1、1第 7 讲 化学反应速率与化学平衡专题跟踪训练(七)能力练(20 分钟 50 分)一、选择题(每小题 6 分，共 42 分)1在密闭容器中进行反应：X 2(g)Y 2(g)2Z(g) 。已知 X2、Y 2、Z 的起始浓度分别为 0.1 molL1 、0.3 molL1 、0.2 molL1 ，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是( )A c(Z)0.3 molL 1B c(X2)0.2 molL 1C c(Y2)0.4 molL 1D c(X2) c(Y2) c(Z)0.55 molL 1解析 假设反应向正反应方向进行，由于 Y2(g)过量，则完全转化时，Z(g)的浓度为 0.
2、4 molL1 ；假设反应向逆反应方向进行，则完全转化时，X 2(g)、Y 2(g)的浓度分别为 0.2 molL1 、0.4 molL1 。由题意知，该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，生成物也不可能完全转化为反应物，故 A 正确，B、C 均错误；该反应前后气态物质体积不变，反应达到平衡时，不论 X2、Y 2、Z 怎么变化，总物质的量不会改变，物质的总浓度也不会改变，即 c(X2) c(Y2) c(Z)0.6 molL 1 ，D 错误。答案 A2在恒温下的密闭容器中，有可逆反应 2NO2N 2O4，下列描述不能说明该反应达到平衡状态的是( )AN 2O4生成速率与 N2O4分解速
3、率相等B混合气体平均相对分子质量保持不变CNO 2的分子数与 N2O4分子数之比为 21D体系颜色不再发生改变解析 N 2O4的生成速率和分解速率相等，说明 N2O4的浓度不变，即反应达到平衡状态，A 项正确；混合气体的平均相对分子质量 (混) ， (混)不变，说明 n(混)不Mm 混 n 混 M变，即反应达到了平衡状态，B 项正确；NO 2与 N2O4的分子数之比为 21 时反应不一定达到平衡状态，C 选项错误；体系颜色不变，说明 NO2的浓度不变，即反应达到平衡状态，D项正确。答案 C3(2018长沙市高三统考)一定条件下，在体积为 2 L 的密闭容器中，3 mol X 和 3 mol Y
4、 发生反应：3X(g)Y(g)2Z(g) H0，经 60 s 达到平衡，生成 0.4 mol Z。下列说法正确的是( )2A60 s 内反应速率为 v(X)0.05 mol/(Ls)B其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小C其他条件不变，若初始投入 2 mol X 和 2 mol Y，则物质 Y 的转化率减小D其他条件不变，将容器体积变为 4 L，Z 的平衡浓度变为原来的一半解析 A 项， v(X) v(Z) 0.005 molL1 s1 ，错误；B 项，32 32 0.4 mol2 L60 s升高温度，正、逆反应速率均加快，错误；C 项，成比例减小投料量，相当于减压，平衡逆向
5、移动，Y 的转化率减小，正确；D 项，容器体积扩大为原来的 2 倍，相当于减压，平衡逆向移动，Z 的平衡浓度小于原来一半，错误。答案 C4(2018安徽省合肥市高三第一次质检)在密闭容器中进行反应：X(g)2Y(g)2Z(g) H0，下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )解析 该反应为吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动，则 v 正 v 逆 ，A 项错误；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，Z的体积分数增大，B 项错误；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，X 的转化率增大，该反应为气体分子数减小的反应，温度不变时，增大压强，平衡向
6、正反应方向移动，X 的转化率增大，C 项正确；平衡常数 K 只与温度有关，D 项错误。答案 C5一定条件下，Cu 2 、Mn 2 、Fe 3 的浓度对乙酸在光照下催化降解速率的影响如图所3示。下列判断不正确的是( )A该实验方案的缺陷之一是未做空白对照实验BCu 2 、Mn 2 提高乙酸降解速率的最佳浓度为 0.1 mmolL1CFe 3 不能提高乙酸降解速率D相同条件下，乙酸在 Cu2 、Mn 2 、Fe 3 作用下的降解速率依次减小解析 各离子浓度为 0 时，乙酸在光照下的降解速率为 70%，这一条件下的数值就是三个实验的对照实验，A 选项错误；根据图象分析，Cu 2 、Mn 2 提高乙酸
