高中化学：专题六 化学反应速率化学平衡

专题复习六化学反应速率化学平衡

典型例题：

例1：将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生如下反应：

X(g)+3Y(g)一2Z(g)+aQ(g)

达到平衡时生成0.8molZ,测得Q的浓度为0.4mol/L,下列叙述错误的是

A、a的值为2B、平衡时X的浓度为0.2mol/L

C、平衡时Y的转化率为60%D、平衡时Z的体积百分含量20%

例2：一定条件下，将X和Y两种气体按不同比例放入固定容积的密闭容器中，反应达平衡后，测得X、Y

的转化率与起始时物质的量之比叨的关系如图1。改变温度和压强，生成物Z的百分含量如表1,则该

〃(丫)

反应的化学方程式可表示为

金

丫温度/℃压强/kPaZ的质量分数

的2001010.40

转

3001010.48

化

率4002020.52

4003030.52

表1

A.3X(g)+Y(g)=^4Z(g)；AH>Q

B.X(g)+3Y(g)^^^4Z(g)；△">0

C.3X(g)+Y(g)=^3Z(g)；KH<Q

D.X(g)+3Y(g)=^3Z(g)；KHVQ

例3：反应A2+B2^^2AB,在温度或压强改变时，AB%的变化如图所示。a为

500°C、b为300°C时的情况；c为300℃时，从t3时刻开始向容器中加压的情况。则下列叙述正确的是

A.A2、B2、AB均为气体，正反应放热

B.AB为气体，Ai、B2中最少有一种为非气体，正反应放热

C.AB为气体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应吸热

D.AB为液体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应吸热

例4：某温度下反应N204g)2NO2(g);AH>0,在密闭容器中达平衡，下列说法正确的是

A.保持体积不变，加入少许N2O4,平衡向逆反应方向移动

B.升高温度丫正、v逆都增大，v正增大的倍数小于v逆增大的倍数

C.保持体积不变，升高温度，再达平衡时混和气体颜色变深

D.达到平衡后，降低温度或减小压强平衡移动的方向一致

例5；在一定温度下，反应!"2(g)+^X2(g)=^HX(g)的平衡常数为9。若将1.0mol的HX(g)通

入体积为LOL的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于

A.10%B.18%C.20%D.40%

例6：氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

(1)已知：H—H键能为436kJ/mol,后N键能为945kJ/mol,N—H键能为391kJ/moL写出工业合成

氨反应的化学方程式;由键能计算说明此反应是反应(填“吸热”或“放热”)，

合成氨反应(消耗1m0IN2时)的△!!=0

(2)恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1mol弗和2.6mol玲，反应过程中对NH3的浓度进行检测，

得到的数据如下表所示：

时间/min51015202530

c(NH3)/(mol/L)0.080.140.180.200.200.20

5min内，用N2浓度的变化表示的反应速率为,此条件下该反应的化学平衡常数K=；反

应达到平衡后，保持温度、容积不变，若向平衡体系中加入0.4molN2、1molH2^0.2molNH3,

化学平衡将向方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。

(3)氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂生产镂态氮肥(NHRSCU的工艺流程如下：

co2

①向沉淀池中加入CaS04悬浊液后，需先通入足量NH3，再通入CO2的原因是。操作I的

名称是O

②燃烧炉中产生的固态副产品为,生产流程中能被循环利用的物质X为一。

强化训练：

1、己知反应2sCh(g)+O2(g)2SO3(g);AH<0,向某体积恒定

的密闭容器中按体积比2：1充入SCh和02,在一定条件下发生反应。下图是

某物理量(F)随时间G)变化的示意图(图中T表示温度)，Y可以是

A.SO2的转化率B.混合气体的密度

C.密闭容器内的压强D.Ch的体积分数

2、将lmolH2(g)和2moiL(g)置于2L密闭容器中，在一定温度下发生反应:

H2(g)+I2(g)=^=2HI(g)；△HVO,并达到平衡,HI的体积

分数a(HI)随时间变化如图(II)所示。若改变反应条件，

3(HI)的变化曲线如图(I)所示，则改变的条件可能是

A.恒温恒容条件下，加入适当催化剂

B.恒温恒压条件下，充入ImolNz

C.恒容条件下，升高温度

D.恒温恒容条件下，再充入1molH2(g)和2molI2(g)

