化学第8讲化学反应速率化学平衡课后达标检测

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精第8讲化学反应速率化学平衡［课后达标检测］[学生用书P139（单独成册)]1．在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2（g）＋I2（g)2HI（g）ΔH<0，下列说法正确的是（)A．保持容器容积不变，向其中加入1molH2（g)，反应速率一定加快B．保持容器容积不变，向其中加入1molN2（N2不参加反应)，反应速率一定加快C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1molN2(N2不参加反应)，反应速率一定加快D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH2（g)和1molI2（g），反应速率一定加快解析：选A。增加反应物的浓度，反应速率加快，A项正确;加入氮气，因为容器容积不变，反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，B项错误；保持容器压强不变，加入氮气，容器体积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减小，C项错误;保持容器压强不变，再次充入1molH2（g）和1molI2(g），则容器体积增大为原来的2倍,反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。2．对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3（g)ΔH＜0,达到平衡后，改变一个条件，以下有关分析正确的是（）A．升高温度，正反应速率增大，化学平衡常数增大B．减小压强，逆反应速率减小，化学平衡常数减小C．加入催化剂，正、逆反应速率不变，平衡不移动D．充入氧气,正反应速率先增大后减小,平衡向正反应方向移动解析：选D。A项，升高温度，正、逆反应速率均增大,反应是放热反应，升高温度平衡逆向进行，平衡常数减小，故A错误;B项，减小压强，反应速率减小,平衡常数随温度变化，不随压强变化，减小压强平衡常数不变，故B错误；C项，催化剂同等程度地改变反应速率，但不改变化学平衡,速率改变，平衡不移动，故C错误;D项，充入氧气瞬间增大反应物的浓度，平衡正向移动，随浓度减小正反应速率减小，逆反应速率增大，最后达到平衡状态,故D正确。3．工业生产硫酸中二氧化硫的催化氧化原理为2SO2(g)＋O2(g)2SO3（g），反应混合体系在平衡状态时SO3的百分含量与温度的关系如图所示。下列说法错误的是（)A．在A、B、C三点时,v正＝v逆,在D点时v正＞v逆B．A、B、C三点的平衡常数一定不相同C．升高温度可以加快化学反应速率,有利于平衡向正反应方向移动D．在一定温度下，保持容器体积不变，向平衡体系中通入稀有气体,压强增大，平衡不移动解析:选C。根据图像,温度升高，三氧化硫的百分含量降低，说明正反应是放热反应，升高温度可以加快化学反应速率，但平衡向逆反应方向移动，C选项错误。4．某温度下，向2L恒容密闭容器中充入1。0molA和1.0molB，反应A(g)＋B（g）C（g）经过一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据如表，下列说法正确的是(）t/s05152535n（A)/mol1。00.850.810。800.80A.反应在前5s的平均速率v(A)＝0。17mol·L－1·s－1B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（A）＝0.41mol·L－1，则反应的ΔH>0C．相同温度下，起始时向容器中充入2。0molC，达到平衡时，C的转化率大于80%D．相同温度下，起始时向容器中充入0.20molA、0。20molB和1。0molC，反应达到平衡前v(正）〈v（逆)解析:选D.A项,v（A)＝eq\f（Δc,Δt）＝eq\f（1.0－0。85，2×5)mol·L－1·s－1＝0。015mol·L－1·s－1；B项，由表格中数据可知平衡时c(A）＝eq\f（0.8，2)mol·L－1＝0。4mol·L－1,升高温度，A浓度增大，故平衡向逆反应方向移动,ΔH＜0；C项，若加入2molC,假设平衡与题中平衡等效，则C转化率为80％，相当于A、B各加2mol，与原平衡比相当于加压，平衡向正反应方向移动，故C的转化率降低；D项，题中平衡时体系中含有0.80molA、0。80molB、0.20molC，故该反应的平衡常数K＝eq\f(\f（0。20,2）,\f(0。80,2)×\f（0.80，2))＝0.625，相同温度下，起始时向容器中充入0。20molA、0。20molB和1.0molC，Q＝eq\f（\f（1.0，2）,\f(0.20,2)×\f（0.20，2)）＝50>K，故该选项体系中反应逆向进行，逆反应速率大于正反应速率。5．(2017·惠州模拟）如图所示，向A、B中均充入1molX、1molY，起始时A、B的体积都等于1L。