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1、专题五 化学反应速率与化学平衡 2 本试卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 共 50 分 考试时间 30 分 钟 可 能 用 到的 相 对 原子 质 量 H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35 5 Cu 64 第 卷 选择题 共 30 分 一 选择题 本题共10 小题 每小题3分 在每小题给出的四个选项中 只有一 项是符合题目要求的 1 下列说法正确的是 A 固体溶解是熵减的过程 B 可以只根据焓变来判断反应进行的方向 C 放热且熵减小的反应一定能自发进行 D 判断一个反应能否自发进行 应综合考虑该反应的焓变和熵变 2 向某恒容密闭容器中充入一定量 CO2和 H2 发生
2、反应 CO2 g H2 g HCOOH g 测得平衡体系中 CO2的百分含 量 CO2 与反应温度变化的关系如图所示 下列物理量中 a 点 大于 b 点的是 正反应速率 逆反应速率 HCOOH g 的浓度 对应温度时的平衡常数 A B C D 3 一定条件下 向某密闭容器中加入一定量的 N2和 H2发生可逆反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 2 kJ mol 1 测得 0 10 s 内 c H 2 减小了 0 75 mol L 1 下列说法正确的是 A 10 15 s 内 c NH3 增加量等于 0 25 mol L 1 B 10 s 内氨气的平均反应速率为 0 025 mol
3、 L 1 s 1 C 达平衡后 分离出少量 NH3 v 正 增大 D 该反应的逆反应的活化能不小于 92 2 kJ mol 1 4 甲 乙 丙三个容器中最初存在的物质及数量如图所示 三个容器最初的容 积相等 温度相同 反应中甲 丙的容积不变 乙中的压强不变 在一定温度 下反应达到平衡 下列说法正确的是 A 平衡时各容器内 c NO2 的大小顺序为乙 甲 丙 B 平衡时 N2O4的百分含量 乙 甲 丙 C 平衡时甲中 NO2与丙中 N2O4的转化率不可能相同 D 平衡时混合物的平均相对分子质量 甲 乙 丙 5 某恒定温度下 在一个 2 L 的密闭容器中充入 A 气体 B 气体 测得其浓度 为 2
4、 mol L 和 1 mol L 且发生如下反应 3A g 2B g 4C 2D 已知 代表 C D 状态未确定 反应一段时间后达到平衡 测得生成 1 6 mol C 且反应前后压强比为 5 4 则下列说法中正确的是 该反应的化学平衡常数表达式为 K c 4 C c2 D c3 A c2 B 此时 B 的转化率为 35 增大该体系压强 平衡向右移动 但化学平衡常数不变 增加 C 的量 A B 转化率不变 A B C D 6 在一定容积的密闭容器中通入 A B 两种气体 一定条件下发生如下反应 2A g B g 2C g H0 水蒸气含量随时间 的变化 第 卷 非选择题 共 20 分 二 非选择
5、题 本题共 2 个小题 11 9 分 NH3和 CO2是两种重要的化工原料 1 在一定温度下 在固定体积的密闭容器中发生反应 N2 3H22NH3 该可逆反应达到化学平衡的标志是 填字母 a 3v H2 正 2v NH3 逆 b 单位时间生成 m mol N2的同时消耗 3m mol H2 c 混合气体的密度不再随时间变化 d a mol N N 键断裂的同时 有 6a mol N H 键断裂 2 CO2和 NH3可用于合成尿素 原理分如下两步 合成氨基甲酸铵 CO2 g 2NH3 g H2NCOONH4 s H 159 47 kJ mol 氨基甲酸铵分解 H2NCOONH4 s CO NH2
