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1、第二章 化学反应速率与化学平衡 单元训练题一、单选题1在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用(A)、(B)、(C)表示。已知(A)、(B)、(C)之间有以下关系2(B)=3(A)，3(C)=2(B)。则此反应可表示为A2A+3B2CBA+3B2CC3A+B2CDA+BC2在密闭容器中发生反应：X3Y2ZH 0，其中Z呈气态，且Z在平衡混合气中的体积分数(Z%)与温度(T)、压强(P)的关系如图。下列判断正确的是AT1大于T2B当n(X):n(Y):n(Z)1:3:2时，反应一定达到平衡状态C升高温度，X体积分数增大DY一定呈气态3在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2A(g)+B(g)
2、3C(g)+D(s)H甲D图IV表示催化剂对该平衡的影响，反应速率：甲乙4对于可逆反应：mA(g)+nB(g)xC(g)；H=？，在不同温度及压强条件下，反应物A的转化率如图所示，下列判断正确的是AH0，m+nxBH0，m+nxCH0，m+nxDH0，m+nx5升高温度时，化学反应速率加快，主要是由于A分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多B反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多C该化学反应的过程是吸热的D该化学反应的过程是放热的6已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g)Y(g)H0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反
3、应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是A若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态Ba、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点C2530 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 molL-1min-1D反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度7在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.6 kJ/mol。下表列出了恒容刚性容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是温度/平衡时SO2的转化率/%0.1 MPa0.5 MPa
4、1 MPa5 MPa10 MPa45097.598.999.299.699.750085.692.994.997.798.3A在到达平衡时充入He增大压强，不能增大SO2转化率B为了增大SO2的转化率，可以增大SO2与O2的投料比C理论上，应该选择的条件是450，10 MPaD在实际生产中，选定的温度为400500，主要原因是考虑催化剂的活性最佳8下列说法正确的是AC(石墨，s)=C(金刚石，s) H0，说明反应物总键能大于生成物总键能BH2(g)的燃烧热H=-285.8 kJ/mol，则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)H=+571.6 kJ/molC增大压强，加快反应速率，是因为提高
5、了活化分子百分比D弱电解质溶液的导电能力一定比强电解质溶液的弱9下列说法不正确的是A和于密闭容器中充分反应后，其分子总数为B若31g白磷的能量比31g红磷多，则白磷转化为红磷的热化学方程式为(白磷，)(红磷，)C能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向D用溶液和溶液反应测定中和热：10在一定条件下，CO2和H2有如下可自发进行的化学反应：2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)H。有研究表明，在铁系催化剂作用下该反应分两步进行：.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)慢反应.2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)快反应下列能量-
6、反应过程图中，表述正确的是ABCD11一定温度下的密闭容器中发生可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，不能说明该反应一定达到平衡状态的是A压强保持不变BSO2、O2、SO3的物质的量之比为212CSO2的消耗速率和SO2的生成速率相等DSO2的百分含量保持不变12NH3可通过催化氧化反应制取NO，再由NO进一步制取NO2和HNO3。调控反应条件会对NH3的催化氧化反应产生影响。下列说法正确的是A减小O2的浓度会加快反应的速率B适当升高温度会加快反应的速率C使用合适的催化剂不改变反应的速率D反应足够长的时间，可以将反应物完全转化13对于密闭容器中反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(
