1、题组19化学反应速率与化学平衡综合一、单项选择题1.在373 K时,把0.1 mol N2O4气体通入体积为1 L的恒容密闭容器中,立即出现红棕色。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。下列说法错误的是()A.压缩容器,颜色加深B.在平衡时体系内含N2O4 0.04 molC.以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.001 mol/(Ls)D.平衡时,如果再充入一定量N2O4,则可提高N2O4的转化率答案DN2O4(g) 2NO2(g)起始时物质的量(mol) 0.1 0变化的物质的量(mol) x 2x平衡时物质的量(mol) 0.1-x 2x在恒温恒容条件下,气
2、体的压强与气体的总物质的量成正比,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,则:0.1+x0.1=1.6,解得:x=0.06。A项,压缩容器,反应物和生成物浓度均增大,此时平衡逆向移动,但根据勒夏特列原理,此时容器内气体颜色比原平衡状态的深;B项,由上述分析可知,平衡时体系内含N2O4 0.04 mol;C项,以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.06 mol1 L60 s=0.001 mol/(Ls);D项,平衡时,如果再充入一定量N2O4,相当于增大压强,化学平衡逆向移动,N2O4的转化率降低。2.乙烯在催化剂的作用下可发生氧化反应,其反应机理为PdCl2+C2H
3、4+H2O Pd+2HCl+CH3CHO,Pd+2CuCl2 PdCl2+2CuCl,4CuCl+4HCl+O2 4CuCl2+2H2O,下列说法错误的是()A.催化剂加快反应速率的原理是通过改变反应路径降低了活化能B.该催化氧化反应的总化学方程式是2C2H4+O2 2CH3CHOC.该催化氧化过程可在无水条件下进行D.CuCl2和PdCl2的混合溶液可作为该反应的催化剂答案CA项,催化剂可以改变反应路径,与反应物形成活化中间配合物,而路径又与活化能有关,活化能Ea=活化中间配合物的能量-反应物的平均能量,催化剂改变路径使这个能量差变小,即活化能降低;B项,根据反应机理,PdCl2和CuCl2
4、为该反应的催化剂,将反应机理合并可得,该催化氧化反应的总化学方程式是2C2H4+O2 2CH3CHO;C项,根据反应机理PdCl2+C2H4+H2O Pd+2HCl+CH3CHO,该催化氧化过程有水参与反应;D项,根据反应机理,PdCl2和CuCl2为该反应的催化剂。3.830 时,在一个密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),平衡常数K=1。某时刻测得容器内各物质的量分别为1.0 mol CO,3.0 mol H2O(g),1.0 mol CO2和1.0 mol H2,此时正、逆反应速率的大小关系为()A.v正=v逆B.v正v逆C.v正v逆D.无法确定答案BC
5、O(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),平衡常数K=1。某时刻测得容器内各物质的量分别为1.0 mol CO,3.0 mol H2O(g),1.0 mol CO2和1.0 mol H2,设容器体积为V L,此时Qc=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=1.0 molVL1.0 molVL1.0 molVL3.0 molVL=13v逆。4.一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、,在中充入1 mol CO和1 mol H2O,在中充入1 mol CO2和1 mol H2,
6、在中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是()A.容器、中正反应速率相同B.容器、中反应的平衡常数相同C.容器中CO的物质的量比容器中的少D.容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于1答案DA项,两个容器中平衡建立的途径不相同,无法比较正反应速率大小;B项,、两个容器恒容绝热,反应物的量不同,反应的热效应不同,所以平衡常数不同;C项,由于正反应是放热反应,容器中反应从正向开始,随着反应的进行温度在升高,会使平衡逆向移动,抑制了CO的转化,容器中反应从逆向开始,随着反应的进行温度在降低,会使平衡正向移动,促进了CO的转化,因此容器中
7、CO的转化率比容器中的小,平衡时容器中CO的物质的量比容器中的多;D项,如果温度相同时,容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和等于1,因为容器绝热,容器中所达到的平衡状态,相当于在容器中的基础上降低温度,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率比两容器相同温度时容器中CO2的转化率低,所以容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于1。5.一定温度下,在固定容积的密闭容器中,存在可逆反应:mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:体系的压强不再发生变化,体系的密度不再发生变化,各组分的物质的量浓度不再改变,各组分的质量分数不再改变,反应速
8、率vBvCvD=npq,其中,能说明反应已达到平衡的是()A.只有 B.只有C.只有D.答案B如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,则体系的压强始终不变,所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态,故错误;A是固体,反应前后混合气体的质量不相等,容器的体积不变,若体系的密度不变,说明混合气体的总质量不再随时间变化而变化,此时反应达到平衡状态,故正确;各组分的物质的量浓度不再改变,说明该反应达到平衡状态,故正确;反应达到平衡状态时各组分的物质的量不再改变,各组分的质量分数不再改变,故正确;A是固体,浓度变化为0,不能用A表示反应速率,且反应速率之比等于化学计量数之比,在反应时的任何时刻都
9、正确,因此当反应速率vBvCvD=npq时,不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误。6.高温下,某反应达到平衡,平衡常数K=c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是()A.该反应的焓变为正值B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小C.升高温度,逆反应速率减小D.该反应的化学方程式为CO+H2O CO2+H2答案A由平衡常数的表达式可得,该反应的化学方程式为CO2+H2 CO+H2O。A项,由题意知,温度升高,H2浓度减小,说明平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,故该反应的焓变为正值;B项,恒温恒容下,增大压强,H2浓度不一定减小;
10、C项,升高温度,正、逆反应速率都会增大;D项,该反应的化学方程式为CO2+H2 CO+H2O。二、不定项选择题7.已知一定温度下合成氨的反应:N2+3H2 2NH3(每生成2 mol NH3放出92.4 kJ的热量),在恒温、恒压的密闭容器中进行如下实验:通入1 mol N2和3 mol H2,达平衡时放出热量为Q1,通入2 mol N2和6 mol H2,达平衡时放出热量为Q2,则下列关系正确的是()A.Q2=2Q1=184.8 kJB.Q10.5Q2C.Q1Q2184.8 kJD.Q2=2Q1184.8 kJ答案CD热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJ
11、/mol,表示一定条件下,1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)放出的热量是92.4 kJ。已知该反应为可逆反应,反应物不能完全反应,所以通入1 mol N2和3 mol H2,达平衡时放出的热量Q192.4 kJ;恒温、恒压下,反应前后气体的物质的量发生变化,与中n(N2)n(H2)=13,二者为等效平衡,反应物的转化率相同,中参加反应的n(N2)是中的2倍,所以Q2=2Q1184.8 kJ或Q1Q2184.8 kJ。8.当反应:Cl2(g)+S(s) SCl2(g)达到平衡后,缩小容器体积,此时反应速率的变化情况是()答案A容器体积缩小,压强会增大,则正、逆反应速率都增大,反应Cl2(g)+S(s) SCl2(g)的特点是反应物气体的化学计量数之和等于生成物气体的化学计量数之和,减小体积,平衡不移动,即正反应速率和逆反应速率同等程度增大。
