2020高中化学专题14速率计算专练教师版

1、专题14速率计算专练1 .研究CO2与CH4反应使之转化为 CO和H2,对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义(1)在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)=F2CO(g)+2H 2(g) AH,测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示在压强为P4、1100c的条件下，该反应5min时达到平衡点 X,则用CO表示该反应的速率为mol L-1 min-1.【答案】0.032【解析】由图1可知，压强为P4、1100c的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为 80%,甲烷的浓度0.08mof/

2、L变化量为0.1mol/L >80%=0.08mol/L,故v(CH 4)=5加打=0.016mol/(L?min)，根据速率之比等于化学计量数之比，所以 v(CO)=2v(CH 4)=2 x 0.16mol/(L?min)=0.032mol/(L?min),故答案为：0.032.2 .用Cl2生产含氯有机物时会产生HCl,利用如下反应可实现氯的循环利用.4HCl(g)+O 2(g)=2Cl 2(g)+2H 2O(g)+Q(Q>0)在2L密闭容器中进行该反应，在不同时间测得实验数据如下表：物质物质的量(mol)时间HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl 2(g)0min41002m

3、in1.20.31.43min1.20.31.44min1.00.351.5(1)计算02min内Cl2的平均生成速率 .该反应合适的温度范围是380440 C ,选择该温度范围可能的原因是：加快反应速率； 【答案】0.35mol/(L?min)催化剂活性较高【解析】(1)据化学反应速率定义，02min内v(C12)=v(H2O)=出乂 2m出=0.35mol/(L min).主要从反应速率和化学平衡角度选择反应的合适温度范围，化工生产中常用催化剂，必须考虑其活性温度.3 .研究煤的合理利用及C02的综合应用有着重要的意义.请回答以下问题：合成甲醇在恒温2 L容积不变的密闭容器中，充入lmol

4、C02和3molH2,发生反应：C02 (g) +3H2 (g) 1= CH30H (g)+H20 (g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化( p后/p前)如下表：时间/h123456p后/p前0.900.850.820.810.800.80(1)反应前1小时内的平均反应速率v(H2)为 mol/(L h),该温度下C02的平衡转化率为 ,【答案】0.340%(1)化学反应:【解析】2C02 (g) +6H2 (g) =C2H4 (g) +4H20 (g) n (开始)/mol 11h/molx3x n/moly3y在1h时气体的总物质的量n=1-x+3-3x+x+x=(4-2x)mol,开

5、始时总物质的量为4mol,根据P后/P前=(4-2x)/4=0.90,解得 x=0.2mol,所以 H2 改变的物质的量为 3>.2mol=0.6mol,V (H2) = c/At=0.6mol/2L/1h=0.3mol/ (L h),在平衡时气体的总物质的量n=1-y+3-3y+y+y=(4-2y)mol,开始时总物质的量为 4mol,根据P后/P前=(4-2y)/4=0.80,解得y=0.4mol,所以C0的平衡转化率为 0.4mol/1mol M00%=40%,故答案为：0.3,40%.4 .大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)之后才能排放(1)汽车排

6、气管上的催化转化器，发生上述的CO将NO2还原为单质反应.在一定温度下，将一定量的CO和NO2充入2L固定容积的容器中，回答以下问题：能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母标号).A.2v 正(NO2)=v 逆(N2)B .混合气体的平均相对分子质量保持不变C.气体总压强不再变化D . AH保持不变E.混合气体的密度不再变化从反应开始到 5min,生成了 0.08mol N 2,则 5min 内 v(CO)=mol ?_1?min-1.()2()25 i/min【答案】BC 0.032【解析】(3)A.反应2NO2(g)+4CO(g) ? N2(g)+4CO2(g)中，若2V正(NO2)=v逆

7、(N2),说明正反应速率和逆反应速率不相 等,不能说明反应达到平衡状态，故A错误；B.混合气体的质量和始终不变，气体的总物质的量不确定，则混合气体的相对分子质量为变量，当容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应达到平衡状态，所以B选项是正确的；C.在恒温、恒容条件下，反应2NO2(g)+4CO(g) ? N2(g)+4CO2(g)进行过程中气体总物质的量不断变化，压强也在变化，当容器内混合气体的压强保持不变，说明达到平衡状态，所以C选项是正确的；D.反应热大小只与起始和终止状态有关，A H保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；E.混合气体的质量和体积始终不变，则容器内混合气