7、g)，下列说法正确的是A反应的S0B反应的平衡常数可表示为K=C增大体系的压强能提高SO2的反应速率和转化率D使用催化剂，该反应的反应热 H将减少14常温常压下，甲醇在催化剂的作用下可以合成2-甲基丙酸甲酯，计算机模拟单个甲醇分子在催化剂表面的反应过程和能量变化示意图如图，下列说法错误的是A总反应的热化学方程式为：B第一步反应决定了总反应的化学反应速率C化合物8和化合物9互为同分异构体D上述反应过程中未改变反应的，降低了反应的活化能二、填空题15I.一定条件下，在容积为5L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图甲所示。已知达平衡后，降低温度，A的体积分数减小。(1)该反
8、应的化学方程式为_。(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图乙所示。根据图乙判断，在t3时刻改变的外界条件是_。a、b、c对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态_。各阶段的平衡常数如表所示：t2t3t4t5t5t6K1K2K3K1、K2、K3之间的大小关系为_(用“”“”“”或“=”)。(2)已知在一定温度下，C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K1，C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)平衡常数K2，则K、K1、K2之间的关系是_。(3)800时，向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气，经一段时间后反应达到平衡，此时CO的转化率为_；若保持其
9、他条件不变，向平衡体系中再通入0.10molCO和0.40molCO2，此时v正_v逆(填“”“=”或“”)。(4)在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时_(填字母)。ACO的转化率越高BCO与CO2的浓度之比越大C正反应进行的程度越大19氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。(1)催化氧化法去除NO是在一定条件下，用NH3消除NO污染，其反应原理为：4NH36NO 5N26H2O。不同温度条件下，n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时，得到NO脱除率曲线如图所示。n(NH3)n(NO)的物质的量之比为1
10、:3时，对应的是曲线_(填“a”“b”或“c”)。由图可知，无论以何种比例反应，在温度超过900 时NO脱除率都会骤然下降的原因可能是_。(2)NO氧化反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。I. 2NO(g)N2O2(g) H1 II. N2O2(g)O2(g)2NO2(g) H2化学反应速率由速率较慢的反应步骤决定。以上反应决定NO氧化反应速率的步骤是_(填“I”或“II”)。在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其他条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度
11、_(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图(图)分析其原因：_。(3)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图；研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图，写出脱硝过程的总反应方程式：_。三、实验题20探究化学反应速率的影响因素，对工农业生产有着非常重要的意义。为探究反应速率与溶液浓度的关系，利用下列装置(夹持仪器略去)进行实验。实验步骤：往锥形瓶中加入一定体积的溶液、溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过往锥形瓶中加入一定浓度的醋酸，发生反应：。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体。用秒表测量收集所需时间。回答下列问题
12、：(1)仪器a的名称为_。(2)若需控制体系的温度为36，采取的合理加热方式为_。(3)每组实验过程的实验数据如下表所示：实验编号溶液溶液醋酸水14.04.08.034026.04.04.015138.04.04.04.085412.04.04.00.038i._，_。ii.该反应的速率方程为，k为反应速率常数。利用实验数据计算得m=_(填整数)。iii.醋酸的作用是_。(4)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，与盐酸反应生成，分解产生等物质的量的两种气体。反应结束后，锥形瓶中红棕色气体逐渐变浅。分解的化学方程式为_。21为了探究KI与的反应为可逆反应，某化学小组进行了一系列的探究实验。回答
