训练8 化学反应速率 化学平衡
一、单项选择题
1.下列条件一定能使反应速率加大的是 ( )
①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③缩小反应容器的体积 ④不断分离出生成物 ⑤加入MnO2
A.全部 B.①②⑤ C.② D.②③
2.在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)1/2N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2 kJ·mol－1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是
( )
A.加催化剂同时升高温度 B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2 D.降低温度同时增大压强
3.在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L－1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L－1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是 ( )
A.反应达到平衡时，X的转化率为50%
B.反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
4.在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是 ( )
A.反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH＞0
B.其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小
C.该反应的平衡常数表达式为K＝
D.25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689
5.在一定的温度下，将2 mol A气体和3 mol B气体充入一密闭容器中发生如下反应：
aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下反应的平衡常数K
＝1，在t0时刻，若保持温度不变将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率
不发生变化，则下列说法正确的是 ( )
A.正反应是一个体积减小的反应，a＝2
B.达平衡时A的转化率为60%
C.速率随时间的变化关系可用上图表示
D.为提高A的转化率，可采取升高温度的措施
6.下列四个图像所反映的内容与相应反应符合的是(a、b、c、d均大于0) ( )
A.4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－a kJ·mol－1
B.N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－b kJ·mol－1
C.2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋c kJ·mol－1
D.2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋d kJ·mol－1
二、双项选择题
7.一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是 ( )
A.X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2
B.X、Y、Z的浓度不再发生变化
C.容器中的压强不再发生变化
D.单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
8.工业上采用乙烯和水蒸气在催化剂(磷酸/硅藻土)表面合成乙醇，反应原理为CH2===CH2(g)＋H2O(g) CH3CH2OH(g)，副产物有乙醛、乙醚及乙烯的聚合物等。下图是乙烯的总转化率随温度、压强的变化关系，下列说法正确的是 ( )
A.合成乙醇的反应一定为放热反应
B.目前工业上采用250～300 ℃，主要是因为在此温度下乙烯的转化率最大
C.目前工业上采用加压条件(7 MPa左右)，目的是提高乙醇的产率和加快反应速率
D.相同催化剂下，在300 ℃ 14.70 MPa乙醇产率反而比300 ℃ 7.85 MPa低得多，是因为加压平衡向逆反应方向移动
三、非选择题
9.一定温度下在体积为5 L的密闭容器中发生可逆反应。
Ⅰ.若某可逆反应的化学平衡常数表达式为K＝。
(1)写出该反应的化学方程式：_____________________________________；
(2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是________(填选项编号)。
A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
B.v正(H2O)＝v逆(H2)
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中总的物质的量不随时间而变化
E.消耗n mol H2的同时消耗n mol CO
Ⅱ.若该密闭容器中加入的是2 mol Fe(s)与1 mol H2O(g)，t1秒时，H2的物质的量为
0.20 mol，到第t2秒时恰好达到平衡，此时H2的物质的量为0.35 mol。
(1)t1～t2这段时间内的化学反应速率v(H2)＝________________________________。
(2)若继续加入2 mol Fe(s)，则平衡__________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，继续通入1 mol H2O(g)再次达到平衡后，H2的物质的量为______ mol。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如下图。t1时改变了某种条件，改变的条件可能是____________________________________。(填写2项)
10.已知反应①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)
ΔH＝a kJ·mol－1，平衡常数为K；反应②CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝b kJ·mol－1；反应③Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝c kJ·mol－1。测得在不同温度下，K值如下：
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
(1)若500 ℃时进行反应①，CO2的起始浓度为2 mol·L－1，CO的平衡浓度为____________。
(2)反应①为__________(选填“吸热”或“放热”)反应。
(3)700 ℃时反应①达到平衡，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有________(填序号)。
A.缩小反应器体积 B.通入CO2
C.升高温度到900 ℃ D.使用合适的催化剂
E.增加Fe的量
(4)下列图像符合反应①的是______(填序号)(图中v为速率，φ为混合物中CO含量，T为温度且T1>T2)。
(5)由反应①和②可求得，反应2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s)的ΔH＝__________。
(6)请运用盖斯定律写出Fe固体被O2氧化得到Fe2O3固体的热化学方程式：________________________________________________________________________。
11.化石燃料的燃烧、硫酸工业和汽车尾气的排放都能导致大量二氧化硫和氮氧化物排入大气中，利用化学反应原理研究治理环境污染的方法是当前环保工作的重要研究内容之一。
(1)反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是硫酸工业中的重要反应，提高SO2的平衡转化率有利于减少尾气排放。已知该反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有________(填字母)。
A.升高温度 B.降低温度
C.增大压强 D.减小压强
E.加入催化剂 F.移出氧气
(2)一定条件下，向2 L密闭容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g)，2 min后反应达到平衡时，测得SO2的转化率为50%，则该可逆反应的平衡常数K＝______；恒温下，若向容器中再加入2 mol SO2(g)，则重新达到平衡时SO2的总转化率________50%(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)用CH4将氮氧化物(用NOx表示)催化还原为N2可以消除氮氧化物带来的污染，请写出总反应方程式： _______________________________________。
现有1 L由NO2、NO组成的混合气体，若将其还原为N2，需同温同压下0.4 L CH4，则混合气体中NO2、NO的物质的量之比为____________。
(4)温度为T1时在密闭容器中研究CH4催化还原氮氧化物的反应，反应过程中N2的物质的量随时间的变化曲线如图所示，请在图中补画出温度为T2(T2＞T1)时，n(N2)的变化曲线(已知该反应是放热反应)。
12.工业合成氨和闪电时N2转化为NO是固氮的主要形式。下表为不同温度下相应反应的化学平衡常数K的值：
反应原理
温度
平衡常数
反应Ⅰ：N2＋3H2
2NH3 ΔH1＜0
25 ℃
K1
2 000 ℃
200
反应Ⅱ：N2＋O2
2NO ΔH2
25 ℃
3.84×10－31
2 000 ℃
0.1
(1)分析表中的信息，下列说法正确的是________。
a.N2在反应Ⅰ中作还原剂，在反应Ⅱ中作氧化剂
b.K1＞200，ΔH2＞0
c.在两个密闭容器中分别发生反应Ⅰ和Ⅱ，若c(N2)不再变化，则说明反应Ⅰ和Ⅱ均达到平衡状态
(2)一定温度下，向密闭容器中充入等体积的N2和O2，N2和NO的浓度随时间的变化曲线如图所示。
①第6 min时只改变一个条件平衡发生移动，发生改变的条件可能是________；
a.升高温度 b.增大压强
c.通入一定量O2 d.加入催化剂
②0～2 min内的平均反应速率v(O2)＝____________，该温度下，反应N2＋O22NO的化学平衡常数K＝________。
答案
1.C 2.B 3.C 4.B 5.B 6.C 7.BC 8.AC
9.Ⅰ.(1)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)
(2)A、B、C
Ⅱ.(1)0.03/(t2－t1) mol·L－1·s－1
(2)不 0.7
(3)使用了催化剂、升高了温度、增大了H2的浓度
(任答2条)
10.(1)1 mol·L－1 (2)吸热 (3)BC (4)A
(5)2(a＋b) kJ·mol－1 (6)2Fe(s)＋3/2O2(g)===Fe2O3(s)
ΔH＝(3b－c) kJ·mol－1
11.(1)BC (2)5.76 ＜ (3)xCH4＋4NOx===2N2＋xCO2＋2xH2O 3∶2
(4)如图所示
12.(1)bc (2)①ac ②0.1 mol·L－1·min－1 4
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