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化学反应速率和化学平衡
第二章化学反应速率和化学平衡
一、选择题
1.[2017·重庆市第一中学月考]化学与生活、生产密切相关。
下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A.调味剂B.防腐剂C.增稠剂D.着色剂
2.A、B、C三个容器,分别发生合成氨反应,经过相同的一段时间后,测得:
A
B
C
反应
速率
v(H2)=
3mol·L-1·min-1
v(N2)=
3mol·L-1·min-1
v(NH3)=
4mol·L-1·min-1
则三个容器中合成氨的反应速率的大小为( )
A.v(A)>v(B)>v(C)
B.v(B)>v(C)>v(A)
C.v(C)>v(A)>v(B)
D.v(B)>v(A)>v(C)
3.[2017·云南省玉溪一中期中]对于任何一个化学平衡体系,以下变化或采取的措施,平衡一定发生移动的是( )
①加入一种反应物 ②增大体系的压强 ③升高温度 ④使用催化剂 ⑤化学平衡常数减小
A.①②③⑤B.①②③④⑤
C.③⑤D.①②③
4.下列各项与化学平衡移动原理无关的是( )
A.收集氯气用排饱和食盐水的方法
B.加催化剂,使N2和H2在一定的条件下转化为NH3
C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D.加压条件下有利于SO2和O2反应生成SO3
5.在体积固定的密闭容器中,发生反应:
2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)。
下列叙述中不能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不变
B.体系的压强不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
6.对于处于化学平衡的体系,下列关于化学平衡与化学反应速率的因果关系正确的是( )
选项
因
果
A
化学反应速率变化
化学平衡一定发生移动
B
化学平衡不移动
一定是在催化剂存在下,化学反应速率变化
C
正反应进行的程度大
正反应速率一定大
D
化学平衡发生移动
化学反应速率一定变化
7.下列说法不正确的是( )
A.增大压强,活化分子的百分数不变,化学反应速率增大
B.升高温度,活化分子的百分数增大,化学反应速率增大
C.加入反应物,活化分子的百分数增大,化学反应速率增大
D.使用催化剂,活化分子的百分数增大,化学反应速率增大
8.[2017·辽宁省鞍山一中期中]针对平衡2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),采用下列措施一段时间后,能增大逆反应速率的是( )
A.通入大量O2
B.增大容器容积
C.移去部分SO3
D.降低体系温度
9.[2017·湖北省蕲春四中期中]在密闭容器中,一定量混合气体发生反应xA(g)+yB(g)
zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的二倍,再达平衡时,测得A的浓度降低为0.24mol/L。
下列有关判断错误的是( )
A.x+y B.B的转化率降低 C.平衡向正反应方向移动 D.C的体积分数增大 10.[2017·广东实验中学顺德学校质检]反应2SO2+O2 2SO3经amin后,SO3浓度的变化情况如图Z2-1所示,在时间0~amin内用O2表示的平均反应速率为0.04mol/(L·min),则a等于( ) 图Z2-1 A.0.1B.2.5C.5D.10 11.图Z2-2中曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系,若只改变一个起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( ) 图Z2-2 A.升高温度B.加大X的投入量C.使用催化剂D.缩小体积 12.[2017·湖南师大附中期中]已知反应FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,下列条件改变能导致平衡逆向移动的是( ) ①加入KCl固体 ②加入KCl溶液 ③加入FeCl3固体 ④加入KI固体 ⑤加压 A.①④B.①②C.③⑤D.②④ 13.[2017·河北省冀州中学月考]下列对化学反应预测正确的是( ) 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A M(s)===X(g)+Y(s) ΔH>0 它是非自发反应 B W(s)+xG(g)===2Q(g) ΔH<0,自发反应 x可能等于1、2、3 C 4X(g)+5Y(g)===4W(g)+6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0 D 4M(s)+N(g)+2W(l)===4Q(s) 常温下,自发进行 ΔH>0 14.[2017·河南郸城高级中学月考]反应2A(g) 2B(g)+C(g)是放热反应,在未用催化剂的条件下已达平衡,现要使正反应速率降低,c(B)减小,应采取的措施是( ) A.升温B.增大反应器的体积 C.增大c(A)D.降温 15.两个体积相同带活塞的容器,分别盛装一定量的NO2和Br2(g),都为一样的红棕色,迅速将两容器同时压缩到原来的一半(如图Z2-3所示)。 假设气体不液化,则下列说法正确的是( ) 图Z2-3 A.a→a′过程中,颜色突然加深,然后逐渐变浅,最终颜色比原来的浅 B.a′、b′的颜色一样深 C.a′的压强比a的压强的2倍要小,b′的压强为b的压强的2倍 D.a′中的c(NO2)一定比b′中的c(Br2)小 16.对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,下列各项对示意图的解释与图像相符的是( ) 图Z2-4 A.①表示压强对反应的影响(p2>p1) B.②表示温度对反应的影响 C.③表示平衡体系中加入N2对反应的影响 D.④表示催化剂对反应的影响 17.在一定温度不同压强(p1 A B C D 图D2-1 18.