13、下列问题：(1)甲同学首先进行了如图所示实验：写出溶液与KI溶液反应的离子方程式：_。甲同学通过试管和试管中现象证明该反应为可逆反应，其中试管中现象为_，乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应，原因是_。(2)乙同学根据上述情况重新设计了实验，并探究浓度对该平衡的影响，将KI溶液、溶液、蒸馏水按照下列用量混合后滴加KSCN溶液。实验编号KI溶液溶液KSCN溶液蒸馏水18.00mL0.60mL0.40mL020.80mL0.60mLxmLymL滴加KSCN溶液的目的是_。实验1在反应体系中滴加KSCN溶液后，溶液不变红，实验2在反应体系中滴加KSCN溶液后，溶液变红。解释实验1溶液不显红色的原
14、因：_。x=_，y=_。(3)丙同学基于氧化还原反应的特征，设计了如图所示实验装置：接通灵敏电流计后，指针向左偏转(注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极)，随着反应进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零。需向甲中加入少量_固体或向乙中加入少量_固体，若灵敏电流计出现电流计指针偏向右侧，则证明该反应为可逆反应。四、原理综合题22氮的氧化物(NOx)是大气主要污染物，有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(1)N2O又称笑气，有轻微的麻醉作用，N2O在一定条件下可分解为N2、O2。回答下列问题：已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) H1=+180.5kJ/mol2NO(g)+O2(g)=
15、2NO2(g) H2=-114.14kJ/mol3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) H3=-115.52kJ/mol则反应2NO2(g)=N2(g)+2O2(g) H=_kJ/mol。(2)汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入10molCO和8molNO发生反应，测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图：已知T2T1，则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，H_0(填“”“=”或“K2=K3(3)(4)p3p2p1(5)1(6)及时分离出产物【详解】（1）A、B为反应物，C为生成物，n(A)：n(B)：n(C)=1:2:
16、2，该反应的化学方程式为A(g)+2B(g)2C(g)；（2）在t3时刻改变的外界条件是升高温度，因为正、逆反应速率均增加；根据图乙可知，在t1t2时反应正向进行，A 的转化率逐渐增大，直至t2t3时反应达到平衡状态，A 的转化率达到最大；t3 t4时，升高温度，平衡逆向移动，A 的转化率逐渐减小，直至t4 t5时A的转化率达到最小；t5t6时，正、逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动A 的转化率不变，与t4 t5时相等，所以 A的转化率最大的时间段是t2t3，A 的转化率最大时，C的体积分数最大，故答案为：a；反应A+2B2CHt2t3，所以化学平衡常数大小关系为：K1K2=K3。故答
17、案为：K1K2=K3；（3）恒压条件下，温度升高，H2S的转化率升高，即升高温度平衡正向移动，则H 0；故答案为：；（4）2H2S(g)2H2(g)+S2(g)H=+169.8kJmol-1，反应是气体体积增大的反应，温度不变，压强增大平衡逆向进行，H2S的转化率减小，则压强关系为：图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为p3p2p1。故答案为：p3p2p1；（5）M点的H2S转化率为50%，总压为5MPa，设H2S起始量为2mol：Kp=1；图中M点的平衡常数Kp =1MPa，故答案为：1；（6）进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有及时分离出产物，故答案为：及时分
18、离出产物。16(1)(2) c 容积加倍，H2分压减半，反应的化学平衡正向移动，H2分压先减半后增大 正向移动 变大【详解】（1）向容器中通入NH3和O2发生、， NO由I生成，N2O由生成，而H2O、中都有生成，根据式有：4NO6H2O，式有N2O3H2O由平衡时达到平衡时，容器中含有a mol NO和b mol N2O，则生成molH2O，则生成3bmolH2O，故生成水的浓度为c(H2O)= =；（2）设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式：根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比，= 解得x=0.02mol，v(N2)= =mol L-1min-1；若t2时将