6、 2 s H2O l H 28 49 kJ mol 则 2 mol CO2完全反应合成尿素的 H 3 最近科学家们研制成功一种新型催化剂 能将 CO2转变为甲烷 在常压 300 CO2与 H2体积比为 1 4 时反应 CO2转化率达 90 此反应的化学方程式是 一定条件下 某兴趣小组 在体积为 V L 的密闭容器中 模拟此反应达到化 学平衡状态 该反应的平衡常数表达式为 由上图可知升高温度 K 将 填 增大 减小 或 不变 300 时 从反应开始 到达到平衡 以 H2 的浓度变化表示的化学反应速率是 用 nA tA V 表示 12 11 分 一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料 1 CO的
7、燃烧热为 H 283 kJ mol 1 则一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳气 体的热化学方程式为 2 在 300 mL 的密闭容器中 放入镍粉并充入一定量的 CO 气体 一定条件下发 生反应 Ni s 4CO g Ni CO 4 g 已知该反应的平衡常数与温度的关系 如下表 温度 25 80 230 K 单位略 5 104 2 1 9 10 5 1 mol Ni s 与 4 mol CO g 的能量之和 填 大于 或 小于 1 mol Ni CO 4 g 的能量 25 时反应 Ni CO 4 g Ni s 4CO g 的平衡常数为 80 反应达到平衡时 测得 n CO 0 3 mol 则 Ni
8、CO 4的平衡浓度为 80 时 测得某时刻 Ni CO 4 CO 的浓度均为 0 5 mol L 则此时 v 正 v 逆 填 大于 小于 或 等于 3 一氧化碳能还原金属氧化物生成金属单质和二氧化碳 下图是四种金属氧化 物 Cr2O3 SnO2 PbO2 Cu2O 被一氧化碳还原时 lg c CO c CO2 与温度 T 的关系 图 800 时 四种金属氧化物中最易被一氧化碳还原的金属氧化物与 CO 反应的化 学方程式为 该反应的平衡常数 K 等于 专题五 化学反应速率与化学平衡 2 1 D A 项 固体溶解 分散在溶液中 熵增加 错误 B 项 化学反应进行 的方向是由焓变和熵变共同判断 错误
9、 C 项 放热的熵减反应在一定条件下 能自发 取决于反应的温度 错误 2 D 曲线上的点均为平衡点 b 点温度高 正 逆反应速率均快 不正 确 由图像分析可知随温度的升高 CO2 增大 说明平衡向逆反应方向移动 则 b 点 HCOOH 浓度小 正确 平衡常数小 正确 3 D 10 15 s 内与 0 10 s 内的反应速率不同 故 A 项错误 0 10 s c H2 减小了 0 75 mol L 1 根据反应的化学方程式可知 氨气浓度增加了 0 5 mol L 1 10 s 内氨气的反应速率是 0 5 mol L 1 10 s 0 05 mol L 1 s 1 选项 B 不正 确 降低生成物浓
10、度 反应速率降低 选项 C 不正确 由于正反应的 H 92 2 kJ mol 1 所以逆反应的活化能不小于 92 2 kJ mol 1 选项 D 正确 4 B 因甲 丙为恒容容器 0 1 mol N2O4完全转化可得到 0 2 mol NO2 故 甲 丙两容器中的化学平衡为等效平衡 反应开始后乙容器中的压强大于甲容 器中的压强 而压强越大 越有利于平衡向生成 N2O4的方向进行 故 B 对 再 结合平均相对分子质量与各组分相对分子质量的关系知 D 错 虽然乙中转化掉 的 NO2比甲中多 由勒夏特列原理知因乙的容积减小导致 NO2浓度增大的程度 大于因平衡移动使 NO2浓度减小的程度 因此 平衡
11、时乙中 NO2的浓度大于甲 中 NO2的浓度 但由于甲 丙两容器内的化学平衡为等效平衡 甲 丙中 NO2 的浓度应相等 A 错 由甲 丙中的化学平衡为等效平衡知 若平衡时甲中 NO2的转化率为 50 则丙中 N2O4的转化率也为 50 C 错 设平衡时气体总的物质的量浓度为 x mol L 根据压强之比等于其物质的量之比 可得 p前 p后 n1 n2 3 x 即 5 4 3 x 可知 x 2 4 从而可知 C 为固体或液体 D 为气 体 故化学平衡常数的表达式为 K c2 D c3 A c2 B 错误 B 的转化率为 0 4 mol L 1 mol L 100 40 错误 该反应是一个反应后气
