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專題檢測（五） 化學反應速率與化學平衡 一、選擇題(每小題有1～2個選項符合題意) 1．將0.6 mol A和0.5 mol B充入0.4 L密閉容器中發(fā)生2A(g)＋B(g)mD(g)＋E(g)，經過5 min后達到化學平衡，此時測得D為0.2 mol。又知5 min內用E表示的平均反應速率為0.1 molL－1min－1，下列結論正確的是(　　) A．A、B均轉化了20% B．m值為1 C．5 min內用A表示的平均反應速率為0.1 molL－1min－1 D．平衡時混合物總物質的量為1 mol 解析：選B　5 min內E的物質的量變化值Δn＝0.1 molL－1min－15 min0.4 L＝0.2 mol。 　　　 2A(g)＋B(g)mD(g)＋E(g) n(始)/mol 0.6 0.5 0 0 Δn/mol 0.4 0.2 0.2 0.2 n(平)/mol 0.2 0.3 0.2 0.2 故α(A)＝100%≈66.7%，α(B)＝100%＝40%；＝，m＝1；v(A)＝2v(E)＝0.2 molL－1min－1; n(總)＝(0.2＋0.3＋0.2＋0.2)mol＝0.9 mol。 2．如圖所示為800 ℃時X、Y、Z三種氣體在密閉容器中反應時濃度的變化，只從圖上分析不能得出的結論是(　　) A．發(fā)生的反應可表示為2X(g)2Y(g)＋Z(g) B．前2 min X的分解速率為0.1 molL－1min－1 C．開始時，正逆反應同時開始 D．2 min時，X、Y、Z的濃度之比為2∶3∶1 解析：選C　根據圖像，反應過程中X的濃度減小，Y、Z濃度增大，因此X為反應物，Y、Z為生成物，根據濃度的變化量可以確定反應為2X(g)2Y(g)＋Z(g)，A正確；前2 min，v(X)＝＝0.1 molL－1min－1，B正確；開始時加入的物質為X和Y，沒有Z，C錯誤；根據圖像，2 min時，X、Y、Z的濃度分別為0.2 molL－1、0.3 molL－1、0.1 molL－1，D正確。 3．下列有關說法不正確的是(　　) A．某吸熱反應能自發(fā)進行，因此該反應是熵增反應 B．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) 在常溫下能自發(fā)進行，則該反應的ΔH>0 C．反應NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) 在室溫下能自發(fā)進行，則該反應的ΔH<0 D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) 室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應的ΔH>0 解析：選B　A項，當ΔH－TΔS＜0時，反應能自發(fā)進行，吸熱反應的ΔH＞0，能自發(fā)，說明ΔS＞0，正確；B項，反應為氣體體積減小的反應，ΔS＜0，若反應能自發(fā)進行，則ΔH－TΔS＜0，故反應的ΔH＜0，錯誤；C項，根據該反應中各物質的聚集狀態(tài)可知，該反應的ΔS<0，在室溫下該反應能自發(fā)進行，則該反應為放熱反應，正確； D項，不能自發(fā)進行說明該反應ΔH－TΔS>0，該反應ΔS>0，則ΔH>0，正確。 4．PCl3和PCl5都是重要的化工原料。將PCl3(g)和Cl2(g)充入體積不變的2 L密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)，并于10 min時達到平衡。有關數據如表所示： PCl3(g) Cl2(g) PCl5(g) 初始濃度(molL－1) 2.0 1.0 0 平衡濃度(molL－1) c1 c2 0.4 下列判斷不正確的是(　　) A．10 min內，v(Cl2)＝0.04 molL－1min－1 B．當容器中Cl2為1.2 mol時，反應達到平衡 C．升高溫度(T1＜T2)，反應的平衡常數減小，平衡時PCl3的＜1 D．平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同條件下再達平衡時，c(PCl5)＜0.2 mol L－1 解析：選C　　　　　PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g) 起始(molL－1) 2.0 1.0 0 轉化(molL－1) 0.4 0.4 0.4 平衡(molL－1) 1.6 0.6 0.4 10 min內，v(Cl2)＝0.04 molL－1min－1，A正確；平衡時，n(Cl2)＝1.2 mol，B正確；升高溫度，平衡常數減小，說明平衡逆向移動，則PCl3的＞1，C錯誤；移走2.0 mol PCl3 和1.0 mol Cl2后，若平衡不移動，c(PCl5)＝0.2 molL－1，但壓強減小，平衡向逆反應方向進行，故達到平衡時，c(PCl5)＜0.2 molL－1，D正確。 5．一定條件下，反應：6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)的數據如下圖所示[反應物起始物質的量之比：n(H2)∶n(CO2)＝2]。 下列說法正確的是(　　) A．該反應的ΔH>0 B．達到平衡時，v正(H2)＝v逆(CO2) C．b點對應的平衡常數K值大于a點 D．a點對應的H2的平衡轉化率為90% 解析：選D　A項，升溫，CO2的轉化率逐漸減小，平衡左移，正反應為放熱反應，ΔH<0，錯誤；B項，應為v正(H2)＝3v逆(CO2)，錯誤；C項，升溫，平衡左移，b點溫度高，其平衡常數小，錯誤；D項，設生成C2H5OH的物質的量為x mol 　　 6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g) 起始(mol) 2 1 0 0 轉化(mol) 6x 2x x 3x 100%＝60%，x＝0.3，所以H2的平衡轉化率為100%＝90%，正確。 