在同温、同压和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中都发生下述反应：X（g）＋Y（g）2Z（g)＋W(g)ΔH〈0，达平衡时，A的体积为1。4L。下列说法错误的是(）A．两容器中的反应分别达到平衡时，反应物X的速率:v（B)〉v（A）B．A容器中X的转化率为80％C．平衡时的压强：pA<pBD．平衡时Y的体积分数:A>B解析：选D。A为恒压过程，B为恒容过程，该反应为气体体积增大的反应，反应过程中B的压强大于A,反应物X的速率：v(B）〉v(A)，故A正确；A中达到平衡时混合气体的物质的量为1.4×2mol＝2.8mol,增大0.8mol，根据X(g)＋Y（g）2Z（g）＋W(g)，每有1molX参加反应，生成物增多1mol,现增多0。8mol，则反应0.8molX，故转化率为80％，故B正确；A为恒压过程，B为恒容过程，该反应为气体体积增大的反应，反应过程中B的压强大于A，平衡时的压强：pA<pB，故C正确；A为恒压过程，B为恒容过程,该反应为气体体积增大的反应，反应过程中B的压强大于A,A中正向进行的程度大于B,平衡时Y的体积分数：A<B，故D错误。6．(2017·济南二模）向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中分别充入一定量的A和B，发生反应：A（g)＋xB(g)2C（g）.相关数据如下表，反应过程中C的浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是(）容器甲乙丙容积0。5L0。5L1.0L温度/℃T1T2T2反应物起始量1.5molA0．5molB1。5molA0．5molB6.0molA2．0molBA．T1〉T2，x＝1B．T2℃时，C．A的平衡转化率α(甲）∶α（乙）＝2∶3D．15~20min内C的平均反应速率v(乙)〈v（丙)解析：选B。A.A。比较甲与乙可知,乙先达到平衡，故温度T1〈T2，比较乙与丙可知，乙中平衡时A的转化率为eq\f(1。0mol·L－1×0.5L×\f(1，2)，1。5mol)＝eq\f(1,6）,丙中A的转化率为eq\f(2。0mol·L－1×1。0L×\f（1,2）,6mol）＝eq\f(1，6),又丙中压强为乙中2倍，压强增大,平衡不移动，故x＝1，故A错误；B.由图可知平衡时,乙容器中C的浓度为1。0mol·L－1，A（g）＋B(g）2C（g）开始（mol·L－1）3。01.00变化（mol·L－1)0。50.51.0平衡（mol·L－1）2.50。51。0故T2时该反应的平衡常数K＝eq\f（1。02,0.5×2。5)＝0.8，故B正确;C。A的转化率:甲中eq\f(1.5mol·L－1×0。5L×\f(1,2），1。5mol）＝0.25，乙中eq\f（1。0mol·L－1×0。5L×\f（1，2),1.5mol)＝eq\f(1,6）,A的平衡转化率α（甲)∶α（乙）＝0。25∶eq\f(1,6）＝3∶2，故C错误；D。15～20min内C的平均反应速率，v（乙）＝v(丙），故D错误。7．向一体积不变的密闭容器中加入2molA、0。6molC和一定量的B三种气体，在一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化的情况如图甲所示。图乙为t2时刻后改变反应条件，该平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3～t4阶段使用了催化剂；图甲中t0～t1阶段c（B）的变化情况未画出.下列说法不正确的是(）A．该反应为吸热反应B．B在t0～t1阶段的转化率为60%C．t4～t5阶段改变的条件为减小压强D．t1时该反应的化学平衡常数K＝eq\f(27，32）解析:选B。在图乙中t3～t4阶段使用了催化剂；t4～t5阶段正、逆反应速率均减小,但平衡不移动，这说明此阶段是减小压强,平衡不移动，说明反应前后气体体积不变，C项正确。根据图甲可知A是反应物，平衡时A消耗了0.2mol·L－1，C是生成物，平衡时C增加了0。3mol·L－1，因此B是反应物，即该反应的化学方程式可表示为2A＋B3C。t5～t6阶段正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向进行,因此改变的条件是升高温度，故该反应是吸热反应，A项正确.B的平衡浓度是0.4mol·L－1，消耗了0.1mol·L－1，因此B在t0～t1阶段的转化率为20%，B项错误。t1时，达平衡时A、B、C的浓度分别是0.8mol·L－1、0.4mol·L－1、0。6mol·L－1，故平衡常数K＝eq\f(0。63,0.4×0.82)＝eq\f(27，32)，D项正确。8．根据下表所示化学反应与数据关系，回答下列问题：化学反应平衡常数温度973K1173K①Fe(s)＋CO2(g）FeO（s)＋CO（g)K11.472.15②Fe（s)＋H2O（g)FeO(s）＋H2(g)K2。381.67③CO(g）＋H2O（g）CO2（g)＋H2(g)K3？？（1）反应①是________（填“吸热”或“放热”）反应。