1、- 1 -“化学反应速率化学平衡”一、选择题1容积固定的 2L密闭容器中，充入 X、 Y各 2mol，发生可逆反应：gZgA，并达到平衡，以 Y的浓度改变表示的反应速率 v（正） 、 （逆）与时间 t的关系如图73所示。则 的平衡浓度的表达式正确的是（式中 S指对应区域的面积） 。 （ ） 。A 2()SaObB 1()SaObC dD d解析： Y的初始浓度为 1molL， abdOS表示 Y向正反应方向进行时减少的浓度，而 bOdS则表示 向逆反应方向进行时增大的浓度，反应减小的浓度是正反应减少的浓度与逆反应增加的浓度之差，即： aObSabdOS，表示 向正反应方向进行时“净”减少的浓度
2、，所以 Y的平衡浓度表达式为1。本题答案为选项 B。2对于简单反应 A(g)C(g)abcA，有如下关系： v（正） 1(A)Babkc， v（逆）2(C)ck， 1、 2k都是常数，且在同一温度下与物质的起始浓度无关，若把混合物的体积缩小到原来的一半，则正反应速率增加到原来的（ ） 。A a倍 B b倍 C 2b倍 D 2ab倍解析：若把混合物的体积缩小到原来的一半，物质的浓度都会变为原来的 2倍，则 0v()12()2()abakcv。本题答案为选项 D。3在合成氨生产过程中，为防止催化剂中毒用铜氨液法除去变换后的一氧化碳： 32332Cu(NH)Ac(aqCO(g)NH()Cu()OAc
3、(aq)A， kJ/molHQ。该吸收反应在常温常压下很难进行，则适宜的吸收反应的条件应为（ ） 。A 10kP， 70B 10kP， - 2 -C 10kPa， 80D 10kPa， 8解析：由题意可知：该反应的正反应是吸热反应，正反应是气体体积减小的反应，增大压强有利于向正反应方向进行，为了除去一氧化碳，要使反应向正反应方向进行，应该用较高的温度和高压。本题答案为选项 C。4在一定温度下，在一固定容积的密闭容器中存在如下平衡： 224NO(g)()A。现在维持容器温度和容积均不变的情况下，向容器中补充 2ga，待建立新的平衡时，平衡混合物中 2NO的体积分数与原平衡状态相比是（ ） 。A增
4、大 B减小C不变 D以上三种情况都有可能解析：设想一个中间过程：由此可知：第一个过程中平衡不移动，将容器压缩到原来体积，平衡正向移动，即平衡混合物中 2NO的体积分数变小。本题答案为选项 B。5丙酮与碘在酸性介质中发生如下反应： 33232CHOICHOI 。实验证明，在 2时，该反应的化学反应速率与物质的量浓度之间存在如下关系式：33(CHO)(vkcc，式中 k为速率常数，在该温度下， 3.10k，试推测开始时反应速率和反应后期反应速率的变化情况是（ ） 。A反应速率先减小后增大B反应速率先增大后减小C反应速率始终不变D无法判断解析：设反应前 H浓度为 0()c， 33CHO的浓度为 03
5、3CHOc，在反应中的某一时刻， 33O减少的浓度为 x， 增加的浓度为 x（反应过程中，溶液的体积是定值） 。因此在反应的某一时刻， 33()()vkcc，根据数学中的一元二次函数的图像可得答案。本题答案为选项 B。6工业上目前利用甲烷在 Fe、 Co、 Ni等过渡金属催化下，高温裂解生成 2H：42H(g)s(g)A，图 734是温度对甲烷转化率的影响，下列有关说法正确的是（ ）- 3 -A甲烷裂解属于吸热反应B同一温度下，使用不同催化剂时 4CH转化率不同C增大体系压强，可提高甲烷的转化率D在 150以上时，甲烷的转化率很高，但几乎得不到炭黑，其原因是在高温下该反应为放热反应解析：由图像
6、知：温度升高，甲烷的转化率增加，即：随着温度升高反应向正方向移动，所以甲烷裂解属于吸热反应，所以选项 A 正确。催化剂只改变反应速率，不改变平衡，所以选项 B 错误。反应物气体总体积小于生成物气体总体积，因此增大体系压强，反应逆向移动，降低了甲烷的转化率，所以选项 C 错误。150以上，甲烷转化率很高，但同时碳会与空气中的氧气发生反应，所以得不到炭黑，此反应是吸热反应，所以选项 D 错误。本题答案为选项 A。二、填空题7在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板。两侧分别进行如图 735所示的可逆反应：各物质的起始加入量为： A、 B和 C均为 40mol， D为 65ol， F为 2
