1、专题09 反应速率、化学平衡12019江苏在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是A反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的H0 B图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D380下，c起始(O2)=5.0104 molL1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K2000【答案】BD【解析】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高
2、时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，H=2000，故D正确；故选BD。【点睛】解本题时需要注意：实线中在最高点之前反应没有达到平衡状态，主要讨论温度对化学反应速率的影响；最高点之后反应达到平衡状态，可以研究温度对化学平衡的影响。22019浙江4月选考下列说法正确的是AH(g)I2(g) 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变BC(s)H2O(g) H2(g)CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)B(g) 2C(?)已达平衡，则A、C不
3、能同时是气体D1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1【答案】B【解析】A.该可逆反应的反应前后气体计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，A项错误；B.在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B项正确；C.若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的计量数不等，故A、C不可能均为气体，C项错误；D.易知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H，合
4、成氨气实际参与反应n(H2)=310=0.3mol，因而Q1=0.3/3|H|=0.1|H|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)=210=0.2mol，Q2=0.2/2|H|=0.1|H|，则Q1=Q2，D项错误。故答案选B。32018天津室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4和78.5。下列有关叙述错误的是A加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡
5、转化率之比不变D若起始温度提高至60，可缩短反应达到平衡的时间【答案】D【解析】A加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移动，可增大乙醇的物质的量。选项A正确。B增大HBr浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br。选B正确。C若反应物增大至2 mol，实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍，比例不变（两次实验反应物的比例都是1:1，等于方程式中的系数比），这里有一个可以直接使用的结论：只要反应物的投料比等于系数比，达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1。选项C正确。D若起始温度提高至60，考虑到HBr是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增
6、加了反应时间。选项D错误。点睛：本题中的反应是反应前后物质的量不变的反应，但是考虑到反应是在水溶液中进行的，而生成的溴乙烷是不溶于水的，即本题中的溴乙烷应该是没有浓度的，所以选项D中是不需要考虑温度升高将溴乙烷蒸出的影响的。42018江苏一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：下列说法正确的是Av1 v2，c2 K3，p2 2p3Cv13(SO2 ) Dc2 2c3，2(SO3 )+3(SO2 )0）。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1 mol X(g) 与1mol Y (
7、g)，下列说法正确的是A充分反应后，放出热量为a kJB当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1：2C当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡D若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小【答案】C【解析】A、该反应为可逆反应，不会完全进行，投入原料1mol并未完全反应，故放出的热量小于akJ，选项A不正确；B、X和W分别为反应物和生成物，化学计量数只表示反应过程的转化比例，并不能说明达到平衡后的浓度之比，选项B不正确；C、当X的物质的量分数不再变化时，反应达到平衡，选项C正确；D、若增大反应物浓度，正逆反应速率均会增加，选项D不正确。答案选C。62018浙江11月选考已
8、知：2SO2(g)+ O2(g)= 2SO3 (g) H =-197.8kJmol1。起始反应物为SO2 和 O2（物质的量之比为2：1，且总物质的量不变）。SO2 的平衡转化率（%）随温度和压强的变化如下表，下列说法不正确的是温度/K压强/（105Pa）1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0A一定压强下降低温度，SO2 的转化率增大B在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2 所需要的时间相等C使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D工业生产通常不采
9、取加压措施是因为常压下SO2 的转化率已相当高【答案】B【解析】A、由表格数据及勒夏特列原理知，针对放热反应，一定压强下降低温度，平衡正向移动，反应物SO2的转化率増大，选项A正确；B、由于在不同温度、压强下，化学反应速率不一定相等，故转化相同物质的量的SO2所需要的时间不一定相等，选项B错误；C、催化剂对化学平衡移动无影响，但可以缩短到达平衡所花的时间，选项C正确；D、由图中数据可知，不同温度下，1.01105Pa（常压）下SO2的转化率分别为99.2%，97.5，93.5，已经相当高了，且加压后转化率升高并不明显，所以没有必要通过加压提高转化率，选项D正确。答案选B。【点睛】本题主要考查了
10、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，中等难度，解题时要注意运用控制变量的方法比较容器中转化率的变化。72018浙江4月选考反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H T1【答案】CD【解析】由容器I中反应2NO2 2NO+O2 起始量(mol/L) 0.6 0 0变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2可以求出平衡常数K=，平衡时气体的总物质的量为0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的体积分数为50%，。在平衡状态下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2)，进一步求出
11、。A根据容器II的起始投料，浓度商Q=K，平衡将向正反应方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定大于1 mol，故达平衡时，容器与容器中的总压强之比一定小于45，A错误；B若容器II在某时刻，由反应2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.5+2x 0.2+x因为，解之得x=，求出此时浓度商Qc=K，所以容器II达平衡时，一定小于1，B错误；C若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%，由反应2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0 0.5 0.35变化量(mol/L
12、) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2x 0.52x 0.35x 由0.52x=2x+0.35x，解之得，x=0.05，求出此时浓度商Qc=，说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，所以C正确；D温度为T2时，0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2T1，D正确。【名师点睛】试题主要从浓度、温度对化学反应速率、化学平衡的影响以及平衡常数的计算等方面，考查学生对化学反应速率、化学平衡等化学基本原理的理解和应用，关注信息获取、加工和处理能力的提高。解题时首先要分析反应的特征，如是恒温恒容还是恒温恒压反应，是气体分子数目增加的还是气体分子数目减小
