第1部分 专题6　化学反应速率和化学平衡

1、专题综合强化练习对应学生用书P1411将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生反应2A(g)3B(g)2C(g)zD(g)，若2 min后反应达到平衡，A的转化率为50%，测得v(D)0.25 molL1min1，则下列推断正确的是()Av(C)0.2 molL1min1Bz3CB的转化率为25%DC的体积分数为28.6%解析根据题给条件A的转化率为50%知，反应的A的物质的量为1 mol，则生成的C的物质的量为1 mol，v(C)0.25 molL1min1，A项错误；因反应速率之比等于化学计量数之比，因此由A项可知，z2，B项错误；反应的B的物质的量为1.5 mol，

2、B的转化率为75%，C项错误；由物质的量之比等于体积之比知，C的体积分数100%28.6%，D项正确。答案D2在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)B(g)2C(g)，下列说法中正确的是()A平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：KB改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变C如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化D若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小解析K只随温度的改变而改变，除改变温度外，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。答案A3已知：2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3分别在0 和20 下反应，测得其转化

3、率()随时间(t)变化的关系曲线如图所示。下列说法正确的是()A曲线表示20 时的转化反应B升高温度能提高反应物的平衡转化率C在a点时，曲线和表示反应的化学平衡常数相等D化学反应速率的大小顺序为dbc解析曲线比曲线变化快，说明曲线的温度高，A项错误；曲线比曲线的温度高，但是转化率低，说明升温平衡逆向移动，转化率降低，B项错误；化学平衡常数只与温度有关，曲线和曲线对应的温度不同，所以曲线和表示反应的化学平衡常数不相等，C项错误；反应开始反应物的浓度最大，随着反应物的浓度减小速率也逐渐减小，所以d处速率大于b处，因为曲线的温度高，所以b处速率大于c处，D项正确。答案D4一定温度下，向容积为2 L的

4、恒容密闭容器中充入6 mol CO2和8 mol H2，发生反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJmol1，测得n(H2)随时间的变化如曲线所示。下列说法正确的是()A.该反应在08 min内CO2的平均反应速率是0.375 molL1min1B保持温度不变，若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，则此时反应向正反应方向进行C保持温度不变，若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，则平衡时H2的体积分数等于20%D改变条件得到曲线、，则曲线、改变的条件分别是升高温

5、度、充入氦气解析由图中曲线可知，该反应在08 min内H2的变化量为6 mol，则CO2的变化量为2 mol，该反应在08 min内CO2的平均反应速率是0.125 molL1min1，A项错误；由图中曲线可知，该反应在8 min达到平衡，平衡混合物中有4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)，保持温度不变，若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，相当于在原平衡状态的基础上减少1 mol H2O(g)，则此时反应向正反应方向进行，B项正确；原平衡混合物中H2的体积分

6、数等于20%，保持温度不变，若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，相当于对原平衡减压，平衡逆向移动，则平衡时H2的体积分数大于 20%，C项错误；该反应为放热反应，由图像可知，改变条件后，化学反应速率都加快，但是的平衡向左移动、的平衡向右移动，所以曲线改变的条件是升高温度，曲线改变的条件是增大压强，D项错误。答案B5(2019江苏卷)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是()A一定温度下，反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)能自发进行，该反应的H0B氢氧燃料电池的负极反应为O22H2O4e=4OHC常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗

7、11.2 L H2，转移电子的数目为6.021023D反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H可通过下式估算：H反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和解析A项，2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的S0，一定温度下该反应能自发进行，则HTS0，故H0；B项，氢氧燃料电池的负极发生氧化反应：H22e=2H；C项，11.2 L H2在常温常压下不是0.5 mol，转移电子数目不为6.021023；D项，H反应中断裂旧共价键的键能之和反应中形成新共价键的键能之和。答案A6一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O

8、(g)容器编号温度/起始物质的量/mol平衡物质的量/molCH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)3870.200.0800.0803870.402070.200.0900.090下列说法正确的是()A该反应的正反应为吸热反应B达到平衡时，容器中CH3OH的体积分数比容器中的小C容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长D若起始时向容器中充入0.15 mol CH3OH、0.15 mol CH3OCH3和0.10 mol H2O，则反应将向正反应方向进行解析由容器、数据可知，温度越低，生成物的量越多，说明降低温度平衡正向移动，则此反应的正反应为放热反应，A项错误；这是一个反应前后气体分子

