1、题型练 (十一) 化学反应速率 化学平衡1以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知某温度下，下列两个反应的平衡常数分别为 K1 和 K2；CH 4(g)H 2O(g)=CO(g)3H 2(g)，CH 4(g)CO 2(g)=2CO(g)2H 2(g)。则该温度下 CH4(g)2H 2O(g)=CO2(g)4H 2(g)的平衡常数 K 为( )A2K 1K 2 B.2K1K2C. DK K 2K21K2 21解析：将题给前两个反应依次编号为、，由 2可得：CH 4(g)2H 2O(g)= CO2(g) 4H2(g)，则该反应的平衡常数 K ，C 项正确。K21K2答案：C2工业上用 CO
2、2 生产燃料甲醇时发生反应：CO 2(g)3H 2(g) CH3OH(g)H 2O(g) H187.4 kJmol 1 ，下列图像中正确的是 ( )解析：该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动， CO2 的体积分数增大，A 项错误；该反应为放 热反应，升高温度，v(正)、v(逆)均增大，平衡向逆反应方向移动，则 v(逆)v(正)， B 项正确；升高温度，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，且该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移 动，CO 2 的转化率减小，C 项错误 ；增大压强，v(正)、 v(逆)均增大，由于 该反 应为气体分子数减小的反应，故平衡正向移动，则 v(正)v(逆)
3、 ，D 项错误。答案：B3(2017长沙模拟 )一定条件下，在体积为 2 L 的密闭容器中，3 mol X 和 3 mol Y 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( )A60 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
4、项，升高32 32 0.4 mol2 L60 s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(2017海淀区模拟 )密闭容器中，由 H2 和 CO 直接制备二甲醚(CH 3OCH3)，其过程包含以下反应：. CO(g) 2H 2(g) CH3OH(g) H190.1 kJmol 1. 2CH 3OH(g) CH3OCH3(g)H 2O(g)H224.5 kJmol1当其他条件相同时，由 H2 和 CO 直接制备二甲醚的
5、反应中，CO 平衡转化率随条件 X 的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )A由 H2 和 CO 直接制备二甲醚的反应为放热反应B条件 X 为压强CX 增大，二甲醚的产率一定增大DX 增大，该反应的平衡常数一定减小解析：根据盖斯定律2可得：2CO(g)4H 2(g) CH3OCH3(g)H 2O(g) H204.7 kJ/mol，所以由 H2 和 CO 直接制备二甲 醚的反应为放热反应，A 正确。由图像可知，CO 的平衡转化率随 X 的增大而减小，如果条件 X 为压强的话，对于反应 2CO(g)4H 2(g) CH3OCH3(g)H 2O(g)来说，压强增大，平衡正向移动，CO 的平衡转化率
6、增大，B 错。CO 的平衡转化率减小，二甲醚的产率减小，C错。只要 X 不是温度， 则增大 X，反应的平衡常数不 变， D 错。答案：A5.已知某密闭容器中存在下列平衡：CO(g)H 2O(g)CO2 (g) H2(g)，其他条件不变，平衡时 c(CO2)与温度t 的关系如图所示。下列说法错误的是( )A平衡状态 A 与 C 相比，平衡状态 A 的 c(CO)较小B在 t2 时，D 点的反应速率：v(逆)v( 正)C反应 CO(g) H2O(g) CO2(g)H 2(g)的 H0D若 t1、t 2 时的平衡常数分别为 K1、K 2，则 K1Kb，C 错误；根据方程式，该反应是一个气体体积增大的
7、可逆反应，加压，平衡向逆反应方向移动， 对应同一温度，氮气含量低对应较大压强，所以 p2p1，D 错误。故选 A。答案：A7(2017孝感检测 )80 时，在 2 L 密闭容器中充入 0.40 mol N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g) HQ kJmol 1 (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B20 40 s 内，v(N 2O4)0.004 molL 1 s1C100 s 时再通入 0.40 mol
8、 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 molL1 s1 ，B 项12 12 0.20 molL 1 0.12 molL 140 s 20 s错误；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 N2O4 的转化率减小，C 项错误；反应达到平衡时，c (NO2)0.30 molL1 ，生成 NO2 的物质的量为 0.30 molL1 2 L0.60 mol，由热化学方
9、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：D8相同温度下，体积均为 0.25 L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：X 2(g)3Y 2(g) 2XY3(g) H92.6 kJmol 1实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表示所示：起始时各物质物质的量/mol容器编号 X2 Y2 XY3达平衡时体系能量的变化 1 3 0 放热 23.15 kJ 0.6 1.8 0.8 Q(Q0)下列叙述不正确的是( )A容器、中反应的平衡常数相等B容器 中反应达到平衡时放出的热量为 Q23.15 kJ
10、C达平衡时，两个容器中 XY3 的物质的量浓度均为 2 molL1D若将容器体积缩小为 0.20 L，则达平衡时放出的热量大于 23.15 kJ解析：平衡常数只与温度有关，温度不变， 对同一反应平衡常数不变， A 正确；容器中放出 23.15 kJ 热量， 则生成 XY3 的物质的量为 223.15 kJ92.6 kJmol 10.5 mol，X2(g)3Y 2(g) 2XY3(g)起始量/mol: 1 3 0转化量/mol: 0.25 0.75 0.5平衡量/mol: 0.75 2.25 0.5可知平衡时容器中 X2、Y2 和 XY3 的物质的量分别为 0.75 mol、2.25 mol 和
