届二轮复习 化学反应速率 化学平衡 专题卷全国通用.docx
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届二轮复习化学反应速率化学平衡专题卷全国通用
化学反应速率化学平衡
1．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1molH2O（g），发生反应：
2H2O（g）2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋484kJ·mol－1，不同时间产生O2的物质的量见下表：
时间/min
20
40
60
80
n（O2）/mol
0.0010
0.0016
0.0020
0.0020
下列说法不正确的是（ ）
A．前20min内的反应速率v（H2O）＝5.0×10－5
mol·L－1·min－1
B．达到平衡时，至少需要从外界吸收能量0.968kJ
C．增大c（H2O），可以提高水的分解率
D．催化效果与Cu2O颗粒的大小有关
解析：
选C。
由题意知，v（H2O）＝2v（O2）＝2×＝5.0×10－5mol·L－1·min－1，A正确；热化学方程式表示的含义是2molH2O（g）完全分解生成2molH2（g）和1molO2（g），吸收484kJ的能量，所以生成O20.0020mol时，吸收的能量为0.0020mol×484kJ·mol－1＝0.968kJ，B正确；C项，由于反应物只有1种，增大c（H2O），相当于压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，所以水的分解率降低，错误；D项，若Cu2O颗粒小，则接触面积大，反应速率快，催化效果好，正确。
2．向某密闭容器中充入1molX与2molY发生反应：
X（g）＋2Y（g）aZ（g） ΔH＜0，达到平衡后，改变某一条件（温度或容器体积），X的平衡转化率的变化如图所示。
下列说法中正确的是（ ）
A．a＝2
B．T2＞T1
C．A点的反应速率：
v正（X）＝v逆（Z）
D．用Y表示A、B两点的反应速率：
v（A）＞v（B）
解析：
选C。
改变压强，X的平衡转化率不变，说明反应前后气体的化学计量数之和相等，所以a＝3，A项错误；此反应为放热反应，升高温度，X的平衡转化率减小，故T1＞T2，B项错误；A点时，反应达到平衡状态，正逆反应速率相等，同时化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以v正（X）＝v逆（Z），C项正确；温度越高，化学反应速率越快，v（A）＜v（B），D项错误。
3．工业上采取下列方法消除NO2污染：
CH4（g）＋2NO2（g）
N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－867kJ·mol－1，下列说法正确的是（ ）
A．冷却使水液化可提高NO2的平衡转化率
B．提高反应温度，平衡常数增大
C．缩小容器的体积，逆反应速率增大的程度比正反应速率增大的程度小
D．加入合适的催化剂可提高NO2的平衡转化率
解析：
选A。
选项A，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动，NO2的平衡转化率增大，正确；选项B，升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，错误；选项C，缩小容器体积相当于加压，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率增大的程度更大，错误；选项D，使用催化剂对平衡的移动无影响，错误。
4．在1.0L密闭容器中充入0.10molA（g），一定温度下发生如下反应：
A（g）
B（g）＋C（g） ΔH＜0，反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的关系如图所示。
则下列分析正确的是（ ）
A．t2时反应达到平衡，且t2＝2t1
B．该温度下此反应的平衡常数K＝0.32
C．欲提高平衡体系中B的含量，可采取加入气体A或降低体系温度等措施
D．平衡时再充入0.1molA，则A的转化率增大
解析：
选B。
选项A，由图可知，0～t1与t1～t2时间段，反应体系总压强增大均为0.2kPa，即消耗等量的A，随着反应的进行，平均反应速率降低，故t2＞2t1，错误；选项B，由阿伏加德罗定律的推论可知，0.5/0.9＝0.10/n，解得n＝0.18，设反应达到平衡时A变化的物质的量为xmol，则
A（g）
B（g）＋C（g）
起始量（mol）:
0.100
变化量（mol）:
xx x
平衡量（mol）:
0.1－xx x
故（0.1－x）＋x＋x＝0.18，解得x＝0.08，则平衡时c（A）＝0.02mol·L－1，c（B）＝0.08mol·L－1，c（C）＝0.08mol·L－1，则K＝＝0.32，正确；选项C，反应是放热反应，且反应前后气体分子数增大，故要增大平衡体系中B的含量，可以采用降低温度、减小压强、减少C的量等方法，错误；选项D，再充入0.1molA，相当于加压平衡左移，A的转化率减小，错误。