7、降解速率的最佳浓度为 0.1 mmolL1 ，B 正确；根据图象可知，Fe 3 的加入会使乙酸的降解速率减小，C 正确；在同一条件下，如三种离子浓度相等时，乙酸在 Cu2 作用下的降解速率最大，Fe3 最小，D 正确。答案 A6已知在密闭容器中发生反应：Fe(s)CO 2(g)FeO(s) CO(g) H。不同温度下该反应的平衡常数如下表：温度/ 500 700 900K 1.00 2.40 x下列判断正确的是( )A x 可能是 0.64BFe(s)CO 2(g)FeO(s) CO(g)的 H0C平衡常数表达式 Kc FeO c COc Fe c CO2D抽走反应体系中的 CO，平衡正向移动
8、，且正反应速率增大解析 由表格中 500 和 700 时的平衡常数可知，温度升高，平衡常数增大，故x2.40，A 项错误；平衡常数随温度升高而增大，即升高温度，平衡正向移动，故正反应4为吸热反应， H0，B 项正确；平衡常数 K ，C 项错误；抽走反应体系中的c COc CO2CO，生成物浓度降低，平衡正向移动，正反应速率减小，D 项错误。答案 B7工业上制备尿素的反应为 2NH3(g)CO 2(g)CO(NH 2)2(s)H 2O(g)。温度为 T K时，将 68 g NH3和 88 g CO2充入容积为 100 L 的恒容密闭容器中，发生上述反应。测得40 s 时该反应达到平衡状态，且平衡
9、常数 K2.510 3。下列说法正确的是( )A040 s 内，反应速率 v(NH3)5.010 4 molL1 min1B达到平衡时， cCO(NH2)20.01 molL 1C达到平衡时，CO 2的转化率为 50%D充入惰性气体 Ar，可提高 NH3的转化率解析 68 g NH3的物质的量为 4 mol,88 g CO2的物质的量为 2 mol，假设达到平衡时 CO2反应掉 x mol，根据各物质化学计量数关系可得：平衡常数K 2.510 3。解得 x1，故 040 s 内，反应速率 v(NH3)x100(4 2x100)22 x100 0.03 molL1 min1 ，A 项错误；反应体
10、系中，CO(NH 2)2为固体，不用其来2 mol100 L4060 min表示反应速率，B 项错误；达到平衡时，CO 2的转化率为 100%50%，C 项正确；充1 mol2 mol入惰性气体 Ar，CO 2(g)、H 2O(g)的浓度不变，平衡不移动，NH 3的转化率不变，D 项错误。答案 C二、非选择题(8 分)8在一定温度下，向 2 L 固定容积的密闭容器中通入 2 mol CO2、3 mol H2，发生反应 CO2(g)3H 2(g)CH 3OH(g)H 2O(g) Hb，A 错误；b 点只能说明该温度下，CO 2和 H2O 的浓度相等，不能说明 v 正 (CO2) v 逆 (H2O
11、)，B 错误；从图象可知，a 点 H2和 H2O 的物质的量百分数相等，故物质的量相等，C 正确；其他条件恒定，充入更多 H2，反应物浓度增大，正反应速率增大， v(CO2)也增大，D 错误。答案 C280 时，在 2 L 密闭容器中充入 0.40 mol N2O4，发生反应 N2O4(g)2NO 2(g) H Q kJmol1 (Q0)，获得如下数据：时间/s 0 20 40 60 80 100c(NO2)/(molL1 ) 0.00 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30下列判断正确的是( )A升高温度该反应的平衡常数 K 减小B2040 s 内， v(N2O4)0.004 mo
12、lL 1 s1C100 s 时再通入 0.40 mol N2O4，达到新平衡时 N2O4的转化率增大D反应达到平衡时，吸收的热量为 0.30Q kJ解析 该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数 K 增大，A 项错误；2040 s 内，v(N2O4) v(NO2) 0.002 molL 1 s1 ，B 项错12 12 0.20 molL 1 0.12 molL 140 s 20 s误；100 s 时再通入 0.40 mol N2O4，相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡逆向移动，7N2O4的转化率减小，C 项错误；反应达到平衡时， c(NO2)0.30 molL 1 ，生成 NO2的物质的量为 0
13、.30 molL1 2 L0.60 mol，由热化学方程式可知生成 2 mol NO2时吸收的热量为 Q kJ，则生成 0.60 mol NO2时吸收的热量为 0.30Q kJ，D 项正确。答案 D3臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为 2NO2(g)O 3(g)N 2O5(g)O 2(g) H。不同温度下，在三个容器中发生上述反应，相关信息如表格及图所示：下列说法正确的是( )A010 min 内甲容器中反应的平均速率： v(NO2)0.02 molL 1 min1B T10C平衡时 N2O5浓度： c 乙 (N2O5)c 丙 (N2O5)D T1 K 时，若起始时向容器甲中充入 2 mol
