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2021届高考化学三轮复习回归基础练习10 化学速率反应与平衡
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这是一份2021届高考化学三轮复习回归基础练习10 化学速率反应与平衡，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年度高考三轮（回归基础）练习10化学速率反应与平衡
一、单选题
1．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于体积不变的密闭真空容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。下列各说法能判断该反应已经达到化学平衡的是
①2v(NH3)=v(CO2)
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
⑤密闭容器中c(NH3)不变
A．②③⑤ B．②③ C．①④ D．②③④⑤
2．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)，能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO2)=v逆(H2O)
C．生成nmolCO2的同时生成2nmolH2
D．1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键
3．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是
A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B．恒压，通入稀有气体，反应速率不变
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是cl、c2，则时间间隔t1〜t2内，SO2(g)消耗的平均速率为 v=
4．已知反应：。当反应达平衡时，，其他条件不变，若将容器体积缩小到原来的一半，重新达到平衡后测得，下列说法错误的是
A．的状态一定是气体 B．平衡常数不变
C．平衡向逆反应方向移动 D．
5．下列生产、生活等实际应用，能用勒夏特列原理解释的是
A．加入催化剂有利于合成氨的反应
B．500 ℃比室温更有利于合成氨的反应（已知合成氨反应是放热反应）
C．由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深
D．阴暗处密封有利于氯水的储存
6．已知：氧化锂（Li2O）晶体形成过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．ΔH1＜0，ΔH2＞0
B．ΔH3＜0，ΔH4＜0
C．ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4－ΔH5 +ΔH6＝0
D．若是钠晶体，则ΔH1将增大
7．少量铁粉与100mL0.01mol·L-1的稀硫酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的
①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓硫酸 ④加CuO固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥升高温度 ⑦改用10mL18.3mol·L-1的硫酸
A．①④⑦ B．③⑥ C．②④⑥ D．③⑥⑦
8．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是（ ）
A．1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)]
B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
C．反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH＞0能否自发进行与温度有关
D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ·mol-1能自发进行是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
9．足量Zn粉与的稀硫酸充分反应。为了减慢此反应的速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（ ）
①加Na2SO4溶液
②改用 的稀盐酸
③改用的稀硝酸
④减压
⑤冰水浴
⑥加 溶液
A．①⑤ B．③⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．全部
10．已知反应H2（g）＋Br2（g）2HBr（g）分下列三步进行，有关键能如下表所示：
①Br22Br（快反应） △H1，K1
②Br＋H2HBr＋H（慢反应） △H2，K2
③H＋BrHBr（快反应） △H3，K3
则下列说法错误的是
A．△H1＞△H2＞△H3
B．25℃时：K1＞K3
C．H2（g）＋Br2（g）2HBr（g）的速率由反应②的速率决定
D．H2（g）＋Br2（g）2HBr（g） △H＜0
11．下列说法或表示方法正确的是（ ）
A．在稀溶液中，H2SO4和Ba(OH)2的中和热要大于57.3kJ/mol
B．2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H ＜O，△S＞O
C．已知：2SO2(g) +O2(g)2SO3 (g) ；△H=－98.3kJ/mol。将1molSO2和0.5molO2充入一密闭容器中反应，放出49.15kJ的热量
D．在10lkPa、25℃时，1gH2完全燃烧生成气态水，放出120.9kJ的热量，则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
12．对反应2A+B=3C+D的速率有不同的表示方法，代表反应最快的是
A．υ（A）= 0.55 mo/（L·s） B．υ（B）= 0.3 mol/（L·s）
C．υ（C）= 0.75 mol（L·s） D．υ（D）= 0.2 mol/（L·s）
13．已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A．2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ·mol-1
B．2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-4b kJ·mol-1
C．2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ·mol-1
D．2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+4b kJ·mol-1
14．反应速率和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H2+Cl2=2HCl的反应速率可表示为=k [c(H2)] m [c(Cl2)]n，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定之。
c(H2)/mol/L
c(Cl2)/mol/L
/mol/(L·s)
1.0
1.0
1.0 k
2.0
1.0
2.0 k
2.0
4.0
4.0k
由此可推得，m、n值正确的是
A．m=1，n=2 B．m=1，n=
C．m=，n=1 D．m=，n=
15．对水样中M的分解速率的影响因素进行研究。 在相同温度下，M的物质的量浓度[c(M)]随时间(t)的变化如下图所示。下列说法错误的是
A．水样酸性越强，M的分解速率越快
B．水样中添加Cu2+，能加快M的分解速率
C．由②③得，反应物浓度越大，M的分解速率越快
D．在0~20 min内，②中M的分解速率为0.015 mol·L−1·min−1
16．下列人们在生活、生产、实验的相关措施中。不是用来调控化学反应速率的是
A．将食物存放在温度较低的地方
B．火力发电厂将烟囱建的很高
C．实验时，通常将颗粒状的固体药品研细混匀后进行反应
D．将固体试剂溶于水配成溶液后再进行化学实验
17．向某密闭容器中加入0.3molA， 0.1molC和一定量的B三种气体在一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0～tl阶段的c(B)变化未画出]。乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件(浓度、温度、压强、催化剂)且互不相同，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法中正确的是
A．其他条件不变时，增大压强，B的转化率不变
B．t4~t5阶段改变的条件为降低温度
C．B的起始物质的量为0.02mol
D．若t5~t6阶段改变的条件为升高温度，则正反应为吸热反应
18．在恒温、恒容条件下，可逆反应2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)在密闭容器中进行，下列能说明该反应已达到平衡状态的是
A．c(H2)与c(I2)保持相等 B．混合气体的颜色不再改变
C．容器内压强不随时间变化而变化 D．混合气体总分子数不随时间变化而变化