5．同温度下，体积均为1L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.6kJ·mol－1。
测得数据如表：
容器
编号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡时体系能量的变化
N2
H2
NH3
①
2
3
0
27.78kJ
②
1.6
1.8
0.8
Q
下列叙述不正确的是（ ）
A．容器①、②中反应达平衡时压强相等
B．容器②中反应开始时v（正）＞v（逆）
C．容器②中反应达平衡时，吸收的热量Q为9.26kJ
D．若条件为“绝热恒容”，容器①中反应达平衡时n（NH3）＜0.6mol
解析：
选B。
根据容器①中反应达到平衡时能量的变化可知，该反应中转化的N2为＝0.3mol，因此根据三段式可得：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）
起始（mol）230
转化（mol）0.30.90.6
平衡（mol）1.72.10.6
故平衡常数K＝≈0.023＜≈0.069，因此容器②中反应向逆反应方向进行，v（正）＜v（逆），B项错误；容器①和容器②中平衡为等效平衡，A项正确；容器②中反应达到平衡时生成0.1molN2，因此吸收的热量为92.6kJ·mol－1×0.1mol＝9.26kJ，C项正确；若条件改为“绝热恒容”，还达到原来的平衡，反应放热，体系的温度升高，而该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，故容器①中反应达到平衡时，NH3的物质的量小于0.6mol，D项正确。
6．T0℃时，在2L的密闭容器中发生反应：
X（g）＋Y（g）Z（g）（未配平），各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。
其他条件相同，温度分别为T1℃、T2℃时发生反应，X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．该反应的正反应是吸热反应
B．T0℃从反应开始到平衡时：
v（X）＝0.083mol·L－1·min－1
C．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%
D．T1℃时，若该反应的平衡常数K＝50，则T1＜T0
解析：
选D。
根据“先拐先平，数值大”的原则可推知，T1＞T2，温度越高，X的物质的量越大，则平衡向左移动，正反应放热，A错误；v（X）＝≈0.0417mol·L－1·min－1，B错误；Y的转化率为＝0.625，C错误；由图a可知X、Y、Z物质的量变化之比为1∶1∶2，则K0为33.3＜50，平衡常数越小，温度越高，D正确。
7．（2018·河北衡水中学三模）已知反应：
2NO（g）＋Br2（g）===2NOBr（g）的活化能为akJ·mol－1，其反应机理如下：
①NO（g）＋Br2（g）===NOBr2（g） 慢
②NO（g）＋NOBr2（g）===2NOBr（g） 快
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A．反应的速率主要取决于②的快慢
B．反应速率v（NO）＝v（NOBr）＝2v（Br2）
C．NOBr2是该反应的催化剂
D．该反应的焓变等于akJ·mol－1
解析：
选B。
A项，反应速率的快慢主要取决于慢反应①的速率，错误；B项，反应速率之比等于化学计量数之比，根据总反应式知v（NO）＝v（NOBr）＝2v（Br2），正确；C项，NOBr2是反应①的生成物，是反应②的反应物，不是催化剂，错误；D项，akJ·mol－1是总反应的活化能，不是焓变，错误。
8．在某恒温、恒容的密闭容器内发生反应：
2NO2（g）
2NO（g）＋O2（g） ΔH＞0，开始时充入2molNO2并达到平衡，下列说法正确的是（ ）
A．再充入2molNO2，平衡正向移动，O2的体积分数增大
B．升高温度，O2的体积分数减小
C．增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数增大
D．再充入1molO2，NO2的体积分数增大
解析：
选C。
A项，再充入2molNO2，相当于增大压强，平衡逆向移动，O2的体积分数减小，错误；B项，升高温度，平衡正向移动，O2的体积分数增大，错误；C项，增大压强，平衡向气体体积减小的方向即逆向移动，所以NO2的体积分数增大，正确；D项，再充入1molO2，虽然平衡逆向移动，NO2的物质的量增大，但NO2的体积分数可能减小，错误。
9．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：
S2Cl2（橙黄色液体）＋Cl2（气）
2SCl2（鲜红色液体） ΔH＝－61.16kJ·mol－1。
下列说法正确的是（ ）
A．增大压强，平衡常数将增大
B．达到平衡时，单位时间里消耗nmolS2Cl2的同时也生成nmolCl2
C．达到平衡时，若升高温度，氯气的百分含量减小
D．加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高
