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1、1 专题 2 化学反应速率与化学平衡 ( 时间： 90 分钟满分： 100 分) 一、选择题 ( 本题包括16 小题，每小题3 分，共 48 分) 1在一定条件下发生反应2A(g)=2B(g) C(g) ，将 2 mol A 通入 2 L 容积恒定的密闭 容器甲中，若维持容器内温度不变，5 min 末测得 A的物质的量为0.8 mol，用 B的浓度变化 来表示该反应的速率为( ) A0.24 mol/(Lmin) B0.08 mol/(Lmin) C0.06 mol/(Lmin) D0.12 mo l/(L min) 2 相 同 温 度 下 ， 体 积 均 为0.25 L 的 两 个 恒 容
2、容 器 中 发 生 可 逆 反 应 ： X2(g) 3Y2(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 如下表所示： 容器编号 起始时各物质的量/mol 达平衡时体 系能量的变化X2Y2XY3 1 3 0 放热 46.3 kJ 0.8 2.4 0.4 Q(Q0) 下列叙述不正确的是( ) A容器、中反应平衡时XY3的浓度相同 B容器、中达到平衡时各物质的百分含量相同 C达平衡时，两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 mol L 1 D若容器体积为0.20 L ，则达平衡时放出热量大于46.3 kJ 3下列有关化学反应速率的说法中正确的是( ) A氢
3、气与氮气能够缓慢地反应生成氨气，使用合适的催化剂可以提高化学反应速率 B等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同浓度的盐酸反应，反应速率相等 C用铁片与硫酸制备氢气时，浓硫酸可以加快产生氢气的速率 D增大反应CO2(g) H2(g)CO(g)H2O(g) 的压强，反应速率不变 4一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO ： MgSO 4(s) CO(g)MgO(s)CO2(g) SO2(g) H0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后， 纵坐标y随x变化趋势合理的是( ) 选项x y A 温度容器内混合气体的密度 2 B CO的物质的量CO2与 C
4、O的物质的量之比 C SO2的浓度平衡常数K D MgSO 4的质量 ( 忽略体积 ) CO的转化率 5在一定温度下的恒容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不 再改变时，表明反应：A(s) 2B(g)C(g) D(g) 已达平衡的是( ) A混合气体的压强B混合气体的密度 CC、D的物质的量的比值D气体的总物质的量 6t时，某平衡体系中含有X、Y、Z、W四种物质，此温度下发生反应的平衡常数表 达式为K c 2（ Y） c（Z）c（W ） 。有关该平衡体系的说法正确的是( ) A当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达平衡 B增大压强，各物质的浓度不变 C升高温度，平衡
5、常数K增大 D增加 X的量，平衡既可能正向移动，也可能逆向移动 7一定温度下，向容积为2 L 的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质 的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( ) A该反应的化学方程式为3B4D6A2C B反应进行到1 s 时，v(A) v(D) C反应进行到6 s 时， B的平均反应速率为0.05 mol/(Ls) D反应进行到6 s 时，各物质的反应速率相等 8在 425 时，在1 L 密闭容器中充入下列气体物质进行的反应达到平衡，分析下图 所示示意图，下列说法不正确的是( ) 3 A同温同压下，只要物质比例适当，从正、逆反应方向都可以建立同一平衡状态
6、B上述图像表示的反应为H2(g) I2(g)2HI(g) C图 (1) 中 H2的转化率图(2) 中 HI 的转化率 100% D相同条件下，分别从正、逆方向建立等同的平衡状态，所需时间相同 9下列有关化学反应速率和化学平衡的说法不正确的是( ) A对于化学反应来说，反应速率越快，反应现象不一定越明显 BN2(g) 3H2(g)2NH3(g) H0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2) 和氢 气的平衡转化率均增大 C化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品，化学平衡理论可指导怎样用有 限的原料多出产品 DCaCO3(s)=CaO(s) CO2(g) 室温下不能自发进行，说明该反应的