19．在一可变容积的密闭容器中进行反应：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)，t1时刻下列条件的改变对其反应速率的影响正确的是
A．增大C的质量，导致反应速率加快
B．保持体积不变，充入氦气使体系压强增大，反应速率加快
C．温度升高，反应速率会明显加快
D．保持压强不变，充入氦气使容器容积变大，反应速率不变
20．已知：A（g）＋2B（s）3C （g） ΔH＝－a kJ·molˉ1 （a＞0）。下列说法正确的是
A．当体系中 3v （A）=v （C）时，则反应达到化学平衡
B．达到化学平衡后，生成 1mol A 的同时消耗 2mol B
C．达到化学平衡后，反应放出的热量一定小于 a kJ
D．达到化学平衡后，保持容积不变并通入惰性气体，平衡逆向移动
21．在某温度时将2molA和1molB两种气体通入容积为2L的恒容密闭容器中，发生如下反应: 2A（g）+B（g）xC（g），2min时反应测的B的物质的量为0.4mol,C在前2 min内的平均反应速率为0.45 mol·L-1·min-1。下列各项能表明该反应达到平衡的是
A．vA（正） : vB（逆）=2:1 B．混合气体密度不再变化
C．混合气体压强不再变化 D．混合气体的相对分子质量不再改变
22．在一个活塞式的反应容器中，通入2 mol SO2和l mol O2，于500°C下发生化合反应并达到平衡，在保持恒温、恒压的条件下，再通入2 mol SO2和1 mol O2，下列叙述的内容完全正确的是
A．开始时v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动，再次平衡后SO3的百分含量增加
B．开始时v(正)增大，v(逆)不变，平衡向正反应方向移动，再次平衡后SO3的百分含量增加
C．开始时v(正)增大，v(逆)增大，平衡向正反应方向移动，再次平衡后SO3的百分含量增加
D．开始时v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动，再次平衡后SO3的百分含量与原平衡相等
二、多选题
23．相同温度下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
容器
起始时各物质物质的量/mol
平衡时CH3OH物质的量/mol
CO
H2
CH3OH
①
0
0
0.8
0.4
②
0.5
1.0
0.1
③
0.1
0.3
0.3
下列说法正确的是
A．达平衡时，容器①与容器②中的总压强之比为1∶1
B．达平衡时，容器②中反应达到平衡时，CO物质的量大于0.3mol
C．达平衡时，容器③中的H2体积分数小于50%
D．达平衡时，容器①中CH3OH的转化率与容器②中CO的转化率关系：α(CH3OH)+α(CO)<1
三、填空题
24．一定温度下，在容积为2L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：
（1）此反应的化学方程式中，已知计量系数比为最简整数比，则b＝______。
（2）若t2－t1＝10 min，则从t1到t2时刻，以M的浓度变化表示该反应的平均反应速率，计算出来的结果为_______mol/（L·min）。
（3）t1、t2、t3三个时刻中，______时刻达到反应的最大限度。
25．830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） △H<0。试回答下列问题：
（1）若起始时c（CO）=2mol·L—1，c（H2O）=3mol·L—1，达到平衡时CO的转化率为60%，则平衡常数K=_____________，此时水蒸气的转化率为______________。
（2）在相同温度下，若起始时c（CO）=1mol·L—1，c（H2O）=2mol·L—1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5mol·L—1，则此时该反应是否达到平衡状态_____（填“是”或“否”），此时v（正）__v（逆）（填“>”“<”或“=”）。
（3）若降低温度，该反应的K值将___________，化学反应速率将______。
四、计算题
26．一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入1mol PCl5，发生反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反应过程中测定的部分数据见表（反应过程中条件不变）；
t/s
0
60
150
250
350
450
n(PCl3)/mol
0
0.12
0.19
0.2
0.2
x
请回答下列问题：
（1）x的值是___。
（2）0~60s内，用PCl3的浓度变化表示的化学反应速率是__。
（3）60s时，PCl5的转化率是__。
（4）达平衡时，容器中Cl2的体积分数是__（结果保留一位小数），由表中数据计算此条件下，该反应的平衡常数是__mol·L-1。
五、原理综合题
27．化学链气化是一种新颖的污泥处理方式，该方法处理污泥中的含氮物质主要分为两个环节：①将污泥中的含氮物质转化为和HCN两种气体；②用将和HCN转化为无毒物质。某研究团队对该方法进行了热力学模拟。回答下列问题：
(1)HCN中N的化合价为_______。
(2)HCN和反应生成Fe和无毒物质，该反应的化学方程式_______。
(3)已知：① ；② ③ ，则反应 _______。
(4)用处理和HCN混合气体，反应时间为60min，部分气体物质、含铁产物的百分含量(物质的量百分数)随OS/CC(与污泥摩尔比)的变化如下图。
①假设平衡时混合气体的总浓度为，利用图1中数据计算反应的平衡常数K=_______(列计算式)。若升高温度该反应的平衡常数将_______(选填“增大”“减小”“不变”)。
②已知的还原程度随OS/CC的增大而逐渐降低，则图2中曲线①表示_____(选填“Fe”“FeO”“”)。
③结合图1、图2分析，下列说法正确的是_______。
A．是该反应的催化剂
B．固体产物经氧化处理后可循环利用
C．OS/CC为0.03时，HCN的氧化速率比低
D．OS/CC约为0.05时的利用率和污染物处理效果最佳
参考答案
1．A
【详解】
①2v(NH3)=v(CO2)不能表示正、逆反应速率相等，不能说明反应已经达到化学平衡，故错误；
②氨基甲酸铵是固体，该反应是一个气体体积增大的反应，反应中容器中的压强增大，则密闭容器中总压强不变说明正、逆反应速率相等，反应已经达到化学平衡，故正确；
③氨基甲酸铵是固体，反应中气体质量增大，体积不变的密闭真空容器中混合气体的密度增大，则密闭容器中混合气体的密度不变说明正、逆反应速率相等，反应已经达到化学平衡，故正确；
④氨基甲酸铵是固体，反应生成二氧化碳和氨气的物质的量比为定值，氨气的体积分数始终不变，则密闭容器中氨气的体积分数不变不能说明正、逆反应速率相等，反应已经达到化学平衡，故错误；
⑤密闭容器中c(NH3)不变说明正、逆反应速率相等，反应已经达到化学平衡，故正确；
②③⑤正确，故选A。
2．D
【详解】
A．因为容器是容积可变的密闭容器，因此体系的压强不再发生变化，不能确定达到平衡状态，故A不符合题意；
B．不同物质的量的反应速率表示反应达到平衡，要求反应速率不同方向，且反应速率之比等于化学计量数之比，应是2v正(CO2)=v逆(H2O)，故B不符合题意；
C．生成nmolCO2的同时生成2nmolH2，反应都是向正反应方向进行，不能说明反应达到平衡，故C不符合题意；
D．H2O的结构式为H-O-H，H2的结构式为H-H，1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键，说明反应达到平衡，故D符合题意；
答案为D。
3．D
【详解】
A、催化剂同等程度改变正、逆反应速率，故A错误；B、恒压，通入稀有气体，容积增大，对该反应相当于减压，化学反应速率降低，故B错误；C、降低温度，化学反应速率减慢，将延长反应达到平衡的时间，故C错误；D、根据同一反应用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，v(SO2)=v(SO3)=，故D正确。
4．C
【分析】
当反应达平衡时，c(A)＝0.5 mol/L，其他条件不变，若将容器体积缩小到原来的一半，当再次达到平衡时，若平衡不移动，c(A)=1.0 mol/L，但是测得c(A)＝0.9 mol/L，则说明增大压强平衡向正反应方向移动。
【详解】
A．增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，故B为气体，A正确；
B．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，B正确；
C．增大压强平衡向正反应方向移动，C错误；
D．增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，故B为气体，且a+b>2a，即b>a，D正确；
故选：C。
5．D
【解析】
【详解】
A.使用催化剂不能使化学平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故A不选；
B.由于合成氨反应的正反应是放热反应，故从平衡移动分析低温比高温更有利于合成氨，而采用500℃是考虑到反应速率和催化剂的活性问题，故B不选；
C.体系颜色加深是因为I2的浓度增大，而加压平衡并未移动，不能用勒夏特列原理解释，故C不选；
D.因为氯气与水发生反应：Cl2+H2O⇌HCl+HClO，该反应是可逆反应，而次氯酸见光易分解，如果不避光，HClO分解，平衡正向移动，氯水就变成盐酸，故阴暗处密封有利于氯水的储存可用勒夏特列原理解释，故D选；
