2021届高考化学(课标版)二轮复习课时作业：1-2-8化学反应速率和化学平衡.docx

课时作业(八)
一、选择题
1．(2022·山东潍坊联考)确定条件下反应2AB(g)A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是(　　)
A．单位时间内生成n mol A2，同时消耗2n mol AB
B．容器内三种气体AB、A2、B2共存
C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率
D．容器中各组分的体积分数不随时间变化
解析：任何时刻，生成n mol A2，必定消耗2n mol AB，A项错误；可逆反应中任何时刻，反应物与生成物均共存，B项错误；达到平衡时，AB的消耗速率与A2的消耗速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，C项错误；达到平衡后，反应物和生成物的浓度不再变化，各组分的体积分数不再变化，D项正确。
答案：D
2．(2022·安徽皖南八校联考)相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋92.4 kJ/mol。
试验测得起始、平衡时的有关数据如下表：

下列叙述正确的是(　　)
A．热量关系：a＝b
B．①②③反应的平衡常数：③>①>②
C．达平衡时H2的体积分数：①>③
D．①中的密度不再转变时说明反应已达到平衡状态
解析：若反应①中NH3的平衡转化率为50%，则a＝b，若反应①中NH3的平衡转化率小于50%，则a<b，若反应①中NH3的平衡转化率大于50%，则a>b，A选项错误；温度相同，所以反应①、②、③的平衡常数相同，B选项错误；反应③可以看成是在两个相同容器中相同条件下同时进行反应①，达平衡后，把这两个容器中的气体压缩到其中一个容器中，假如平衡不移动，氢气的体积分数应当与反应①相等，但是压强增大，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数减小，所以达平衡时氢气的体积分数：①>③，C选项正确；由于气体总质量始终不变，容器恒容，所以密度始终不变，不能用密度变化来衡量反应是否达到平衡状态，D选项错误。
答案：C

3．(2022·江西南昌调研)在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol/L CO2、0.1 mol/L CH4，在确定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是(　　)
A．上述反应的ΔH<0
B．压强：p4>p3>p2>p1
C．1100℃时该反应平衡常数为1.64
D．压强为p4时，在y点：v正>v逆
解析：由图象可知，压强确定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越大，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强p4>p3>p2>p1，B项正确；1100℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02 mol/L，c(CO2)＝0.02 mol/L，c(CO)＝0.16 mol/L，c(H2)＝0.16 mol/L，即平衡常数K＝＝1.64，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡状态，此时v正>v逆，D项正确。
答案：A
4．(2022·河北唐山统考)等物质的量的A(g)与B(g)在密闭容器中进行反应：A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)　ΔH<0，下列叙述正确的是(　　)
A．达到平衡后，反应速率v正(A)＝2v逆(C)
B．达到平衡后，增大压强，平衡逆向移动
C．达到平衡后，上升温度，平衡正向移动
D．平衡常数K值越大，A的转化率越大
解析：依据反应速率之比应等于化学计量数之比可知，2v正(A)＝v逆(C)时反应达到平衡，A选项错误；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，转变压强，平衡不移动，B选项错误；该反应的正反应为放热反应，上升温度，平衡向吸热的反应方向移动，即逆向移动，C选项错误；平衡常数K值越大，说明平衡正向进行的程度越大，A的转化率越大，D选项正确。
答案：D
5．(2022·贵州贵阳监测考试)某密闭容器中充入等物质的量的A和B，确定温度下发生反应：A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别转变影响反应的一个条件，测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率随时间的变化如图所示。下列说法中正确的是(　　)

A．前8 min A的平均反应速率为0.08 mol·L－1·min－1
B．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应
C．30 min时降低温度，40 min时上升温度
D．30～40 min该反应增大了压强或使用了催化剂
解析：由图象可以看出前8 min内，物质A的浓度由2.00 mol·L－1削减到1.36 mol·L－1，故vA＝0.08 mol·L－1·min－1，A项正确；由A、B、C的变化曲线可得出x＝1,30 min时各物质的浓度均减小且正、逆反应速率相同，则转变条件为增大体积(或减小压强)，40 min时各物质的浓度不变，正、逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，故40 min时转变的条件是上升温度，平衡逆向移动，所以，正反应为放热反应，B、C、D项错误。
答案：A
6．(2021·福建理综卷)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观看到溶液变蓝，试验结果如图。据图分析，下列推断不正确的是(　　)

