1、第七章化学反应速率和化学平衡第20讲化学反应速率一、选择题1.(2013河北省唐山市第一次模拟)在一密闭容器中发生反应：2X(g)Y(g)aZ(g)HQ kJmol1，开始按体积比21将X、Y充入反应器中，一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图像，下列有关说法正确的是()A图甲，P1P2，a3B图甲，T10C图乙，t1时表示恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体D图乙，如果a3，t2时表示向体系中加入了催化剂2.反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率(X)(反应物
2、的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()Av(NH3)0.010 mol/(Ls)Bv(O2)0.001 mol/(Ls)Cv(NO)0.001 mol/(Ls)Dv(H2O)0.045 mol/(Ls)3.(2013杭州七校期中联考)一定温度下，1 mol X和n mol Y在体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：X(g)Y(g)2Z(g)M(s)，5 min后达到平衡，此时生成2a mol Z。下列说法正确的是()A用X表示5 min内此反应的反应速率是(0.10.2a)mol(Lmin)1B当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态C向平衡后的体系中加入1 mol M，平衡向逆
3、反应方向移动D向上述平衡体系中再充入1 mol X，v(正)增大，v(逆)减小，平衡正向移动 4.(2013江西省赣州十一县期中)在容积为2 L的密闭容器中，有反应：mA(g) nB(g)pC(g)qD(g)，经过5分钟达到平衡，此时各物质的变化为A减少为a mol /L，B的平均反应速率vBa/15 mol/(Lmin), C增加2a/3 mol/L，这时若增加系统压强，发现A与C的百分含量不变，则mnpq为()A3122 B1322C1321 D11115.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应
4、最快的是()A10 20 mL 3 mol/L的X溶液B20 30 mL 2 mol/L的X溶液C20 10 mL 4 mol/L的X溶液D10 10 mL 2 mol/L的X溶液6.一定温度下，在2 L的密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示下列描述正确的是()A反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol/(Ls)B反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L C反应开始到10 s时，Y的转化率为79%D反应的化学方程式为X(g)Y(g)Z(g)7.(2013河北省保定市第一次模拟)甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3(aq)H
5、2O(l)HCOOH(aq)CH3OH(aq)H0。某温度下，V L溶液中各组分的起始量如下表，HCOOCH3转化率随反应时间(t)的变化如下图(假设溶液体积不变)，下列说法正确的是()组分物质的量/molHCOOCH31.00H2O1.99HCOOH0.01CH3OH0.52A温度升高，该反应的平衡常数减小B010 min，HCOOCH3的平均反应速率v0. 003 molL1min1CHCOOCH3平均反应速率先是增大，后减小，最后保持不变D80 min时，反应刚达平衡，反应物转化率保持不变8.(2013河北省衡水中学三模)在容积为2.0 L的密闭容器内，物质D在T时发生反应，其反应物和生
6、成物的物质的量随时间t的变化关系如图，下列叙述不正确的是()A从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为0.0667 mol/(Lmin) B该反应的化学方程式为2D(s)2A(g)B(g)，该反应的平衡常数为Kc(A)2c(B)C已知反应的H0，则第5分钟时图像呈现上述变化的原因可能是升高体系的温度D若在第7分钟时增加D的物质的量，则表示A的物质的量变化正确的是a曲线二、非选择题9.某合作小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。(1)该反应的离子方程式为_。(2)提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是AC。A
7、反应放热导致温度升高B压强增大C生成物的催化作用D反应物接触面积增大(3)初步探究。测定反应过程中不同时间溶液的温度，结果如下表：时间/min05101520253550607080温度/25262626262626.527272727结合实验目的和表中数据，你得出的结论是温度不是反应速率明显加快的主要原因。(4)进一步探究。查阅文献了解到化学反应的产物(含中间产物)可能对反应有催化作用，请根据以下实验设计表将实验目的补充完整：实验编号铜片质量/g0.1molL1的硝酸体积/mL硝酸铜晶体/g亚硝酸钠晶体/g实验目的520005200.5052000.5实验和探究Cu2的影响；实验和探究亚硝酸
