專題跟蹤檢測 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1.(2018邯鄲模擬)一定條件下，向密閉容器中充入1 mol NO和1 mol CO進(jìn)行反應(yīng)：NO(g)CO(g)N2(g)CO2(g)，測得化學(xué)反應(yīng)速率隨時間的變化關(guān)系如圖所示，其中處于化學(xué)平衡狀態(tài)的點是()Ad點Bb點Cc點 Da點解析：選A由圖可知，a、b、c點的正反應(yīng)速率均大于逆反應(yīng)速率，都未達(dá)到平衡狀態(tài)；只有d點正逆反應(yīng)速率相等，由正逆反應(yīng)速率相等的狀態(tài)為平衡狀態(tài)可知，圖中處于化學(xué)平衡狀態(tài)的點是d點。2(2018沙市模擬)利用反應(yīng)：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H746.8 kJmol1，可凈化汽車尾氣，如果要同時提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的措施是()A降低溫度B縮小體積使壓強增大C升高溫度同時充入N2D及時將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走解析：選BA項，該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，錯誤；B項，增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率增大，正確；C項，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，化學(xué)平衡向吸熱方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率增大，同時充入N2，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率減小，錯誤；D項，將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率增大，但反應(yīng)速率減小，錯誤。3(2018西安模擬)反應(yīng)速率v和反應(yīng)物濃度的關(guān)系是用實驗的方法測定的，反應(yīng)：H2Cl2=2HCl的反應(yīng)速率v可表示為vkcm(H2)cn(Cl2)，式中的k為常數(shù)，m和n的值可用表中數(shù)據(jù)確定。c(H2)/(molL1)c(Cl2)/(molL1)v/(molL1s1)1.01.01.0k2.01.02.0k2.04.04.0k由此可以推得m和n的值正確的是()Am1，n2 Bm，nCm1，n Dm，n1解析：選C三組數(shù)據(jù)分別編號為、，由第組數(shù)據(jù)可得2.0kk2.0m1.0n，可得m1，由第組數(shù)據(jù)可得4.0kk2.0m4.0n，可得n。4(2019屆高三長春質(zhì)檢)已知反應(yīng)：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反應(yīng)：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是()A反應(yīng)的平衡常數(shù)K1B反應(yīng)的平衡常數(shù)KC對于反應(yīng)，恒容時，溫度升高，H2的濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑對于反應(yīng)，恒溫恒容下，增大壓強，H2的濃度一定減小解析：選BA項，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中固體、純液體不需要表示，反應(yīng)的平衡常數(shù)K1，錯誤；B項，反應(yīng)的平衡常數(shù)K1，反應(yīng)的平衡常數(shù)K2，反應(yīng)的平衡常數(shù)為K，正確；C項，對于反應(yīng)，恒容時，溫度升高，H2的濃度減小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，焓變?yōu)樨?fù)值，錯誤；D項，對于反應(yīng)，恒溫恒容下，若通入稀有氣體增大壓強，平衡不移動，H2的濃度不變，錯誤。5.(2018嘉興模擬)某溫度下，在2 L密閉容器中投入一定量的A、B發(fā)生反應(yīng)：3A(g)bB(g)cC(g)HQ kJmol1(Q>0)。12 s時達(dá)到平衡，生成C的物質(zhì)的量為0.8 mol，反應(yīng)過程如圖所示。下列說法正確的是()A前12 s內(nèi)，A的平均反應(yīng)速率為0.25 molL1s1B12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率C化學(xué)計量數(shù)之比bc12D12 s內(nèi)，A和B反應(yīng)放出的熱量為0.2Q kJ解析：選CA項，從反應(yīng)開始到12 s時，A的濃度變化量c0.6 molL1，故v(A)0.05 molL1s1，錯誤；B項，12 s時，B的濃度變化量c0.2 molL1，故3b0.60.231,12 s后達(dá)到平衡，A的消耗速率等于B的生成速率的3倍，錯誤；C項，12 s內(nèi)，B的濃度變化量c0.2 molL1，C的濃度變化量為0.4 molL1，bc0.2 molL10.4 molL112，正確；D項，12 s內(nèi)，反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為1.2 mol，反應(yīng)放出的熱量為Q kJ0.4Q kJ，錯誤。6.CO常用于工業(yè)冶煉金屬。在不同溫度下CO還原四種金屬氧化物達(dá)平衡后氣體中 lg與溫度(T)的關(guān)系曲線如圖。下列說法正確的是()A通過增高反應(yīng)爐的高度，延長礦石和CO接觸的時間，能減少尾氣中CO的含量BCO不適宜用于工業(yè)冶煉金屬CrCCO還原PbO2的反應(yīng)H>0D工業(yè)冶煉金屬Cu時，高溫有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率解析：選BA項，增高反應(yīng)爐的高度，增大CO與鐵礦石的接觸面積，不能影響平衡移動，CO的利用率不變，錯誤；B項，由圖像可知用CO冶煉金屬Cr時，lg一直很高，說明CO轉(zhuǎn)化率很低，不適合，正確；C項，由圖像可知CO還原PbO2的溫度越高，lg越高，說明CO轉(zhuǎn)化率越低，平衡逆向移動，故H<0，錯誤；D項，由圖像可知用CO冶煉金屬Cu時，溫度越高，lg越高，CO轉(zhuǎn)化率越低，錯誤。