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專題2化學反應速率與化學平衡
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．已知反應 2NH3N2+3H2，在某溫度下的平衡常數為0.25，在此條件下，氨的合成反應N2 + 3H22NH3的平衡常數為
A．4 B．2 C．1 D．0.5
2．反應在四種不同情況下的反應速率如下，其中表示反應速率最快的是
A． mol L min B． mol L min
C． mol L min D． mol L min
3．水凝結成冰的過程中，其焓變和熵變正確的是
A．， B．， C．， D．，
4．在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質的量隨反應時間變化的曲線如圖所示，下列表述正確的是
A．化學方程式：2NM
B．t2時，正、逆反應速率相等，達到平衡
C．t3時，正反應速率大于逆反應速率
D．t1時，M的濃度是N的濃度的2倍
5．T℃時，將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中，發生反應CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），容器中H2的物質的量隨時間變化如圖中實線所示。圖中虛線表示僅改變某一反應條件時，H2的物質的量隨時間的變化。下列說法正確的是
A．反應開始至a點時v（H2）=1mol L-1 min-1
B．若曲線Ⅰ對應的條件改變是升溫，則該反應△H＞0
C．曲線Ⅱ對應的條件改變是降低壓強
D．T℃時，該反應的化學平衡常數為0.125
6．一定條件下，將和充入恒容密閉容器中，發生反應，并達到平衡狀態，則的轉化率可能是（ ）
A．15% B．30% C．35% D．75%
7．工業上，乙苯( )和被吸附到催化劑表面進行催化脫氫制取苯乙烯，反應為 ，在三個容積相同的閉容器中充入和乙苯蒸氣，并發生上述反應，有關反應數據如表所示。下列說法錯誤的是
容器 溫度/(℃) 起始時反應物的物質的量/mol 平衡時物質的物質的量/mol
乙苯(g) 苯乙烯(g)
Ⅰ 1.0 1.0 0.5
Ⅱ 1.0 1.0 0.4
Ⅲ 2.0 2.0
A．
B．容器Ⅰ和Ⅲ中吸收熱量之比為
C．容器Ⅰ和Ⅱ的平衡常數分別用、表示，則
D．容器Ⅰ和Ⅲ中的平衡常數分別用、表示，則
8．下列因素中，對發生在溶液中且無氣體參加的反應的速率不產生顯著影響的是
A．濃度 B．壓強 C．溫度 D．反應物的性質
二、填空題
9．化學反應的自發性的判斷依據
在恒溫、恒壓，非體積功為0的情況下，綜合考慮焓變和熵變，可以判斷反應能否自發進行。
焓變ΔH 熵變ΔS ΔH-TΔS的值 反應能否自發進行
<0 >0 <0
>0 <0 >0
<0 <0 低溫時<0
>0 >0 高溫時<0
10．一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的氣體，發生反應：，的濃度與時間的關系曲線如圖所示。回答下列問題：
(1)內，用CO表示的化學反應速率為 ，該反應平衡常數的表達式為 ，該條件下反應的平衡常數為 ；若鐵粉足量，CO2的起始濃度為，則平衡時CO2的濃度為 。
(2)下列措施能使平衡時增大的是 (填序號)。
A．升高溫度 B．增大壓強
C．充入一定量的 D．再加入一定量鐵粉
11．“定一議二”原則
在化學平衡圖像中，包括縱坐標、橫坐標和曲線所表示的意義共三個量。確定橫坐標所表示的量后，討論縱坐標與曲線的關系；或者確定縱坐標所表示的量，討論橫坐標與曲線的關系。即“定一議二”原則。解題過程中，可以作輔助線幫助分析，例如反應aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同溫度下(T1
(1)T1為一條等溫線，隨著壓強的增大，C% ，化學平衡 移動，a＋b c。
