1 專題八專題八 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 專題強(qiáng)化練 1 中國首條 生態(tài)馬路 在上海復(fù)興路隧道建成 它運用了 光觸媒 技術(shù) 在路面 涂上一種光催化劑涂料 可將汽車尾氣中 45 的 no 和 co 轉(zhuǎn)化成 n2和 co2 下列對此反應(yīng) 的敘述中正確的是 a 使用光催化劑不改變反應(yīng)速率 b 使用光催化劑能增大 no 的轉(zhuǎn)化率 c 升高溫度能加快反應(yīng)速率 d 改變壓強(qiáng)對反應(yīng)速率無影響 解析 使用催化劑可以加快反應(yīng)速率 但不能改變反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率 故 a b 兩項 錯誤 該反應(yīng)有氣體參與 改變壓強(qiáng)可影響化學(xué)反應(yīng)速率 故 d 項錯誤 答案 c 2 反應(yīng) a g 3b g 2c g 2d g 在四種不同情況下的反應(yīng)速率如下 其中 表示反應(yīng)速率最快的是 a v a 0 15 mol l 1 min 1 b v b 0 01 mol l 1 s 1 c v c 0 40 mol l 1 min 1 d v d 0 45 mol l 1 min 1 解析 如果都用物質(zhì) b 表示反應(yīng)速率 則根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知 選項 a d 分別是 mol l 1 min 1 0 45 0 6 0 6 0 675 即選項 d 中反應(yīng)速率最快 答案 d 3 在一定溫度下 氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生下列反應(yīng) fe2o3 s 3co g 2fe s 3co2 g 不可用上述反應(yīng)中某種物理量來說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的 是 a co 的生成速率與 co2的生成速率相等 b 氣體密度不再變化 c co 的質(zhì)量不變 d 體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 解析 a 項 co 的生成速率為逆反應(yīng)速率 co2的生成速率為正反應(yīng)速率 且 co co2 前的化學(xué)計量數(shù)相等 則v正 co2 v逆 co 達(dá)到化學(xué)平衡 b 項 當(dāng)m 氣體 不 m v 變時 反應(yīng)即達(dá)到平衡 c 項 m co 不變 則n co 不變 反應(yīng)達(dá)到平衡 d 項 該反應(yīng) 是氣體體積不變的反應(yīng) 反應(yīng)任意時刻 體系的壓強(qiáng)均相同 所以壓強(qiáng)不能作為平衡的標(biāo) 志 2 答案 d 4 在密閉容器中 5 mol h2與 2 mol co2發(fā)生反應(yīng) 3h2 g co2 g ch3oh g h2o g 反應(yīng)達(dá)到平衡時 改變溫度 t 和壓強(qiáng) p 反應(yīng)混合物中甲醇 ch3oh 的物質(zhì)的 量分?jǐn)?shù)變化情況如下圖所示 下列說法錯誤的是 a p1 p2 p3 p4 b 甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越高 反應(yīng)的平衡常數(shù)越大 c 若t1 t2 t3 t4 則該反應(yīng)為放熱反應(yīng) d 縮小容積 可以提高 ch3oh 在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 解析 根據(jù)化學(xué)反應(yīng) 3h2 g co2 g ch3oh g h2o g 增大壓強(qiáng) 平衡正向 移動 甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大 表現(xiàn)在圖象上 柱形體積增大 所以p1 p2 p3 p4 a 正確 平衡常數(shù)只受溫度影響 溫度不變 平衡常數(shù)不變 b 錯誤 若t1 t2 t3 t4 根 據(jù)圖象 溫度降低 甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大 說明平衡正向移動 而降低溫度 平衡向 放熱方向移動 該反應(yīng)為放熱反應(yīng) c 正確 正反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng) 則縮小容積 壓強(qiáng)增大平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行 可以提高 ch3oh 在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù) d 正確 答案 選 b 答案 b 5 2017 天津卷 常壓下羰基化法精煉鎳的原理 ni s 4co g ni co 4 g 230 時 該反應(yīng)的平衡常數(shù)k 2 10 5 已知 ni co 4的沸點為 42 2 固體雜質(zhì)不 參與反應(yīng) 第一階段 將粗鎳與 co 反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài) ni co 4 第二階段 將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來 加熱至 230 制得高純鎳 下列判斷正確的是 a 增加c co 平衡向正向移動 反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 b 第一階段 在 30 和 50 兩者之間選擇反應(yīng)溫度 選 50 c 第二階段 ni co 4分解率較低 d 該反應(yīng)達(dá)到平衡時 v生成 ni co 4 4v生成 co 解析 a 項 增加c co 平衡向正向移動 因平衡常數(shù)大小只與溫度有關(guān) 與濃度無 關(guān) 所以反應(yīng)的平衡常數(shù)不變 錯誤 b 項 第一階段 50 時 ni co 4為氣態(tài) 易于 分離 有利于 ni co 4的生成 正確 c 項 第二階段 230 制得高純鎳的反應(yīng)方程式 3 為 ni co 4 g ni s 4co g 平衡常數(shù)k1 5 104 所以 ni co 4分解率較高 1 k 錯誤 d 項 因反應(yīng)達(dá)到平衡時 正 逆反應(yīng)速率相等 