7(2018天津高考)室溫下，向圓底燒瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氫溴酸，溶液中發(fā)生反應(yīng)：C2H5OHHBrC2H5BrH2O，充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下，C2H5Br和C2H5OH的沸點分別為38.4 和78.5 。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A加入NaOH，可增大乙醇的物質(zhì)的量B增大HBr濃度，有利于生成C2H5BrC若反應(yīng)物均增大至2 mol，則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變D若起始溫度提高至60 ，可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間解析：選D加入NaOH，消耗HBr，平衡左移，乙醇的物質(zhì)的量增大，A項正確；增大HBr濃度，平衡右移，有利于生成溴乙烷，B項正確；原反應(yīng)物按物質(zhì)的量之比11加入，又按物質(zhì)的量之比11反應(yīng)，兩者的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11；若將反應(yīng)物均增大至2 mol，其平衡轉(zhuǎn)化率之比仍為11，C項正確；溫度提高至60 ，化學(xué)反應(yīng)速率雖然加快，但溴乙烷的沸點較低，會揮發(fā)出大量的溴乙烷，導(dǎo)致逆反應(yīng)速率減小，故無法判斷達(dá)到平衡的時間，D項錯誤。8(2018天津和平區(qū)模擬)在300 mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示，下列說法不正確的是()溫度/2580230平衡常數(shù)510421.9105A.上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B25 時反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常數(shù)為2105C80 達(dá)到平衡時，測得n(CO)0.3 mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2 molL1D在80 時，測得某時刻，Ni(CO)4、CO濃度均為0.5 molL1，則此時v(正)>v(逆)解析：選DA項，根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，說明平衡逆向移動，逆向是吸熱反應(yīng)，正向是放熱反應(yīng)，正確；B項，25 時反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常數(shù)與Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，數(shù)值為2105，正確；C項，80 達(dá)到平衡時，測得n(CO)0.3 mol，c(CO)1 molL1，依據(jù)平衡常數(shù)計算公式，K2，則Ni(CO)4的平衡濃度為2 molL1，正確；D項，在80 時，測得某時刻，Ni(CO)4、CO濃度均為0.5 molL1，Qc8>2，說明平衡逆向進(jìn)行，則此時v(正)<v(逆)，錯誤。9一定條件下，反應(yīng)：6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)的數(shù)據(jù)如圖所示。下列說法正確的是()A該反應(yīng)的H>0B達(dá)平衡時，v正(H2)v逆(CO2)Cb點對應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點Da點對應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90%解析：選DA項，升高溫度，CO2的轉(zhuǎn)化率減小，平衡向左移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H<0，錯誤；B項，達(dá)平衡時，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(shù)小，錯誤；D項，6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)起始/mol 2 1 0 0轉(zhuǎn)化/mol 6x 2x x 3x100%60%，解得x0.3，所以H2的平衡轉(zhuǎn)化率為100%90%，正確。10(2018玉林模擬)N2O5是一種新型硝化劑，在一定溫度下可發(fā)生下列反應(yīng)：2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g)HQ kJmol1(Q>0)，某溫度下，向2 L的密閉容器中通入N2O5，部分實驗數(shù)據(jù)如表所示：時間/s05001 0001 500c(N2O5)/(molL1)5.03.52.52.5下列說法正確的是()A500 s內(nèi)N2O5分解速率為6103 molL1s1B該溫度下的平衡常數(shù)K125C反應(yīng)達(dá)平衡時，吸收的熱量為5Q kJD其他條件不變，若開始時c(N2O5)10 molL1，則達(dá)平衡后c(N2O5)5 molL1解析：選BA項，依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析計算500 s內(nèi)N2O5消耗的濃度5.0 molL13.5 molL11.5 molL1，分解速率3103 molL1s1，錯誤；B項，由表中數(shù)據(jù)可知，某溫度下，1 000 s時反應(yīng)到達(dá)平衡，平衡時c(N2O5)2.5 molL1，c(NO2)5 molL1，c(O2)1.25 molL1，平衡常數(shù)K125，正確；C項，根據(jù)反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)HQ kJmol1，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時，消耗N2O5(g)的物質(zhì)的量為2.5 molL12 L5 mol，吸收的熱量為Q2.5Q kJ，錯誤；D項，恒容條件下，若開始時c(N2O5)10 molL1，濃度為原來的2倍，假設(shè)平衡不移動，則達(dá)平衡后c(N2O5)5 molL1，但增大2倍的濃度對于恒容容器相當(dāng)于增大壓強，平衡向氣體體積縮小的逆方向移動，故平衡后c(N2O5)>5 molL1，錯誤。