高中化学选修一化学反应速率与化学平衡知识点

1、一、选择题a-Fe(III)晶面铁原子簇是合成氨工业的一种新型高效催化剂，N2和H2在其表面首先变为活化分子，反应机理为： TOC o 1-5 h z H2(g)? 2H(g)?HiN2(g)+2H(g)? 2(NH)(g)?H2(NH)(g)+H(g) ? (NH2)(g)? H3(NH 2)(g)+H(g) ? NH 3(g) ?H4 总反应为 N2(g)+3H 2(g)? 2NH3(g) ?H 下列说法正确的是A. a-Fe(III)晶面铁原子簇能够有效降低合成氨反应的活化能和始变B.为提高合成氨反应的平衡转化率，工业上采用适当增大压强和使用高效催化剂等方法 C.反应和总反应均为放热反应

2、D.总反应的？H=3?Hi+?H2+2?H3+2?H4答案：D解析：反应机理为 H2 (g)=2H(g) AHi, N2(g)+2H(g) ? 2(NH)(g) ,(NH)(g)+H(g) U (NH2)(g)AH3,(NH2)(g)+H(g) =NH3 (g)即4；根据盖斯定律， X3+ X2+ X2+ X2 可得总反应为 N2 (g)+3H2(g) U2NH3 (g) ZH=3 AHi+AH2+2AH3+2 AH4O【详解】A.催化剂能够有效降低反应的活化能，不能改变反应的始变，故 A错误；B.根据总反应，正反应为气体体积减小的体系，增大压强平衡向右移动，有利于提高总 反应的平衡转化率，但

3、是使用高效催化剂只是加快反应速率，平衡不移动，平衡转化率不 变，故B错误；C.反应为氢气分子变为氢原子，是断键过程，吸热，故C错误；D.根据上述分析可得，Z=3 AHi + AH2+2 AH 3+2 AH4 ,故D正确。答案选Do.在 298K 和 i0iKPa 时，2N2O5(g)=4NO 2(g)+O2(g) ； H=+56.7kJ/mol ,能自发进行的合理 解释是A.是嫡减反应B.是嫡增效应大于能量效应C.是吸热反应D,是放热反应答案：B【详解】AH T S 0反应才能自发进行，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) AH0、AS 0, 298K 和101KPa时，能自发进行的原

4、因是嫡增效应大于能量效应，故选 Bo.在1 L密闭容器中的一定量混合气体发生反应xA(g) +yB(g) = zC(g),平衡时测得 A的物质的量为0.6 mol,保持温度不变，将容器的容积扩大到2 L,再次达到平衡时，测得 A的物质的量为0.9 mol。下列有关判断正确的是A.平衡向正反应方向移动B.C. x + yzo 【详解】A.由分析可知，减小压强，平衡向逆反应方向移动，故B.由分析可知，减小压强，平衡向逆反应方向移动，C.由分析可知，减小压强，平衡向逆反应方向移动， D.由分析可知，减小压强，平衡向逆反应方向移动， 故选D。A错误；C的体积分数减小，故B错误；x+yz,故C错误；B的

5、转化率降低，故 D正确；A(g)+B(g) ? xC(g),有图I所示的反4.在某容积一定的密闭容器中，有下列的可逆反应：应曲线，试判断对图n的说法中正确的是A. P3P4, y轴表示B的转化率B. P3P4, y轴表示混合气体的密度D. P3T2,且温度越高，平衡 时C的体积分数越低，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应；温度为T1时,压弓虽P2先到达平衡，故压强 P2P1,且压强越大，平衡时 C的质量分数越高，故增大压强 平衡向正反应移动，正反应为体积减小的反应，故 x=1 ,据此分析。【详解】A.由图(n)知：因随着温度升高 y降低，故y降低的方向必为压强减小的方向，所以， P3

6、P4,随着温度的升高，平衡将向左移动，B的转化率降低；随着压强的减小，B物质的转化率减小，故 A正确；B. P3P4,增大压强，在相同温度下平衡向正反应移动，B的体积分数减小。温度升高平衡向逆反应移动，B的体积分数增大，图象与实际不符，故 B错误；C错误;C.密度=质量平积，混合气体的质量和体积都不变，密度不变，故D. P30 答案：D【详解】A .嫡是衡量物质混乱程度的物理量，同一物质的嫡：气体液态固体，所以两份等物 质的量的物质的嫡不一定相等，还与物质的状态有关，故 A错误；B.有能量变化的过程不一定发生了化学变化，即不一定有物质的变化，如氢氧化钠固体 溶于水放热，故 B错误；C.反应能自

7、发进行的条件是 H-TAS0,所以该反应的 H0,故D正确； 故选：D。6. 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:2CH30H(g)? CH3OCH3(g)+H2O(g)容器编号温度(C)起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)CH30H(g)CH3OCH3(g)H2O(g)I3870.200.080.08n3870.40m2070.200.090.09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I中的CH3OH体积分数比容器n中的小C.容器I中反应到达平衡所需时间比容器出中的长D,若起始时向容器 I 中充入CH3OH 0.15 mol、CH

