届高三化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡有详细答案和解析.docx
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届高三化学一轮复习化学反应速率和化学平衡有详细答案和解析
2021届高三化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡（有详细答案和解析）
考生注意：
1．本试卷共4页。
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3．本次考试时间100分钟，满分100分。
4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整。
一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．化学反应速率和化学反应的限度是化工生产研究的主要问题之一。
下列对化学反应速率和反应限度的认识正确的是（ ）
A．决定化学反应速率的主要因素是光照、超声波、压强和催化剂等
B．化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率的
C．可逆反应到一定程度时，会出现正、逆反应速率相等，各物质浓度相等的现象
D．化学限度（即平衡）理论，是研究怎样改变反应条件，提高产品的产率
答案 D
解析 A项，决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，错误；B项，化学反应速率是研究反应快慢的，化学反应的限度理论是研究怎样提高原料转化率的，错误；C项，可逆反应到一定程度时，会出现正、逆反应速率相等的现象，但各物质浓度不一定相等，错误。
2．（2019·合肥调研）一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收，其中Y是单质。
SO2（g）＋2CO（g）
2X（g）＋Y（l）。
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
c（SO2）/mol·L－1
1.00
0.50
0.23
3.00×10－37
3.00×10－37
c（CO）/mol·L－1
4.00
3.00
2.46
2.00
2.00
下列说法不正确的是（ ）
A．X的化学式为CO2
B．前1s内v（X）＝1.00mol·L－1·s－1
C．该回收原理利用了SO2的还原性
D．该温度下，此反应的平衡常数的数值是3.33×1036
答案 C
解析 该反应的目的是进行硫的回收，所以Y单质是S单质，根据质量守恒定律，则X的化学式是CO2，A项正确；前1s内，CO的物质的量浓度减小1.00mol·L－1，则X的物质的量浓度增加1.00mol·L－1，所以v（X）＝1.00mol·L－1·s－1，B项正确；在该反应中，S元素的化合价降低，SO2作氧化剂，所以利用了二氧化硫的氧化性，C项错误；3s时，该反应达到平衡状态，CO的物质的量浓度减少2.00mol·L－1，则X的浓度增加2.00mol·L－1，所以该反应的平衡常数K＝
≈3.33×1036，D项正确。
3．（2018·广东华南师大附中综合测试三）某可逆反应，正反应为吸热反应。
下列有关该反应的说法错误的是（ ）
A．其正反应的活化能大于逆反应的活化能
B．催化剂能够同时降低正逆反应的活化能
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
D．增大某反应物的浓度，可以增大单位体积内该反应物活化分子的数目
答案 C
解析 A项，吸热反应，其正反应的活化能大于逆反应的活化能，正确；B项，催化剂能够降低活化能，包括正反应和逆反应的活化能，正确；C项，升高温度，正反应和逆反应的速率均增大，错误；D项，增大反应物浓度，单位体积内该反应物活化分子数目增大，正确。
4．下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
B．高压比常压更有利于合成SO3
C．加入催化剂有利于氨的合成
D．工业制取金属钾Na（l）＋KCl（l）NaCl（l）＋K（g），选取适宜的温度，使K变成蒸气从反应混合物中分离出来
答案 C
解析 A项，气体中存在平衡2NO2（g）N2O4（g），增大压强，混合气体的浓度增大，平衡体系颜色变深，该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度又降低，颜色又变浅，可以用平衡移动原理解释，错误；B项，存在平衡2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，有利于合成SO3，能用平衡移动原理解释，错误；C项，催化剂只能改变反应速率，不影响平衡移动，正确；D项，反应为可逆反应，使K变成蒸气从反应混合物中分离出来，生成物浓度减小，平衡正向移动，能用平衡移动原理解释，错误。
5．（2018·长沙统一模拟考试）一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，3molX和3molY发生反应：
3X（g）＋Y（g）2Z（g） ΔH＞0，经60s达到平衡，生成0.4molZ。
下列说法正确的是（ ）
A．60s内反应速率为v（X）＝0.05mol·L－1·s－1
B．其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
C．其他条件不变，若初始投入2molX和2molY，则物质Y的转化率减小
D．其他条件不变，将容器体积变为4L，Z的平衡浓度变为原来的一半
答案 C
解析 A项，v（X）＝
v（Z）＝
×
＝0.005mol·L－1·s－1，错误；B项，升高温度，正、逆反应速率均加快，错误；C项，成比例减小投料量，相当于减压，平衡逆向移动，Y的转化率减小，正确；D项，容器体积扩大为原来的2倍，相当于减压，平衡逆向移动，Z的平衡浓度小于原来的一半，错误。
6．（2019·焦作检测）氢气用于烟气的脱氮、脱硫的反应：
4H2（g）＋2NO（g）＋SO2（g）N2（g）＋S（l）＋4H2O（g）ΔH＜0。
下列有关说法正确的是（ ）
A．当v（H2）＝v（H2O）时，达到平衡
B．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，化学平衡逆向移动
C．使用高效催化剂可提高NO的平衡转化率
D．化学平衡常数表达式为K＝
