1、1刷题大卷练 8 化学反应速率和化学平衡保分卷一、选择题：本题共 7小题，每小题 6分，共 42分。1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： Kc2 Cc2 A c BB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，则平衡常数会减小答案：A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。2一定条件下，通过下面反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO 2(g)2CO(g)2CO2(g)S(
2、l) Hb10.8C S0C反应温度应控制在 240 260 D选择合适催化剂，可以提高 CO的转化率答案：C解析：A 项，X、Y 点 CO的转化率均为 70%，但温度不同，CO 的正反应速率不相同，错误。B 项，从开始到图象最高点之前属于未平衡，反应向正方向进行，升高温度，反应加快，CO 的转化率增大；达到最高点及该点之后，属于平衡状态，升高温度，CO 的转化率降低，说明正反应是放热反应，错误。C 项，从图象看，在反应温度控制在 240 260 3之间时，CO 的转化率较大，正确。D 项，催化剂不能使平衡移动，不能提高 CO的转化率，错误。5800 时，在容积为 2 L的密闭容器中，充入 0
3、.20 mol X(g)和 0.10 mol的 Y2(g)的混合气，发生反应 2X(g)Y 2(g)2XY(g) ， n(X)随时间变化如表：时间/s 0 1 2 3 4 5n(X)/mol 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06下列说法正确的是( )A达到平衡后，升高温度， K减小，则该反应的 H0B前 2 s内的平均反应速率 v(Y2)0.015 molL 1 s1C该温度下，该反应的平衡常数 K4 90027D其他条件不变时，向平衡体系中再充入 0.06 mol X、0.03 mol Y2和 0.14 mol XY，则 Y2的转化率减小答案：B解析：A 项，升高温度，
4、 K减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，错误；B 项，前2 s内 v(Y2) 0.015 molL 1 s1 ，正确；C 项，0.20 mol 0.08 mol2 L2 s22X(g)Y 2(g)2XY(g)初始浓度(molL 1 ) 0.10 0.05 0变化浓度(molL 1 ) 0.07 0.035 0.07平衡浓度(molL 1 ) 0.03 0.015 0.07K ，错误；D 项，再充入 0.06 mol X、0.03 mol Y2和 0.14 0.0720.0320.015 9 80027mol XY，则充入各物质的量与平衡时各物质的量相等，相当于将容器体积缩小一半，平衡向右移动
5、，可判断出 Y的转化率增大，错误。6以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g)6H 2(g) CH3CH2OH(g)3H 2O(g) H3，C 项错误。D.温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数n H2On CH4增大，D 项错误。二、非选择题：共 43分。8(14 分)工业上，利用 Ga(s)与 NH3(g)合成固体半导体材料氮化镓GaN(s)同时生成 H2(g)。该反应中，消耗 0.2 mol镓放出热量为 3.08 kJ。5(1)写出该反应的热化学方程式：_。(2)在某密闭容器中充入足量镓和氨气发生反应，氨气的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。温度升高，NH 3的平衡
6、转化率降低，原因是_。判断： p1_p2(填“” “T2T3。(1)与实验相比，实验除温度不同外，还改变的条件及判断依据是_。(2)实验反应至 25 min达到平衡，用 NO物质的浓度变化表示的反应速率为_。达到平衡时，Cl 2的转化率为_。若实验达到平衡时的热量变化为 Q kJ，则该反应的热化学方程式为_。(3)用 K 、 K 、 K 分别表示三组实验的化学平衡常数，则平衡常数由大到小的次序是_。(4)图中 M点时的逆反应速率_(填“大于” “小于” “等于”或“不能确定”) N点时正反应速率，原因是_。(5)在体积可变的密闭容器中充入 2 mol NO和 1 mol Cl2，保持恒温、恒压
7、发生上述反应， t1时达到平衡状态，如右图所示，若 t2时再充入 2 mol ClNO， t3时再次达到平衡，请在图中画出反应速率随时间的变化曲线。答案：(1)加入催化剂；实验温度低于，而最先达到平衡状态，说明反应速率大，故有催化剂(2)0.008 molL1 min1 50%2NO(g)Cl 2(g)2ClNO(g) H Q kJmol1(3)K K K(4)小于 实验反应速率最小，达到平衡时的反应速率小于实验达到平衡时的反应7速率，而 M点时反应还未达平衡，其逆反应速率小于平衡时的反应速率(5)如图解析：(1)多变量图象分析的一般思路是“先拐先平衡，反应速率大” ，而此处出现异常，温度低时