8、3OCH 3 0.15 mol 和 H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向进行答案：D【详解】A .根据实验I、III可知：在其它条件不变时，升高温度，化学平衡逆向移动，该反应的逆 反应为吸热反应，因此反应的正反应为放热反应，A错误；B.该反应是反应前后气体体积不变的反应，对于容器II,相当于在容器I反应达到平衡后又加入了 0.20 mol的CH 30H(g),即增大了体系的压强，化学平衡不移动，因此容器I、 容器H中的CH 30H体积分数相同，B错误；C.在其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，因此反 应达到平衡所需时间：容器I容器出，C错误；D.对于容器

9、I,化学平衡常数0.08?0.08K=2(0.20-0.08?2)4;若起始时向容器I中充入CH30H0.15?0.10 2,0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol 和 H2O 0.10 mol ,则此时的浓度商 Qc=2=- SiH2cl2、SiCl4各 0.1mol,此时 v正v逆 答案：C【详解】T1T2, A 说A.升高温度，化学反应速率会增大，达到平衡的时间会缩短，图中可看出 法错误；B. T1C时，0100min SiHCl 3的转化率为10%,反应的平均速率 v(SiHCl 3)=。0005mol (L- min) B 说法错误；C.从图中信息可以看出，T2 c时达到

10、平衡SiHCl3的转化率为20%,则：2SiHCl 3 gUSiH 2c12 g +SiCl 4 g TOC o 1-5 h z 初0.5反0.10.050.05平0.40.050.05则平衡常数K= 0.05 0.05 =1,C说法正确；0.4640.05 0.05 一一一D. T2c 时，某时刻 SiHC13、SiH2c12、SiC14 各 0.1mo1, Qc=2=1 K,反应逆向0.052移动，v逆丫正，D说法错误；答案为Co一定温度下，向一密闭容器中充入一定量的N2和O2，在电火花作用下发生反应：N2+O2=2NO，前4s用N 2表示的反应速率为0.1 mol/(L?s),则8s末N

11、O的浓度为A. 1.6 mol/LB.大于 1.6 mol/LC.小于 1.6 mol/LD.不能确定答案：C【详解】随反应进行N2浓度降低，反应速率减小，故4s8s内N2的速率小于0.1 mol/(L*s),即8s内N2的速率小于0.1 mol/(Ls),速率之比等于化学计量数之比，故u(NO)小于2 0.1 mol/(L*s) = 0.2 mol/(L *s),故 8s 末 NO 的浓度小于 8s 0.2 mol/(L *s)=1.6mol/L , 故选Co11.某温度下，在一个 2L的密闭容器中，加入 4molA和2molB进行如下反应：3A(g) +1.6molC,则下列说法正确的2B

12、(g) =4C(s)+2D(g)。反应一段时间后达到平衡，测得生成 是A.该反应的化学平衡常数表达式是4 _2 -c (C) c (D)K= 32c (A) c (B)B.此时，B的平衡转化率是 40%化学平衡常数增大C.增大该体系的压强，平衡向右移动,D.增加B,平衡向右移动，B的平衡转化率增大答案：B解析：利用题给数据，可以建立如下三段式:3A g2B g 、4C s2D(g)起始里mol4200变化量mol1.20.81.60.8平衡量【详解】mol2.81.21.60.8A.在该反应中，C呈固态，不能出现在平衡常数表达式中，所以该反应的化学平衡常数表达式是c2(D)32c (A) c

13、(B)B.此时，B的平衡转化率是 100% =40%, B正确； 2molC.虽然增大压强时，平衡向右移动，但温度不变，所以化学平衡常数不变，C不正确;D.增加B,虽然平衡向右移动，但 B的平衡转化率反而减小，D不正确；故选Bo12. 80c时，NO2(g)+SO2(g)? SO3(g)+NO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个体积相等且恒 容的密闭容器中，投入 NO2和SO2,起始浓度如下表所示，其中甲经 2 min达平衡时， NO2的转化率为50%,下列说法不正确的是起始浓度甲乙丙c(NO2)(mol/L)0.100.200.20c(SO2)/(mol/L)0.100.100.20A.容器甲

14、中的反应在前 2 min的平均反应速率 v(SO2)=0.025 mol/(L min)B.达到平衡时，容器丙中正反应速率与容器甲相等C.温度升至90C,上述反应平衡常数为1.56,则反应的AH。D.容器乙中若起始时改充0.10 mol/LNO 2和0.20 mol/L ,达到平衡时c(NO)与原平衡相同答案：B【详解】A,容器甲中起始时 c(NO2)=0.10 mol/L ,经2 min达平衡时，NO2的转化率为50%则反应 的NO2浓度为0.050 mol/L,则反应消耗 SO2的浓度也是0.050 mol/L ,故反应在前 2 min的0.050mol/L平均速率 V(SO2)=2min