9、数不变的反应，达到平衡后，容器和中甲醇的体积分数相同，B项错误；容器中温度高，反应速率快，达到平衡所需的时间短，C项错误；根据387 时，K4，QcK，故反应向正反应方向进行，D项正确。答案D7N2(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的浓度加压A BC D解析降温，平衡正向移动，氮气的转化率增大，正确；恒压通入惰性气体，体积膨胀，相当于减小压强，平衡逆向移动，氮气的转化率降低，错误；增加N2的浓度，平衡正向移动，氮气的转化率降低，错误；加压，平衡正向移动，氮气的转化率增大，正确。答案A8一定量的CO2与足量的碳在容

10、积可变的恒压密闭容器中发生反应：C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A550 时，若充入惰性气体，v正和v逆均减小，平衡不移动B650 时，反应达到平衡后CO2的转化率为25.0%CT时，若再充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp24.0p总解析充入惰性气体，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的正反应方向移动，A项错误；设开始加入的CO2为1 mol，转化量为x mol，则生成2x mol CO，剩余(1x) mol

11、 CO2，因平衡时CO的体积分数为40%，则100%40.0%，解得x0.25，故CO2的转化率为100%25.0%，B项正确；由图可知T时，平衡体系中CO2和CO的体积分数相等，则在恒压密闭容器中再充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，C项错误；925 时，平衡后p(CO)0.96p总，p(CO2)0.04p总，Kp23.0p总，D项错误。答案B9在一定温度下，发生如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。改变起始时n(SO2)对反应的影响如图所示。下列说法正确的是()ASO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数越大Ba、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高Ca、b、c三点

12、的平衡常数：KbKcKaDb、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行解析A项，根据图像可知SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数不一定越大，错误；B项，二氧化硫越少，氧气越多，则二氧化硫的转化率越大，a点转化率最大，正确；C项，平衡常数只与温度有关系，a、b、c三点的平衡常数均相等，错误，a、b、c三点都是平衡点，D项错误。答案B10汽车尾气中通常含有NO和CO等大气污染物，科学家寻找高效催化剂实现了汽车尾气的转化，进而减少汽车尾气对大气的污染。(1)在100 kPa和298.15 K下，由稳定单质生成1 mol化合物的焓变称为该物质在298.15 K时的标准摩尔生成焓。已知N

13、O标准摩尔生成焓H91.5 kJmol1，CO的标准燃烧热H283 kJmol1，由此写出NO和CO反应的热化学反应方程式为_。(2)一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入4.0 mol NO2和4.0 mol CO，在催化剂作用下发生反应4CO(g)2NO2(g)=N2(g)4CO2(g)H0，测得相关数据如下：0 min5 min10 min15 min20 minc(NO2)/molL12.01.71.561.51.5c(N2)/molL100.150.220.250.25510 min，用NO2的浓度变化表示的反应速率为_。以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是_。A气体颜色不再变化B

14、气体密度不再变化C气体平均相对分子质量不再变化20 min时，保持温度不变，继续向该容器中加入1.0 mol NO2和1.0 mol CO，在t1时反应再次达到平衡，则NO2的转化率比原平衡_(填“增大”“减小”或“不变”)。该温度下反应的化学平衡常数K_(保留两位有效数字)。(3)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)k1p(N2O4)，v(NO2)k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k

15、1_。(Kp为平衡分压代替平衡浓度计算所得的平衡常数，分压总压物质的量分数)解析(1)根据已知信息可以写出与两个热化学方程式：N2(g)O2(g)=2NO(g)H183.0 kJmol1，2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1，根据盖斯定律得：2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H749 kJmol1。(2)由表格数据得出，510 min，NO2的浓度变化为(1.71.56) molL10.14 molL1，v0.028 molL1min1。气体颜色不再变化，说明NO2的浓度不再变化，反应一定达到平衡状态，A项正确；反应前后气体总质量不变，容器体积不变，所以气

16、体密度是恒量，气体密度不再变化，不一定平衡，B项错误；反应前后气体总质量不变，气体物质的量改变，根据M，气体平均相对分子质量是变量，故气体平均相对分子质量不再变化，反应一定达到平衡状态，C项正确。20 min时，保持温度不变，继续向该容器中加入相同比例的反应物，相当于加压，平衡正向移动，NO2的转化率比原平衡增大。4CO(g)2NO2(g)=N2(g)4CO2(g)起始molL1 2 2 0 0转化molL1 1 0.5 0.25 1平衡molL1 1 1.5 0.25 1KLmol10.11 Lmol1(3)Kp，平衡时NO2、N2O4的消耗速率比为v(NO2)v(N2O4)Kp2，则k1K