8、体的密度保持不变，无法根据密度判断是平衡状态，故E 错误.因此，本题正确答案是：BC;2NO2(g)+4CO(g)=N 2(g)+4CO2(g),从反应开始到 5min,生成了 0.08mol N 2,O.OOmof x 4, 2L则 5min 内 v(CO)= 5小出=0.032mol 7L-1?min-1；因此，本题正确答案是：0.032.5 .节能减排措施是我国 十一五”期间提出的政策措施(1)汽车尾气的排放是大气污染物的重要来源，其中含有NO气体.根据资料显示用活性炭还原法可以处理氮氧化物，某研究小组向固定容积的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO发生反应C(s)+2NO(g) =CO2

9、(g)+N2(g) H= - 574kJ mo1,并在温度T时将所测反应数据制成下表:(min )01020304050xo1.000. 520、360. 36也54(X 54co：00. 240. 320. 320. 480.4800.240. 320.320.0. 480至U 10min内,NO的平均反应速率 v(NO)=mol- L 1 min下列数据不再变化可表示该反应达到平衡的是 .a.容器内压强b.混合气体的平均摩尔质量c.混合气体的密度【答案】0.048 bc(2)0 到 10min 内,NO 的浓度从 1mol L 1 降低到了 0.52mol L 1,降低了 0.48mol

10、L-配 0A8mol/L7甘=一= -=11, M 10m中，答案为 0.048；容器内发生的反应为C(s)+2NO(g) =CO2(g)+N 2(g),a.C是固体，反应前后气体的物质的量不变.在相同条件下，物质的量之比等于压强之比，气体的物质的量不变，则压强一直都没有变，因此a不能说明反应已经达到平衡；b. 黏思由于C是固体，气体的总质量发生变化，所以平均摩尔质量发生变化，当它不变的时候，说明平 衡,b符合要求；c V ,由于C是固体，气体的总质量发生变化，所以密度发生变化，当它不变的时候，说明平衡,c符合要求.答案为bc.6 .研究化学反应能量变化、化学反应速率和化学反应限度，在实际工业

11、生产和生活中有着重要的意义.回答 卜列问题:HCN(g)+3H 2 (g) H>0(1)工业上利用氨气生产氢氟酸(HCN)的反应为：CH4(g)+NH 3(g)其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件 X变化的关系如下图所示.X代表白是 (填温度”其他条件一定，向2L密闭容器中加入nmolCH4和2molNH3,平衡时NH3体积分数随n变化的关系如下图所示.若反应从开始到a点所用时间为10min,该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为 ;该温度 下,b点的平衡常数为%/演事总及*一 N【答案】压强 0.025mol L-1 min-13/16【解析】(1)根据图示,X越大转化

12、率越小，平衡逆向移动，该反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，增大压强，平 衡逆向移动，故答案为：压强.设10min时，反应的氨气的物质的量为x,CH4(g)+NH 3(g)HCN(g)+3H 2(g)开始(mol)2200反应(mol)xxx3xa 点(mol)2-x2-xx3x贝U (2-x)/(2-x+x+3x)100%=30%,解得 x=0.5mol,v (CH4)= c/At=0.5mol/2L/10min=0.025mol L-1 min-1,此时 c (HCN) =0.5mol/2L=0.25mol/L,c (力)=0.5mol 3/2L=0.75mol/L,c (CH4) =c

13、 (NH3) = (2-0.5) mol/2L=0.75mol/L,平衡常数只与温度有关 ，所以 Ka=Kb=c (HCN) c3 (H2) /c (CH4) c (NH3) =0.25 p.75)3/0.75 0.75=3/16，故 答案为：0.025mol L-1 min-1,3/16.7 .氮、硫的化合物合成、应用以及对环境的影响一直是科学界研究的热点焦炭催化还原SO2生成S2,化学方程式为：2c(s)+2SO2(g)?S2(g)+2CO2(g),在恒容容器中,1 mol/LSO2与足量的焦炭反应，SO2的转化率随温度的变化如图所示.若700c发生该反应，经3分钟达到平衡，计算0 3分钟

14、v(S2)=mol?L-1?min-1,该温度下的平衡常数为若该反应在起始温度为700c的恒容绝热容器中进行，达到平衡时SO2的转化率 90%(填 斗”、2”或“=”)下列说法一定能说明该反应达到平衡状态的是 A.焦炭的质量不再变化时8 .CO2、SO2的浓度相等时C.SO2的消耗速率与 CO2的生成速率之比为 1:1D.容器的总压强不再变化时【答案】0.1536.45 v AD【解析】(1)从图中可看出 SO2的转化率为90%时达到平衡状态，则根据可逆反应2C(s)+2SO;(g)S2(g)+2COXg)起始浓度(mol/U100转化浓度(mol/L)090.450.9平衡浓度(mol/IJ

