1、专题测试(六)化学反应速率与化学平衡1. 有某可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)，如图表示外界条件(温度、压强)的变化对上述反应的影响。下列判断正确的是()Aabc时，y轴表示平衡混合气中C的体积分数Bab0时，y轴表示达到平衡时B的转化率DH0时，y轴表示达到平衡时C的浓度答案B解析ab0，升高温度，则平衡右移，反应物A、B的转化率升高，C的浓度增大。2下列说法正确的是()A在温度、压强一定的条件下，焓变和熵变共同决定一个化学反应的方向B温度、压强一定时，放热的熵增加反应不一定能自发进行C自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应D凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应
2、都是非自发的答案A解析焓变和熵变是一定温度、压强下化学反应能否自发进行的复合判据，A正确，C不正确；放热反应的H0，则HTS0，反应一定能自发进行，B不正确；放热反应常常是自发的过程，吸热反应有些也是自发的。3化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志。常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：2NO(g)N2(g)O2(g)K1110302H2(g)O2(g)2H2O(l)K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g)K341092下列说法正确的是()A常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1c(N2)c(O2)B常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值为51080C
3、常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2D以上说法都不正确答案C解析K1；常温下，水分解产生O2，是H2和O2化合生成H2O的逆反应，因此其平衡常数的数值应为K2的倒数，即51082；由于三个反应都在常温下进行，根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2。4一定温度下，在密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法不正确的是()物质XYZW初始浓度/molL10.50.500平衡浓度/molL10.10.10.40.4A反应达到平衡时，X的体积分数为10%B该温度下反应的平衡常数K
4、16C保持温度不变增大压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动D若X、Y的初始浓度均为0.8 molL1，则相同条件下达到平衡，W的浓度为0.64 molL1答案C解析根据表中所给数据，可得反应方程式为X(g)Y(g)Z(g)W(g)，反应达到平衡时，X的体积分数为100%10%，A正确；K16，B正确；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，增大压强正、逆反应速率都增大，但平衡不移动，C错误；设达平衡时W的浓度为c molL1(0c0.8)，则16，解得c0.64，D正确。5N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。当反应达到平衡时，下列措施能提高N2转化率的是()降温恒压通入惰性气体增加N2
5、的浓度缩小体积增大压强AB CD答案A解析该反应为放热反应，降低温度平衡右移，N2的转化率增大，正确；恒压下通入惰性气体，相当于减小压强，平衡左移，N2的转化率减小，错误；增加N2的浓度，H2的转化率增大，但N2的转化率减小，错误；该反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡右移，N2的转化率增大，正确。本题选A。6已知反应：2NO(g)Br2(g)=2NOBr(g)的活化能为a kJ/mol，其反应机理如下：NO(g)Br2(g)=NOBr2(g)慢NO(g)NOBr2(g)=2NOBr(g)快下列有关该反应的说法正确的是()A反应的速率主要取决于的快慢B反应速率v(NO)v(NOBr)2v(
6、Br2)CNOBr2是该反应的催化剂D该反应的焓变等于a kJ/mol答案B解析A项，反应速率的快慢主要取决于慢反应的速率；B项，反应速率之比等于化学计量数之比，根据总反应式知v(NO)v(NOBr)2v(Br2)；C项，NOBr2是反应的生成物，是反应的反应物，是中间产物，不是催化剂；D项，a kJ/mol是总反应的活化能，不是焓变。7下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A反应ClOH2OHClOOH，通入二氧化碳气体，溶液的漂白性增强B合成氨工业上采用高温条件下反应C为了增大汽水中二氧化碳的溶解量，采用加压方式D对于反应H2(g)Br2(g)2HBr(g)Hp1CX点对应的平衡常数为0.
