到平衡時，A的物質的量由0.8mol變?yōu)?.2mol，減少0.6mol，則A為反應物，B的物質的量由0mol變?yōu)?.4mol，增加0.4mol，C的物質的量由0mol變?yōu)?.2mol，增加0.2mol，則B、C為生成物，依據(jù)化學計量數(shù)之比等于反應體系中各物質的變化量之比可得，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝0.6mol∶0.4mol∶0.2mol＝3∶2∶1，反應的化學方程式應為3A?2B＋C，C項正確；反應開始到5min時，Δn(C)＝0.2mol，v(C)＝eq\f(Δc（C）,Δt)＝eq\f(\f(Δn（C）,V),Δt)＝eq\f(\f(0.2mol,2L),5min)＝0.02mol·L－1·min－1，D項錯誤。5．D該反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，一氧化碳轉化率減小，則反應溫度：Z>Y>X，A錯誤；X℃時，H2和CO的起始組成比越大，容器中氫氣的濃度越大，一氧化碳的轉化率越大，氫氣的轉化率越小，B錯誤；化學平衡常數(shù)只與溫度有關，Y℃時，增大壓強，溫度不變，化學平衡常數(shù)不變，C錯誤；由題給數(shù)據(jù)可知，Z℃時，平衡時氫氣、一氧化碳和甲醇的濃度均為0.5mol·L－1，則平衡常數(shù)值為4，D正確。6．A反應達平衡時，容器Ⅰ中eq\f(c（Cl2）,c（PCl3）)＝1，容器Ⅱ中起始時eq\f(c（Cl2）,c（PCl3）)大于1，不管反應正向進行還是逆向進行，反應達平衡時，eq\f(c（Cl2）,c（PCl3）)都大于1，故A錯誤。容器Ⅰ中：PCl5(g)?PCl3(g)＋Cl2(g)起始濃度/(mol·L－1)0.400轉化濃度/(mol·L－1)0.20.20.2平衡濃度/(mol·L－1)0.20.20.2平衡常數(shù)K＝eq\f(c（Cl2）·c（PCl3）,c（PCl5）)＝0.2，平衡時總物質的量為0.6mol·L－1×1.0L＝0.6mol，Cl2的體積分數(shù)為eq\f(1,3)；容器Ⅰ和容器Ⅱ溫度相同，則反應的平衡常數(shù)相等，容器Ⅱ中起始時Qc＝c(Cl2)·eq\f(c（PCl3）,c（PCl5）)＝1.95×0.05÷1.05＝0.093<0.2，反應正向進行，設反應達平衡時，PCl5轉化了xmol·L－1，列三段式：PCl5(g)?PCl3(g)＋Cl2(g)起始濃度/(mol·L－1)1.050.051.95轉化濃度/(mol·L－1)xxx平衡濃度/(mol·L－1)1.05－x0.05＋x1.95＋x平衡常數(shù)K＝(1.95＋x)×(0.05＋x)÷(1.05－x)＝0.2，解得x＝0.05，平衡時總物質的量為(2＋0.1＋1)mol＝3.1mol，容器Ⅰ和容器Ⅱ等溫等容，則反應達到平衡時，容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比為0.6∶3.1＝6∶31，故B正確。根據(jù)等效平衡原理，容器Ⅲ與容器Ⅰ相比，壓強增大，達到的平衡相當于容器Ⅰ中反應達平衡后向逆反應方向移動，Cl2的體積分數(shù)小于eq\f(1,3)，容器Ⅲ中c(PCl5)大于容器Ⅰ中c(PCl5)的2倍，即容器Ⅲ中0.4mol·L－1<c(PCl5)<0.8mol·L－1，故C、D正確。7．DA．反應Ⅰ為CO2(g)＋4H2(g)?CH4(g)＋2H2O(g)，平衡常數(shù)可表示為＝eq\f(c（CH4）·c2（H2O）,c（CO2）·c4（H2）)，正確；B.向恒壓密閉容器中通入1molCO2和4molH2，反應正向建立平衡，在600℃時B的量達到最多，反應達到平衡狀態(tài)，超過600℃時平衡向吸熱反應方向移動，故反應Ⅰ、Ⅲ逆向移動，甲烷的量減小，故B為甲烷，正確；C.反應Ⅰ、Ⅲ為放熱反應，反應Ⅱ為吸熱反應，故低溫有利于反應Ⅰ、Ⅲ正向移動，反應Ⅱ逆向移動，提高CO2轉化為CH4的轉化率，故需研發(fā)在低溫區(qū)高效的催化劑，正確；D.已知反應Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)?CH4(g)＋2H2O(g)ΔH＝－164.7kJ·mol－1，反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1，由蓋斯定律Ⅱ－Ⅰ可得CH4(g)＋H2O(g)?CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1－(－164.7kJ·mol－1)＝205.9kJ·mol－1，此反應氣體分子數(shù)增加，ΔS＞0，ΔH－TΔS＜0，則高溫下能自發(fā)，錯誤。8．D圖甲表明相同時間內，H2O2初始濃度越大，其分解速率越快，A錯誤；圖乙中從上到下三種溶液的堿性逐漸增強，分解速率逐漸加快，所以pH越大，H2O2分解速率越快，B錯誤；由圖丙可知，少量Mn2＋存在時，NaOH濃度為0.1mol·L－1時H2O2的分解速率比NaOH濃度為1.0mol·L－1時快，C錯誤；圖丙表明，在0mol·L－1NaOH的條件下，Mn2＋對H2O2的分解幾乎無影響，圖丁表明，堿性溶液中，Mn2＋濃度越高，H2O2分解速率越快，D正確。9．