15、0.1045MAc则 v(S2) = A* = 0.15 mol?L-1?min-10.45md/£ X (O.lrnu/L)2= 36.45,故答案为：0.15; 36.45；eg力匚町)2，该温度卜的平衡常数K=匚(皿)由图象可知，温度超过700C,SO2的转化率降低，说明平衡向逆向移动，即该反应为放热反应，所以在起始温度为700c的恒容绝热容器中进行，随着反应的进行，容器的温度会高于 700C,则达到平衡时SO2的转化率v 90%,故答案为：<反应式 2c(s)+2SO2(g)?S2(g)+2CO2(g),则A.焦炭的质量不再变化时，说明反应达到动态平衡,A项正确；B.C

16、O2、SO2的浓度相等时，不能说明浓度保持不变，则无法证明反应达到平衡状态臼项错误；C.SO2的消耗速率与 CO2的生成速率均表示正反应速率，所以不能说明反应达到平衡状态,C项错误；D.反应体系是气体体积增大的反应，则容器的总压强不再变化时，能说明反应达到平衡状态,D项正确；故答案为AD.8.工业上制备丙烯的方法有多种，具体如下(本题丙烯用C3H6表示)：(1)以丁烯(C4H8)和乙烯(C2H4)为原料反应生成丙烯(C3H6)的方法被称为 烯歧化法”，反应为：件C4H8(g)+C2H4(g)2c3H6(g) AH>0一定温度下，在一体积恒为VL的密闭容器中充入一定量的C4H8和C2H4,

17、发生烯煌歧化反应.I .该反应达到平衡的标志是 a.反应速率满足：2v生成(C4H8)=v生成(C3H6)b.C4H8、C2H4、C3H6的物质的量之比为 1:1:2c.混合气体的平均相对分子质量不再改变d.C4H8、C2H4、C3H6的浓度均不再变化n .已知tmin时达到平衡状态，测得此时容器中 n(C4H8)=mmol,n(C 2H4)=2mmol,n(C 3H6)=nmol,且平衡时 C3H61的体积分数为.该时间段内的反应速率v(C4H8)=mol/(L min).(用只含m、V、t1的式子表示).此反应的平衡常数K=.m【答案】ad 2"】0.5【详解】(1)I. a.根

18、据方程式可知：2v消耗(C4H8)=v生成(C3H6),现在反应速率满足 2v生成(C4H8)=v生成(C3H6),说明v消耗(C4H8)二 v生成(C4H8),反应处于平衡状态，a正确；b.C4H8、C2H 4、C3H 6的物质的量之比与开始时加入的各种物质的物质的量多少一个，所以平衡时物质的量关系不一定符合1:1:2，因此不能据此判断反应是否为平衡状态,b错误；c.反应在恒容密闭容器内进行，反应前后气体的物质的量及质量不变，所以任何情况下气体的平均相对分子质量都不改变，不能据此判断平衡状态，c错误；d.若C4H8、C2H4、C3H6的浓度均不再变化，说明反应处于平衡状态，d正确；故合理选项

19、是ad；1 n _ 1II.平衡时 n(C3H6)=nmol,n(C 4H8)=mmol,n(C 2H4)=2mmol,平衡时 C3H6 的体积分数为.则植 + m + 2m 4，解 nmolA c VL n m得n=m.从反应开始至平衡，v(C3H6)= & t -加一位1 一也1 mol/(L ?min),根据方程式可知v(C 4H 8)=4(C 3H6)= *" imol/(L 如in);该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以它们的浓度比等于二者的物质的量的比，则此反应的平衡常匚跖)_储数 k= X 勿=0.5.9 .废气”的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题

20、，CO、SO2、NO2是重要的大气污染气体.(1)用纳米铁可去除污水中的NO3-,反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2+NH4+3H2O；相同温度下纳米铁粉去除不同水样中的NO3-的速率有较大差异，下表中I和H产生差异的原因可能是 ; n中。20mim内用NO3-表示的平均反应速率为 mol?L-1?min-1.反应时间/min010203040Ic (NO3-) /10-4mol?L-183.21.60.80.64nc (NO3-) /10-4mol?L-1 (含少量 Cu2+)80.480.320.320.32【答案】Fe与置换出的Cu构成原电池，加快NO3-的去除速率3

