化学反应速率训练(5).doc

化学反应速率和化学平衡专项训练
一、化学平衡状态的建立及其移动
1．对于可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说法正确的是 (　　)
A．H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2∶1
B．反应进行的净速率是正、逆反应速率之差
C．正、逆反应速率的比值是恒定的
D．达到平衡时，正、逆反应速率相等
2．一定条件下，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 (　　)
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
3．对于X＋YZ的平衡，若增大压强，Y的转化率增大，则X和Z可能的状态是(　　)
A．X为液态，Z为气态 B．X为固态，Z为气态
C．X为气态，Z为气态 D．无法确定
4．从植物花汁中提取的一种有机物，可简化表示为HIn，在水溶液中因存在下列电离平衡，故可用作酸、碱指示剂：

在上述溶液中加入下列物质，最终能使指示剂显黄色的是 (　　)
A．盐酸 B．NaHCO3溶液
C．NaHSO4溶液 D．Na2O2(固体)
二、化学平衡图像
5．25 ℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，
发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和
c(Sn2＋)变化关系如图所示。下列判断正确的是 (　　)
A．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大
B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小
C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0
D．25 ℃时，该反应的平衡常数K＝2.2

6. 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)
＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意
图如右图所示。由图可得出的正确结论是 (　　)
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
7．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是 (　　)

A．CO2(g)＋2NH3(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH<0
B．CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0
C．CH3CH2OH(g) CH2===CH2(g)＋H2O(g)　ΔH>0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g) 2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0
三、化学平衡常数与转化率
8．700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)＋
H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2＞t1)：
反应时间/min
n(CO)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
0.60
t1
0.80

t2

0.20
下列说法正确的是 (　　)
A．反应在t1 min内的平均速率为v(H2)＝ mol·L－1·min－1
B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，达到平衡时n(CO2)＝0.40 mol
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率不变，H2O的体积分数不变
D．温度升高至800 ℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
9．在一固定体积的密闭容器中，充入2 mol CO2和1 mol H2发生如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数与温度(T)的关系如下表：
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_____________________________________。
(2)若反应在830 ℃下达到平衡，则CO2气体的转化率为________。
(3)若绝热时(容器内外没有热量交换)，平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大，则容器内气体温度________(填“升高”、“降低”或“不能确定”)。
(4)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_________
_____________________________。
A．容器内压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
E．c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)
10．已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)　ΔH＞0，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为____________。
(2)若反应温度升高，M的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝____________。
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。
11．已知，一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。
(1)已知2CO(g) CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS____0(填“大于小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS____0。
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)　ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ·mol－1　ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是____________________________________。
四、化学反应速率和化学平衡的综合应用
12．某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固 体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s) 2NH3(g)` ＋CO2(g)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/mol·L－1
2.4×10－3
3.4×10－3
4.8×10－3
6.8×10－3
9.4×10－3
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数：_________________________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH____0(填“>”、“＝”或“<”)，熵变ΔS____0(填“>”、“＝”或“<”)。
(2)已知：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O，该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO－)随时间的变化趋势如下图所示。

⑤计算25.0 ℃时，0～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率：__________________。
⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：
________________________________________________________________________。
13．利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图所示。

(1)在0～30小时内，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ、vⅢ从大到小的顺序为________________；反应开始后的12小时内，在第______种催化剂作用下，收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。该反应ΔH＝＋206 kJ·mol－1。
①在右面坐标图中，画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标 注)。
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应器，某温度 下反应达平衡，平衡常数K＝27，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求CH4的平衡 转化率(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802 kJ·mol－1
写出由CO2生成CO的热化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．B　 2．C　3．C　4．B　6．D　7.A 8．B　
9．(1)　(2)33.3%　(3)降低　(4)BC
10．(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41%
11．(1)小于　大于　(2)小于1 240 K
12．(1)①BC　②K＝c2(NH3)·c(CO2)＝2·＝×(4.8×10－3)3≈1.6×10－8　③增加　④>　>
(2)⑤0.05 mol·L－1·min－1
⑥25 ℃时反应物的起始浓度较小，但0～6 min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15.0 ℃时的大
13．(1)vⅢ>vⅡ>vⅠ　Ⅱ
(2)①　②91%(或0.91)
(3)CO2(g)＋3H2O(g)CO(g)＋2O2(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋1 008 kJ·mol－1