8、根的影响第21讲化学平衡一、选择题1.(2013山西省康杰中学四校第一次联考)将4 mol A和2 mol B放入2 L密闭容器中发生反应2A(g)B(g)2C(g)H0。4 s后反应达到平衡状态，此时测得C的浓度为0.6 mol/L。下列说法正确的是()A达到平衡状态后，若温度不变，缩小容器的体积，则A的转化率增大，平衡常数增大B当c(A)c(B)c(C)212 时，该反应即达到平衡状态C达到平衡状态后，若只升高温度，则C的物质的量浓度增大D4 s内，v(B)0.075 mol/(Ls)2.将一定量的硫化铵固体置于恒容密闭容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH4H
9、S(s)NH3(g)H2S(g)，下列选项中不能用来判断该反应已达平衡状态的是()Av正(NH3)v逆(H2S)B密闭容器中混合气体的密度不变C密闭容器中的压强不变D密闭容器中氨气的体积分数不变3.(2012天津)已知2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2 mol SO2和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2；(丙) 2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是()A容器内压强p：p甲p丙2p乙BSO3的质量m：m甲m丙2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比k：k甲k
10、丙k乙D反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲Q丙2Q乙4.(2013河南省郑州市第一次模拟)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表：温度/2580230平衡常数510421.9105下列说法正确的是()A上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应B25时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常数为0.5(molL1)3C在某条件下达到平衡，测得Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol/L，则此时温度高于80D80达到平衡时，保持体积不变，往体系中充入一定量的C
11、O，再次达到平衡后CO的体积分数减小5.某恒温密闭容器中，可逆反应A(s)BC(g)Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是()A产物B的状态只能为固态或液态B平衡时，单位时间内n(A)消耗n(C)消耗11C保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向正反应方向移动D若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C，达到平衡时放出热量Q二、非选择题6.(2013年唐山市期末测试)工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下：(1)已知反应一经发生，铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式：4NH3
12、O24NO6H2O。当温度升高时，化学平衡常数值减小(填“增大”、“减小”或“无影响”)。(2)硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ/molN2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.7 kJ/molH2O(l)=H2O(g)H44.0 kJ/mol则8 g H2恰好将NO2转化成N2和H2O(l)时H1210.9 kJ/mol。(3)氨气是制取硝酸的重要原料，合成氨反应的化学方程式如下：N23H22NH3，该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是BC(填字
13、母)。A容器内N2、H2、NH3的浓度之比为132B3v正(N2)v逆(H2)C容器内压强保持不变D混合气体的密度保持不变若在恒温条件下，将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2 L固定容积的密闭容器中， 5 min后反应达平衡时，n(N2)1.2 mol，n(H2)1.2 mol，n(NH3)0.8 mol，则反应速率v(N2)0.04 mol L1min1，平衡常数0.31(保留两位小数)。若保持容器的温度和容积不变，将上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍，则平衡向右(填“向左”、“向右”或“不”)移动。7.(2013年河北省石家庄市第二次模拟)含硫化合物在工业生产中有广泛的用途。(1
