专题八 化学反应速率 化学平衡
1．随着汽车数量的逐年增多，汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是 ( )
A．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
D．570 K时及时抽走CO2、N2，平衡常数将会增大，尾气净化效率最佳
2．如下图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g)＋3B(g) 2C(g) ΔH＝－192 kJ·mol－1。向M、N中，都通入x mol A和y mol B的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。下列说法正确的是 ( )
A．若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等，则x一定等于y
B．若x：y＝1∶2，则平衡时，M中的转化率：A>B
C．若x：y＝1∶3，当M中放出热量172.8 kJ时，A的转化率为90%
D．若x＝1.2，y＝1，N中达到平衡时体积为2 L，含有C 0.4 mol，再通入0.36 mol A时，v正c(CO)·c(H2O)，此时v正>v逆
D．温度不变，增大c(CO2)，平衡右移，K增大
4．(2012·福建理综，12)一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如下图所示。下列判断正确的是 ( )
A．在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等
B．溶液酸性越强，R的降解速率越小
C．R的起始浓度越小，降解速率越大
D．在20～25 min之间， pH＝10时R的平均降解速率为 0.04 mol·L－1·min－1
5.向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2(g)＋
I2(g) 2HI(g) ΔH<0，当达到平衡后，t1时刻改变反应
的某一条件(混合气体总物质的量不变)，造成容器内压强增
大。则下列说法中正确的是 ( )
A．容器内气体的颜色变深，混合气体的密度增大
B．平衡不发生移动
C．I2(g)转化率增大，HI平衡浓度变小
D．改变条件前后，速率图像如图所示
6．含Cd2＋的废水可通过如下反应将Cd2＋转化为CdS，以消除对环境的污染：
Cd2＋(aq)＋H2S(g) CdS(s)＋2H＋(aq) ΔH<0
该反应达到平衡后，改变横坐标表示的条件，下列示意图正确的是 ( )
7．(2012·江苏，10)下列有关说法正确的是 ( )
A．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
B．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈
C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH<0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大
D．水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应
8．T ℃时，在1 L的密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，一定条件下发生反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol－1测得H2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示，下列说法不正确的是 ( )
时间
/min
c(H2)
/mol·L－1
c(CH3OH)
/mol·L－1
v正和v逆比较
t0
6
0
？
t1
3
1
v正＝v逆
A.t0～t1时间内v(H2)＝3/(t1－t0) mol·L－1·min－1
B．t1时，若升高温度或再充入CO2气体，都可以提高H2的转化率
C．t0时，v正>v逆
D．T ℃时，平衡常数K＝1/27，CO2与H2的转化率相等
9.800 ℃时，在2 L密闭容器内充入0.50 mol NO和0.25 mol O2，发生如下反应：
2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH<0。体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
t(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.50
0.35
0.28
0.25
0.25
0.25
(1)能说明该反应已达到平衡状态的是 ( )
A．v正(NO2)＝v逆(O2) B．容器内压强保持不变
C．v逆(NO)＝2v正(O2) D．容器内气体颜色不变
(2)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是 ( )
A．适当升高温度 B．缩小反应容器的体积
C．增大O2的浓度 D．选择高效催化剂
(3)计算800 ℃时该反应的平衡常数K。
(4)将上述反应进行到4 s时的混合气体用足量的水吸收，为保证混合气体中NO、NO2全部转化为HNO3，计算还需通入的O2的体积(折算成标准状况)。
10．煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气，反应为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母编号，下同)。
a．容器中的压强不变
b．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
c．v正(CO)＝v逆(H2O)
d．c(CO)＝c(H2)
(2)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，得到如表中所示的三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
1
2
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为_____________________________________。
②该反应的逆反应为________(填“吸”或“放”)热反应。
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等)，且t<3 min，则a、b应满足的关系是__________________(用含a、b的代数式表示)。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发
生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示
该反应进行过程中能量的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器
中，充入1 mol CO2和3 mol H2，下列措施中能使c(CH3OH)增
大的是________(填字母)。
a．升高温度
b．充入He(g)，使体系压强增大
c．将H2O(g)从体系中分离出来
d．再充入1 mol CO2和3 mol H2
11．硫酸工业用SO2制取SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1。不同温度下，反应的平衡常数如下表：
温度
200 ℃
300 ℃
400 ℃
平衡常数
K1
K2
K3
(1)反应的平衡常数表达式为________________________________________。
(2)下列描述中能说明上述反应已达到平衡的是______(填序号)。
a．v正(O2)＝2v逆(SO3)
b．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c．容器中气体的密度不随时间而变化
d．容器中气体的分子总数不随时间而变化
(3)在上述平衡体系中加入18O2，当平衡发生移动后，SO2中18O的百分含量______(填“增加”、“减少”或“不变”)其原因是__________________________________。
(4)一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一恒容密闭容器中，平衡时SO3的体积分数为x。保持温度不变，若初始加入SO2、O2和SO3的物质的量分别为a、b、c，当a、b、c的取值满足①________(填a与c的关系)、②________(填b与c的关系)时，才能保证达到平衡时SO3的体积分数仍为x。
(5)工业上用Na2SO3溶液吸收尾气中的SO2，再用右
图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4，阳极电
极反应式为________________________________
________，阳极区逸出气体的成分为______(填化学
式)。
答案
1．A 2．A 3．C 4．A 5．D 6．B 7．B 8．B
9．(1)BCD (2)BC (3)K＝16 (4)2.8 L
10．(1)bc (2)①0.16 mol·L－1·min－1
②吸 ③b＝2a，a>1(或b＝2a，使用合适的催化剂) (3)cd
11．(1)K＝ (2)bd (3)增加 在SO2和18O2反应生成S18O3的同时，S18O3又分解生成S18O2
(4)①a＋c＝2 ②2b＋c＝2
(5)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑、HSO＋H2O－2e－===SO＋3H＋、H＋＋HSO===H2O＋SO2↑ O2、SO2
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