21、.84 M0-5【解析】(1)反应II中含有少量的铜离子，与铁粉发生置换反应，铁粉与铜粉和电解质溶液构成原电池 ，加快铁粉的反 应速率，反应II速率加快；v=?c/?t= (8-0.32) X10-4/20=3.84俅-5mol/ (L?min),答案为：Fe与置换出的Cu 构成原电池，加快NO3-的去除速率；3.84 M0-5.10 .氮和碳的化合物在生产生活中应用广泛(1)用焦炭还原NO的反应为：2NO(g)+C(s) - N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为 400C、400C、TC)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n (N

22、O)随反应时间t的变化情况如下表所示：t/min04080120160n (NO)(甲容器)/mol2.001.501.100.800.80n (NO)(乙容器)/mol1.000.800.650.530.45n (NO)(丙容器)/mol2.001.451.001.001.00该反应为 (填放热"或吸热”)反应.乙容器在200min达到平衡状态，则0200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=.【答案】 放热 0.003mol?L 1?min 1【解析】(1)根据比较甲容器和丙容器中的数据，丙容器中先达到平衡，则说明丙容器中温度高，平衡时丙容器中NO 的物质的量高于

23、甲容器，说明温度升高平衡向逆方向移动，所以该反应是放热反应；根据2NO(g)+C(s) =N2(g)+CO2(g),前后气体体积不变，相同温度下，甲与乙为等效平衡，故乙平衡时NO的物质的量为甲平衡时的一半，即为0.4mol,则0-200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率(1 -0.4 v(NO)= '=0.003mol?L 1?min 1,故答案为：放热； 0.003mol?L 1?min 1.11 .超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层.科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2淇反应为：2NO + 2CO= 2CO2+ N2.假设常温下在

24、恒容的密闭容器中发生上述反应,试解答下列问题：(1)为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某科学家在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：时间(s)012345c(NO)(mol?L 1)1.00 10 34.50 10 42.50 10 41.50 10 41.00 10 41.00 10 4c(CO)(mol?L 1)3.60 10 33.05 10 32.85 10 32.75 10 3X2.70 10 3从表中数据分析可知: X =mol L 1 ；前 2s内的平均反应速率 v(N2)=mol L -1 s 1 ；该温度下反应的

25、平衡常数K =.【答案】2.70 >10 31.88 10 45000 或 5000 L mol 1【解析】(1)参加反应的 NO、CO的比为1:1,根据表格数据，4s内消耗NO 0.9X10 3 mol L1,消耗CO的浓度也为 0.9 10 3 mol L 1,所以 4s 时 CO 的浓度 X=3.60 M0 30.9 X0 3=2.70 10 3mol L 1 ； 前 2s 内c(NO)=0.75 X10 3mol L 1,根据方程式 c(N 2)=0.375 10 3mol L 1,v(N2)= 0.375 10： 3mol L1 s=1.88 10 4 mol L 1 s 1；

26、反应在4s时达到平衡，2NO + 2CO 2CO2 +N2开始 1.00 M0 3 3.60 10 3 00转化 0.9 X0 3 0.9 10 3 0.9 10 30.45 10 3平衡 0.1 >10 32.7 10 3 0.9 10 3 0.45 10 3(0.9 X10 X 045 X 10K =5000 L mol1'=112.运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义I. CO 还原 NO 的脱硝反应：2CO(g) + 2NO(g)2CO2(g) + N2(g) AHII. T C时,在刚性反应器中发生如下反应：CO(g)

27、 + NO2(g)CO2(g) + NO(g),化学反应速率v =kPm(CO)Pn(NO2),k为化学反应速率常数.研究表明，该温度下反应物的分压与化学反应速率的关系如下表所示:kPa¥ kPa a102030100.0 IS0.027工0O.01S0Q36O.OJ4O.OJ70.0540.01(3)若反应初始时 P(CO)=P(NO2)=a kPa,反应t min时达到平衡，测得体系中P(NO)=b kPa,则此时v=kPa s-1 (用含有a和b的代数式表示，下同)，该反应的化学平衡常数 Kp= (Kp是以分压 表示的平衡常数).也【答案】9X10-5(a-b)2【解析】CO(