7、0mol，设 E为 olx。当 x在一定范围内变化时，均可以调节反应器的温度，使两侧反应均达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请回答以下问题：（1）若 等于 45，则右侧反应在起始时向哪个方向移动？欲使起始反应维持向该方向进行，则 的最大取值应在什么范围？（2）若 x分别为 和 0，则在这两种情况下，当反应达到平衡时， A的物质的量是否相等？解析：（1）向正方向移动， x的取值范围是小于 7mol；（2）不相等；因为这两种情况下达到的平衡建立在不同的温度下，而温度不同，反应器左端的平衡状态肯定不一样。8在 0和 521Pa的条件下，反应以 A(g)D()Egade建立平衡后，在不加入任
8、何- 4 -物质的条件下逐步增大体系的压强（温度维持不变） ，下表列出不同压强下反应建立平衡时物质 D的浓度。压强（ Pa） 5210510610的浓度（ mol/L） .8.2.4根据表中的数据，回答以下问题：（1）压强从 5210增加到 5Pa时，平衡向_（填“正”或“逆” ）反应移动，理由是_。（2）压强从 Pa增加到 61l0时，平衡向_（填“正”或“逆” ）反应移动，理由是_。解析：（1）逆； D物质浓度增大的倍数小于压强增大的倍数。（2）正； 物质浓度增大的倍数大于压强增大的倍数。9已知 KT、 kPap时，在容积为 LV的密闭容器中充有 1molA和 lB。保持恒温恒压，使反应
9、AgBC达到平衡时， C的体积分数为 40%，试回答下列问题。（1）欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中加入 2olA和 mlB，则反应达到平衡时，容器的体积为_。 的体积分数为_；（2）若另选一容积不变的密闭容器，仍控制温度为 KT，使 1l和 l反应达到平衡状态， 的体积分数仍为 40%，则该密闭容器的体积为_。解析：（1）恒压恒温时，由 pVnRT知，气体的体积分数等于其物质的量的分数，即在 p、T不变时， molA和 1lB达到平衡状态时， C的物质的量分数为 40%，从而推出平衡时容器的体积为 57V。同样条件下加入 2molA和 lB求其平衡时容器的体积，可以建立如下等
10、效平衡。（2）由于反应的条件为相同的温度、体积及相同的物质的量，开始且平衡时物质 C的体积分数相同，即与题设的状态相同，此时整个体系的状态相同，即 p、 T、 V相同。本题答案为：（1） 107V； 4%。 （2） 57V。10把 2N、 H以体积之比为 混合均匀后分成四等份，分别充入 A、 B、 、 D四个装有铁触媒的真空密闭容器（容积不变）中，在保持温度相同条件下，四个容器相继达到化学平衡状态，分析下表中的数据回答下列问题：容器代号 ABC- 5 -平衡时混合物的平均式量 1617平衡时 2N的转化率 20%平衡时 H的转化率 30（1）平衡时，_容器中 3NH所占的比例最大。（2）达到平
11、衡时，所需时间最长的是_。（3）四个容器的压强由小到大的排列顺序是_。解析：（1）设四个容器内的 2和 均为 lmo。在 A容器中 23NHA起始 mol1 0变化 0. 6 .4平衡 l 8 则平均相对分子质量 128()1.750.mMn， 2H的转化率 0.61%0。在 B容器中 23NHA起始 mol 1 变化 0. 0.2平衡 l 9 7 混合气体平均相对分子质量 182(B)16.7.970.M， 2N的转化率 0.1%0。即在 A、 B容器中 、 2N、 2H， A中 5、 %、 ， B中 67、 、30%。（1） 2N和 2H越大，平衡混合气体 3的含量越大， M也越大；而 A
12、中 最大，则含 3的物质的量分数最大，所以选项 A 正确。（2）容器体积越大，起始浓度越小，反应速率越小，达到平衡所需时间越长，所以选项 C正确。（3）反应前，四个容器中 2(N)n和 2(H)相同，反应温度也相同，但转化率不同，说明四个容器的容积不同，体积越小，浓度越大，反应物转化率越高， M越大，所以容积为ADBC。本题答案为：（1） A；（2） C；（3） ADB。11盛夏的夜晚，小明同学花了一个月的时间，在黑暗的草丛中，细数萤火虫的闪光频率。温度从 46，测得如下表的闪光频率：温度/ 5220198164内光频率 1/s20178146097结果发现可应用阿累尼乌斯定律加以规范。试回答