答案 D
解析 没有说明反应速率的方向，因此不能判断是否达到平衡，A项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，B项错误；催化剂对化学平衡无影响，不能提高平衡转化率，C项错误；化学平衡常数为达到平衡时生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值，因此K＝
，D项正确。
7．（2018·湘潭调研）哈伯因发明了由氮气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。
现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下使该反应发生。
下列有关说法正确的是（ ）
A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝1∶3∶2时，达到化学平衡
答案 C
解析 B项，反应平衡时各物质的浓度是否相等取决于起始时各物质的量的关系和转化的程度，错误；C项，随着反应的进行，N2、H2和NH3的物质的量浓度发生变化，当N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化时，说明到达平衡状态，正确；D项，可逆反应是动态平衡，达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等，v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝1∶3∶2时，不一定达到化学平衡，错误。
8．（2018·迎泽区校级二模）当1,3丁二烯和溴单质1∶1加成时，其反应机理及能量变化如下：
不同反应条件下，经过相同时间测得生成物组成如表：
实验编号
反应条件
反应时间
产物中A的
物质的量分数
产物中B的
物质的量分数
1
－15℃
1min
62%
38%
2
25℃
1min
12%
88%
下列分析不合理的是（ ）
A．产物A、B互为同分异构体，由中间体生成A、B的反应互相竞争
B．相同条件下由活性中间体C生成产物A的速率更快
C．实验1测定产物组成时，体系已达平衡状态
D．实验1在tmin时，若升高温度至25℃，部分产物A会经活性中间体C转化成产物B
答案 C
解析 A项，产物A、B分子式相同、结构不同，为同分异构体，反应过程中放热不同，活性中间体C随温度不同可以转化成产物B或A，正确；B项，由图像中反应活化能分析可知，相同条件下由活性中间体C生成产物A的活化能小，速率更快，正确；C项，实验1测定产物组成时，不能说明物质含量保持不变，体系不一定达平衡状态，错误；D项，反应为放热反应，实验1在tmin时，若升高温度至25℃，产物中B的物质的量分数增大，说明升温部分产物A会经活性中间体C转化成产物B，正确。
9．（2018·思南县校级期中）据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇（CH3CH2OH）已成为现实：
2CO2（g）＋6H2（g）CH3CH2OH（g）＋3H2O（g），下列叙述错误的是（ ）
A．使用Cu－Zn－Fe催化剂可大大提高生产效率
B．升高温度，该反应平衡常数K一定增大
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O，可提高CO2和H2的利用率
答案 B
解析 A项，因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，正确；B项，反应需在300℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，所以K不一定增大，错误；C项，充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，正确；D项，从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的利用率，正确。
10．（2018·绵阳检测）Fenton试剂常用于氧化降解有机污染物X。
在一定条件下，反应初始时c（X）＝2.0×10－3mol·L－1，反应10min后进行测定，得图甲和图乙。
下列说法不正确的是（ ）
A．50℃，pH在3～6之间，X降解率随pH增大而减小
B．pH＝2，温度在40～80℃，X降解率随温度升高而增大
C．无需再进行后续实验，就可以判断最佳反应条件是pH＝3、温度为80℃
D．pH＝2、温度为50℃，10min内v（X）＝1.44×10－4mol·L－1·min－1
答案 C
解析 C项，由图甲和图乙仅能得出初始c（X）＝2.0×10－3mol·L－1时，当温度为50℃时，降解的最佳pH＝3，当降解pH＝2时，最佳降解温度为80℃，但不能将之综合得最佳反应条件是pH＝3，温度为80℃，错误；D项，pH＝2、温度为50℃、反应进行10min时，X的降解率为72%，则v（X）＝
＝1.44×10－4mol·L－1·min－1，正确。
11．（2019·石家庄质检）一定条件下存在反应：
H2（g）＋I2（g）2HI（g） ΔH＜0，现有三个相同的1L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molH2（g）和1molI2（g），在Ⅱ中充入2molHI（g），在Ⅲ中充入2molH2（g）和2molI2（g），700℃条件下开始反应。
达到平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C．容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深
D．容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和等于1
答案 C
解析 由于三个容器均为绝热体系，则反应中能量变化会使体系内温度改变。
容器Ⅰ中反应为放热过程，平衡时温度会升高，容器Ⅱ中反应为吸热过程，平衡时温度降低，故Ⅱ中正、逆反应速率比Ⅰ中小，A项错误；容器Ⅲ的投料是容器Ⅰ的两倍，生成HI的量比容器Ⅰ多，放热也多，温度比容器Ⅰ高，平衡常数容器Ⅲ小于容器Ⅰ，B项错误；低温有利于反应正向进行，故Ⅱ中碘单质的百分含量小于Ⅰ，Ⅰ中碘浓度大，颜色深，C项正确；反应Ⅱ投料与Ⅰ等效，但由于温度不同，二者平衡不等效，故容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和不等于1，D项错误。
