2019年高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡练习（打包7套）新人教版选修4.zip

1第一节 化学反应速率基础巩固1 下列说法中正确的是 ( )A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示B.用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比C.对任何化学反应,反应速率越大,反应现象越明显D.无论用反应物还是用生成物表示的化学反应速率可能为正值,也可能为负值答案 B2 在一个密闭容器中 ,盛有 N2和 H2,它们的起始浓度分别是 1.8 mol·L-1和 5.4 mol·L-1,在一定条件下它们反应生成 NH3,10 min 后测得 N2的浓度是 0.8 mol·L-1,则在这 10 min内 NH3的平均反应速率是( )A.0.1 mol·L-1·min-1B.0.2 mol·L-1·min-1C.0.3 mol·L-1·min-1D.0.6 mol·L-1·min-1答案 B3 反应 4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)开始进行时,CO 的浓度为 4 mol·L-1,N2的浓度为 0,2 min 后测得 N2的浓度为 0.6 mol·L-1,则此段时间内,下列反应速率表示正确的是( )A.v(CO)=1.2 mol·L-1·s-1B.v(NO2)=0.3 mol·L-1·min-1C.v(N2)=0.6 mol·L-1·min-1D.v(CO2)=1.2 mol·L-1·min-1答案 D4 在四个不同的容器中 ,在不同的条件下进行合成氨的反应,根据下列在相同时间内测定的结果判断,化学反应速率最大的是( )A.v(H2)=0.2 mol·L-1·min-12B.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1C.v(N2)=0.02 mol·L-1·s-1D.v(H2)=0.04 mol·L-1·s-1答案 C5(2018 吉林梅河口一模 )在 2 L 的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)。若最初加入的 A 和 B 都是 4 mol,在前 10 s 内 A 的平均反应速率为 0.12 mol·L-1·s-1,则 10 s 时,容器中 B 的物质的量是( )A.1.6 mol B.2.8 molC.2.4 mol D.1.2 mol解析 根据速率之比等于化学计量数之比,所以 v(B)=0.5v(A)=0.5×0.12 mol·L-1·s-1=0.06 mol·L-1·s-1,所以 Δ c(B)=0.06 mol·L-1·s-1×10 s=0.6 mol·L-1,所以 Δ n(B)=0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,故 10 s 时容器中 B 的物质的量为 4 mol-1.2 mol=2.8 mol。答案 B6 将气体 A、 B 置于容积为 2 L 的密闭容器中,发生如下反应:4A(g)+B(g) 2C(g),反应进行到 4 s 末,测得 A 为 0.5 mol,B 为 0.4 mol,C 为 0.2 mol。则用反应物 A 浓度的减少来表示该反应的速率应为( )A.0.025 mol·L-1·s-1B.0.05 mol·L-1·s-1C.0.012 5 mol·L-1·s-1D.0.1 mol·L-1·s-1解析 v(C)= =0.025 mol·L-1·s-1,因为 ,故 v(A)=0.05 mol·L-1·s-1。0.2mol4 s×2 L v(A)v(C)=21答案 B7 一定温度下 ,浓度均为 1 mol·L-1的 A2和 B2两种气体,在密闭容器内反应生成气体 C,反应达平衡后,测得: c(A2)=0.58 mol·L-1,c(B2)=0.16 mol·L-1,c(C)=0.84 mol·L-1,则该反应的正确表达式为 ( )A.2A2+B2 2A2B B.A2+B2 2ABC.A2+B2 A2B2 D.A2+2B2 2AB23解析 Δ c(A2)=1 mol·L-1-0.58 mol·L-1=0.42 mol·L-1,Δ c(B2)=1 mol·L-1-0.16 mol·L-1=0.84 mol·L-1,Δ c(C)=0.84 mol·L-1,因变化量之比等于化学计量数之比,同时要满足质量守恒。答案 D8 在一定温度时 ,将 1 mol A 和 2 mol B 放入容积为 5 L 的某密闭容器中发生如下反应:A(s)+2B(g) C(g)+2D(g),经 5 min 后,测得容器内 B 的浓度减少了 0.2 mol·L-1。下列叙述不正确的是( )A.在 5 min 内该反应用 C 的浓度变化表示的反应速率为 0.02 mol·L-1·min-1B.5 min 时,容器内 D 的浓度为 0.2 mol·L-1C.该可逆反应随反应的进行,容器内压强逐渐增大D.5 min 时容器内气体总的物质的量为 3 mol解析 根据题意,可计算 v(B)=0.04 mol·L-1·min-1,则 v(C)=0.02 mol·L-1·min-1,A 正确;5 min 时, c(C)=0.1 mol·L-1,则 c(D)=0.2 mol·L-1,B 正确;该反应为气体物质的量增加的反应,随反应的进行,容器内压强增大,C 正确;5 min 时,Δ n(B)=0.2 mol·L-1×5 L=1 mol,Δ n(C)=0.5 mol,Δ n(D)=1 mol,因此气体的物质的量为 2 mol-1 mol+0.5 mol+1 mol=2.5 mol,D 说法错误。