2020年高考化学（最新省市名校好题）分类集锦：化学反应速率与化学平衡（附答案与详解）.doc

1、 化学反应速率与化学平衡 一、一、选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。选择题：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 （2019-2020 学年陕西省汉中市高考第一次模拟）10 mL浓度为 1 mol/L的盐酸与过量的锌粉反应，若加 入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成的是( )（多选） AKHSO4 BCH3COONa CCuSO4 DNa2CO3 2 （2019-2020 学年江苏省南京、盐城高三第一次模拟）甲、乙为两个容积均为 1 L的恒容密闭容器，向甲 中充入 1 mol CH4和 1 mol CO2，乙中充入 1 mol CH4

2、和 m mol CO2，加入催化剂，只发生反应：CH4(g) CO2(g)2CO(g)2H2(g)，测得 CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )（多 选） A该反应的正反应是放热反应 Ba、b、c三点处，容器内气体总压强：p(a)0.24mol L 1 D该温度下此反应的平衡常数：K=1.44 5 （山西省大同市 2020 届高三第一次联合考试）中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂，实现了 CO2 直接加氢制取高辛烷值汽油，其过程如图。下列有关说法正确的是（ ） A在 Na-Fe3O4上发生的反应为 CO2+H2=CO+H2O B中间产物 Fe5C2的生成是实现 CO

3、2转化为汽油的关键 C催化剂 HZMS-5 可以提高汽油中芳香烃的平衡产率 D该过程，CO2转化为汽油的转化率高达 78 6 （浙江省宁波市效实中学 2020 届高三上学期第一次模拟）恒容条件下，1 mol SiHCl3发生如下反应： 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g)。已知：v正v消耗(SiHCl3)k正x2(SiHCl3)，v逆2v消耗(SiH2Cl2)k逆 x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数(仅与温度有关)，x 为物质的量分数。如图是不同 温度下 x(SiHCl3)随时间的变化。下列说法正确的是 A该反应为放热反应，v正，av

4、逆，b B化学平衡状态时 2v消耗(SiHCl3)v消耗(SiCl4) C当反应进行到 a 处时，v正/v逆=16/9 DT2 K 时平衡体系中再充入 1 mol SiHCl3，平衡正向移动，x(SiH2Cl2)增大 二、非选择题，共 34 分。 7 （湖南省岳阳市岳阳楼区岳阳楼市第一中学 2020 届高三 考前模拟）向体积为 2 L的固定密闭容器中通入 3molX 气体，在一定温度下发生如下反应： 2X(g) Y(g)+3Z(g) (1)经 5min 后反应达到平衡 , 此时测得容器内的压强为起始时的 1.2倍, 则用 Y表示的速率为 _mol/(L min)； (2)若上述反应在甲、乙、丙

5、、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一段时间内测得容器内的反应速率分别 为： 甲： v(X)=3.5 mol/(L min)； 乙： v(Y)=2 mol/(L min)； 丙： v(Z)=4.5mol/(L min)； 丁： v(X)=0.075 mol/(L s)。 若其它条件相同，温度不同，则温度由高到低的顺序是(填序号)_； (3)若向达到(1)的平衡体系中充入氮气，则平衡向_(填“左“或“右“或“不)移动；若向达到(1)的平衡体系中 移走部分混合气体，则平衡向_(填“左”或“右”或“不”)移动； (4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体 , 则平衡后X

6、的转化率与(1)的平衡中X 的转化率相比较：_ A无法确定 B前者一定大于后者 C前者一定等于后者 D前者一定小于后者 (5)若保持温度和压强不变，起始时加入 X、Y、Z物质的量分别为 a mol、b mol、c mol, 达到平衡时仍与(1) 的平衡等效，则 a、b、c应该满足的关系为_； (6)若保持温度和体积不变，起始时加入 X、Y、Z 物质的量分别为 a mol、b mol、c mol, 达到平衡时仍与(1) 的平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则 c 的取值范围应该为_。 8 （福建省南平市 2020 届高三第一 次综合质量检测）消除含氮、硫等化合物的污染对建设美丽家乡