15、=0.025 mol/(L min) , A 正确;B.反应NO2(g)+SO2(g)? SO3(g)+NO(g)为气体体积不变的反应，压强不影响平衡，则容器 甲和丙互为等效平衡，平衡时反应物转化率相等，由于丙中各组分浓度为甲的2倍，则容器丙中的反应速率比 A大，B错误；C.对于容器甲，反应开始时c(NO2)=c(SO2)=0.10 mol/L ,经2 min达平衡时，NO2的转化率为50%,则反应的c(NO2)=0.050 mol/L ,根据物质反应转化关系可知，此时c(SO2)=0.10mol/L=0.050 mol/L=0.050 mol/L , c(NO)= c(SO3)=0.050

16、mol/L ,该反应的化学平衡常数90 C,上述反应平衡常数为1.561 ,c(SO3)?c(NO)0.050?0.050、K=1 ,温度升至c(NO 2)? c(SO2) 0.050? 0.050则升高温度化学平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，故该反应的50, C正确；D.化学平衡常数只与温度有关，与其它外界条件无关。由于NO2(g)、SO2(g)消耗是1： 1关系，反应产生的 SO3(g)、NO(g)也是1: 1关系，所以容器乙中若起始时改充0.10c(SO3)?c(NO)mol/LNO 2和0.20 mol/L ,平衡时，八，八一、八小一、与原来的乙相同,则达到平衡时 c(NO)

17、c(NO 2)?c(SO2)与原平衡就相同，D正确；故合理选项是Bo13.碘循环工艺不仅能吸收 SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如图，下列HI 500七一比说法不正确的是睨一 20疝研晾同反端 分修蜗疆A.该工艺中I2和HI的相互转化体现了 碘循环”B.反应器中，控制温度为 20-100 C ,温度过低速率慢，温度过高水气化且增大碘的流 失，反应速率也慢C.分离器中的物质分离操作为过滤D.碘循环工艺的总反应为SO2+2H2O=H2+H2SO4答案：C解析：从流程图可知，在反应器中，I2氧化SO2,生成硫酸和HI,在分离器中分离硫酸和HI,在膜反应器中 HI发生分解反应产生 H2和

18、I2。【详解】A .在反应器中I2反应转换为HI,在膜反应器中 HI分解转化为H2和I2,从而实现了碘循 环，A说法正确；B.在反应器中，控制温度为20-100 C,根据温度对化学反应速率的影响，若反应温度过低速率慢，但温度过高，水气化，会使碘单质升华，增大碘的流失，也会导致反应速率比 较慢，B说法正确；C. H2SO4、HI都溶于水，所以分离器中的物质分离操作不可能是过滤，C说法错误；D.在反应器中发生反应：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI ,在膜反应器中发生反应：2HI=H 2+I2,所以碘循环工艺总反应为SO2+2H2O=H2+H2SO4, D说法正确；答案为Co14.下列事实

19、能用勒夏特列原理来解释的是A.接触法制硫酸过程中 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),往往需要使用催化剂500 c左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)+3H2(g)，*2NH3(g) H0H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)+I2(g)、2HI(g)D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2 + H2O=H + + Cl-+HClO答案：D【详解】A.使用催化剂可以加快 SQ催化氧化反应的速率，但不能使化学平衡发生移动，不能用勒夏特列原理解释，A不选；B.合成氨的反应为放热反应，根据勒夏特列原理，采用低温可提高反应物的平衡转化率， 但温度降低会使化学反应速率

20、减小，达到平衡所需的时间变长，在工业生产中很不经济， 工业上采用500 c左右的温度主要是从化学反应速率和催化剂的活性两方面考虑的，故不 能用勒夏特列原理解释，B不选；C.加压平衡H2(g)+l2(g) ? 2HI(g)不移动，但由于12(g)的浓度增大，所以平衡混合气体的颜色 加深，不能用勒夏特列原理解释，C不选；D,在饱和食盐水中含大量or, Cl-的浓度增大，使平衡 CI2+H2O ? H+C【+HClO逆向移动，降低C12的溶解度，故实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，D选；答案选Do15. 一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合于固定容积为2

21、L的密闭容器中，发生反应：2A(g)+B(g) = xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡，此时剩余1.2 mol B ,并测得C的浓度为1.2 mol/L。下列判断正确的是D能表示的平均反应速率为0.4mol/(L min)A的转化率是40%C.该条件下此反应的化学平衡常数约为0.72D.若混合气体的密度保持不变，该反应达到平衡状态答案：D解析：2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2mol B , B的浓度变化为2mol 1.2mol2L0.4mol/L , C的浓度为1.2mol/L, B、C的浓度变化与化学计量数成正比，则 0.4mol/L ：1.2mol/L=1 : x,

22、解得：x=3,2A gb g3C g2D s开始(mol)220改变(mol)1.60.82.4平衡(mol)0.41.22.4以此解答该题。A. D为固体，不能用于表达化学反应速率，A选项错误;1.6molB.由分析中三段式计算得A的转化率为 100% =80%, B选项错误;2molC .根据三段式计算，得到方程式中C的系数为3,平衡常数K=(224)3陷2 1222=72, C选项错误;D.在体积固定的容器中，由于D为固体，密度不变可以说明该反应达到化学平衡状态，故D正确。答案选D。【点睛】考查化学平衡的计算，明确化学平衡移动影响为解答关键，注意掌握三段式在化学平衡计 算中的应用方法。二