19、容积迅速增大至原来的2倍并保持不变，相当于减小压强，增大体积的瞬间，开始H2的压强变为原来的，浓度减小为原平衡，但由于减小压强平衡正向移动，H2的分压又逐渐增大，直到达到新平衡，曲线c符合题意； 根据反应根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比，= ，解得x=0.02mol，可得K= =0.00013，改变条件，若t2时保持容积不变再充入0.1 mol NH3，则n(NH3)=0.1mol+0.1mol-20.02mol=0.16mol，则Qc=6.2510-6K，则平衡正向移动；虽然平衡正向移动，但是对于氨而加入的多，平衡转化的少，与t1时相比，NH3的体积分数变大，用等效平衡知识分析
20、，t2时将0.1 mol NH3加入3L容器中，在另一个与第一个完全相同的3L容器中也加入的0.1 mol NH3，等两个容器中反应达到平衡时，再将两个容器中的气体压缩到一个3L的容器中，平衡逆向移动氨的体积分数增大，所以与t1时相比，NH3的体积分数变大。17(1)(2)(3)ad(4)bc(5)及时分离出C和D(6) 5.2 0.5625【详解】（1）根据，答案：；（2）由图可知A(s)、B(g)、C(g)、D (g)在在0 - 4min内物质的量的变化量之比为：1321，方程式为：，答案：；（3）a升高反应温度可以提高反应速率，a正确；b体积不变，冲入氩气可以增大压强但浓度不变，速率不变
21、，b错误；c. 加入2mol A，固体量的变化不影响反应速率 ，c错误；d.加入1molB，增大B物质的浓度，反应速率增大 ，d正确； 故选ad；（4）a.此反应前后气体的物质的量不发生变化，所以气体的总物质的量不再变化不能表明该反应达到平衡 ，a错误； b.混合气体的颜色不在变化表示B物质的浓度不再变化，反应达到平衡，b正确； c. 根据，此反应气体的物质的量不发生变化，当气体的质量不再变化时混合气体的平均摩尔质量不再变化，反应达到平衡，c正确；d. 没有指明正逆反应速率2v(B)=3v(C)，不能判断，d错误；故选bc；（5）减小生成物的浓度可以提高反应物的转化率，答案：及时分离出C和D；
22、（6）反应时B和C物质的量之比是32，假设此时C物质的量4+y摩尔，则B物质的量7-y 摩尔，此时两者相等解得y=1.2摩尔, 所以x =5.2，答案： 5.2，0.5625。18(1) (2)K=(3) 80% =(4)AC【详解】（1）平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比，则该反应的平衡常数表达式K=，根据表中数据可知，随着温度升高，平衡常数减小，则H0，故答案为：；（2）设CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K，C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K1，C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) 平衡常数K2，
23、根据盖斯定律，=-，则K、K1、K2之间的关系是K=，故答案为：K=；（3）800时，反应的平衡常数K=1，设CO反应了cmol/L，则平衡时，c(CO)=(0.04-c)mol/L，c(H2O)=(0.16-c)mol/L，c(H2)=c(CO2)=cmol/L，则，解得c=0.032，则CO的转化率为；若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.10molCO和0.40molCO2，此时的浓度熵，平衡不移动，则v正=v逆，故答案为：80%；=；（4）K值越大，生成物浓度越大，反应物浓度越小，则反应正向进行的程度越大；AK值越大，反应正向进行的程度越大，CO的转化率越高，故A符合题意；BK值越
24、大，生成物浓度越大，反应物浓度越小，则CO与CO2的浓度之比越小，故B不符合题意；CK值越大，反应正向进行的程度越大，故C符合题意；故答案选AC。19(1) c 催化剂失去活性(2) II T4 H10，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响(3)4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)【详解】（1）NH3与NO的物质的量之比越大，NO的脱除率越大，相同温度下，n(NH3)n(NO)的物质的量之比为1:3时，对应的是曲线c；NO脱除率会受到速率、平衡移动等因素的影响。温度低于900时，反应速率较慢，随着温度升高反应速率加快，NO
25、脱除率逐渐升高，温度高于900，催化剂失去活性，反应速率减慢， NO脱除率下降。（2）一个化学反应，活化能越大，反应速率越慢，由于E1 E2，反应II速率较慢，决定化学反应速率快慢的是反应II；根据图象T4曲线斜率小于T3，T4时NO的消耗速率较小，则转化相同量的NO，T4耗时更长；根据能量图分析，该反应H10，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响。（3）反应物总能量高于生成物总能量，故NH3催化还原NO为放热反应，由右图可知该反应的化学方程式为：4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)。20(1)分液漏斗(2)水浴加热(3) 4.0 6.0 2 做催化剂(加快反应速率)(4)。【详解】（1）仪器A的名称为锥形瓶；（2）若需控制体系的温度为，采取水浴加热使温度均匀平稳；（3）i .为探究反应速率与的关系，浓度不变，根据实验3和实验4数据可知溶液总体积为2