14、)SO2可用于工业生产SO3。在一定条件下，每生成8 g SO3气体，放热9.83 kJ。该反应的热化学方程式为_。在500，催化剂存在的条件下，向容积为1 L的甲、乙两个密闭容器中均充入 2 mol SO2和1 mol O2。甲保持压强不变，乙保持容积不变，充分反应后均达到平衡。 .平衡时，两容器中SO3体积分数的关系为：甲乙(填“”、“T2，且正反应是吸热反应D其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且X的转化率增大4.(2013湖北省荆州市高三质量检查)可逆反应2A(g)B(g)2C(g)，根据下表中的数据判断下列图像错误的是()压强A转化率温度p1(MPa)p2(MPa)4009
15、9.699.750096.997.85.(2013年湖北八校第二次联考)随着汽车数量的逐年增多，汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，70时平衡常数为1109。下列说法正确的是()A提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂B提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或COD70时及时抽走CO2、N2，平衡常数将会增大，尾气净化效率更佳6.(2013年安徽江南十校联考)下图表示反应X(g)4Y(g)5Z(g)HH(H数值A项给出)CX(g)Y(g)Z(g)W(
16、s)H0，平衡后加入X，H增大DX(g)Y(g)Z(g)W(s)，平衡后加入少量W，X的转化率不变4.(湖北省襄阳市2013调研)尿素CO(NH2)2是首个由无机物人工合成的有机物，工业上尿素是用CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为2NH3CO2CO(NH2)2H2O，当氨碳比4，CO2的转化率随时间的变化关系如图所示，下列说法错误的是()A该反应在60 min时达到平衡状态BNH3的平衡转化率为30%C增加氨碳比可进一步提高CO2的平衡转化率DA点的逆反应速率v逆(CO2)大于B点的正反应速率v正(CO2)5.已知可逆反应X(g)Y(g)Z(g)(未配平)。温度为T0时，在容积固定
17、的容器中发生反应各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是()A发生反应时，各物质的反应速率大小关系为：v(X)v(Y)2v(Z)B图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%CT0时，该反应的平衡常数为33.3D该反应正反应的反应热HP2，增加压强Z的体积分数减小，平衡逆向移动，此时平衡是向气体分子总数减小方向移动，因此a3，A错；根据甲图像，压强相同时，T1T2，升高温度Z的体积分数减小，平衡逆向移动，此时平衡向吸热方向移动，因此逆反应吸热，Q0，B错；从图像乙中看出，t1时刻，逆反应速率大于正
18、反应速率，平衡逆向移动，但温度压强不变，改变因素必为浓度，逆反应速率明显大于正反应速率，故应是增大Z的浓度，C正确；a3，则反应前后气体分子总数不变，若增大压强，正逆反应速率增大，但平衡不移动，符合乙图像，故D错。2C3.B4.A5B解析：在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度，X浓度越大，反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为50 mL，所以X的物质的量最大，浓度就最大。通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且最大，但B中温度更高，因此B的反应速率最快。本题若没有看清楚题目实质，仅仅
19、从选项的表面看X浓度的大小及反应温度的高低来判断反应速率的快慢，则会错选C。6C解析：各物质相关物理量的变化如下表：XYZ物质的量变化/mol1.200.410.791.000.210.791.5801.58浓度变化/mol/L0.3950.3950.79反应速率/mol/(Ls)0.03950.03950.079反应速率之比112化学方程式为：X(g)Y(g)2Z(g)。7C8D解析：从反应开始到第一次达到平衡时，A物质增加了0.4 mol，则A的平均反应速率为0.0667 mol/(Lmin)，A正确；平衡时D减少了0.4 mol，A增加了0.4 mol，B增加了0.2 mol，即D、A、
20、B的变化量之比是221，所以该反应的化学方程式为2D(s)2A(g)B(g)，该反应的平衡常数表达式为Kc(A)2c(B)，B正确；如果正反应是吸热反应，则升高温度平衡向正反应方向移动，因此符合图中变化趋势，C正确；D是固体，改变固体的质量，平衡不移动，则表示A的物质的量变化正确的是b曲线，D不正确，答案选D。9(1)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(2)AC(3)温度不是反应速率明显加快的主要原因(4)Cu2亚硝酸根第21讲1D解析：平衡常数只与温度有关系，选项A不正确；平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，选项B不正确；升高温度平衡向逆反应方向进行，C的