23、、填空题16.氢气在工业合成中应用广泛，可用反应CO(g)+2H 2(g)? CH30H(g) A Hk(无碘)D. |2浓度与N2O分解速率无关(3)已知N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g) H=-124 kJ/mol ,为研究汽车尾气转化为无毒无害物质的有关反应，在密闭容器中充入10 molCO和10 molN2O发生反应，如图所示为平M的体枳分数衡时N2O的体积分数与温度、压强的关系。4030252。101020304050压强/MPa该反应达平衡后，为了在提高反应速率同时提高N2O的转化率，可采取的措施(填字母代号)。a.改用高效催化剂b.缩小容器的体积c.升高温度d.增

24、加CO的浓度压强为20 MPa、温度为T2下，若反应进行到20 min达到平衡状态，请计算该温度下平 衡常数K=。若在D点对反应容器升温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状态可能是图中A-G点中的 氏。答案：3mol L-1 min-10 8 6 4 2 motuwBC d 0.0625 G【详解】(1)根据表格数据可知1 0.6molL 1 v(NO2)=2min2-4min 时 Ac(NO 2)=2.0mol/L-1.4mol/L=0.6mol/L ,所以=0.3mol L1 min-1；容器内存在平衡N2O4U2 NO2,初始通入了 2molN2O4气体，平衡时c(NO2)=2

25、.0mol/L ,向容器中再充入 4 molN2O4气体，平衡正向移动，如果达到等效平衡，则平衡时c(NO2)=6.0mol/L ,但通入N2O4气体时也增大压强，所以平衡会在等效平衡的基础上逆向移动，平衡时c(NO2)小于6.0mol/L ,所以NO2的浓度变化曲线为;(2)A.慢反应对总反应速率起决定作用，所以第二步反应对总反应速率起决定作用，故A错误；B.活化能越大反应速率越慢，第二步为慢反应，第三步为快反应，所以第二步活化能比 第三步大，故B正确；C.根据三步反应可知碘蒸气为N2O分解的催化剂，催化剂可以增大速率常数，所以k(含碘)k(无碘)，故C正确；D .根据速率常数的表达式 v=

26、k c(N2O) c0.5(I2)可知碘的浓度与 N2O分解速率有关，故 D错 误；综上所述答案为BC;(3)a.催化剂只改变反应速率不影响平衡转化率，故a不符合题意；b.该反应前后气体系数之和相等，所以缩小体积增大压强后反应速率加快，但平衡不移动，转化率不变，故 b不符合题意；c.该反应始变小于 0,为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率减小，故c不符合题d.增加CO的浓度可以增大反应速率，同时提高N2O的转化率，故d符合题意；综上所述答案为d；据图可知压强为 20 MPa、温度为T2下，平衡时N2O的体积分数为40%,初始投料为10molCO和10 molN2O,设转化的 N2O为xmo

27、l ,列三段式有：N2O gCO g := CO2 gN2 g起始101000转化xxxx平衡10-x10-xxx10-x根据题忌有 100% =40%,解得x=2mol ,则平衡时谷命内 n(N2O)= n(CO)=8mol ,10+10n(N2)= n(CO2)=2mol,该反应前后气体系数之和相等，所以可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以 K= 22 =0.0625；8 8该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，N2O的体积分数变大，所以 TiT2,所以在D点对反应容器升温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状态可能是图中 的G点。18.以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当

28、前重要的研究课题。汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体。如，反应 I : 2CO(g)+2NO(g) ?N2(g)+2CO2(g) H1V0；反应: 4CO(g)+2NO2(g)?N2(g)+4CO2(g)比V0;(1)若在恒容的密闭容器中，充入2molCO和1molNO ,发生反应I ,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是 。A. CO和NO的物质的量之比不变 B.混合气体的密度保持不变C.混合气体的压强保持不变D. v(N2)正=2v(CO)逆(2)若在2

29、L密闭容器中充入 2molCO和1molNO2,发生上述反应 n ,如图为平衡时 CO2的 体积分数与温度、压强的关系。则温度：Ti T2(填 之”或)若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中AG点中的点O010 2。30 4。5。压强/MPa（3）某研究小组对反应 NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g） Hv0进行相关实验探究。在固定体积 的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比no（NO2） : no（SO2）进行多组实验（各组实验的温度可能相同，也可能不同），测定NO2的平衡转化率“（NO。部分实验结果如图所示。yr -ir 1-

30、 tj- u 8171棺511XI央4-。宫)0U.S I L&工色区”图中A点对应温度下，该反应的化学平衡常数K=。如果将图中C点的平衡状态改变为 B点的平衡状态，应采取的措施是 。图中C、D两点对应的实验温度分别为 Tc和Td,通过计算判断：Tc Td（填% T或“=”。）（4）某研究小组探究催化剂对 CO、NO2转化的影响。将 NO2和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO2含量，从而确定尾气脱氮率 （脱氮率即NO2的转化率），结果如图所示。匚脱氮率/%若高于450 C ,图中曲线中脱氮率随温度升高而降低的主要原因是a点(填 是”或 不是对应温度下的平

