1、1专题升级训练 4 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)1(2012 河南豫南九校联考， 15)下列事实不能用勒夏特列原理 (平衡移动原理)解释的是( )。氯化铁溶液加热蒸干最终得不到氯化铁固体 铁在潮湿的空气中容易生锈 实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 保存 FeCl2 溶液时向溶液中加入少量铁粉 钠与氯化钾共熔制备钾 Na(l)KCl(l) K(g)NaCl(l) 二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系，加压缩小体积后颜色加深A B C D2(2012 黑龙江绥棱一中期末， 20)
2、在一密闭容器中加入 A、B、C 三种气体，保持一定温度，在 t1t 4(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/s t1 t2 t3 t4c(A)/(molL1 ) 6 3 2 2c(B)/(molL1 ) 5 3.5 3 3c(C)/(molL1 ) 1 2.5 3 3A.在 t3 时刻反应已经停止BA 的转化率比 B 的转化率低C在容器中发生的反应为：A2B CD在 t2t 3 内 A 的平均反应速率为 mol(Ls)11t3 t23(2012 河南洛阳统考，9)在 1 100 ，一定容积的密闭容器中发生反应：FeO(s)CO(g) Fe(s)CO 2(g)
3、 Ha kJmol 1 (a0)，该温度下 K0.263，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)0.100 molL 1 ，则 c(CO2)0.026 3 molL 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 56 g Fe，则吸收的热量小于 a kJ4氨的催化氧化 4NH3(g)5O 2(g) 4NO(g)6H 2O(g) H1 025 kJmol1 是工业制备硝酸的重要反应。一定条件下将 4 mol NH3 和 5 mol O2 混合并通入固定容积为 2 L 的密闭容器中，经 10 s 该反
4、应达平衡，并测得 NO 的浓度为 0.8 molL1 。下列判断正确的是( )。A以 O2 浓度变化表示的反应速率为 0.064 mol(Ls)1B反应达到平衡状态时 NH3 的转化率为 20%C升高温度能使 减小n(NO)n(NH3)D将容器的体积变为 4 L，平衡时 NO 的浓度小于 0.4 molL15已知图一表示的是可逆反应 CO(g)H 2(g) C(s)H 2O(g) H0 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) H0 的浓度(c)随时间( t)的变化情况。下列说法中正确的是( )。2A图一 t2 时改变的条件可能是升高了温度
5、或增大了压强B图一 t2 时改变的条件一定是增大了反应物的浓度C图二 t1 时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强D若图二 t1 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6某温度下，已知反应 mX(g)nY(g) qZ(g) H0，m nq，在体积一定的密闭容器中达到平衡状态，下列叙述正确的是( ) 。A反应速率 v 正 (X) v 逆 (Y) B加入 X，反应的 H 增大mnC增加 Y 的物质的量，Y 的转化率增大 D降低温度， 的值变小c(Y)c(Z)7NO 2 和 N2O4 可相互转化：2NO 2(g) N2O4(g) H0 现将一定量 NO2 和 N2O4 的混合气
6、体通入体积为 1 L 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( ) 。A图中共有两条曲线 X 和 Y，其中曲线 Y 表示 NO2 浓度随时间的变化Ba、 b、c 、d 四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是 b 和 cC反应进行至 25 min 时，曲线发生变化的原因是加入 0.4 mol N2O4D若要达到与 d 相同的状态，在 25 min 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)8(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 1 0 L 的容器中，通入一定
7、量的 CO 和 H2O，在 850 时发生如下反应：CO(g) H2O(g) CO2(g)H 2(g)。CO 和 H2O 浓度变化如右图。850 时物质浓度的变化04 min 的平均反应速率 v(CO2)_。t 时物质浓度 (molL1 )的变化3时间 /min CO H2O CO2 H20 0.200 0.300 0 02 0.138 0.238 0.062 0.0623 c1 c2 c3 c34 c1 c2 c3 c35 0.116 0.216 0.0846 0.096 0.266 0.104下列能说明反应达到平衡状态的是_。a每消耗 1 mol CO2 的同时生成 1 mol H2Ob体