7、H0 10在一定温度下， 将等物质的量的CO和水蒸气通入恒容密闭容器中，发生反应： CO(g) H2O(g)CO2(g) H2(g) ，一段时间后反应达到平衡。对该反应描述不正确的是( ) A达平衡时CO的物质的量达到最小 B此间 CO2和 H2的浓度总是相等 C未达平衡前正反应速率总是大于逆反应速率 D若在 CO中引入 18O，则达平衡时，18O只可能存在于 CO和 CO2中 11化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法不正确的是 ( ) A对反应：aA(s) 2B(g)xC(g) ，根据图可以求出x2 B图可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化 C图表
8、示压强对可逆反应2A(g) 2B(g)3C(g) D(g) 的影响，乙的压强大 D升高温度，图表示的反应中反应物的转化率增大 12某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如 图变化规律 ( 图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)： 4 根据以上规律判断，下列结论正确的是( ) A反应： H0，p2p1 B反应： H0，T2T1或 HT1 13已知反应：A3B=2C D 在某段时间内以A 的浓度变化表示的化学反应速率为1 molL 1 min1，则此段时间内以 C的浓度变化表示的化学反应速率为( ) A0.5 mol L 1min1 B1 mol L 1 mi
9、n1 C2 mol L 1 min 1 D3 mol L 1 min1 14下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是( ) 选项反应甲乙 A 外形、大小相近的金属和 水反应 K Na B 4 mL 0.01 mol/L KMnO 4溶 液，分别和不同浓度的 H2C2O4(草酸 ) 溶液各 2 mL 反应 0.1 mol/L的 H2C2O4溶液0.2 mol/L的 H2C2O4溶液 C 5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶 液和 5 mL 0.1 mol/LH2SO4 溶液反应 热水冷水 D 5 mL 4%的过氧化氢溶液分 解放出 O2 无 MnO2粉末加 MnO2
10、粉末 5 15下列说法正确的是( ) A自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 B凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 C反应 2Mg(s) CO2(g)=C(s) 2MgO(s)能自发进行，则该反应的H0 D常温下，反应C(s) CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的H0 16在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应： 甲： C(s) H2O(g)CO(g)H2(g) ； 乙： CO(g) H2O(g)CO2(g) H2(g) 现有下列状态： 混合气体平均相对分子质量不再改变恒温时，气体压强不再改变各气体组成 浓度相等 反应体系中温度保持不变断裂氢氧键速率是断裂
11、氢氢键速率的2 倍混合气体 密度不变 单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为91 其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( ) AB CD 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答 案 二、非选择题( 本题包括5 小题，共 52 分) 17(8 分) 反应 3Fe(s) 4H2O(g)= 高温 Fe3O4(s) 4H2(g) 在一可变容积的密闭容器中进行， 试回答： (1) 增加 Fe的量，其反应速率_( 填“增大”、“不变”或“减小”，下同) 。 (2) 将容器的体积缩小一半，其反应速率_。 (3) 保持体积不变，充入N2使体系压强增大
12、，其反应速率_。 (4) 保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其反应速率_。 18 (14 分)200 时，将a mol H2(g) 和b mol I2(g) 充入到体积为V L 的密闭容器中， 发生反应： I2(g) H2(g)2HI(g) 。 (1) 反应刚开始时， 由于c(H2) _，c(I2) _，而c(HI) _， 所以化学反应速率_最大，而 _最小 ( 为零 ) ； 6 (2) 随 着 反 应 的 进 行 ， 反 应 混 合 物 中 各 组 分 浓 度 的 变 化 趋 势 为c(H2)_ ， c(I 2)_ ， 而c(HI)_， 从 而 化 学 反 应 速 率v( 正 )_ ，
13、 而 v( 逆)_ ； (3) 当反应进行到v(正 ) 与v( 逆)_ 时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条 件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物 的转化率和生成物的产率及体系的总压强( 或各组分的分压) 都将 _。 19 (10 分) 草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：MnO 4H2C2O4H Mn2 CO 2 H2O(未配平 ) 。用 4 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液， 研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下： 组别10% 硫酸体积 /mL 温度/ 其他物质
