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1、化学反应速率和化学平衡一、选择题：共5小题12021福建龙海模拟改编在容积为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的变化关系如图所示，下列叙述错误的是（）A.从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率约为0.067 molL1min1B该反应的平衡常数表达式为Kc2（A）c（B）C若在第5分钟时升高温度，则该反应的正反应是吸热反应，反应的平衡常数减小，B的反应速率增大D若在第7分钟时增加D的物质的量，A的物质的量变化情况符合b曲线22021湖南五市十校联考改编在某刚性容器中加入一定量的CO2和H2，发生反应CO2（g）4H2（g）CH4（g）
2、2H2O（g）H0。下列相关物理量的变化关系及描述正确的是（）A图表示t1时刻增大CO2的浓度对反应速率的影响B图可表示该反应的平衡常数随温度的变化关系C图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙对应的压强较大D图可表示初始时加入CO2、H2各1 mol，部分物质的体积分数随时间的变化关系32021江西赣州七校联考改编一定温度下，在3个容积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5（g）PCl3（g）Cl2（g）。下列说法错误的是（）容器编号物质的起始浓度/（molL1）物质的平衡浓度/（molL1）c（PCl5）c（PCl3）c（Cl2）c（Cl2）0.4000.21.050.051.950.8
3、00A.达平衡时，容器中比容器中的大B达平衡时，容器与容器中的总压强之比为631C达平衡时，容器中Cl2体积分数小于D达平衡时，容器中0.4 molL1c（PCl5）0.8 molL142021湖北武汉武昌区质量检测用活性Al2O3作催化剂研究COS的水解反应：COS（g）H2O（g）=CO2（g）H2S（g）H0，且a2C若在图甲所示的平衡状态下，向体系中充入He，重新达到平衡前v（正）v（逆）D200 、6 min时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，重新达到平衡时，A的体积分数大于0.5二、非选择题：共4小题62021湖北模拟甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：CH4(g)
4、H2O(g) CO(g)3H2(g)H1206 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H241 kJmol1恒定压强为100 kPa时，将n(CH4)n(H2O)13的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。回答下列问题：(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：_。(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是_(填标号)。A恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快B恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快C升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快D加入合适的催化剂，降
5、低反应温度也能实现单位时间转化率不变(3)系统中H2的含量，在700 左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：低于700 ，_；高于700 ，_。(4)已知投料比n(CH4)n(H2O)13的混合气体，p100 kPa。600 时，CH4的平衡转化率为_，反应的平衡常数的计算式为Kp_(Kp是以分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数)。72021河北模拟我国科学家最近发明了一种ZnPbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：回答下列问题：(1)电池中，Zn为_极，B区域的电解质为_(填“K2S