11、0.5 mol，与 为完全等效平衡，所以，平衡 时容器中 X2、Y2 和 XY3 的物质的量也分别为 0.75 mol、2.25 mol 和 0.5 mol，可知 的反应向逆反应方向进行，反应过程需要吸收热量，故 B 错误；由 B 计算可知此时 XY3 的物质的量浓度均为2 molL1 ，C 正确；若容器体积为 0.20 L，增大压强平衡向正反应方0.5 mol0.25 L向移动，放出热量增多，D 正确。答案：B9将 2 mol A 和 1 mol B 充入 V L 的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2A(g)B(g) 2C(g)。平衡时 C 的体积分数(%) 随温度和压强的变化如表所示：压
12、强/MPa体积分数/% 温度/ 1.0 2.0 3.0350 54.0 a b415 c 40.0 d550 e f 36.0下列判断正确的是( )AbeB415 、2.0 MPa 时 B 的转化率为 60%C该反应的 H0D平衡常数 K(550 )K(350 )解析：该反应是气体体积减小的反应，加压平衡右移，C 的体积分数增加， 则b54.0，e 36.0，所以 be ，A 正确，设转化的 B 的物质的量为 x mol；在一定条件下发生反应 2A(g) B(g) 2C(g)起始量/mol: 2 1 0转化量/mol: 2x x 2x平衡量/mol: 22x 1x 2xC 的体 积分数为 40
13、%，则： 100%40%，解得：x0.5，所以 B2x2 2x 1 x 2x的转化率为： 100%50%，B 错误；该反应为气体体积缩小的反应，温度0.5 mol1 mol为 415 时 c 处对应的压强较 小，则 c40.0，然后根据都是 1.0 MPa,350 和 415 ，温度升高而 C 的体积分数减小，则该反应为放热反应，H0， C 错误；该反应为放热反应，升温平衡左移，平衡常数减小， 则 K(550 )K(350 )， D 错误。答案：A10(2017潍坊模拟 )在 1 L 密闭容器中放入 0.1 mol X，在一定温度下发生反应：X(g) Y(g)Z(g) H0，容器内气体总压强
14、p 随反应时间 t 的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )A升高温度，Y 的平衡浓度减小Bt 2 时 X 的转化率为 80%C从反应开始到 t1 时的平均反应速率 v(X) molL1 min10.04t1D若 X 的初始投入量为 0.2 mol，则平衡时容器内总压强为 1.8106 Pa解析：A 项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，Y 的平衡浓度减小，正确；B 项，设到 t2时反应的 X 的物质的量为 m mol，X(g) Y(g)Z(g)起始量/mol 0.10 0 0转化量/mol m m mp0.910 6Pa(mol) 0.10m m m在恒容容器中，气体的压强之比等于物质的量之
15、比，有 ，解0.10 m m m0.1 0.90.5得 m0.08，所以 X 的转化率为 100%80%，正确；C 项，设到 t1时反应的0.080.10X 的物质的量为 x mol，X(g) Y(g)Z(g)起始量/mol 0.10 0 0转化量/mol x x xp0.710 6Pa/mol 0.10x x x在恒容容器中，气体的压强之比等于物质的量之比，有 ，解得0.10 x x x0.1 0.70.5x0.04，所以 v(X) mol/(Lmin) mol/(Lmin)，正确； D 项，恒容容器中，0.041t1 0.04t1若充入 0.2 mol X，放入与原来相同的 2 个容器中，
16、与原来达到同一平衡，但现在容器的体积不变，相当于增大压强，平衡逆向移 动，平衡时气体的体积小于原来的 2 倍，则平衡时容器内的总压强小于 1.8106Pa，错误。答案：D11已知反应：CO(g)3H 2(g) CH4(g)H 2O(g)。起始以物质的量之比为11 充入反应物，不同压强条件下，H 2 的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N 点标记为)。下列有关说法正确的是( )A上述反应的 HK2解析：减小压强时，平衡逆向移动，正、逆反应速率均减小，A 项错误；从 b 点到 c点，起始时 n(CO)增大，平衡正向移动，B 项错误；在恒温恒容下，反应体系中混合气体的密度始终保持不变，故密度不
17、变不能说明反应达到平衡状态，C 项错误；在其他条件相同时，T 2T 1，N2 的体积分数增大， 说 明平衡正向移动， 该反应的正反应为放热反应，则 T2T1，K1K2，D 项正确。答案：D13在温度、初始容积相同的甲、乙两个密闭容器中，按不同方式投入反应物(如图所示)，发生反应：3X(g)Y(g) 2Z(g) H0。保持温度不变，测得平衡时的有关数据如下：恒容容器甲 恒压容器乙Y 的物质的量/mol n1 n2Z 的体积分数 1 2下列说法正确的是( )A平衡时容器乙的容积一定比反应前大B平衡时容器甲的压强一定比反应前大Cn 2n1D 21解析：容器乙内反应向正反应方向进行，气体的总物质的量减
18、小，恒温恒压下，气体的体积之比等于物质的量之比，故平衡时容器乙的容积一定比反应前小，A 项错误；无法确定容器甲中反应是正向进行，还是逆向进行，故平衡时容器甲的压强不一定比反应前大，B 项错误 ；容器甲内反应所达到的平衡状 态可以等效为开始时投入 3 mol X、1 mol Y，并在相同条件下达到的平衡状态，容器甲中随着反应进行压强减小，容器乙内反应所达到的平衡状态相当于增大容器甲的压强达到的平衡状态，增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，即向正反应方向移动，故 n1n2，21，C 项错误，D 项正确。答案：D14一定条件下，反应：6H 22CO 2 C2H5OH 3H2O 的数据如图所示。下列说法正确的是( )反应物起始物质的量之比：曲线：n(H 2)n(CO 2)2曲线：n(H 2)n(CO 2)1.5A该反应的 H0B达平衡时，v(H 2)正 v(CO 2)逆Cb 点对应的平衡常数 K 值大于 c 点Da 点对应的 H2 的平衡转化率为 90%答案：D
