1、1专题检测四 (考查范围:专题二 基本理论 11、12 讲 化学反应速率与化学平衡)(时间:90 分钟 满分:100 分)可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16一、选择题(本大题包括 20 个小题,每小题 2 分,共 40 分;每小题只有一个选项符合题目要求)1.X(g)+3Y(g) 2Z(g) H=-a kJ mol-1,一定条件下,将 1 mol X 和 3 mol Y 通入 2 L 的恒容密闭容器中,反应 10 min,测得 Y 的物质的量为 2.4 mol。Z 的平均反应速率是( )A.0.03 molL-1s-1 B.0.03 molL-1min-1C.0.01 molL-1s
2、-1 D.0.02 molL-1min-1答案 D解析由题意可知,Y 的消耗量为 0.6mol,可求得 Y 的平均反应速率为 0.03molL-1min-1,根据物质的反应速率之比等于化学方程式中相应物质前的化学计量数之比,Z 的平均反应速率为 0.02molL-1min-1。2.2 L 的恒容容器中,充入 1 mol N2和 3 mol H2,并在一定条件下发生反应:N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g),若经 3 min 后测得 NH3的浓度为 0.6 molL-1,下列几种说法中不正确的是( )A.用 N2表示的反应速率为 0.1 molL-1min-1B.用 H2表示的反应速率为
3、0.4 molL-1min-1C.3 min 时 N2与 H2的转化率相等D.3 min 时 H2的浓度为 0.6 molL-1答案 B解析由化学反应方程式中各物质的化学计量数可知, v(N2)=0.1molL-1min-1;v(H2)=0.3molL-1min-1;3min 时氮气和氢气的转化率都是 60%,H2的浓度为 0.6molL-1,B 项说法不正确。3.恒温恒容的密闭容器中发生反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),下列能够说明反应已达到平衡状态的是( )A.容器内气体密度不再变化B.SO2和 SO3的物质的量浓度相等C.容器内气体压强不随时间的变化而变化D.单位时间内消
4、耗 1 mol SO2的同时生成 1 mol SO3答案 C解析 A 项,反应前后都是气体,则恒容的容器内气体密度始终不变,故当容器内气体密度不再变化时,不能说明反应已达到平衡状态;B 项,SO 2和 SO3的物质的量浓度相等,并不能说明其浓度不再发生变化,不能说明反应已达到平衡状态;C 项,恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数目发生改变的反应,容器内气体压强不随时间变化而变化,表明容器内的气体物质的量不再发生变化,反应达到平衡状态,C 项正确;D 项,单位时间内消耗 1molSO2的同时,必定生成 1molSO3,不能说明反应已达到平衡状态。24.(2018嘉兴 9 月份考试)一定温度下,
5、0.1 mol N 2和 0.3 mol H2在恒容的密闭容器中发生如下反应:N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g) Hp2,与题意不符,A 项错误;图像 B 中压强为 p2时到达平衡用时间短,故 p1p2,与题意不符,C 项错误;图像 D 中压强为p2时到达平衡用时间短,符合 p10D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0,在密闭容器中达到平衡,平衡后=a,若改变某一条件,足够时间后反应再次达到平衡,此时 =b,下列叙述正确的是( )c(A)c(B) c(A)c(B)A.在该温度下,保持容积固定不变,向容器内补充了 B 气体,则 ab答案 B解析 A 项,补充 B 气体后平衡时
6、压强变大,正反应程度变大, 变小,即 ab;B 项,充入 B 气体,新平c(A)c(B)衡状态与原平衡等效, 不变,即 a=b;C 项,升温,平衡右移, 变小,即 ab;D 项相当于减压,平衡c(A)c(B) c(A)c(B)左移, 变大,即 a1.0B.实验 2 可能使用了催化剂C.实验 3 比实验 2 先达到化学平衡状态D.前 10 分钟,实验 4 的平均化学反应速率比实验 1 的大答案 C解析实验 1 和实验 3 相比较,温度相同但实验 3 中反应速率比实验 1 大,故 c1.0,A 正确;温度均为800,实验 2 与实验 1 中 X 起始浓度相同,但实验 2 中反应速率比实验 1 大得