某温度下,在一容积不变的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,一段时间后反应达到平衡状态,测得平衡时的压强为反应前的0.8倍,则SO2的转化率为( ) A.20%B.40%C.60%D.80% 19.[2017·湖南省衡阳一中月考]对于反应M+N→P,如果温度每升高10℃,化学反应速率提高到原来的3倍,在10℃时完成反应的10%需要81min,将温度提高到40℃时,完成反应的10%需要的时间为( ) A.9minB.27minC.13.5minD.3min 20.[2017·江西省临川二中期中]在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g),C物质的浓度(c)与温度、压强的关系如图D2-2所示。 下列判断正确的是( ) 图D2-2 A.ΔH<0、ΔS>0B.ΔH>0、ΔS<0C.ΔH>0、ΔS>0D.ΔH<0、ΔS<0 21.已知化学反应aX(g)+bY(g)cZ(g),通过实验测得不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数如图D2-3所示。 以下判断正确的是( ) 图D2-3 A.ΔH>0,a+b>cB.ΔH>0,a+b 22.[2017·黑龙江、吉林两省八校期中]在一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于2L恒容密闭容器中,发生如下反应: 3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)。 2min末该反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol·L-1。 下列判断正确的是( ) A.A的转化率为40% B.2min内B的反应速率为0.2mol·L-1·min-1 C.x=2 D.若混合气体的密度不变,则表明该反应已达到平衡状态 23.在一定温度下,反应 H2(g)+ X2(g) HX(g)的平衡常数为10。 若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( ) A.5%B.17% C.25%D.33% 24.[2017·黑龙江省铁人中学月考]某温度下,体积一定的密闭容器中进行可逆反应X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) ΔH>0。 下列叙述中,正确的是( ) A.加入少量W,逆反应速率增大 B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡 C.升高温度,平衡逆向移动 D.改变条件,又达新平衡,此时上述反应的平衡常数K值一定增大 25.[2017·江西省赣州市十四校期中]在某2L恒容密闭容器中充入2molX(g)和1molY(g)发生反应2X(g)+Y(g) 3Z(g) ΔH,反应过程中持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图D2-4所示。 下列推断正确的是( ) 图D2-4 A.升高温度,平衡常数减小 B.W、M两点Y的正反应速率相等 C.平衡后充入Z达到新平衡时Z的体积分数增大 D.M点时,Y的转化率最大 26.[2017·山东省菏泽市期中]恒容密闭容器中存在下列平衡: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。 CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图D2-5所示。 下列说法错误的是( ) 图D2-5 A.在T2时,若反应进行到状态D,则一定有v正 B.平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)小 C.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 D.反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的ΔH>0 27.[2017·山西省大同一中期中]I2在KI溶液中存在下列平衡: I2(aq)+I-(aq) (aq)。 某I2、KI混合溶液中,I 的物质的量浓度c(I )与温度T的关系如图Q2-1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。 下列说法正确的是( ) 图Q2-1 A.反应I2(aq)+I-(aq) I (aq)的ΔH>0 B.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2 C.若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆 D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大 27.[2016·大庆期末联考]合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图Q2-2所示: 图Q2-2 下列说法正确的是( ) A.t1时升高了温度B.t2时使用了催化剂C.t3时增大了压强D.t4时降低了温度 28.2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g) zC(g)。 图Q2-3甲表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系,图Q2-3乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。 则下列结论正确的是( ) 图Q2-3 A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol·L-1·min-1 B.200℃时,该反应的平衡常数为25 C.当外界条件由200℃降温到100℃,原平衡一定被破坏,且正、逆反应速率均增大 D.