14、 2 20 2 20 10 滴饱和 MnSO4溶液 2 30 1 20 1 mL 蒸馏水 (1) 该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。 (2) 如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验_和_( 用表 示，下同 ) ；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验_和_。 (3) 对比实验和， 可以研究 _对化学反应速率的影响，实验中加入1 mL 蒸馏水的目的是_ 。 20 (10 分) 镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。 羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为 Ni(s) 4CO(g) 50 Ni(CO)4(g) H0 完成下列填空： (1) 在温度不变的情况
15、下，要提高反应中Ni(CO)4的产率，可采取的措施有_、 _。 (2) 已知在一定条件下的2 L密闭容器中制备Ni(CO)4，粗镍 ( 纯度 98.5%，所含杂质不与 7 CO 反应 ) 剩余质量和反应时间的关系如图表示。Ni(CO)4在 010 min的平均反应速率为 _。 (3) 若反应达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重新达到平衡时_。 a平衡常数K增大 b CO的浓度减小 cNi 的质量减小 d v逆Ni(CO) 4 增大 (4) 简述羰基法提纯粗镍的操作过程。 21 (10 分) 已知 NO2和 N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g) H57 kJ mol 1， 一
16、定温度下，将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中。 (1) 下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。 (2)若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数 _( 填“增大”、 “不变”或“减小” ) ， 反应 3 s 后 NO2的物质的量为0.6 mol，则 0 3 s 内的平均反应速率v(N2O4) _ molL 1s1。 (3) 达到平衡后，若向该恒压容器中再充入0.5 mol He，则平衡将 _( 填“向左移 动”、“向右移动”或“不移动”) 。 (4) 该反应在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。 下列说法正确的是
17、_( 填字母序号 ) 。 aA、C两点两处的颜色：A深， C浅 bA、C两点 NO2的转化率： AC cB、C两点的气体的平均相对分子质量：B C d由状态B到状态 A，可以用加热的方法 参考答案与解析 1 导学号02490147 解析：选D。根据题中数据首先计算v(A) ，则v(A) 2 mol 0.8 mol 2 L 5 min 0.12 mol/(L min) ， 再 由v(A) v(B) 1 1可 得 ：v(B) 0.12 mol/(L min)。 2 导学号 02490148 解析：选 C。 由化学方程式判断两个容器中的反应属于等效平衡， 8 即达到平衡时各物质的量全部相同，浓度也相
18、同，因此A、B项正确。当容器体积减小时，平 衡向气体物质的量减小的方向即正反应方向移动，因此会继续放出热量，则D项正确。达平 衡时， XY3的物质的量浓度为4 mol L 1，C项错误。 3 导学号 02490149 解析： 选 A。锌粉与盐酸的接触面积大，所以锌粉与盐酸反应产 生氢气的速率比锌片快，B 错误；浓硫酸能够使铁钝化，形成的氧化膜隔绝了硫酸与铁的接 触，反应停止，C 错误；尽管反应前后气体的物质的量不变，但增大压强，体积缩小，反应 体系中的有关气体的浓度增大，反应速率增大，D错误。 4导学号 02490150 解析：选 A。通过题给条件，判断平衡移动的方向，分析平衡移 动后各量的变
19、化规律，再结合图像进行判断。A.该反应的正反应是吸热反应，当升高温度时， 平衡向正反应方向移动，生成气体的质量增加，由于容器的容积不变，所以容器内混合气体 的密度增大，A项正确。 B. 方法一：增大CO的物质的量，平衡向正反应方向移动，生成CO2 的量虽然增多， 但平衡时CO增加的量要比CO2增加的量要多， 所以 CO2与 CO的物质的量之比 减小。方法二：因为容器的容积不变，增加CO的物质的量，相当于增加了CO的浓度，由于 反应物中只有CO为气体，根据“等效平衡”原理，增加CO的物质的量的过程可以看作是增 大压强的过程，即平衡向逆反应方向移动，所以CO2与 CO的物质的量之比应该减小。C.