故答案选D。
【点睛】
本题考查了勒夏特列原理的使用条件，注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆反应，且改变条件后平衡发生了移动，本题易错选项BC，要从原理上分析把握。
6．C
【详解】
A．金属单质由固体变为气体吸收能量，金属原子失去电子吸收能量，则△H1＞0，△H2＞0，故A错误；
B．断键需要吸收能量，原子变为离子需要放出能量，所以△H3＞0，△H4＜ 0，故B错误；
C．根据盖斯定律知，△H5=H1＋△H2＋△H3+△H4+△H6，则-△H5+H1＋△H2＋△H3+△H4+△H6=0，故C正确；
D．金属单质由固体变为气体吸收能量，钠的原子半径大，金属键弱，若是钠晶体，则ΔH1将减小，故D错误；
故选C。
7．B
【分析】
根据外界条件对反应速率的影响结合氢气的总量不变以及铁少量分析解答。
【详解】
①加水，稀释了硫酸的浓度，故反应速率变慢；
②加氢氧化钠，与氢离子反应，减少了硫酸的浓度，故反应速率变慢；
③滴入几滴浓硫酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，由于铁不足，则生成的氢气量不变；
④加CuO固体与硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜再与铁发生置换反应生成铜，构成原电池，反应速率加快，由于消耗了铁，氢气总量减小；
⑤加氯化钠溶液，相当于稀释硫酸，浓度变小，故反应速率变慢；
⑥温度升高，反应速率加快，且不影响氢气量；
⑦改用10mL18.3mol·L-1的硫酸，常温下铁发生钝化不产生氢气。
因此符合条件的是③⑥。答案选B。
【点睛】
参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同，物质的结构不同，都会导致反应速率不同。外界条件对反应速率的影响一般是温度、压强、浓度和催化剂，注意本题不改变生成氢气总量的要求，答题时注意审题。
8．B
【详解】
A．分子混乱程度越大熵越大，1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)]，故A正确；
B．熵变、焓变共同影响反应方向，自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵不一定减小，故B错误；
C．反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH＞0，ΔS＞0，在高温下能反应，能否自发进行与温度有关，故C正确；
D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ·mol-1，ΔS＞0，能自发进行是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向，故D正确；
选B。
9．A
【详解】
影响化学反应速率的因素有温度、浓度、压强催化剂、反应物的接触面积等。硫酸与锌反应的实质是氢离子与锌反应生成锌离子和氢气，则：
①加溶液相当于稀释反应物硫酸的浓度，故反应速率减慢，但不改变氢气的产量，①正确；
②改用的稀盐酸会减小氢离子的物质的量，减少产生氢气的量，故②错误；
③改用的稀硝酸，硝酸与锌反应不产生氢气，故③错误；
④反应在溶液中进行减压基本不影响反应速率，故④错误；
⑤冰水浴相当于降低温度反应速率会减慢，故⑤正确；
⑥溶液中的碳酸根离子会消耗溶液中的一部分氢离子，会改变氢气的产量，故⑥错误，
综上所述答案为A。
10．B
【详解】
A.根据所给键能计算，△H1=200kJ/mol；△H2=436-369=67 kJ/mol；△H3=-369 kJ/mol；所以△H1＞△H2＞△H3，故A项正确；
B.25 C时，①Br22Br是吸热反应，断键不自发进行，反应物多，③H＋BrHBr是放热反应，成键能自发进行，生成物多。根据平衡常数的表达式可知K1
D. H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) △H=436+200-369=-102 kJ/mol<0，故D正确；
故选B。
【点睛】
根据焓变的计算方法进行分析判断。△H=反应物键能总和-生成物键能总和>0，说明为吸热反应，若果△H=反应物键能总和-生成物键能总和<0，说明为放热反应。
11．B
【详解】
A. 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热，在稀溶液中，H2SO4和Ba(OH)2的中和热等于57.3kJ/mol，故A错误；
B. 2C（s）+O2（g）═2CO（g）燃烧过程均为放热反应，△H ＜O；该反应是气体体积增加的反应，即为混乱度增大的过程，△S＞O；故B正确
C. 已知：2SO2(g) +O2(g)2SO3 (g) ；△H=－98.3kJ/mol。该反应为可逆反应，△H=－98.3kJ/mol为反应进行彻底时放出的热量，将1molSO2和0.5molO2充入一密闭容器中反应，放出的热量小于49.15kJ，故C错误。
D. 在10lkPa、25℃时，1gH2完全燃烧生成气态水，水蒸气不是稳定的氧化物，不能用于计算燃烧热，故D错误；
答案选B
12．B
【解析】
【详解】
给出的化学反应速率除以化学计量数，数值越大，表示的反应速率越快；
A.=0.275；
B.=0.3；
C.=0.25；
D.=0.2；
显然B表示的反应速率最大，故答案为B。
【点睛】
考查反应速率快慢的比较，利用反应速率与化学计量数的比值可快速解答，也可转化为同种物质的反应速率来比较。由于不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故化学反应速率与其化学计量数的比值越大，反应速率越快，注意单位要相同。
13．C
【解析】
【详解】
充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知，生成2mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量2bkJ，或生成4mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量4bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式为C2H2(g)+52O2(g)═2CO2(g)+H2O(l)△H=-2b kJ/mol或2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ/mol；故选C。
14．B
【详解】
根据表格数据，由=k [c(H2)] m [c(Cl2)]n存在： k ×1 m×1n=1.0 k，k ×2 m×1n=2.0 k，k ×2 m×4n=4.0 k，解得：m=1，n=，故选B。
15．C
【解析】
分析：根据图像，A项，由①②得，c（M）起始相同时，pH越小，M的分解速率越快；B项，由③④得，在pH和c（M）起始都相同时，加入Cu2+，M的分解速率加快；C项，由①③得，pH相同时，c（M）越大，M的分解速率越快；D项，根据公式υ=ΔcΔt计算。
详解：根据图像，A项，由①②得，c（M）起始相同时，pH越小，M的分解速率越快，即水样酸性越强，M的分解速率越快，A项正确；B项，由③④得，在pH和c（M）起始都相同时，加入Cu2+，M的分解速率加快，B项正确；C项，②③的pH和c（M）都不相同，应由①③得，pH相同时，c（M）越大，M的分解速率越快，C项错误；D项，在0~20min内，②中M的分解速率υ=ΔcΔt=0.4mol/L-0.1mol/L20min=0.015mol/（L·min），D项正确；答案选C。
点睛：本题考查浓度与时间的图像分析，研究外界条件对化学反应速率的影响，用控制变量法分析是解题的关键。
16．B
【详解】
A．降低温度可以减慢食物腐败变质的反应速率，有利于食物的保存，故A不符合题意；
B．火力发电厂的烟囱用于排放废气，其高度不影响反应速率，故B符合题意；
C．实验时，通常将颗粒状的固体药品研细混匀可以增大反应物的接触面积，有利于加快反应速率，故C不符合题意；
D．将固体试剂溶于水配成溶液可以增大反应物的接触面积，有利于加快化学反应速率，故D不符合题意；
答案选B。
17．A
【详解】
试题分析：根据图像乙可知，t4～t5阶段正逆反应速率均降低，但平衡不移动。由于t3～t4阶段改变的条件是催化剂，则t4～t5阶段改变的条件只能是压强，即反应前后条件是不变的，A正确，B不正确；平反应中A的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反应中A与C的计量数之比为0.09：0.06=3：2，t3～t4阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，而t3～t4阶段为使用催化剂，则t4～t5阶段应为减小压强，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有：3A（g）B（g）+2C（g），根据方程式可知消耗0.09mol/L的A，则生成0.03mol/L的B，容器的体积为2L，生成B的物质的量为0.06mol，平衡时B的物质的量为0.1mol，所以起始时B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol，故C错误；t5～t6阶段正逆反应速率均增大，但根据图像不能确定反应的移动方向，属于不能确定反应热，D不正确，答案选A。
考点：考查化学平衡图象问题以及外界条件对平衡状态的影响和有关计算
