1、1专题九 化学反应速率 化学平衡12018浙江省温州市二模已知：X(g)2Y(s) 2Z(g) H a kJ mol1 (a0)。一定条件下，将 1 mol X 和 2 mol Y 加入 2 L 的恒容密闭容器中，反应 10 min，测得 Y 的物质的量为 1.4 mol。下列说法正确的是( )A第 10 min 时，Z 的浓度为 0.7 molL1B10 min 内，反应放出的热量为 0.3 kJC10 min 内，X 的平均反应速率为 0.03 mol1 min1D若容器中的气体密度不再发生变化，说明上述反应已达平衡状态22018上海市崇明区模拟反应 A(g)3B(g) 2C(g)2D(g
2、)在四种不同情况下的反应速率分别为： v(A)0.45 molL1 s1 、 v(B)0.6 molL1 s1 、 v(C)0.4 molL1 s1 、 v(D)0.45 molL1 s1 ，该反应进行的快慢顺序为( )A BC D32018嘉兴市第一中学月考一定温度下，某容器中加入足量的碳酸钙，发生反应CaCO3(s) CaO(s)CO 2(g)，达到平衡，下列说法正确的是( )A将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO 2的浓度不变B将体积增大为原来的 2 倍，再次达到平衡时，气体的密度变大C因 CaCO3(s)需加热条件才分解生成 CaO(s)和 CO2(g)，所以是 H0B加
3、压、增大 H2浓度和加入催化剂都能提高 CO 的转化率C工业上采用 5103 kPa 和 250 的条件，其原因是原料气的转化率高D t 时，向 1 L 密闭容器中投入 0.1 mol CO 和 0.2 mol H2，平衡时 CO 转化率为50%，则该温度时反应的平衡常数的数值为 10062018辽宁省大石桥市质检2SO 2(g)O 2(g)=2SO3(g) H198 kJ/mol，在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5SO 2 2VO 2SO 3(快) 4VO 2O 2 2V 2O5(慢)2下列说法正确的是( )A反应速率主要取决于 V2O5的质量 BVO 2是该反应的催化剂C逆反应的活
4、化能大于 198 kJ/mol D增大 SO2的浓度可显著提高反应速率72018北京市海淀区模拟以甲烷为原料合成甲醇的反应如下：反应：CH 4(g)CO 2(g) 2CO(g)2H 2(g) H1 247 kJ/mol 反应：CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H290 kJ/mol已知： T1时，反应的平衡常数数值为 100；T 2时，反应在密闭容器中达到平衡，测得 CO、H 2、CH 3OH 的物质的量浓度( mol/L)分别为 0.05、0.1、0.1。下列说法中，正确的是( )A反应中，使用催化剂可以减小 H1，提高反应速率B反应中，加热或加压均可提高原料气的平衡转化率C由上述
5、数据可判断反应的温度： T 1T2DCO(g)CH 3OH(g) CH4(g)CO 2(g) H157 kJ/mol82018嘉兴市第一中学月考对利用甲烷消除 NO2污染进行研究，CH42NO 2 N2CO 22H 2O。在 1 L 密闭容器中，控制不同温度，分别加入 0.50 mol CH4和 1.2 mol NO2，测得 n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。组别 温度 n/mol 时间/min 0 10 20 40 50 T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 0.15下列说法正确的是( )A组别中，0
6、20 min 内，NO 2的降解速率为 0.0125 molL 1 min1B由实验数据可知实验控制的温度 T1T 2C40 min 时，表格中 T2对应的数据为 0.18D010 min 内，CH 4的降解速率92018天津市塘沽一中、育华中学三模100 时，向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 X 气体，发生如下反应：X(g)2Y(g)Z(g) ，反应过程中测定的部分数据见下表( )反应时间/min n(X)/mol n(Y)/mol0 2.00 2.4010 1.0030 0.40下列说法正确的是( )A温度为 200 时，上述反应平衡常数为 20，则正反应为吸热反应B若密闭容器体
