1、专题五化学反应速率和化学平衡注意事项：1. 本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分120分，考试时间100分钟。2. 答题前，请考生务必将自己的学校、班级、姓名填写在密封线内。第卷(选择题共40分)单项选择题(本题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意)1. (2015湖北期末)一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是()混合气体的密度不再变化时容器内气体的压强不再变化时混合气体的总物质的量不再变化时B的物质的量浓度不再变化时混合气体的平均相对分子质量不再变化时v正(
2、B)=2v逆(C)时A. B. C. D. 只有 2. C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H10，反应速率v1；2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H20)，获得如下数据：时间/s020406080100c(NO2)/molL-10.000.120.200.260.300.30下列判断正确的是()A. 升高温度该反应的平衡常数K减小B. 2040 s 内，v(N2O4)=0.004 molL-1s-1C. 反应达平衡时，吸收的热量为0.3Q kJD. 100 s时再通入0.40 mol N2O4，达新平衡时N2O4的转化率增大4. 反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)，
3、2HI(g)H2(g)+I2(g)，2NO2(g)N2O4(g)在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%。若保持各自的温度不变、体积不变，分别再加入一定量的各自的反应物，则转化率()A. 均不变 B. 均增大C. 增大，不变，减少 D. 减少，不变，增大5. (2015吉林期末)一氧化碳与氢气在催化剂作用下合成甲醇的反应为CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)。在容积均为1 L的a、b、c、d、e 5个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2等量混合气体，控制温度。实验测得相关数据如下图，图1表示温度分别为T1T5的密闭容器中，反应均进行到5 min时甲醇的体积分数
4、，图2表示温度分别为300 、500 的密闭容器中，甲醇的物质的量与时间的关系。下列有关说法正确的是() 图1 图2A. K1K2B. 该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应C. 将容器c中的平衡态转变到容器d中的平衡态，可采取的措施有升温或减压D. 反应到5 min时，a、b两容器中平衡正向移动，d、e两容器中平衡逆向移动6. (2015苏州一模改编)300 时，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)+Y(g)2Z(g)H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的
5、是()A. 当v逆(X)=2v正(Z)，可以说明反应达平衡B. 反应前2 min的平均速率v(Z)=4.010-3 molL-1min-1C. 其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大D. 该反应在350 时的平衡常数大于1.447. (2015镇江一模改编)900 时，向2.0 L恒容密闭容器中充入0.40 mol乙苯，发生反应：H=a kJ mol-1。经一段时间后达到平衡，反应过程中测定的部分数据见下表：时间/min010203040n(乙苯)/mol0.400.300.24n2n3n(苯乙烯)/mol0.000.10n10.200.20下列说法正确的是()A. 反
6、应在前20 min的平均速率为v(H2)=0.008 molL-1min-1B. 保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(乙苯)=0.08 molL-1，则av(逆)8. 根据下列有关图像，说法正确的是() 2X(g)+Y(g)Z(g)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H H=-92.8kJmol-1H=-43kJmol-1 A. 由图知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的H0。在三个恒温、恒容的密闭容器中分别充入1 mol O2与2 mol Cl2，测得平衡时O2的转化率如下表。容器编号温度/容器体积/L平衡时O2转化率平衡时压强/Pa
7、200V150%p1200V270%p2350V350%p3下列说法正确的是()A. 起始反应速率：B. 平衡时压强：p1V3D. 若实验中O2和Cl2的用量均加倍，则平衡时O2的转化率小于70%10. (2015南通二模改编)在2 L的恒容密闭容器中充入A(g)和B(g)，发生反应：A(g)+B(g)2C(g)+D(s)H=a kJ mol-1，实验内容和结果分别如下表和右下图所示。下列说法正确的是()实验序号温度起始物质的量热量变化AB600 1 mol3 mol96 kJ800 1.5 mol0.5 molA. 实验中，10 min内平均速率v(B)=0.06 molL-1min-1B.