D在炭粉中加入KClO3，點燃時，KClO3受熱分解放出氧氣，可以使炭粉燃燒更劇烈，與催化劑無關，A不符合題意；鋅與稀硫酸的反應中加入少量CuSO4溶液，鋅和硫酸銅發(fā)生置換反應，置換出來的銅附著在鋅上，形成了銅鋅原電池，從而使反應放出H2的速率加快，與催化劑無關，B不符合題意；固態(tài)FeCl3和固體NaOH混合，溶于水后電離出大量離子，F(xiàn)e3＋與OH－迅速反應產生紅褐色沉淀，與催化劑無關，C不符合題意；雙氧水中加入少量MnO2，MnO2催化H2O2分解，迅速放出氣體，反應速率加快是由催化劑引起的，D符合題意。10．D該實驗原理是2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，KMnO4被還原為MnSO4，溶液由紫紅色變?yōu)闊o色，故實驗中通過記錄溶液褪色時間，判斷反應速率的快慢，A正確；實驗①②中溫度、c(KMnO4)均相同，c(H2C2O4)不同，故實驗目的是探究濃度對化學反應速率的影響，B正確；實驗①③中c(KMnO4)、c(H2C2O4)均相同，溫度不同，故實驗目的是探究溫度對化學反應速率的影響，C正確；該反應中Mn2＋起催化作用，①中加入MnSO4固體，會加快反應速率，D錯誤。11．AB催化劑可以降低反應活化能，因此途徑一未使用催化劑，但催化劑不能改變平衡狀態(tài)，所以途徑二和途徑一的甲酸平衡轉化率相同，A錯誤；催化劑可以降低反應活化能，但不能改變焓變，由于反應物的總能量高于生成物的總能量，因此ΔH1＝ΔH2<0，但Ea1>Ea2，B錯誤；途徑二中H＋作為反應物參與反應，通過改變反應途徑加快反應速率，C正確；途徑二中，生成的活化能最高，則途徑二反應的快慢由生成的速率決定，D正確。12．AD根據(jù)題圖，反應物為NH3、NO、O2，生成物為N2、H2O，結合反應物、生成物中各元素化合價變化情況可知，NO、O2為氧化劑，A正確；慢反應決定反應速率，反應1是快速的，B錯誤；從反應機理來看，反應4中V元素形成的化學鍵發(fā)生改變，則化合價發(fā)生改變，C錯誤；該反應是一個循環(huán)反應，由反應1、2可判斷，反應中除去1molNO，消耗1molNH3，D正確。13．CD由圖可知，溫度越高，反應物的轉化率越低，則升高溫度平衡逆向移動，正反應為放熱反應，可知該反應的ΔH<0，故A錯誤；平衡時不同物質的正、逆反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則平衡時，v正(H2)＝3v逆(CO2)，故B錯誤；該反應為放熱反應，溫度越高K越小，b點溫度高于c點，則b點對應的平衡常數(shù)K值小于c點，故C正確；a點CO2轉化率為60%，n(H2)∶n(CO2)＝2，設H2為2mol，轉化的CO2為1mol×60%＝0.6mol，結合反應可知，轉化的氫氣為0.6mol×eq\f(6,2)＝1.8mol，則a點對應的H2的平衡轉化率為eq\f(1.8mol,2mol)×100%＝90%，故D正確。14．ADA．取橫坐標為0時曲線中的兩點，由于該反應是吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，氫離子濃度增大，pH減小，則溫度T1＜T2，錯誤；B.取橫坐標為0時，T2對應曲線的點，c(H＋)＝10－3.75mol·L－1，K＝eq\f(c2（MOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）·c2（H＋）,c（M2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)，根據(jù)方程式c(H＋)＝c(MOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4)))，c(M2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7)))≈0.1mol·L－1，代入K表達式中，K≈eq\f(（10－3.75）4,0.1)＝10－14，正確；C.根據(jù)電荷守恒，2c(M2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7)))＋2c(MOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4)))＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，故C正確；D.K＝eq\f(c2（MOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）·c2（H＋）,c（M2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)，則eq\f(c（M2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）,c2（MOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）)＝eq\f(c2（H＋）,K)，T1溫度下，加入Na2M2O7，平衡正向移動，氫離子濃度增大，溫度不變，K值不變，則eq\f(c（M2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）,c2（MOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）)增大，錯誤。15．