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1、1第七章第七章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡章末检测一、选择题(本题包括 12 个小题，每小题 4 分，共 48 分。)1下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是( )ANa 与水反应时增大水的用量B将稀硫酸改为 98%的浓硫酸与 Zn 反应制取 H2C在 H2SO4与 NaOH 两溶液反应时，增大压强D恒温恒容条件下，在工业合成氨反应中，增加氮气的量解析：A 项，增大水的用量对 Na 与水的反应速率无明显影响，错误；B 项，改为浓硫酸后将得不到 H2，错误；C 项，无气体参与或生成的反应，压强变化对化学反应速率无影响，错误；D 项，增大反应物的浓度可以加快反应速率，正确。答
2、案：D2在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应：4CO2NO2N24CO2，若该反应的反应速率分别用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、=催化剂v(CO2)表示，则下列关系正确的是( )A.v(CO)v(NO2) B.v(NO2)v(CO2)1 21 2C.v(N2)v(CO2) D.v(N2)v(CO)1 41 4解析：根据速率之比等于方程式的计量系数之比，可得 12v(CO)v(NO2)，2v(NO2)v(CO2)，4v(N2)v(CO2)，4v(N2)v(CO)，故 A 项正确；B、C、D 三项错误。答案：A3已知反应：2NO2 (g)N2O4(g)，把 NO2、N2O4
3、的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用止水夹夹住橡皮管，把烧瓶 A 放入热水里，把烧瓶 B 放入冰水里，如图所示，与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A 烧瓶内气体颜色变深，B 烧瓶内气体颜色变浅，下列说法错误的是( )A上述过程中，A 烧瓶内正、逆反应速率均加快2B上述过程中，B 烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大C上述过程中，A、B 烧瓶内气体密度均保持不变D反应 2NO2(g)N2O4(g)的逆反应为放热反应解析：升高温度，正、逆反应速率都增大，故 A 正确；B 烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成 N2O4方向移动，B 烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大，故 B 正确
4、；容器的容积不变，混合气体的质量不变，由 可知，A 烧瓶、B 烧瓶内气体密度都不变，故 C 正确；m V放在热水中的 A 烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的 B 烧瓶内气体颜色变浅，说明升高温度平衡向生成 NO2的方向移动，降低温度平衡向生成 N2O4的方向移动，故反应 2NO2(g)N2O4(g)的正反应为放热反应，故 D 错误。答案：D4在某恒温恒容的密闭容器内发生反应：2A(g)B(g)C(g) H0。开始充入 2 mol A 和 2 mol B，并达到平衡状态，下列说法正确的是( )A再充入 2 mol A，平衡正移，A 的转化率增大B如果升高温度，C 的体积分数增大C如果增大压强，化学
5、平衡一定向正反应方向移动，B 的体积分数减小D再充入 1 mol C，C 的物质的量浓度将增大解析：再充入 2 mol A，A 的浓度增大，则平衡右移，但 A 的转化的物质的量与加入的相比较，加入的多，转化的少，转化率反而减小，A 错误；如果升高温度，平衡向逆反应方向移动，C 的体积分数减小，B 错误；如果增大压强，平衡不一定右移，B 的体积分数不一定变化，如加入惰性气体总压增大，分压不变，平衡不动，C 错误；再充入 1 mol C，平衡向逆反应方向移动，A、B 的浓度增大，温度不变，平衡常数不变，则平衡时 C 的浓度增大，D 正确。答案：D5已知图一表示的是可逆反应 CO(g)H2(g)C(
6、s)H2O(g) H0 的化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应 2NO2(g)N2O4(g) H0 的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法中正确的是( )图一 图二A图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强B图一t2时改变的条件是增大压强，则反应的 H增大C图二t1时改变的条件可能是升高了温度3D若图二t1时改变的条件是增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小解析：该反应是气体分子数减少的吸热反应，升高温度或增大压强，正、逆反应速率均增大，且平衡均向正反应方向移动，A 正确；反应物的焓变只与反应物和生成物的能量有关，与压强没有关系，B 错误；反应 2NO
7、2(g)N2O4(g) H0 的正反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，改变条件的瞬间，浓度不变，图二与实际不相符，C 错误；若图二t1时刻改变的条件是增大压强，平衡向正反应方向移动，反应混合气体总的物质的量减小，混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量将增大，D 错误。答案：A6一定条件下合成乙烯：6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)；已知温度对催化剂CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是( )A该反应的逆反应为吸热反应B平衡常数：KMKNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D当温度高于 250 ，升高温度