答案 D9 在一定条件下 ,将 A2和 B2气体通入 1 L 密闭容器中,反应按下式进行: mA2+nB2 2C,2 s 内反应速率如下 v(A2)=0.5 mol·L-1·s-1,v(B2)=1.5 mol·L-1·s-1,v(C)=1 mol·L-1·s-1,则 m 和 n 的值分别为( )A.2、3 B.3、2 C.3、1 D.1、3解析 v(A2)∶ v(B2)∶ v(C)=m∶n∶ 2=0.5∶1.5∶1,则 m=1,n=3。答案 D10 已知 2SO2+O2 2SO3经一段时间反应后,SO 3的浓度增加了 0.4 mol·L-1,在这段时间内用 O2表示的反应速率为 0.04 mol·L-1·s-1,则这段时间为( )A.0.1 s B.2.5 sC.5 s D.10 s4解析 该时间内 SO3的浓度增加了 0.4 mol·L-1,根据化学方程式,相同时间内 O2浓度减小了0.2 mol·L-1。所以,Δ t= =5 s。Δ cv= 0.2mol·L-10.04mol·L-1·s-1答案 C11 在 25 ℃ 时,向 100 mL 含 HCl 14.6 g 的盐酸里放入 5.6 g 纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化),反应开始至 2 min 末,收集到 1.12 L(标准状况)氢气。在此之后,又经过 4 min 铁粉完全溶解。则:(1)在前 2 min 内用 FeCl2表示的平均反应速率是 。 (2)在后 4 min 内用 HCl 表示的平均反应速率是 。 (3)前 2 min 与后 4 min 相比,反应速率较大的是 。 解析 由题目信息“又经 4 min 铁粉完全溶解”知, n(Fe)= =0.1 mol,n(H2)=5.6 g56 g·mol-1=0.05 mol。由反应方程式 Fe+2HCl FeCl2+H2↑知,前 2 min 内消耗的铁、1.12 L22.4 L·mol-1HCl 及生成的 FeCl2的物质的量分别为 0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol,故(1) v(FeCl2)==0.25 mol·L-1·min-1。(2)后 4 min 消耗的盐酸由铁的量来求,消耗的 n(Fe)0.05mol0.1 L×2min=0.1 mol-0.05 mol=0.05 mol,故消耗的 n(HCl)=2n(Fe)=0.1 mol,v(HCl)= =0.25 0.1mol0.1 L×4minmol·L-1·min-1。(3)因在同一个反应里, v(HCl)=2v(FeCl2),可知前 2 min 反应较快。答案 (1)0.25 mol·L-1·min-1(2)0.25 mol·L-1·min-1(3)前 2 min12 将 1 mol 化合物 A 的蒸气充入 0.5 L 容器中加热分解:2A(g) B(g)+nC(g)。反应到 3 min 时,容器内 A 的浓度为 0.8 mol·L-1,测得这段时间内,平均反应速率 v(C)=0.6 mol·L-1·min-1,则化学方程式中的 n 值为 , v(B)= 。 答案 3 0.2 mol·L -1·min-1能力提升★ 1 一定条件下 ,反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)在一密闭容器中进行 ,测得平均反应速率 v(C)=2v(B)。若该反应过程中气体的物质的量一直保持不变,则 m、 n、 p、 q 的数值可以是( )A.2、6、3、5 B.3、1、2、25C.3、1、2、1 D.1、3、2、2解析 v(C)=2v(B),则物质 C 的化学计量数为物质 B 的 2 倍,可排除 A、D。又因为反应为气体物质的量不变的反应,因此答案只能选 B 项。答案 B2 可逆反应 mX+nY xZ(X、Y、Z 均是气体),已知某段时间内的平均反应速率分别为v(X)=a mol·L-1·s-1,v(Y)=b mol·L-1·s-1,v(Z)=c mol·L-1·s-1,则 x 的值为( )① ② ③ ④bcn acm ncb mcaA.①② B.②③C.①④ D.③④答案 D3 在某化学反应中 ,反应混合物 A、B、C 的物质的量浓度(mol·L -1)与时间 t(s)的关系如表所示。t/s 200 400 800c(A)/(mol·L-1) 1.45 1.28 1.00c(B)/(mol·L-1) 0.38 0.72 1.28c(C)/(mol·L-1) 0.095 0.18 0.32(1)该反应的化学方程式为 。 (2)用 A 的浓度变化表示 200~800 s 内反应的平均反应速率为 mol·L -1·min-1。 (3)用 C 的浓度变化表示 400~800 s 内反应的平均反应速率为 mol·L -1·s-1。 解析 (1)反应中 A 的浓度减少,B、C 浓度增大,因此 A 为反应物,B、C 为生成物。在 200~800 s,Δ c(A)∶Δ c(B)∶Δ c(C)=2∶4∶1,因此反应为 2A 4B+C。(2)200~800 s 内, v(A)= ×60 s·min-1=0.045 mol·L-1·min-1。0.45mol·L-1600 s(3)400~800 s 内, v(C)= =3.5×10-4 mol·L-1·s-1。(0.32-0.18)mol·L-1400 s答案 (1)2A 4B+C (2)0.045(3)3.5×10-46★ 4 用 O2将 HCl 转化为 Cl2,可提高效益,减少污染。一定条件下测得反应 2HCl(g)+ O2(g) H2O(g)+Cl2(g)过程中 n(Cl2)随时间的变化如下表12所示:t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0n(Cl2)/10-3 mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2计算 2.0~6.0 min 内以 HCl 的物质的量变化表示的反应速率为 (以 mol·min-1为单位,写出计算过程)。 