7、积可变，其他条件不变，在达到平衡后缩小容器体积为原来一半，则n(X)1 mol/LC保持其他条件不变，向容器中再充入 1.00 mol X 气体和 1.20 mol Y 气体，到达平衡后，X 转化率增大D保持其他条件不变，若再向容器中通入 0.10 mol X 气体，0.10 mol Y 和 0.10 mol Z，则 v(正) v(逆)102018浙江教育绿色评价联盟适应性考试肼(N 2H4)和氧气的反应情况受温度影响。某同学设计方案探究温度对产物影响的结果如图所示。下列说法不正确的是( )3A温度较低时， 肼和氧气主要发生的反应 N2H4O 2=N22H 2OB900 时，能发生 N2O 2
8、=2NOC900 时， N 2的产率与 NO 的产率之和可能小于 1D该探究方案是将一定量的肼和氧气、在密闭容器中进行不断升温实验112018浙江省温州市二模探究2KMnO45H 2C2O43H 2SO4=K2SO42MnSO 410CO 28H 2O 反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：酸性 KMnO4溶液 H2C2O4溶液实验编号 温度催化剂用量 g 体积(mL)浓度( molL1)体积(mL)浓度( molL1)KMnO4溶液褪色平均时间(min)1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.72 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a3 25 0.5 4 0.01 8 0.
9、2 6.74 25 0 4 0.01 8 0.2 b下列说法不正确的是( )A a6.7B用 KMnO4表示该反应速率， v(实验 3)v(实验 1)C用 H2C2O4表示该反应速率， v(实验 1)约为 6.6103 molL1 min1D可通过比较收集相同体积 CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢122018全国卷CH 4CO 2催化重整不仅可以得到合成气(CO 和 H2)，还对温室气体的减排具有重要意义，回答下列问题：(1)CH4CO 2催化重整反应为：CH 4(g)CO 2(g)=2CO(g)2H 2(g)。已知：C(s)2H 2(g)=CH4(g) H75 kJmol 1C(s)O
10、2(g)=CO2(g) H394 kJmol 1C(s) O2(g)=CO(g) H111 kJmol 112该催化重整反应的 H_ kJmol1 。有利于提高 CH4平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压 B低温高压C高温高压 D低温低压某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时 CO2的转化率是 50%，其平衡常数为_ mol 2L2 。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应 CH4(g)=C(s)2H 2(g) 消碳反应 CO2(g)C(s)= =2C
11、O(g) H/(kJmol1 ) 75 172催化剂 X 33 91活化能/ (kJmol1 ) 催化剂 Y 43 72由上表判断，催化剂 X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图 1 所示，升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数( K)和速率( v)的叙述正确的是_(填标号)。A K 积 、 K 消 均增加 B v 积 减小、 v 消 增加C K 积 减小、 K 消 增加 D v 消 增加的倍数比 v 积 增加的倍数大4在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 v kp(CH4)0.5
12、 (k 为速率常数)。在 p(CH4)一定时，不同 p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势p CO2 如图 2 所示，则 pa(CO2)、 pb(CO2)、 pc(CO2)从大到小的顺序为_。132018安徽省蚌埠市质量检查某温度时，将 2 mol CO 与 5 mol H2的混合气体充入容积为 2 L 的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)。(1)经过 5 min 后，反应达到平衡，此时转移电子 6 mol。该反应的平衡常数为_。 V(H2)_ mol/(Lmin)。若保持体积不变，再充入 2 mol CO 和 1.5 mol CH3OH，此时 v(