12．（2018·武汉模拟）在容积为2L的3个密闭容器中发生反应3A（g）＋B（g）xC（g），按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
3molA、2molB
6molA、4molB
2molC
到达平衡的时间/min
5
8
A的浓度/mol·L－1
c1
c2
C的体积分数
w1
w3
混合气体密度/g·L－1
ρ1
ρ2
下列说法正确的是（ ）
A．若x＜4，则2c1＜c2
B．若w3＝w1，可断定x＝4
C．无论x的值是多少，均有2ρ1＝ρ2
D．容器甲中反应从开始到达平衡平均速率为v（A）＝0.3mol·L－1·min－1
答案 C
解析 A项，若x＜4，则正反应为气体体积减小的反应，若甲、乙建立等效平衡，则2c1＝c2，但乙对于甲而言，恒容时等倍增加反应物的用量，相当于加压，平衡正向移动，则2c1＞c2，错误；B项，起始甲中反应物投入量与化学方程式计量数比不等，故w3不可能等于w1，x的值不能确定，错误；C项，起始乙投入的量是甲的2倍，根据质量守恒定律知，反应前后总质量不变，而容积体积又相等，故有2ρ1＝ρ2，正确；D项，v（A）＝
mol·L－1·min－1，错误。
13.（2018·河北衡水中学期末考试）在容积均为1L的三个密闭容器中，分别放入镍粉并充入1molCO，控制在不同温度下发生反应：
Ni（s）＋4CO（g）Ni（CO）4（g），当反应进行到5min时，测得Ni（CO）4的体积分数与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．正反应为吸热反应，平衡常数：
K（T1）＞K（T2）
B．反应进行到5min时，b容器中v正＝v逆
C．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b＞a＞c
D．减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态
答案 D
解析 温度越低，反应速率越慢，因此再结合a、b、c三容器对应数值知，a容器中反应未达到平衡，b→c的变化则说明随温度升高化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A错误；反应进行到5min时，b容器未必达到平衡状态，则b容器中v正不一定等于v逆，B错误；其他条件相同时，随温度升高平衡左移，K值减小，CO转化率减小，达到平衡时，CO的转化率为a＞b＞c，C错误；结合A项分析知，升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致Ni（CO）4浓度变小，即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，D正确。
14．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：
2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g） ΔH＞0。
T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：
t/s
0
500
1000
1500
c（N2O5）/mol·L－1
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法不正确的是（ ）
A．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1＞T2，则K1＜K2
B．500s内N2O5分解速率为2.96×10－3mol·L－1·s－1
C．T1温度下的平衡常数K1＝125，平衡时N2O5的转化率为50%
D．达到平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的
，则c（N2O5）＞5.00mol·L－1
答案 A
解析 A项，此反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，错误；B项，Δc（N2O5）＝（5.00－3.52）mol·L－1＝1.48mol·L－1，v（N2O5）＝
＝2.96×10－3mol·L－1·s－1，正确；C项，依据“三段式”进行计算：
2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）
始态/mol·L－15.000
转化/mol·L－12.5051.25
平衡/mol·L－12.5051.25
N2O5的转化率＝
×100%＝50%，K＝
＝125，正确；D项，将容器的体积压缩到原来的
，假设平衡不移动，c（N2O5）＝5.00mol·L－1，但增大压强，平衡左移，c（N2O5）在5.00mol·L－1的基础上又增大，正确。
15．（2018·长春联考）向甲、乙两个容积均为1L的恒容容器中，分别充入2molA、2molB和1molA、1molB。
相同温度下发生反应：
A（g）＋B（g）xC（g） ΔH＜0。
测得两容器中c（A）随时间t的变化如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．x可能等于2
B．甲、乙两容器中反应达平衡时，平衡常数K甲＜K乙
C．将乙容器升温可使甲、乙容器内各物质的体积分数相同
D．若向甲容器中再充入2molA、2molB，则平衡时甲容器中0.78mol·L－1＜c（A）＜1.56mol·L－1
答案 D
解析 由图像可知平衡时，甲容器内A的转化率为
×100%＝61%，乙容器内A的转化率为
×100%＝50%，甲容器内压强比乙容器内大，增大压强平衡向着体积减小的方向移动，故：
1＋1＞x。
A项，由上述分析可知，若x＝2，反应前后气体体积不变，甲、乙转化率相等，错误；B项，平衡常数只与温度有关系，甲、乙两容器中反应达平衡时，平衡常数K甲＝K乙，错误；C项，该反应为放热反应，将乙容器单独升温，平衡向逆反应方向移动，乙容器中A的转化率比甲容器的转化率低，不可能使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内的相同，错误；D项，向甲容器中再充入2molA、2molB，可以等效为原平衡状态下压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，所以平衡时甲容器中c（A）小于原平衡中的c（A）的2倍，平衡移动的目的是降低浓度增大趋势，但不能消除浓度增大，达新平衡时浓度比原平衡大，所以平衡时甲容器中0.78mol·L－1＜c（A）＜1.56mol·L－1，正确。