11(2018邯鄲模擬)在一定溫度下將3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)。(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K_。(2)已知在700 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K10.6，則該溫度下反應(yīng)CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)K2_，反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的平衡常數(shù)K3_。(3)已知在1 000 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K4為1.0，則該反應(yīng)為_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(4)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_(填標(biāo)號)。A容器中壓強不變Bc(CO2)c(CO)C生成a mol CO2的同時消耗a mol H2D混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變(5)在1 000 下，某時刻CO2的物質(zhì)的量為2.0 mol，則此時v(正)_v(逆)(填“>”“”或“<”)。解析：(1)根據(jù)方程式可知該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K。(2)反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù) K21.67；反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的平衡常數(shù)K30.77。(3)在1 000 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K4為1.0，升高溫度平衡常數(shù)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。(4)A項，該反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不變，則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器中壓強始終不變，則不能根據(jù)壓強判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，錯誤；B項，c(CO2)與c(CO)的大小與初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，所以不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，錯誤；C項，生成 a mol CO2的同時消耗a mol H2，說明反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；D項，混合氣體的質(zhì)量不變、物質(zhì)的量不變，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變，不能據(jù)此判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，錯誤。(5)根據(jù)方程式可知，CO2H2(g)CO(g)H2O(g) 1.5 1 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5濃度商0.5<1，則反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，所以v(正)>v(逆)。答案：(1)(2)1.670.77(3)吸熱(4)C(5)>12(2018佛山模擬)甲醇水蒸氣重整制氫(SRM)系統(tǒng)簡單，產(chǎn)物中H2含量高、CO含量低，是電動車氫氧燃料電池理想的氫源。反應(yīng)如下：反應(yīng)(主)：CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)H149 kJmol1反應(yīng)(副)：H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)H241 kJmol1溫度高于300 則會同時發(fā)生反應(yīng)：CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H3(1)計算反應(yīng)的H3_。(2)如圖為某催化劑條件下，CH3OH轉(zhuǎn)化率、CO生成率與溫度的變化關(guān)系。隨著溫度的升高，CO的實際反應(yīng)生成率沒有不斷接近平衡狀態(tài)生成率的原因是_(填標(biāo)號)。A反應(yīng)逆向移動B部分CO轉(zhuǎn)化為CH3OHC催化劑對反應(yīng)的選擇性低D催化劑對反應(yīng)的選擇性低隨著溫度的升高，CH3OH實際反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不斷接近平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化率的原因是_。寫出一條能提高CH3OH轉(zhuǎn)化率而降低CO生成率的措施_。(3)250 ，一定壓強和催化劑條件下，1.00 mol CH3OH和1.32 mol H2O充分反應(yīng)(已知此條件下忽略反應(yīng))，平衡時測得H2為2.70 mol，CO為0.030 mol，試求反應(yīng)中CH3OH的轉(zhuǎn)化率_，反應(yīng)的平衡常數(shù)_(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)反應(yīng)加上反應(yīng)得到：CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H390 kJmol1。