第七章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡章末綜合檢測(七)(時間：60分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分)1(2018吉林模擬)在氧化釹(Nd2O3)等稀土催化劑的作用下可發(fā)生反應(yīng)：4CO2NO2=N24CO2，若該反應(yīng)的反應(yīng)速率分別用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示，則下列關(guān)系正確的是()A.v(CO)v(NO2)B.v(NO2)v(CO2)C.v(N2)v(CO2) D.v(N2)v(CO)解析：選A。根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)之比，可得v(CO)v(NO2)，2v(NO2)v(CO2)，4v(N2)v(CO2)，4v(N2)v(CO)，故A項正確，B、C、D三項錯誤。2對于可逆反應(yīng)2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H<0，下列說法正確的是()A加入催化劑，平衡正向移動B在恒溫、恒容條件下，加入氫氧化鈉，平衡不移動C在恒溫、恒壓條件下，通入氦氣，平衡不移動D降溫，平衡正向移動解析：選D。A項，催化劑不影響化學(xué)平衡的移動，A錯；B項，加入的NaOH會吸收二氧化碳?xì)怏w，平衡正向移動，B錯；C項，恒溫、恒壓下通入氦氣，體系體積會增大，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，則平衡逆向移動，C錯。3如圖是恒溫下某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時間變化的示意圖。下列敘述與示意圖不符合的是()A反應(yīng)達(dá)平衡時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等B該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，增大反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動，達(dá)到平衡狀態(tài)C該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，減小反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動，達(dá)到平衡狀態(tài)D同一種反應(yīng)物在平衡狀態(tài)和平衡狀態(tài)時濃度不相等解析：選C。根據(jù)圖像分析，改變條件瞬間正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率不變，說明增加了反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動，平衡狀態(tài)時正、逆反應(yīng)速率相等，平衡狀態(tài)與平衡狀態(tài)反應(yīng)物濃度不相等，故A、B、D三項正確，C項錯誤。4在一定溫度下，向2 L恒容密閉容器中充入1 mol A，發(fā)生A(g)B(g)C(g)反應(yīng)。反應(yīng)過程中c(C)隨時間變化的曲線如圖所示，下列說法不正確的是()A反應(yīng)在050 s的平均速率v(C)1.6103 molL1s1B該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.025C保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(B)0.11 molL1，則該反應(yīng)的H<0D反應(yīng)達(dá)平衡后，再向容器中充入1 mol A，該溫度下再達(dá)到平衡時，0.1 molL1<c(C)<0.2 molL1解析：選C。A項，在前50 s，C的濃度變化量為0.08 molL1，所以反應(yīng)速率1.6103 molL1s1，正確；B項，在250 s達(dá)平衡，C的濃度為0.10 molL1，根據(jù)方程式計算，平衡時A的濃度為0.4 molL1，B的濃度為0.1 molL1，則平衡常數(shù)K0.025，正確；C項，保持其他條件不變，升溫，平衡時B的濃度比原來多，則說明平衡正向移動，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，錯誤；D項，再充入1 mol A，相對于加壓到原來的2倍壓強(qiáng)，平衡逆向移動，C的濃度比原來的濃度大，但小于原來的2倍，正確。5(2018石家莊模擬)某溫度下，反應(yīng)2A(g)B(g)H0在密閉容器中達(dá)到平衡，平衡后a，若改變某一條件，足夠時間后反應(yīng)再次達(dá)到平衡狀態(tài)，此時b，下列敘述正確的是()A在該溫度下，保持容積固定不變，向容器內(nèi)補(bǔ)充了B氣體，則a<bB若ab，則改變的條件可能是使用了催化劑C若其他條件不變，升高溫度，則a<bD若保持溫度、壓強(qiáng)不變，充入惰性氣體，則a>b解析：選B。A項中增加B氣體，相當(dāng)于壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，則b<a，A錯誤；C項中升高溫度，平衡正向移動，則b<a，C錯誤；D項中若保持溫度、壓強(qiáng)不變，充入惰性氣體，則體積增大，平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動，即逆向移動，則a<b，D錯誤。