A．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5 mol·L－1·s－1
D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该试验的指示剂
解析：B项中，b、c两点的其他条件相同，温度不同，确定反应速率不同。但两点变蓝的时间相同，可能高于40℃后，温度越高，I2与淀粉越不易结合。C项中v(NaHSO3)＝＝＝5.0×10－5 mol·L－1·s－1。
答案：B
7．(2022·北京海淀期末)T℃时，在体积不变的密闭容器中发生反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L－1
0.1
0.2
0
2 min末浓度/mol·L－1
0.08
a
b
平衡浓度/mol·L－1
0.05
0.05
0.1
下列说法正确的是(　　)
A．平衡时，X的转化率为20%
B．T℃时，该反应的平衡常数为40
C．增大平衡后的体积压强，v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动
D．前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝0.03 mol·L－1·min－1
解析：平衡时，X的转化率为×100%＝50%，A项错误；T℃时，该反应的平衡常数K＝＝＝1600，B项错误；增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆增大，且v正>v逆，平衡向正反应方向移动，C项错误；前2 min内，v(Y)＝3v(X)＝×3＝0.03 mol·L－1·min－1，D项正确。
答案：D
8．(2021·山西诊断)确定温度下，在某2 L恒容密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1 mol H2O(g)，发生反应：2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)；ΔH＝＋484 kJ·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
下列说法正确的是(　　)
A．达到平衡时，需要从外界吸取的能量为0.968 kJ
B．前20 min内的平均反应速率v(H2O)＝2.5×10－5 mol·L－1·min－1
C．增大c(H2O)，可以提高水的分解率
D．使用颗粒更小的纳米级Cu2O，可以增大平衡时O2的体积分数
解析：依据表中信息知，达平衡时生成的n(O2)＝0.0020 mol，则达平衡时吸取的热量是484 kJ·mol－1×0.0020 mol＝0.968 kJ，A项正确；前20 min内，v(O2)＝＝2.5×10－5 mol·L－1·min－1，则v(H2O)＝2v(O2)＝5×10－5 mol·L－1·min－1，B项错误；增大H2O的浓度，H2O的转化率降低，C项错误；催化剂只能增大反应速率，不能使平衡移动，D项错误。
答案：A
9．(2022·郑州质量猜想)在温度t1和t2(已知t2>t1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：
化学方程式
K(t1)
K(t2)
F2＋H22HF
1.8×1036
1.9×1032
Cl2＋H22HCl
9.7×1012
4.2×1011
Br2＋H22HBr
5.6×107
9.3×106
I2＋H22HI
43
34
依据K的变化，随着卤素原子序数的递增，下列推断不正确的是(　　)
A．X2与H2反应的猛烈程度渐渐减弱
B．HX的稳定性渐渐减弱
C．HX的生成反应是放热反应
D．在相同条件下，平衡时X2的转化率渐渐降低
解析：A项，K值的大小反映出反应进行的程度，对反应的猛烈程度不能推断，错误；B项，同温度下，K值渐渐减小说明反应进行程度减小，则反应物转化率渐渐降低，可见生成氢化物稳定性渐渐减弱，正确；C项，随温度上升，K值减小，说明正反应为放热反应，正确；D项，结合B项分析知其说法正确，故答案为A。
答案：A
10．(2022·太原高三其次学段测评)在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，有关下列图象的说法不正确的是(　　)

