化学反应速率和化学平衡专题附答案

化学反应速率和化学平衡(时间:45分钟满分：100分)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分，每小题只有一个选项符合题意).可逆反应2NO2 ―2NO+O2，在恒容密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③NO2、NO、O2的反应速率的比为2:2:1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①⑥B.②③⑤C.①④D.①②④⑤⑥.(2012黑龙江绥棱一中期末，20)在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在11-14(s)时刻测得各物质的浓度如下表。据此下列结论正确的是()。测定时刻/st1t2t3t4c(A)Z(mol-L-1)6322c(B)/(mol-L-1)53.533c(C)Z(mol-L-1)12.533A.在13时刻反应已经停止B.A的转化率比B的转化率低C.在容器中发生的反应为：A+2B==CD.在12〜13内A的平均反应速率为t1tmol-(L-s)-1.(2012河南洛阳统考,9)在1100℃,一定容积的密闭容器中发生反应:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)AH=akJ-mol-1(a>0),该温度下K=0.263,下列有关该反应的说法正确的是( )。A.达到化学平衡状态时，若c(CO)=0.100moLL-1,贝Uc(CO2)=0.0263mol-L-1B.若要提高CO的转化率，则应该加入适当的过量FeOC.升高温度混合气体的平均相对分子质量不变D.若生成56gFe,则吸收的热量小于akJ.氨的催化氧化4NH3(g)+5O2(g)=04NO(g)+6H2O(g)AH=-1025kJ-mol-1是工业制备硝酸的重要反应。一定条件下将4molNH3和5molO2混合并通入固定容积为2L的密闭容器中，经10s该反应达平衡，并测得NO的浓度为0.8mol-L-1。下列判断正确的是()。以O2浓度变化表示的反应速率为0.064mol-(L-s)-1反应达到平衡状态时NH3的转化率为20%升高温度能使喘)减小n(NH3)将容器的体积变为4L,平衡时NO的浓度小于0.4mol-L-1.已知图一表示的是可逆反应CO(g)+H2(g)==C(s)+H2O(g)AH>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g)=—N2O4(g)AH<0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法中正确的是()。

A.B.C.A.B.C.D.图一12时改变的条件一定是增大了反应物的浓度图二11时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强若图二11时改变的条件是增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小状态，下列叙述正确的是(mA.反应速率v(X)=v正、/n)。逆(Y)B.加入X,反应的AH增大C.增加Y的物质的量，状态，下列叙述正确的是(mA.反应速率v(X)=v正、/n)。逆(Y)B.加入X,反应的AH增大C.增加Y的物质的量，Y的转化率增大D.7.NO2和N2O4可相互转化：2NG2(g)-'。抱)降低温度，黑的值变小AH<0现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积)。为1L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是(

ikC/fmol'L-1)。1.00.80.60.40.20510152025303540"minA.B.C.D.图中共有两条曲线X和YA.B.C.D.a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是b和c反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是加入0.4molN2O4若要达到与d相同的状态，在25min时还要采取的措施是适当缩小容器体积二、简答题(本题包括4小题，共58分)(2012湖北黄冈质检，27)(14分)运用化学反应原理研究碳及其化合物的反应有重要意义。(1)在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应：CO(g)+H2O(g)=—CO2(g)+H2(g)。CO和H2O浓度变化如右图。0.300.200.180.100.08012345678t/min0.300.200.180.100.08012345678t/min850℃时物质浓度的变化①0〜4min的平均反应速率v(CO2)=。t℃时物质浓度(moll-1)的变化时间/minCOH2OCO2H200.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c34c1c2C3C350.1160.2160.08460.0960.2660.104②下列能说明反应达到平衡状态的是 。a.每消耗1molCO2的同时生成1molH2Ob.