6(2018鹽城高三模擬)一定溫度下，在三個體積均為0.5 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO(g)Cl2(g)COCl2(g)，其中容器中5 min時到達(dá)平衡。容器編號溫度/起始物質(zhì)的量/mol平衡物質(zhì)的量/molCOCl2COCl2COCl25001.01.000.85001.0a00.56000.50.50.50.7下列說法中正確的是()A容器中前5 min的平均反應(yīng)速率v(CO)0.16 molL1min1B該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C容器中起始時Cl2的物質(zhì)的量為0.55 molD若起始時向容器加入CO 0.8 mol、Cl2 0.8 mol，達(dá)到平衡時CO轉(zhuǎn)化率大于80%解析：選C。A項，容器中前5 min的平均反應(yīng)速率v(COCl2)0.32 molL1min1，依據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比分析，v(CO)0.32 molL1min1，故A錯誤；B項，依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，和比較，升溫，COCl2的物質(zhì)的量減小，說明平衡逆向移動，則逆向為吸熱反應(yīng)，正向為放熱反應(yīng)，故B錯誤；C項，依據(jù)中數(shù)據(jù)求算500 時的平衡常數(shù)：CO(g)Cl2(g)COCl2(g)起始濃度(molL1) 2 2 0轉(zhuǎn)化濃度(molL1) 1.6 1.6 1.6平衡濃度(molL1) 0.4 0.4 1.6反應(yīng)的平衡常數(shù)K10，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為100%80%，依據(jù)中數(shù)據(jù)，結(jié)合方程式可知，CO(g)Cl2(g)COCl2(g)起始濃度(molL1) 2 2a 0轉(zhuǎn)化濃度(molL1) 1 1 1平衡濃度(molL1) 1 2a1 1則有10，解得a0.55，故C正確；D項，反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，若起始向容器中加入0.8 mol CO和0.8 mol Cl2，相當(dāng)于減壓，平衡逆向移動，CO平衡轉(zhuǎn)化率降低，小于80%，故D錯誤。7某溫度下，反應(yīng)2A(g)B(g)C(g)的平衡常數(shù)為1，在容積為2 L的密閉容器中加入A(g)。20 s時測得各組分的物質(zhì)的量如下表：物質(zhì)A(g)B(g)C(g)物質(zhì)的量/mol1.20.60.6下列說法正確的是()A反應(yīng)前20 s的平均速率為v(A)0.6 molL1s1B20 s時，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率C達(dá)平衡時，A(g)的轉(zhuǎn)化率為100%D若升高溫度，平衡常數(shù)變?yōu)?.5，則反應(yīng)的H<0解析：選D。由題意知前20 s的平均速率為v(A)2v(B) 20.03 molL1s1，A項錯誤；20 s時，Q0.25<K，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，B錯誤；反應(yīng)是可逆反應(yīng)，平衡時A(g)的轉(zhuǎn)化率不可能為100%，C項錯誤；升高溫度，平衡常數(shù)從1變?yōu)?.5，平衡常數(shù)變小，反應(yīng)放熱，H<0，D項正確。8(2015高考安徽卷)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為N2(g)O2(g)2NO(g)。一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng)，如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是()A溫度T下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)KB溫度T下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，混合氣體的密度減小C曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑D若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的H<0解析：選A。A.由曲線a可知，達(dá)到平衡時c(N2)c1 molL1，則生成的c(NO)2(c0c1) molL1，故K。B.反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣體，當(dāng)容器保持恒容時，混合氣體的密度始終保持不變。C.催化劑的加入只能改變反應(yīng)速率而不可能使平衡發(fā)生移動，故加入催化劑后達(dá)到平衡時，c(N2)仍為c1 molL1。D.若曲線b改變的是溫度，根據(jù)達(dá)到平衡時曲線b對應(yīng)的時間短，則對應(yīng)溫度高，升高溫度時c(N2)減小，平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，H>0。