1、第9章化学平衡第一节化学反应速率1决定化学反应速率的根本因素是()A温度和压强B反应物的浓度C参加反应的各物质的性质 D催化剂的加入解析：选C。物质的性质才是决定化学反应速率的主要因素。2(2011年云南昆明高三教学质量检测)下列关于化学反应速率的说法正确的是()A化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加B化学反应速率为0.8 mol/(Ls)是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol/LC根据化学反应速率的大小可以知道化学反应的快慢D对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显解析：选C。纯液体和固体无浓度可言，故A说法错误。反应速率是指单位时间内浓
2、度的变化量，B错误。化学反应速率是用来衡量反应快慢的物理量，C项正确。并非速率快现象就明显，D说法错误。3在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知2v(B)3v(A)、3v(C)2v(B)，则此反应可表示为()A2A3B=2C BA3B=2CC3AB=2C DAB=C解析：选A。本题考查反应速率与方程式中化学计量数的关系v(A)v(B)v(C)232，所以A正确。4(2011年四川成都高三诊断检测)当其他条件不变时，在10 以某物质表示的反应速率为3 molL1s1，已知温度每升高10 反应速率变为原来的2倍，则温度为50 时，该反应的速率是()A
3、48 molL1s1 B36 molL1s1C24 molL1s1 D12 molL1s1解析：选A。由题意知：温度由10 50 ，反应速率为原来的24倍，即3 mol/(Ls)2448 mol/(Ls)。5(2011年湖北黄冈中学高三模拟)在一定温度下，密闭容器内进行如下反应：3Fe(s)4H2O(g)=Fe3O4(s)4H2(g)下列判断正确的是()A保持体积不变，增加Fe的量，反应速率加快B将容器的体积缩小一半，反应速率加快C保持体积不变，充入Ne使体系压强增大，反应速率加快D保持压强不变，充入Ne使容器的体积增大，反应速率不变解析：选B。本题考查浓度与反应速率的关系。由于固体的浓度为常
4、数，增加铁的量，反应速率几乎无影响；容器体积缩小，相当于增大气体的浓度，反应速率加快；体积不变的情况下，充入不参与反应的气体，反应物和生成物的浓度不变，速率不变；压强不变，充入不参与反应的气体使体积增大，由于反应物和生成物的浓度减小，速率减小。6在恒温恒容条件下，能使 A(g)B(g) C(s)D(s)正反应速率增大的措施是()A减少C或D的浓度 B增大D的浓度C减小B的浓度 D增大A或B的浓度解析：选D。在恒温恒容条件下，正反应速率取决于反应物的浓度。A.减小C或D的浓度，正反应速率不变；B.增大D的浓度，正反应速率不变；C.减小B的浓度，正反应速率减小；D.增大A或B的浓度，都会使正反应速
5、率增大。7(2011年贵州遵义高三第一次模拟)酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应的化学方程式为2KMnO43H2SO45H2C2O4=K2SO42MnSO410CO28H2O，不能使反应速率加大的措施是()A增大酸性高锰酸钾溶液的浓度B增大草酸溶液的浓度C增大压强D升高温度解析：选C。该反应在溶液中进行，与压强无关。8在2 L密闭容器中，发生3A(g)B(g)=2C(g)的反应，若最初加入A和B都是4 mol，A的平均反应速率为0.12 mol/(Ls)，则10秒钟后容器中B的物质的量为()A2.8 mol B1.6 molC3.2 mol D3.6 mol解析：选C。由v(A)0.12 mol/
6、(Ls)可知v(B)0.04 mol/(Ls)，所以10 s反应的B的物质的量为：n(B)0.041020.8 (mol)。故容器中B的物质的量为：40.83.2 (mol) 。9反应A(g)3B(g) 2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是()Av(A)0.15 molL1min1Bv(B)0.60 molL1min1Cv(C)0.40 molL1min1Dv(D)0.45 molL1min1解析：选D。对同一化学反应而言，可以用不同的物质表示其速率，比较化学反应进行的快慢时需用同一种物质表示不同条件下的反应速率，其计算依据是不同物质表示的反应速率之比等
7、于各物质的化学计量数之比。根据：v(A)v(B)v(C)v(D)1322，转化为用A的浓度变化表示的反应速率为：A项v(A)0.15 molL1min1；B项v(A)0.20 molL1min1；C项v(A)0.20 molL1min1；D项v(A)0.225 molL1min1。故反应速率的快慢顺序为DCBA。故选D。10(2011年甘肃玉门高三第一次模拟)对 于 可 逆 反 应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，若其他条件都不变，只是在反应前是否加入催化剂，可得到两种v-t图象如图所示：如下关系正确的为() a1a2a1a2b1b2b1t2t1t2两图中阴影部分面积相等上图阴影部分