13、正)_ v(逆)(填“” “100，反应的正反应为放热反应，温度升高，化学平衡常数减小，0.10.050.12即 T1 T 2 ，故 C 正确；反应和反应得到 CH4(g)CO 2(g) CO(g)CH 3OH(g) H(24790) kJmol1 157 kJmol1 ，CO(g) CH 3OH(g) CH4(g)CO 2(g) H157 kJmol 1 ，故 D 错误。8B 观察表格，组别中 020 min， n(CH4)减少 0.25 mol 则 n(NO2)减少 0.5 mol，NO 2的降解速率为 0.025 molL1 min1 ，A 项错误；温度越高反应速率越大，达平衡所需时间越
14、短，由实验数据可知实验控制的温度 T1，D 项错误。9C 由表格中数据，X(g)2Y(g) Z(g)开始 2 2.4 0转化 1 2 110 min 1 0.4 1可知 10 min 与 30 min 时 Y 的物质的量相同，10 min 时达到平衡，100 时， K25，温度为 200 时，上述反应平衡常数为 20，小于0.5 mol/L0.5 mol/L 0.2 mol/L 2100 时 K，则升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应， A 项错误；其他条件不变，在达到平衡后缩小容器体积为原来一半，压强增大，平衡正向移动，则 n(X)1 mol, B 项错误；由上述分析可知，平衡时 X 为
15、 1 mol、Y 为 0.4 mol，向容器中再充入 1.00 mol X气体和 1.20 mol Y 气体，相当于平衡时加 Y，平衡正向移动，促进 X 的转化，达平衡后，X 转化率增大， C 项正确；若再向容器中通入 0.10 mol X 气体，0.10 mol Y 和 0.10 mol Z， Qc 16 K，则平衡正向移动，可知 v(正) v(逆)，D 项错误。1.1 mol2 L1.1 mol2 L (0.5 mol2 L )210D 由图可知，温度较低时，肼和氧气主要发生的反应 N2H4O 2=N22H 2O，A 项正确；由图可知，在 400 到 900 之间，N 2的产率逐渐减小、
16、NO 的产率逐渐升高，所以，900 时，能发生 N2O 2=2NO，B 项正确； 由图可知，当温度高于 900 后，N 2的产率与 NO 的产率都降低了，说明两个反应都是可逆反应，所以 900 时， N 2的产率与 NO的产率之和可能小于 1，C 项正确； 该探究方案是将一定量的肼和氧气、在密闭容器中、在不同温度下达到平衡的实验，反应达到平衡需要一定的时间，所以不能不断升高温度，D 项不正确。11B 第 2 组，温度高，速率快 a6.7, A 项正确； 实验 3，其它条件相同，所用的 KMnO4浓度低，用 KMnO4表示该反应速率慢，v(实验 3) (2)增大 (3)cd(4)小于 小于 低温
17、 (5)c (6)b解析：(1)根据化学方程式可以知道转移电子 4 mol 消耗 CO 物质的量为 1 mol，则此时转移电子 6 mol，消耗 CO 物质的量6/411.5 mol，结合化学平衡三段式列式计算CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)起始量(mol) 2 5 0变化量(mol) 1.5 3 1.5平衡量(mol) 0.5 2 1.5平衡浓度 c(CO)0.5/20.25 mol/L， c(H2)2/21 mol/L， c(CH3OH)1.5/20.75 mol/L，平衡常数 K0.75/0.251 23； v(H2)3/(25)0.3 mol/(Lmin)；若保持体积不变，再
18、充入 2 mol CO 和 1.5 mol CH3OH, 生成物浓度为(1.51.5)/21.5 mol/L，反应物浓度为 c(CO)(0.52)/21.25 mol/L， c(H2)1 mol/L，计算此时浓度商 Qc1.5/1.251 21.23, 说明平衡正向进行，此时 v(正) v(逆)。(2)在其它条件不变的情况下，再增加 2 mol CO 与 5 mol H2，相当于增大压强，CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)，反应是气体体积减小的反应，平衡正向进行，一氧化碳的转化率增大。(3)CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H0，反应是气体体积减小的放热9反应，反应达到平衡的