(2)在壓強一定時(如p3)，溫度升高，C% ，化學平衡 移動，正反應是 反應。
12．二氧化錳是化學工業中常用的氧化劑和有機合成中的催化劑，其主要制備方法是碳酸錳熱分解，反應原理為2MnCO3+ O22MnO2+2CO2。經研究發現該反應過程為①MnCO3MnO+ CO2；②2MnO +O22MnO2。
回答下列問題：
（1）某溫度下該平衡體系的壓強為P，CO2、O2的物質的量分別為n1和n2，用平衡分壓代替平衡濃度，碳酸錳熱分解反應的平衡常數K= (分壓=總壓×物質的量分數)；K與反應①、②的平衡常數K1、K2的關系為 。
（2）反應②在低溫下能自發進行，則其△H 0 (填“>”、“<”或“=”)。
三、計算題
13．利用水煤氣合成二甲醚（）所涉及的反應如下：
①，平衡常數；
②，平衡常數；
③，平衡常數。
（1）總反應的平衡常數 （用、、表示）。
（2）一定條件下的密閉容器中，該總反應達到平衡，要提高CO的轉化率，可以采取的措施有 （填字母代號）。
a．加壓 b．加入催化劑 c．增大H2的濃度 d．增加CO的濃度 e．分離出二甲醚
（3）已知反應②在某溫度下的平衡常數為400。此溫度下，在密閉容器中加入，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：
物質
濃度/（）
若經反應達到平衡，則 。
四、解答題
14．某小組同學查到一份研究過氧化氫溶液與氫碘酸()反應的實驗資料，具體如下。
資料1：室溫下，過氧化氫溶液可與氫碘酸反應：
資料2：碘單質溶于水后，溶液為棕黃色。
資料3：實驗數據如表所示。
實驗編號 1 2 3 4 5
0.1 0.1 0.1 0.2 0.3
0.1 0.2 0.3 0.1 0.1
從混合到出現棕黃色時間/s 13 6.5 4.3 6.6 4.4
(1)通過資料了中的數據，可以得出的結論是 。
(2)資料3中編號為1的實驗繼續反應，20s后測得過氧化氫濃度為，則 。
(3)該小組同學欲用碘化鉀替代氫碘酸驗證上述實驗。在實驗過程中，未觀察到溶液變為棕黃色，卻觀察到有無色氣體產生。于是，該小組同學提出假設：可能是過氧化氫分解反應的催化劑。
①小組同學提出上述假設的依據是 。
②請設計實驗方案驗證假設：可能是過氧化氫分解反應的催化劑。(儀器和試劑可自選)
實驗方案： 。
(4)某研究人員通過研究得到以下兩組數據(為反應的活化能)。
第1組：
反應
A 100 298→318 14.0
第2組：
反應
A 100 3205
B 120
結合第1組和第2組數據，你認為他所研究的問題是 。
15．(1)已知在2L的密閉容器中進行如下可逆反應，各物質的有關數據如下：
請回答下列問題。
①該可逆反應的化學方程式可表示為 。
②用物質B來表示0～2s的平均反應速率為 。
③從反應開始到2s末，A的轉化率為 。
④下列事實能夠說明上述反應在該條件下已經達到化學平衡狀態的是 (填序號)。
A．vB(消耗)=vC(生成)
B．容器內氣體的總壓強保持不變
C．容器內氣體的密度不變
D．容器內氣體C的物質的量分數保持不變
(2)①鋅電池有望代替鉛蓄電池，它的構成材料是鋅、空氣、某種電解質溶液，發生的總反應方程式是。則該電池的負極材料是 。
②瑞典ASES公司設計的曾用于驅動潛艇的液氨—液氧燃料電池的示意圖如圖所示，該燃料電池工作時，電池的總反應方程式為 ；負極的電極反應式為 。
《專題2化學反應速率與化學平衡》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A A D A A A D B
1．A
【詳解】相同溫度下，同一可逆反應的正逆平衡常數互為倒數關系，已知反應 2NH3 N2+3H2，在某溫度下的平衡常數為0.25，則該條件下反應N2+ 3H2 2NH3的平衡常數K==4，故選A。
2．A
【詳解】A．；
B．；
C．；
D．；
表示反應速率最快的是A。
故選A。
3．D
【詳解】水是液態，能量大于固態的冰，混亂度大于冰，則水凝結成冰的過程為熵減的放熱過程，則焓變和熵變均小于0，故選D。
4．A