13、下列问题：- 6 -（1）试利用上表数据证实阿累尼乌斯定律，并计算闪光行为的活化能。 （附一张方格纸及半对数纸）（2）导致萤火虫闪光的反应机理可能相当复杂，但利用阿累尼乌斯定律的这种过程推导，其意义如何？试简述之。解析：本题考查学生对数据的处理能力及其探索求新能力。由于闪光频率 fk（阿累尼乌斯定律中的 k） ，因此 lnk与 1T呈线性关系，斜率 aEmR。通过作图可得斜率 150m，最后的活化能 aE12.5J/molR。应用阿累尼乌斯定律求出的活化能应为萤火虫闪光反应的表观活化能。这样推导的意义在于找出萤火虫与温度之间的数学关系，即通过数据分析，建立数学模型。12在温度为 830K时，下
14、列可逆反应具有某些特殊性质： 222CO(g)H()(g)CO()A。若起始浓度 2()ol/Lc、 3mol/Lc，反应达到平衡时， 的转化率为 60%；如果将 2HO的起始浓度加大到 6l，则 的转化率为 75%。请注意上述有关数据，并总结规律，完成下列问题：设 830K时，起始浓度 2(CO)ol/Lca、 2(HO)ol/Lcb，反应达到平衡时 2(H)mol/Lc。（1）当 b不变时， 减少，重新达到平衡时， C的转化率_， 2O的转化率_（填“上升” 、 “下降”或“不变” ） ；（2）当 5a， 209c时， b_；（3）当 b时， _；（4）用以表示 、 、 c之间关系的代数式
15、是_。解析：（1）在 830K时，设总体积为 1L，根据反应 222CO(g)H()(g)CO()A可知，CO6%时，参加反应的 (CO)2mol/60%1.moln，则2.molH14。75时，参加反应的 ()l/L75.l，则2.l0256o。由计算可得：增加水蒸气的浓度， CO转化率增加，而水的转化率降低，并且0%41， 7%10。由上述计算可总结一些规律：A各反应物的转化率之和为 。用代数式表示为： 1cab。- 7 -B增大一种反应物浓度，则该物质的转化率降低，而另一种反应物的转化率升高，且升高率与该物质的转化率降低率相等。则可得：（1）当 b不变、 a以减小时， CO转化率增大，
16、2HO转化率减小。（2）当 5a， 209c时，由 1cb 可得： 4b。（3）也是根据 1b可求得。本题答案为：（1）上升，下降；（2） 4；（3） 12；（4） 1cab。13在一定温度下，把 2体积 2N和 6体积 H通入一个带有活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，且不考虑活塞的质量及摩擦，如图 736所示。容器中发生以下反应： 223N(g)3H()N(g)QA。若反应达到平衡后，测得混合气体为 7体积，据此回答下列问题：保持上述反应温度不变，使 a、 b、 c分别代表初始加入的 2、 H和 3N的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的体积分数仍与上述平衡时完全相同，那么
17、：（1）若 a， 2c，则 _，在此情况下，反应起始时将向_（填“正”或“逆” ）方向进行。（2）若规定起始时反应向逆反应方向进行，则 c的范围是_。（3）在上述装置中，若需控制平衡后的混合气体的体积为 65体积，则可采取的措施是_。解析：（1） 3，逆（原因是这些物质加起来还不足 7体积，所以平衡向气体体积扩大方向移动） ；（2） 4c ；（3）降低温度（因为 657，所以平衡必须向逆反应方向移动，而压强和物质的配比关系在这里是无法改变的） 。14对下列反应： 222H(g)NO()H(l)NgA进行了反应速率测定，测定结果见附表。附表反应的起始速率和起始浓度的实验数据（ 80）起始浓度（
18、310mol/L）实验序号 (NO)c2(H)c生成 2N的起始反应速率 31mol/(Ls) 6.01.0.9 6 . 3. .5- 8 - 1.06.00.48 2 192 3. . .3（1）通过分析表中的数据找出生成 2N的反应速率与 O和 2H起始浓度的关系。（2）计算 80和 O、 2H的起始浓度都为 3601molL时，生成 2N的起始反应速率。解析：（1）固定一种反应物的起始浓度，改变另一种反应物的起始浓度，根据浓度变化的倍数关系可得一种反应物的起始浓度与反应速率的关系。根据实验， (N)c不变，则有：3 32 21 1(H).06.029cv，333219.50()v。可见，