二、非選擇題(本題包括4小題，共52分)9(14分)工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應(yīng)中能量的變化；圖2表示一定溫度下，在體積為2 L的密閉容器中加入 4 mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化。 請回答下列問題：(1)在圖1中，曲線_(填“a”或“b”)表示使用了催化劑；該反應(yīng)屬于_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)下列說法正確的是_。A起始充入的CO為2 molB增加CO濃度，CO的轉(zhuǎn)化率增大C容器中壓強(qiáng)恒定時，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)D保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1 mol CO和 2 mol H2，再次達(dá)到平衡時會減小(3)從反應(yīng)開始到建立平衡，v(H2)_；該溫度下CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為_。若保持其他條件不變，將反應(yīng)體系升溫，則該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)_(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)請在圖3中畫出平衡時甲醇百分含量(縱坐標(biāo))隨溫度(橫坐標(biāo))變化的曲線，要求畫壓強(qiáng)不同的2條曲線(在曲線上標(biāo)出p1、p2，且p1<p2)。(5)已知CH3OH(g)O2(g)CO2(g)2H2O(g)H192.9 kJ/mol，又知H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，請寫出32 g的CH3OH(g)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：_。解析：(3) CO(g)2H2(g) CH3OH(g)起始濃度： 1 mol/L 2 mol/L 0轉(zhuǎn)化濃度： 0.75 mol/L 1.5 mol/L 0.75 mol/L平衡濃度： 0.25 mol/L 0.5 mol/L 0.75 mol/Lv(H2)0.15 molL1min1，K12。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡左移，平衡常數(shù)減小。(4)注意：升溫平衡左移，而升壓平衡右移。答案：(1)b放熱(2)AC(3)0.15 molL1min112減小(4)(5)CH3OH(g)O2(g)CO2(g)2H2O(l)H280.9 kJ/mol10(10分)(2018茂名模擬)二甲醚具有優(yōu)良的燃燒性能，被稱為21世紀(jì)的“清潔能源”，以下為其中一種合成二甲醚的方法：在一定溫度、壓強(qiáng)和催化劑作用下，在同一反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.1 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H224.5 kJmol1CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H341.2 kJmol1(1)寫出CO2(g)和H2(g)轉(zhuǎn)化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式：_。(2)一定條件下，原料氣中n(H2)/n(CO2)比值和溫度對CO2平衡轉(zhuǎn)化率影響的實驗數(shù)據(jù)如圖。溫度為T1 K時，在1 L反應(yīng)容器中投入2 mol CO2和8 mol H2進(jìn)行反應(yīng)，試計算達(dá)到平衡時CO2的濃度為_。結(jié)合數(shù)據(jù)圖，歸納CO2平衡轉(zhuǎn)化率受外界條件影響的變化規(guī)律：a_。b_。(3)為研究初始投料比與二甲醚產(chǎn)率關(guān)系，在一定溫度和壓強(qiáng)下，投入一定物質(zhì)的量的H2、CO、CO2進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)二甲醚的平衡產(chǎn)率隨原料氣中n(CO)/n(CO)n(CO2)比值增大而增大，試分析其原因：_。解析：(1)首先寫出化學(xué)方程式及物質(zhì)的狀態(tài)：2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)?？芍繕?biāo)化學(xué)方程式可由已知化學(xué)方程式中2得到，利用蓋斯定律計算H2H1H2122.7 kJmol1。(2)由題圖知T1 K達(dá)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則剩余1 mol CO2。計算得濃度為1 molL1。相同溫度時比較原料氣中n(H2)/n(CO2)比值對轉(zhuǎn)化率的影響，原料氣中n(H2)/n(CO2)比值一定時判斷溫度對轉(zhuǎn)化率的影響。答案：(1)2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)H122.7 kJmol1(2)1 molL1a.