8、，催化剂的催化效率降低解析：升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，故 A 正确；升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，所以 M 点的化学平衡常数大于 N 点，故 B 正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂的催化效率先随温度升高而增大，后随温度升高而降低，所以v(N)有可能小于v(M)，故 C 错误；根据图象，当温度高于 250 ，升高温度催化剂的催化效率降低，故 D 正确。答案：C7(2017天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 时，该反应的平衡常数K2105。已知：Ni(CO)4的沸
9、点为 42.2 ，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230制得高纯镍。下列判断正确的是( )A增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大4B第一阶段，在 30 和 50 两者之间选择反应温度，选 50 C第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D该反应达到平衡时，v生成Ni(CO)44v生成(CO)解析：平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以增加c(CO)，平衡虽然向正向移动，但反应的平衡常数不变，A 错误；50 时，Ni(CO)4以气态存在，有利于分离，从而促使平衡正向移动，B 正确；230 时，
10、Ni(CO)4分解的平衡常数为 5106，可知分解率较高，C 错误；v生成Ni(CO)4表示正向速率，v生成(CO)表示逆向速率，当 4v生成Ni(CO)4v生成(CO)时，反应达到化学平衡状态，D 错误。答案：B8某温度下，反应 2A(g)B(g)C(g)的平衡常数为 1，在容积为 2 L 的密闭容器中加入 A(g)，20 s 时测得各组分的物质的量如下表：物 质A(g)B(g)C(g)物 质 的 量/mol1.20.60.6下列说法正确的是( )A反应前 20 s 的平均速率为v(A)0.6 molL1s1B20 s 时，正反应速率等于逆反应速率C达平衡时，A(g)的转化率为 100%D若
11、升高温度，平衡常数变为 0.5，则反应的 Hp2p3p4B甲醇的物质的量分数越高，反应的平衡常数越大C若T1 T2 T3T4，则该反应为放热反应D缩小容积，可以提高 CH3OH 在混合物中的质量分数解析：增大压强，平衡正向移动，则反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数逐渐增大，即p1p2p3p4，A 项正确；平衡常数只受温度的影响，甲醇的物质的量分数的高低和反应的平衡常数之间没有关系，B 项错误；若T1T2T3T4，则升高温度，甲醇的物质的量逐渐减小，化学平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，C 项正确；缩小容积，增大压强，平衡正向移动，可以提高 CH3OH 在混合物中的质量分数，D 项正
12、确。答案：B10相同温度下，体积均为 0.25 L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：X2(g)3Y2(g)2XY3(g)H92.6 kJmol1，实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：起始时各物质的物质的量/mol 容器编号 X2Y2XY3达到平衡时体系能量的变化130放热：23.15 kJ0.61.80.8Q(Q0)下列叙述不正确的是( )A容器、中反应的平衡常数相等B容器中反应达到平衡时放出的热量为Q kJC达到平衡时，两个容器中 XY3的物质的量浓度均为 2 molL1D若容器的体积为 0.20 L，则达平衡时放出的热量大于 23.15 kJ解析：平衡常数只与温度有关，温
13、度不变，平衡常数不变，A 项正确；由达平衡时放出的热量为 23.15 kJ，可知 X2和 Y2的转化率均为 25%，即平衡时 X2、Y2和 XY3的物质的量分别为 0.75 mol、2.25 mol 和 0.5 mol，此时 XY3的物质的量浓度均为 2 molL1，可知的反应应逆向进行，反应过程需要吸收热量，B 项错误；两容器中反应达平衡时为等效平衡，C 项正确；增大压强平衡向正反应方向移动，放出热量多，D 项正确。答案：B11硫化氢分解制取氢气和硫磺的原理为 2H2S(g)S2(g)2H2(g)，在 2.0 L 恒容密闭容器中充入 0.1 mol H2S，不同温度下测得 H2S 的转化率与
14、时间的关系如下图所示。下列说法正确的是( )6A图中P点：v(正)v(逆)，A 错误；升高温度，H2S 的转化率变大，正向移动，正反应方向是吸热反应，B 错误；2H2S(g)S2(g)2H2(g)，在 2.0 L 恒容密闭容器中充入 0.1 mol H2S，此时硫化氢的转化率为 20%，则氢气的变化量为0.10.20.02 mol，浓度为 0.01 molL1，所以v(H2)0.01 molL11.25 s0.008 molL1s1，C 正确；Qc3.125104，而反应正向移动，0.012 0.05 0.042所以平衡常数的值大于 3.125104，D 错误。答案：C12温度为T1时，在三个