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难度较大。本题的关键是注意从乙图判断各阶段的影响因素，此为解答该题的关键所在。有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力，提高学生的应试能力。
18．B
【分析】
根据化学平衡状态的特征，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。
【详解】
A．投入HI，正向建立平衡，c(H2)与c(I2)始终保持相等，不能确定是否达到平衡，故A不选；
B．混合气体的颜色不再改变，说明碘蒸气的浓度不变，反应达平衡状态，故B选；
C．2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)是气体体积不变的反应，容器内压强不随时间变化而变化，不能确定是否达到平衡，故C不选；
D．2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)是反应前后气体分子数不变的反应，混合气体总分子数不随时间变化而变化，不能确定是否达到平衡，故D不选；
故选B。
19．C
【详解】
A．C为固体，增大C的质量，不改变体系中各物质的浓度，反应速率不变，故A错误；
B．保持容器容积不变，充入氦气使体系压强增大，但参加反应的气体的浓度不变，则反应速率不变，故B错误；
C．温度升高，反应速率一定加快，故C正确；
D．保持压强不变，充入氦气使容器容积增大，参加反应的气体的浓度减小，反应速率减小，故D错误；
答案选C。
20．B
【详解】
A．反应达到化学平衡时，v正=v逆，但3v (A)=v (C)不能判断正反应速率还是逆反应速率，故A错误；
B．生成1molA的同时消耗2mol B，说明v正=v逆，可以判断反应达到化学平衡，故B正确；
C．该反应为可逆反应，且反应物的物质的量未知，反应限度未知，无法判断反应放出的热量的多少，故C错误；
D．保持容积不变并通入惰性气体，各组分的平衡浓度不变，对化学平衡状态无影响，平衡不发生移动，故D错误；
故选B。
21．A
【详解】
2min时反应测定B的物质的量为0.4mol，C的反应速率为0.45mol/（L•min），则，0.45mol·L-1·min-1×2min×2L=0.6x，解得x=3，即2A(g)+B(g)3C(g)，是一个反应前后气体体积不变的可逆反应；
A．反应速率之比等于化学方程式的系数之比，VA正：VB逆=2：1，说明B的正逆反应速率相同，达到平衡状态，故A符合题意；
B．反应过程中气体质量不变，体积不变，混合气体密度始终不变，则混合气体密度不再变化不能说明反应达到平衡，故B不符合题意；
C．反应前后气体体积不变，反应过程中压强始终不变，则混合气体压强不再变化不能说明反应达到平衡，故C不符合题意；
D．反应过程中气体质量不变，反应前后气体的物质的量不变，混合气体的相对分子质量始终不变，则混合气体的相对分子质量不再改变不能说明反应达到平衡，故D不符合题意；
答案为A。
22．D
【分析】
恒温、恒压的条件下，只要开始时加入反应物的物质的量之比相等，平衡等效，即达平衡状态时各组分的百分含量相等，据此分析。
【详解】
恒温、恒压的条件下，只要开始时加入反应物的物质的量之比相等，平衡等效，即达平衡状态时各组分的百分含量相等。平衡后等比例加入反应物，正反应速率增大后逐渐减小，逆反应速率减小后增大，平衡正向移动，达新的平衡后，SO3的百分含量保持不变，故D正确；
答案选D。
23．BD
【详解】
A. 根据理想气体状态方程pV=nRT，容器为恒容装置，V不变，则有p=cRT，容器①与容器②温度相同，则体系压强与体系中反应物总浓度成正比，温度不变，化学平衡常数不变，容器①中起始充入0.8mol CH3OH，容器②起始时充入0.5molCO、1molH2和0.1mol CH3OH，相当于充入0.6mol CH3OH，根据等效平衡原理，达平衡时，容器①与容器②中的总压强之比为0.8∶0.6=4:3，故A错误；
B. 容器①平衡时CO物质的量为0.4mol，容器②起始时充入0.5molCO、1molH2和0.1mol CH3OH，相当于充入0.6mol CH3OH，根据等效平衡原理，容器②等效于容器①减小压强，若平衡不移动，CO的平衡物质的量为=0.3mol，由于该反应是气体体积减小的反应，减小压强平衡逆向移动，达到平衡时，CO物质的量大于0.3mol，故B正确；
C. 容器③起始时充入0.1molCO、0.3molH2和0.3mol CH3OH，相当于充入0.4 mol CH3OH后再充入0.1mol H2，若只充入0.4 mol CH3OH和充入0.8mol CH3OH是等效平衡，H2体积分数为=50%，再充入0.1mol H2，H2体积分数大于50%。故C错误；
D. 容器②与容器①刚好等效为互为逆反应过程，容器①中CH3OH的转化率与容器②中CO的转化率之和应该等于1，容器②等效于容器①减小压强，平衡逆向移动，容器①中CO转化率减小，所以达平衡时，α(CH3OH)+α(CO)<1，故D正确；
故选BD。
24．1 0.05 t3
【分析】
（1）化学方程式的系数数比等于物质的量变化量之比；
（2）根据 计算以M的浓度变化表示该反应的平均反应速率；
（3）物质的量不再随时间延长而变化时达到反应的最大限度。
【详解】
（1）N的物质的量变化是8-2=6mol，M的物质的量变化是5-2=3mol，化学方程式的系数数比等于物质的量变化量之比，所以a:b=6:3=2:1，所以b=1；
（2）容积为2L，t2－t1＝10 min，则从t1到t2时刻，M的物质的量变化5-4=1mol，所以0.05 mol/（L·min）；
（3）t3时刻M、N的物质的量不再随时间延长而变化，所以t3时刻达到反应的最大限度。
【点睛】
考查化学反应速率计算、化学平衡状态判断，侧重对基础知识的巩固，注意化学方程式的系数数比等于物质的量变化量之比。
25．1 40% 否 > 增大 减小
【详解】
（1） CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）
起始浓度（mol/L） 2 3 0 0
转化的浓度（mol/L） 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡浓度（mol/L） 0.8 1.8 1.2 1.2
平衡常数的表达式可知K====1；水蒸气的转化率==1.2/3==40%；
（2） CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）
起始浓度（mol/L） 1 2 0 0
转化的浓度（mol/L） 0.5 0.5 0.5 0.5
某时刻浓度（mol/L） 0.5 1.5 0.5 0.5
Qc==0.5×0.5/0.5×1.5==1/3＜1，所以没有达到平衡状态，此时正反应速率大于逆反应速率。
（3）因为反应是放热反应，所以降低温度，平衡向正反应方向移动，因此平衡常数增大，温度低反应速率减小。
26．0.2 0.001mol·L-1·s-1 12% 16.7% 0.025
【详解】
（1）250s时反应即已经达到了平衡状态，所以450s时仍然为平衡状态，x=0.2；
（2）0~60s内，PCl3的物质的量增加了0.12mol，容器体积为2L，则PCl3浓度增加了0.06mol/L，用PCl3的浓度变化表示的化学反应速率是=0.001mol·L-1·s-1；
（3）60s时，PCl3的物质的量增加了0.12mol，则PCl5消耗了0.12mol，PCl5的转化率是×100%=12%；
（4）达平衡时，PCl3的物质的量为0.2mol，根据方程式，Cl2的物质的量也为0.2mol，反应的PCl5为0.2mol，剩余的PCl5为0.8mol，所以容器中Cl2的体积分数是×100%=16.7%；平衡时各物质的浓度为：c(PCl3)=c(Cl2)=0.1mol/L，c(PCl5)=0.4mol/L，则该反应的平衡常数是=0.025mol·L-1。
27．-3 6HCN+5Fe2O3=3N2↑+6CO2↑+3H2O+10Fe +1016.0 增大 FeO BD
【分析】
已知：① ；② ③ 根据盖斯定律：②×3-①-③，求反应的；利用图1中数据反应平衡时各气体的浓度为：、、，代入平衡常数K=公式计算；根据图1，确定平衡的OS/CC约为0.05，此时反应达到平衡，反应物的转化率最大，由曲线2根据反应物和生成物随OS/CC值的变化，确定各曲线对应的物质。
【详解】
(1)根据化合物中化合价的代数和为0，或根据化合价的定义：N与C形成三个共用电子对，N的电负性大于碳，HCN中N的化合价为-3。故答案为：-3；
(2)HCN和反应生成Fe和无毒物质，C由+2价升高为+4价，N由-3价升高为0价，铁由+3价降为0价，根据电子得失守恒得反应的化学方程式6HCN+5Fe2O3=3N2↑+6CO2↑+3H2O+10Fe。故答案为：6HCN+5Fe2O3=3N2↑+6CO2↑+3H2O+10Fe；
(3)已知：① ；② ③ 根据盖斯定律：②×3-①-③，则反应 =()×3-()-()=+1016.0。故答案为：+1016.0；
(4)①假设平衡时混合气体的总浓度为，利用图1中数据反应平衡时各气体的浓度为：、、，平衡常数K=== 。对于吸热反应，若升高温度，平衡正向移动，该反应的平衡常数将增大。故答案为：；增大；
②已知的还原程度随OS/CC的增大而逐渐降低，图2中的曲线③代表，曲线②表示是产物Fe随OS/CC的增大而逐渐增大，则图2中曲线①表示FeO(选填“Fe”“FeO”“”)随OS/CC的增大而先逐渐增大，后又减小。故答案为：FeO；
③A．是该反应的反应物，故A错误；
B．固体产物Fe经氧化处理后得可循环利用，故B正确；
C．OS/CC为0.03时，由图1HCN曲线的斜率比曲线的斜率大，HCN的氧化速率比高，故C错误；