7、多,故实验 2 可能使用了催化剂,B 项正确;由表中数据可以看出,实验 2 比实验 3 先达到化学平衡状态,C 项错误;由表中数据可以看出,前 10min 实验 4 比实验 1 中反应速率大,D 项正确。14.(2018台州中学第一次统练)已知反应:2A(l) B(l) H=-Q kJmol-1,取等量 A 分别在 0 和 20 下反应,测得其转化率 Y 随时间 t 变化的关系曲线( Y-t)如图所示。下列说法正确的是( )A.a 代表 20 下 A 的 Y-t 曲线B.反应到 66 min 时,0 和 20 下反应放出的热量相等C.0 和 20 下反应达到平衡时,反应都放出 Q kJ 热量D
8、.反应都达到平衡后,正反应速率:ab答案 B解析温度越高,化学反应速率越大,反应就先达到平衡,即曲线先出现拐点,故 b 代表 20时 A 的 Y-t 曲线,A 项错误;反应到 66min 时,0和 20时 Y 的转化率相同,因二者的起始量相同,故此时放出的热量相等,B 项正确;2A(l) B(l) H=-QkJmol-1表示 2molA 完全反应放出 QkJ 热量,因达平衡时无法知道具体有多少 A 物质已经反应,故反应放出的热量也无法计算,C 项错误;b 是代表 20时A 的 Y-t 曲线,a 是代表 0时 A 的 Y-t 曲线,升高温度,化学反应速率增大,故反应都达到平衡后,正反应速率:aK
9、(c) K(b)=K(d)B.正反应速率: v(a)v(c) v(b)v(d)C.平均摩尔质量: M(a)M(d)D.平衡时 a 点一定有 n(CO) n(H2)=12答案 A解析该反应为放热反应,随温度升高,CO 的转化率减小,故 a、b、c 三点对应的温度 T1M(b)M(c),C 项错误;CO 与 H2均为反应物,其平衡时物质的量之比与投料比有关,D 项错误。16.一定条件下,将 SO2和 O2充入一密闭容器中,发生如下反应:2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0答案 B8解析 A 项 H0,反应能自发进行;B 项 H0, S
10、0, S0,温度较高时反应能自发进行,故选 B 项。18.室温下,向圆底烧瓶中加入 1 mol C2H5OH 和含 1 mol HBr 的氢溴酸,溶液中发生反应:C 2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C 2H5Br 和 C2H5OH 的沸点分别为 38.4 和 78.5 。下列有关叙述错误的是( )A.加入 NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大 HBr 浓度,有利于生成 C2H5BrC.若反应物均增大至 2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至 60 ,可缩短反应达到平衡的时间答案 D解析加入 NaOH 能与 HBr 反应,平衡左移
11、,可增大乙醇的物质的量,A 项正确;增大反应物 HBr 的浓度,平衡右移,有利于生成 C2H5Br,B 项正确;由于两种反应物的起始量相等,且反应中两种物质的化学计量数之比为 11,则两种反应物平衡转化率之比不变,C 项正确;由于 C2H5Br 的沸点为 38.4,若起始温度提高至 60,则会造成 C2H5Br 的挥发,因此反应达到平衡的时间会延长,D 项错误。19.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K=210-5。已知:Ni(CO) 4的沸点为 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 N
12、i(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B.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)4=4v 生成 (CO)答案 B解析本题考查化学平衡的相关知识。增加 c(CO),平衡正向移动,但由于反应温度不变,故平衡常数不变,A 错;第一阶段的目的是得到气态 Ni(CO)4,因为 Ni(CO)4的沸点为 42.2,故反应温度选择50,B 正确;根据题给平衡常数知 230时反应
13、Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为 5104,故第二阶段 Ni(CO)4分解率较高,C 错;反应达到平衡时,4 v 生成 Ni(CO)4=v 生成 (CO),D 错。20.甲醇可利用水煤气合成:CO(g)+2H 2(g) CH3OH(g) H”“v (A)v (A)(3) (B) 0.19(或 19%)11(4)向正反应方向 从反应体系中移出产物 C(5) 此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动(6)(注:只要曲线能表示出平衡向逆反应方向移动及各物质浓度的相对变化比例即可)解析(1)由题图知,A、B、C 三种气体达到第一次平衡时浓度的变化值分别为 1.00mo