8、 上述热化学方程式中a=160C. 600 时，该反应的平衡常数是0.45D. 向实验的平衡体系中再充入0.5 mol A和1.5 mol B，A的转化率增大不定项选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项，多选时，该小题得0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的得2分，选两个且都正确的得满分，但只要选错一个，该小题就得0分)11. (2015扬州一模改编)某温度时，向2.0 L恒容密闭容器中充入0.5 mol PCl5，发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得部分数据如下，下列
9、说法正确的是()t/s050100250350n(PCl5)/mol0.50.420.410.400.40A. 100 s时，c(PCl3)=0.09 molL-1B. 保持其他条件不变，降低温度，平衡时c(PCl3)=0.045 molL-1，则该反应的H0C. 相同温度下，起始时向上述容器中充入0.25 mol PCl3、0.25 mol Cl2，达平衡时，PCl3的转化率小于80%D. 相同温度下，起始时向上述容器中充入0.20 mol PCl5、0.20 mol PCl3、0.10 mol Cl2，此时反应将向正反应方向进行12. (2015连云港三模)一定温度下(T10.60 mol
10、14. (2015盐城三模)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如右图所示。下列说法正确的是()A. 该反应的正反应为放热反应B. 压强大小关系：p1p2p3C. M点对应的平衡常数K的值约为 1.0410-2D. 在p2及512 K时，图中N点v(正)0、H2p总(状态)C. 体系中c(CO)：c(CO，状态)v逆(状态)第卷(非选择题共80分)16. (13分)(2015山西联考)近年来燃煤脱硫技术受到各界科研人员的重视，某脱硫技术涉及如
11、下反应：. CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)H1=+218.4 kJ mol-1. CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)H2=-394.0 kJ mol-1(1) 若用K1、K2分别表示反应、的化学平衡常数，则反应CaSO4(s)+2CO(g)CaS(s)+2CO2(g)的平衡常数K=(用含K1、K2的式子表示)。(2) 某温度下在一密闭容器中若只发生反应，测得数据如下：t/s010203050c(CO)/molL-131.81.20.90.9前20 s内v(SO2)=molL-1s-1，平衡时CO的转化率为。(3) 某科研小
12、组研究在其他条件不变的情况下，改变起始一氧化碳物质的量对反应的影响，实验结果如右图所示(图中T表示温度)。比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物SO2的转化率最高的是。图像中T2(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)T1，判断的理由是。17. (13分)(2015衡水联考改编)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。(1) 现有反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H”或“”或“”、“”、“0。在压强为p1时，产物水的物质的量与时间的关系如图2所示，若t0 时刻，测得甲醇的体积分数为10%，此时甲醇乙烯化的转化率为(保留三位有效数字)，若在t
13、1 时刻将容器容积快速扩大到原来的2倍，请在图中绘制出此变化发生后至反应达到新平衡时水的物质的量与时间的关系图。21. (15分)汽车尾气中的CO、NOx已经成为大气的主要污染物，使用稀土等催化剂能将CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。(1) 已知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41kJmol-1，某温度下，向容积为2L的密闭容器中充入2.0molCO(g)和2.0molH2O(g)，在tmin时达到平衡，测得放出了32.8kJ热量，则tmin内用H2表示的平均反应速率为。相同条件下，向同一密闭容器中充入1.0molCO2和1.0molH2，反
14、应达到平衡后，吸收的热量为kJ。(2) 汽车尾气中CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如右图。NO与CO混存时，相互反应的化学方程式为。1000K、n(NO)n(CO)=54时，NO的转化率为75%，则CO的转化率约为。由于n(NO)n(CO)在实际过程中是不断变化的，保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在K之间。【检测卷答案】专题五化学反应速率和化学平衡1. A【解析】在恒容条件下，气体的总体积恒定，反应体系中有固体A参与，所以气体的质量为一个变化的量，可知密度为