28、g) I NO2(g)二 CO>(g) + NCXg)起始(kPa) a a 00II . (1)转化(kPii) X X X X平衡(kPa) (a-b)(a-b) X=b X=b则Kp= 9 .切根据表格中数据，带入此式,v =k Pm(CO)Pn(NO2),可求出k= v / Pm(CO)Pn( NO2)=0.009/(10 10)=9 X0-5，所以 t min 时 v =9 M0-5(a-b)2, 叽故答案为：9X10-5(a b)2; 9-b产13 .碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在.回答下列问题：(1)利用CO可以将NO转化为无害的N2淇反应为：2NO(g)+2CO(g)

29、N2(g)+2CO2(g),向容积均为IL的甲、乙、丙三个恒温(反应温度分别为 300C、TC、300C)容器中分别加入相同量 NO和CO,测得各容器 中n(CO)随反应时间t的变化情况如下表所示：t/min04080120160n(CO)(甲容器)/mol2.001.501.100.800.80n(CO)(乙容器)/mol2.001.451.001.001.00n(CO)(丙容器)/mol1.000.800.650.530.45甲容器中，040min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=.该反应的 H 0 (填">戢“<j .甲、丙容器达到平衡时，CO的转化率

30、为“甲)”乙)(填“>：&”")【答案】0.0125mol/(L min) <>【解析】(1)甲容器中，040min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=v(CO)= c/At=(2.00mol-1.5mol ) + 1L+40min=0.0125mol/(L?min)；故答案为:0.0125mol/(L?min).根据甲乙容器可知，乙容器在80min达到平衡，甲容器在120min达到平衡，故乙容器的温度高于甲容器，温度高CO的平衡浓度大，平衡逆向移动，所以该反应属于放热反应,H<0；故答案为：<.甲容器达到平衡时,CO的转化率为(2.

31、00-0.80) /2.00 100%=60% ；乙容器达到平衡时CO的转化率为(2.00-1.00) /2.00 100%=50%;所以 CO 的转化率为 a 甲)> a 乙),故答案为：>.14 .游离态氮称为惰性氮，游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化，在氮的循环系统中，氮的过量活化”则活化氮开始向大气和水体过量迁移，氮的循环平衡被打破，导致全球环境问题.I .氮的活化也4% 10 13 万J 23 独 J5 KJ 时间Wtnm)0, (1工业合成氨是氮的活化重要途径之一，在一定条件下，将N2和H2通入到体积为0.5L的恒容容器中，反应过程中各物质的物质的量变化如右图所示：(

32、1) 10min内用NH3表示该反应的平均速率,v (NH3)=(2)下列说法能说明该可逆反应达到平衡状态的是 (填字母).A.容器中气体密度不变B.容器中压强不变C.3V(H2)正=2v(NH3)逆D. N2、H2、NH 3分子数之比为1:3:2【答案】0.02mol L-1 min-1 B【解析】0.11 .(1) 10min内用NH 3表示该反应的平均速率，v (NH3) =&=】。出也=0.02mol L;1 min-1；答案：0.02mol L-1 min-1.m(气序)总2 2) A.容器中气体密度= y，根据质量守恒定律，气体总质量是定值，又因为恒容，所以密度在反应过程中

33、始终是定值，不可作为是否达到平衡状态的依据,A错误；B. T、V一定时反应正向进行，气体的物质的量一直减少，压强在减小，当容器中压强不变时，化学反应达到平衡状态，B正确；C.正逆反应速率比不等于化学计量数之比，并未达到平衡,C错误；D.平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故N2、H2、NH 3的分子数之比为1： 3:2不能作为判断是否达到平衡状态的依据,D错误；答案：B.I 5.目前 对碳、氮及化合物白研究备受关注.已知：II 2C(s)+2NO(g) -,N2(g)+2CO(g)' =-414.8kJ/molIII 2CO(g)+O 2(g)i；2CO2 (g)

34、=-566kJ/molIV I.2CO(g)+2NO(g) - -"N2(g)+2CO2 (g)-；- =-759.8kJ/mol回答下列问题：(1) TiC时，向刚性容器中充入 2 mol NO和2 mol CO,发生反应出.5 min时达到平衡状态，测得容器中n(N2)=0.8 mol、c(CO2)=0. 32 mol/L.05 min内，用NO表示的反应速率 v(NO)=反应进行到2 min时,v正(CO) v逆(CO2)(填“ >"或<.=：)若升高温度，容器内气体压强 (填 增大"减小“或 不变”，原因为 .【答案】0.064 mol L-1