(2)写出反应③的平衡常数K3的表达式：____________.（3)根据反应①②③可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。（4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取的措施有________（填写字母序号）。A．缩小反应容器的容积B．扩大反应容器的容积C．升高温度D．使用合适的催化剂E．设法减小平衡体系中的CO浓度（5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:①反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都各改变了一种条件，试判断改变的是什么条件？t2时：__________；t8时:____________。②若t4时降压，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。解析:(1)由表可知,温度升高，反应①的K1增大，故该反应为吸热反应。（2）反应③的平衡常数的表达式为K3＝eq\f(c（CO2）·c(H2），c（CO）·c（H2O））。（3）K3＝eq\f(c（CO2）·c(H2），c（CO）·c（H2O))，K1＝eq\f（c（CO)，c(CO2）），K2＝eq\f(c(H2）,c（H2O）），故K3＝eq\f(K2,K1)。（4)反应①为吸热反应,其逆反应为放热反应,反应②是放热反应，而反应③是反应①的逆反应与反应②的和，故反应③是放热反应,且反应前后气体的体积不变，故只有C、E可使平衡向逆反应方向移动。（5)①由图可知，t2时改变的条件使逆反应速率增大，且平衡逆向移动，故改变的条件是升高温度或增大CO2的浓度或增大H2的浓度；t8时改变的条件使逆反应速率加快且平衡不移动,故改变的条件是使用催化剂或增大压强或减小容器的容积。②若t4时降压,则逆反应速率减小，曲线在原来平衡曲线的下方，平衡不移动，故该曲线为水平直线，且纵坐标为t6时的v逆。答案：(1)吸热(2）K3＝eq\f(c(CO2）·c(H2）,c（CO）·c(H2O））(3）eq\f（K2，K1)（4）CE(5)①升高温度（或增大CO2的浓度或增大H2的浓度）使用催化剂（或增大压强或减小容器的容积)②9．（2017·昆明高三质检)研究CO2、CO的处理方法对环境保护有重要意义。(1)CO2与H2反应可合成甲醇：CO2(g)＋3H2(g）CH3OH（g)＋H2O（g)某温度下，将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中，发生上述反应.测得不同时刻的反应前后压强关系如表：时间/h123456p后/p前0.900.850。820.810.800。80①用CO2表示第1小时内反应的平均速率v(CO2)＝________mol·L－1·h－1。②该温度下H2的平衡转化率为____________。(2）CO2与NH3反应可合成尿素:CO2(g)＋2NH3(g)CO（NH2）2(s）＋H2O(g）在T1℃时，将1molCO2和2molNH3置于1L密闭容器中，发生上述反应，在t时刻,测得容器中CO2转化率约为73％。保持其他初始实验条件不变，分别在温度为T2℃、T3℃、T4℃、T5℃时，重复上述实验①该反应的ΔH________（填“〉”或“<”)0。②T4℃时反应的平衡常数K③T1~T3℃之间，CO2转化率逐渐增大，________________________________________________________________________。解析：(1）①设CO2在第1小时转化了xmol,则1h时CO2为(1－x）mol、H2为(3－3x)mol、CH3OH为xmol、H2O（g）为xmol,根据1h时eq\f(p后，p前）＝0.90，则有eq\f（1－x＋3－3x＋x＋x,1＋3)＝0.90，解得x＝0.2，故v（CO2）＝eq\f(0.2mol,2L×1h)＝0.1mol·L－1·h－1。②根据表中数据可知，5h时反应达到平衡,设达到平衡时CO2转化了ymol，则有eq\f(1－y＋3－3y＋y＋y，1＋3)＝0.80，解得y＝0。4,故达到平衡时H2转化了1.2mol，H2的平衡转化率为eq\f(1。2mol,3mol)×100%＝40％。（2）①根据题图可知，反应在T3℃时达到平衡，达到平衡后升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，而升温时平衡向吸热反应方向移动，故该反应为放热反应，ΔH〈0.②由题图可知，T4℃反应达到平衡时，CO2的平衡转化率为75％，则平衡时CO2的浓度为0.25mol·L－1，NH3的浓度为0。5mol·L－1,H2O（g）的浓度为0.75mol·L－1，故该反应的平衡常数K＝eq\f(c（H2O）,c（CO2）·c2（NH3)）＝eq\f（0.75,0.25×0.52)＝12。③在T1～T3℃之间反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行，v正〉v逆，故随温度升高,CO2的转化率逐渐增大。