20、增加 SO2的浓度，虽然平衡向逆反应方向移动，但由于温度没有改变，所以平衡常数K不变。D.MgSO4 是固体，虽然它的质量增加了，但平衡并不发生移动，所以CO的转化率不会因为MgSO4质量 的增加而增大。 5 导学号 02490151 解析：选B 。判断可逆反应达平衡状态的标志是v(正) v( 逆) 和各成分的百分含量保持不变。而此反应是反应前后气体体积不变的反应，气体的压强、总 物质的量始终不变， 不能用来判断反应是否达到平衡，故 A、 D错； 根据化学方程式，n(C) n(D) 11 始终不变，故C错。 6 导学号 02490152 解析： 选 A。首先根据平衡常数的定义推知，反应前后气体
21、的体 积保持不变， 即平衡体系中Y是生成物且是气体，Z 和 W是反应物且也是气体，X未计入平衡 常数中，说明X 是固体或液体，但不能确定是反应物还是生成物，由此可知，A 正确。增大 压强虽然平衡不移动，但由于体积变小，因此各物质的浓度均增大，B 错误。由于反应的热 效应未知，因此C错误。 X未计入平衡常数中，X量的多少不影响平衡状态，D错误。 7 导学号 02490153 解析： 选 C。各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学 计量数之比，n(A) n(B) n(C) n(D) (1.2 0)mol(1.0 0.4)mol (1.0 0.2)mol (0.4 0)mol 6342，所以化
22、学方程式为3B4C6A2D，A错误； 不论 在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比，B、D错误。 8 导学号 02490154 解析：选 D。 比较图 (1) 和图 (2) 可知，两平衡状态的c(HI) 、c(H2)、 c(I 2) 均相同，化学反应方程式均为H2(g) I2(g)2HI(g) ，图 (1) 中 H2的转化率为 9 1.00 0.21 1.00 100% 79% ，图(2) 中 HI 的转化率为 2.00 1.58 2.00 100% 21% ，故 A、B、C正确。 9 导学号 02490155 解析：选 B。酸碱中和反应速率很快，但没有明显现象，A项正 确；合成
23、氨的反应是放热反应，升高温度，反应速率加快，但平衡左移，反应物的转化率减 小， B 项错误；化学反应速率理论可寻找加快反应速率的方法，化学平衡理论可寻找使平衡 右移的方法，前者可提高单位时间内产量的多少，后者可提高原料的利用率，C 项正确； D 项中反应S0，但室温下不能自发反应，故该反应的H0，D项正确。 10 导学号 02490156 解析：选D。该反应向正反应方向进行，所以反应物的物质的 量减小，直至达平衡状态，A正确；反应由CO(g)和 H2O(g) 从开始到达平衡，CO2和 H2物质的 量按照11 生成，所以，此间CO2和 H2的浓度总是相等， B 正确；反应由正反应开始，未 达平衡
24、前，反应向正反应方向进行，v正v逆，到达平衡时v正v逆，C正确； CO、H2O 、CO2 中都可能含有 18O ，故 D错误。 11 导学号 02490157 解析：选B。图单位时间内B减少的物质的量等于C增加的 物质的量，二者的化学计量数相同，即x 2，A项正确；图改变反应体系的温度正、逆反 应速率均改变，而图中逆反应速率增大，正反应速率减小，不可能是改变温度，B项错误； 图中反应前后体积不变，改变压强平衡不移动，但可改变达到平衡的时间，乙比甲先达到 平衡，则乙的压强大，C 项正确；图中正、逆反应速率曲线的交点为平衡点，升高温度后 正反应速率大于逆反应速率，平衡右移，反应物的转化率增大，D项
25、正确。 12 导学号 02490158 解析：选C。反应中温度降低，A 的平衡转化率升高，说明 平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，Hp1，A错；反应中T1时先达到平衡，说明T1T2，温度降低，n(C) 增 大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，HT1， 则温度升高，A 的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应， H0，D错。 13 导学号 02490159 解析：选C。根据化学反应速率之比等于化学方程式中相应物 质的化学计量数之比，可得出：v(C) 2v(A) 2 mol L 1min1。 14 导学号 02490160 解析：选C。反应速率与物质的本
26、性有关，由于K比 Na活泼， 故 K的反应速率快，且Na 、K与水反应放热，反应速率逐渐加快，图像A错误；由于起始乙 中 H2C2O4浓度大，故反应速率比甲中快，图像B 错误；甲中热水的温度高，反应速率快，随 着反应的进行反应物的浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，图像C 正确； MnO 2在 H2O2的分解中起催化作用，故乙中反应速率大于甲，图像D错误。 15 导学号 02490161 解析： 选 D。 反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若 H0， 则一定能自发进行， 若 H0， S0， S0，则可能自发进行，是否自发和温度有关，A、B两项错误； C项 S0， 若 H0， D项正确