8、系压强保持不变cv 正 (CO)v 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fCO 2 和 H2 的体积比保持不变t (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。c 1 的数值大于0.08 molL1 ，则该反应正反应的反应热 H_0(填“” 或“”)。反应在 4 min5 min 间，平衡向逆方向移动，可能的原因是_( 填序号，下同) ，表中 5 min6 min 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
9、(s) H 2O(g) CO(g)H 2(g) H0。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9(2012 上海市十校联考，六 )(16 分)在容积为 2.0 L 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(Lmin) 1 。(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_。(3)第 5 min 时，升高温度， A、B 、D 的物质的量变化如上图，则该反应的正
10、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 7 min 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 1 L 密闭容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2 并发生反应。若容器容积恒定，10 min 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 (N2)_。10(14 分) 已知反应Fe(s) CO 2(g) FeO(s)CO(g) Ha kJmol 1 ，平衡常数为 K；反应CO(g)1/2O 2(g)=CO2(g)
11、 H b kJmol1 ；反应Fe 2O3(s)3CO(g) =2Fe(s)3CO 2(g) Hc kJmol1 。测得在不同温度下， K 值如下：4温度 / 500 700 900K 1.00 1.47 2.40(1)若 500 时进行反应，CO 2 的起始浓度为 2 molL1 ，CO 的平衡浓度为_。(2)反应为_( 选填“ 吸热”或“放热”)反应。(3 )700 时反应达到平衡状态，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)下列图像符合反应的是_( 填序号)(图
12、中 v 为速率， 为混合物中 CO 含量，T 为温度且T1T 2)。(5)由反应和可求得，反应 2Fe(s)O 2(g)=2FeO(s)的 H_。(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 2 L 的恒容密闭容器中进行如下反应：CO(g) H2O(g) CO2(g)H 2(g) Ha kJmol 1 ，得到下列数据：起始量/mol 平衡量/mol实验组 温度/H2O CO H2达到平衡所需时间/min1 650 2 4 1.6 52 900 2 4 0.9
13、t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_ molL 1 min1 ；在实验 2 中，t_5。 (填“大于”“小于” 或“等于”)；a_0(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)在密闭容器中充有 10 mol CO 与 20 mol H2，在催化剂作用下反应 CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)，CO 的转化率()与温度、压强的关系如图所示。p 1_p2(填“大于”“小于”或“等于”)；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 10 L，则该温度下的平衡常数 K_；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
14、态所需的时间 tA_tC(填“大于”“小于”或“等于 ”)；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)；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)。5Ac(H 2)减少 B正反应速率加快，逆反应速率减慢CCH 3OH 的物质的量增加 D重新平衡时 c(H2)/c(CH3OH)减小6参考答案一、选择题1B 解析：均不属于化学平衡， 加压不论平衡移动与否，各物质的浓度均增大。2D 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：2AB C，当起始时 c(A)c
15、 (B)21 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。3A 解析：注意物质的状态。 K0.263 可知 A 正确、B 错误；升高温度平衡右移，CO 生c(CO2)c(CO)成 CO2，相对分子质量增大，C 错误；生成 1 mol Fe，则吸收的热量等于 a kJ，D 错误。4C 解析：v (NO) 0.08 mol(Ls)1 ，根据同一反 应中不同物质表示的速率之比等于0.8 molL 110 s化学计量数之比，则 v(O2) v(NO)0.1 mol(Ls)1 ，A 错；达到平 衡状态时 n(NO)0.8 molL1 2 54L1.6 mol，则 NH