35、 min-1> 增大升高温度，容积不变，压强增大(或反应III为气体体积分数减小的放热反应，温度升高，平衡逆向移动，气体总的物质的量增大，压强增大)【解析】(1)因反应为 2CO(g)+2NO(g) uiN2(g)+2CO2 (g),反应的 NO 的浓度Ac(NO) = " c(CO2)=0. 32 mol/L-0NINO)儿mol/L = 0. 32 mol/L,所以 v(NO)= 似 = 5m出 =0.064 mol L-1 - min-1, 故答案为：0.064 mol L-1min-1;依据题意可知，反应进行到2 min时,还未达到平衡，该反应向正向移动，则v正(CO)

36、 > v (CO2), 故答案为：> ;反应III为气体体积分数减小的放热反应，温度升高，平衡逆向移动，气体总的物质的量增大，则压强增大，即升高温度容积不变，压强增大，故答案为：增大；升高温度，容积不变，压强增大(或反应III为气体体积分数减小的放热反应，温度升高，平衡逆向移动，气体总的物质的量增大).16.绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、NO2-、碳氢化合物大气污染物和水污染物的处理对建 设美丽中国具有重要意义.(1)污染性气体 NO2与CO在一定条件下的反应为 ：2NO2+4CO= 4CO2+N2 H=-1200kJ/mol.某温度下，在2L密闭容器中充入 0.

37、lmolNO 2和02m1CO,此时容器的压强为1个大气压，5秒时反应达到平衡 时,容器的压强变为原来的29/30,则反应开始到平衡时 NO2的平均反应速率v(NO2)=mol/(L s). 若容器中观察到 ,可判断该反应达到平衡状态； 能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动的是 .A.及时分离出CO2B.适当升高温度C.减小容器体积使体系压强增大D.选择高效催化剂【答案】0.002体系内颜色不再发生变化B【解析】(1)设达到平衡时 CO的浓度改变x,则：2NO2 + 4CO 4CO2 + N2起始(mol):0.10.200改变(mol)：x 2x 2x 1/2x平衡(mol)：0

38、.1-x0.2-2x 2x 1/2xx0.02(0,1 - x) + (0.2 2x) + 2x + H 2 295故UJ + 0.2=3°,解得 x=0.02,v(NO 2)= = =0.002mol/(L s);若容器中观察到体系内颜色不再发生变化，可判断该反应达到平衡状态；A.及时分离出CO2可使平衡向正向移动，反应速率不会增大，选项A错误;B.适当升高温度，可增大反应速率，此反应是吸热反应，升温逆向移动，选项B正确；C.减小容器体积使体系压强增大，平衡向气体物质的量减小的方向移动，即正向移动，选项C错误；D.选择高效催化剂，只改变反应速率，对平衡没有影响，选项D错误；答案选B

39、.17.将0.40 mol N2O4气体充入2 L的恒容密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g) A师TiC和T2c时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示：TiC,4080 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为 mol/(L s). AH 0(填“>：'"<或“=”.)【答案】0.00125>【解析】(1)TiC时,40s80s内二氧化氮的物质的量从0.40mol变为0.60mol,则用二氧化氮表示该时间段的平均反0.60mol -0.40mol2LL应速率为：v(NO 2)=4cllt =0.0025mol/ ( L?s),化学反应速率

40、与化学计量数成正比 ，则v(N2O4)=v(NO 2)=0.00125mol/ ( L?s);根据图象曲线变化可知，TlC时反应速率大于 T2C,则温度大小为：TlC>T2C,而在T2c达到平衡时二氧化氮的物质的量小于 TiC,说明升高温度，平衡向正反应方向移动，则该反应为吸热反应,H>0.18.氮的氧化物是造成大气污染的主要物质.研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义.请回答下列问题：(1)一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入 0.40molN2O4，发生反应：N2O4(g尸=2NO2(g),一段时间后达到平衡，测得数据如下:时间/s20406080100c(NO2)

41、/(mol/L)0.120.200.260.300.30 040s 内,v(NO 2)=.升高温度时，气体颜色加深，则上述反应是 (填 放热"或 吸热”反应.该温度下反应的化学平衡常数K=.【答案】0.005mol/(L与 吸热 1.8【解析】OJOmol/L(1)40s内用二氧化氮表示的平均反应速率v(NO2)=4加 =0.005mol/(L合)；升高温度时，气体颜色加深，由于二氧化氮有色气体，N2O4为无色，说明c(NO2)浓度增大，N2O4(g尸=2NO2(g)平衡正向进行，由于升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应；一定温度下，在2L密闭容器中充入