6、O4”“H2SO4”或“KOH”)。(2)电池反应的离子方程式为_。(3)阳离子交换膜为图中的_膜(填“a”或“b”)。(4)此电池中，消耗6.5 g Zn，理论上可产生的容量(电量)为_毫安时(mAh)(1 mol电子的电量为1 F，F96 500 Cmol1，结果保留整数)。(5)已知E为电池电动势(电池电动势即电池的理论电压，是两个电极电位之差，EE()E()，G为电池反应的自由能变，则该电池与传统铅酸蓄电池相比较，EZnPbO2_EPbPbO2；GZnPbO2_GPbPbO2(填“”或“”“1.861，则达平衡时，容器中比容器中的小，A项错误。达平衡时，假设容器与容器中的总压强之比为6
7、31，压强之比等于浓度之比，容器中总浓度为0.2 molL130.6 molL1，说明容器中总浓度为3.1 molL1，根据A项分析得出容器中反应向正反应方向进行，设PCl5(g)转化的浓度为x molL1，则有容器中PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)起始浓度/(molL1) 1.05 0.05 1.95转化浓度/(molL1) x x x平衡浓度/(molL1) 1.05x 0.05x 1.95x容器中总浓度为3.1 molL1，则3.11.05x0.05x1.95x，解得x0.05；则平衡时c(PCl5)1 molL1，c(PCl3)0.1 molL1，c(Cl2)2 molL1，此
8、时Qc0.2K，说明此时反应达到化学平衡状态，假设成立，B项正确。容器中达平衡时，Cl2的体积分数为。容器相当于将两个容器合并后体积压缩一半，增大压强，平衡向逆反应方向移动，Cl2的量减小，所以达平衡时，容器中Cl2的体积分数小于，C项正确。容器中平衡时c(PCl5)0.2 molL1，容器相当于将两个容器合并后体积压缩一半，若平衡不移动c(PCl5)0.4 molL1，但增大压强，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)增大，所以c(PCl5)0.4 molL1，又因反应开始，消耗PCl5，所以c(PCl5)0.8 molL1，则达平衡时，容器中0.4 molL1c(PCl5)0.8 molL1
9、，D项正确。4答案：D解析：1时，平衡时H2S的体积分数最大，继续提高，平衡时H2S的体积分数变小，A项错误；该反应H0，起始时a时，C的体积分数最大，证明此时是按照化学计量数之比投料的，则a2，B项正确；恒温恒容时通入氦气，体系内总压强增大，但反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，故v(正)v(逆)，C项错误；根据图甲中各物质的物质的量计算，200 下达到平衡时，A的体积分数为0.5，6 min时向容器中充入2 mol A和1 mol B，相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，则重新达到平衡时，A的体积分数小于0.5，D项错误。6答案：（1）CH4（g）CO2（g）=2CO（g）2H
10、2（g）H247 kJmol1（2）CD（3）由于反应正反应吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，H2的物质的量逐渐增大随着反应的进行，CO的物质的量增大，发生反应，反应正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使H2的物质的量减小（4）77.8% 解析：（1）根据盖斯定律，得到CH4和CO2生成H2和CO的热化学方程式：CH4（g）CO2（g）=2CO（g）2H2（g）H206 kJmol141 kJmoI1247 kJmol1。（2）甲烷和水蒸气催化制氢反应为CH4（g）H2O（g）CO（g）3H2（g）H206 kJmol1，恒温、恒容条件下，加入惰性气体，总压强增大，各物
11、质的分压不变，各气体的浓度不变，化学反应速率不变，A错误；恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数增加，有效碰撞几率增大，反应速率加快，B错误；升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快，C正确；加入合适的催化剂，反应速率增大，单位时间内气体的转化率增大；降低反应温度，反应速率减小，单位时间内气体的转化率减小，D正确。（3）温度低于700 时，由于反应为吸热反应，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，H2的物质的量逐渐增大；随着反应的进行，CO的物质的量增大，发生反应，反应正反应放热，温度高于700 ，当温度升高时，平衡逆向移动，使H2的