17、pk2。答案(1)2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H749 kJmol1(2)0.028 molL1min1AC增大0.11 Lmol1(3)Kpk211氢在生活、生产、科研中发挥着重要的作用。.工业上利用吸热反应C(s)2H2O(g)CO2(g)2H2(g)来制备氢气。一定条件下，将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器发生反应，相关数据如下表：容器容积/L温度/起始量/mol平衡量/molC(s)H2O(g)H2(g)甲2T1343.2乙1T21.521.2(1)T1_T2(填“”“”或“”)。(2)T1时达到平衡后再加入1 mol H2O(g)，达到新平衡后H2

18、(g)的物质的量分数_(填“增大”“不变”或“减小”)；T2时，若起始时乙容器中加入1.5 mol C(s)、1.2 mol H2O(g)、0.5 mol CO2(g)、1.4 mol H2(g)，此时v正_v逆(填“大于”“等于”或“小于”)。.CO(g)和H2(g)在一定条件下可合成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H(3)该反应能量变化曲线如图所示，下列叙述正确的是_(填字母)。A.该反应的H0B该反应的活化能为419 kJC使用催化剂后反应速率加快，H不变D若改变条件使平衡向正反应方向移动，则CO的转化率可能增大，可能不变，也可能减小(4)反应分别在230 、250 、270

19、 进行时，CO的平衡转化率与的关系如图所示。230 对应的曲线是_，依据是_。向容积为1 L的密闭容器中投入1 mol CO、3 mol H2，在上述某温度下进行反应，平衡后测得，则反应温度为_，平衡常数K_。解析(1)根据表中数据甲的体积和起始投料均为乙的二倍，若温度相同则为等效平衡，平衡时氢气的量也应为乙的二倍，则乙中氢气应为1.6 mol，实际只有1.2 mol，反应为吸热反应，温度降低平衡逆向移动，氢气的含量减小，故T1T2。(2)T1时达到平衡后再加入1 mol H2O(g)，平衡转移消耗的水比加入的少得多，故达到新平衡后H2(g)的物质的量分数减小；T2时，K1.35，若起始时乙容

20、器中加入1.5 mol C(s)、1.2 mol H2O(g)、0.5 mol CO2(g)、1.4 mol H2(g)，此时Q0.6811.35K，反应正向移动，v正大于v逆。(3)A项，由图中信息可知，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，故H0，错误；B项，该反应没有催化剂条件下正反应的活化能为419 kJmol1，错误；C项，使用催化剂后反应速率加快，但催化剂只能改变反应的活化能，不能改变焓变，故H不变，正确；D项，若改变条件使平衡向正反应方向移动，则CO的转化率可能增大，可能不变，也可能减小，正确。(4)反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)为放热反应，升高温度反应逆向移动，C

21、O的转化率降低，故230 对应的曲线是X，依据是对于放热反应，其他条件不变时，温度越低反应物的转化率越高。平衡后测得，设n(CH3OH)3x，n(H2)4x，故CO(g)2H2(g)CH3OH(g)开始时的浓度(molL1) 130改变的浓度(molL1) 3x 34x 3x平衡时的浓度(molL1) 0.1 4x1.2 3x0.9根据反应有，x0.3，代入以上数据，则3时，CO的转化率为100%90%，对应的温度应该为250 ，平衡常数K6.25。答案(1)(2)减小大于(3)CD(4)X对于放热反应，其他条件不变时，温度越低反应物的转化率越高250 6.2512硫元素形成的单质和化合物是重

22、要的化学试剂和工业原料。请回答：(1)H2SO4的分子结构为，其脱水形成的焦硫酸(H2S2O7)的分子结构为_。(2)一定条件下，烟气中的CO和SO2可进行综合处理。已知：.2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(l)H1.S(l)O2(g)=SO2(g)H2296 kJmol1.CO的燃烧热(H3)为283 kJmol1相关化学键的键能数据如下表所示：化学键C=OO=O键能(E)/kJmol11 076x498表中x_。反应SO2(g)=S(l)O2(g)的活化能与反应相比：前者_后者(填“大于”“小于”或“等于”)。反应中SO2的平衡转化率随温度的升高而_(填“增大”或“减小”)，理由为_。(3)一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入CO和SO2的混合气体0.6 mol，发生反应。起始时，CO和SO2以某一固定比例充入该容器后，测得平衡时n(S)0.1 mol，则CO2的平衡体积分数为_。下列事实能说明该反应达到平衡状态的是_(填选项字母)。A混合气体密度保持不变B.保持不变C.1DSO2的转