15、一个变化的量，当密度不变时可以看作达到化学平衡，故正确；恒温恒容，反应前后气体物质的量不变，压强为一个恒定的值，故压强不变不能说明达到平衡，故错误；反应前后气体的化学计量数相等，即该可逆反应是一个气体物质的量不变的反应，故错误；可逆反应为一个整体，B的物质的量浓度不变，则体系中其他气体的物质的量浓度均不再变化，故正确；反应体系中有固体A参与，所以气体的质量为一个变化的量，反应前后气体的化学计量数相等，说明气体总物质的量为一个恒定的量，所以M为一个变化的量，若M不变，说明已经达到平衡，故正确；当正、逆反应速率相等时，说明已经达到平衡，故正确。2. A【解析】无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，
16、反应速率均加快。3. C【解析】正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，该反应的平衡常数K增大，A错误； 2040 s内生成NO2的浓度是0.20 molL-1-0.12 molL-1=0.08 molL-1，根据化学方程式可知消耗N2O4的浓度是0.04 molL-1，则v(N2O4)=0.04 molL-120 s=0.002 molL-1s-1，B错误；平衡时生成NO2的物质的量是0.6 mol，消耗N2O4的物质的量是0.3 mol，因此反应达平衡时，吸收的热量为0.3Q kJ，C正确； 100 s时再通入0.40 mol N2O4相当于增大压强，平衡逆向移动，达到新平衡时N2
17、O4的转化率降低，D错误。4. D【解析】反应物只有一种，充入反应物，平衡移动结果等效于增大压强。5. C【解析】图2中，温度升高，甲醇的物质的量减少，平衡逆向移动，K减小，可以判断该反应为放热反应， A、B均错误；将容器c中的平衡态转变到容器d中的平衡态，需要降低甲醇的含量，平衡逆向移动，可采取升温或减压， C正确；反应进行到5 min，T3达到平衡，a、b没有达到平衡，平衡正向移动，d、e达到了平衡，D错误。6. B【解析】反应达平衡时，应该是2v逆(X)=v正(Z)，A错误；反应前2 min内，Y减少了0.04 mol，则Z增加了0.08 mol，故v(Z)=4.010-3 molL-1
18、min-1，B正确；由于该反应前后气体体积不变，再加入0.2 mol Z，达到平衡时，X的体积分数不变，C错误；由表格中的数据可知，在7 min时已经达到平衡，由此可求得平衡常数K=1.44，该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，D错误。7. C【解析】由于充入了0.40 mol乙苯，在20 min时，剩余乙苯0.24 mol，故生成的H2为0.16 mol，容器体积为2.0 L，故v(H2)=0.004 molL-1min-1，A错误；由表格中数据可看出，平衡时，乙苯的物质的量为0.20 mol，其物质的量浓度为0.1 molL-1，升高温度后其浓度变小，平衡正向移动，则该反
19、应是吸热反应，a0，B错误；恒温恒容，充入不反应的气体对平衡的移动无影响，C正确；由表格中的数据可知该反应的平衡常数K=0.1，按照D项中的数据充入时，Qc=0.15K，平衡逆向移动，v(正)，A项错误、B项正确；若V1=V3，因为该反应的正反应是吸热反应，容器中温度高，则平衡时O2的转化率要比容器中O2的转化率高，现两者转化率相等，必定容器的压强小，即容器的体积大于容器的体积，C错误；O2和Cl2的用量均加倍时，相当于增大压强，平衡正向移动，O2的转化率大于70%，D项错误。10. D【解析】由图示看出，实验在10 min时达到平衡，根据n(C)可知消耗的n(B)为0.6 mol，则v(B)
20、=0.03 molL-1min-1，A错误；因为达平衡时消耗0.6 mol B，热量变化为96 kJ，故1 mol B参与反应时的热量变化为160 kJ，由图可知，温度升高，达到平衡时n(C)0，B错误；C项相当于开始充入了0.25 mol PCl5，相当于减小压强，由于正反应是气体体积增大的反应，平衡正向移动，达到平衡时n(PCl3)0.05 mol，故其转化率小于80%，C正确；由表格中的数据可知该反应的平衡常数K=0.012 5，而D项Qc=0.05K，平衡逆向移动，D错误。12. AD【解析】在、容器中加入的物质的量相等，但容器中的温度高，故升高温度CH3OH的物质的量减小，平衡逆向移
21、动，正反应为放热反应，A项正确；容器中加入的各物质的物质的量是容器的两倍，该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，故容器中CH3OH的体积分数比容器中的大，B项错误；加入催化剂，只能加快反应速率，对转化率没有影响，C项错误；根据容器的数据可知，T1时，该反应的平衡常数K=22 500， D项中Qc=250p2p3，B项错误；根据M点甲醇的物质的量为0.25 mol可知，平衡时CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.75 molL-1、2 molL-1、0.25 molL-1、0.25 molL-1，则该反应的平衡常数K1.0410-2，C项正确