8、反应速率大，故一定隐含使用了催化剂的条件。(2)该反应至平衡时消耗 Cl2物质的量为 a，由“三段式”2NO(g)Cl 2(g)2ClNO(g)起始/mol 3 2 0转化/mol 2 a a 2a平衡/mol 32 a 2 a 2a100%50%2a 3 2a 2 a 2a解得 a1 mol则 Cl2的转化率为 100%50%12则 v(NO) 0.008 molL 1 min1 。21 mol10 L25 min由图看出温度越高，平衡时 ClNO的百分含量越低，说明该反应为放热反应，由以上计算可知有 1 mol Cl2参加时的反应热为 Q kJmol1 ，则该反应的热化学方程式为 2NO(
9、g)Cl 2(g)2ClNO(g) H Q kJmol1 。(3)该反应为放热反应，温度越高化学平衡常数越小，故 K K K 。(5)整体来看再充入 2 mol ClNO相当于再充入 2 mol NO和 1 mol Cl2，因保持恒温恒压，仅相当于反应规模增大，建立的平衡与原平衡等效，反应速率也一样；充入 2 mol ClNO时容器体积增大，ClNO 的物质的量浓度增大，故 v(逆)增大，由于容器体积增大，NO和 Cl2物质的量浓度减小，故正反应速率减小，随后逐渐达到平衡状态。10(15 分)2019山东齐鲁名校教科协联考工业上制备硫酸最重要的一步是 SO2的氧化，反应方程式为 2SO2(g)
10、O 2(g) 2SO3(g) H196.6 kJmol 1 。 500 V2O5回答下列问题：(1)该反应在_(填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。(2)某课外兴趣小组在实验室对该反应进行研究，部分数据如下表。8比较下列数值大小(填“” “” “平衡，错误。3一定温度下，向容积为 2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )11A该反应的化学方程式为 3B4D6A 2CB反应进行到 1 s时， v(A) v(D)C反应进行到 6 s时，B 的平均反应速率为 0.05 molL1 s1D反应进行到 6 s时，各物质的反应速率
11、相等答案：C解析：根据图象可知，A、D 为生成物，B、C 为反应物，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得 A、D、B、C 的系数之比为 1.2：0.4：(10.4) ：(10.2)6：2：3：4，因此反应方程式为 3B4C6A 2D，故 A错误；化学反应速率之比等于化学计量数之比，因此 v(A) ： v(D)3：1，故 B错误；根据化学反应速率的定义知， v(B) molL1 s1 0.05 molL1 s1 ，故 C正确；平衡时，正逆反应速率相等1 0.426但各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，故 D错误。4已知反应 X(g)Y(g) nZ(g) H0，将 X和 Y以一定比
12、例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的改变如图所示。下列说法不正确的是( )A反应方程式中 n1B10 min 时，曲线发生变化的原因是升高温度C10 min 时，曲线发生变化的原因是增大压强D05 min 内，用 X表示的反应速率为 v(X)0.08 molL 1 min1答案：B解析：由图像可以看出，05 min，X 的浓度减小了 0.4 molL1 ，而 Z的浓度增大了 0.4 molL1 ，说明 X与 Z的化学计量数之比为 1：1，故 n1，A 项正确；10 min 时，X、Y、Z 的浓度同时增大一倍，且随后平衡正向移动，说明改变的条件为增大压强，B 项错12误，C 项正确
13、；05 min 内， v(X) 0.08 molL 1 min1 ，D 项正确。0.4 molL 15 min5一定条件下，在恒容密闭容器中进行反应：CaSO 4(s)4C(s)CaS(s) 4CO(g) H0，达到平衡之后，若仅改变图中横坐标 x的值，重新达到平衡后，纵坐标 y随 x变化趋势合理的是( )选项 x yA 升高温度 平衡常数 KB 增加 CO量 气体相对分子质量C 增加炭量 CaSO4质量D 降低温度 CaS的物质的量答案：D解析：该反应只有 CO是气体，正反应是吸热反应；从图象看，改变条件 x，纵坐标 y代表的物理量逐渐减小。升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数 K增大，
14、A 项错误；增加 CO量，CO 浓度增大，平衡向左移动，但是气体相对分子质量不变，B 项错误；炭是固体，增加炭的量不会使平衡移动，C 项错误；降低温度，平衡向逆反应方向移动， n(CaS)逐渐减小，D 项正确。6在恒温恒容密闭容器中分别充入 A、B、C 三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间的变化曲线如图 1所示。若从 t2 min开始，每个时刻只改变一个且不同的条件，物质 C的正、逆反应速率随时间的变化曲线如图 2所示。下列说法不正确的是( )A t2 min时改变的条件可能是增大压强或加入催化剂B该反应的正反应为放热反应C0 t1 min内 A与 B的平均反应速率之比为 3：2D该