7、，打 造宜居环境具有重要意义。 I用 NH3催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污染，NOx若以 NO 为例，在恒容容器中进行反应： 4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) HT2） ，下列图象正确的是_(填序号)。 某实验小组模拟上述净化过程，一定温度下，在 2L的恒容密闭容器中，起始时按照甲、乙两种方式进行 投料，经过一段时间后达到平衡状态，测得甲中 CO的转化率为 50%，则该反应的平衡常数为_；两种 方式达平衡时，N2的体积分数：甲_乙（ 填“、=、0.24mol L 1 D该温度下此反应的平衡常数：K=1.44 【答案】D 【详解】A.反应前 2 min 内 Y 的

8、改变量为 0.04mol，则 Z改变量为 0.08mol，2min 内 Z的平均速率 v(Z)=n/t=4 103mol (L min)1，故 A 错误； B.其他条件不变，降低温度，平衡向放热方向移动，正向移动，反应达到新平衡前：v(正)v(逆)，故 B错误； C.充入气体 X和气体 Y各 0.16mol，平衡时 Y的物质的的量为 0.10mol，则改变量为 0.06mol，此时 Z的物 质的量为 0.12mol，浓度为 0012molL1，保持其他条件不变向容器中充入 0.32mol气体 X和 032 mol气 体 Y， 用建模思想， 相当于两个容器， 缩小容器加压， 平衡不移动， 浓度为

9、原来 2倍， 即 c(Z) = 0.024 mol L1， 故 C 错误； D.平衡时，Y的物质的量为 0.1mol，X 的物质的量为 0.1mol，Z的物质的量为 0.12mol，该温度下此反应的 平衡常数 2 0.12 () 10 K=1.44 0.10.1 1010 ，故 D正确。 5 （山西省大同市 2020 届高三第一次联合考试）中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂，实现了 CO2 直接加氢制取高辛烷值汽油，其过程如图。下列有关说法正确的是（ ） A在 Na-Fe3O4上发生的反应为 CO2+H2=CO+H2O B中间产物 Fe5C2的生成是实现 CO2转化为汽油的关键 C催化剂

10、HZMS-5 可以提高汽油中芳香烃的平衡产率 D该过程，CO2转化为汽油的转化率高达 78 【答案】B 【详解】A、由流程图可知，CO2+H2在 Na-Fe3O4催化剂表面反应生成烯烃，根据元素和原子守恒可知，其 反应为： 34 Na-Fe O 22222 2CO +6HCH =CH +4H=O，故 A错误； B、中间产物 Fe5C2是无机物转化为有机物的中间产物，是转化的关键，故 B正确； C、催化剂 HZMS-5 的作用是加快反应速率，对平衡产率没有影响，故 C 错误； D、由图分析 78%并不是表示 CO2转化为汽油的转化率，故 D错误。 6 （浙江省宁波市效实中学 2020 届高三上学

11、期第一次模拟）恒容条件下，1 mol SiHCl3发生如下反应： 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g)。已知：v正v消耗(SiHCl3)k正x2(SiHCl3)，v逆2v消耗(SiH2Cl2)k逆 x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数(仅与温度有关)，x 为物质的量分数。如图是不同 温度下 x(SiHCl3)随时间的变化。下列说法正确的是 A该反应为放热反应，v正，av逆，b B化学平衡状态时 2v消耗(SiHCl3)v消耗(SiCl4) C当反应进行到 a 处时，v正/v逆=16/9 DT2 K 时平衡体系中再充入 1 mol SiH

12、Cl3，平衡正向移动，x(SiH2Cl2)增大 【答案】C 【详解】A.因两曲线对应的状态只是温度不同，由图像知达到平衡所需时间 T2K小于 T1K，温度越高反应 速率越快，所以温度 T2T1。又 T2K下达到平衡时 SiHCl3的物质的量分数比 T1K平衡时小，说明升温平衡 向正反应方向移动，由此推知该反应为吸热反应，选项 A 错误； B. 化学平衡状态时 v消耗(SiHCl3)2v消耗(SiCl4)，选项 B错误； C. 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)SiCl4(g)反应前后分子数不变，即反应开始至达平衡的过程中混合气体总物质的 量始终为 1mol，由图像知 T2K下达到平衡时

