2026届高考化学一轮复习周测卷 第13周 化学反应速率 化学平衡（含解析）

第13周 化学反应速率 化学平衡
时间：35分钟 总分：50分
单项选择题（每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1.（2024春 佳木斯期中）关于下列过程，应加快其速率的是（　　）
A．食物的变质 B．橡胶和塑料的老化
C．金属的锈蚀 D．工业上合成氨
2.（2024春 福州期中）将1mol固体A置于体积不变的真空密闭容器中（固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其分解：A（s） 2B（g）+C（g），下列可以判断该反应已达到化学平衡状态的是（　　）
A．物质的浓度：c（B）=2c（C）
B．混合气体的密度保持不变
C．B的体积分数不变
D．混合气体的平均摩尔质量保持不变
3.一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应过程如图。下列说法不正确的是(　　)
A．t1 min时，正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系
C．0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.011 25 mol·L－1·min－1
D．10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.002 5 mol·L－1·min－1
4.为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是(　　)
A．pH越小，氧化率越小
B．温度越高，氧化率越小
C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
5.某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(s) Y(s)+Z(g),一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　)
A.升高温度,若c(Z)增大,则ΔH>0
B.加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小
C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后c(Z)增大
D.加入一定量氩气,平衡不移动
6.(2023山东聊城模拟)纳米铁是重要的储氢材料,可利用下列反应制得:Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(s)
ΔH。在2.0 L的恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48 mol CO分别在温度为T1、T2时进行反应,测得n(CO)、温度与时间的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是(　　)
A.ΔH>0
B.K(T1)C.温度为T2时,反应的平衡常数K(T2)=0.08-5
D.温度为T1时,反应达到平衡,缩小容器的容积再次平衡后c(CO)增大
7.某固定容积的密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)。现向该容器内充入1.0 mol·L－1的CO2，反应过程中气体体积分数随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．t1 min时，CO2的转化率为25.0%
B．t2 min时，该反应体系未处于平衡状态
C．t3 min时，向该容器中再充入CO2和CO各1.0 mol·L－1，平衡正向移动
D．t3 min时，该反应的Kp＝24.0p总[气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数]
二、非选择题（共26分）
8.（4分）在容积恒为2 L的密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)和2 mol CO(g)，在一定温度下发生反应：CH3OH(g)＋CO(g) HCOOCH3(g)，测得容器内的压强随时间的变化如下表所示。
t/min 0 2 4 6 8 10 12 14
p/kPa p0 － 0.8p0 － － 0.7p0 0.7p0 0.7p0
在此条件，0～4 min的v(CH3OH)＝ kPa·min－1，该反应的平衡常数Kp＝ kPa－1(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
9.（10分）(2023·长沙模拟)工业合成氨反应具有非常重要的意义。
(1)已知：H2(g)＋O2(g) H2O(l) ΔH＝－286.0 kJ·mol－1
4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－1 530.0 kJ·mol－1
则合成氨反应的热化学方程式为 。
(2)在某容积为2 L的恒容容器中发生合成氨反应，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：
前20 min内v(NH3)＝________mol·L－1·min－1，放出的热量为________，25 min时采取的措施是_______________________________________。
(3)对可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，若起始投料n(N2)＝3 mol、n(H2)＝3 mol，达到平衡后，增大压强，N2的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)T ℃，以CO2和NH3为原料可合成化肥尿素：