19、标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，分析选项中变量不变说明反应达到平衡状态；CH 3OH 的质量不变，物质的量不变，说明反应达到平衡状态，a 错误；反应前后气体质量不变，反应前后气体物质的量变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，b 错误；反应速率之比等于化学方程式计量数之比，等于正反应速率之比，2 v 正 (CO) v 正 (H2)，当满足 2v 逆 (CO) v 正 (H2)说明氢气的正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，所以 v 逆 (CO)2 v 正 (H2)不能说明反应达到平衡状态，c 正确；反应前后气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不发生
20、改变，不能说明反应达到平衡状态，d 正确。(4)相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则 CO 的转化率增大，根据图像知， p1小于 p2，温度升高一氧化碳转化率减小，说明升温平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应， H0，CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)反应是气体体积减小的反应， S0，反应自发进行的判断根据是 HT S0，满足此关系低温下能自发进行。(5)CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H0，反应是气体体积减小的放热反应，采取下列措施，其中能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动；及时分离出 CH3OH，减少生成物浓度，平衡正向进行
21、，但反应速率减小，a 错误；升高温度，平衡逆向移动，b 错误；增大 H2的浓度，化学反应速率加快，平衡正向移动，c 正确；选择高效催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，d 错误。(6)化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品，有效碰撞理论可指导怎样提高反应速率，b 错。14答案：(1)27 K2K (2)ad3(3)43 kJ 正向 23.04 p 总(4)负 C 2HCl3 5H 8e =C2H6 3Cl 解析：(1)已知：.Fe 2O3(s)3C(s) 2Fe(s)3CO(g) H489 kJ/mol； K1 c3(CO)；.C(s)CO 2(g)2CO(g) H172 kJ/mol
22、， K3 c2(CO)/c(CO2)所以3 得：Fe 2O3(s)3CO(g) 2Fe(s)3CO 2(g) H489172327 kJ/mol； K2 c3(CO2)/c3(CO)， K2K c3(CO2)/c3(CO)3c2(CO)/c(CO2)3 c3(CO) K1。(2)由 Fe2O3(s)3C(s) 2Fe(s)3CO(g) H489 kJ/mol 和图 1 逆反应速率迅速增大。逆反应速率 a.保持温度不变，压缩容器，相当于增大 CO 的浓度，所以逆反应迅速增大，所以 a 符合题意；b.保持体积不变，升高温度平衡正向移动，正逆反应速率都增大，化学平衡常数变大，所以 b 不符合题意；c
23、.保持体积不变，加少量碳粉，因为碳粉是固体，改变用量不会影响化学平衡移动，所以 c 不符合题意；d.保持体积不变，增大 CO 浓度，增加生成物浓度，正逆反应速率都增大，但逆反应速率增加的速率更快，因温度没变，化学平衡常数不变，所以 d 符合题意。(3)由图 2所知，650时反应达平衡后 CO 的体积分数为 40%，根据化学平衡三段式有：C(s)CO 2(g) 2CO(g) H172 kJ/mol起始量 ( mol) 1 0变化量(mol) x 2x平衡量(mol) 1 x 2x 则2 x/(1 x2 x)100%40%， x0.25 mol；根据热化学反应方程式知该反应达到平衡时吸收的热量为
24、0.25 mol172 kJ/mol43 kJ。T 时，若向平衡体系中再充入一定量按 V(CO2) V(CO) 54 的混合气体，因原平衡时 V(CO2) ： V(CO)1 ：1，如按 V(CO2) ： V(CO)5 ：4 相当于增加了 c(CO2)浓度，化学平衡正向移动。925 时，CO 的体积分数为 96%，则 CO2的体积分数为 4%，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp(96% p 总 )2/(4%p 总 )23.04 p 总 。(4)由图 3 知纳米零价铁中 Fe 失电子做负极，C2HCl3在其表面被还原为乙烷，根据电荷守恒和电子守恒，该电极反应式为C2HCl35H 8e =C2H63Cl 。