27、。 16 导学号 02490162 解析：选D。甲中反应是气体质量、体积增大的反应，乙中反 应是气体质量、体积不变的反应。建立平衡的过程中对于甲中反应：所表示的物 理量均为变量，当它们不变时，可逆反应即达到平衡状态；对于乙中反应：所表示的物 理量均为变量，当它们不变时，可逆反应即达到平衡状态。综上分析，其中能表明甲、乙容 器中反应都达到平衡状态的是和。 17 导学号 02490163 解析： (1)Fe 为固态反应物，增加其用量并不影响其浓度，因 此增加 Fe 的量对反应速率几乎无影响。(2) 容器体积缩小一半，即压强增大，H2O(g) 和 H2的 物质的量浓度增大，反应速率增大。(3) 体积
28、不变充入N2，容器内总压强增大，但N2不参与 反应，容器内H2和 H2O(g) 的物质的量浓度并没有增加或减小，因此反应速率基本不变。(4) 充入 N2，使容器体积增大，总压强虽然不变，但容器内H2和 H2O(g) 的物质的量浓度减小，反 应速率变小。 答案： (1) 不变(2) 增大(3) 不变(4) 减小 18 导学号 02490164 解析：由题意可知，反应刚开始时，c(H2) 和c(I 2)最大，分别 为 a V mol/L 、 b V mol/L ，而c(HI) 为 0，故v( 正) 最大，v( 逆) 0；随着反应的进行，H2和 I2 不断消耗，其浓度逐渐减小，故v( 正) 减小，而
29、HI 的浓度逐渐增大，v(逆) 增大，当v(正) v( 逆) 时即达平衡状态，外界条件不变，则平衡不移动，题中各种量都将保持不变。 答案： (1) a V mol/L b V mol/L 0 v( 正) v( 逆) (2) 减小减小增大减小增大 (3) 相等保持不变 19 导学号 02490165 解析： (1) 根据电子得失守恒列式可得： n(MnO 4) (7 2) n(H2C2O4) 2(4 3) ， 则n(MnO 4) n(H2C2O4) 25。 (2) 研究某一因素对化学反应速率的影响时，要保证其他各条件完全相同。 (3) 对比和，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅有c(H ) 不同
30、，故可研究 c(H ) 对反应速率的影响。加1 mL 水的目的是确保c(KMnO4) 、c(H2C2O4) 不变和总体积不变。 答案： (1)2 5(2) (3)c(H )( 或硫酸溶液的浓度 ) 确保所有实验中 c(KMnO4) 、c(H2C2O4) 不变和总体积不变 20 导学号02490166 解析： (1) 反应是正向气体体积缩小的放热反应，因此，根 据平衡移动原理，在温度不变的情况下可采取增大CO浓度，加压的方法提高产率；(2) 根据 题意，反应的Ni 为 1 mol，则生成Ni(CO)4为 1 mol，反应速率为 1 mol 2 L 10 min 0.05 molL 11 1min
31、1；(3) 反应是正向气体体积增大的吸热反应，则降低温度平衡逆向移动，平衡常 数K、CO的浓度、 Ni 的质量、v逆Ni(CO)4 都减小； (4) 根据反应的特点可提纯粗镍。 答案： (1) 增大 CO浓度加压 (2)0.05 molL 1min1 (3)bc (4) 把粗镍和CO放于一个水平放置的密闭的玻璃容器中，然后在低温下反应，一 段时间后在容器的一端加热。 21 导学号02490167 解析： (1) 作为化学平衡状态的标志，须由原来的“变量”变 到“不变量”，方可说明。a 图在恒压条件下，随着反应的进行生成NO2，气体的总的物质的 量不断增加， 容器的体积增大，故密度变小， 当密度
32、不变时， 可说明化学反应达到平衡状态， a 正确； b 图，作为反应热H，只与这个化学方程式有关，是一个不变量，它不会随着反应 “量”的变化而变化，b 错误； c 图， 用化学反应速率判断可逆反应是否达到平衡状态时，一 定是“异向”，且它们的速率之比等于化学计量数之比，c 错误； d 图，当 N2O4的转化率不变 时，说明v( 正) v( 逆) ，反应达到了平衡状态，d 正确。 (2) 平衡常数是温度的函数，只受温 度的影响， 故化学平衡常数不变。由题意可知，NO2的化学反应速率v(NO2) 0.2 molL 1s 1，由化学反应速率之比等于化学计量数之比，得出 v(N2O4) 0.1 mol
33、 L 1s1。(3) 恒压 容器中再充入He ，体积增大，相当于减压，平衡左移。(4) 升高温度，平衡右移，二氧化氮 的体积分数增大，则T1T2。相同温度下，增大压强达到新的平衡，体系中各种物质的浓度 均增大，体系颜色变深，即A浅，C深，a 错误；增大压强，平衡左移，二氧化氮的转化率增 大， b 正确； B点处于低温低压下，C点处于高温高压下，温度和压强对平衡移动的作用是相 反的，其最终结果NO2的体积分数不变，B、C 两点所处平衡状态中各组分的含量分别相等， 平均相对分子质量：BC，c 错误；相同压强下，升高温度，平衡右移，二氧化氮的体积分 数增大，可以由状态B移动到状态A，d 正确。 答案： (1)ad (2) 不变0.1 (3) 向左移动(4)bd