13、 SiHCl3的物质的量分数为 0.75，则此时 SiH2Cl2和 SiCl4的物质 的量分数均为 0.125，因为平衡时 V正=V逆，V正=k正x2(SiHCl3)=0.752k正，V逆=k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.1252k 逆，则 0.752k正=0.1252k逆， 2 2 0.125 0.75 正 逆 = 1 36 ，因 k正和 k逆只与温度有关，反应进行到 a点处时 V 正= k正 x2(SiHCl3)=0.82k正，V逆= k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.12k逆。 V V 正正 逆逆 2 2 0.8 0.1 = 1 36 2 2 0.8 0.1 =

14、16 9 。选项 C 正确； D.恒容条件下再充入 1molSiHCl3，相当于增大压强，而 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)SiCl4(g)反应前后气体体积 不变，所以平衡不移动，x(SiH2Cl2)不变，选项 D错误。 二、非选择题，共 34 分。 7 （湖南省岳阳市岳阳楼区岳阳楼市第一中学 2020 届高三 考前模拟）向体积为 2 L的固定密闭容器中通入 3molX 气体，在一定温度下发生如下反应： 2X(g) Y(g)+3Z(g) (1)经 5min 后反应达到平衡 , 此时测得容器内的压强为起始时的 1.2倍, 则用 Y表示的速率为 _mol/(L min)； (2)若上述

15、反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一段时间内测得容器内的反应速率分别 为： 甲： v(X)=3.5 mol/(L min)； 乙： v(Y)=2 mol/(L min)； 丙： v(Z)=4.5mol/(L min)； 丁： v(X)=0.075 mol/(L s)。 若其它条件相同，温度不同，则温度由高到低的顺序是(填序号)_； (3)若向达到(1)的平衡体系中充入氮气，则平衡向_(填“左“或“右“或“不)移动；若向达到(1)的平衡体系中 移走部分混合气体，则平衡向_(填“左”或“右”或“不”)移动； (4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体

16、, 则平衡后X 的转化率与(1)的平衡中X 的转化率相比较：_ A无法确定 B前者一定大于后者 C前者一定等于后者 D前者一定小于后者 (5)若保持温度和压强不变，起始时加入 X、Y、Z物质的量分别为 a mol、b mol、c mol, 达到平衡时仍与(1) 的平衡等效，则 a、b、c应该满足的关系为_； (6)若保持温度和体积不变，起始时加入 X、Y、Z 物质的量分别为 a mol、b mol、c mol, 达到平衡时仍与(1) 的平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则 c 的取值范围应该为_。 【答案】0.03 丁乙甲丙 不 右 D c=3b；a0 0.9乙甲丙，温度越高，化

17、学反应速率越快，所以温度 大小关系是：丁乙甲丙，故答案为：丁乙甲丙； (3)向体积不变平衡体系中充入氮气，不参加反应，所以平衡体系中各物质的浓度不变，则平衡不移动；向 达到(1)的平衡体系中移走部分混合气体，气体的物质的量减小，相当于减小压强，该反应为气体体积增大 的反应，则平衡向右移动，故答案为：不；右； (4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入 0.5molX 气体，反应体系内的压强增大，平衡向着逆 向移动，X 的转化率降低，故答案为： D。 (5)根据反应 2X(g) Y(g)+3Z(g)，若保持温度和压强不变，起始时加入 X、Y、Z物质的量分别为 a mol、 b mol

18、、c mol, 达到平衡时仍与(1)的平衡等效，属于温度和压强不变的等效平衡，应满足物质的量成正比， 即 c = 3b，对于 a的要求只需要 a0；答案：c = 3b； a0 (6)通过极限转化思想，将 3molX 全部转化到方程式右边，得到 4.5 mol 的 Z，即若要满足等温等体积的等效 平衡，那么 c 的最大值为 4.5 mol,而(1)平衡时，Z 的物质的量为 0.9 mol,如果要求反应逆向进行，则 c 必须 大于 0.9 mol。所以 c 的取值范围应该为 0.90，根据G=HTS0，HO； (2)NO和 SO2均和 O3发生反应，但是 NO的转化率比 SO2转化率高，可能由反应