解析 由题意知,2.0~6.0 min 内,Cl 2转化的物质的量为(5.4-1.8)×10 -3 mol,HCl 的反应速率是 Cl2反应速率的 2 倍,故 v(HCl)=2v(Cl2)=2× =1.8×10-3 mol·min-(5.4-1.8)×10-3mol(6.0-2.0)min1。答案 v(HCl)=2v(Cl2)=2× =1.8×10-3 mol·min-1(5.4-1.8)×10-3mol(6.0-2.0)min1第二节 影响化学反应速率的因素基础巩固1 研究发现 ,腐蚀严重的青铜器表面大都存在 CuCl。关于 CuCl 在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述可能正确的是( )A.增大了反应的活化能B.增大了反应的速率C.降低了反应的焓变D.增大了反应的焓变答案 B2 对反应 A+B AB 来说,常温下按以下情况进行反应 :①20 mL 溶液中含 A、B 各 0.01 mol;②50 mL 溶液中含 A、B 各 0.05 mol;③0.1 mol·L -1的 A、B 溶液各 10 mL;④0.3 mol·L-1的 A、B 溶液各 50 mL。四者反应速率的大小关系是( )A.②①④③ B.④③②①C.①②④③ D.①②③④答案 A3 将 a g 块状碳酸钙与足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如图实线所示。在相同的条件下,将 b g(ab)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线如图虚线所示,正确的是( )答案 C4100 mL 6 mol·L-1的硫酸与过量锌粉反应 ,在一定温度下,为了减小反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的( )①硫酸钠固体 ②水 ③硫酸钾溶液 ④硝酸钾溶液A.①② B.①④ C.②③ D.③④2解析 加入水或硫酸钾溶液都使硫酸的浓度变小,可以减小化学反应速率。而加入硝酸钾时相当于锌与硝酸反应,不生成氢气。答案 C5 如图是相同条件下做 H2O2分解的对比实验时,放出 O2的体积随时间的变化关系示意图,a为使用催化剂,b 为不使用催化剂,其中正确的图像是( )解析 使用催化剂能加快反应速率,但不能改变生成 O2的量。答案 A6 下列反应中产生气泡最快的是( )温度 浓度 催化剂A 25 ℃ 2 mL 5% H2O2 0.1 mol·L-1 FeCl32 滴B 35 ℃ 2 mL 8% H2O2 MnO2粉末C 25 ℃ 2 mL 5% H2O2 MnO2粉末D 25 ℃ 2 mL 8% H2O20.1 mol·L-1 CuCl2 2滴解析 反应速率的大小与温度、浓度和催化剂有关,在都使用催化剂的条件下温度越高、浓度越大,反应速率越大。答案 B7 用 3 g 块状大理石与 30 mL 3 mol·L-1盐酸反应制取 CO2气体,若要增大反应速率,不可采取的措施是 ( )A.再加入 30 mL 3 mol·L-1盐酸B.改用 30 mL 6 mol·L-1盐酸C.改用 3 g 粉末状大理石D.适当升高温度解析 对反应 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H 2O 而言,增大反应速率的方法有增大盐酸的浓度,升高温度或将块状大理石改为粉末状大理石。3答案 A8NO 和 CO 都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体:2NO+2CO N2+2CO2。对此反应,下列叙述正确的是( )A.使用催化剂能增大反应速率B.压强增大不影响化学反应速率C.冬天气温低,反应速率加快D.无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响答案 A9 为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下 A~D 四个实验,你认为结论不正确的是( )A.将大小形状相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时,两者速率一样大B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉末与相同浓度的盐酸反应,大理石粉末反应快C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,发现光照可以加快浓硝酸的分解D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热,产生氧气的快慢不同解析 决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,镁比铝活泼,与盐酸反应的速率大,A错误;固体的表面积越大,反应速率越快,B 正确;光照、射线等可以增大某些反应的反应速率,C 正确;使用适当的催化剂可以增大反应速率,D 正确。答案 A10 在实验Ⅰ 和实验Ⅱ中, 用定量、定浓度的盐酸与足量的石灰石反应,并在一定的时间内测量反应所放出的 CO2的体积。实验Ⅰ用的是块状石灰石,实验Ⅱ用的是粉末状石灰石。下列哪个图像能正确反映两种实验的结果 ( )4解析 HCl 的物质的量相同,石灰石足量,因此反应产生的气体量相同,即最终两个实验产生CO2体积相同,图像中曲线的终点应相同,但由于Ⅱ中用粉末状固体,接触面积大,整个过程中反应速率大于Ⅰ。答案 B11 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)+I2(g) 2HI(g) Δ H②, 则一定说明 Fe3+比 Cu2+对 H2O2分解催化效果好C.用图 2 装置比较反应速率,可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间D.为检查图 2 装置的气密性,可关闭 A 处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位答案 B4 已知分解 1 mol H2O2放出热量 98 kJ。