6．在密閉容器中充入一定量NO2，發(fā)生反應2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－57 kJmol－1。在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數隨壓強變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．a、c兩點的反應速率：a>c B．a、b兩點NO2的轉化率：a②>③ C．在P點，CO轉化率為75% D．在P點，向容器②中再充入CO、H2及CH3OH各0.025 mol，此時v(CO)正< v(CO)逆 解析：選C　A項，任選一種情況，升高溫度，甲醇的體積分數減小，平衡逆向移動，說明逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，錯誤；B項，相同溫度下，增大壓強，平衡正向移動，甲醇的體積分數越大，說明壓強由大到小的順序為①>②>③，故容積大小為①<②<③，錯誤；C項，P點甲醇的體積分數為50%，設CO轉化的物質的量為x，則氫氣轉化了2x，甲醇生成了x,50%＝得到x＝0.075，所以CO的轉化率為100%＝75%，正確；D項，設②容器體積為V，P點平衡的時候，CH3OH的物質的量為0.075 mol，濃度為 molL－1，CO的物質的量為0.025 mol，濃度為 mol L－1，H2的物質的量為 0.05 mol，濃度為 molL－1，K＝＝1 200 V2，再充入CO、H2及CH3OH各0.025 mol，同樣的方法計算得到離子積Qc≈356 V2，Qcv(CO)逆，錯誤。 8．將1 mol N2和3 mol H2充入體積可變的恒溫密閉容器中， 在380 ℃下發(fā)生反應： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，平衡時，體系中氨的體積分數φ(NH3)隨壓強變化的情況如下表： 壓強/MPa 10 20 30 40 φ(NH3) 0.30 0.45 0.54 0.60 下列說法正確的是(　　) A．10 MPa時，H2的轉化率為75% B．20 MPa時，NH3的物質的量濃度是10 MPa時的倍 C．40 MPa時，若容器的體積為V L，則平衡常數K＝ D．30 MPa時，若向容器中充入惰性氣體，則平衡向正反應方向移動 解析：選BC　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 開始(mol) 1 3 0 反應(mol) x 3x 2x 平衡(mol) 1－x 3－3x 2x A項，10 MPa時，2x＝0.3(4－2x)mol，解得x＝mol，H2的轉化率為100%，錯誤；B項，20 MPa時，2x＝0.45(4－2x)mol，解得x＝mol，NH3的物質的量濃度是10 MPa時的倍，正確；C項，40 MPa時，2x＝0.6(4－2x)mol，解得x＝0.75 mol，若容器的體積為V L，則平衡常數K＝＝，正確；D項，30 MPa時，若向容器中充入惰性氣體，容器的體積增大，相當于對平衡體系減小壓強，平衡向逆反應方向移動，錯誤。 9．(2019海安高級中學模擬)一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH。起始時只充入CH4與H2O(g)，設＝Z，保持反應壓強不變，平衡時CH4的體積分數w(CH4)與Z和T(溫度)的關系如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．a>3>b B．保持溫度不變，平衡體系加壓后w(CH4)增大 C．溫度為T1、Z＝3時，Y點所對應的反應向逆反應方向進行 D．X點時，H2的體積分數為30% 解析：選BD　由圖可知，以＝3時作比較，增大水蒸氣的物質的量，平衡正向移動，則的比值越大，甲烷的體積分數越小，故a<30，有關實驗數據如表所示： 容器 容積/L 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 平衡 常數 C(s) H2O(g) H2(g) 甲 2 T1 2.0 4.0 3.2 K1 乙 1 T2 1.0 2.0 1.2 K2 下列說法正確的是(　　) A．K1＝12.8 B．T1”“<”或“＝”)，平衡常數K2______(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小，可采取的措施是________________________________________________________________________。 解析：(1)將題干中已知的兩個化學方程式做如下處理：(Ⅰ)2－(Ⅱ)可得4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，則其平衡常數K＝。 (2)根據“三段式”： 　　　　　　 2NO(g)　＋　Cl2(g)　 2ClNO(g) 起始(molL－1) 0.1 0.05 0 轉化(molL－1) 0.1α1 0.05α1 0.1α1 平衡(molL－1) 0.1－0.1α1 0.05－0.05α1 0.1α1 v(ClNO)＝＝7.510－3 molL－1min－1，得α1＝75%，平衡時n(Cl2)＝(0.05－0.05α1) molL－12 L＝0.025 mol。該反應為氣體分子數減小的反應，恒壓條件下相對于恒容條件下，壓強增大，平衡右移，NO的轉化率增大，即α2>α1；化學平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數K2不變；該反應為放熱反應，升高溫度可使平衡常數K2減小。 