12、体分子数减小的反 应 增大压强 平衡虽向右移动 但是平衡常数只与温度有关 温度不变则平 衡常数不变 正确 由于 C 为固体或液体 所以增加 C 的量 平衡不发生移 动 A B 的转化率不变 正确 6 A 催化剂不能影响化学平衡 B 项不正确 充入氦气 不能影响平衡 A 的转化率不变 C项不正确 该反应为放热反应 升高温度平衡逆向移动 C的 转化率降低 D 项不正确 7 B 选项 A 平衡常数只与温度相关 甲 乙容器中反应的 K 值应相等 选 项 B 甲容器中平衡时生成 0 32 mol SO3 剩下 SO2 O2均为 0 08 mol 由于容 器的体积为 2 L 平衡时 c SO3 0 16
13、mol L 1 c SO2 c O2 0 04 mol L 1 故 K 0 16 mol L 1 2 0 04 mol L 1 2 0 04 mol L 1 400 mol 1 L 选项 C 丙容器相当于 在甲容器的基础上增大压强 平衡向正反应方向移动 所以平衡时丙容器中 c SO3 大于甲中的 2 倍 选项 D 乙容器相当于在甲容器的基础上增加 SO2的浓 度 所以能提高 O2的转化率 8 C 对于给定反应 平衡常数只是温度的函数 温度相同 平衡常数相同 A 正确 由 中放出的热量 可知参加反应的 N2为 0 25 mol 则有 NH3的体积分数为0 5 3 5 1 7 因 和 建立的平衡为
14、等效平衡 故 B 正确 中 N2转化了 0 15 mol 放出的 热量为 92 6 kJ mol 1 0 15 mol 13 89 kJ C 不正确 若容器 的体积为 0 5 L 则体积增大 压强减小 平衡向逆反应方向移动 则平衡时放出的热量小 于 23 15 kJ D 正确 9 B A项 500 s内N2O5分解速率为 5 00 mol L 1 3 52 mol L 1 500 s 2 96 10 3 mol L 1 s 1 正确 B项 该反应的正反应为吸热反应 升高温度 平衡向正 反应方向移动 K 增大 错误 C 项 平衡时 N2O5的转化率为 2 50 mol L 1 5 00 mol
15、L 1 100 50 正确 D 项 达平衡后 其他条件不变 将容器的体积压缩到 原来的一半 平衡向逆反应方向移动 则 c N2O5 5 00 mol L 1 正确 10 B 升高温度时平衡会发生移动 正 逆反应速率变化不相等 A 错误 缩小容器容积时 容器内压强增大 平衡向正反应方向移动 SO3的物质的量 增大 SO2与 O2的物质的量均减小 图 与实际相符合 B 正确 增大压强 正 逆反应速率都增大 平衡向正反应方向移动 正反应速率比逆反应速率增 大更多 图像中 v正的斜率应大于 v逆的斜率 C 错误 由图可知 温度为 T2时 反应先到达平衡 故 T2 T1 升高温度 平衡向正反应方向移动
16、水蒸气的含量 增大 D 错误 11 解析 1 a项 v H2 正 v NH3 逆 2 3 没有达到平衡 b项 v正 v逆 达到化学平衡 c项 该反应的反应物和生成物均为气体 体积固定 密度是常 数 不能判断是否达到平衡 d 项 v 正 v 逆 达到化学平衡 2 将反应 得 CO2 g 2NH3 g CO NH2 2 s H2O l H 130 98 kJ mol 1 2 mol CO2完全合成尿素的 H 261 96 kJ mol 1 3 CO2 4H2CH4 2H2O 由图可知升高温度 n CH4 减小 说明平衡向逆 反应方向移动 K 值减小 v H2 4v CH4 4 nA V tA 4nA VtA mol L 1 min 1 答案 1 bd 2 261 96 kJ mol 3 CO2 4H2CH4 2H2O K c CH 4 c2 H2O c CO2 c4 H2 减小 4nA VtA mol L min 12 解析 1 CO 的燃烧热为 H 283 kJ mol 1 即 1 mol CO 燃烧生成 CO2 气体放出 283 kJ 能量 由此可以写出一氧化碳燃烧的热化学方程式 2