15、反应中 C一定为产物13答案：B解析：因每个时刻只改变一个且不同的条件， t2 t3 min阶段与 t4 t5 min阶段反应速率均加快且平衡不移动，说明 t2 min和 t4 min时改变的条件是使用了催化剂或加压中的一种，且不同，则该反应前后气体分子数不变，结合题图 1，推出反应的化学方程式为3A2B C，故 A、D 正确； t3 t4 min，物质 C的正、逆反应速率均降低，则 t3 min时改变的条件为降低反应温度，由题图 2知平衡逆向移动，说明正反应吸热，故 B错误；0 t1 min内 A与 B的平均反应速率之比等于化学计量数之比，为 3：2或等于浓度的变化量之比，为(0.150.0
16、6) ：(0.110.05)3：2，故 C正确。7在 100时，将 N2O4、NO 2分别充入两个各为 1 L的密闭容器中，反应过程中浓度变化如下：容器 物质起始浓度/molL1平衡浓度/molL1N2O4 0.100 0.040NO2 0 0.120N2O4 0 0.014NO2 0.100 0.072下列说法正确的是( )A平衡时，、中反应物的转化率 (N 2O4)(NO 2)；B 项，中 N2O42NO 2， K()0.028 molL 10.100 molL 1，中 2NO2N 2O4， K() ， K() ；C 项，中 v(N2O4)c2 NO2c N2O4 c N2O4c2 NO2
17、 1K molL1 min1 ，中 v(N2O4) molL1 min1 ，所以升高相同温度，仍0.06t 0.014t是中大。二、非选择题：共 43分。8(14 分)2019湖北荆州中学月考二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题：14(1)煤的气化过程中产生的有害气体 H2S用 Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为_。(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：2H 2(g)CO(g)CH 3OH(g) H90.8 kJmol 12CH 3OH(g)CH 3OCH3(g)H 2
18、O(g) H23.5 kJmol 1CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g) H41.3 kJmol 1总反应：3H 2(g)3CO(g)CH 3OCH3(g)CO 2(g)的 H_。(3)一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高 CO的转化率，可以采取的措施是_(填标号)。a高温高压 b加入催化剂c减少 CO2的浓度 d增加 CO的浓度e分离出二甲醚(4)已知反应 2CH3OH(g)CH 3OCH3(g)H 2O(g)某温度下的平衡常数为 400。此温度下，在密闭容器中加入 CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质 CH3OH CH3OCH3 H2O浓度/(mol
19、L 1 ) 0.44 0.6 0.6比较此时正、逆反应速率的大小： v 正 _(填“” “ 0.04 molL 1 0.16 molL 1 min1解析：(1)H 2S用 Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，则这两种酸式盐为 NaHCO3和NaHS，结合原子守恒写出化学方程式：Na 2CO3H 2SNaHCO 3NaHS。(2)分析目标热化学方程式，根据盖斯定律，由2可得 3H2(g)3CO(g)CH 3OCH3(g)CO 2(g)，则有 H(90.8 kJmol1 )2(23.5 kJmol1 )(41.3 kJmol 1 )246.4 kJmol 1 。(3)增大压强，平衡正向移动，CO
20、 的转化率增大，升高温度，平衡逆向移动，CO 的转15化率减小，a 错误；加入催化剂，平衡不移动，CO 的转化率不变，b 错误；减少 CO2的浓度，平衡正向移动，CO 的转化率增大，c 正确；增加 CO的浓度，平衡正向移动，但 CO的转化率降低，d 错误；分离出二甲醚，平衡正向移动，CO 的转化率增大，e 正确。(4)此时该反应的浓度商Qc 1.86v 逆 。由表中数据可知，起始加入 CH3OH的浓度为 1.64 molL1 ，设 CH3OH的转化浓度为 x，则有2CH 3OH(g)CH 3OCH3(g)H 2O(g)起始浓度/(molL 1 ) 1.64 0 0转化浓度/(molL 1 )
21、x 0.5x 0.5x平衡浓度/(molL 1 ) 1.64 x 0.5x 0.5x则该温度下平衡常数 K 400，解得 x1.6，故经 10 min反应达到平 0.5x 2 1.64 x 2衡时 c(CH3OH)1.64 molL1 1.6 molL1 0.04 molL1 。前 10 min内反应速率v(CH3OH) 0.16 molL 1 min1 。1.6 molL 110 min9(14 分)炽热的碳与水蒸气可发生反应 C(s)H 2O(g)H 2(g)CO(g)，该反应对煤的综合利用具有积极的研究意义：(1)已知碳(石墨)、H 2、CO 的燃烧热分别为 393.5 kJmol1 、