31、衡脱氮率，说明理由 。答案：BD v E 0.25降低温度 =温度太高，催化剂的活性降低，反应放热，平衡 向逆反应方向移动不是 因为该反应为放热反应，根据线n可知，a点对应温度的平衡脱氮率应该更高【详解】(1)A.因起始时所加两种物质的物质的量之比不等于化学计量数之比，随着反应的进行，CO和NO的物质的量之比一直在改变，当 CO和NO的物质的量之比不变时，说明反应达 到平衡状态，故 A不选；B.容器恒容，根据质量守恒定律可知，混合气体的总质量不变，则混合气体的密度始终 保持不变，所以混合气体的密度保持不变时，不能说明反应达到平衡状态，故B选；C.该反应前后气体物质的量不相等，随着反应的进行，混

32、合气体的压强一直在改变，当混合气体的压强保持不变时，说明反应达到平衡状态，故 C不选；D.当2v(N2)e=v(CO)逆时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，v(N2)正=2v(CO)逆时，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故 D选； 答案选：BD；(2)反应n为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的体积分数减小，Ti温度时CO2的体积分数大于T2温度时CO2的体积分数，说明 T1VT2；若在D点对反应容器升温的同时 扩大体积使体系压强减小，升高温度和扩大体积使体系压强减小，均会使平衡逆向移动，CO2的体积分数减小，重新达到的平衡状态可能是图中的E点；图中A点no(NO2) :

33、no(SO2)=0.4,达到平衡时 NO2的转化率为50%,设起始时 NO2和SO2的物质的量浓度分别为 0.4amol/L、amol/L ,列三段式为：NO2 gSO2 g -SO3 gNO g起始mol / L0.4aa00转化mol / L0.2a0.2a0.2a0.2a平衡mol / L0.2a0.8a0.2a0.2a0 2a 0 2a此温度下的化学平衡常数K=0.25；0.2a 0.8aNO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g) H K=2.5,反应逆向移动，所以v正vv逆，故答案为：V。【点睛】本题的易错点为(2),要注意方程式相加，平衡常数不是相加，而是相乘，可以根据平

34、衡常 数表达式分析解答。20. I.将1.0molCH4和3.0molH2O(g)通入反应室(容积为100L)中，在一定条件下发生反 应：CH4(g)+H2O(g) = CO(g)+3H 2(g) H0, CH4的转化率与温度、压强的关系如图所 示：CIL转化率(1)已知压强p1,温度为100c时反应I达到平衡所需的时间为 5min,则用H2表示的平均反 应速率为。(2)图中的 p1p2(填“或“=”。)II.铝及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉铝矿的原理为：MoOS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)= MoO(s)+2CO(g)+4H 2O(

35、g)+2Na 2s(s) AH。实验测得平衡 时的有关变化曲线如图所示。国1:山也与平暖州的美系阑8O7Q6O5O邨302010(3)图中A点对应的平衡常数 Kp=(已知A点压强为0.lMPa,用平衡分压代替平衡浓度计 算，分压=总压蹴质的量分数)。答案：003mol/(L?min) 4X10-4解析：根据三段式计算反应物变化量，根据反应速率c ,v t计算反应比例，根据勒夏特列原理判断压强关系，根据反应平衡常数公式计算分压平衡常数。【详解】(1)已知压强pi,温度为100c时反应I达到平衡所需的时间为 5min,此时甲烷转化率为1.5mol100L 5min0.5,即设甲烷到达平衡时变化的物

36、质的量为 xmol,列三段式：CH 4 gH2O g CO g3H2 g反应前1300变化量xxx3x平衡时1 x3 xx3xx甲烷的转化率x1100% 50%,x=0.5mol ,则用H2表示的平均反应速率为0.003mol / L min 。(2)温度相同时，pi环境下甲烷转化率高于 P2,根据勒夏特列原理可知，压强减小，平衡正 向移动，图中的P1P2OII.铝及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉 铝矿的原理为：MoOS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)= MoO(s)+2CO(g)+4H 2O(g)+2Na 2s(s) AH。(3)图中A点

37、对应的平衡常数2 一 4 八一2一4p CO p H2O0.1MPa 20% 0.1MPa 40%4Kp= !L 4 4 10 op H20.1MPa 40%21. (1)对于下列反应：2SO2 + O2=2SO3,如果2min内SO2的浓度由6 mol/L下降为2 mol/L ,那么，用SO2浓度变化来表示的化学反应速率为 ,用O2浓度变化来表 示的反应速率为 。如果开始时 SO2浓度为4mol/L , 2min后反应达平衡，若这 段时间内v(O2)为0. 5mol/(L min),那么2min时SO2的浓度为 。(2)如图表示在密闭容器中反应：2SO2+O2= 2SO3 AH 0达到平衡时