D．OS/CC约为0.05时，达到平衡状态，反应物的转化率最大，的利用率和污染物处理效果最佳，故D正确；
故答案为：BD。
2020-2021学年度高考三轮（回归基础）练习10化学速率反应与平衡
一、单选题
1．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于体积不变的密闭真空容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。下列各说法能判断该反应已经达到化学平衡的是
①2v(NH3)=v(CO2)
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
⑤密闭容器中c(NH3)不变
A．②③⑤ B．②③ C．①④ D．②③④⑤
2．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)，能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO2)=v逆(H2O)
C．生成nmolCO2的同时生成2nmolH2
D．1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键
3．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是
A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B．恒压，通入稀有气体，反应速率不变
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是cl、c2，则时间间隔t1〜t2内，SO2(g)消耗的平均速率为 v=
4．已知反应：。当反应达平衡时，，其他条件不变，若将容器体积缩小到原来的一半，重新达到平衡后测得，下列说法错误的是
A．的状态一定是气体 B．平衡常数不变
C．平衡向逆反应方向移动 D．
5．下列生产、生活等实际应用，能用勒夏特列原理解释的是
A．加入催化剂有利于合成氨的反应
B．500 ℃比室温更有利于合成氨的反应（已知合成氨反应是放热反应）
C．由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深
D．阴暗处密封有利于氯水的储存
6．已知：氧化锂（Li2O）晶体形成过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．ΔH1＜0，ΔH2＞0
B．ΔH3＜0，ΔH4＜0
C．ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4－ΔH5 +ΔH6＝0
D．若是钠晶体，则ΔH1将增大
7．少量铁粉与100mL0.01mol·L-1的稀硫酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的
①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓硫酸 ④加CuO固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥升高温度 ⑦改用10mL18.3mol·L-1的硫酸
A．①④⑦ B．③⑥ C．②④⑥ D．③⑥⑦
8．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是（ ）
A．1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)]
B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
C．反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH＞0能否自发进行与温度有关
D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ·mol-1能自发进行是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
9．足量Zn粉与的稀硫酸充分反应。为了减慢此反应的速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（ ）
①加Na2SO4溶液
②改用 的稀盐酸
③改用的稀硝酸
④减压
⑤冰水浴
⑥加 溶液
A．①⑤ B．③⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．全部
10．已知反应H2（g）＋Br2（g）2HBr（g）分下列三步进行，有关键能如下表所示：
①Br22Br（快反应） △H1，K1
②Br＋H2HBr＋H（慢反应） △H2，K2
③H＋BrHBr（快反应） △H3，K3
则下列说法错误的是
A．△H1＞△H2＞△H3
B．25℃时：K1＞K3
C．H2（g）＋Br2（g）2HBr（g）的速率由反应②的速率决定
D．H2（g）＋Br2（g）2HBr（g） △H＜0
11．下列说法或表示方法正确的是（ ）
A．在稀溶液中，H2SO4和Ba(OH)2的中和热要大于57.3kJ/mol
B．2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H ＜O，△S＞O
C．已知：2SO2(g) +O2(g)2SO3 (g) ；△H=－98.3kJ/mol。将1molSO2和0.5molO2充入一密闭容器中反应，放出49.15kJ的热量
D．在10lkPa、25℃时，1gH2完全燃烧生成气态水，放出120.9kJ的热量，则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
12．对反应2A+B=3C+D的速率有不同的表示方法，代表反应最快的是
A．υ（A）= 0.55 mo/（L·s） B．υ（B）= 0.3 mol/（L·s）
C．υ（C）= 0.75 mol（L·s） D．υ（D）= 0.2 mol/（L·s）
13．已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A．2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ·mol-1
B．2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-4b kJ·mol-1
C．2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ·mol-1
D．2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+4b kJ·mol-1
14．反应速率和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H2+Cl2=2HCl的反应速率可表示为=k [c(H2)] m [c(Cl2)]n，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定之。
c(H2)/mol/L
c(Cl2)/mol/L
/mol/(L·s)
1.0
1.0
1.0 k
2.0
1.0
2.0 k
2.0
4.0
4.0k
由此可推得，m、n值正确的是
A．m=1，n=2 B．m=1，n=
C．m=，n=1 D．m=，n=
15．对水样中M的分解速率的影响因素进行研究。 在相同温度下，M的物质的量浓度[c(M)]随时间(t)的变化如下图所示。下列说法错误的是
A．水样酸性越强，M的分解速率越快
B．水样中添加Cu2+，能加快M的分解速率
C．由②③得，反应物浓度越大，M的分解速率越快
D．在0~20 min内，②中M的分解速率为0.015 mol·L−1·min−1
16．下列人们在生活、生产、实验的相关措施中。不是用来调控化学反应速率的是
A．将食物存放在温度较低的地方
B．火力发电厂将烟囱建的很高
C．实验时，通常将颗粒状的固体药品研细混匀后进行反应
D．将固体试剂溶于水配成溶液后再进行化学实验
17．向某密闭容器中加入0.3molA， 0.1molC和一定量的B三种气体在一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0～tl阶段的c(B)变化未画出]。乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件(浓度、温度、压强、催化剂)且互不相同，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法中正确的是
A．其他条件不变时，增大压强，B的转化率不变
B．t4~t5阶段改变的条件为降低温度
C．B的起始物质的量为0.02mol
D．若t5~t6阶段改变的条件为升高温度，则正反应为吸热反应
18．在恒温、恒容条件下，可逆反应2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)在密闭容器中进行，下列能说明该反应已达到平衡状态的是
A．c(H2)与c(I2)保持相等 B．混合气体的颜色不再改变
C．容器内压强不随时间变化而变化 D．混合气体总分子数不随时间变化而变化
19．在一可变容积的密闭容器中进行反应：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)，t1时刻下列条件的改变对其反应速率的影响正确的是
A．增大C的质量，导致反应速率加快
B．保持体积不变，充入氦气使体系压强增大，反应速率加快