由图乙可知,反应xA(g)+yB(g) zC(g)的ΔH<0,且a=2 29.往1.0mol·L-1KI溶液中加入固体I2,发生反应: I2(aq)+I-(aq) I (aq) ΔH。 I-的物质的量浓度c(I-)随温度T的变化曲线如图Q2-4所示。 已知反应第一次达到平衡时用时10s,则下列说法正确的是( ) 图Q2-4 A.该反应的ΔH>0 B.a、c两点对应的I-反应速率相等 C.b点时0~10sI-的平均反应速率为0.04mol·L-1·s-1 D.d点时该反应在对应温度下处于平衡状态 30.[2017·云南省玉溪一中期中]有可逆反应L(s)+G(g) 2R(g)(正反应吸热),外界温度、压强的变化对该反应的影响如图Q2-5所示,则下列对图中纵坐标Y的含义的有关叙述中正确的是( ) 图Q2-5 A.G的转化率 B.平衡混合气中R的体积分数 C.平衡混合气中G的体积分数 D.平衡混合气中L的体积分数 31.[2017·安徽省宣城市郎溪中学等四校期中]如图Q2-6所示,可逆反应2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0的图像正确的是( ) A B C D 图Q2-6 二、非选择题 32.可逆反应A(g)+B(g)2C(g)在不同温度下经过一定时间,混合物中C的体积分数与温度的关系如图D2-6所示。 图D2-6 (1)由T1向T2变化时,正反应速率________逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 (2)由T3向T4变化时,正反应速率________逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 (3)反应在________温度下达到平衡。 (4)此反应的正反应为________热反应。 33.Ⅰ.工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下: 6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0。 温度升高,该化学平衡移动后到达新的平衡,CH3OCH3的产率将______________(填“变大”“变小”或“不变”,下同),混合气体的平均相对分子质量将________。 Ⅱ.某科研小组欲研究在其他条件不变的情况下,改变起始氧气的物质的量对合成新型硝化剂反应4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g) ΔH<0的影响。 图D2-7 (1)图D2-7中T1和T2的关系是T1________T2(填“>”“<”或“=”)。 (2)比较a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物NO2的转化率最大的是________(填字母)。 (3)若容器体积为1L,n=1mol,NO2的转化率为50%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=______。 34.Ⅰ.已知: C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH。 一定温度下,在1.0L密闭容器中放入1molC(s)、1molH2O(g)进行反应,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表: 时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 总压强p /100kPa 4.56 5.14 5.87 6.30 7.24 8.16 8.18 8.20 8.20 回答下列问题: (1)下列哪些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态________。 A.混合气体的密度不再发生改变 B.消耗1molH2O(g)的同时生成1molH2 C.ΔH不变 D.v正(CO)=v逆(H2) (2)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,n总=________mol;由表中数据计算反应达平衡时,反应物H2O(g)的转化率α=________(保留4位有效数字)。 Ⅱ.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH<0 (Ⅰ) 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH<0(Ⅱ) (1)4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。 (2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。 测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=________mol,NO的转化率α1=________。 其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。 若要使K2减小,可采用的措施是________________。 35.[2017·湖南省长郡中学期中] (1)反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2。 在不同温度时K1、K2的值如下表: 700℃ 900℃ K1 1.47 2.40 K2 2.38 1.60 ①反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH,平衡常数为K,则ΔH=________(用ΔH1和ΔH2表示),K=________(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图D2-8所示: 图D2-8 ①该条件下反应的平衡常数为________。 ②下列措施中能使平衡时K增大的是________(填序号)。 A.升高温度B.增大压强 C.充入一定量的CO2D.