解析：
选B。
A项，平衡常数只与温度有关，增大压强平衡常数不变，错误；B项，根据化学方程式可知，单位时间里消耗nmolS2Cl2的同时生成nmolCl2，反应处于平衡状态，正确；C项，正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，Cl2的含量增大，错误；D项，加入Cl2，平衡向正反应方向移动，S2Cl2的转化率增大，Cl2的转化率降低，错误。
10．汽车尾气中NO产生的反应为：
N2（g）＋O2（g）2NO（g）。
一定条件下，等物质的量的N2（g）和O2（g）在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是（ ）
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0
解析：
选A。
A.由曲线a可知，达到平衡时c（N2）＝c1mol/L，则生成的c（NO）＝2（c0－c1）mol/L，故K＝＝，正确；B.反应物和产物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变，错误；C.催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c（N2）仍为c1mol/L，错误；D.若曲线b改变的是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度时c（N2）减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，错误。
11．已知给煤炭加氢可发生反应：
C（s）＋2H2（g）
CH4（g）。
在VL的容器中投入amol碳（足量），同时通入2amolH2，控制条件使其发生上述反应，测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．在4MPa、1200K时，图中X点v（H2）正＞v（H2）逆
B．在5MPa、800K时，该反应的平衡常数为
C．上述正反应为放热反应
D．工业上维持6MPa、1000K而不采用10MPa、1000K，主要是因为前者碳的转化率高
解析：
选A。
由题图可知，在4MPa、1200K时，X点还没有达到平衡，若要达到平衡，反应需正向进行，所以X点正反应速率大于逆反应速率，A项正确；在5MPa、800K时，碳的平衡转化率为50%，则参加反应的碳为0.5amol，参加反应的H2为amol，生成的甲烷为0.5amol，平衡时H2为amol，平衡常数为K＝＝，B项错误；由题图可知，压强不变时，随温度升高碳的平衡转化率增大，所以正反应为吸热反应，C项错误；6MPa、1000K和10MPa、1000K比较，碳的平衡转化率相差不大，而且压强越大对设备的要求越高，不经济，所以工业上采用6MPa、1000K，D项错误。
12．体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：
2SO2＋O2
2SO3并达到平衡。
在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率为（ ）
A．等于p% B．大于p%
C．小于p%D．无法判断
解析：
选B。
由于该反应是体积减小的，所以压强也是减小的。
因此甲容器中的压强在反应过程中小于乙容器中的压强。
压强大有利于三氧化硫的生成，所以乙容器中SO2的转化率大，故选B。
13．
（1）用焦炭还原NO的反应为2NO（g）＋C（s）
N2（g）＋CO2（g），向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温（反应温度分别为400℃、400℃、T℃）容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n（NO）随反应时间t的变化情况如表所示：
t/min
0
40
80
120
160
n（NO）（甲容器）/mol
2.00
1.50
1.10
0.80
0.80
n（NO）（乙容器）/mol
1.00
0.80
0.65
0.53
0.45
n（NO）（丙容器）/mol
2.00
1.45
1.00
1.00
1.00
①该反应为________（填“放热”或“吸热”）反应。
②乙容器在200min达到平衡状态，则0～200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v（NO）＝________。
（2）用焦炭还原NO2的反应为2NO2（g）＋2C（s）
N2（g）＋2CO2（g），在恒温条件下，1molNO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：
①A、B两点的浓度平衡常数关系：
Kc（A）________Kc（B）（填“＜”“＞”或“＝”）。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________（填“A”“B”或“C”）点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp（C）＝________________（Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。