【詳解】A．在時，N的物質的量為4，減少了4，M的物質的量為4，增加了2，反應在t3時刻達到化學平衡狀態，因此，該反應的化學方程式為，A正確；
B．以后 ，M、N的物質的量還在變化，沒有達到平衡狀態，故正反應速率不等于逆反應速率，B錯誤；
C．時刻前后的一定時間內，反應混合物反應物和生成物的物質的量保持不變，因此 該反應達到平衡狀態，正、逆反應速率相等，C錯誤；
D．時，N的物質的量為6，M的物質的量為3，則N的濃度是Ｍ的濃度的2倍，D錯誤；
故選A。
5．A
【詳解】A. 由圖可知，a點氫氣的物質的量為6mol，參加反應的氫氣的物質的量為8mol 6mol=2mol，氫氣的濃度變化量為1mol/L，故v(H2)=1mol L 1 min 1，A正確；
B. 如該反應△H＞0，升高溫度平衡應向正反應方向移動，則平衡時H2的物質的量應小于T℃時，與圖像不符，B錯誤；
C. 降低壓強，反應速率降低，達平衡的時間變長，而曲線Ⅱ變短，C錯誤；
D. T℃時，達到平衡時H2的物質的量為2mol，根據反應CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）可知，平衡時，c（CO2）=(6mol-2mol)÷2L=2mol/L，c（H2）=2mol÷2L=1mol/L，c（CH3OH）=2mol÷2L=1mol/L，c（H2O）=2mol÷2L=1mol/L，則K= ，D錯誤;
答案選A。
6．A
【詳解】對可逆反應而言，任何一種物質都不能完全轉化。利用“極限法”分析解答。
若1 mol完全轉化，則消耗的的物質的量為。但事實上，是不可能完全反應，所以消耗的的物質的量小于，則的轉化率，故合理選項是A。
7．D
【詳解】A．Ⅰ與Ⅲ相比，Ⅲ中起始時反應物的物質的量均增大一倍，容器容積不變，相當于增大壓強，增大壓強平衡逆向移動，則生成苯乙烯的物質的量小于Ⅰ中的2倍，即，A項正確；
B．容器Ⅰ和Ⅲ中吸收熱量之比為，B項正確；
C．由Ⅰ、Ⅱ可知，C項正確；
D．容器Ⅰ和Ⅲ中反應溫度相同，則，D項錯誤；
故選D。
8．B
【詳解】影響反應速率的因素包括內因和外因，內因是指反應物的性質，外因常指溫度、壓強、催化劑、濃度等，其中壓強只影響有氣體參加，且在密閉容器中的反應，對于溶液中的反應，改變壓強，反應物或生成物的濃度不變反應速率不變，故答案為B。
【點睛】影響反應速率的因素包括內因和外因，內因是指反應物的性質，外因常指溫度、壓強、催化劑、濃度等，特別需要注意以下幾點：①升高溫度一定能加快反應速率；增加物質濃度不一定能改變反應速率(固體、純液體和不參與反應的物質不行)；增大壓強不一定能加快反應速率(注意兩種情況：①無氣體參與的反應；②加入惰性氣體)；催化劑有正負之分；②當反應速率受多個因素影響時，要分情況討論。
9． 一定自發 一定非自發 低溫自發 高溫自發
【分析】反應方向的符合判據為ΔH-TΔS＜0反應能自發，ΔH-TΔS=0反應達到平衡，ΔH-TΔS＞0反應不能自發。
【詳解】ΔHΔH＞O，ΔS＜0，ΔH-TΔS＞0，任何溫度都不能自發；
ΔHΔH＞O，ΔS＞0，高溫時ΔH-TΔS＜0，高溫自發；
故答案為：一定自發；一定非自發；低溫自發；高溫自發。
10． 2 1.33 A
【分析】根據圖象計算二氧化碳速率，列出平衡常數表達式，根據圖象得出各物質濃度在計算平衡常數，根據平衡常數不變進行計算；根據平衡常數的影響因素進行分析。
【詳解】(1)用CO表示的化學反應速率，該反應平衡常數的表達式為；平衡時CO2的濃度為,c(CO)＝Δc(CO2) ＝，平衡常數；若CO2的起始濃度為，根據化學方程式可知，參與反應的CO2的濃度與生成CO的濃度相等，設為，則平衡時二氧化碳的濃度為，，則；故答案為：；；2；1.33。
(2)A．升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大，故A符合題意；
B．該反應是體積不變的反應，增大壓強，平衡不移動，平衡常數變，故B不符合題意；
C．充入一定量的，平衡雖然正向移動，但平衡常數不變，故C不符合題意；
