1、化学反应速率和化学平衡专项训练题组 1 化学平衡状态的建立及其移动1.对于可逆反应 H2(g)I 2(g) 2HI(g)，在温度一定下由 H2(g)和 I2(g)开始反应，下列说法正确的是( )A.H2(g)的消耗速率与 HI(g)的生成速率之比为 21B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差C.正、逆反应速率的比值是恒定的D.达到平衡时，正、逆反应速率相等答案 B解析 A 项由各物质表示的化学反 应速率之比等于其化学计量数之比，则有 2v 消耗 (H2)v生成 (HI)；C 项随着反 应的进行，v 正 不断减小，v 逆 不断增大，二者的比值也不断变化；D 项达到平衡，对于某一物质来说，其正、
2、逆反应速率相等，但 对于不同物质则不一定，如平衡 时 v逆 (HI) 2v 正 (H2)。2.在恒容密闭容器中，可以作为 2NO2(g) 2NO(g)O 2(g)达到平衡状态的标志是单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2；单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO；混合气体的颜色不再改变；混合气体的密度不再改变的状态； 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；混合气体中 NO 与 O2 的物质的量之比保持恒定；混合气体中 NO 与 NO2 的物质的量之比保持恒定( )A. B.C. D.答案 A解析 单位时间内生成 n mol O2 的同时生
3、成 2n mol NO2证明正逆反应速率相等，达到了平衡，故正确；未体现正逆反 应速率的关系，故 错误；混合气体的 颜色不再改变，证明二氧化氮的浓度不随着时间的变化而变化，反 应达到了平衡，故正确；化学反应前后质量是守恒的，体积是不变的，混合气体的密度不变，故错误；化学反应前后物质的量变化，质量守恒，所以混合气体的平均相对分子质量变化，当达到了平衡状态，不再变化，故正确；如果反应开始只加入 NO2，混合气体中 NO 与 O2 的物质的量之比保持恒定不能作为平衡的判断标志，故错误；NO 与 NO2 的物质的量之比保持恒定，即它 们的浓度保持恒定，证明化学反应的正逆反应速率相等，达到了平衡，故正确
4、。故答案选 A。3.对于 XY Z 的平衡，若增大压强，Y 的转化率增大，则 X 和 Z 可能的状态是( )A.X 为液态，Z 为气态 B.X 为固态，Z 为气态C.X 为气态，Z 为气态 D.无法确定答案 C解析 增大压强，Y 的转化率增大，说明平衡向正反应方向移 动，正反应应为气体分子数减小的反应，只有 C 符合题意。4.从植物花汁中提取的一种有机物，可简化表示为 HIn，在水溶液中因存在下列平衡，故可用作酸、碱指示剂：在上述溶液中加入下列物质，最终能使指示剂显黄色的是( )A.盐酸 B.NaHCO3 溶液C.NaHSO4 溶液 D.Na2O2(固体)答案 B解析 B 项中 NaHCO3
5、可以与 H 反应，消耗 H 而使平衡右移；D 项中 Na2O2 的氧化性对有色物质的影响是主要的，即加 Na2O2 会使溶液漂白而褪色。题组 2 化学平衡图像5.25 时，在含有 Pb2 、Sn 2 的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)Pb 2 (aq) Sn2 (aq)Pb(s)，体系中 c(Pb2 )和 c(Sn2 )变化关系如图所示。下列判断正确的是( )A.往平衡体系中加入金属铅后， c(Pb2 )增大B.往平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2 固体后，c(Pb 2 )变小C.升高温度，平衡体系中 c(Pb2 )增大，说明该反应 H0D.25 时，该反应的平衡常数
6、K2.2答案 D解析 体系中有过量的锡且金属活 泼性 SnPb，向平衡体系中加入铅后，c(Pb 2 )不变，A 错误；加入少量 Sn(NO3)2 固体，c(Sn 2 )增大，平衡逆向移 动，c(Pb 2 )增大， B 错误；升温使c(Pb2 )增大，说明平衡逆向移动， H0.8；D 项，M 中(B)60% ，N 中 (C)40%，之和为 1。10.某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH 2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡： NH2COONH4(s) 2
7、NH3(g)CO 2(g)实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：温度/ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0平衡气体总浓度/molL 1 2.4103 3.4103 4.8103 6.8103 9.4103(1)可以判断该分解反应已经达到平衡的是_( 填字母序号)。A.2v(NH3)v(CO 2)B.密闭容器中总压强不变C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变(2)根据表中数据，列式计算 25.0 时的分解平衡常数： _。(3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在 25.0
8、 下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将_(填“增加” 、 “减少”或“不变”)。(4)氨基甲酸铵分解反应的焓变 H_0(填“” 、 “”或“ 解析 (1)根据化学平衡状态判断标志是 v 正 v 逆 ，各组分浓度不再发生变化，由NH2COONH4(s) 2NH3(g) CO2(g)可见该反应为不等体积变化(即反应物和生成物气体分子数不相同)，可以得恒容状态下压强不变或混合气体密度不变时，反应即达到平衡状态，但上述反应中反应物无气体参加，因此生成物中各组分气体体 积分数恒定不变。(2)根据 Kc 2(NH3)c(CO2) 2 1.610 8 。(24.810 33 ) (
9、4.810 33 )(3)由 NH2COONH4(s) 2NH3(g)CO 2(g)知正反应气体分子数增加，增大压强平衡向逆反应方向移动。(4)由表中数据可以得出，随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，因此正反 应是吸热反应，所以 H0；根据 NH2COONH4(s) 2NH3(g)CO 2(g)，正反应是生成物气体分子数增多的反应，所以S0。11.利用光能和光催化剂，可将 CO2 和 H2O(g)转化为 CH4 和 O2。紫外光照射时，在不同催化剂(、)作用下，CH 4 产量随光照时间的变化如下图所示。(1)在 030 小时内，CH 4 的平均生成速率 v 、v 、v 从大到小的顺序为 _；
10、反应开始后的 12 小时内，在第_种催化剂作用下，收集的 CH4 最多。(2)将所得 CH4 与 H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH 4(g)H 2O(g) CO(g)3H 2(g)。该反应 H206 kJmol1 。在下列坐标图中，画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注) 。将等物质的量的 CH4 和 H2O(g)充入 1 L 恒容密闭反应器，某温度下反应达平衡，平衡常数 K27，此时测得 CO 的物质的量为 0.10 mol，求 CH4 的平衡转化率( 计算结果保留两位有效数字)。(3)已知：CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(g)H802 kJmol
11、1写出由 CO2 生成 CO 的热化学方程式：_。答案 (1)v v v (2) 91%(3)CO2(g)3H 2O(g) CO(g)2O 2(g)3H 2(g)H1 008 kJmol 1解析 (1)由图知在 30 小时内 CH4 的产量最多、最少，故平均生成速率 v v v ；反应开始后的 12 小时内在第种催化剂作用下收集的 CH4 最多。(2)设 CH4、H2O 的物质的量浓度均为 a，转化率为 x。CH4(g)H 2O(g) CO(g)3H 2(g)初始浓度 a a 0 0转化浓度 ax ax ax 3ax平衡浓度 aax aax ax 3ax则 K 27ax3ax3a axa ax又有 ax0.1 molL 1得 a0.11 molL 1 ，x91%。(3)由盖斯定律得CO2(g) 3H2O(g) CO(g)2O 2(g)3H 2(g)H1 008 kJmol 1 。