22、；在N点时，甲醇的物质的量小于平衡时甲醇的物质的量，故反应正向进行，则v(正)v(逆)，D项错误。15. BC【解析】由气体的化学计量数增大可知S0，由图可知，温度高平衡时c(CO2)小，则升高温度平衡正向移动，H0，A错误；根据图中的数据可知，c(CO2，状态)=c(CO2，状态)=0.075 molL-1，根据化学方程式可以计算出：n总气体(状态)=0.325 mol，n总气体(状态)=0.125 mol，容器的体积相等，若在相同温度下，p总(状态)2p总(状态)，再有的温度高于的温度，B正确；和时温度相同，由于该反应的正反应为气体体积增大的反应，增大压强时，平衡逆向移动，C正确；因为温度
23、越高，反应速率越快，故状态的反应速率大于状态的反应速率，D错误。16. (1) (K1K2(2) 0.0970%(3) c高于该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2高于T1【解析】(1) (+)2即可得到目标反应，因而K=(K1K2。(2) 前20 s CO的浓度减小了1.8 molL-1，根据化学方程式，SO2增加的浓度为1.8 molL-1，所以v(SO2)=0.09 molL-1s-1。起始时c(CO)=3 molL-1，平衡时c(CO)=0.9 molL-1，则转化的c(CO)=2.1 molL-1，CO的转化率为70%。(3) 起始时CO浓度越大，
24、则SO2的转化率越高，c点SO2的转化率最高。反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的体积分数减小，故T2T1。17. (1) ad0.05 molL-1min-1逆反应(2) 温度超过250，催化剂的催化效率降低增大反应压强(或增大CH4的浓度)【解析】(1) 平衡常数只与温度有关，平衡常数变大，说明降低温度，平衡向正反应方向移动，在平衡移动过程中逆反应速率先减小后增大，故选a、d。反应前后气体的物质的量差为2 mol，而容器内气体的物质的量减少了0.8 mol，可知参加反应的CO2为0.4 mol，故CO2的平均反应速率为=0.05 molL-1min-1 。 根据充入的各物质可以
25、计算出Qc=1.671，故反应逆向进行。(2) 温度超过250时，催化剂的催化效率降低，乙酸的生成速率降低。该反应是气体体积减小的反应，故增大压强或增大CH4的浓度，可使平衡正向移动，可提高该反应中CO2的转化率。18. (1) 减小(2) 80%【解析】(1) 从曲线可知的温度高，升高温度，平衡逆向移动，K减小，正反应放热。(2)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)起始/molL-1：1.04.000转化/molL-1：0.83.20.81.6平衡/molL-1：0.20.80.81.6则CO2的平衡转化率为100%=80%。根据化学方程式可以写出平衡常数表达式为K=时30
26、0时K=25，200时K=64.8，说明温度升高，K减小，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。19. (1) 吸热(2) 6.75【解析】(1) 随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，所以正反应是吸热反应。(2) 平衡时，c(CH4)=0.5molL1，所以消耗甲烷0.5mol，则生成CO0.5mol，生成氢气1.5mol，剩余甲烷和水蒸气都是0.5mol，体积为1L，所以平衡常数为=6.75。20. (1) C+H2O(g)CO+H2(2) (3) 530、0.1 MPa85.7%【解析】(1) 煤的气化是指碳与水蒸气反应生成CO和H2。(2) 反应在700时的平衡常数比500时
27、小，说明温度升高，平衡逆向移动，逆反应吸热，故的正反应是放热反应，a0；+即可得到，故c=a+b；K3=K1K2=2.51.0=2.5，此时的Qc=2.5，故反应正向进行，甲醇的生成速率大于其消耗速率。(3) 由图1可知，530、0.1 MPa时乙烯的选择性最大。设甲醇起始物质的量为x mol， 2CH3OH(g)CH2CH2(g)+2H2O(g)起始量/mol：x 00转化量/mol：3.61.83.6平衡量/mol：x-3.61.83.6则有：=10%，解得x=4.2，则甲醇的转化率为100%=85.7%。因体积变大即压强减小，平衡向右移动，导致生成水的量增大，绘制图像时应注意条件改变后水
28、的物质的量没有立即变化，重新达到平衡所需要的时间应比t0多。21. (1) molL-1min-124.6(2) 2CO+2NON2+2CO293.75%800900【解析】(1) 生成H2的物质的量为=0.8mol，v(H2)=molL-1min-1。相同条件下，向同一密闭容器中充入1.0molCO2和1.0molH2，反应达到平衡后n(H2)=0.4mol，则反应的H2为0.6mol，此时吸收的热量Q=0.6mol41kJmol-1=24.6kJ。(2) NO与CO混存时，生成氮气和二氧化碳，化学方程式为2CO+2NON2+2CO2。1000K、=54时，NO的转化率为75%，设NO的物质的量是5mol，则CO的物质的量是4mol，消耗NO的物质的量是5mol75%=3.75mol，则消耗CO的物质的量是3.75mol，所以CO的转化率为100%=93.75%。