12、物质的量减小。（4）已知投料比为n（CH4）n（H2O）13的混合气体，设CH4（g）的初始物质的量为1 mol，则H2O（g）的初始物质的量为3 mol，设转化的CH4（g）的物质的量为x mol、转化的CO2（g）的物质的量为y mol，可列三段式： CH4（g）H2O（g）CO（g）3H2（g）始（mol） 1 3 0 0转（mol） x x x 3x平（mol） 1x 3x CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）始（mol） x 3x 0 3x转（mol） y y y y平（mol） xy 3xy y 3xy平衡时，各气体的总物质的量为1x3xyxyy3xy42x，由图可知，60
13、0 平衡时CH4的物质的量分数为0.04，即0.04，解得x，CH4的平衡转化率为100%77.8%；由图可知600 ，平衡体系中H2O的物质的量分数为0.32，H2的物质的量分数为0.50，0.50，解得y，CO的物质的量分数为0.06，p100 kPa，反应的平衡常数的计算式Kp。7答案：（1）负K2SO4（2）PbO2SOZn2H2O=PbSO4Zn（OH）（3）a（4）5 361（5）EPbPbO2；不同电池的电势差越大，电池反应的自由能变就越小，由于ZnPbO2的电势差比PbPbO2的电势差大，所以GZnPbO2A解析：（1）碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，N2O的浓度不影响
14、其分解速率，A错误；第一步反应是慢反应，慢反应是决速反应，对总反应速率起决定作用，B正确；第一步是慢反应，第三步是快反应，活化能越高，反应越难进行，第一步活化能比第三步大，C正确；IO为反应的中间产物，不是催化剂，D错误。（2）CH2=CHCH3（g）Cl2（g）CH2ClCHClCH3（g）H1134 kJmol1，CH2=CHCH3（g）Cl2（g）CH2=CHCH2Cl（g）HCl（g）H2102 kJmol1，由盖斯定律可知，得到Ea（正）Ea（逆）32 kJmol1，Ea（正）132 kJmol1，Ea（逆）132 kJmol1（32 kJmol1）164 kJmol1。（3）前12
15、0 min内，压强减少80 kPa69.4 kPa10.6 kPa，v（CH2ClCHClCH3）0.09 kPamin1。（4）A曲线的最高点产率最高，则催化剂A的最佳温度约为250 ，a说法正确；增大压强，反应正向移动，则CH2ClCHClCH3的产率增大，b说法正确；题图1中达到最高点之前的点并不是对应温度下CH2ClCHClCH3（g）的平衡点产率，c说法错误；由题图1可知，催化剂影响CH2ClCHClCH3的产率，关键因素不是控制温度，d说法错误。（5）容器、的体积为1 L，容器中的物质也在470 下进行反应，列“三段式”： 2N2O（g）2N2（g）O2（g）起始/（molL1）
16、0.1 0 0转化/（molL1） 0.06 0.06 0.03平衡/（molL1） 0.04 0.06 0.03所以K6.75102，Q4102，因为KQ，平衡正向移动，故有v正（N2O）v逆（N2）。容器内混合气体密度为，反应前后质量守恒，m不变，只需比较容器体积即可，从ABC，三点起始量一样，随着温度升高，由于反应为吸热反应，温度升高有助于反应进行，导致转化率增大，现要使三点的转化率一致，所以需要加压，相当于缩小容器体积，即VAVBVC，所以AB105，BaO2的一级水解程度很大，故溶液碱性很强（5）2S2O2H2OO24SO4H解析：（1）H2O2是共价化合物，其电子式为HH。因为H2
17、O2中氧元素化合价为1价，该物质具有氧化性，故能用作消毒剂是因为分子结构中存在OO。（2）根据2H2O2（l）=2H2O（l）O2（g）H196 kJmol1，K8.291040可知，纯H2O2分解反应的焓变较小，平衡常数较大，通常情况下该反应在催化剂下进行，故可得其活化能较大，且反应速率较小，使得H2O2相对稳定，b、d符合题意。（3）根据题图可知，pH7时，010 min H2O2的平均反应速率v0.1 molL1min1。根据题图可知，相同条件下，例如pH7，H2O2的浓度越大，图示曲线斜率越大，H2O2分解速率越大，A错误；根据题图可知，相同条件下，溶液的酸性越强，反应完全所需时间越短
18、，则H2O2的分解速率越大，B正确；在050 min间，pH7、pH2时H2O2均完全分解，故H2O2的分解百分率均为100%，C错误。（4）液态H2O2是一种极弱的酸，存在两步电离，其一级电离方程式为H2O2HHO；测得常温下电离常数：Ka12.291012，Ka211025，根据计算可知，BaO2的一级水解平衡常数为Kh111011105，故BaO2的一级水解程度很大，水解产生氢氧根离子，故溶液碱性很强。（5）K2S2O8水溶液加热后有气体产生，同时溶液pH降低，则有氢离子产生，同时产生氧气，故K2S2O8水溶液加热发生氧化还原反应，根据氧化还原反应配平原则可知，其离子方程式为2S2O2H2OO24SO4H。