8、面积更大A BC D解析：选A。本题考查化学反应速率和化学平衡，题较难。催化剂只能改变化学反应速率，但不能使平衡发生移动，因此a1a2，b1t2，对；图中阴影部分为物质的量浓度的变化，两种条件下所达平衡等效，因此浓度变化相等，对。11现将0.40 mol A气体和0.20 mol B气体充入10 L的密闭容器中，在一定条件下使其发生反应生成气体C，其物质的量的变化如图：(1)若t110 min，则0至t1时间内C物质的平均反应速率为_；该反应在t2时达到平衡，其化学方程式为_。(2)据图中曲线变化情况分析，t1时刻改变的反应条件可能是_(填编号)。A加入了催化剂 B降低了反应温度C向容器中充入
9、了C D缩小了容器体积解析：(1)由图可知，010 min时间内C物质增加了0.10 mol，则v(C)1.0103 molL1min1，t2时刻反应达到平衡，n(A)n(B)n(C)(0.400.10) mol(0.200.10) mol(0.200) mol312，对于该反应来说，容器的体积相同，反应时间相同，则速率之比等于物质的量的变化之比也等于化学计量数之比，即方程式为3A(g)+B(g) 2C(g)。(2)由图可知，t1时刻后，A、B的物质的量减少加快，C物质的量增加加快，说明化学反应的速率加快，加入催化剂，缩小容器体积(增大压强)均可加快反应速率，A、D正确；降低温度，速率减小，B
10、错；向容器中充入C，C的物质的量在t1时刻必变大，速率虽然能加快，但不符合图象，C错。答案：(1)1.0103 molL1min13A(g)+B(g) 2C(g)(2)AD12下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/ molL1V(H2SO4) /mL溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.
11、150203410090.10丝1.150304440分析上述数据，回答下列问题：(1)实验4和5表明，_对反应速率有影响，_反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_(填实验序号)。(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_(填实验序号)。(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_，其实验序号是_。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 )相近，推测其原因：_。解析：(1)对比实验4和5，其反应条件的区别为金属的状态，实验4为丝状，实验5为粉末状。这说明固体反应物的表面积对反应速率有影响。从金属消失的时间可看出，固体反应物表面积越大，反应速率越快。能表明同一规律的实验
12、还有1和2。(2)观察表中数据可看出实验1、3、4、6、8及实验2、5所选择的实验条件仅是反应物浓度不同，能表明反应物浓度对反应速率产生影响。(3)观察6、7及8、9实验，可见本实验中影响反应速率的因素还有温度。(4)因为所有反应中，金属质量和硫酸溶液体积均相等且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值相近。答案：(1)固体反应物的表面积表面积越大1和2(2)1、3、4、6、8或2、5(3)反应温度6和7或8和9(4)因为所有反应中，金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量， 产生热量相等，所以溶液温度变化值相近13一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图
13、所示：(1)从反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为_，X的物质的量浓度减少了_，Y的转化率为_。(2)该反应的化学方程式为_。(3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图象如图所示：则下列说法符合该图象的是_(填编号)。At1时刻，增大了X的浓度Bt1时刻，升高了体系温度Ct1时刻，缩小了容器体积Dt1时刻，使用了催化剂解析：(1)分析图象知：c(Z)0.79 molL1，v(Z)0.079 molL1s1。c(X)0.395 molL1。Y的转化率(Y)100%79.0%。(2)由各物质转化的量：为0.79 mol，Y为0.79 mol，Z为1.58 mol 。
14、可知方程式中各物质的化学计量数之比为112。则化学方程式为X(g)Y(g) 2Z(g)。(3)由图可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度，升高体系温度不会同等程度地改变正、逆反应速率。A、B错误。由(2)中的解析可知，该反应的化学方程式为X(g)Y(g) 2Z(g)，缩小容器体积，增大压强，可同等程度地增大正、逆反应速率，C正确。D使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。答案：(1)0.079 molL1s10.395 molL179.0%(2)X(g)+Y(g) 2Z(g)(3)CD14(2011年广西柳州高三第一次模拟)把0.6 mol X气体和0.6