16、3 转化的物质的量为 1.6 mol，故 NH3 的转化率为 100%40%，B 错；该反应为1.6 mol4 mol放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，n(NO)减小，n(NH 3)增大，则 减小，C 对；将容器的n(NO)n(NH3)体积变为 4 L，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 0.4 molL1 ，D 错。5A 解析：由图一可知， t2 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，t 2 瞬间，正、逆反应速率均加快，且 v(正) v (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
17、A 正确， B 错误。由图二可知，t 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，N 2O4 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。6A 解析：H 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， 的值变大，D 错。c(Y)c(Z)7D 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
18、 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；25 min 时加入的是 0.4 mol NO2，因为反应物只有 NO2，相当于加压，D正确，C 错误。二、简答题8答案：(1)0.03 mol(Ls) 1 ce d b (2)BC解析：(1)a 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 11，错误；升高温度 CO 的浓度增大，所以平衡左移，正反应为放热反应；5 min6 min CO 浓度减小、
19、H 2O 浓度增大、CO 2 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。9答案：(1)0.067 (2)2D(s) 2A(g)B(g) c 2(A)c(B) (3)吸热 增大 增大 (4)b (5)20%TA解 析：(1)v(A) 0.0 67 mol(Lmin)1 ；(2) 参加反应的 n(D)0.4 mol、n(A)0.4 mol 、n(B)0.4 mol2 L3 min0.2 mol；所以 D、A、B 的化学计量数之比为 221；(3) 由图像可知升高温度，平衡右移，所以正反7应为吸热反应；(4)D 是固体，对平衡无影响； (5)依据三部曲：N
20、 2(g)3H 2(g) 2NH3(g)始态(mol): 1 3 0反应(mol): 3 2终态(mol): 1 33 2 ，0.2。910 1 3 3 2410答案：(1)1 molL 1 (2)吸热 (3)BC (4)A(5)2(a b) kJmol1 (6)2Fe(s)3/2O 2(g)=Fe2O3(s) H(3bc) kJmol 1解析：依据反应，可写出该反应的化学平衡常数表达式 Kc(CO)/c(CO 2)，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 x molL1 ，达到平衡状态时，有下式成立：Kc (CO)/c(CO2)x/
21、(2x)1.00，解得 x1，即平衡时 CO 的浓度为 1 molL1 。(3) 中，700 时反应达到平衡，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 T1T 2，温度升高平衡向右移动
22、，则 CO 的含量高，故 C 错误。(5)中，由反应和，进行如下处理：，得到：Fe(s)1/2O 2(g)=FeO(s) H( ab) kJmol1 ，故反应 2Fe(s)O 2(g)=2FeO(s)的 H2(ab) kJmol 1 。(6) 中，由反应和，进行如下处理：3，得到：Fe 2O3(s)= =2Fe(s)3/2O 2(g) H(c3b) kJmol1 ，所以 Fe 固体被 O2 氧化得到 Fe2O3 固体的热化学方程式为： 2Fe(s)3/2O 2(g)=Fe2O3(s) H(3bc) kJmol1 。11答案：(1)0.16 小于 小于(2)小于 1 mol2 L2 大于 降温；
23、加压；将甲醇从混合体系中分离出来(答出两点即可) CD解析：(1)v(CO 2)v (H2) ；温度升高化学反应速率增大，达到平衡状态所需时间变小；1.6 mol2 L5 min温度升高，H 2 的物质的量减小，平衡左移，正反应为放热反应；(2) 增大压强平衡右移，CO 转化率增大，所以 plp 2；利用“ 三部曲 ”CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)始态(molL 1 ): 1 2 0反应(molL 1 ): 0.5 1 0.5终态(molL 1 ): 0.5 1 0.5K ； C 点温度高，压强大，反应速率快，需要时间短。增大压强不论平衡向哪个方向移0.50.51动，正逆反应速率、气体反应物及气体生成物的浓度均增大，A、B 错误；增大压强，平衡右移，n(H 2)减小，n(CH 3OH)增大，C、D 正确。