体系压强保持不变C.丫正WE逆(CO2)d.容器中混合气体的密度保持不变e.混合气体中H2O的体积分数保持不变f.CO2和H2的体积比保持不变③t℃(高于850℃)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。c1的数值大于0.08moll-1,则该反应正反应的反应热AH0(填“>"或“<")。反应在4min〜5min间，平衡向逆方向移动，可能的原因是 (填序号，下同)，表中5min〜6min之间数值发生变化，可能的原因是 。a.通入一定量氮气 b.增加了水蒸气的量c.使用催化剂 d.增加氢气的浓度e.降低温度(2)煤气化制合成气的主要化学反应为：C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)AH>0。下列能增大碳的转化率的措施是 。(填字母代号)A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强(2012上海市十校联考，六)(16分)在容积为2.0L的密闭容器内，物质D在T℃时发生反应，其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如右图，据图回答下列问题:(1)从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为 mol.(L-min)-1o(2)根据上图写出该反应的化学方程式 ，该反应的平衡常数表达式为K=。⑶第5min时，升高温度，A、B、D的物质的量变化如上图，则该反应的正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，反应的平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B的反应速率。(4)若在第7min时增加D的物质的量，A的物质的量变化正确的是 (用图中a、b、c的编号回答)。(5)一定温度下，在1L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。若容器容积恒定，10min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的9/10,则N2的转化率o(N2)=。(14分)已知反应①Fe(s)+CO2(g)==FeO(s)+CO(g)AH=akJnol-1,平衡常数为K；反应②CO(g)+1/2O2(g)===CQ(g)AH=bkJ-mol-1；反应③Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)AH=ckJ-mol-1。测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃500700900K1.001.472.40⑴若500℃时进行反应①，CO2的起始浓度为2mol-L-i,CO的平衡浓度为。(2)反应①为(选填“吸热”或“放热”)反应。(3)700℃时反应①达到平衡状态，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有(填序号)。A.缩小反应器体积 B.通入CO2 C.升高温度到900℃D.使用合适的催化剂 E.增加Fe的量(4)下列图像符合反应①的是 (填序号)(图中v为速率，中为混合物中CO含量，T为温度且T1>T>T2)。(5)由反应①和②可求得，反应2Fe(s)+O2(g)===2FeO(s)的AH=。(6)请运用盖斯定律写出Fe(固体)被O2(气体)氧化得到Fe2O3(固体)的热化学方程式:11.(14分)(1)将等量的CO(g)和H2O(g)分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)AH=akJ-mol-1,得到下列数据：实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOH21650241.652900240.9t①在实验1中，以v(CO2)表示该反应前5分钟的平均反应速率为mol-L-1-min-1；②在实验2中，/ 5。(填“大于”“小于”或“等于学③a0(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)在密闭容器中充有10molCO与20molH2，在催化剂作用下反应CO(g)+2H2(g)==CH30H(g),CO的转化率(㈤与温度、压强的关系如图所示。“CO转化率“CO转化率(a)1.01(X)20() 40050()7①p1 p2(填“大于”“小于”或“等于)②若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数K=；③若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tAtC(填“大于,,“小于”或“等于”)；④在不改变反应物用量情况下，为提高CO转化率可采取的措施是 (答出两点即可)；⑤达到平衡后将容器的容积压缩到原来的1/2,其他条件不变，对平衡体系产生的影响是(填字母序号)。A.c(H2)减少 B.正反应速率加快，逆反应速率减慢C.CH3OH的物质的量增加 D.