15、 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：2X(g)Y(g)=nZ(g)2W(g)。2 min末已生成0.2 mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.1 molL1min1。计算：(1)前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率；(2)2 min末时Y的浓度；(3)化学方程式中n值是多少？解析：(1)用W的浓度变化表示的反应速率为：v(W)0.05 molL1min1因为X与W的化学计量数相同，所以v(X)0.05 molL1min1。(2)2 min末生成0.2 mol W，则消耗0.1 mol Y，故2 min末Y的浓度为0.25 molL1。(3)，解得
16、n4。答案：(1)0.05 molL1min1(2)0.25 molL1(3)4第二节化学平衡及其应用1在恒温恒容的密闭容器中进行的气体反应：H2(g)Br2(g) 2HBr(g)，能说明反应已达平衡状态的是()A容器内混合气体颜色不随时间改变而改变BH2、Br2的反应速率相等C容器内的压强不随时间改变而改变D混合气体的密度不随时间改变而改变解析：选A。该反应为反应前后气体体积不变的反应。所以，反应过程中压强、密度始终不变，H2和Br2的反应速率也始终相等。22SO2(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增加该反应的正反应速率而不改变逆反应速率
17、B增大反应体系的压强，反应速率一定增大C进入接触室的SO2和空气必须进行净化，且该反应不需要在高压下进行D该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间解析：选C。催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，A错；如果充入“惰性气体”导致反应体系压强增大，反应速率不变，B错；降低温度使反应速率减慢，延长到达平衡的时间，D错；只有C项正确。3在密闭容器中进行如下反应：H2(g)I2(g) 2HI(g)，在温度T1和T2时，产物的量与反应时间的关系如下图所示。符合图示的正确判断是()AT1T2，H0BT1T2，H0CT1T2，H0 DT1T2，H0解析：选D。本题主要考查化学平衡图象知识。先看横、纵坐
18、标的含义，其次要看拐点。由“先拐先平”知T2T1，且T2温度下平衡时HI的量少，故温度升高反应向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，H0。4(2011年重庆南开中学高三模拟)对于aA(g)+bB(g) cC(g)的平衡体系，加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大，下列说法正确的是()Aabc，正反应放热 Babc，正反应吸热Cabc，逆反应放热 Dabc，正反应吸热解析：选B。反应前后气体的质量不变，加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大，说明加热时气体向物质的量减小的方向移动，故若abc，正反应吸热；abc，正反应放热；abc，不符合题意。B项正确。5(2011年广西南宁高三阶段考试)在
19、373 K时，把0.5 mol N2O4通入体积为5 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2 s时，NO2的浓度为0.02 molL1。在60 s时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是()A前2 s以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 molL1s1B在2 s时体系内的压强为开始时的1.1倍C在平衡时体系内含N2O4 0.25 molD平衡时，N2O4的转化率为40%解析：选B。N2O42NO2起始(mol) 0.5 0转化(mol) 0.05 0.0252 s时(mol) 0.50.05 0.025v(N2O4)0.005 molL1s1气
20、体总的物质的量为：05 mol0.05 mol0.02 mol/L5 L0.55 mol2 s时的压强与开始时之比为p2sp始0.550.51.11。60 s 达到平衡时，设有 x mol N2O4反应。则有 N2O42NO2起始(mol) 0.5 0转化(mol) x 2x60 s时(mol) 0.5x 2x平衡时气体总的物质的量为0.5 molx mol2x mol(0.5x)mol，所以有1.6，解得x0.3。平衡体系中含0.2 mol N2O4，N2O4的转化率为：100%60%。6(2011年云南昆明高三第一次模拟)恒温、恒压下，1 mol A和1 mol B在一个容积可变的容器中发