3.对于密闭容器中的可逆反应：〃zX(g)+“Y(s)=pZ(g)；AH<0,达化学平衡后，改变条件，下列表述

不E项的是

A.增大压强，化学平衡不一定发生移动B.通入氢气，化学平衡不一定发生移动

C.增加X或Y的物质的量，化学平衡一定发生移动

D.其它条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动

4、X、Y、Z三种气体，取X和丫按2：1的物质的量之比混合，放入固定体积的密闭容器中发生如下反

应：X+2Y^^2Z,达到平衡后，X的转化率不可能为

A.25%B.20%C.15%D.10%

5、对可逆反应N2(g)+3H2(g)B^2NH3(g)；AH<Q,下列研究目的和示意图相符的是

ABCD

研究压强对反应的影响平衡体系增加N

温度对反应的影响2催化剂对反应的影响

目的对反应的影响

(P2>P1)

NHj的、及的速率1混合气,

转化率体总压

悻积分数N有催化剂

强

图示

无催化剂_

温宦

(时间0时间0时间

6.在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：

2sCh(g)+O2(g)02SO3(g)；AW<0o600℃时，在某密闭容器中，将二氧化硫

和氧气混合，反应过程中SO2、Ch、SO3物质的量有如图所示的变化。其中10min到

15min时，与图像不相得的变化是

A.加了催化剂B.增加SO3的物质的量

C.升高温度D.缩小容器体积

7.可逆反应：aA(g)+bB(s)=cC(g)+dD(g),当其他条件不变时，反应过程中某物质在混合

物中的百分含量与温度(T)、压强(P)的关系如图所示，下列判断正确的是

A.TI<T2A/f>0

B.TI>T2AH<0

C.Pi<P2a=c+d

D.Pi<P2a+b=c+d

8.在一密闭容器中有如下反应：

L(s)+aG(g)=bR(g)

温度和压强对该反应的影响如右图所示，其中压强Pi<Pi，

由此可判断

A.正反应为放热反应

B.化学方程式中的计量数a>b

C.G的转化率随温度升高而减小

D.增大压强，容器内气体质量不变

9.在一定温度、压强和有铁触媒的条件下，在密闭容器中充入N2、%和NH3。若起始时n(N2)=xmol、

n(H2)=ymol>n(NH3)=zmol(x>y、z均不为0),平衡时n(N2)=0.1mol、n(H2)=0.3mol>n(NH3)=0.08molo

下列有关判断不育季的是：

A.x:y=1:3B.N2、H2的转化率不相等

C.平衡时，也与NH3的生成速率之比为3:2D.x的取值范围为0<x<0.14

10、已知NO2和N2O4可以相互转化：2NCh(g)=N2O4(g);△H<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。下列说法第氓的是

A.图中共有两条曲线X和Y,其中曲线X表示NCh浓度随时间的变化

B.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d

C.反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是加入0.4molN2O4

D.若要达到与d相同的状态，在25min时还能采取的措施是适当缩小容器体积

11、将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

①NH4IG)=NH3(g)+HI(g)；②2Hl(g)=H2(g)+L(g)。

达到平衡时，c(H2)=0.5mol・L-Ic(HI)=4mol・L-I则此温度下反应①的平衡常数为()

A.9B.16C.20D.25

12.一定温度下可逆反应：A(s)+3B(g)yi2C(g)+D(g)；AH<0»现将

ImolA和3molB加入甲容器中，将4molC和2molD加入乙容器

中，此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍，此时两容器内均达

到平衡状态(如图所示，隔板K不能移动)。分别改变条件，下列说

法不亚确的是1234、活塞

A.保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大

B.保持温度不变，移动活塞P,使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数等于甲中C

的体积分数

C.保持温度和活塞位置不变，向甲中加入ImolA和3moiB,达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的

浓度的2倍

D.保持温度和乙中的压强不变，分别向甲、乙中加入等质量的氢气，达到新平衡后，甲中C的反应速率

一定是乙中C的反应速率的2倍a

0

图3

13、在密闭容器中投入一定量的A和B发生反应：优A(g)+〃B(g)PC(g)+qD(g)o

(1)若开始时加入A物质mmol,欲使A与B的转化率相等，则加入B物质molo

(2)相同的压强下，充入一定量的A、B后，在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图3所示。则

Ti(填或"=")Oo

T2,该反应的正反应的△H(填“〈”或“=”)

(3)一定条件下，从正反应开始达到化学平衡过程中，混合气体的平均相对分子质量随时间的变化如图4

所示，测得达到平衡时A、B、C、D的物质的量均为1mol。

①若在恒温恒容的条件下，向原平衡体系中再通入A、B、C、D各Imol,则体系中

气体的平均相对分子质量(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确

定“)o

②若恒温恒压的条件下，向原平衡体系中再通入A、B、C、D各Imol,则体系中气

体的密度(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定")=图4

14、工业上利用反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△”=QkJ-molT,制备H2。已知该反应的