21、浓度减小，选项C不正确；C的浓度为0.6 mol/L，则B的浓度变化为0.3 mol/L，所以B物质的反应速率是0.3 mol/L4 s0.075 mol/(Ls)，答案选D。2D3B解析：甲和丙容器内的平衡是完全相同的平衡(等同平衡)，各物理参数除热量都相同。甲和乙的比较可用下图处理帮助理解p甲2m乙，k甲k乙，Q丙197Q甲，Q甲不等于Q乙，所以选B。4D5.B6(1)4NH3O24NO6H2O减小(2)1210.9 kJ/mol(3)BC0.04 mol L1min10.31向右解析：(1)注意氨的催化氧化反应的条件和配平，由反应现象可知该反应为放热反应，升高温度，化学平衡常数将减小。(
22、2)根据盖斯定律，由2(2)得4H2(g)2NO2(g)=N2(g)4H2O(l)H1210.9 kJ/mol。(3)根据化学方程式中N2和H2的计量关系，3v(N2)v(H2)时，正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态；该反应在反应前后气体分子数发生了变化，故当压强不变时，说明反应达到平衡状态。根据N2 3H22NH3转化/mol0.4 1.20.8平衡/mol1.2 1.20.8v(N2)0.04 molL1min1。根据平衡常数表达式知0.31。7(1)2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)H196.6 kJ/mol.810(2)MgSO4H2O2MgSO4MgOSO38(1)酸性4
23、(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ/molab(3)4106温度升高，反应速率加快，平衡右移该反应是焓增，熵减的反应，任何温度下均不能自发进行2CO2NO2CO2N2第22讲1C解析：A是改变温度使平衡发生移动的现象；B不同温度下水的电离平衡常数不同，温度升高促进水的电离，电离平衡常数增大；D是浓度改变，使平衡发生移动。C是加入催化剂，只改变反应速率。2A3.B4D解析：此反应为放热反应，温度越高反应物A的转化率越低；另外由反应方程式前的系数212，此反应为体积缩小的反应，增加压强平衡向正向移动，因此分析表格数据可得p2p1。A项，升高温度A的转化率减小；B项，
24、p2p1，增大压强平衡正向移动，C的百分含量增大；C项，升高温度平衡逆向移动，但是正逆反应速率均增大；D项，p2p1，增大压强平衡正向移动，v正v逆，答案选D。5A6C解析：本题考查了化学反应速率和化学平衡的相关知识。A项，该反应前后气体体积不变，压缩体积，平衡不移动，但气体浓度变大，颜色加深；B项，升高温度时，正、逆反应速率均增大；C项，当X和Y按化学计量数之比投料时，平衡时二者的转化率相等；D项，由于不知道平衡时Y的浓度，所以即使能计算出Y消耗的浓度，也不能计算出起始时Y的物质的量浓度，故本题应选C。7B8(1)2H2H1(2)T1T2区间，化学反应未达到平衡，温度越高，反应速率越快，所以
25、CO2被捕获的量随温度的升高而提高。T4T5区间，化学反应已到达平衡，由于正反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2的捕获(3)降低温度；增加CO2浓度(或压强)(4)BD第23讲1B解析：根据化学反应的能量判据和熵判据：GHTS，综合分析A错误，B正确。2A3D解析：A中1 mol SO2与1 mol O2反应后，没有说明SO3的状态，故A错。B中表示2 mol SO2完全反应放出的热量，故H12H，即H1H。C中平衡后加入X，由于没有说明是在恒温恒容条件下，还是恒温恒压条件下，故平衡移动方向不能确定，H也就不能确定。故正确的选项是D。4D5.C6(1)2I(aq)O
26、3(g)2H(aq)=I2(aq)O2(g)H2O(l)H1H2H3(2)K(3)H被消耗，其浓度降低Fe2Fe3可以将I直接氧化成I2，使溶液中c(I2)增大，促使I2(aq)I(aq)I(aq)的平衡右移BC(4)(I)0.55103 molL1s1。解析：本题考查了盖斯定律、化学平衡常数、化学平衡的移动以及化学反应速率的计算等知识。(1)根据题给信息，总反应为O3氧化I生成I2，将所给的三个反应：可得O3(g)2I(aq)2H(aq)=O2(g)I2(aq)H2O(l)HH1H2H3。(2)根据化学反应方程式写出平衡常数表达式。(3)该反应消耗H，随反应进行c(H)浓度降低，pH升高。由
27、题图可知，Fe3将I氧化成I2的同时自身被还原成Fe2；Fe3能氧化I生成I2，从而提高I的转化率。I2(g)的不断生成增加、c(I)减小都会使c(I)减小。(4)318 s内，(I)0.55103 molL1s1。7(1)be(2)温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)增大反应物接触面积，使反应更充分H2S2FeCl3=2FeCl2S2HCl2Fe22H2Fe3H2解析：(1)R为4价，位于第3周期，应为Si元素，同理M为Al元素。常温下铝与Fe2O3不反应，与Na2CO3也不反应；(2)K。温度越高，反应速率越快，反应物的转化率越高，与平衡转化率差距越小，所以离得近。FeCl3具有强氧化性，能够氧化H2S：2FeCl3H2S=2FeCl2S2HCl。该逆流原理与浓硫酸中SO3的吸收相类似，气体从下端通入，液体从上端喷，可以增大气液接触面积，反应充分。从图可知电解过程中从左池通入的Fe2生成Fe3(阳极反应)，循环使用；而另一电极产生的则为H2(阴极反应)。故电解总的离子方程式为：2Fe22H2Fe3H2。