C．温度升高，反应速率会明显加快
D．保持压强不变，充入氦气使容器容积变大，反应速率不变
20．已知：A（g）＋2B（s）3C （g） ΔH＝－a kJ·molˉ1 （a＞0）。下列说法正确的是
A．当体系中 3v （A）=v （C）时，则反应达到化学平衡
B．达到化学平衡后，生成 1mol A 的同时消耗 2mol B
C．达到化学平衡后，反应放出的热量一定小于 a kJ
D．达到化学平衡后，保持容积不变并通入惰性气体，平衡逆向移动
21．在某温度时将2molA和1molB两种气体通入容积为2L的恒容密闭容器中，发生如下反应: 2A（g）+B（g）xC（g），2min时反应测的B的物质的量为0.4mol,C在前2 min内的平均反应速率为0.45 mol·L-1·min-1。下列各项能表明该反应达到平衡的是
A．vA（正） : vB（逆）=2:1 B．混合气体密度不再变化
C．混合气体压强不再变化 D．混合气体的相对分子质量不再改变
22．在一个活塞式的反应容器中，通入2 mol SO2和l mol O2，于500°C下发生化合反应并达到平衡，在保持恒温、恒压的条件下，再通入2 mol SO2和1 mol O2，下列叙述的内容完全正确的是
A．开始时v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动，再次平衡后SO3的百分含量增加
B．开始时v(正)增大，v(逆)不变，平衡向正反应方向移动，再次平衡后SO3的百分含量增加
C．开始时v(正)增大，v(逆)增大，平衡向正反应方向移动，再次平衡后SO3的百分含量增加
D．开始时v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动，再次平衡后SO3的百分含量与原平衡相等
二、多选题
23．相同温度下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
容器
起始时各物质物质的量/mol
平衡时CH3OH物质的量/mol
CO
H2
CH3OH
①
0
0
0.8
0.4
②
0.5
1.0
0.1
③
0.1
0.3
0.3
下列说法正确的是
A．达平衡时，容器①与容器②中的总压强之比为1∶1
B．达平衡时，容器②中反应达到平衡时，CO物质的量大于0.3mol
C．达平衡时，容器③中的H2体积分数小于50%
D．达平衡时，容器①中CH3OH的转化率与容器②中CO的转化率关系：α(CH3OH)+α(CO)<1
三、填空题
24．一定温度下，在容积为2L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：
（1）此反应的化学方程式中，已知计量系数比为最简整数比，则b＝______。
（2）若t2－t1＝10 min，则从t1到t2时刻，以M的浓度变化表示该反应的平均反应速率，计算出来的结果为_______mol/（L·min）。
（3）t1、t2、t3三个时刻中，______时刻达到反应的最大限度。
25．830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） △H<0。试回答下列问题：
（1）若起始时c（CO）=2mol·L—1，c（H2O）=3mol·L—1，达到平衡时CO的转化率为60%，则平衡常数K=_____________，此时水蒸气的转化率为______________。
（2）在相同温度下，若起始时c（CO）=1mol·L—1，c（H2O）=2mol·L—1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5mol·L—1，则此时该反应是否达到平衡状态_____（填“是”或“否”），此时v（正）__v（逆）（填“>”“<”或“=”）。
（3）若降低温度，该反应的K值将___________，化学反应速率将______。
四、计算题
26．一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入1mol PCl5，发生反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反应过程中测定的部分数据见表（反应过程中条件不变）；
t/s
0
60
150
250
350
450
n(PCl3)/mol
0
0.12
0.19
0.2
0.2
x
请回答下列问题：
（1）x的值是___。
（2）0~60s内，用PCl3的浓度变化表示的化学反应速率是__。
（3）60s时，PCl5的转化率是__。
（4）达平衡时，容器中Cl2的体积分数是__（结果保留一位小数），由表中数据计算此条件下，该反应的平衡常数是__mol·L-1。
五、原理综合题
27．化学链气化是一种新颖的污泥处理方式，该方法处理污泥中的含氮物质主要分为两个环节：①将污泥中的含氮物质转化为和HCN两种气体；②用将和HCN转化为无毒物质。某研究团队对该方法进行了热力学模拟。回答下列问题：
(1)HCN中N的化合价为_______。
(2)HCN和反应生成Fe和无毒物质，该反应的化学方程式_______。
(3)已知：① ；② ③ ，则反应 _______。
(4)用处理和HCN混合气体，反应时间为60min，部分气体物质、含铁产物的百分含量(物质的量百分数)随OS/CC(与污泥摩尔比)的变化如下图。
①假设平衡时混合气体的总浓度为，利用图1中数据计算反应的平衡常数K=_______(列计算式)。若升高温度该反应的平衡常数将_______(选填“增大”“减小”“不变”)。
②已知的还原程度随OS/CC的增大而逐渐降低，则图2中曲线①表示_____(选填“Fe”“FeO”“”)。
③结合图1、图2分析，下列说法正确的是_______。
A．是该反应的催化剂
B．固体产物经氧化处理后可循环利用
C．OS/CC为0.03时，HCN的氧化速率比低
D．OS/CC约为0.05时的利用率和污染物处理效果最佳
参考答案
1．A
【详解】
①2v(NH3)=v(CO2)不能表示正、逆反应速率相等，不能说明反应已经达到化学平衡，故错误；
②氨基甲酸铵是固体，该反应是一个气体体积增大的反应，反应中容器中的压强增大，则密闭容器中总压强不变说明正、逆反应速率相等，反应已经达到化学平衡，故正确；
③氨基甲酸铵是固体，反应中气体质量增大，体积不变的密闭真空容器中混合气体的密度增大，则密闭容器中混合气体的密度不变说明正、逆反应速率相等，反应已经达到化学平衡，故正确；
④氨基甲酸铵是固体，反应生成二氧化碳和氨气的物质的量比为定值，氨气的体积分数始终不变，则密闭容器中氨气的体积分数不变不能说明正、逆反应速率相等，反应已经达到化学平衡，故错误；
⑤密闭容器中c(NH3)不变说明正、逆反应速率相等，反应已经达到化学平衡，故正确；
②③⑤正确，故选A。
2．D
【详解】
A．因为容器是容积可变的密闭容器，因此体系的压强不再发生变化，不能确定达到平衡状态，故A不符合题意；
B．不同物质的量的反应速率表示反应达到平衡，要求反应速率不同方向，且反应速率之比等于化学计量数之比，应是2v正(CO2)=v逆(H2O)，故B不符合题意；
C．生成nmolCO2的同时生成2nmolH2，反应都是向正反应方向进行，不能说明反应达到平衡，故C不符合题意；
D．H2O的结构式为H-O-H，H2的结构式为H-H，1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键，说明反应达到平衡，故D符合题意；
答案为D。
3．D
【详解】
A、催化剂同等程度改变正、逆反应速率，故A错误；B、恒压，通入稀有气体，容积增大，对该反应相当于减压，化学反应速率降低，故B错误；C、降低温度，化学反应速率减慢，将延长反应达到平衡的时间，故C错误；D、根据同一反应用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，v(SO2)=v(SO3)=，故D正确。
4．C
【分析】
当反应达平衡时，c(A)＝0.5 mol/L，其他条件不变，若将容器体积缩小到原来的一半，当再次达到平衡时，若平衡不移动，c(A)=1.0 mol/L，但是测得c(A)＝0.9 mol/L，则说明增大压强平衡向正反应方向移动。
【详解】
A．增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，故B为气体，A正确；
B．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，B正确；
C．增大压强平衡向正反应方向移动，C错误；
D．增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，故B为气体，且a+b>2a，即b>a，D正确；
故选：C。
5．D
【解析】
【详解】
A.使用催化剂不能使化学平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故A不选；
B.由于合成氨反应的正反应是放热反应，故从平衡移动分析低温比高温更有利于合成氨，而采用500℃是考虑到反应速率和催化剂的活性问题，故B不选；
C.体系颜色加深是因为I2的浓度增大，而加压平衡并未移动，不能用勒夏特列原理解释，故C不选；
D.因为氯气与水发生反应：Cl2+H2O⇌HCl+HClO，该反应是可逆反应，而次氯酸见光易分解，如果不避光，HClO分解，平衡正向移动，氯水就变成盐酸，故阴暗处密封有利于氯水的储存可用勒夏特列原理解释，故D选；
故答案选D。
【点睛】
本题考查了勒夏特列原理的使用条件，注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆反应，且改变条件后平衡发生了移动，本题易错选项BC，要从原理上分析把握。