(2)工業(yè)生產(chǎn)中，一般不會等待反應(yīng)達(dá)到平衡后再進(jìn)行下一道工序，多數(shù)都是進(jìn)行一段時間的反應(yīng)就將體系取出，所以一般來說，反應(yīng)的速率越快，取出的體系就越接近應(yīng)該達(dá)到的平衡狀態(tài)。隨著反應(yīng)溫度的升高，速率加快，但是CO的生成率并沒有接近反應(yīng)的平衡狀態(tài)，說明該反應(yīng)使用的催化劑對于反應(yīng)幾乎沒有加速作用，所以C正確、D錯誤；三個反應(yīng)都吸熱，所以升溫都正向移動，不會促進(jìn)CO轉(zhuǎn)化為CH3OH，A、B錯誤。由的敘述可以得到：升溫反應(yīng)速率加快。加入水蒸氣，可以提高甲醇的轉(zhuǎn)化率，同時使反應(yīng)的平衡向逆反應(yīng)方向移動，從而降低了CO的生成率。加入更合適的催化劑，最好只能催化反應(yīng)，不催化反應(yīng)，這樣也能達(dá)到目的。(3)達(dá)平衡時CO為0.03 mol，根據(jù)反應(yīng)得到參與反應(yīng)的氫氣為0.03 mol，所以反應(yīng)生成的氫氣為2.73 mol(平衡時剩余氫氣2.7 mol)，根據(jù)反應(yīng)，消耗的甲醇為0.91 mol，所以甲醇轉(zhuǎn)化率為91%。根據(jù)反應(yīng)的數(shù)據(jù)，消耗的水為0.91 mol，生成的CO2為0.91 mol，則剩余水(1.320.91)mol0.41 mol，在反應(yīng)中應(yīng)該消耗0.03 mol CO2，生成0.03 mol CO和0.03 mol水，所以達(dá)平衡時，水為(0.410.03)mol0.44 mol，CO2為(0.910.03)mol0.88 mol。所以反應(yīng)的平衡常數(shù)為(設(shè)容器體積為V)K5.6103。答案：(1)90 kJmol1(2)C升溫反應(yīng)速率加快其他條件不變，提高的比例(或其他條件不變，選擇更合適的催化劑)(3)91%5.610313(2018衡陽模擬)霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，霧霾的源頭多種多樣，比如汽車尾氣、工業(yè)排放、建筑揚塵、垃圾焚燒，甚至火山噴發(fā)等。(1)汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑的條件下可凈化。已知部分化學(xué)鍵的鍵能如表所示：請完成汽車尾氣凈化中NO(g)和CO(g)發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)H_kJmol1。若上述反應(yīng)在恒溫、恒容的密閉體系中進(jìn)行，并在t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)，則下列示意圖符合題意的是_(填標(biāo)號)。(圖中v正、K、n、p總分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和總壓強)(2)在t1 下，向體積為10 L的恒容密閉容器中通入NO和CO，測得不同時間NO和CO的物質(zhì)的量如表所示：時間/s012345n(NO)/102mol10.04.502.501.501.001.00n(CO)/101mol3.603.052.852.752.702.70t1 時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_，既能增大反應(yīng)速率又能使平衡正向移動的措施是_。 (寫出一種即可)(3)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。在氨氣足量的情況下，不同、不同溫度對脫氮率的影響如圖所示(已知氨氣催化還原氮氧化物的正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，請回答溫度對脫氮率的影響_，給出合理的解釋：_。解析：(1)化學(xué)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物中舊鍵斷裂吸收的能量和生成物中新鍵形成釋放的能量之差，所以2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)的H(26321 0722)(7504946) kJmol1538 kJmol1。A項，t1時正反應(yīng)速率仍然在變化，說明沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，錯誤；B項，平衡常數(shù)只受溫度的影響，反應(yīng)在恒溫、恒容的密閉體系中進(jìn)行，K始終不變，錯誤；C項，t1時CO2和NO的物質(zhì)的量相等但還在變化，說明正逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，錯誤；D項，該反應(yīng)正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)前后氣體總壓不變時，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，正確。(2)NO和CO反應(yīng)生成CO2和N2，反應(yīng)方程式為2NO2CO2CO2N2 1 3.6 0 0 0.9 0.9 0.9 0.45 0.1 2.7 0.9 0.45平衡常數(shù)K500，增大壓強既能增大反應(yīng)速率又能使平衡正向移動，故采取的措施是增大壓強。(3)根據(jù)圖示信息得到：300 之前，溫度升高脫氮率逐漸增大，300 之后，溫度升高脫氮率逐漸減小，這是因為：300 之前，反應(yīng)未平衡，反應(yīng)向右進(jìn)行，脫氮率增大；300 時反應(yīng)達(dá)平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減小。答案：(1)538D(2)500增大壓強(3)300 之前，溫度升高脫氮率逐漸增大；300 之后，溫度升高脫氮率逐漸減小300 之前，反應(yīng)未平衡，反應(yīng)向右進(jìn)行，脫氮率增大；300 時反應(yīng)達(dá)平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減小