19、物本身的性质决定的； 根据图示，可以知道 NO与 O3反应的活化能低于 SO2与 O3反应的活化能，使得 NO 反应速率快，再与 O3 反应中，更具优势，反应的更多；答案为 NO与 O3反应的活化能低于 SO2与 O3反应的活化能或 NO与 SO2 物质本身的性质有关或其它合理答案； t秒时反应 1 进行到 P 点，NO 的转化率为 85%，加入了 1mol NO，则反应了 0.85molNO， 11 n0.850.85 NO = 1s cmol mol Ls tV tL tt （）； 100下反应 2的平衡常数 23 32 (O ) (SO ) K= (O ) (SO ) cc cc ，体积

20、为 1L。需要知道各物质的物质的量，由于 O3和 O2 涉及到 3个反应，要综合计算， 322 NO(g)( )NO (g)( ) 1 0.850.850.85 O gO g 开始的物质的量 转化的物质的量 平衡的物质的量 2332 SO (g)( )SO (g)( ) 10 0.30.30.30.3 0.70.3 O gO g 开始的物质的量 转化的物质的量 平衡的物质的量 100时臭氧的分解率约为 10， 32 2( )3( ) 2 0.20.3 O gO g 开始的物质的量 转化的物质的量 平衡的物质的量 则平衡时 O3的物质的量=2mol0.85mol0.3mol-0.2mol=0.6

21、5mol；平衡时 O2的物质的量=0.85mol 0.3mol+0.3mol =1.45mol；则带入数据， 23 32 1.45mol0.3mol (O ) (SO ) 11 =0.96 0.65mol0.7mol (O ) (SO ) 11 cc LL K cc LL 。 【点睛】该题中，化学平衡常数的计算是难点，平衡常数中 O2和 O3的浓度，与多个反应有关，计算时一定 要细心。 9 （山东宁津一中 2019-2020 学年高三上学期模拟）汽车尾气中含有 CO、NOx等有毒气体，对汽车加装尾 气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。 （1）已知 4CO(g)2NO2(g)4CO2

22、(g)N2(g) H1200 kJ mol1 该反应在_（填“高温、低温或任何温度”）下能自发进行。 对于该反应，改变某一反应条件（温度 T1T2） ，下列图象正确的是_(填序号)。 某实验小组模拟上述净化过程，一定温度下，在 2L的恒容密闭容器中，起始时按照甲、乙两种方式进行 投料，经过一段时间后达到平衡状态，测得甲中 CO的转化率为 50%，则该反应的平衡常数为_；两种 方式达平衡时，N2的体积分数：甲_乙（ 填“、=、 N2O 2NO2 N2O4，NO2气体中存在 N2O4，不便于定量 测定。 【分析】该反应 S 乙，甲中 NO2的浓度在乙中 2 倍基础 上减少，平衡移动是微弱的，因此

23、NO2的浓度：甲 乙，故答案为：10； ；。 模拟尾气中一氧化氮的物质的量 0.025mol，模拟尾气中 O2的物质的量为 0.5mol，测得排出的气体中含 0.45 mol O2，说明实际参与反应的氧气的物质的量为 0.05mol，同时测得 0.0525 mol CO2，而图中参与反应 生成 X和 Y的一氧化氮的物质的量为：0.025mol （8%+16%）=0.006mol，根据氧守恒，生成一氧化二氮的 物质的量为：0.05 2+0.006-0.0525 2=0.001mol，根据氮守恒可知氮气的物质的量为： 0.006-0.001 2 =0.002mol 2 ，所以 16%对应的是氮气，而 8%对应是一氧化二氮；故答案为：N2O。 实验过程中采用 NO模拟 NOx，而不采用 NO2的原因是 2NO2 N2O4，NO2气体中存在 N2O4，不便于 定量测定，故答案为：2NO2 N2O4，NO2气体中存在 N2O4，不便于定量测定。