38、，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，ab过程中改变的条件可能是 ； b c过程中改变的条件可能是 ;若增大压强时，反应速度变化情况画在cd处。答案：2mol/ (L?min)1mol/ (L?min)2mol/L 升高温度减小 SO3浓度(1)2min内SO2的浓度由6mol/L下降为2mol/L ,二氧化硫的反应速率为：v (SO2) TOC o 1-5 h z 6mol/L-2mol/L1=2mol/ (L?min),用。2侬度变化来表小的反应速率为：v (O2)=2min2X2mol/ (L?min) =1mol/ (L?min),如果开始时 SO2浓度为4mol/L ,

39、2min后反应达平衡， 若这段时间内v (O2)为0.5mol/ (L?min),二氧化硫的反应速率为：v (SO2) =2v (O2)=2Q5mol/ (L?min) =1mol/ (L?min),反应消耗的二氧化硫的物质的量浓度为：c(SO2) =1mol/ (L?min) X2min=2mol/L ,则 2min 时 SO2 的浓度为：4mol/L- 2mol/L=2mol/L ,故答案为：2mol/ (L?min) ； 1mol/ (L?min) ； 2mol/L ；(2)a时刻逆反应速率大于正反应速率，且正逆反应速率都增大，说明平衡应向逆反应方向移动，该反应的正反应放热，应为升高温度

40、的结果，b时刻正反应速率不变，逆反应速率减小，在此基础上逐渐减小，应为减小生成物的浓度；若增大压强时，平衡向正反应方向 移动，则正逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，图象应为：22. (1)过氧化钠(Na2O2)是常见的供氧剂，是航空航天和潜水常用呼吸面具的主要成分，请写出过氧化钠的电子式：。(2) 1g甲烷气体完全燃烧生成液态水时放56kJ的热量，请写出甲烷完全燃烧的热化学方程式：。(3)取久置硫酸酸化的硫酸亚铁溶液加入KSCN溶液，溶液显血红色，请用离子方程式解释原因：； Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3。(4)酸性：H2SO4HClO4, HClO4的沸点为90C ,已知能

41、发生 H2SO4 (浓)+NaClO4*HClO4+NaHSO4,试从化学平衡移动的角度说明反应能发生的理由： 。答案：o： j Na+CH4(g)+2O 2(g)=CO2(g)+2H 2O(l) H=-896kJ/mol4Fe2+4H +O2=4Fe3+2H2O HClO4的沸点较低，加热挥发，生成物浓度减小，反应向正方 向进行【详解】(1)过氧化钠(Na2O2)是由钠离子和过氧根离子构成的，过氧化钠的电子式为：(2) 1g甲烷生成液态水和二氧化碳气体，放出56kJ的热量，16g甲烷燃烧放热896kJ,热化学方程式为：CH4(g)+2O 2(g)=CO2(g)+2H 2O(l) H=-896

42、kJ mol-1；(3)取久置硫酸酸化的硫酸亚铁溶液加入KSCN溶液，溶液显血红色，溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化为 Fe3+,发生的离子方程式为4Fe2+4H+O2=4Fe3+2H2O;Fe3+与SCN-反应产生 Fe(SCN)3,溶液显血红色 Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3；(4)酸性：H2SO41 =0.1mol/L ,所以B的起始浓度为0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L ,向某密闭容器中加入 4mol A、1.2mol C和一定量的 B三种气 体，A的起始浓度为1.0mol/L,体积=4mol=4L ,物质的量=0.5mol/L 4L=2mol ,1.0mo

43、l/L故答案为：减小压强；2mol；(3)该反应是体积不变的反应，而t5t6阶段正逆反应速率都增大，说明是升高了温度；升高温度后正反应速率大于逆反应速率，说明该反应为吸热反应，逆反应为放热反应， 故答案为：升高温度；(4)依据(2)的计算得到 A的物质的量共变化物质的量 =(1mol/L-0.8mol/L) 4L=0.8mol/L ,而 此过程中容器与外界的热交换总量为QkJ,所以2molA反应热量变化为2.5QkJ,所以反应的热化学方程式为：2A(g)+B(g) ? 3C(g) AH=+2.5QkJ/mol ,故答案为：2A(g)+B(g) ? 3C(g)AH=+2.5QkJ/mol o(1

44、)在一定温度下，将 2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应 3A (g) +B (g) xC (g) +2D (g) , 2min末反应达到平衡状态，生成了 0.8molD ,并测得C的浓度为0.4mol/L ,请填写下列空白：x值等于A的转化率为生成D的反应速率为如增大反应体系的压强，则平衡体系中C的质量分数 (填增大，减小，不变)(2)已知某可逆反应 mA (g) +nB (g) =qC (g)在密闭容器中进行。如图所示反应在不同时间t,温度T和压强P与反应物B的体积分数的关系曲线。根据图象填空化学计量数的关系：m+n q；(填.“或)该反应的正反应