42、 0.40mol N 2O4，发生反应：N2O4(g)= 2NO2(g),平衡状态下二氧化氮浓度为 0.3mol/L,则平衡时 c(N2O4)=0.20mol/L-1X0.3mol/L=0.05mol/L,所以该反应平衡常数K=O O5=1.8.19.燃煤会产生 CO2、CO、SO2等大气污染物.燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2 (g)+CO 2(g)A H 1=+281.4kJ/mol(反应 I )11m4CaSO4(s)+CO(g)&CaS(s)+CO2(g)AH2= -43.6kJ/mol (反应 n )(1)一定温度下，体积

43、为1L容器中加入CaSO4(s)和1molCO,若只发生反应II,测得CO2的物质的量随时间变化 如下图中曲线A所示.在02min内的平均反应速率 v(CO)=.曲线B表示过程与曲线 A相比改变的反应条件可能为 (答出一条即可). n ( C Oj)/n»ltllUll【答案】0.45mol/(L和in)加入催化剂(或增大压强)O.QmolAc IL根据图象可知在 2min内CO2的物质的量变化了 0.9mol,则v(CO2)= & t=0.45mol/(L和in),根据方程式 CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)可知：v(CO)= v(CO

44、2)= 0.45mol/(L 和in);根据曲线变化可知：曲线 B与曲线A比较，反应速率快，但达到平衡时n(CO2)不变，可知平衡未发生移动；11 1由于反应.CaSO4(s)+CO(g)4CaS(s)+CO2(g)是反应前后气体体积相等的反应，所以改变的条件只可能是 使用催化剂或增大压强.20 .研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要 意义.(1)用焦炭还原NO2的反应为2 C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g),向两个容积均为2L、反应温度分别为TiC、T2c的恒温恒容密闭容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO2,测得各容器中

45、n(NO2)随反应时间t的变化情况如图所示;Ti T2(填“喊“<”,该反应为 (填放热”或吸热”反应.T2 c时,4080min,用N2的浓度变化表示的平均反应速率为v(N 2)=此温度下的化学平衡常数K=.T2c下，120min时，向容器中再加入焦炭和NO2各1mol,在t时刻达到平衡时，NO2的转化率比原平衡时(填增大"、微小”或不变”.)【答案】> 放热 0.0025mol/(L和in) 0.675mol/L 减小【解析】(1)在其它条件不变时，反应温度越高，化学反应速率就越快，达到平衡需要的时间就越短根据图示可知在温度为Ti时先达到平衡，说明温度Ti>T2

46、；根据图像可知在 40-80min内,NO2的物质的量改变了1.50mol-1.10mol=0.40mol,容器的容积为2L所以O.AOmol2Lv(NO 2)=40min0.005mol/(L ?nin);根据 2c(s)+2NO 2(g) N2(g)+2CO2(g)可知:1 1v(N 2)=，V(NO 2)=2x0.005mol/(L 和in)=0.0025mol/(L ?min);发生反应 2c(s)+2NO 2(g) =N2(g)+2CO 2(g)c(始)mol/L100c(变)mol/L0.600.300.60c(平)mol/L0.400.300.60“叫卜Q3Q X O 6Q2则在

47、T2时的化学平衡常数K= 1c阳卬 口金口 =0.675mol/L ;T2c下，120min时,向容器中再加入焦炭，由于焦炭是固体，不能使平衡移动；加入NO2 1mol,假设反应过程中 容器中的压强保持原平衡的压强不变 ，则容器的体积会变大一些，达到平衡后可以建立与原平衡等效的平衡 ， 二氧化氮的转化率不变，此时再把容器压缩到原容器的体积 ，则平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率降低，因 此，在t时刻达到平衡时，NO2的转化率比原平衡时减小.21 .二甲醛制备两种方法原理如下第一种方法：丹麦 Topspe工艺的合成气一步法，是专门针对天然气原料开发的一项新技术.2CH 4(g)+O 2(g)C

48、H 3OCH 3(g)+H 2O(g) H1第二种方法：二甲醛生产二步法，即先合成甲醇，甲醇在催化剂下制二甲醛.CO(g)+2H 2(g)CH30H(g) H2 2CH 30H(g)CH3OCH3 (g)+H 2O(g) H3(1)有人模拟制备原理n ，绘制如图甲图像：i说明CO的转化率随温度升高先增大后减小的原因： .ii .反应自发进彳T的条件是 .iii .若在350c时的2L的密闭容器中充入 2 mol CO和6molH2,8min达到平衡，c(CH3OCH 3)=0.3mol L用H2 表示反应的速率是;可逆反应的平衡常数K3=.iv .若350c时测得容器中n(CH3OH)=n(C