A．依据图甲可推断正反应的ΔH<0
B．在图乙中，虚线可表示使用了催化剂
C．图丙中，可能转变的条件是增大压强
D．由图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化状况，可推知正反应的ΔH>0
解析：A项，由图知在平衡状态下上升温度，v逆>v正，所以平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，ΔH<0，正确；B项，虚线先到达拐点，说明反应速率快，可能是使用了催化剂，正确；C项，该反应是气体分子数之和变小的反应，增大压强，平衡正向移动，v正>v逆，正确；D项，已知＝，该反应进行过程中气体总质量始终不变，正反应时总物质的量变小，所以正反应是变大的反应，由图知上升温度，变小，所以平衡逆向移动，正反应是放热反应，ΔH<0，错误。
答案：D
11．(2022·武汉部分学校高三联考)将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋zD(g)，若2 min后达到平衡，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25 mol/(L·min)，下列推断正确的是(　　)
A．v(C)＝0.2 mol/(L·min)
B．z＝3
C．B的转化率为25%
D．C的体积分数约为28.6%
解析：写出计算的“三段式”如下：
　　　　2A　＋　3B2C＋zD
起始/mol 2 2 0 0
转化/mol 1 1.5 1 1
平衡/mol 1 0.5 1 1
A项，v(C)＝1 mol÷(2 L×2 min)＝0.25 mol/(L·min)，错误；B项，v(C)＝v(D)，则C和D前面的计量数相等，则z＝2，错误；C项，B的转化率为1.5÷2×100%＝75%，错误；D项，C的体积分数为1÷(1＋0.5＋1＋1)×100%＝28.6%，正确。
答案：D
12．(2022·东北三省四市模拟)某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)
4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C。则下列说法正确的是(　　)
A．此时，B的平衡转化率是40%
B．增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大
C．该反应的化学平衡常数表达式是K＝
D．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
解析：A项，平衡时生成1.6 mol C，消耗0.8 mol B，所以B的平衡转化率为0.8/2×100%＝40%，正确；B项，增加B，反应物浓度增大，平衡正向转动，A的转化率增大，但B的转化率减小，错误；C项，固体一般不列入平衡常数表达式中，错误；D项，该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，平衡常数K只与温度有关，温度不变，K是定值，错误。
答案：A
二、非选择题
13．(2022·江西南昌调研)合成氨工业的原料气H2可用自然 气制取，其生产流程如下图：

(1)写出反应Ⅰ的化学方程式_____________________________；
该反应的平衡常数表达式为__________________。
(2)转化炉中反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，其平衡常数与温度的关系如下表：
温度
400℃
500℃
800℃
1000℃
平衡常数
10
9
1
0.5
该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)合成氨反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ/mol。
回答下列问题：
①工业合成氨原料氮气的制备方法是_____________________。
②在确定温度下，将1 mol N2和3 mol H2充入一容积不变的密闭容器中进行合成反应，达到平衡时，容器的压强为起始的，平衡状态记为S0，则平衡时容器内NH3的体积分数为__________；若保持温度不变，开头时向容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，要使反应始终向逆反应方向进行，且达到平衡后各物质物质的量与原平衡S0完全相同，则起始时c的取值范围应是__________。
解析：(1)反应Ⅰ为高温条件下甲烷与水蒸气反应生成CO和H2的反应，化学方程式为CH4＋H2O(g)CO＋3H2，其平衡常数表达式为K＝。(2)由表格中的数据可知，温度越高，平衡常数越小，故正反应为放热反应。(3)①工业合成氨原料氮气来源于空气，方法是通过加压、降温，使空气液化，然后通过汽化分别得到氮气。②利用“三段式”法可求出S0状态下各物质的物质的量，设转化的N2为x mol，则
　　　N2　　＋　　3H2　　　2NH3
起始(mol) 1 3 0
转化(mol) x 3x 2x
平衡(mol) 1－x 3－3x 2x
依据平衡前后压强关系列式：＝，得x＝0.4，因此S0状态下NH3的体积分数为×100%＝25%。S0状态时，n(NH3)＝0.8 mol，要使反应始终逆向进行，则起始时n(NH3)>0.8 mol，n(NH3)最多为2 mol。
答案：(1)CH4＋H2O(g)CO＋3H2
K＝　(2)放热
(3)①先液化空气，再汽化分别(或分别液态空气)　②25%　0.8<c≤2
14．(2021·江西联考)在一固定容积的密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其平衡常数K和温度T的关系如下：
T/℃
700
800
850
1000
1200
K
2.6
1.7
1.0
0.9
0.6
(1)K的表达式为____________________________。
(2)该反应的正反应为__________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能推断该反应已经达到化学平衡状态的是__________。
A．容器中压强不变
B．混合气体中CO的浓度不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
(4)在850℃时，可逆反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)在该容器内各物质的浓度变化如下：
时间(min)
CO2(mol/L)
H2(mol/L)
CO(mol/L)
H2O(mol/L)
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c3
4
c1
c2
c3
c3
　计算：3～4 min达到平衡时，CO的平衡浓度为__________。(精确到小数点后三位)，CO2的转化率为__________。
解析：该反应的平衡常数K＝。由表中数据知，温度越高，平衡常数越小，故该反应的正反应为放热反应。由于该反应为反应前后气体分子数不变的反应，所以压强始终不变；混合气体中CO的浓度不变、v正＝v逆可以推断该反应已经达到化学平衡状态。设3～4 min达到平衡时CO、H2O的平衡浓度为c3 mol/L，则CO2、H2的平衡浓度分别为(0.200－c3) mol/L和(0.300－c3) mol/L，依据K＝＝1，得c3＝0.120，CO2的转化率为×100%＝60%。
答案：(1)　(2)放热　(3)BC
(4)0.120 mol/L　60%
15．(2022·北京东城期末)活性炭可处理大气污染物NO。T℃时，在容积为1 L的密闭容器中加入NO气体和炭粉，使之发生反应生成两种气体A和B，测得各物质的物质的量如下：