在含少量 I-的溶液中,H 2O2分解的机理为:H2O2+I- H2O+IO- 慢H2O2+IO- H2O+O2+I- 快下列有关该反应的说法正确的是( )A.反应速率与 I-浓度有关B.IO-也是该反应的催化剂C.反应活化能等于 98 kJ·mol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)解析 由信息可知有 I-参加的反应慢,对整个反应起决定作用,A 选项正确;IO -是中间产物,不属于催化剂,B 选项错误;活化能与放出的热量无关,C 选项错误;依据 2H2O2 2H2O+O2↑,故有 v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),可知 D 选项错误。答案 A★ 5 有一化学反应 :aA+bB C,根据影响化学反应速率的因素可得 v(C)=k·cm(A)·cn(B),其中 k 是与温度有关的常数,为测 k、 m、 n 的值,在 298 K 时,将 A、B 溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据:编号 A的初始浓度(mol·L-1) B的初始浓度(mol·L-1) 生成 C的初始速率[mol·L-1·s-1]81 1.0 1.0 1.2×10-22 2.0 1.0 2.4×10-23 4.0 1.0 4.8×10-24 1.0 2.0 4.8×10-25 1.0 4.0 1.92×10-1(1)根据上表可求得: m= , n= , k= , k 的单位是 。 (2)若 a=m,b=n,当 c(A)=c(B)=2.0 mol·L-1时,求以 B 表示的初始反应速率。解析 用 B 的初始浓度数据相同,A 的初始浓度数据成倍数关系的两组,即可求出 m 值(如选编号为 1、2 的两组)。同样方法求出 n 值(如选编号为 1、4 的两组)。将得到的 m=1、 n=2 代入其中一组数据即可求出 k。求得 m、 n、 k 值,利用化学方程式及反应速率表达式便可顺利求出 B 的初始反应速率。答案 (1)1 2 1.2×10 -2 L 2·mol-2·s-1(2)v(B)=1.92×10-1 mol·L-1·s-1★ 6“碘钟” 实验中,3I -+S2 +2S 的反应速率可以用 与加入的淀粉溶O2-8I-3 O2-4 I-3液显蓝色的时间 t 来度量, t 越小,反应速率越大。某探究性学习小组在 20 ℃条件下进行实验,得到的数据如下表:实验编号 ① ② ③ ④ ⑤c(I-)/(mol·L-1) 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120c(S2 )/(mol·L-O2-81)0.040 0.040 0.080 0.020 0.040t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1回答下列问题:(1)该实验的目的是 。 (2)显色时间 t1= 。 (3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在 40 ℃时进行编号③对应浓度的实验,显色时间 t2的范围为 (填字母)。 9A.44.0 s D.数据不足,无法判断(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是 。 解析 (2)分析所给数据,可以得出显色时间与 c(I-)·c(S2 )数值成反比,利用①⑤两组数O2-8据,可知两组实验中 c(S2 )相同,而 c(I-)⑤是①的 3 倍,因此⑤所用显色时间是①的 ,即O2-813=29.3 s。88.0 s3(3)在反应物起始浓度相同的条件下,温度越高,反应速率越大,则显色时间越短。答案 (1)研究反应物 I-与 S2 的浓度对反应速率的影响 (2)29.3 s (3)A (4)反应速O2-8率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)1第 1 课时 化学平衡状态基础巩固1 模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法,对于反应 2HBr(g) H2(g)+Br2(g),下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是( )答案 C2 一定温度下 ,对可逆反应 A(g)+2B(g) 3C(g)的下列叙述中 ,能说明反应已达到平衡的是( )A.C 生成的速率与 C 分解的速率相等B.单位时间内消耗 a mol A,同时生成 3a mol CC.容器内的压强不再变化D.混合气体的物质的量不再变化答案 A3 对于可逆反应 2SO2+O2 2SO3,在混合气体中充入一定量的 18O2足够长时间后, 18O 原子( )A.只存在于 O2中B.只存在于 SO3和 O2中C.只存在于 SO2和 O2中D.存在于 SO2、SO 3和 O2中答案 D4 可逆反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示,下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )A.3v 正 (N2)=v 正 (H2) B.v 正 (N2)=v 逆 (NH3)C.2v 正 (H2)=3v 逆 (NH3) D.v 正 (N2)=3v 逆 (H2)答案 C25 下列各组中的两个反应互为可逆反应的是( )①2H 2+O2 2H2O 与 2H2O 2H2↑+O 2↑②H 2SO4(浓)+2HBr 2H2O+Br2+SO2↑与 Br2+SO2+2H2O 2HBr+H2SO4③2NO 2 N2O4与 N2O4 2NO2④2SO 2+O2 2SO3与 2SO3 2SO2+O2A.①② B.②③ C.③④ D.②④解析 可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应。