2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(l)；在2 L的密闭容器中，通入1.2 mol NH3和0.6 mol CO2,2 min时反应刚好达到平衡。此时，c(NH3)＝0.2 mol·L－1，c(CO2)＝0.1 mol·L－1。
①该反应的平衡常数是________。
②若2 min时保持T ℃和平衡时容器的压强不变，再向体积可变的容器中充入0.6 mol NH3，则此时平衡____________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
10.（12分）SO2、NOx是主要的空气污染源,需经过处理才能排放。回答下列问题:
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。催化反应的机理如下:
第一步:SO2(g)+V2O5(s)SO3(g)+V2O4(s)　ΔH=+a kJ·mol-1;
第二步:V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)2VOSO4(s)　ΔH=-b kJ·mol-1;
第三步:4VOSO4(s)+O2(g)2V2O5(s)+4SO3(g)　ΔH=-c kJ·mol-1。
请写出二氧化硫催化氧化的热化学方程式: 　 。
(2)一定条件下,用Fe2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收。反应为2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l)　ΔH<0。80 ℃时,在容积恒为1 L的密闭容器中充入总物质的量为2 mol的气体,按n(CO)∶n(SO2)为1∶1或3∶1投料时SO2转化率的变化情况如图所示。则图中表示n(CO)∶n(SO2)=1∶1的变化曲线为　　　　(填字母),若曲线b中SO2的平衡转化率是42%,用SO2表示30 min内的平均反应速率是　　　　　　　　。CO2和SO2的中心原子杂化方式分别为　　　　、　　　　。
(3)一定温度下,在容积恒为1 L的密闭容器中,充入0.30 mol NO与过量的金属Al,发生的反应存在如下平衡:Al(s)+2NO(g) N2(g)+Al2O3(s)　ΔH<0。已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系(k1、k2为速率常数):v(NO)=k1·c2(NO),v(N2)=k2·c(N2)。
①在T1温度下,k1=0.004 L·mol-1·min-1,k2=0.002 min-1,该温度下反应的平衡常数的值为　　　　。
②T2温度下,NO的物质的量随时间的变化如图所示,其平衡常数的值为　　　　　;温度T1　　　　(填“小于”“等于”或“大于”)T2,判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第13周 参考答案
1.D 食物腐败消耗人类需要的食物，应降低反应速率，故A错误；塑料老化消耗人类生活中使用的塑料产品，应降低反应速率，故B错误；
金属锈蚀消耗金属，应降低反应速率，故C错误；氨气是人类需要的重要化工原料，需要增大反应速率，故D正确。
2.B A置于真空密闭容器中，所以B和A的物质的量之一直为2：1，物质的浓度：c（B）=2c（C），不能判断反应达到平衡，故A错误；气体的密度保持不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故B正确；A置于真空密闭容器中，所以B和A的物质的量之一直为2：1，则B的体积分数一直不变，不能判断反应达到平衡，故C错误；A置于真空密闭容器中，所以B和A的物质的量之一直为2：1，所以混合气体的平均摩尔质量一直保持不变，不能判断反应达到平衡，故D错误。
3.A t1 min时，反应没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；根据图像可知，在0～8 min内，X增加了0.6 mol，Y减少了0.9 mol，X、Y变化的物质的量之比为2∶3，则X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系，Y曲线表示H2的物质的量随时间的变化关系，B项正确；0～8 min，v(H2)＝＝0.011 25 mol·L－1·min－1，C项正确；10～12 min，v(NH3)＝＝0.005 mol·L－1·min－1，v(N2)＝＝0.002 5 mol·L－1·min－1，D项正确。
4.D 由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。
5.C 升高温度,若c(Z)增大,说明升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即ΔH>0,A正确;加入一定量Z,生成物浓度增大,平衡逆向移动,则m(Y)减小,B正确;达到新平衡时,加入等物质的量的Y和Z,由于K=c(Z)不变,故达新平衡后c(Z)不变,C错误;容积不变,加入一定量氩气,Z的浓度不变,则平衡不移动,D正确。
6.B 由题图可知,温度:T1>T2,T1时n(CO)高于T2,说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0,A错误;升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,则有K(T1)7.D　t1 min时，CO的体积分数为40.0%，设t1 min内反应消耗了a mol·L－1的CO2，则根据三段式法进行计算：
C(s)＋CO2(g) 2CO(g)