D增大S2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(8))濃度或I－濃度，反應①、反應②的反應物的濃度均會增大，反應速率均加快，故A正確；若往該溶液中加入含F(xiàn)e3＋的某溶液，發(fā)生反應①2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)?I2(aq)＋2Fe2＋(aq)、②2Fe2＋(aq)＋S2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(8))(aq)?2Fe3＋(aq)＋2SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)，總反應為S2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(8))(aq)＋2I－(aq)?2SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)＋I2(aq)，鐵離子為反應的催化劑，故B正確；焓變等于正、逆反應的活化能之差，則正反應的活化能比逆反應的小，所以該反應是放熱反應，故C正確；S2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(8))(aq)＋2I－(aq)?2SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(aq)＋I2(aq)為放熱反應，升溫平衡逆向進行，碘單質濃度減小，藍色變淺，故D錯誤。16．答案：(1)＞＞(2)BC(3)6.1×107(4)增大解析：(1)分析表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡氣體總濃度增大，說明平衡正向移動，該反應為吸熱反應，則有ΔH＞0；該反應是氣體體積增大的反應，則有ΔS＞0。(2)達到平衡時，正、逆反應速率相等，則有v正(NH3)＝2v逆(CO2)，A項不符合題意；因為反應前后氣體分子數(shù)不相等，未達到平衡前壓強一直在變，所以總壓強不變時，說明反應達到平衡，B項符合題意；反應未達到平衡前，氣體質量一直在變，而容器容積不變，依ρ＝eq\f(m,V)可知，混合氣體的密度也在變，所以混合氣體的密度不變時，說明反應達到平衡，C項符合題意；反應產物中NH3和CO2的物質的量之比始終為2∶1，密閉容器中氨氣的體積分數(shù)始終不變，D項不符合題意。(3)由表中數(shù)據(jù)可知，在25.0℃時，平衡氣體的總濃度為4.8×10－3mol·L－1，則有c(NH3)＝3.2×10－3mol·L－1，c(CO2)＝1.6×10－3mol·L－1，反應2NH3(g)＋CO2(g)?NH2COONH4(s)的平衡常數(shù)K＝eq\f(1,（3.2×10－3）2×1.6×10－3)≈6.1×107。(4)在恒溫條件下壓縮容器體積，平衡逆向移動，氨基甲酸銨固體的質量增大。17．答案：(1)6.274(2)0.8解析：(1)由圖可知，Δc(H2O)＝(2.0－0.4)mol·L－1＝1.6mol·L－1，則Δn(H2O)＝1.6mol·L－1×1L＝1.6mol，根據(jù)反應方程式可知，Δn(CoFe2O4)＝1.6mol，Δm(CoFe2O4)＝1.6mol×235g·mol－1＝376g，則60min內，v(CoFe2O4)＝eq\f(376g,60min)≈6.27g·min－1。由圖可知，反應在60min時達到平衡狀態(tài)，v正＝v逆，此時c(H2O)＝0.4mol·L－1，c(H2)＝1.6mol·L－1，k正·c(H2O)＝k逆·c(H2)，則eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c（H2）,c（H2O）)＝eq\f(1.6mol－1,0.4mol·L－1)＝4，在a點時c(H2O)＝c(H2)，eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正·c（H2O）,k逆·c（H2）)＝eq\f(k正,k逆)＝4。(2)當反應達到平衡時v正＝v逆，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(p（CH3CHO）,p（CH4）·p（CO）)＝Kp＝4.5×10－5；T2K、1.0×104kPa時，設起始時n(CH4)＝n(CO)＝1mol，列三段式CO(g)＋CH4(g)?CH3CHO(g)起始量/mol110變化量/mol0.20.20.2最終量/mol0.80.80.2所以p(CH4)＝p(CO)＝eq\f(0.8,1.8)×1.0×104kPa＝eq\f(4,9)×104kPa，p(CH3CHO)＝eq\f(0.2,1.8)×1.0×104kPa＝eq\f(1,9)×104kPa，所以v正＝k正·p(CO)·p(CH4)＝k正×eq\f(4,9)×104kPa×eq\f(4,9)×104kPa、v逆＝k逆·p(CH3CHO)＝k逆×eq\f(1,9)×104kPa，eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正,k逆)×eq\f(p（CH4）·p（CO）,p（CH3CHO）)＝4.5×10－5×eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,9)×104))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,9)×104)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,9)×104)))＝0.8。18．答案：(1)NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2(2)<③④(3)10>增大增大