答案 C6 在恒温、恒容条件下 ,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是( )A.A(g)+B(g) C(g)B.A(g)+2B(g) 3C(g)C.A(g)+B(g) C(g)+D(g)D.以上都达到平衡解析 A 中反应前后气体物质的量不等,恒温、恒容下总压强不变,反应达平衡;B、C 反应前后气体物质的量相等,不论是否达到平衡总压强不变。答案 A7 在一定温度下 ,反应 A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是 ( )A.单位时间内生成 n mol A2的同时生成 n mol ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间内生成 2n mol AB 的同时生成 n mol B2 D.单位时间内生成 n mol A2的同时生成 n mol B2解析 A 中 A2和 AB 的物质的量之比不等于化学式前的化学计量数之比,A 错误;题给反应是一个分子数不变的反应,容器内的总压强始终不随时间变化而变化,B 错误;D 中生成 A2和 B2均为逆反应速率,D 错误。答案 C8 一定温度下 ,在固定容积的密闭容器中 ,对于可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),当 m、 n、 p、 q 为任意正整数时,下列状态:3①体系的压强不再发生变化②气体的密度不再发生变化③各组分的物质的量浓度不再改变④各组分的质量分数不再改变⑤反应速率 v(A)∶ v(B)∶ v(C)∶ v(D)=m∶n∶p∶q其中,能说明反应已达到平衡的是( )A.③④ B.②③④C.①②③④ D.①②③④⑤解析 若 m+n=p+q 时,反应过程中,体系压强始终不变,①不符合要求; ρ= ,m 总 、 V 总 不变,则m总V总体系密度在反应过程中始终不变,故②也不符合要求;反应过程中,反应速率始终满足 v(A)∶v(B)∶ v(C)∶ v(D)=m∶n∶p∶q ,故⑤不符合要求,只有③④可说明反应已达平衡,A 项正确,B、C、D 三项错误。答案 A9 一定温度下 ,对于可逆反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述,不能说明反应已达化学平衡状态的是( )A.恒容容器内混合气体的密度不再变化B.NH3的生成速率与 H2的生成速率之比为 2∶3C.恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化D.单位时间内断裂 a mol N≡N 键,同时断裂 6a mol N—H 键答案 A10 在一定温度下向 a L 密闭容器中加入 1 mol X 气体和 2 mol Y 气体发生如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是( )A.容器内压强随时间变化而变化B.容器内各物质的浓度不随时间变化C.容器内 X、Y、Z 的浓度之比为 1∶2∶2D.单位时间内消耗 0.1 mol X 同时生成 0.2 mol Z解析 该反应不是等体积反应,只要压强不变,各物质的量浓度也就不变,可证明化学平衡已建立,故 A 选项错误,B 选项正确;而化学平衡时,X、Y、Z 的物质的浓度之比并不一定是41∶2∶2,C 选项错误;单位时间内消耗 X 和生成 Z,描述的是同一反应方向,不存在 v(正)和v(逆)的关系,故不能判断该化学平衡已建立。答案 B11 在恒温下的密闭容器中,对可逆反应 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) Δ Hv(C)B.A、 B、 C、 D、 E 各状态中, v(正) v(逆), D 点表示反应逆向进行, v(正)p1,故在 p2时反应速率大,因此,达到平衡的时间 p2比 p1要短, yx,C 项错误。答案 D★ 4 将一定量的 SO2和含 0.7 mol 氧气的空气(忽略 CO2)放入一定体积的密闭容器中,550 ℃时,在催化剂作用下发生反应:2SO 2+O2 2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量 NaOH 溶液,气体体积减少了 21.28 L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收 O2,气体的体积又减少了 5.6 L(以上气体体积均已转化为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)请回答下列问题:(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。 A.SO2和 SO3浓度相等B.SO2百分含量保持不变C.容器中气体的压强不变D.SO3的生成速率与 SO2的消耗速率相等E.容器中混合气体的密度保持不变(2)求该反应达到平衡时 SO2的转化率(用百分数表示)。(3)若将平衡混合气体的 5%通入过量的 BaCl2溶液,生成沉淀多少克?解析 (1)平衡判断的标志。一是正逆反应速率相等,二是各成分含量保持不变。浓度相等不能作为平衡判断的标志,A 不正确;由于是气体体积不相等的反应,压强不变可以作为平衡判断标志;D 项中均表示正反应速率,不正确。由于均为气体反应,气体的质量守恒,体积不变,密度不变,不能作为平衡的标志。答案 (1)BC(2)消耗 O2的物质的量:0.7 mol- =0.45 mol。5.6 L22.4 L·mol-1生成 SO3的物质的量:0.45 mol×2=0.9 mol。7SO2和 SO3的物质的量之和: =0.95 mol。21.28 L22.4 L·mol-1反应前 SO2的物质的量:0.95 mol。SO2的转化率: ×100%=94.7%。0.9mol0.95mol(3)在给定的条件下,溶液呈强酸性,BaSO 3不会存在。