7、5DX、Y、Z三点对应的初始反应速率的关系为ZYX答案C解析在同一压强下，升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，因此该反应属于放热反应，A正确。对该反应，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，对比X、Y两点可知，压强：p2p1，B正确。因为该反应在反应前后气体分子数不相等，容器的体积未知，所以无法计算反应的平衡常数，C错误。X、Y、Z三点中，Z点的温度最高、压强最大，所以Z点初始反应速率最快；X、Y两点的温度相同，但Y点的压强大于X点，所以Y点的初始速率大于X点，综上可知X、Y、Z三点对应的初始反应速率关系为ZYX，D正确。10合成氨的热化学方程式为N2(g)3H2
8、(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。现将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充入一容积为2 L的密闭容器中，在500 下进行反应，10 min时达到平衡，NH3的体积分数为，下列说法中正确的是()A若达到平衡时，测得体系放出9.24 kJ热量，则H2反应速率变化曲线如图甲所示B反应过程中，混合气体的平均相对分子质量为M，混合气体的密度为，混合气体的压强为p，三者关系如图乙所示C如图丙所示，容器和达到平衡时，NH3的体积分数均为，则容器放出热量与容器吸收热量之和为92.4 kJD若起始加入1 mol N2和3 mol H2，在不同条件下达到平衡时，NH3的体积分数变化如图丁所
9、示答案C解析A项，氢气是反应物，开始充入氢气，达到平衡之前，氢气的反应速率逐渐减小，图甲错误。B项，由知，气体总质量不变，容器容积不变，气体密度始终保持不变；根据M，气体总质量不变，气体总物质的量逐渐减小，平均相对分子质量逐渐增大至不变时达到平衡状态；温度和体积不变时，气体压强与气体物质的量成正比，所以气体压强逐渐减小至不变时达到平衡状态，图乙错误。C项，NH3的体积分数相等，说明容器和容器中反应达到相同的平衡状态，所以容器中反应放出的热量和容器中反应吸收的热量之和等于92.4 kJ，C项正确。D项，合成氨是放热反应，其他条件相同时，缩小体积或升高温度均能使反应到达平衡的时间缩短，而且升高温度
10、，氨的体积分数减小，图丁错误。11T 时，在初始体积为1 L的两个密闭容器甲(恒容)、乙(恒压)中分别加入0.2 mol A和0.1 mol B，发生反应2A(g)B(g)xC(g)，实验测得甲、乙容器中A的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是()Ax可能为4BM为容器甲C容器乙达平衡时B的转化率为25%DM的平衡常数大于N答案D解析其他条件相同，压强越大，反应越先达到平衡，根据题图知，增大压强，A的平衡转化率减小，即平衡向逆反应方向移动，故x3，x可能为4，A项正确；该反应为气体分子数增大的反应，则恒容容器中的压强大于恒压容器中的压强，故M为容器甲，B项正确；从图像可以看出容器乙
11、达平衡时A的转化率为25%，由于起始时A、B按照化学计量数之比进行投料，故平衡时B的转化率也为25%，C项正确；化学平衡常数只与温度有关，由于甲、乙容器温度相同，故M、N的平衡常数相等，D项错误。12t 时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)B(g)C(s)H0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是()At 时，该反应的平衡常数值为4Bc点没有达到平衡，此时反应向逆向进行C若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于t Dt 时，直线cd上的点均为平衡状态答案C解析A项，平衡常数K0.25，错误；B项，分析图像可知，c点浓度商Qc”“
12、”“”或“”)。若平衡时温度不变，再向容器中充入少量的N2O5气体，达到新平衡时N2O5的转化率会_(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(1)N2OH2OHN2OOH(2)2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H1074.2 kJ/mol(3)AC(4)1减小解析(1)由于Na2N2O2溶液中滴加酚酞，溶液变红，即溶液呈碱性，所以是N2O发生了水解：N2OH2OHN2OOH。(2)由2可得：2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)，再由盖斯定律可求算出该反应的反应热H2(533.0 kJ/mol)(8.2 kJ/mol)1074.2 kJ/mol。(3)
13、A项，该反应是反应前后气体分子数之和不等的反应，所以总压强保持不变可作为反应达平衡的判断依据，正确；B项，容器中气体的质量和容器的体积均不变，即容器内气体密度始终不变，故不符合题意；C项，方向相反、速率比等于化学计量数之比，则正反应速率与逆反应速率相等，故可表明达到平衡状态；D项，物质的浓度之比是否等于化学计量数之比与平衡无关，若一直保持该比例则可说明反应达平衡状态，故不符合题意。(4)由图像可知随着温度的升高，N2O5浓度先变小后逐渐变大，说明从T2 K时反应才达平衡，达平衡后，随着温度的升高，N2O5浓度逐渐增大，即平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，即H0；由于N2O5浓度由1 mol/
14、L减少到0.5 mol/L，所以达平衡时：c(N2O5)0.5 mol/L、c(NO2)1 mol/L、c(O2)0.25 mol/L，则化学平衡常数K1。T3 K温度下d点未达平衡状态，即N2O5浓度继续增大，所以平衡逆向移动，即v正v逆。温度不变再充入N2O5相当于压缩体积增大压强，平衡逆向移动，则N2O5平衡转化率减小。16据报道，常温、常压、光照条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，生成的主要产物为NH3，相应的热化学方程式为2N2(g) 6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)H1530.0 kJmol1。目前工业合成氨的原理是N2 (g)3H2(g)2NH
15、3(g)H93.0 kJmol1。回答下列问题：(1)写出表示氢气燃烧的热化学方程式：_。(2)在恒温恒容密闭容器中进行的工业合成氨反应，下列能表示达到平衡状态的是_(填序号)。A混合气体的压强不再发生变化B混合气体的平均相对分子质量不再发生变化C三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比D单位时间内断开3a个HH键的同时形成6a个NH 键E反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化(3)在一定温度下，向容积不变(始终为10 L)的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2及固体催化剂。10 min后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80%，10 min 内用氮气的浓度表示的化学反应速率为_，平衡时氮气的转化率为_。则该温度下反应的平衡常数K_(计算结果可用分数表示)。(4)原料气H2可通过反应CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)获取，已知该反应中，当初始混合气中的恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示：图中，两条曲线表示压强的关系是：p1_p2(填“”“p3；D项，121，而23，所以131。综上分析可知，D正确。