15、容积均为 1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应： 2NO2(g)2NO(g)O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v正v(NO2 )消耗k正c2(NO2 )，v逆v(NO)消耗2v(O2 )消耗k逆c2 (NO)c(O2 )，k正、k逆为速率常数，受温度影响。 物质的起始浓度(molL1)物质的平衡浓度(molL1)容器编号c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.200.50.35下列说法正确的是( )A达平衡时，容器与容器中的总压强之比为 45 B达平衡时，容器中c(O2 )/c(NO2)比容器中的大C达平衡时，容器中 NO 的体积分数等于 50%D当温度改
16、变为T2时，若k正k逆，则T2T1解析：容器中平衡时，c(NO2)0.2 molL1，c(NO)0.4 molL1，c(O2)0.2 7molL1，容器容积为 1 L，气体总物质的量为(0.20.40.2)mol0.8 mol，容器中投入量为(0.30.50.2)mol1 mol，若容器中投入量与平衡量相等，则两容器内压强之比为 0.8145，根据容器中的相关数据，知该反应的平衡常数K0.8 molL1，容器中Qc0.2 molL11 （0.4 molL1）2 （0.2 molL1）20.56 molL1T1，D 项正确。答案：D二、非选择题(本题包括 4 个小题，共 52 分。)13(12
17、分)工业上用 CO 生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。图 1 表示反应中能量的变化；图 2 表示一定温度下，在体积为 2 L 的密闭容器中加入 4 mol H2 和一定量的 CO 后，CO 和 CH3OH(g)的浓度随时间变化。请回答下列问题：(1)在“图 1”中，曲线_(填“a”或“b”)表示使用了催化剂；该反应属于_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)下列说法正确的是_。8A起始充入的 CO 为 2 molB增加 CO 浓度，CO 的转化率增大C容器中压强恒定时，反应已达平衡状态D保持温度和密闭容器容积不变，再充入 1 mol CO 和 2 mol
18、H2，再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小(3)从反应开始到建立平衡，v(H2)_；该温度下 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为_。若保持其他条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数_(填“增大” “减小”或“不变”)。(4)请在“图 3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线，要求画压强不同的 2 条曲线(在曲线上标出p1、p2，且p1T1。10答案：(1)(K1K2) (2)0.09 70% (3) c 高于 该反应为放热反应，升高1 2温度平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2高于T115(14 分)在 1.0 L 密
19、闭容器中放入 0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g) H85.1 kJmol1；反应时间(t/h)与容器内气体总压强(p/100kpa)的数据见下表：时间0124816202530总压强4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高 A 的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物 A 的转化率 (A)的表达式为_。平衡时 A 的转化率为_，反应的平衡常数K_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物 A 的物质的量n(A)，n总_mol，n(A)_m
20、ol。下表为反应物 A 浓度与反应时间的数据，计算：a_。反应时间t/h04816c(A)/(molL1)0.10a0.0260.0065分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在 12 h 时反应物的浓度c(A)为_molL1。解析：(1)由于该反应的正反应为一个气体体积增加的吸热反应，要提高 A 的平衡转化率，其实就是要让平衡正向移动，所以应采取的措施为升高温度，降低压强。(2)设到达平衡时 A 减少了x mol，则由三段式有：A(g) B(g) C(g)起始量 0.10 mol 0 0变化量 x mol x mol x mol平衡量 (
21、0.10x)mol x mol x mol根据阿伏加德罗定律可得： 0.10/(0.10xxx)p0/p，求得 A 的转化率表达式为(A)x/0.10100%(p/p01)100%，将题目中数据p04.91，p9.53 代入表达式求得平衡时 A 的转化率为 94.1%。将x0.094 1 代入上面的三段式中可以求得该反应的平11衡常数为Kc(B)c(C)/c(A)0.094 10.094 1/(0.100.094 1)1.5；(3)由以上三段式知平衡时n(总)(0.10x)mol，n(A)(0.10x)mol，将(2)问中的x代入即可得到n(总)0.10p/p0，n(A)0.10(2p/p0)
22、；由表中数据可以看出规律为平衡前每间隔 4 小时，A 浓度约变为原来的一半，故可知a0.051，反应在 12 h 时 A 的浓度为 0.013 molL1。答案：(1)升高温度、降低压强 (2)100%(p p01)941% 1.5 (3)0.10 0.10p p0(2p p01)0.051 达到平衡前每间隔 4 h，c(A)减少约一半 0.01316(14 分).(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、某温度和催化剂的条件下合成碳酸二甲酯(DMC)的研究开发。已知：.CO 的燃烧热：H283.0 kJmol1；.1 mol H2O(l)完全蒸发变成 H2O(g)需吸收 44 kJ 的热量；.