因此 BaSO4的质量为 0.9 mol×5%×233 g·mol-1≈10.5 g。1第 2 课时 影响化学平衡状态的因素基础巩固1 下列事实 ,不能用勒夏特列原理解释的是 ( )A.反应 CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g) Δ H v(逆)的点是( )A.A 点 B.B 点 C.C 点 D.D 点2答案 C5 在容积一定的密闭容器中,反应 2A B(g)+C(g)达到平衡后 ,升高温度,容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是( )A.正反应是吸热反应,且 A 不是气态B.正反应是放热反应,且 A 是气态C.其他条件不变,加入少量 C,物质 A 的转化率增大D.改变压强对该平衡的移动无影响解析 升高温度,容器内气体的密度增大,说明气体的物质的量增大,则 A 一定不是气体,且平衡正向移动,即正反应方向为吸热反应,A 选项正确;加入少量的 C,平衡逆向移动,A 的转化率减小,C 选项错误;该反应为气体的体积增大的反应,则改变压强可以使平衡移动,D 选项错误。答案 A6 对已达化学平衡的下列反应 2X(g)+Y(g) 2Z(g),减小压强时 ,对反应产生的影响是( )A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动解析 减小压强,体积增大,反应物和生成物的浓度均降低,则正、逆反应速率都减小。减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,即平衡向逆反应方向移动,则 v(逆) v(正),即趋势相同,但程度不同。答案 C7 如图是关于反应 A2(g)+3B2(g) 2C(g)(正反应为放热反应 )的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是( )A.升高温度,同时加压B.降低温度,同时减压3C.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度D.增大反应物浓度,同时使用催化剂解析 由图可知改变的条件可使 v(正)增大 v(逆)减小,只有 C 项符合该变化。答案 C8 已知某可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)在密闭容器中进行 ,如图表示在不同反应时间t 时,温度 T 和压强 p 与反应物 B 在混合气体中的体积分数[ φ (B)]的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )A.T1p2,m+np,放热反应B.T1T2,p1p,吸热反应C.T1p2,m+nT2,p1T2 ;又因为 T2低, φ (B)大,即降低温度,平衡逆向移动,说明反应逆向放热,正向吸热。从②③曲线可知,当温度相同(为 T1)时, ② 先达平衡,说明 p2p1;又因为 p2大, φ (B)大,即增大压强,平衡逆向移动,说明逆反应方向为气体体积减小的方向, m+nT2,p10进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是( )A.等压时,通入惰性气体,c 的物质的量不变B.等压时,通入 z 气体,反应器中温度升高C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变D.等容时,通入 z 气体,y 的物质的量浓度增大4解析 A 项,等压时,通入惰性气体,气体的体积增大,平衡 x(g)+3y(g) 2z(g)(Δ H20)向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡 a(g)+b(g) 2c(g)也向左(吸热方向)移动,c 的物质的量减小,故 A 不正确;B 项,等压时,通入z 气体,增大了生成物的浓度,平衡 x(g)+3y(g) 2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,所以反应器中温度升高,B 项正确;等容时,通入惰性气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,即各组分的浓度没有发生变化,所以各组分的反应速率不发生变化,C 项正确;等容时,通入 z 气体,增大了生成物 z 的浓度,平衡逆向移动,所以 y 的物质的量浓度增大,D项正确。答案 A10 一定条件下 ,可逆反应 A+B mC 相关量的变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物 C 在混合物中的质量分数, p 为反应在 T2温度时达到平衡后增大容器内压强的变化情况,问:(1)温度 T1 (填“大于”“等于”或“小于”) T2,正反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)如果 A、B、C 均为气体,则 m (填“大于”“等于”或“小于”)2。 (3)当温度和容积不变时,如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体,则体系的压强 ,平衡 移动。 (4)当温度和压强不变时,如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体,平衡 移动。 答案 (1)大于 放热 (2)大于 (3)增大 不(4)向正反应方向11 反应 mA+nB pC 在某温度下达到平衡状态。(1)若升高温度,A 物质的转化率增大,该反应为 热反应。 (2)若 C 为气体,且 m+n=p,在加压时化学平衡发生移动,则平衡必定向 方向移动。 (3)如果在体系中增加或减少 B 的量,平衡均不发生移动,则 B 肯定不为 态。 