解析：
（1）①根据数据，在400℃时，甲、乙容器中，乙的充入量为甲的一半，随着反应的进行，在各个时间段内NO的浓度均比甲的一半还要大，说明该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动。
②根据2NO（g）＋C（s）N2（g）＋CO2（g），前后气体体积不变，相同温度下，甲与乙为等效平衡，故乙平衡时NO的物质的量为甲平衡时的一半，为0.4mol，则0～200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v（NO）＝（1－0.4）mol/（1L×200min）＝0.003mol·L－1·min－1。
（2）①A、B两点的温度相同，平衡常数只与温度有关，故浓度平衡常数关系：
Kc（A）＝Kc（B）。
②2NO2（g）＋2C（s）N2（g）＋2CO2（g），增大压强平衡逆向移动，故A、B、C三点中NO2的转化率最高的是A点。
2NO2（g）＋2C（s）
N2（g）＋2CO2（g）
起始量（mol）100
转化量（mol）2xx2x
平衡量（mol）1－2xx2x
C点时NO2和CO2浓度相等，则1－2x＝2x，解得x＝0.25。
因此该反应的压强平衡常数Kp（C）＝＝2MPa。
答案：
（1）①放热 ②0.003mol·L－1·min－1
（2）①＝ ②A ③2MPa
14．雾霾天气严重影响人们的生活和健康。
其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。
因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。
请回答下列问题：
（1）将一定量的某PM2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样（忽略OH－）。
常温下测得该试样的组成及其浓度如下表：
离子
K＋
Na＋
NH
SO
NO
Cl－
浓度
（mol/L）
4×10－6
6×10－6
2×10－5
4×10－5
3×10－5
2×10－5
根据表中数据判断该试样的pH＝________。
（2）汽车尾气中NOx和CO的生成：
已知汽缸中生成NO的反应为N2（g）＋O2（g）2NO（g） ΔH＞0。
恒温、恒容密闭容器中，能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
A．混合气体的密度不再变化
B．混合气体的压强不再变化
C．N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D．氧气的转化率不再变化
（3）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：
H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g）
ΔH＝－241.8kJ·mol－1
C（s）＋1/2O2（g）===CO（g） ΔH＝－110.5kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：
_________________________________。
②洗涤含SO2的烟气。
下列可作为洗涤含SO2的烟气的洗涤剂的是________。
A．浓氨水 B．碳酸氢钠饱和溶液
C．FeCl2饱和溶液D．酸性CaCl2饱和溶液
（4）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
某研究性小组在实验室以AgZSM5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化的情况如图所示。
若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为______________________________；
在n（NO）/n（CO）＝1的条件下，为更好地除去NOx，应控制的最佳温度在________K左右。
（5）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。
活性炭可处理大气污染物NO。
在5L密闭容器中加入0.10molNO和3.000mol活性炭（假设无杂质），一定条件下生成气体E和F。
当温度分别为T1℃和T2℃时，测得平衡时各物质物质的量（n/mol）如下表：
物质
温度℃
活性炭
NO
E
F
T1
2.960
0.020
0.040
0.040
T2
2.975
0.050
0.025
0.025
①写出NO与活性炭反应的化学方程式：
_______________________________。
②若T1＜T2，则该反应的ΔH________0（填“＞”“＜”或“＝”）。