起始/(mol·L－1) 　　　　　　1.0 　　　0
转化/(mol·L－1)　　　　　　　　a　　　　2a
t1 min时/(mol·L－1)　　　　　1.0－a　　　2a
则×100%＝40.0%，解得a＝0.25，故CO2的转化率为×100%＝25.0%，A项正确；t3 min时反应达到平衡，设t3 min内反应消耗了b mol·L－1的CO2，根据三段式法进行计算：
C(s)＋CO2(g) 2CO(g)
起始/(mol·L－1)　　　　　　　1.0　　　　0
转化/(mol·L－1)　　　　　　　b　　　　　2b
平衡/(mol·L－1)　　　　　　　1.0－b　　　2b
则×100%＝96.0%，解得b≈0.9，则平衡时，c(CO2)＝0.1 mol·L－1，c(CO)＝1.8 mol·L－1，则K＝＝ mol·L－1＝32.4 mol·L－1，向该容器中再充入CO2和CO各1.0 mol·L－1，则此时Q＝ mol·L－1≈7.1 mol·L－18.【答案】0.05p0　
【解析】在此条件，0～4 min的v(CH3OH)＝＝0.05p0 kPa·min－1；设平衡时CH3OH反应了x mol，列出三段式：
CH3OH(g)＋CO(g) HCOOCH3(g)
起始/mol　　　　 2　　　　 2　　　　0
转化/mol　　　　 x　　　　 x　　　　 x
平衡/mol　　　　 2－x　　 2－x　　　x
反应后总物质的量为(4－x)mol，T、V一定时，n和p成正比，所以＝，解得x＝1.2，则反应后总物质的量为2.8 mol，CH3OH的物质的量分数为＝＝，CO的物质的量分数为＝＝，HCOOCH3的物质的量分数为＝＝，则Kp＝＝ kPa－1＝ kPa－1。
9.【答案】(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－93.0 kJ·mol－1
(2)0.05　93.0 kJ　移走氨气(或分离出氨气)
(3)不变
(4)①250 mol－3·L3　②逆向移动
【解析】(1)设从上到下，热化学方程式分别为反应1、反应2，由盖斯定律，×(6×反应1－反应2)可得N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝×[6×(－286.0)－(－1 530.0)]kJ·mol－1＝－93.0 kJ·mol－1。
(2)根据图像可知，20 min时氨气的物质的量浓度为1.00 mol·L－1，所以氨气的平均反应速率为v(NH3)＝＝0.05 mol·L－1·min－1；达到平衡时生成的氨气的物质的量为1.00 mol·L－1×2 L＝2.00 mol，根据N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－93.0 kJ·mol－1可知生成2 mol氨气放出的热量为93.0 kJ；由图可知，25 min时氨气的物质的量迅速变为0，而氮气、氢气的物质的量不变，之后氮气、氢气的物质的量逐渐减小，氨气的物质的量逐渐增大，说明25 min时改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去。
(3)若起始投料n(N2)∶n(H2)＝1∶1，生成物的系数为2，则相当于等压平衡，达到平衡后，增大压强，平衡不移动，N2的体积分数不变。
(4)①列三段式：
2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(l)
起始/ mol·L－1 　　　0.6　　0.3
转化/ mol·L－1 　　　0.4　　0.2
平衡/ mol·L－1 　　　0.2　　0.1
K＝＝mol－3·L3＝250 mol－3·L3。
②若保持T ℃和平衡时容器的压强不变，再向体积可变的容器中充入0.6 mol NH3，体积瞬间变为4 L，此时c(NH3)＝0.25 mol·L－1，c(CO2)＝0.05 mol·L－1，反应的浓度商Q＝＝ mol－3·L3＝320 mol－3·L3>K，所以平衡逆向移动。
10.【答案】(1)O2(g)+2SO2(g)2SO3(g)　ΔH=(2a-2b-c) kJ·mol-1
(2)b　0.014 mol·L-1·min-1　sp　sp2
(3)①1　②81.25　大于　温度为T2时的平衡常数比温度为T1时的大,此反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,则T1大于T2
【解析】(1)根据盖斯定律可知,O2(g)+2SO2(g)2SO3(g)　ΔH=(2a-2b-c) kJ·mol-1。(2)充入气体总物质的量相同、容积相同,n(CO)∶n(SO2)由1∶1变为3∶1 ,c(CO)增大、c(SO2)减小,所以SO2的转化率增大,故图中表示n(CO)∶n(SO2)=1∶1的变化曲线为b;曲线b表示n(CO)∶n(SO2)=1∶1,由图知30 min时反应达到平衡,SO2的平衡转化率为42%,v(SO2)=42%×1 mol·L-1÷30 min=0.014 mol·L-1·min-1;CO2中C的杂化方式为sp,SO2中S的杂化方式为sp2。
(3)①在T1温度下,k1=0.004 L·mol-1·min-1,k2=0.002 min-1,根据反应方程式可知,反应达平衡时v(NO)=2v(N2),即k1·c2(NO)=2k2·c(N2),则K===1。
②列三段式如下:
　　　　　Al(s)+2NO(g) N2(g)+Al2O3(s)
起始/mol　　　　 　　0.30　　　　0
改变/mol　　　　 　　0.26　　 　0.13
平衡/mol　　　　 　　0.04　　 　0.13
平衡时,c(N2)==0.13 mol·L-1,c(NO)==0.04 mol·L-1,K==81.25, 温度为T2时的平衡常数比温度为T1时的大,此反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,则T1大于T2。