22、285.8 kJmol1 、283 kJmol1 ，又知 H2O(l)=H2O(g) H44 kJmol1 ，则 C(s)H 2O(g)CO(g)H 2(g) H_。(2)一定温度下，在体积为 V L的密闭容器中加入足量活性炭，并充入 x mol H2O(g)发生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如下表。时间/min 0 10 20 30 40总压强/100 kPa 1.0 1.2 1.3 1.4 1.4平衡时，容器中气体总物质的量为_mol，H 2O的转化率为_。该温度下反应的平衡常数 K_。(3)保持恒温、恒压，向容器内充入少量 N2，H 2O的转化率将_(填“增大” “减小”或“
23、不变”)。(4)保持恒温、恒容，在 40 min时再充入 H2,50 min时再次达到平衡，反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示。16物质 X为_。50 min 时，CO 的浓度为_ molL 1 。4050 min 内 H2O(g)的平均反应速率为_molL 1 min1 。答案：(1)131.3 kJmol 1(2)1.4 x 40% (4 x/15V) molL1 (单位不写也可以)(3)增大(4)水蒸气 b ab2a b ab10 2a b解析：(1)由燃烧热可写出热化学方程式C(s) O2(g)=CO2(g) H1393.5 12kJmol1 ；H 2(g) O2(g)=H2O(
24、l) H2285.8 kJmol1 ；CO(g) O2(g)12 12=CO2(g) H3283 kJmol1 且有H 2O(l)=H2O(g) H44 kJmol1 。根据盖斯定律可得：C(s)H 2O(g)CO(g) H 2(g) H131.3 kJmol1 。(2)根据阿伏加德罗定律，温度、体积一定时，压强之比等于气体物质的量之比，可知平衡时容器中气体总物质的量为 1.4x mol，由差量法可知生成 H2 0.4x mol，反应的H2O(g)为 0.4x mol，故其转化率为 40%。设有 y mol水发生转化，C(s)H 2O(g)CO(g) H 2(g)起始/mol x 0 0变化/
25、mol y y y平衡/mol x y y yx y y y1.4 x y0.4 xK (4 x/15V) c H2 c COc H2O 0.4x/V molL 1 0.4x/V molL 1 0.6x/V molL 1molL1(3)恒压充入惰性气体相当于扩大体积，平衡正向移动，H 2O(g)转化率增大。17(4)加入 H2，平衡逆向移动，水蒸气浓度逐渐增大，CO 浓度逐渐减小，而 H2浓度为瞬间增大，故 X为水蒸气，Z 为 CO，Y 为 H2，温度没变，化学平衡常数没变。设 4050 min内增加的水蒸气的浓度为 x，则：C(s)H 2O(g)CO(g) H 2(g)原平衡/molL 1
26、a b c新平衡/(molL 1 ) a x b x 2cK bca 2c b xa x解得 xab2a b则水蒸气的反应速率v(H2O) molL1 min1ab10 2a bCO的浓度为 molL1 。(bab2a b)10(15 分)2019河南洛阳统考科学家积极探索新技术对 CO2进行综合利用，CO 2可用来合成低碳烯烃：2CO 2(g)6H 2(g)CH 2=CH2(g)4H 2O(g) H a kJmol1 。请回答下列问题：(1)已知：H 2和 CH2=CH2的燃烧热分别是 285.8 kJmol1 、1 411.0 kJmol1 ，且H2O(g)H 2O(l) H44.0 kJ
27、mol 1 ，则 a_ kJmol1 。(2)上述由 CO2合成 CH2=CH2的反应在_(填“高温”或“低温”)下自发进行。(3)在体积为 1 L的恒容密闭容器中，充入 3 mol H2和 1 mol CO2，测得温度对 CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是_(填字母编号)。18A平衡常数大小： KMKN，A 错误。其他条件不变，若不使用催化剂，250 时平衡不移动，CO 2的平衡转化率不变，故不可能位于点 M1，B 错误。图中 M点时 CO2平衡转化率为 50%，开始时充入 3 mol H2和 1 mol CO2，则平衡时 CO2(g)、H 2(g)、CH 2
28、=CH2(g)、H 2O(g)的物质的量分别为 0.5 mol、1.5 mol、0.25 mol、1.0 mol，故乙烯的体积分数为100%7.7%，C 正确。压强不变时，该反应达到0.25 mol0.5 mol 1.5 mol 0.25 mol 1.0 mol平衡状态， 始终不变，不能据此判断是否达到平衡状态，D 错误。n H2n CO2(4)保持温度不变，在体积为 V L的恒容容器中以 n(H2)： n(CO2)3：1 的投料比加入反应物，此时混合气体的平均相对分子质量为 12.5，反应正向进行，混23 4413 1合气体的平均相对分子质量逐渐增大，假设反应正向反应完全，所得混合气体的平均相对分子质量为 20，考虑该反应是可逆反应， t0时达到化学平衡，混合气体23 4412.5的平均相对分子质量小于 20，据此画出图像。