14、lL-1、3.00molL -1、2.00molL -1,在一定时间内,三种气体浓度的变化量之比等于化学计量数之比,则 a b c=132。(2) v (A)= =0.05molL-1min-1,v (A)1.00molL-120.0min= 0.025molL -1min-1,v (A)= =0.012molL-1min-1,则三个阶段 A 的平均0.38molL-115.0min 0.12molL-110.0min反应速率从大到小的排列为 v (A)v (A)v (A)。(3)经计算,B 的平衡转化率 (B)、 (B)、 (B)分别为 50%、38%、19%,最小的是 (B),其值为 19
15、%。(4)由图知,达到第一次平衡后,C 的浓度瞬间减小,而 A 和 B 的浓度瞬间不变,说明从反应体系中移出了 C,从而减小了 C 的浓度,使平衡向正反应方向移动。(5)由题意知该反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,则说明第阶段的温度高于第阶段,即 T2T3。(6)容器的体积扩大一倍时,A、B、C 三种气体的浓度瞬间变为原来的二分之一,分别为 0.25molL-1、0.75molL -1、0.50molL -1,容器体积变大,则压强减小,使平衡向逆反应方向移动。23.(8 分)反应 A(g) B(g)+C(g)在容积为 1.0 L 的密闭容器中进行,A 的初始浓度为 0.050 m
16、olL-1。温度 T1和 T2下 A 的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题:(1)上述反应的温度 T1 T2,平衡常数 K(T1) K(T2)。(填“大于”“小于”或“等于”) (2)若温度 T2时,5 min 后反应达到平衡,A 的转化率为 70%,则:平衡时体系总的物质的量为 。 反应的平衡常数 K= 。 反应在 05 min 区间的平均反应速率 v(A)= 。 答案(1)小于 小于(2)0.085 mol 0.082 molL -1 0.007 molL -1min-112解析(1)由斜率可知 T2时反应速率大,但平衡后 T2温度下的 c(A)小,故升高温度,平衡正向移动,正反应为吸热
17、反应;升高温度平衡向吸热反应方向移动,即平衡右移,平衡常数增大;(2)依据A(g) B(g) + C(g)始态/(molL -1): 0.050 0 0转化/(molL -1): 0.035 0.035 0.035平衡/(molL -1): 0.015 0.035 0.035总的物质的量=(0.015+0.035+0.035)molL -11.0L=0.085mol; K3= 0.082molL -1;0.035molL-10.035molL-10.015molL-1 v(A)= =0.007molL-1min-1。0.035molL-15min24.(8 分)臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、
18、灭菌等。(1)O3与 KI 溶液反应生成的两种单质是 和 。(填分子式) (2)O3在水中易分解,一定条件下,O 3的浓度减少一半所需的时间( t)如下表所示。已知:O 3的起始浓度为 0.021 6 molL-1。pHt/min T/ 3.04.05.06.020 301 231 169 5830 158 108 48 1550 31 26 15 7pH 增大能加速 O3分解,表明对 O3分解起催化作用的是 。 在 30 、pH=4.0 条件下,O 3的分解速率为 molL -1min-1。 据表中的递变规律,推测 O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为 。(填字母代号) a.40 、pH
19、=3.0 b.10 、pH=4.0c.30 、pH=7.0答案(1)I 2 O 2(2)OH - 1.0010 -4 b、a、c解析(2)pH 增大, c(OH-)增大,所以起催化作用的为 OH-; c(O3)= =0.0108molL-0.0216molL-121,v(O3)= =1.0010-4molL-1min-1。0.0108molL-1108min由 v(30、pH=7.0) v(30、pH=6.0) v(50、pH=3.0) v(40、pH=3.0),可知 c 的反应速率大于 a 的;同理由 v(40、pH=3.0) v(30、pH=3.0) v(20、pH=4.0) v(10、p