21、生如下反应：A(g)2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成a mol C，则下列说法中正确的是()A物质A、B的转化率之比为12B起始时刻和达平衡后容器中混合气体密度相等C当v正(A)2v逆(C)时，可断定反应达到平衡状态D若起始时放入3 mol A和3 mol B，则达平衡时生成 3a mol C解析：选D。本题考查化学平衡中平衡状态的判断，转化率及等效平衡问题。该反应是一个气体体积减小的反应，反应条件是在恒温恒压下，A项物质A、B的转化率之比与n和a有关；B项起始时刻密度小于达平衡后容器中混合气体密度；C项应为当2v正(A)v逆(C)时，可断定反应达到平衡状态；D项为等效平衡。7将
22、2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)。达到平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol/L，下列叙述错误的是()Aa的值为2B平衡时X的浓度为0.2 mol/LC平衡时Y的转化率为60%D平衡时Z的体积百分含量为20%解析：选B。本题考查化学平衡的有关计算，中等难度。由题意知生成Q的物质的量为0.8 mol，与生成Z的物质的量相等，由转化的物质的物质的量之比等于化学计量数之比得a2，A正确；X反应了0.4 mol，Y反应了1.2 mol，平衡时X的浓度为0.8 mol/L，Y的转化率为60%，所以B错误，C正确；平
23、衡时总物质的量为4 mol，所以平衡时Z的体积百分含量为20%，D正确。8(2011年湖北华师一附中高三月考)某温度下在容积为2 L的密闭容器中，发生2X(g)Y(g)2W(g)的反应，当充入1 mol X和1 mol Y，经20 s达到平衡时生成了0.4 mol W。下列说法正确的是()A若升高温度，W的体积分数减小，则该反应H0B以Y的浓度变化表示的反应速率为0.01 molL1s1C在其他条件不变的情况下，增加1 mol X，则X和Y的转化率均提高D增大压强正反应速率增大，逆反应速率减小，则平衡向正反应方向移动解析：选A。若升高温度，化学平衡向吸热的方向移动，W的体积分数减小，说明逆反应
24、为吸热反应，故正反应为放热反应，即H0。9.对于达到平衡的可逆反应：XY WZ，其他条件不变时，在t时刻增大压强，正、逆反应速率(v)变化的情况如图所示。下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是()AW、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体BX、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体CX、Y或W、Z中均只有一种为气体DX、Y均为气体，W、Z均为液体或固体解析：选B。本题涉及平衡状态的判断，利用速率图象来进行反应中各组分状态的判断；解决问题的方法是利用勒夏特列原理。由图象可以看出正逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，说明增大压强平衡正向移动，所以推出左边气体分子数多于右边气体分子数，即
25、X、Y均为气体，W或Z中有一种是非气体，故B正确。10(2011年河北正定中学高三月考)对于可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)；H0，下列研究目的和图示相符的是()AB研究目的压强对反应的影响温度对反应的影响图示CD研究目的平衡体系增加N2对反应的影响催化剂对反应的影响图示解析：选C。压强越大，反应速率越大，达到平衡所需时间越短，且平衡正向移动，NH3的体积分数越大，A项错误；升高温度，平衡逆向移动，N2的转化率减小，B项错误；向平衡体系中加入N2，正反应速率突然增大，逆反应速率逐渐增大，C项正确；使用催化剂，反应速率增大，达到平衡的时间减少，D项错误。11在一定温度下，向一个容积不
26、变的容器中，加入3 mol SO2和2 mol O2及固体催化剂，发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)；H196.6 kJmol1。平衡时容器内气体压强为起始时的90%。(1)加入3 mol SO2和2 mol O2发生反应，达到平衡时，放出的热量为_。(2)保持温度不变，在相同的容器中将起始物质的物质的量改为 a mol SO2、b mol O2、c mol SO3(g)(c0)，欲使平衡时SO3的体积分数为，O2的体积分数为，则：达到平衡时，(1)与(2)放出的热量_(填编号)。A相等B前者小于后者C前者大于后者 D无法确定a、b、c必须满足的关系是_(一个用a、c表示，另一个
27、用b、c表示)。解析：(1)2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)nH 1 mol196.6 kJ(32)mol10%x解得：x98.3 kJ所以，放出的热量为98.3 kJ。(2)对于(1)，平衡时SO3的体积分数为：，O2的体积分数为：，与(2)相同，故为等效平衡，但(1)中开始n(SO3)0，(2)中开始n(SO3)0。由于反应前后气体分子数不相等，且定温、定容，若开始反应，则应为完全相同的起始量，有ac3，b2。答案：(1)98.3 kJ(2)Cac3，b212(2011年广西桂林高三第一次模拟)将 1 mol Br2(g)和2 mol H2(g)置于某2 L密闭容器中，在一定温度下
