2020年高考化学真题模拟题专项汇编09反应速率化学平衡含解析

1专题09反应速率、化学平衡1．（2020年浙江卷）溶液与溶液发生反应：，达到平衡。下列说法不正确．．．的是()A．加入苯，振荡，平衡正向移动B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度C．加入固体，平衡逆向移动D．该反应的平衡常数【答案】D【解析】A．加入苯振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c（I2）减小，平衡正向移动，A正确；B．将5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl3溶液混合，参与反应的Fe3+与I−物质的量之比为1:1，反应后I−一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3+，即Fe3+没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确；C．加入FeSO4固体溶于水电离出Fe2+，c（Fe2+）增大，平衡逆向移动，C正确；D．该反应的平衡常数K=，D错误；答案选D。2．（2020年浙江卷）一定条件下：。在测定的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是()A．温度、压强B．温度、压强C．温度、压强D．温度、压强【答案】D2020年高考真题2【解析】测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130℃，压强低的为50kPa，结合二者选D。答案为D。3．（2020年江苏卷）CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应1422CH(g)CO(g)2H(g)2CO(g)247.1kJmolH1222H(g)CO(g)HO(g)CO(g)41.2kJmolH在恒压、反应物起始物质的量比42CH:CO1:1nn条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B．曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D．恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值【答案】BD【解析】A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故A错误；B．根据两个反应得到总反应为CH4(g)＋2CO2(g)H2(g)＋3CO(g)＋H2O(g)，加入的CH4与CO2物质的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的转化率大于CH4，因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化，故B正确；C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C错误；3D．800K时甲烷的转化率为X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D正确。综上所述，答案为BD。4．（2020年天津卷）已知2+26CoHO呈粉红色，24CoCl呈蓝色，2-4ZnCl为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：2+2--2426CoHO+4ClCoCl+6HOΔH，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：以下结论和解释正确的是A．等物质的量的2+26CoHO和2-4CoCl中σ键数之比为3:2B．由实验①可推知△H0C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动D．由实验③可知配离子的稳定性：2-2-44ZnClCoCl【答案】D【解析】A．1个[Co(H2O)6]2+中含有18个σ键，1个[CoCl4]2−中含有4个σ键，等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2−所含σ键数之比为18:4=9:2，A错误；B．实验①将蓝色溶液置于冰水浴中，溶液变为粉红色，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应为放热反应，正反应为吸热反应，∆H0，B错误；C．实验②加水稀释，溶液变为粉红色，加水稀释，溶液的体积增大，[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2−、Cl−浓度都减小，[Co(H2O)6]2+、Cl−的化学计量数之和大于[CoCl4]2−的化学计量数，则瞬时浓度商化学平衡常数，平衡逆向移动，C错误；D．实验③加入少量ZnCl2固体，溶液变为粉红色，说明Zn2+与Cl−结合成更稳定的[ZnCl4]2−，导致溶液中c（Cl−）减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl4]2−[CoCl4]2−，D正确；答案选D。【点睛】本题有两个易错点：A项中[Co(H2O)6]2+中不仅有Co2+与H2O分子间的配位键，而且每个H2O分子中还有两个O—Hσ键；C项中H2O为溶剂，视为纯液体，加水稀释，溶液体积增大，相当于利用“对气体参与的反应，增大体积、减小压强，平衡向气体系数之和增大的4方向移动”来理解。5．（2020年新课标Ⅲ）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。(3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=_________(MPa)−3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。【答案】（1）1∶4变大（2）dc小于（3）39140.039或43620.390.39140.390.10.39()3等（4）选择合适催化剂等【解析】【分析】根据质量守恒定律配平化学方程式，可以确定产物的物质的量之比。根据可逆反应的特点分析增大压强对化学平衡的影响。根据物质的量之比等于化学计量数之比，从图中找到关键数据确定代表各组分的曲线，并计算出平衡常数。根据催化剂对化反应速率的影响和对主反应的选择性，工业上通常要选择合适的催化剂以提高化学反应速率、减少副反应的发5生。【详解】(1)CO2催化加氢生成乙烯和水，该反应的化学方程式可表示为2CO2+6H2⇌CH2=CH2+4H2O，因此，该反应中产物的物质的量之比n(C2H4)：n(H2O)=1：4。由于该反应是气体分子数减少的反应，当反应达到平衡状态时，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，n(C2H4)变大。(2)由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比；由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1:3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1:4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c。由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，∆H小于0。(3)原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1Mpa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为0.39，则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即0.394，二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一，即0.393，因此，该温度下反应的平衡常数42360.390.39140.10.390.393pK(MPa)−3=39140.039(MPa)−3。(4)工业上通常通过选择合适的催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生。因此，一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化剂。【点睛】本题确定图中曲线所代表的化学物质是难点，其关键在于明确物质的量的分数之比等于各组分的物质的量之比，也等于化学计量数之比（在初始投料之比等于化学计量数之比的前提下，否则不成立）。6．（2020年山东新高考）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ．2232CO(g)3H(g)CHOH(g)HO(g)1149.5kJmolHⅡ．23CO(g)2H(g)CHOH(g)1290.4kJmolHⅢ．222CO(g)H(g)CO(g)HO(g)3H回答下列问题：6(1)3Δ=H_________kJ∙mol−1。(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑmol，CO为bmol，此时H2O(g)的浓度为__________mol﹒L−1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。已知：CO2的平衡转化率=222COCO100%COnnn平衡初始初始CH3OH的平衡产率=32CHOH100%COnn平衡初始其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。A．低温、高压B．高温、低压C．低温、低压D．高温、高压【答案】（1）+40.9（2）a+bVb(a+b)(1-a-b)(3-3a-b)（3）乙p1、p2、p3T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响（4）A【解析】【分析】根据盖斯定律计算反应热；利用三个反应，进行浓度和化学平衡常数的计算；结合7图形根据勒夏特列原理考虑平衡移动的方向，确定温度和压强变化时，CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率之间的关系得到相应的答案。【详解】(1)根据反应I+II=III，则△H3=△H1+△H2=−49.5kJ∙mol−1+(−90.4kJ∙mol−1)=+40.9kJ∙mol−1；(2)假设反应II中，CO反应了xmol，则II生成的CH3OH为xmol，I生成的CH3OH为(a−x)mol，III生成CO为(b+x)mol，根据反应I：2232a-x3(CO(g)+3aH(g)CH-x)OH(g)+HO(g)a-xa-x，反应II：23x2xCO(g)+2H(g)CxHOH(g)，反应III：222CO(g)+H(g)CO(g)+HO(g)b+xb+xb+xb+x，所以平衡时水的物质的量为(a−x)mol+(b+x)mol=(a+b)mol，浓度为:-1a+bmola+bmol=LVLV；平衡时CO2的物质的量为1mol−(a−x)mol−(b+x)mol=(1−a−b)mol，H2的物质的量为3mol−3(a−x)mol−2x−(b+x)mol=(3−3a−b)mol，CO的物质的量为bmol，水的物质的量为(a+b)mol，则反应III的平衡常数为：ba+bba+b1-a-b3-3a-b1-a-b3-3a-b()VV=()()VV；(3)反应