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小12、100c时将0.1molN2O4置于1L密闭的烧瓶中然后将烧瓶放入100c的恒温槽中烧瓶内的气体逐渐变为红棕色：N2O4(g)三=三2NO2(g)。下列结论不能说明上述反应破条件下已经达到平衡的是()①N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比1：2；②NO2的生成速率与NO2消耗速率相等；③烧瓶内气体的压强不再变化；④烧瓶内气体的质量不再变化；⑤no2的物质的量浓度不再改变；⑥烧瓶内气体的颜色不再加深；⑦烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化；⑧烧瓶内气体的密度不再变化。A.②③⑥⑦ B.①④⑧C.只有①④D.只有⑦⑧参考答案一、选择题D解析：达到平衡后，参加反应的A、B、C的物质的量之比为4、2、2,所以容器中发生的反应为：2A+B==C,当起始时c(A)：c(B)=2：1时A、B转化率相同，但B加的多，所以A的转化率大，B、C错误。A解析：注意物质的状态。K=0.263=少兴可知A正确、B错误；升高温度平衡右移，CO生成c()CO2，相对分子质量增大，C错误；生成1molFe,则吸收的热量等于akJ,D错误。C解析：v(NO)/8mo「=0.08mol-(L・s)-1,根据同一反应中不同物质表示的速率之比等于化s学计量数之比，则v(O2)=4v(NO)=0.1mol-(L-s)-1,A错;达到平衡状态时n(NO)=0.8mol-L-1x2L=1.6mol,则NH3转化的物质的量为1.6mol,故NH3的转化率为146nmM100%=40%,B错；该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，n(NO)减小，n(NHJ增大，则喷O)减小，C对；将容器的体积变为4L,3 n(NH3)体系压强减小，平衡向正反应方向移动，平衡时NO的浓度大于0.4moll-1,D错。A解析：由图一可知，，2瞬间，曲线是断开的，因此条件的改变不可能是由某一物质的浓度引起的，，2瞬间，正、逆反应速率均加快，且M(正)〉M(逆)，可知化学平衡正向移动，因此外界条件的改变可能是升高了温度也可能是增大了压强，所以选项A正确，B错误。由图二可知，，1瞬间，曲线是断开的，因此外界条件的改变不可能是浓度的变化，由于此刻NO2和N2O4的浓度均增大，显然改变的条件是给体系增压，同时压强增大，平衡向正反应方向移动，N2O4的体积分数增大，因此混合气体的平均相对分子质量应增大，选项C和D均错。A解析：AH与给定反应的计量数成比例，而与反应物的量无关，B错。增加Y的物质的量，Y的转化率减小，C错。降温时，平衡逆向移动，c(Y)增大、c(Z)减小，痣的值变大，D错。c(Z)D解析：由图像可知反应开始时相同时间内X的生成量是Y的消耗量的2倍，所以X表示NO2的浓度，A错误；达到化学平衡状态，各物质的浓度不再随时间改变而改变，水平线表示达到平衡状态，a、c均不是平衡状态，B错误；25min时加入的是0.4molNO2,因为反应物只有NO2，相当于加压，D正确，C错误。二、简答题答案：(1)①0.03mol-(L-s)-1②ce③<db(2)BC解析：(1)②a均表示逆反应速率，错误；b此反应为等体反应，错误；d气体质量、气体体积均不变，错误；f选项不论平衡是否移动，CO2和H2的体积比一定是1：1,错误；③升高温度CO的浓度增大，所以平衡左移，正反应为放热反应；5min〜6minCO浓度减小、H2O浓度增大、CO2增大，只有b选项符合；(2)碳是固体对平衡无影响，增大压强平衡左移，B、C正确。答案：(1)0.067(2)2D(s)甘甘品2A(g)+B(g)c2(A>c(B)(3)吸热增大增大(4)b(5)20%解析：(1)v(A)=00.4ml=0.067mol-(L-min)-1；(2)参加反应的n(D)=0.4mol、n(A)=0.4mol、n(B)2LX3min=0.2mol；所以D、A、B的化学计量数之比为2：2：1；(3)由图像可知升高温度，平衡右移，所以正反应为吸热反应；(4)D是固体，对平衡无影响；(5)依据三部曲：N2(g)+3H2(g)=^2NH3(g)

始态(mol):1始态(mol):130反应⑺。1):a3a2a终态(mol):1-a3-3a2aa=0.2。9 1—a+3—3a+2a10= 410.答案：(1)1moll-1(2)吸热(3)BC(4)A(5)2(a+b)kJ-mol-1(6)2Fe(s)+3/2O2(g)===F与O3(s)AH=(3b-c)kJ-mol-1解析：依据反应①，可写出该反应的化学平衡常数表达式K=c(CO)/c(CO2),从表中数据观察到：K值随温度升高而增大，说明正反应为吸热反应。在500℃时，假设CO2转化了lmol-L-1,达到平衡状态时，有下式成立：K=c(CO)/c(CO2)=x/(2—x)=1.00,解得x=1,即平衡时CO的浓度为1mol-L-1。(3)中，700℃时反应①达到平衡，要使该平衡向右移动，可以升高体系温度、增大反应物浓度通入CO2),注意不要错选选项E,因为反应物Fe是固体，改变固体或纯液体的量对平衡无影响。(4)中，图像A是温度改变对反应速率的影响，由于反应①的正反应是吸热反应，所以升高温度，正逆反应速率均增大，但正反应速率增大的幅度大，故A正确。图像B是温度改变对混合物中CO含量的影响，温度较低时反应不进行，随着温度升高混合物中CO的含量逐渐增大，不会减小，故B错误。图像C中