答案：（1）①0.1②40%(2)①<②12③在T1～T3℃之间反应未达到平衡状态，且v正〉v逆，温度越高，CO210．(2015·高考全国卷Ⅰ）Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2（g）＋I2(g）在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI)与反应时间t的关系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910。850。8150.7950.784x(HI）00。600.730.7730。7800.784（1）根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为________.（2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI），逆反应速率为v逆＝k逆x（H2）x（I2），其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示）。若k正＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1.(3)由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x（H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡,相应的点分别为________(填字母）。解析：(1)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x（HI)均为0。784,说明此时已达到了平衡状态。设HI的初始浓度为1mol·L－1，则:2HI(g）H2(g)＋I2（g)初始浓度/mol·L－1100转化浓度/mol·L－10。2160.1080。108平衡浓度/mol·L－10。7840.1080。108K＝eq\f（c(H2）·c（I2)，c2（HI））＝eq\f(0。108×0。108，0.7842)。(2）建立平衡时，v正＝v逆，即k正x2（HI）＝k逆x（H2）x（I2)，k逆＝eq\f(x2（HI），x（H2）x（I2））k正。由于该反应前后气体分子数不变，故k逆＝eq\f（x2(HI）,x（H2）x（I2））k正＝eq\f（c2(HI)，c（H2)c(I2）)k正＝eq\f（k正，K）。在t＝40min时,x（HI)＝0。85，则v正＝0.0027min－1×0。852≈1。95×10－3min－1.(3）因2HI（g）H2(g）＋I2(g)ΔH＞0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI的物质的量分数减小，H2、I2的物质的量分数增大.因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为A点和E点.答案：(1）eq\f(0。108×0.108，0。7842）(2）eq\f（k正，K)1.95×10－3（3)A、E11．增强环保意识,爱护环境是每个公民的职责。利用碳的氧化物合成甲醇等资源化利用对环境保护具有重要意义。请回答下列问题：(1）下列为合成甲醇的有关化学方程式：①2H2（g）＋CO（g)CH3OH(g)②H2（g）＋CO2(g）H2O(g）＋CO（g)③3H2（g）＋CO2(g)CH3OH(g）＋H2O（g）某温度下，上述三个反应的平衡常数数值分别为2。5、2。0和K3，则K3的值为________。(2)一定条件下,甲醇可同时发生:A．2CH3OH（g)=CH3OCH3＋H2O(g)B．2CH3OH（g)=C2H4(g）＋2H2O(g)上述反应过程中能量变化如图所示：①写出反应速率较快的序号并说明原因:______________________.②若在容器中加入催化剂，则E2－E1将________（填“变大"“不变”或“变小”）。(3)一定温度时,在容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，发生反应2H2（g）＋CO(g）CH3OH（g）ΔH＝－90kJ·mol－1，测得达到平衡时的有关数据如下表:容器甲乙丙起始反应物投入量2molH2(g)、1molCO（g）1molCH3OH（g)2molCH3OH（g）平衡c(CH3OH）/mol·L－1c1c2c3反应物的能量变化/kJQ1Q2Q3①表中数据存在的关系：｜Q1|＋|Q2｜________（填“＞”“＝”或“＜",下同）90，2c2________c3②在温度不变、恒容条件下，该反应的平衡常数数值Kp＝4.80×10－2，若甲容器中反应达平衡状态时，p（CH3OH）＝24。0kPa，则平衡时，混合气体中CH3OH的物质的量分数为________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度所得的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。解析:（1