活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
起始状态
2.030
0.100
0
0
2 min
2.000
0.040
0.030
0.030
(1)2 min内，用NO表示该反应的平均速率v(NO)＝__________ mol·L－1·min－1。
(2)该反应的化学方程式是______________________；T℃时，它的平衡常数K＝，则2 min时反应__________(填“是”或“不是”)平衡状态；已知上升温度时，K增大，则该反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为了提高反应速率和NO的转化率，可实行的措施是_______。
解析：(1)v(NO)＝＝0.03 mol·L－1·min－1。(2)该反应的化学方程式为C＋2NOCO2＋N2。由于反应前后气体分子数不变，所以可将气体物质的物质的量直接代入平衡常数表达式中，从而求出2 min时的浓度商：QC＝＝。因QC＝K，所以2 min时反应处于平衡状态。上升温度，平衡常数增大，说明平衡正向移动，所以正反应为吸热反应。(3)增大反应速率的措施有增大反应物浓度、增大压强、上升温度及使用催化剂。炭粉是固体物质，转变其量对平衡无影响；增大NO的浓度，NO的转化率反而降低，所以增大反应物浓度的方法不行行。增大压强，平衡不移动，NO的转化率不变，不行行。上升温度，平衡正向移动，NO的转化率增大，可行。催化剂对平衡无影响，不行行。
答案：(1)0.03　(2)C＋2NOCO2＋N2　是　吸热　(3)上升温度
16．(2022·河北唐山一模)(1)在确定条件下，发生反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝Q kJ/mol，其化学平衡常数K和温度的关系如下表所示：
T/℃
400
500
800
1000
K
2.6
1.6
1.0
0.40
依据图表推断该反应ΔH__________0(填“>”或“<”)；若其他条件保持确定，降低温度，该反应物A的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，化学反应速率将__________。
(2)在恒定温度T℃，2 L恒容密闭容器中发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，容器中A、B、C物质的量变化如图所示，回答下列问题：

①该化学方程式中a∶b∶c为__________，T℃时该反应的化学平衡常数K的值为__________。(保留2位小数)
②0～15 min内，B的平均反应速率为__________，反应达平衡时，A的转化率为__________。
③据图推断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的缘由是__________(用文字表达)，反应重新达平衡时，A的体积分数将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
④10 min到15 min的曲线变化的缘由可能是__________。
解析：(1)由题给图表数据可知，随温度上升，化学平衡常数K减小，所以正反应为放热反应，即ΔH<0。降低温度，平衡正向移动，A的转化率增大，降低温度，化学反应速率减小。(2)①由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知，a∶b∶c＝2∶1∶2。化学平衡常数K＝＝＝0.31。②v(B)＝＝0.0033 mol/(L·min)，A的转化率为×100%＝20%。③反应进行到20 min时，B的物质的量突然增大，A和C的物质的量瞬时不变，所以是增大了B的量。增大B的量，平衡正向移动，不断消耗A，A的体积分数将减小。④10～15 min，各物质的变化量比0～10 min大，可能是使用了催化剂。
答案：(1)<　增大　减小　(2)①2∶1∶2　0.31
②0.0033 mol/(L·min)　20%　③增大了B的量　减小　④使用了催化剂