20、H=4.0),可知 a 的反应速率大于 b 的。1325.(10 分)在溶液中,反应 A+2B C 分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为 c(A)=0.100 molL-1、 c(B)=0.200 molL-1及 c(C)=0 molL-1。反应物 A 的浓度随时间的变化如下图所示。请回答下列问题:(1)与比较,和分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是: ; 。 (2)实验平衡时 B 的转化率为 ;实验平衡时 C 的浓度为 。 (3)该反应的 H 0,其判断理由是 。 (4)该反应进行到 4.0 min 时的平均反应速率:实验: v(B)= ; 实验: v(C)= 。
21、答案(1)加催化剂 达到平衡的时间缩短,平衡时 A 的浓度未变 温度升高 达到平衡的时间缩短,平衡时 A 的浓度减小(2)40%(或 0.4) 0.060 molL -1(3) 温度升高,平衡向正反应方向移动,故该反应是吸热反应(4)0.014 mol(Lmin)-1 0.009 mol(Lmin) -1解析(1)的反应速率大于的,影响化学反应速率的外界因素有温度、浓度、催化剂、压强等,此反应在溶液中进行且浓度一定,所以此题只能从温度、催化剂中选择,因为任何反应均伴随着能量的变化,所以只要温度改变,化学平衡一定发生移动;(2) A + 2B C始态/(molL -1): 0.100 0.200
22、 0反应/(molL -1): 0.040 0.080 0.040终态/(molL -1): 0.060 0.120 0.040反应/(molL -1): 0.060 0.120 0.060终态/(molL -1): 0.040 0.080 0.060可知中 B 的转化率等于 100%=40%;0.080mol0.2mol(4)由化学方程式中计量数可知 v(B)=2v(A)、 v(C)=v(A),由 v(A)求算。26.(12 分)在 1.0 L 密闭容器中放入 0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应:14A(g) B(g)+C(g) H=+85.1 kJmol-1反应时间( t)
23、与容器内气体总压强( p)的数据见下表:时间t/h0 1 2 4 8 16 20 25 30总压强p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53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 ,计算反应的平衡常数 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)= mol。 下表为反应物 A 浓度与反应时间的数据,计算: a= 。 反
24、应时间t/h 0 48 16c(A)/(molL-1)0.10 a0.0260.006 5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 molL -1。 答案(1)升高温度、降低压强(2)( -1)100% 94.1%pp0A(g) B(g) + C(g)起始/(molL -1) 0.10 0 0平衡/(molL -1) 0.10(1-94.1%) 0.1094.1% 0.1094.1%K= =1.5(0.0941)20.0059(3)0.10 0.10(2- ) 0.051 达到平衡前每间隔 4 h,
25、c(A)减少约一半 0.013pp0 pp0解析(2)压强之比等于气体的物质的量之比,依据三段式进行求解:15A(g) B(g) + C(g)始态: p0 0 0反应: p0 (A) p0 (A) p0 (A)终态: p0-p0 (A) p0 (A) p0 (A)p=p0-p0 (A)+p0 (A)+p0 (A)=p0+p0 (A),求得 (A)=( -1)100%;25h 时反应pp0已平衡, (A)=( -1)100%=94.1%;依据三段式进行求 解:9.534.91A(g) B(g) + C(g)始态/(molL -1):0.10 0 0反应/(molL -1):0.0941 0.09
26、41 0.0941平衡态/(molL -1):0.10-0.0941 0.0941 0.0941K= =1.5;(0.0941)20.0059(3)依据 可得 n 总 = 0.1mol;n(A)=0.1mol1- (A)=0.1mol1-( -1)pp0= n总0.1mol pp0 pp0=0.1mol(2- ); n(A)=0.1mol(2- )=0.1mol(2- )=0.051mol,体积为 1L,a=0.051molL-pp0 pp0 7.314.911;04h 浓度大约变为 0h 时的 ,48h 浓度又变为 4h 的 ,从 816h 经过 8 个小时浓度变为 8h 的 ,所12 12 14以每经过 4 个小时浓度均降低为原来的 。12