③上述反应在T1℃时达到平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________。
解析：
（1）由于溶液显电中性，因此可根据电荷守恒计算出氢离子浓度，进而求出pH。
（2）A项，由于体系中各组分都为气体，且体积不变，故密度恒定不能说明反应达到平衡状态；B项，该反应为气体体积不变的反应，恒温条件下，压强不变，不能说明反应达到平衡状态；C项，平衡时各物质的浓度之比与化学计量数之比无必然联系，故不能说明反应达到平衡状态；D项，某组分浓度不变可说明反应达到平衡状态。
（3）①可根据盖斯定律解答；②浓氨水、碳酸氢钠饱和溶液能吸收SO2，而FeCl2饱和溶液和酸性CaCl2饱和溶液不能吸收SO2。
（5）①根据各物质的物质的量变化量及原子守恒可确定各物质的化学计量数及生成物的化学式；②由T1℃变至T2℃，温度升高，NO的物质的量增大，说明平衡逆向移动，故该反应为放热反应，ΔH＜0；③由于该反应为气体体积不变的反应，且反应物中只有NO为气体，因此通入NO后，可建立等效平衡，NO的转化率不变，因此可用原平衡时的数据进行计算。
答案：
（1）4
（2）D
（3）①C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）
ΔH＝＋131.3kJ·mol－1 ②AB
（4）NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行（只写升高温度不利于反应进行也可，其他合理答案也可） 870（数值接近即可）
（5）①C＋2NOCO2＋N2 ②＜
③80%
15．控制、治理氮氧化物对大气的污染是改善大气质量的重要方法。
回答下列与雾霾治理有关的问题：
Ⅰ.
（1）在催化剂作用下，甲烷可还原氮氧化物，从而达到治理氮氧化物污染的目的。
已知：
①CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－574kJ·mol－1；
②4NO2（g）＋2N2（g）===8NO（g）
ΔH＝＋586kJ·mol－1。
则CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝________kJ·mol－1。
（2）工业烟气中的氮氧化物可用NH3催化还原，反应原理如图甲所示：
其中X为一种无毒的气体，则NH3催化还原氮氧化物的化学方程式为________________________________________________________________________。
（3）用NH3催化还原烟气中的氮氧化物时，当＝x，用Fe作催化剂时，在NH3充足的条件下，不同x值对应的脱氮率α（被还原的氮氧化物的百分率）不同，在不同温度下其关系如图乙所示，当x＝________时，脱氮效果最佳，最佳的脱氮温度是________℃。
Ⅱ.（4）甲醇是一种绿色燃料，甲醇的工业合成方法较多，如CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
在2L恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2混合原料气，充分反应达到平衡，测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数与压强、温度的关系如图丙所示。
①图丙中压强p1、p2、p3的大小关系是________。
②C点平衡常数K＝________，A、B、D三点的平衡常数K（分别用KA、KB、KD表示）的大小关系是________________________。
③一定温度时，保持c（H2）不变，增大容器体积，平衡________（填“正向”“逆向”或“不”）移动。
解析：
Ⅰ.
（1）根据盖斯定律，由①－②可得：
CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－1160kJ·mol－1。
（2）结合题意及题图甲中的反应物为NH3、NO、NO2，可知X为N2，故反应的化学方程式为2NH3＋NO＋NO2===2N2＋3H2O。
（3）由题图乙可知，当＝1时，脱氮效果最佳，温度为300℃时脱氮率最高。
Ⅱ.（4）①合成甲醇的反应为气体分子数减小的反应，故压强越大，平衡时反应体系中的甲醇含量越高，根据题图丙中压强与甲醇体积分数的关系可知压强p1＞p2＞p3。
②C点甲醇的体积分数为50%，设平衡时甲醇的物质的量为nmol，由三段式法可求平衡时各物质的物质的量：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）
始态/mol120
转化/moln2nn
平衡/mol1－n2－2nn
则n/（1－n＋2－2n＋n）＝0.5，故n＝0.75，则平衡常数K＝＝48（mol·L－1）－2。
由题图丙可知该反应为放热反应，故升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数的大小关系：
KA＞KB＝KD。
③保持c（H2）不变，增大容器体积，
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