13、的反应，其次分析所建立的平衡状态的条件和平衡状态的特征，最后逐一分析试题中所设计的选项，判断是否正确。本题只给了一个平衡量，通过化学平衡计算的三步分析法，分析容器I中平衡态的各种与4个选项相关的数据，其他容器与I进行对比，通过浓度商分析反应的方向，即可判断。本题难度较大，如能用特殊值验证的反证法，则可降低难度。132019新课标节选环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：（1）已知：(g) (g)+H2(g)H1=100.3 kJmol 1 H2(g)+ I2(g) 2HI(g)H2=11.0 kJmol 1 对于反应：(g)+ I2(g) (g)+2H
14、I(g) H3=_kJmol 1。（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数Kp=_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_（填标号）。A通入惰性气体B提高温度C增加环戊烯浓度D增加碘浓度（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_（填标号）。AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1【答案】（1）89.3
15、（2）403.56104BD（3）CD【解析】【分析】（1）利用盖斯定律解题；（2）利用差量法计算转化率；三行式法计算平衡常数；根据平衡移动原理解释；（3）通过外界因素对速率的影响和平衡状态的形成分析A、B、C选项，D选项观察图象计算；【详解】（1）根据盖斯定律-，可得反应的H=89.3kJ/mol；答案：89.3；（2）假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol，平衡时环戊烯反应了xmol，根据题意可知；（g）+I2（g）= （g）+2HI（g） 增加的物质的量 1mol 1mol 1mol 2mol 1molxmol 2n20%得x=0.4nmol，转化率为0.4n/n100%=40%；（g）
16、+ I2（g）= （g）+ 2HI（g）P（初） 0.5105 0.5105 0 0P 0.510540% 0.510540% 0.510540% 110540%P（平） 0.3105 0.3105 0.2105 0.4105Kp=3.56104；A.T、V一定，通入惰性气体，由于对反应物和生成物浓度无影响，速率不变，平衡不移动，故A错误；B.升高温度，平衡向吸热方向移动，环戊烯转化率升高，故B正确；C增加环戊烯的浓度平衡正向移动，但环戊烯转化率降低，故C错误；D,增加I2的浓度，平衡正向移动，环戊烯转化率升高，故D正确；答案：40%；3.56104；BD；（3）A.温度越高化学反应速率越快，
17、单位时间内反应物浓度减少越多，则T1v(逆)，a点反应物浓度大于b点，故a点正反应速率大于b点，故C正确；D.b点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6mol/L，减少了0.9mol/L，因此生成二聚体0.45mol/L，故D正确；答案：CD。142019新课标节选近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转
18、化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K（300）_K（400）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K（400）=_（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3=
19、-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H=_ kJmol-1。（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_。（写出2种）【答案】（1）大于 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低（2）116（3）增加反应体系压强、及时除去产物【解析】【详解】（1）根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K(300)K(400)；由图像知，400时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：起始（浓度） c0 c0 0 0变化（浓度） 0.84c0
20、 0.21c0 0.42c0 0.42c0平衡（浓度）(1-0.84)c0 (1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0则K=；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）2得 H=（H1+H2+H3）2=-116kJmol-1；（3）若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，减小产物浓度，使平衡正向移动；152019北京节选氢能源是最具应用前景
21、的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H2iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) H3iii为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。反应物投料比采用n（H2O）n（CH4）=41，大于初始反应的化学计量数之比，目的是_（选填字母序号）。a.促进CH4转化 b.促进CO转化为CO2 c
22、.减少积炭生成用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：_。【答案】（1）CH4+2H2O4H2+CO2 C(s)+2H2O(g)= CO2(g)+2H2(g)或C(s)+ CO2(g)=2CO(g) a b c 降低 CaO+ CO2= CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积【解析】【详解】（1）由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应
23、方程式为CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2；-可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),设为，用-可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应的焓变；初始反应n(H2O):n(CH4)=2：1，说明加入的水蒸气过量，又反应器中反应都存在一定可逆性，根据反应知水蒸气浓度越大，甲烷的转化率越高，a正确；根据反应知水蒸气浓度越大，CO的转化率越高，b正确；和产生氢气，使得氢气浓度变大，抑制反应，积炭生成量减少，c正确；t1时CaO消耗率曲线斜率减小，因而单位时间内CaO的消耗率降低，H2体积分数在t1之后较少，结合CaO+H
24、2O=Ca(OH)2可知水蒸气浓度较小，反应器内反应逆向反应，氧化钙很难和CO2反应，因而失效。162019江苏节选CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。（3）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H =41.2 kJmol1反应：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H =122.5 kJmol1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中：CH3OCH3的选择性=100温度高于300 ，CO
25、2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。220 时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。【答案】（3）反应的H0，反应的H0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度 增大压强，使用对反应催化活性更高的催化剂【解析】（3）根据反应方程式，反应I为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，反应II为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，CO2的转化率降低，根据图像，上升幅度超过下降幅度，因此温度超过300时，CO2转化率上升；图中A点CH3OCH3的选择性没有达到此温度下平衡时CH3OCH3的选择性，依据CH3OCH3选择性公式，提高CH3OCH3选择性，不改变反应时间和温度时，根据反应II，可以增大压强，或者使用对反应II催化活性更高的催化剂。