23、2CH3OH(g)CO2 (g)CH3OCOOCH3 (g)H2O(g) H15.5 kJmol1。则 2CH3OH(g)CO (g) O2(g)CH3OCOOCH3 (g)H2O(l) H_。1 2该反应平衡常数K的表达式为_。(2)甲醇也是制备甲酸的一种重要原料。某温度时，将 10 mol 甲酸钠溶于水，溶液显碱性，向该溶液中滴加 1 L 某浓度的甲酸，使溶液呈中性，则滴加甲酸的过程中水的电离平衡将_(填“正向” “逆向”或“不”) 移动， 此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。.甲醇和 CO2可直接合成 DMC：2CH3OH(g)CO2 (g)CH3OCOOCH3 (g)H2O(g)，
24、但甲醇转化率通常不会超过 1%，制约该反应走向工业化生产。(1)在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到平衡状态的是_(选填编号)。A2v正(CH3OH)v逆(CO2)BCH3OH 与 H2O 的物质的量之比保持不变C容器内气体的密度不变12D容器内压强不变(2)某研究小组在某温度下，在 100 mL 恒容密闭容器中投入 2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和 6105 mol 催化剂，研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响，其变化曲线如图所示。计算公式为：TON转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。在该温度下，最佳反应时间是_；410 h 内碳酸二甲酯的平均反应速率是_mol
25、L1h1。解析：.(1).CO 的标准燃烧热为283.0 kJmol1，所以 CO(g) O2(g)=CO2(g)1 2H283.0 kJmol1。.1 mol H2O(l)完全蒸发变成 H2O(g)需吸收 44 kJ 的热量，所以 H2O(l)=H2O(g) H44 kJmol1 ，.2CH3OH(g)CO2(g)CH3OCOOCH3(g)H2O(g) H15.5 kJmol1。则根据盖斯定律可知即可得到 2CH3OH(g)CO(g) O2(g)1 2CH3OCOOCH3(g)H2O(l)H283.0 kJmol144 kJmol115.5 kJmol1342.5 kJmol1；化学平衡常数
26、等于平衡时生成物的浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，则根据方程式可知该反应的平衡常数表达式为K。c（CH3OCOOCH3）c2（CH3OH）c（CO）c1 2（O2）(2)甲酸是一元弱酸，则滴加甲酸的过程中水的电离平衡将逆向移动。根据电荷守恒可知此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(HCOO)c(Na)c(H)c(OH)；.(1)v正(CH3OH)2v正(CO2)2v逆(CO2)，达平衡状态，A 错误；CH3OH 与 H2O 的物质的量之比保持不变说明反应达到平衡状态，B 正确；气体的质量和容积均不变，则容器内气体的密度始终不变，C 错误；正反应是体积减小的可逆反应，则容器内压强不变，说明各物质的量不变，为平衡状态，D 正确。(2)由图可知 10 h 时 TON 的值最大，因此在该温度下，最佳反应时间是 10 h；410 h 内转化的甲醇的物质的量为 6105mol(3520)90105mol，所以转化的 DMC 的物质的量为 90105mol245105mol，浓度是 45104molL1，则vct45104molL16h7.5104 molL1h1。答案：.(1)342.5 kJmol1Kc（CH3OCOOCH3）c2（CH3OH）c（CO）c1 2（O2）(2)逆向 c(HCOO)c(Na)c(H)c(OH)13.(1)BD (2)10h 7.5104