D．再加入一定量鐵粉，平衡不移動，平衡常數不變，故D不符合題意；
綜上所述，答案為A。
【點睛】，平衡常數K隨溫度變化，不隨濃度、壓強等因素變化。
11．(1) 減小 逆向 <
(2) 增大 正向 吸熱
【詳解】（1）由圖可知，溫度一定時，壓強增大，C的百分含量減小，說明增大壓強，平衡向逆反應方向移動，該反應是氣體體積增大的反應，則a＋b< c，故答案為：減小；逆向；<；
（2）由圖可知，溫度升高，C的百分含量增大，說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，該反應為吸熱反應，故答案為：增大；正向；吸熱。
12． K = K12K2 <
【詳解】(1)根據題意和題給反應方程式知，碳酸錳熱分解反應的平衡常數表達式K＝P2（CO2）/P（O2）＝；K1= P（CO2）、K2=1/P（O2），K與K1、K2關系為。
(2)當△H—T△S＜0時反應自發進行，反應②為氣體物質的量減少的熵減反應，△S＜0，且在低溫下能自發進行，則其△H＜0。
13． ace
【詳解】（1）根據蓋斯定律 知，總反應可由得到，即；
（2）a．總反應是氣體體積減小的反應，所以加壓，平衡右移，CO的轉化率升高，選項a正確；
b．加入催化劑不能使平衡移動，CO的轉化率不變，選項b錯誤；
c．增大的濃度，平衡正向移動，CO的轉化率升高，選項c正確；
d．增加CO的濃度，雖然平衡正向移動，但CO的轉化率反應而減小，選項d錯誤；
e．分離出二甲醚，平衡正向移動，CO的轉化率升高，選項e正確；
答案選ace；
（3）起始時的濃度為，設平衡時的濃度為，則:
則平衡常數，，
平衡時的濃度為。
14．(1)其他條件相同時，濃度越大，反應速率越快
(2)0.002mol/L
(3) 未觀察到棕黃色，說明沒有碘單質生成，過氧化氫沒有與碘化鉀發生氧化還原反應；有無色氣體產生，說明過氧化氫發生了分解反應，而沒有加入碘化鉀前，沒有觀察到無色氣體產生； 取兩支試管，加入5%H2O2溶液，向其中一支試管中加入少量KI固體，若觀察到加入KI的試管中有無色氣體產生，則證明KI能提高過氧化氫分解反應的速率;
(4)影響反應速率的因素是溫度還是活化能。
【詳解】（1）根據五組數據分析，反應物濃度越大，出現棕黃色的時間越短，所以得出濃度越大，反應速率越快；
故答案為：其他條件相同時，濃度越大，反應速率越快；
（2）；
故答案為：；
（3）根據實驗現象，無色氣體為氧氣，是在碘化鉀的作用下，過氧化氫發生分解反應產生的；實驗方案應該設計對照實驗;
故答案為：①未觀察到棕黃色，說明沒有碘單質生成，過氧化氫沒有與碘化鉀發生氧化還原反應；有無色氣體產生，說明過氧化氫發生了分解反應，而沒有加入碘化鉀前，沒有觀察到無色氣體產生 ②取兩支試管，加入5%H2O2溶液，向其中一支試管中加入少量KI固體，若觀察到加入KI的試管中有無色氣體產生，則證明KI能提高過氧化氫分解反應的速率;
（4）第1組數據中，活化能保持不變，變量為溫度；第2組數據中，溫度保持不變，變量是活化能，所以可以得出結論是他研究的問題是影響反應速率的因素是溫度還是活化能；
故答案為：影響反應速率的因素是溫度還是活化能。
15． 0.1mol L-1 s-1 40% BD 鋅(或Zn)
【詳解】(1)①反應速率之比等于對應物質的化學計量數之比，所以，則，，所以化學方程式為。
②內用物質B來表示的反應速率為。
③從反應開始到末，A物質的轉化。
④(消耗)(生成)，正逆反應速率不相等，A項錯誤；該反應是反應前后氣體分子數減小的反應，容器內氣體的總壓強保持不變，說明各氣體的物質的量不變，反應達到平衡狀態，B項正確；容器內氣體的密度始終不變，C項錯誤；容器內氣體C的物質的量分數保持不變，說明各組分的物質的量不變，反應達到平衡狀態，D項正確。
(2)①由反應可知，鋅發生氧化反應，所以鋅是負極。
②電池的總反應相當于與反應生成和；；在燃料電池的負極上發生氨氣失電子的氧化反應，則堿性環境下負極的電極反應式為。
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