19、 c增大倍数与生成 2N的起始反应速率增大的倍数相同，即 22(N)Hvc。根据实验， 2(H)不变，则有： 325544(NO)1.908cv，663.3()。可见，生成 2的起始反应速率与 (NO)c的平方成正比，即 22(N)O)vc。综上所述，可得出生成 N的反应速率与 和 2H起始浓度的关系如下：222()(H)Ovkc。上式中 为速率常数，此值可从的六组实验中求平均值得到。（2）计算 80和 、 2的起始速率都为 3601molL时，生成 2N的起始反应速率。提示：从的六组实验中求平均值得到 K，代入计算式即可求得。15自然界中的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加
20、深 1km，压强增大约 2503kPa。在地壳内 2SiO和 HF存在以下平衡：24SiO(s)4HF(g)()(g)148.9kJA。根据题意完成下列填空：（1）在地壳深处容易有_气体逸出，在地壳浅处容易有_沉积。（2）如果上述反应的平衡常数 K值变大，该反应_（填编号） 。- 9 -A一定向正反应方向移动B在平衡移动时正反应速率先增大后减小C一定向逆反应方向移动D在平衡移动时逆反应速率先减小后增大（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，_（填编号） 。A 22(HF)(O)v B 24(HO)(SiF)vvC 2Si的质量保持不变 D反应物不再转化为生成物（4）若反
21、应的容器容积为 20L，反应时间 80min，容器内气体的密度增大了 012g/L，在这段时间内 HF的平均反应速率为_。解析： K值增大，说明反应向正方向移动，在本题中，反应是放热反应， K值增大说明温度降低，所以反应速率刚开始是降低的，但是随着反应的进行，温度升高反应速率逐渐增大。本题答案为：（1） 4Si， 2O， 2Si。 （2） AD。 （3） BC。 （4） 01mol(Lin)。16用天然气及煤气生产 C、 H等合成气，再在合成塔中， 25和 MPa的条件下在催化剂（ CuO、 Zn、 23Al和 23V）表面合成甲醇。合成气经循环利用，最终碳元素全部转化为甲醇。主要工艺流程图如
22、图 7所示：试回答下列问题：（1）催化剂（ CuO、 Zn、 23A1和 23VO）中， Cu和 ZnO是按质量之比为 1 组成的，由于体系中有 2，可以使 u的比例保持相对恒定，从平衡角度考虑，该反应的化学方程式为_。（2）参考合成反应 23C(g)H()C(g)A的平衡常数：温度/ 010203040平衡常数 671.942.151下列说法中正确的是_。A该反应正反应是放热反应B该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应 0SC在 t时， 1L密闭容器中，投入 01molCO和 20olH，达到平衡时， CO转化率为 40%，则此时的平衡常数约为 463D工业上采用稍高的压强
23、（ 5MPa）和 2时，原料气转化率最高- 10 -（3）假定生产合成气时，只有和两个反应，和中 CO、 2及 H合成甲醇时原子利用率最高，且各物质均无剩余（假定转化率为 10%） 。反应产生的气体与反应产生的气体最佳体积之比为_。（4）某合作学习小组按照上题（3）的结论，取的产物与的产物混合气体 672L（标准状况） ，其中 CO的体积分数为 x，通过模拟装置合成得到甲醇的物质的量随 C体积分数变化的函数关系式，并画出图像（假定 CO先与 2H反应， CO完全反应后， 2O才与 2H反应，且各步转化率均为 10%） 。解析：（1）依据可逆反应中 2生成， 2可抑制平衡移动，因此反应的化学方程
24、式为：2COuCA（或 2uCA） 。（2）依据温度升高，平衡常数减小。因此正反应是放热反应。又因为正反应中气体分子数减小，因此 0S，该反应的平衡常数 322(HO)0.46.31cK，因此答案为AC。（3）设产生的气体总体积为 1V，其中 C体积为 14V， 2体积为 14V，为满足过剩的2H为 14V，设产生的气体总体积为 2，其中 2O体积为 ， H体积为 2，为满足，则3 ，解得 14 。因此答案为 1 ；（4）产物总物质的量为 3mol，由题意可知： CO为 3molx，产物中 2H为 9molx，2CO物质的量为 ol91.5l6l2x；产生 H的量也为 1.5l6ol。若 20V，则 .25x。若按（3）的讨论， 4 ，即 32x1，解答 0.。因此分别讨论：当 0.2x时，2(CO)()1.56.3.9ynx；若 0.2x 时，则反应中 2H不足，39.0.x；若 .2.5 ，则反应中 2过量，