28、发生反应：Br2(g)H2(g)2HBr(g)；H0。30 s后达到平衡，其中HBr的体积分数(HBr)随时间变化如图曲线()所示：(1)达平衡时，用Br2(g)表示的化学反应速率是_。(2)若改变反应条件，在甲条件下(HBr)的变化如图中曲线()所示，在乙条件下(HBr)的变化如图中曲线()所示，则甲条件可能是(填入下列条件的编号，下同)_，乙条件可能是_。A恒温条件下，缩小反应容器体积B恒温条件下，扩大反应容器体积C恒容条件下，升高温度D恒容条件下，降低温度E恒温、恒容条件下，加入适当催化剂F恒温、恒容时充入氩气(3)若保持温度不变，在另一相同的2 L密闭容器中加入 a mol Br2(g
29、)，b mol H2(g)和c mol HBr(g)，发生反应达到平衡时，HBr的体积分数仍为0.60，则a、b、c的关系是：c_(用含有a和b的代数式表示)。解析：(1)从图象中可以看出达平衡时，HBr的体积分数为0.6，据阿伏加德罗定律知HBr的物质的量为(12)mol0.61.8 mol，故消耗Br2为1.8/20.9 mol，即v(Br2)0.015 molL1s1。(2)由曲线可知化学平衡没有移动，与曲线相比只是缩短了到达化学平衡的时间，由于此反应属于反应前后气体体积不变的反应，故甲条件可能为A、E。曲线与曲线相比：一方面延长了达到化学平衡的时间，另一方面HBr体积分数增大，化学平衡
30、正向移动，由于正反应为放热反应，故乙条件可能为D。(3)本题属于恒温恒容下的等效平衡问题Br2(g)H2(g)2HBr(g)120极限折算依题意，必有，解得c2b4a。答案：(1)0.015 molL1s1(2)AED(3)2b4a13在一定条件下，将2 mol A和2 mol B混合于容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)。2 min末反应达到平衡状态时，生成0.8 mol D，同时测得C的浓度为0.4 molL1。请填写下列空白：(1)x_；用D的浓度变化表示的化学反应速率为_。(2)A的平衡浓度为_，B的转化率为_。(3)如果增大体系的压强，则平衡
31、体系中C的体积分数将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行，起始时加入C和D各 mol，要使平衡时各物质的体积分数与原平衡时完全相同，则还应加入_物质_mol。解析： (1)生成0.8 mol D，同时测得0.8 mol C，所以x2，v(D)0.2 mol(Lmin)1。(2)达到平衡时消耗的A为1.2 mol，A平衡时的浓度为0.4 molL1，达到平衡时反应的B为0.4 mol，B的转化率为20%。(3)该反应为体积不变的反应，所以压强的改变不影响平衡移动，即C的体积分数不变。(4)考查等效平衡，把C、D完全转化为A为2 mol，B为 mol
32、，所以为了保持A、B比例关系为11，应再加入B为 mol。答案：(1)20.2 mol(Lmin)1(2)0.4 molL120%(3)不变(4)B14将 1 mol CO和1 mol H2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：COH2O(g)CO2H2，此时有一半的CO转化为CO2。(1)该平衡混合物中CO2的物质的量分数为_。(2)温度不变的条件下向该平衡体系中再充入一定量的氩气，CO的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)温度不变的条件下向该平衡体系中再充入1 mol CO2和1 mol H2，则达新平衡时CO2的物质的量分数为_。(4)若在相同条件下，开始时
33、向容器中充入1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O，则达到平衡时，混合物中CO2的物质的量分数可能是下列各值中的_(填编号)。A16.67% B27.55%C33.3% D36.8%解析：化学平衡的计算常规方法为三段式法，即寻找起始量、转化量、平衡量。COH2OCO2H2起始量(mol)110 0转化量(mol)1/21/21/21/2平衡量(mol)1/21/21/21/2(1)故该平衡混合物中CO2的物质的量分数为100%25%。(2)恒温恒容，向平衡混合气体中通入与反应无关的气体，平衡不移动，即本题CO的转化率不会改变。(3)向平衡体系中再充入1 mol CO2和1 mol H2，相当于再充入 1 mol CO和1 mol H2O (g)，由于本反应为等化学计量数反应，故平衡不移动，则达到平衡时CO2的物质的量分数仍为25%。(4)COH2OCO2H201111200采用极端假设法：极端假设法1：平衡不移动，则CO2的物质的量分数0.5/3100%16.67%极端假设法2：平衡移动彻底，则CO2的物质的量分数1/3100%33.3%故所求的CO2的物质的量分数应介于二者之间。答案：(1)25%(2)不变(3)25%(4)B