45、为 反应。(填 吸热”或 放热答案：60% 0.2mol/ (L min) 不变 2L=0.8mol ,物质的量之比等于化学计量数 之比，所以 0.8mol ： 0.8mol=x ： 2,解得 x=2;A的转化率为12m5 100% =60%;2mol0.8mol生成D的反应速率= 2L =0.2mol/ (L min);2min反应前后气体的物质的量不变，增大压强，平衡不移动，平衡体系中c的质量分数不变；(2)定压强相同，比较温度不同时，即比较曲线T1、P2与曲线T2、P2,根据先出现拐点，先到达平衡，先出现拐点的曲线表示的温度高，所以TiT2,定温度相同，比较压强不同时，即比较曲线 Ti、

46、P1与曲线T1、P2,根据先出现拐点，先到达平衡，先出现拐点的曲线 表示的压强高，所以 P1P2,压强PiP2,由图知压强越大，B的含量越高，所以平衡向逆反应进行，增大压强，平衡 向体积减小的方向移动，所以m+nq,故答案为：T2,由图知温度越高，B的含量越低，所以平衡向正反应进行，升高温度，平衡 向吸热方向移动，故正反应为吸热反应，故答案为：吸热。一定条件下铁可以和 CO2发生反应：Fe (s) + CO2 (g) 、 FeO (s) + CO (g) H0。1100c时，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。+ c(m

47、oi/L)8分钟内，CO的平均反应速率 v （CO） = （结果保留3位有效数字）。1100c时该反应的平衡常数 K = （填数值）；该温度下，若在8分钟时CO2和CO各增加0.5mol/L ,此时平衡 移动（填 芷向“、逆向“或不”）。1100c时，2L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下:容器甲乙反应物投入量3molFe、2molCO24molFeO、3molCOCO的浓度（mol/L ）C1C2CO2的体积分数41g体系压强（Pa）PiP2卜列说法正确的是 （填序号）；A 2c1 = 3c2B 巾=加C P1 P2答案：0625mol?L-

48、1?min-1 2 正 BC(1)据图可知，8 分钟内，CO 的平均反应速率 v (CO) = 0.5mol / L =0.0625mol?L-1 ?min-1;8min（2） 1100C时，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，达到平衡时 c(CO) =0.5mol/L、c (CO2) =0.25mol/L ,该反应的平衡常数c CO 0.5mol / LK=2;该温度下，若在 8分钟时CO2和CO各增加0.5mol/L ,c CO20.25mol / L0.5mol / L 0.5mol / LQc=1.33vK,则此时平衡正向移动;0.25mol / L 0.5mol /

49、LFe sCO2 g =FeO s CO gA .甲：反应平衡mol / Lmol / LG1 c1CiCi化学平衡常数K=_C1_1Ci Fe s CO2 g BFeO s CO g乙：反应 mol / L1.5 C21.5 C2平衡 mol / L1.5 C2C2 C2化学平衡常数K=,温度不变，化学平衡常数不变，所以1.5 C2以3c1=2c2,故A错误；K=1 C1C21.5 c2c COB.温度不变，则化学平衡常数不变，甲、乙中温度相同，所以化学平衡常数K=c CO2相等，则5 =猊，故B正确；C.恒温恒容条件下，压强之比等于气体的物质的量之比，反应前后气体的总物质的量不变，所以甲中

50、气体总物质的量是2mol、乙中是3mol,则甲中压强小于乙，即 PkP2,故C正确；答案选BC。26.按要求回答下列问题。氮氧化物(NOx)是严重的大气污染物，能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。研究氮 氧化物性质与转化，对于降低氮氧化物对环境的污染有重要意义。(1)不同温度下，将一定量的 NO2放入恒容密闭容器中发生下列反应：2NO2(g)=2NO(g)+O 2(g), NO2的物质的量浓度与反应时间的关系如图所示：Ti温度下，010s内，O2的反应速率v(O2)=。在T2温度下，该反应的平衡常数KT2=,当反应达到平衡时，继续向容器中充入c(NO2)=0.1mol?L-l c(NO)=

51、0.2mol ?L-l c(O2)=0.1mol ?L-1。此时正逆反应的速率大小关系是 v 正_v 逆(填 乂 或=)。下列说法正确的是 。A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能B.使用合适的催化剂可以提高NO2的平衡转化率C.平衡状态下，若充入 NO,则达到新平衡时，正、逆反应速率都增大D.平衡状态下，若保持温度不变，将容器体积增加一倍，则平衡逆向移动，反应物浓度增大NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O 2(g)2NO”g) aH上述反应分两步完成，其反应历程如图所示。* EkTI * I UmK I1 i I_111MMNQWgj -+ltiu4Om Q c2(NO)c(O2)

52、-c2(NO2)0.4K,平衡逆向移动，即正逆反应的2SO in)2NO(g)+O 2(g)=i：2NO2(g)反应速率的是反应n ,反应n的活化能大于反应I的活化能，反应n断键时需要更多的能量，反应速率慢。三、解答题27. (1)断开或形成1mol共价键的能量数据如下表，反应2CH4(g) - HO CH(g)+3H(g)的H=kJ?mol-1共价键H-HC-H能量变化/kJ?mol-1abc(2)硝酸厂常用催化还原方法处理尾气。CH4在催化条件下可以将NO2还原为N2,已知： CH4(g)+2O2(g)=CO 2(g)+2H 2O(g)AH = -889.6kJ -1 - Kng l 1/