16．T1℃时，在一容积为2L的密闭容器中发生反应：
C（s）＋2NO（g）N2（g）＋CO2（g）。
向密闭容器中加入NO和足量的活性炭，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下：
时间
0min
10min
20min
30min
40min
50min
n（NO）/mol
3.0
1.6
1.0
1.0
a
a
n（N2）/mol
0
0.7
1.0
1.0
1.2
1.2
n（CO2）/mol
0
0.7
1.0
1.0
0.3
0.3
结合表中数据判断，下列说法正确的是（ ）
A．30min时改变的条件一定是充入氮气
B．在10～20min内，v（CO2）＝0.03mol·L－1·min－1
C．若升温至T2℃时，反应的平衡常数K＝0.0625，则ΔH＞0
D．容器中混合气体的密度保持不变，标志着达到化学平衡状态
答案 D
解析 A项，根据题意知，T1℃时平衡常数K＝
＝1，则可得
＝1，a＝0.6，则30min时改变条件导致平衡右移，且CO2的量减小，因此30min时改变的条件是减小二氧化碳的量，错误；B项，在10～20min内，v（CO2）＝0.015mol·L－1·min－1，错误；C项，T1℃时，K＝1，若升温至T2℃时，反应的平衡常数K＝0.0625，K减小，则升温使平衡左移，说明逆反应为吸热反应，则ΔH＜0，错误。
二、非选择题（本题包括4小题，共52分）
17．（12分）（2019·牡丹江联考）氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
（1）一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）。
该可逆反应达到平衡的标志是________（填字母）。
A．3v正（H2）＝2v逆（NH3）
B．单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
E．amolN≡N键断裂的同时，有6amolN—H键断裂
F．N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
（2）某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。
在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在一定温度压强下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
30
压强/MPa
16.80
14.78
13.86
13.27
12.85
12.60
12.60
则从反应开始到25min时，以N2表示的平均反应速率＝__________________；该温度下平衡常数K＝_____________。
（3）利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，主要反应如下：
①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）ΔH＝－99kJ·mol－1
②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH＝－58kJ·mol－1
③CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH
图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线是________（填字母）；反应③的ΔH＝________kJ·mol－1。
（4）合成气的组成
＝2.60时体系中的CO平衡转化率α（CO）与温度和压强的关系如图2所示。
图中的压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_____________________________；
α（CO）随温度升高而减小，其原因是______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）BCE
（2）0.01mol·L－1·min－1 2.37
（3）a ＋41
（4）p1＞p2＞p3 反应①为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，α（CO）减小；反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，α（CO）也减小
解析
（1）A项，2v正（H2）＝3v逆（NH3）时，该反应达到平衡状态，所以3v正（H2）＝2v逆（NH3）时该反应没有达到平衡状态，错误；B项，单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2，正、逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，正确；C项，容器内的总压强不再随时间而变化，反应体系中各物质的浓度不变，所以达到平衡状态，正确；D项，无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的密度都不随时间变化，所以密度不能作为判断依据，错误；E项，amolN≡N键断裂的同时，有6amolN—H键断裂，正、逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，正确；F项，N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时该反应不一定达到平衡状态，与反应物的初始浓度及转化率有关，错误。
（2）同一温度下，容器中气体压强与总的物质的量成正比，设平衡状态时混合气体的物质的量为x，
16．80∶12.60＝（1＋3）mol∶x，x＝
＝3mol，所以平衡时混合气体的物质的量为3mol，设参加反应的氮气的物质的量为y，则
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） 物质的量减少
1mol2mol
y（4－3）mol
1mol∶2mol＝y∶（4－3）mol
解得y＝0.5mol
则从反应开
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