49、H 3OCH3),此时反应v(正)逆0,说明原因.【答案】低于350c时,反应未达平衡，温度越高，CO转化率越高 高于350c时，反应均已达平衡，温度越高,平衡逆向移动 CO转化率越低. 低温下自发 0.175mol/(L min) 9> 此时Q=1<9=K,说明反应还未达到平衡，需正向移动.【解析】(1) a.升高温度，不管是正反应速率，还是逆反应速率都会增加，a符合题意；b.平衡状态时，只要求各物质浓度保持不变，不要求相等处符合题意；c.改变条件，比如扩大体积，平衡，逆向移动反应物白转化率减小，c符合题意；d.当达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率且成比例，d不符合题意；e.向

50、该恒容平衡体系中充入僦气 ，各反应物和生成物的浓度不变，化学反应速率不变；e符合题意，答案为abce;(3) i根据图像前部分，温度不高，反应没有达到平衡，反应还在向正向移动，转化率增加；后一部分，温度较高，反 应达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，转化率降低.答案为低于350c时,反应未达平衡，温度越高，CO转化率越 高.高于350c时，反应均已达平衡，温度越高，平衡逆向移动CO转化率越低；ii从反应可以看出来，反应嫡减小的反应，根据 G=4H-T4S,反应要自发，应该在低温下进行；答案为低温下自发；iii350 C下,CO的转化率70%,CO消耗1.4mol,则H2消耗An 2r8mol1=

51、s 0175mol*L *min2.8mol, VxAt 2L*8rnin答案为 0.175 mol/(L min),生成CH30H为1.4mol,浓度为0.7mol/L.求的平衡常数利用三等式2CH30H(g)开始的浓度0.7 mol L 1转化的浓度0.6mol L 1CH3OCH3 (g)+ H2O(g)000.3mol L 1 0.3mol L 1平衡的浓度 0.1mol L 1 0.3mol L 1 0.3mol L- 1户 CH 门4 ) 0.3x03K = 9c(CH,OH)? 012 一,，答案为 0.175 mol/(L min) 9;c(CH2OCH)xc(Hj;)Qc =

52、-1<9iv.根据浓度商计算，n(CH3OH)=n(CH 3OCH3)=n(H2),。匚匕OH)，正向移动，v(正)> 丫逆)，答案WCHQCHjMdHj= 1 < 9为,n(CH3OH)=n(CH 3OCH3)=n(H2),c(CH3OH|，反应正向移动.22.将生物质气(主要成分为CO、CO2和H2)甲烷化是改善燃气质量、改善燃气热值的有效手段之一.在催化剂的作用下，某密闭容器中，进行生物质气甲烷化时发生的主要反应为CO(g)+3H 2(g)CH4(g)+H2O(g)AHi；CO2(g)+4H 2(g)CH4(g)+2H2O(g)AH2=- 165.1kJ mol 1；C

53、O(g)+H 2O(g)CO2(g)+H 2(g) H3= 41.2kJ mol 1.请回答下列问题：(1)温度为C ,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应 CO(g)+3H 2色尸=CH4(g)+H2O(g),该反应 中,正反应速率为v正=k正c(CO)c3(H 2),逆反应速率为v 3k逆c(CH4) c(H2O),k正、k逆为速率常数，受温度影响. 在第I个容器中，3min反应达到平衡时，CH4与CO的体积分数相同，则氢气的速率v(H2)=;下列 说法正确的是 (填序号).容嚣编日1'物质的胆始诲度(mol，L ')c(CO)«小。)112400口120

54、0HL10-6L2A.当温度改变为 T2时若k正=1.5k逆，则T2>TiB.达平衡时，容器n中H2的体积分数小于25%C.达平衡时，容器出与容器I中的总压强之比小于19 : 20D.达平衡时，容器n中a (CO大于容器I中a (CO)【答案】v(H 2)=1mol L-1 min-1 C【解析】(1)由题意列主段式”，CO(g)+3H 2(g)=CH4(g)+H 2O(g)起始事(mol):2400变化量(mol)：x3xxx平衡量(mol):2-x4-3xxx反应达到平衡时，CH4与CO的体积分数相同，则：2-x=x,x=1，故v(H2)=1mol L-1 min-1.温度为T1时达到平衡状态时 K1=1,当温度改变为 T2时正逆反应速率相等，k正c(CO)c3(H2)=k逆