5解析 升高温度,A 的转化率增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应;C 为气体, m+n=p,若 A、B 都为气体,则增大压强,平衡不会移动,而加压平衡发生移动,则 A、B 中至少有一种反应物为非气态,则平衡必定逆向移动;由题意可知改变 B 的量,平衡不移动,则 B 应为固态或液态。答案 (1)吸 (2)逆反应 (3)气12 可逆反应 3A(g) 3B(?)+C(?) Δ H0B.图中 Z 的大小为 a3b6C.图中 X 点对应的平衡混合物中 =3n(H2O)n(CH4)D.温度不变时,图中 X 点对应的平衡在加压后 φ (CH4)减小解析 A 项,随着温度的升高, φ (CH4)减小,说明升温平衡正向移动,正反应吸热,Δ H0,正确;B 项, =Z,Z 越大,CH 4转化率越大,CH 4体积分数越小,则 b3a,错误;n(H2O)n(CH4)C 项, CH 4 + H 2O CO + 3H 2起始: a 3a 0 0转化: x x x x平衡: a-x 3a-x x x3,错误 ;n(H2O)n(CH4)=3a-xa-x=3(a-13x)a-xD 项,加压平衡逆向移动, φ (CH4)增大,错误。答案 A2 对于可逆反应 :A2(?)+B2(?) 2AB(?),当温度和压强改变时 ,n(AB)的变化如右图所示,下列叙述正确的是( )A.A2、B 2及 AB 均为气体,Δ H0D.AB 为固体,A 2、B 2有一种为非气体,Δ H0解析 由图可知压强相等时,升高温度,AB 的物质的量减少,可知温度升高平衡向逆反应方向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,Δ Hd ②生成物 E 在该条件下的状态为非气态4 一密封体系中发生下列反应:N 2+3H2 2NH3 Δ H v(正),平衡向逆反应方向移动,对照化学方程式可看出条件变化应是“升高温度”。 t3时刻, v(正)、 v(逆)都同幅度加快,应是“加催化剂”。 t4时刻, v(正)、 v(逆)都减小,且 v(正)0 是吸热反应,在压强一定时,温度越高,平衡正向移动,三氧化硫的转化率增大,所以 L2L1。9答案 (1)压强 (2) L2L1。SO 3(g)分解的热化学方程式:2SO 3(g) 2SO2(g)+O2(g) Δ H=+196 kJ·mol-1,压强一定时,温度升高,SO 3平衡转化率增大1第 3课时 化学平衡常数基础巩固1下列关于平衡常数 K的说法中 ,正确的是( )A.平衡常数 K只与反应本身及温度有关B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数 KC.加入催化剂能改变平衡常数 KD.平衡常数 K只与温度有关,与反应的本身及浓度、压强无关答案 A2关于反应 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的平衡常数的书写形式 ,正确的是( )A.K= B.K=c(C)·c(H2O)c(CO)·c(H2) c(CO)·c(H2)c(C)·c(H2O)C.K= D.K=c(CO)·c(H2)c(H2O) c(H2O)c(CO)·c(H2)答案 C3在一定温度下的密闭容器中,加入 1 mol CO和 1 mol H2O发生反应:CO(g)+H 2O(g)CO2(g)+H2(g),达到平衡时测得 n(H2)为 0.5 mol,下列说法不正确的是( )A.在该温度下平衡常数 K=1B.平衡常数与反应温度无关C.CO的转化率为 50%D.其他条件不变,改变压强平衡不移动答案 B4一定条件下 ,固定容积的密闭容器中 ,CO和 H2反应生成甲醇:CO(g)+2H 2(g) CH3OH(g)。如图是该反应在不同温度下 CO的转化率随时间变化的曲线。下列判断正确的是( )A.T1T2B.该反应的 Δ H02C.T1时的平衡常数 K1T2时的平衡常数 K2D.T1时的平衡常数 K12p 乙B.SO3的质量 m:m 甲 =m 丙 2m 乙C.c(SO2)与 c(O2)之比 k:k 甲 =k 丙 k 乙D.反应放出或吸收热量的数值 Q:Q 甲 =Q 丙 2Q 乙5解析 甲和丙达到的平衡是等效平衡,所以压强 p 甲 =p 丙 ,SO3的质量 m 甲 =m 丙 ,乙可看作是甲达到平衡后,取出一半物质,浓度变为原来的 ,压强降为原来的 后形成的,平衡向气体增多的12 12方向移动,压强在减小后的基础上增大,SO 3的量减小,所以 2p 乙 p 甲 ,SO3质量 2m 乙 v(吸氢)解析 该反应正向移动属于气体的物质的量减小的放热反应。A 项,气体压强不变,表明气体物质的量不变,达到平衡,正确;B 项,该反应为可逆反应,吸收 y mol H2,则需 MHx大于 1 mol,错误;C 项,该反应是放热反应,降温,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,正确;D 项,通入H2相当于加压,平衡正向移动, v(放氢)0.060解析 ①中 5 min时生成 M 0.05 mol,则生成 N也是 0.05 mol,v(N)= =1.0×10-3 mol·L-0.05mol10 L5min1·min-1,A错误;②中平衡时 n(M)=0.080 mol,则生成 N 0.080 mol,消耗 X、Y 的物质的量分别为 0.080 mol、0.080 mol,因此平衡时容器中有 X 0.02 mol、有 Y 0.32 mol,其平衡常数 K= =1,B错误;③中反应温度与②相同,则平衡常数也相同, K=1。则有0.080mol10 L×0.080mol10 L0.02mol10 L×0.32mol10 L=1,a=0.12,即参加反应的 X的物质的量为 0.12 mol,其转化率为a10×a100.2-a10×0.3-a10×100%=60%,C正确;①的平衡常数为 1,所以该反应的正反应为0.12mol0.2mol 0.0910×0.09100.40-0.0910×0.10-0.0910=8131放热反应,若④的反应在 800 ℃时进行,则有 =1,b=0.060,升高温度,平衡向逆b10×b10(0.10-b)10×(0.15-b)10反应方向移动,因此在 900 ℃进行至平衡时 b0I-3B.