其他條件不變，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨n(H2)/n(CO2)比值增大而增大b其他條件不變，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度升高而減小(3)CO的含量增大，反應(yīng)平衡將向逆反應(yīng)方向移動，既消耗更多的水，又增大了CO2和H2的含量，從而促使反應(yīng)和的平衡向正反應(yīng)方向移動，二甲醚產(chǎn)率增大(答案合理即可)11(13分)(2018廣州模擬)已知Ca(OH)2和鎢酸鈣(CaWO4)都是微溶電解質(zhì)，兩者的溶解度均隨溫度升高而減小。在鎢冶煉工藝中，將氫氧化鈣加入鎢酸鈉堿性溶液中得到鎢酸鈣，發(fā)生反應(yīng)：WO(aq)Ca(OH)2(s)CaWO4(s)2OH(aq)。(1)如圖為不同溫度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線。計算T1時Ksp(CaWO4)_。T1_T2(填“>”“”或“<”)。(2)反應(yīng)的平衡常數(shù)K理論值如表所示：溫度/255090100K79.96208.06222.88258.05該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_。該反應(yīng)的H_0(填“>”“”或“<”)。由于溶液中離子間的相互作用，實驗測得的平衡常數(shù)與理論值相距甚遠(yuǎn)。50 時，向一定體積的鎢酸鈉堿性溶液c(Na2WO4)c(NaOH)0.5 molL1中，加入過量Ca(OH)2，反應(yīng)達(dá)到平衡后WO的沉淀率為60%，計算實驗測得的平衡常數(shù)：_。(3)制取鎢酸鈣時，適時向反應(yīng)混合液中添加適量鹽酸，分析作用：_。解析：(1)分析T1時CaWO4的沉淀溶解平衡曲線知Ksp(CaWO4)c(Ca2)c(WO)11010。Ca(OH)2和CaWO4的溶解度均隨溫度升高而減小，分析圖像中的數(shù)據(jù)知溫度為T1時兩物質(zhì)的溶解度較大，故T1<T2。(2)分析表中數(shù)據(jù)知反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大，說明升高溫度平衡正向移動，該反應(yīng)的H>0。答案：(1)11010<(2)K>Ca(OH)2(s)WO(aq)CaWO4(s)2OH(aq) 0.5 0.5 0.560%0.3 0.6 0.2 1.1K6.05(3)加入鹽酸，消耗反應(yīng)生成的OH，使溶液中OH濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，提高WO的沉淀率12(15分)(2015高考全國卷)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?；卮鹣铝袉栴}：(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為_。(2)已知反應(yīng)2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為_kJ。(3)Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為_。上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min時，v正_ min1。由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，相應(yīng)的點分別為_(填字母)。解析：(1)濃縮液中碘元素以I的形式存在，I具有還原性，可將MnO2還原為Mn2。(2)設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為x，則2x436 kJ151 kJ11 kJ，x299 kJ。(3)由表中數(shù)據(jù)可知，無論是從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始，最終x(HI)均為0.784，說明此時已達(dá)到了平衡狀態(tài)。設(shè)HI的初始濃度為1 molL1，則： 2HI(g)H2(g) I2(g)初始濃度/molL1 1 00 轉(zhuǎn)化濃度/molL1 0.216 0.108 0.108平衡濃度/molL1 0.784 0.108 0.108K。建立平衡時，v正v逆，即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2)，k逆k正。由于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故k逆k正k正。在t40 min 時，x(HI)0.85，則v正0.002 7 min10.8521.95103 min1。因2HI(g)H2(g)I2(g)H0，升高溫度，v正、v逆均增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動，HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，H2、I2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大。因此，反應(yīng)重新達(dá)到平衡后，相應(yīng)的點分別應(yīng)為A點和E點。答案：(1)MnSO4(或Mn2)(2)299(3)1.95103A、E