平衡常数K与温度的关系如图所示。

若在一容积固定的密闭容器中，于850℃时发生上述反应，

并测得容器内各物质的浓度(moLL-1)随时间的变化关系如下表：

t/minCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)

00.2000.30000

20.1380.2380.0620.062

3ciC2C3C4

4ciC2C3C4

已知：850℃时该反应的化学平衡常数K=L0,请回答下列问题：

(1)下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是。

A.单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CCh(g)的浓度B.反应容器内的压强不发生变化

C.混合气体中H2(g)的浓度不再发生改变D.氢气的生成速率等于水的消耗速率

(2)Q,.0(填“>”、"=”或“<”)0

(3)若在850℃时向反应容器中充入H2O(g),K值____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)达平衡时CO2的反应速率,CO(g)的转化率为

15.工业原料甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下:

CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)；AH>0

(1)一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入ImolCH30H(g)和3molH2O(g),20s后，测得混

合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示的反应速率为

(2)判断(1)中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)

①vI(CH3OH)=v正(CO2)

②混合气体的密度不变

③混合气体的平均相对分子质量不变

@CH3OH>H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化

（3）右图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K,在相同温度下，向A容器中充入1molCH30H和2moi

H2O（g）,向B容器中充入1.2molCH30H（g）和2.4molH2（D（g）,两容器分别发生上述反应。已知，起始时

容器A和B的体积均为aL。试回答：

①反应达到平衡时，容器B的体积为1.5aL,B容器中CH30H转化率为,A、B两容

器中H2O（g）的体积百分含量的大小关系为BA（填）

②若打开K,一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为L（连通管中气体体积忽略不计，

且不考虑温度的影响）。

16、现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的，但此法反应物的转化率不高。

⑴已知：1molN2（g）与适量H2（g）完全反应，生成NH3（g）,放出92.2kJ热量，写出反应的热化学方程式:

。⑵若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为&、七,则Ki—心（填“>”"=”或）。

⑶在一定温度下，向容积不变（始终为10L）的密闭容器中加入2m0IN2、8molH2及固体催化剂。10

分钟后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80%,此时氨气的体积分数为,用

氮气表示的反应速率为：。若想提高氨气的产率，根据化学平衡移动原理，请

提出合理的建议：（任意写一条）。

⑷在上述相同条件下，若起始时加入4moiNH3、2m0IH2及固体催化剂，反应达到平

衡时NH3的体积分数比（3）中（填“大”、“小”或“相等”）。

⑸氨被氧化生成一氧化氮的化学方程式为：o

⑹随着对合成氨研究的发展，2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在

常压下把氢气和用氯气稀释的氮气，分别通入一个加热到570℃的电解池中，采用高

质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钿多晶

薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨（装置如下图）。

请回答：在电解法合成氨的电解池中（填“能”或“不能”）用水作电解质溶液的溶剂，原因

是O

钿电极A是电解池的极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是。

17、“温室效应”是哥本哈根气候变化大会研究的环境问题之一。C02是目前大气中含量最高的一种温室

气体。因此，控制和治理CCh是解决“温室效应”的有效途径。

（1）下列措施中，有利于降低大气中C02浓度的有=（填字母编号）

a.采用节能技术，减少化石燃料的用量

b.鼓励乘坐公交车出行，倡导低碳生活

c.利用太阳能、风能等新型能源替代化石燃料

（2）另一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环。如:

2c02(g)+2氏0(1)==C2H4(g)+302(g)AH=+1411.0kJ/mol

2CO2(g)+3H2O(l)==C2H5OH(l)+3O2(g)A//=+1366.8kJ/mol

则由乙烯水化制乙醇的热化学方程式是:

(3)在一定条件下，6H2(g)+2CCh(g)=^CH3cH20H(g)+3H2O(g)。

C02转化率（%）弋产的

500600700800

1.545332012

260432815

383623722

根据上表中数据分析:

①温度一定时，提高氢碳比团32）历（CO2）］,CCh的转化率（填“增大”“减小”或“不变”）。

②该反应的正反应为（填“吸”或“放”）热反应。

③在图一的坐标系中作图，说明压强由P1增大到P2时，压强对该反应化学平衡的影响。（图中纵坐标

所表示的物理量需自己定义）

（4）图二是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则b处通入的是

（填“乙醇”或“氧气”），a处电极上发生的电极反应是：

参考答案：

典型例题：

例1：B例2：A例3：B例4：C例5：B

局温、身压^

例6：（1）N2+3H2'催化剂2NH3（2分）

放热（1分）

△H==—93kJ/mol（1分）

(2)0.008mol/(L•min)(2分)

0.1(1分)

正反应