若温度为 T1、 T2,反应的平衡常数分别为 K1、 K2,则 K1K2C.若反应进行到状态 D时,一定有 v(正) K2,D点没有平衡, c( )偏小(要向 A点移动),即I-3反应要向右进行,所以此时 v(正)v(逆),C 项错误;由图知, c( ):状态 A状态 B。则 c(I2)为:I-3状态 A”“0。10(3)增大反应物中一种物质的百分含量,其自身的转化率降低,而另外一种反应物的转化率增大,因此选 B。加入 COS时,平衡逆向移动,H 2S的转化率减小;加入 N2,平衡不移动,H 2S的转化率不变。答案 (1)2.5 2.8×10 -3 (2) (3)B7(2016全国 Ⅲ,节选)在不同温度下 ,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中 SO2和 NO的平衡分压 pc如图所示。(1)由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”“不变”或“减小”)。 (2)反应 Cl +2S 2S +Cl-的平衡常数 K表达式为 。 O-2 O2-3 O2-4解析 (1)由图示可知,温度升高,SO 2和 NO的平衡分压增大,说明升温,平衡逆向移动,因此,升高温度,反应的平衡常数减小。(2)根据反应方程式 Cl +2S 2S +Cl-,可知化学平衡常数表达式为 K=O-2 O2-3 O2-4。c(Cl-)·c2(SO2-4)c(ClO-2)·c2(SO2-3)答案 (1)减小(2)K=c2(SO2-4)·c(Cl-)c2(SO2-3)·c(ClO-2)8Bodensteins研究了下列反应 :2HI(g) H2(g)+I2(g)在 716 K时,气体混合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 120x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.78411(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 min-1,在t=40 min时, v(正)= min -1。 (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 120 min时反应达到平衡,根据反应可知: x(HI)=0.784,x(H2)=x(I2)=0.108,将数据代入平衡常数表达式: K= 。c(H2)·c(I2)c2(HI) =0.108×0.1080.7842(2)因为 v(逆)= k 逆 x(H2)x(I2),则 k 逆 = [因为平衡状态时 v(逆)v(逆)x(H2)x(I2)= k正 x2(HI)x(H2)x(I2)=v(正)], k 逆 = 。k正K在 t=40 min时,由表中数据可知 x(HI)=0.85,若 k 正 =0.002 7 min-1,代入公式: v(正)=k 正 x2(HI)= 0.002 7 min-1×0.852=1.95×10-3 min-1。(3)升高温度,平衡:2HI(g) H2(g) + I2(g) Δ H=+11 kJ·mol-1向正向移动,且正、逆速率均增大, x(HI)减小, x(H2)增大;故 x(HI)对应的平衡点为 A点; x(H2)对应的平衡点为E点。答案 (1) (2) 1.95×10 -3 (3)AE0.108×0.1080.7842 k正K★ 9(2017全国 Ⅲ)砷(As) 是第四周期ⅤA 族元素,可以形成As2S3、As 2O5、H 3AsO3、H 3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:(1)画出砷的原子结构示意图 。 12(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为 As2S3)制成浆状,通入 O2氧化,生成 H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 。该反应需要在加压下进行,原因是 。 (3)已知:As(s)+ H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s) Δ H132H2(g)+ O2(g) H2O(l) Δ H2122As(s)+ O2(g) As2O5(s) Δ H352则反应 As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的 Δ H= 。 (4)298 K时,将 20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3 x mol·L-1 I2和 20 mL NaOH溶液混合,发生反应:As (aq)+I2(aq)+2OH-(aq) As (aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中 c(AsO3-3 O3-4)与反应时间( t)的关系如图所示。O3-4①下列可判断反应达到平衡的是 (填标号)。 a.溶液的 pH不再变化b.v(I-)=2v(As )O3-3c.c(As )/c(As )不再变化O3-4 O3-3d.c(I-)=y mol·L-1② tm时, v 正 v 逆 (填“大于”“小于”或“等于”)。 ③ tm时 v 逆 tn时 v 逆 (填“大于”“小于”或“等于”),理由是 。 ④若平衡时溶液的 pH=14,则该反应的平衡常数 K为 。 答案 (1) +33○ ◝2◞◝8◞◝18◞◝5◞(2)2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S增加反应物 O2的浓度,提高 As2S3的转化速率13(3)2Δ H1-3Δ H2-Δ H3(4)①a、c ②大于 ③小于 tm时生成物浓度较低④ (mol·L-1)-14y3(x-y)2