6．C
【详解】
A．金属单质由固体变为气体吸收能量，金属原子失去电子吸收能量，则△H1＞0，△H2＞0，故A错误；
B．断键需要吸收能量，原子变为离子需要放出能量，所以△H3＞0，△H4＜ 0，故B错误；
C．根据盖斯定律知，△H5=H1＋△H2＋△H3+△H4+△H6，则-△H5+H1＋△H2＋△H3+△H4+△H6=0，故C正确；
D．金属单质由固体变为气体吸收能量，钠的原子半径大，金属键弱，若是钠晶体，则ΔH1将减小，故D错误；
故选C。
7．B
【分析】
根据外界条件对反应速率的影响结合氢气的总量不变以及铁少量分析解答。
【详解】
①加水，稀释了硫酸的浓度，故反应速率变慢；
②加氢氧化钠，与氢离子反应，减少了硫酸的浓度，故反应速率变慢；
③滴入几滴浓硫酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，由于铁不足，则生成的氢气量不变；
④加CuO固体与硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜再与铁发生置换反应生成铜，构成原电池，反应速率加快，由于消耗了铁，氢气总量减小；
⑤加氯化钠溶液，相当于稀释硫酸，浓度变小，故反应速率变慢；
⑥温度升高，反应速率加快，且不影响氢气量；
⑦改用10mL18.3mol·L-1的硫酸，常温下铁发生钝化不产生氢气。
因此符合条件的是③⑥。答案选B。
【点睛】
参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同，物质的结构不同，都会导致反应速率不同。外界条件对反应速率的影响一般是温度、压强、浓度和催化剂，注意本题不改变生成氢气总量的要求，答题时注意审题。
8．B
【详解】
A．分子混乱程度越大熵越大，1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)]，故A正确；
B．熵变、焓变共同影响反应方向，自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵不一定减小，故B错误；
C．反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH＞0，ΔS＞0，在高温下能反应，能否自发进行与温度有关，故C正确；
D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ·mol-1，ΔS＞0，能自发进行是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向，故D正确；
选B。
9．A
【详解】
影响化学反应速率的因素有温度、浓度、压强催化剂、反应物的接触面积等。硫酸与锌反应的实质是氢离子与锌反应生成锌离子和氢气，则：
①加溶液相当于稀释反应物硫酸的浓度，故反应速率减慢，但不改变氢气的产量，①正确；
②改用的稀盐酸会减小氢离子的物质的量，减少产生氢气的量，故②错误；
③改用的稀硝酸，硝酸与锌反应不产生氢气，故③错误；
④反应在溶液中进行减压基本不影响反应速率，故④错误；
⑤冰水浴相当于降低温度反应速率会减慢，故⑤正确；
⑥溶液中的碳酸根离子会消耗溶液中的一部分氢离子，会改变氢气的产量，故⑥错误，
综上所述答案为A。
10．B
【详解】
A.根据所给键能计算，△H1=200kJ/mol；△H2=436-369=67 kJ/mol；△H3=-369 kJ/mol；所以△H1＞△H2＞△H3，故A项正确；
B.25 C时，①Br22Br是吸热反应，断键不自发进行，反应物多，③H＋BrHBr是放热反应，成键能自发进行，生成物多。根据平衡常数的表达式可知K1
D. H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) △H=436+200-369=-102 kJ/mol<0，故D正确；
故选B。
【点睛】
根据焓变的计算方法进行分析判断。△H=反应物键能总和-生成物键能总和>0，说明为吸热反应，若果△H=反应物键能总和-生成物键能总和<0，说明为放热反应。
11．B
【详解】
A. 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热，在稀溶液中，H2SO4和Ba(OH)2的中和热等于57.3kJ/mol，故A错误；
B. 2C（s）+O2（g）═2CO（g）燃烧过程均为放热反应，△H ＜O；该反应是气体体积增加的反应，即为混乱度增大的过程，△S＞O；故B正确
C. 已知：2SO2(g) +O2(g)2SO3 (g) ；△H=－98.3kJ/mol。该反应为可逆反应，△H=－98.3kJ/mol为反应进行彻底时放出的热量，将1molSO2和0.5molO2充入一密闭容器中反应，放出的热量小于49.15kJ，故C错误。
D. 在10lkPa、25℃时，1gH2完全燃烧生成气态水，水蒸气不是稳定的氧化物，不能用于计算燃烧热，故D错误；
答案选B
12．B
【解析】
【详解】
给出的化学反应速率除以化学计量数，数值越大，表示的反应速率越快；
A.=0.275；
B.=0.3；
C.=0.25；
D.=0.2；
显然B表示的反应速率最大，故答案为B。
【点睛】
考查反应速率快慢的比较，利用反应速率与化学计量数的比值可快速解答，也可转化为同种物质的反应速率来比较。由于不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故化学反应速率与其化学计量数的比值越大，反应速率越快，注意单位要相同。
13．C
【解析】
【详解】
充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知，生成2mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量2bkJ，或生成4mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量4bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式为C2H2(g)+52O2(g)═2CO2(g)+H2O(l)△H=-2b kJ/mol或2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ/mol；故选C。
14．B
【详解】
根据表格数据，由=k [c(H2)] m [c(Cl2)]n存在： k ×1 m×1n=1.0 k，k ×2 m×1n=2.0 k，k ×2 m×4n=4.0 k，解得：m=1，n=，故选B。
15．C
【解析】
分析：根据图像，A项，由①②得，c（M）起始相同时，pH越小，M的分解速率越快；B项，由③④得，在pH和c（M）起始都相同时，加入Cu2+，M的分解速率加快；C项，由①③得，pH相同时，c（M）越大，M的分解速率越快；D项，根据公式υ=ΔcΔt计算。
详解：根据图像，A项，由①②得，c（M）起始相同时，pH越小，M的分解速率越快，即水样酸性越强，M的分解速率越快，A项正确；B项，由③④得，在pH和c（M）起始都相同时，加入Cu2+，M的分解速率加快，B项正确；C项，②③的pH和c（M）都不相同，应由①③得，pH相同时，c（M）越大，M的分解速率越快，C项错误；D项，在0~20min内，②中M的分解速率υ=ΔcΔt=0.4mol/L-0.1mol/L20min=0.015mol/（L·min），D项正确；答案选C。
点睛：本题考查浓度与时间的图像分析，研究外界条件对化学反应速率的影响，用控制变量法分析是解题的关键。
16．B
【详解】
A．降低温度可以减慢食物腐败变质的反应速率，有利于食物的保存，故A不符合题意；
B．火力发电厂的烟囱用于排放废气，其高度不影响反应速率，故B符合题意；
C．实验时，通常将颗粒状的固体药品研细混匀可以增大反应物的接触面积，有利于加快反应速率，故C不符合题意；
D．将固体试剂溶于水配成溶液可以增大反应物的接触面积，有利于加快化学反应速率，故D不符合题意；
答案选B。
17．A
【详解】
试题分析：根据图像乙可知，t4～t5阶段正逆反应速率均降低，但平衡不移动。由于t3～t4阶段改变的条件是催化剂，则t4～t5阶段改变的条件只能是压强，即反应前后条件是不变的，A正确，B不正确；平反应中A的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反应中A与C的计量数之比为0.09：0.06=3：2，t3～t4阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，而t3～t4阶段为使用催化剂，则t4～t5阶段应为减小压强，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有：3A（g）B（g）+2C（g），根据方程式可知消耗0.09mol/L的A，则生成0.03mol/L的B，容器的体积为2L，生成B的物质的量为0.06mol，平衡时B的物质的量为0.1mol，所以起始时B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol，故C错误；t5～t6阶段正逆反应速率均增大，但根据图像不能确定反应的移动方向，属于不能确定反应热，D不正确，答案选A。
考点：考查化学平衡图象问题以及外界条件对平衡状态的影响和有关计算
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难度较大。本题的关键是注意从乙图判断各阶段的影响因素，此为解答该题的关键所在。有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力，提高学生的应试能力。
18．B
