1、1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 1 mol H2和 1 mol I2，压强为 p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H 2(g)I 2(g)2HI(g) H0C相同温度下，起始时向容器中充入 2.0 mol C，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 0.20 mol A、0.20 mol B 和 1.0 mol C，反应达到平衡前 v(正) 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。1.020.202 0.2025(2017惠州模拟)如图所示，向 A、B 中均充入 1 mol
2、X、1 mol Y，起始时 A、B的体积都等于 1 L。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) Hv(A)BA 容器中 X 的转化率为 80%C平衡时的压强： pAB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 1.42 mol2.8 mol，增大 0.8 mol，根据 X(g)Y(g)2Z(g) W(g)，每有 1 mol X 参加反应，生成物增多 1 mol，现增多 0
3、.8 mol，则反应 0.8 mol X，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： pAT2， x1B T2时，该反应的平衡常数为 0.8CA 的平衡转化率 (甲) (乙)23D1520 min 内 C 的平均反应速率 v(乙)”或“v 逆 ，故随温度升高，CO 2的转化率逐渐增大。答案：(1)0.1 40%(2)v 逆 ，温度越高，CO 2转化率越大(答案合理即可)10(2015高考全国卷)Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H 2(g)I 2(g)在 716 K 时，气体混合
4、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/min 0 20 40 60 80 1208x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784(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 0.002 7 min1 ，在 t40 min 时， v 正 _min 1
5、。(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 1 molL1 ，则：2HI(g)H 2(g) I 2(g)初始浓度/molL 1 1 0 0 转化浓度/molL 1 0.216 0.108 0.108平衡浓度/molL 1 0.784 0.108 0.108K 。c（ H2） c（ I2）c2（ HI） 0.1080.1080.7
6、842(2)建立平衡时， v 正 v 逆 ，即 k 正 x2(HI) k 逆 x(H2)x(I2)， k 逆 k 正 。x2（ HI）x（ H2） x（ I2）由于该反应前后气体分子数不变，故 k 逆 k 正 k 正x2（ HI）x（ H2） x（ I2） c2（ HI）c（ H2） c（ I2） 。在 t40 min 时， x(HI)0.85，则 v 正 0.002 7 min1 0.8521.9510 3 k正Kmin1 。(3)因 2HI(g)H 2(g)I 2(g) H0，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，H 2、I 2的物质的量
7、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) (2) 1.9510 30.1080.1080.7842 k正K(3)A、E911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：2H 2(g)CO(g)CH 3OH(g)H 2(g)CO 2(g)H 2O(g)CO(g)3H 2(g)CO 2(g)CH 3OH(g)H 2O(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：A2C
8、H 3OH(g)=CH3OCH3 H 2O(g)B2CH 3OH(g)=C2H4(g)2H 2O(g)上述反应过程中能量变化如图所示：写出反应速率较快的序号并说明原因： _。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)CH 3OH(g) H90 kJmol1 ，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2 mol H2(g)、1 mol CO(g)1 molCH3OH(g)2 molCH3OH(g)c(CH3OH)/molL1
9、c1 c2 c3平衡 反应物的能量变化/kJ Q1 Q2 Q3表中数据存在的关系：| Q1| Q2|_(填“” “”或“” ，下同 )90，2 c2_c3。在温度不变、恒容条件下，该反应的平衡常数数值 Kp4.8010 2 ，若甲容器中反应达平衡状态时， p(CH3OH)24.0 kPa，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)。10解析：(1)反应的平衡常数 K1 ；反应的平衡常数 K2c（ CH3OH）c2（ H2） c（ CO）；反应的平衡常数 K3 c（ H2O） c（ CO）c（ H2） c（ CO2）
10、c（ CH3OH） c（ H2O）c3（ H2） c（ CO2） K1K2c（ CH3OH） c（ H2O） c（ CO）c3（ H2） c（ CO） c（ CO2） c（ CH3OH）c2（ H2） c（ CO） c（ H2O） c（ CO）c（ H2） c（ CO2）2.52.05.0。(2)反应的活化能越小，反应速率越快，则反应 A 和 B 相比，反应 A 的活化能小，反应速率快。加入催化剂降低了反应所需的活化能，所以 E1和 E2的变化是减小，催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差，即反应热不变， E2 E1的大小为反应的焓变，活化能大小对该反应的反应热无影响。(3)甲和乙恰为 2
11、 个互逆的过程，平衡时| Q1| Q2|90，丙与乙相比较，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，不利于甲醇的分解，因此 2c2 c3。甲容器起始反应物投入量为 2 mol H2、1 mol CO，设开始时氢气压强为 2p kPa，CO压强为 p kPa，2H 2(g) CO(g)CH 3OH(g)开始(kPa) 2 p p 0转化(kPa) 48.0 24.0 24.0平衡(kPa) 2 p48.0 p24.0 24.0Kp 4.8010 2 ，解得 p29.0，则平衡混合气体24.0（ 2p 48.0） 2（ p 24.0）中 CH3OH 的物质的量分数为 100%61.5%。24.029.03 48.0答案：(1)5.0(2)A，反应 A 活化能低，在相同条件下反应速率较快不变(3) 61.5%