再加入一定量铁粉 ③一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。 a.容器中压强不变 b.气体的密度不再改变 c.v正(CO2)=v逆(CO) d.c(CO2)=c(CO) e.容器内气体总物质的量不变 36.已知: Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) K1 1 Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) K2 2 H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) K3 ③ 又已知不同温度下,K1、K2的值如下: 温度/℃ K1 K2 500 1.00 3.15 700 1.47 2.38 900 2.40 1.60 (1)若500℃时进行反应①,CO2的起始浓度为2mol·L-1,2min后建立平衡,则CO2的转化率为________,用CO表示的反应速率为________________________。 (2)900℃进行反应③,其平衡常数K3为________(求具体数值),焓变ΔH________0(填“>”“=”或“<”),若已知该反应仅在高温时正反应自发,则ΔS________0(填“>”“=”或“<”)。 (3)下列图像符合反应②的是________(填序号)(图中v是速率,φ为混合物中H2的体积分数)。 图D2-9 37.某温度下,在容积为2L的密闭容器中充入气体X、Y发生反应生成气体Z,它们的物质的量随时间的变化如图D2-10所示。 请回答下列问题: 图D2-10 (1)写出体系中发生反应的化学方程式: _____________________________________ ________________________________________________________________________。 在该温度下,反应的化学平衡常数K=_______________________________。 (2)反应在第9min时达到平衡,若在第15min时升高体系温度,则平衡常数K____________________(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”);若在第15min时增大体系的压强(即缩小容器的体积),平衡将________(填“向左”“向右”或“不”)移动,平衡常数K______________(填“增大”“减小”或“不变”或“无法判断”)。 (3)列式计算该反应在0~5min内反应物Y的平均反应速率: _____________________。 (4)该反应达到平衡时,反应物X的转化率α=________。 38.某温度时,在2L密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图Z2-5所示。 由此分析,该反应的化学方程式为__________________________;从反应开始至2min时,Z的反应速率为________。 图Z2-5 39.对于反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,改变下列条件对生成氢气的速率有何影响? (填“增大”“减小”或“不变”) ①升高温度: ________; ②增大盐酸浓度: ________; ③增加盐酸体积: ________; ④增大铁片的质量: ________; ⑤把铁片改成铁粉: ________; ⑥滴入几滴CuSO4溶液: ________; ⑦加入NaCl固体: ________; ⑧加入NaCl溶液: ________; ⑨若把题中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2,为什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 40.[2016·浙江东阳二中月考]在三个恒容绝热的密闭容器中分别进行下列三个可逆反应: (甲)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) (乙)H2(g)+I2(g) 2HI(g) (丙)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 现有下列状态: ①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于化学计量数之比 ②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比 ③速率之比等于化学计量数之比 ④浓度之比等于化学计量数之比 ⑤百分含量之比等于化学计量数之比 ⑥混合气体的颜色不再改变 ⑦混合气体的密度不再改变 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑨体系温度不再改变 ⑩压强不再改变 反应物的浓度不再改变 反应物或生成物的百分含量不再改变 其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是__________; 能表明(乙)达到化学平衡状态的是______________; 能表明(丙)达到化学平衡状态的是______________。 41.[2017·河南郸城高级中学月考]反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH=akJ/mol,测得在不同温度下,反应的平衡常数K值随温度的变化如下: 温度/℃ 500 700 900 K 1.00 1.47 2.40 (1)若500℃时进行该反应,CO2起始浓度为2mol·L-1,CO的平衡浓度为________。 (2)反应中的a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)700℃反应达到平衡,要使该平衡正向移动,其他条件不变时,可以采取的措施有________(填序号)。 A.缩小反应器体积
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