【分析】
根据化学平衡状态的特征，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。
【详解】
A．投入HI，正向建立平衡，c(H2)与c(I2)始终保持相等，不能确定是否达到平衡，故A不选；
B．混合气体的颜色不再改变，说明碘蒸气的浓度不变，反应达平衡状态，故B选；
C．2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)是气体体积不变的反应，容器内压强不随时间变化而变化，不能确定是否达到平衡，故C不选；
D．2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)是反应前后气体分子数不变的反应，混合气体总分子数不随时间变化而变化，不能确定是否达到平衡，故D不选；
故选B。
19．C
【详解】
A．C为固体，增大C的质量，不改变体系中各物质的浓度，反应速率不变，故A错误；
B．保持容器容积不变，充入氦气使体系压强增大，但参加反应的气体的浓度不变，则反应速率不变，故B错误；
C．温度升高，反应速率一定加快，故C正确；
D．保持压强不变，充入氦气使容器容积增大，参加反应的气体的浓度减小，反应速率减小，故D错误；
答案选C。
20．B
【详解】
A．反应达到化学平衡时，v正=v逆，但3v (A)=v (C)不能判断正反应速率还是逆反应速率，故A错误；
B．生成1molA的同时消耗2mol B，说明v正=v逆，可以判断反应达到化学平衡，故B正确；
C．该反应为可逆反应，且反应物的物质的量未知，反应限度未知，无法判断反应放出的热量的多少，故C错误；
D．保持容积不变并通入惰性气体，各组分的平衡浓度不变，对化学平衡状态无影响，平衡不发生移动，故D错误；
故选B。
21．A
【详解】
2min时反应测定B的物质的量为0.4mol，C的反应速率为0.45mol/（L•min），则，0.45mol·L-1·min-1×2min×2L=0.6x，解得x=3，即2A(g)+B(g)3C(g)，是一个反应前后气体体积不变的可逆反应；
A．反应速率之比等于化学方程式的系数之比，VA正：VB逆=2：1，说明B的正逆反应速率相同，达到平衡状态，故A符合题意；
B．反应过程中气体质量不变，体积不变，混合气体密度始终不变，则混合气体密度不再变化不能说明反应达到平衡，故B不符合题意；
C．反应前后气体体积不变，反应过程中压强始终不变，则混合气体压强不再变化不能说明反应达到平衡，故C不符合题意；
D．反应过程中气体质量不变，反应前后气体的物质的量不变，混合气体的相对分子质量始终不变，则混合气体的相对分子质量不再改变不能说明反应达到平衡，故D不符合题意；
答案为A。
22．D
【分析】
恒温、恒压的条件下，只要开始时加入反应物的物质的量之比相等，平衡等效，即达平衡状态时各组分的百分含量相等，据此分析。
【详解】
恒温、恒压的条件下，只要开始时加入反应物的物质的量之比相等，平衡等效，即达平衡状态时各组分的百分含量相等。平衡后等比例加入反应物，正反应速率增大后逐渐减小，逆反应速率减小后增大，平衡正向移动，达新的平衡后，SO3的百分含量保持不变，故D正确；
答案选D。
23．BD
【详解】
A. 根据理想气体状态方程pV=nRT，容器为恒容装置，V不变，则有p=cRT，容器①与容器②温度相同，则体系压强与体系中反应物总浓度成正比，温度不变，化学平衡常数不变，容器①中起始充入0.8mol CH3OH，容器②起始时充入0.5molCO、1molH2和0.1mol CH3OH，相当于充入0.6mol CH3OH，根据等效平衡原理，达平衡时，容器①与容器②中的总压强之比为0.8∶0.6=4:3，故A错误；
B. 容器①平衡时CO物质的量为0.4mol，容器②起始时充入0.5molCO、1molH2和0.1mol CH3OH，相当于充入0.6mol CH3OH，根据等效平衡原理，容器②等效于容器①减小压强，若平衡不移动，CO的平衡物质的量为=0.3mol，由于该反应是气体体积减小的反应，减小压强平衡逆向移动，达到平衡时，CO物质的量大于0.3mol，故B正确；
C. 容器③起始时充入0.1molCO、0.3molH2和0.3mol CH3OH，相当于充入0.4 mol CH3OH后再充入0.1mol H2，若只充入0.4 mol CH3OH和充入0.8mol CH3OH是等效平衡，H2体积分数为=50%，再充入0.1mol H2，H2体积分数大于50%。故C错误；
D. 容器②与容器①刚好等效为互为逆反应过程，容器①中CH3OH的转化率与容器②中CO的转化率之和应该等于1，容器②等效于容器①减小压强，平衡逆向移动，容器①中CO转化率减小，所以达平衡时，α(CH3OH)+α(CO)<1，故D正确；
故选BD。
24．1 0.05 t3
【分析】
（1）化学方程式的系数数比等于物质的量变化量之比；
（2）根据 计算以M的浓度变化表示该反应的平均反应速率；
（3）物质的量不再随时间延长而变化时达到反应的最大限度。
【详解】
（1）N的物质的量变化是8-2=6mol，M的物质的量变化是5-2=3mol，化学方程式的系数数比等于物质的量变化量之比，所以a:b=6:3=2:1，所以b=1；
（2）容积为2L，t2－t1＝10 min，则从t1到t2时刻，M的物质的量变化5-4=1mol，所以0.05 mol/（L·min）；
（3）t3时刻M、N的物质的量不再随时间延长而变化，所以t3时刻达到反应的最大限度。
【点睛】
考查化学反应速率计算、化学平衡状态判断，侧重对基础知识的巩固，注意化学方程式的系数数比等于物质的量变化量之比。
25．1 40% 否 > 增大 减小
【详解】
（1） CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）
起始浓度（mol/L） 2 3 0 0
转化的浓度（mol/L） 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡浓度（mol/L） 0.8 1.8 1.2 1.2
平衡常数的表达式可知K====1；水蒸气的转化率==1.2/3==40%；
（2） CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）
起始浓度（mol/L） 1 2 0 0
转化的浓度（mol/L） 0.5 0.5 0.5 0.5
某时刻浓度（mol/L） 0.5 1.5 0.5 0.5
Qc==0.5×0.5/0.5×1.5==1/3＜1，所以没有达到平衡状态，此时正反应速率大于逆反应速率。
（3）因为反应是放热反应，所以降低温度，平衡向正反应方向移动，因此平衡常数增大，温度低反应速率减小。
26．0.2 0.001mol·L-1·s-1 12% 16.7% 0.025
【详解】
（1）250s时反应即已经达到了平衡状态，所以450s时仍然为平衡状态，x=0.2；
（2）0~60s内，PCl3的物质的量增加了0.12mol，容器体积为2L，则PCl3浓度增加了0.06mol/L，用PCl3的浓度变化表示的化学反应速率是=0.001mol·L-1·s-1；
（3）60s时，PCl3的物质的量增加了0.12mol，则PCl5消耗了0.12mol，PCl5的转化率是×100%=12%；
（4）达平衡时，PCl3的物质的量为0.2mol，根据方程式，Cl2的物质的量也为0.2mol，反应的PCl5为0.2mol，剩余的PCl5为0.8mol，所以容器中Cl2的体积分数是×100%=16.7%；平衡时各物质的浓度为：c(PCl3)=c(Cl2)=0.1mol/L，c(PCl5)=0.4mol/L，则该反应的平衡常数是=0.025mol·L-1。
27．-3 6HCN+5Fe2O3=3N2↑+6CO2↑+3H2O+10Fe +1016.0 增大 FeO BD
【分析】
已知：① ；② ③ 根据盖斯定律：②×3-①-③，求反应的；利用图1中数据反应平衡时各气体的浓度为：、、，代入平衡常数K=公式计算；根据图1，确定平衡的OS/CC约为0.05，此时反应达到平衡，反应物的转化率最大，由曲线2根据反应物和生成物随OS/CC值的变化，确定各曲线对应的物质。
【详解】
(1)根据化合物中化合价的代数和为0，或根据化合价的定义：N与C形成三个共用电子对，N的电负性大于碳，HCN中N的化合价为-3。故答案为：-3；
(2)HCN和反应生成Fe和无毒物质，C由+2价升高为+4价，N由-3价升高为0价，铁由+3价降为0价，根据电子得失守恒得反应的化学方程式6HCN+5Fe2O3=3N2↑+6CO2↑+3H2O+10Fe。故答案为：6HCN+5Fe2O3=3N2↑+6CO2↑+3H2O+10Fe；
(3)已知：① ；② ③ 根据盖斯定律：②×3-①-③，则反应 =()×3-()-()=+1016.0。故答案为：+1016.0；
(4)①假设平衡时混合气体的总浓度为，利用图1中数据反应平衡时各气体的浓度为：、、，平衡常数K=== 。对于吸热反应，若升高温度，平衡正向移动，该反应的平衡常数将增大。故答案为：；增大；
②已知的还原程度随OS/CC的增大而逐渐降低，图2中的曲线③代表，曲线②表示是产物Fe随OS/CC的增大而逐渐增大，则图2中曲线①表示FeO(选填“Fe”“FeO”“”)随OS/CC的增大而先逐渐增大，后又减小。故答案为：FeO；
③A．是该反应的反应物，故A错误；
B．固体产物Fe经氧化处理后得可循环利用，故B正确；
C．OS/CC为0.03时，由图1HCN曲线的斜率比曲线的斜率大，HCN的氧化速率比高，故C错误；
D．OS/CC约为0.05时，达到平衡状态，反应物的转化率最大，的利用率和污染物处理效果最佳，故D正确；
故答案为：BD。
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