答案：(1)　 (2)2.510－2　75%?。尽〔蛔儭∩邷囟? 12．(2019揚州中學模擬)氨是一種重要的化工原料，在工農業(yè)生產中有廣泛的應用。 (1)工業(yè)上可用天然氣為原料來制取合成氨的原料氣氫氣。某研究性學習小組的同學模擬工業(yè)制取氫氣的原理，在一定溫度下，體積為2 L的恒容密閉容器中測得如下表所示數據。請回答下列問題： 時間/min CH4(mol) H2O(mol) CO(mol) H2(mol) 0 0.40 1.00 0 0 5 a 0.80 c 0.60 7 0.20 b 0.20 d 10 0.21 0.81 0.19 0.64 ①分析表中數據，判斷5 min時反應是否處于平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)，前5 min反應的平均反應速率v(CH4)＝________。 ②該溫度下，上述反應的平衡常數K＝________。 ③反應在7～10 min內，CO的物質的量減少的原因可能是________(填標號)。 A．減少CH4的物質的量　　 B．降低溫度 C．升高溫度 D．充入H2 (2)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工業(yè)制硝酸的重要反應，在1 L密閉容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他條件不變，測得c(NO)與溫度的關系如圖所示。該反應的ΔH______(填“>”“<”或“＝”)0；T0溫度下，NH3的轉化率為________。 解析：(1)①根據反應CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，結合表中數據5 min時H2為0.60 mol，可知CO為0.20 mol，即c＝0.20，則a＝0.20,7 min時，各物質的物質的量與5 min時相同，所以5 min時反應達到平衡；v(CH4)＝＝0.02 molL－1min－1。②該溫度下平衡時，c(CH4)＝0.10 molL－1，c(H2O)＝0.40 molL－1，c(CO)＝0.10 molL－1，c(H2)＝0.30 molL－1，則K＝＝0.067 5。③10 min時，只有CO的物質的量減少，其他物質的物質的量都增加，所以原因只能是充入氫氣，使平衡逆向移動，選D。(2)由圖像可知，NO的濃度達到最大值后，隨溫度升高，NO的濃度又逐漸減小，所以該反應的ΔH<0，T0時，c(NO)＝3.0 molL－1，則反應消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的轉化率為100%＝75%。 答案：(1)①是　0.02 molL－1min－1　②0.067 5 ③D　(2)<　75% 13．(2019鹽城田家炳中學模擬)“溫室效應”是全球關注的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO2是解決溫室效應的有效途徑。 (1)下列措施中，有利于降低大氣中CO2濃度的有______(填標號)。 a．減少化石燃料的使用 b．植樹造林，增大植被面積 c．采用節(jié)能技術 d．利用太陽能、風能 (2)文獻報道某課題組利用CO2催化氫化制甲烷的研究過程如圖： 反應結束后，氣體中檢測到CH4和H2，濾液中檢測到HCOOH，固體中檢測到鎳粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2的產量和鎳粉用量的關系如圖所示(僅改變鎳粉用量，其他條件不變)： 研究人員根據實驗結果得出結論： HCOOH是CO2轉化為CH4的中間體，即：CO2HCOOHCH4 ①寫出產生H2的反應方程式______________________________________________。 ②由圖可知，鎳粉是________(填標號)。 a．反應Ⅰ的催化劑　　　　　 b．反應Ⅱ的催化劑 c．反應Ⅰ、Ⅱ的催化劑 d．不是催化劑 ③當鎳粉用量從1 mmol增加到10 mmol，反應速率的變化情況是__________(填標號)。 a．反應Ⅰ的速率增加，反應Ⅱ的速率不變 b．反應Ⅰ的速率不變，反應Ⅱ的速率增加 c．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均不變 d．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反應Ⅰ的速率增加得快 e．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反應Ⅱ的速率增加得快 f．反應Ⅰ的速率減小，反應Ⅱ的速率增加 解析：(1)減少化石燃料的使用，可以減少向大氣中排放二氧化碳，a正確；植樹造林，增大植被面積，可以通過光合作用吸收部分二氧化碳，b正確；采用節(jié)能技術，可減少化石燃料的利用，也能減少二氧化碳的排放，c正確；利用太陽能、風能，減少化石燃料的使用，減少二氧化碳的排放，d正確。(2)①鐵粉和水蒸氣在加熱條件下生成Fe3O4和H2，即3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2。②反應前后均有Ni粉，從圖像看，隨著鎳粉的用量不同，曲線的趨勢不同，即反應的快慢不同，滿足催化劑的條件。③從圖像可以分析，隨著Ni的加入，H2和甲酸的量均是快速減小的，即反應速率是增加的，由于甲酸的減少量變化更快，則說明反應Ⅱ速率增加得更快。 答案： (1)abcd　(2)①3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2?、赾?、踖