53、2N 2(g) + O2(g)=NO2(g)AH = +33.85kJ-1molK2, Ki、K2为平衡常数，则 CH4还原NO2生成CO2、水蒸气和氮气的热化学方程式是 ,该反应的平衡常数 K=(写出与Ki和K2的关系) (3)用焦炭还原 NO2的反应为：2NO2(g) + 2C(s) ? N2(g) + 2CO 2(g),下列不能说明该反应已 达到平衡状态的是a.C的质量不变b.正(N2)=2 逝(CO2)C.混合气体的密度不再发生改变d.混合气体的平均相对分子质量不再改变e.混合气体的颜色不再改变(4)已知石灰石分解反应 CaCO3(s尸CaO(s)+CO2(g) A H=178kJ %

54、 olAS=160J. mOl K-1,在 100kPa、298K时，该反应 (能或不能)自发进行。答案：6b-3a-c CH 4(g) + 2NO 2(g) = N 2(g) + 2H 2O(g) + CO 2(g) AH = -957.3 kJ -1 Ku/K)2 b不能【详解】(1)根据烙变 H=反应物键能总和-生成物键能总和，则反应 2CHg)f C2H2(g)+3H2(g)的 H=b x 4X 2-C-2 x b-3x a=6b-c-3a；(2)发生反应：CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g),根据盖斯定律可知，-可得热化学方程式：CH4(g) + 2

55、NO 2(g) = N 2(g) + 2H 2O(g) + CO 2(g)AH = -957.3 kJ-1 ,该 mol反应的平衡常数 K= K1/K2;a. C的质量不变，即同一物质的正反应速率等于其逆反应速率，反应达到平衡状态， 故a不选；b. 2u正(N2)=u逆(CO2)符合反应中反应速率之比等于其计量数之比，反应达到平衡状态，但U正(N2)=2u逆(CO2)为正向进行的状态，故 b选；C.反应正向为体积增大的反应，所以混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应 达到平衡状态，故 c不选；d.反应是气体质量变化的反应，容器体积不变，所以混合气体的密度不再发生改变，说明 反应达到平衡状

56、态，故d不选；e. NO2是红棕色气体，所以混合气体的颜色不再改变，说明反应达到平衡状态，故e不选；故答案为：b;(4)该反应的4 G=AH-T?AS=178KJ?mol-1-298K X 0.160kJ?mol-1=130.3KJ?mol_1, G0, 所以不能自发，故答案为：不能。28.目前人们对环境保护、新能源开发很重视。(1)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中的氨氧化物NOx,可用CH4催化还原，消除氮氧化物的污染。CH4(g)+2NO 2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) Hi=-860.0 kJ mol-12NO2(g)? N2O4(g)

57、 AH=-66.9 kJ mol-1写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2、H2O(g)和CO2的热化学方程式： 。(2)用焦炭还原NO的反应为：2NO(g)+C(s)? N2(g)+CO2(g),向容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为 400C、400C、TC)的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(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:t/min04080120160n(NO)(甲容器，400 C )/mol2.001.501.100.600.60n(NO)(乙容器，400 C )/mol1.000.800.650.530.45n(NO)(丙容器，T

58、 C )/mol2.001.000.500.500.50该正反应为 (填 放热或 吸热”反应。乙容器在200 min达到平衡状态，则 0200 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率 v(NO)=。(3)用焦炭还原 NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s) ? N2(g)+2CO 2(g),在恒温条件下，1 mol NO 2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc(a)(填“或”或“V” )，得出该结论的理由是 (2)可以作为水溶液中 S02歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将补充完整。 i.SO2+4I-+4

59、H+=S J +22+2H2O2+2H2O+SO2=+2I-(3)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将：18 mLSO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)序号ABCD试齐组成0.4 mol/LKIa mol/LKI0.2 mol/LH 2SO40.2mol/LH 2SO40.2 mol/LKI0.0002 mol I 2实验 现象溶液变黄，一段 时间后出现浑浊溶液变黄色，出现 浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色， 变成黄色，出现浑浊较 A 快B是A的对比实验，则a=。比较A、B、C,可得出的结论是。实验表明，SO2的歧化反应速率 DA,结合i、ii反应速率解释原因： 。答案： ;当温度相同时，增大压强，平衡正向移动，导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大 4H+ SO4- 0.4在酸性条件下，SO2与反应速率更快，且 SO2与稀硫酸不发生反应，故答案为：在酸性条件下，SO2与反应速率更快，且 SO2与稀硫酸不发生反应反应ii比反应i快，D中由反应ii产生的氢离子使反应i加快【详解】(1)相同温度下，增大压强，平衡正向移动，导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大，根据图知，相同温度下，达到平衡状态时硫酸含量：P1VP2,说明压强P2P1,故答案为：;当温度相同时，增大压强，平衡正向移