14、 NO2、1 mol O3、2 mol N2O5和 2 mol O2，则脱硝反应达到平衡前， v(正)T1，而高温下对应的 N2O5浓度低，即高温8下平衡逆向移动，所以正反应的 HK，所以反应逆向移动， v(逆) v(正)，0.50.5120.52 mol1 L 2 mol1 L(2 mol1 L)21 mol1 LD 正确。答案 D二、非选择题(23 分)4(14 分)(2018湖南省长沙市高三统考)应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。.已知：CH 3OH(g)H 2O(l)=CO2(g)3H 2(g) H93
15、.0 kJmol 1CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2(g) H192.9 kJmol 112CH 3OH(g)=CH3OH(l) H38.19 kJmol 1则表示 CH3OH 燃烧热的热化学方程式为_。.一定条件下用 CO 和 H2合成 CH3OH：CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g)。在 2 L 恒容密闭容器中充入 1 mol CO 和 2 mol H2，在催化剂作用下充分反应，如图表示平衡混合物中CH3OH 的体积分数在不同压强下随温度变化的平衡曲线。回答下列问题：(1)该反应的反应热 H_(填“”或“”或“p2。(2)压强为 p2，温度为 300 达到平衡时，
16、CH 3OH 的体积分数为 50%，设生成的 CH3OH的物质的量为 x mol，根据“三段式法”得有 50%，解得 x0.75，则平衡时 CO 为 0.25 mol，H 2为x 1 x 2 2x x0.5 mol，CH 3OH 为 0.75 mol，化学平衡常数K 48。(3)A 项，反应进行过程中混合气体的物质c CH3OHc CO c2 H2 0.3750.1250.252的量逐渐减小，恒容条件下容器内气体压强逐渐减小，容器中压强保持不变说明反应已经达到平衡，A 项不符合题意；B 项，未说明正、逆反应方向， v(CO) v(H2) v(CH3OH)121 时，不能说明反应达到平衡，B 项
17、符合题意；C 项，混合气体总质量不变，恒容10条件下，容器内气体密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡，C 项符合题意；D 项，反应进行过程中，混合气体总质量不变，混合气体总物质的量逐渐减小，则混合气体的平均相对分子质量逐渐增大，平均相对分子质量不变说明反应达到平衡，D 项不符合题意；E 项，容器内各组分的质量分数不再变化，说明反应达到平衡，E 项不符合题意。(4)某温度下，在保证 H2浓度不变的情况下，增大容器的体积，说明 c(CH3OH)与 c(CO)同等倍数减小，由浓度商 Qc ，推理 Qc K，所以平衡不移动。c CH3OHc CO c2 H2答案 .CH 3OH(l) O2(g)=C
18、O2(g)2H 2O(l) H726.51 kJmol 132.(1)(2)48(3)BC(4)C 保证 c(H2)不变的情况下，增大容器体积， c(CH3OH)与 c(CO)同等倍数减小，根据浓度商 Qc ，推得 Qc K，所以平衡不移动c CH3OHc CO c2 H25(9 分)(2018湖北襄阳调研)用天然气与 CO2反应可制备合成气(CO 和 H2的混合气体)，在 10 L 密闭容器中通入 1 mol CH4与 1 mol CO2，在一定条件下发生反应 CH4(g)CO 2(g)2CO(g) 2H 2(g)，测得 CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。(1)1100 、 p2
19、下，气体混合后反应经过 10 min 至 x 点所对应的平衡，用 CO 的变化量表示反应速率 v(CO)_。(2)由图可知，压强 p1_p2(填“大于”或“小于”)；压强为 p2时，在 y 点 v 正_v 逆 (填“大于” “小于”或“等于”)；y 点对应的反应的平衡常数 K_。解析 (1)x 点对应的 CH4的平衡转化率为 80%，反应消耗 CH4、CO 2的物质的量均为0.8 mol，生成 CO、H 2的物质的量均为 1.6 mol， v(CO) 0.016 1.6 mol10 L10 minmolL1 min1 。11(2)该反应是一个气体分子数增大的反应，减小压强，平衡正向移动，CH 4的平衡转化率增大，相同温度下 p1时 CH4的平衡转化率大，故 p1v 逆 。平衡常数只与温度有关，y 点对应的反应的平衡常数与 x 点对应的平衡常数相等。x 点对应的平衡常数K 1.6384。0.1620.1620.020.02答案 (1)0.016 molL 1 min1(2)小于 大于 1.6384