再根據(jù)該反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)可知 該反應(yīng)達(dá)到平衡時 4v生成 ni co 4 v生成 co 錯誤 答案 b 6 用 co 和 h2在催化劑的作用下合成甲醇 發(fā)生的反應(yīng)如下 co g 2h2 g ch3oh g 在體積一定的密閉容器中按物質(zhì)的量之比 1 2 充入 co 和 h2 測得平衡混合 物中 ch3oh 的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖所示 下列說法正確的是 a 該反應(yīng)的 h 0 且p1 p2 b 反應(yīng)速率 v逆 狀態(tài) a v逆 狀態(tài) b c 在 c 點時 co 轉(zhuǎn)化率為 75 d 在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的 ch3oh 達(dá)平衡時 ch3oh 的體積分?jǐn)?shù) 不同 解析 由圖可知 升高溫度 ch3oh 的體積分?jǐn)?shù)減小 平衡逆向移動 則該反應(yīng)的 h 0 300 時 增大壓強(qiáng) 平衡正向移動 ch3oh 的體積分?jǐn)?shù)增大 所以p1 p2 故 a 錯誤 b 點對應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)均大于 a 點 溫度升高 增大壓強(qiáng)均使該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速 率加快 因此v逆 狀態(tài) a v逆 狀態(tài) b 故 b 錯誤 設(shè)向密閉容器充入了 1 mol co 和 2 mol h2 co 的轉(zhuǎn)化率為x 則 co g 2h2 g ch3oh g 起始 mol 1 2 0 變化 mol x 2x x 結(jié)束 mol 1 x 2 2x x 在 c 點時 ch3oh 的體積分?jǐn)?shù) 0 5 解得x 0 75 故 c 正確 由 x 1 x 2 2x x 等效平衡可知 在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的 ch3oh 達(dá)平衡時 ch3oh 的體 積分?jǐn)?shù)都相同 故 d 錯誤 故選 c 答案 c 7 某溫度下 向 2 l 恒容密閉容器中充入 1 0 mol a 和 1 0 mol b 反應(yīng) a g b g c g 經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡 反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表 下列說法正確 4 的是 t s05152535 n a mol1 00 850 810 800 80 a 反應(yīng)在前 5 s 的平均速率v a 0 17 mol l 1 s 1 b 保持其他條件不變 升高溫度 平衡時c a 0 41 mol l 1 則反應(yīng)的 h 0 c 相同溫度下 起始時向容器中充入 2 0 mol c 達(dá)到平衡時 c 的轉(zhuǎn)化率大于 80 d 相同溫度下 起始時向容器中充入 0 20 mol a 0 20 mol b 和 1 0 mol c 反應(yīng) 達(dá)到平衡前v 正 v 逆 解析 a 的物質(zhì)的量達(dá)到 0 80 mol 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 則 a g b g c g 起始量 mol 1 0 1 0 0 變化量 mol 0 20 0 20 0 20 平衡量 mol 0 80 0 80 0 20 代入求平衡常數(shù)的值 k 0 625 反應(yīng)在前 5 s 的平均速率v a 0 015 mol l 1 s 1 故 a 錯誤 保持其他條件不變 升高溫度 平衡時c a 0 41 mol l 1 a 物質(zhì)的量為 0 41 mol l 1 2 l 0 82 mol 0 80 mol 說明升溫平衡逆向 進(jìn)行 正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 則反應(yīng)的 h 0 故 b 錯誤 等效為起始加入 2 0 mol a 和 2 0 mol b 與原平衡相比 壓強(qiáng)增大 平衡向正反應(yīng)方向移動 平衡時的 a b 轉(zhuǎn)化率較 原平衡高 故平衡時 a b 的物質(zhì)的量小于 1 6 mol c 的物質(zhì)的量大于 0 4 mol 即相同 溫度下 起始時向容器中充入 2 0 mol c 達(dá)到平衡時 c 的物質(zhì)的量大于 0 4 mol 參加 反應(yīng)的 c 的物質(zhì)的量小于 1 6 mol 轉(zhuǎn)化率小于 80 故 c 錯誤 相同溫度下 起始時向容 器中充入 0 20 mol a 0 20 mol b 和 1 0 mol c qc 50 k 反應(yīng)逆向進(jìn)行 反應(yīng)達(dá)到 平衡前v 正 v 逆 故 d 正確 答案 d 8 2018 廣州質(zhì)檢 硫酰氯 so2cl2 和亞硫酰氯 socl2 均是重要的化工試劑 遇水發(fā) 生劇烈反應(yīng) 常用作脫水劑 已知 so2cl2 g so2 g cl2 g h 471 7 kj mol 1 平衡常數(shù)k1 so2 g cl2 g scl2 g 2socl2 g h 477 3 kj mol 1 平衡常數(shù)k2 1 反應(yīng) 2socl2 g so2cl2 g scl2 g 的平衡常數(shù)k 用k1 k2表示 該反應(yīng) h kj mol 1 2 若在絕熱 恒容的密閉容器中 投入一定量的 so2cl2 g 和 scl2 g 發(fā)生反應(yīng) so2cl2 g scl2 g 2socl2 g 下列示意圖能說明t1時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 填序號 5 3 為研究不同條件對反應(yīng) 的影響 在恒溫條件下 向 2 l 恒容密閉容器中加入 0 2 mol so2cl2 10 min 后反應(yīng) 達(dá)到平衡 測得 10 min 內(nèi)v so2 8 0 10 3mol l 1 min 1 則平衡時 so2cl2的轉(zhuǎn)化率 1 若其它條件保 持不變 反應(yīng) 在恒壓條件下進(jìn)行 平衡時 so2cl2的轉(zhuǎn)化率 2 1 填 1 若要增大 so2cl2的轉(zhuǎn) 化率 可以采取的措施有升高溫度或增大容器體積 即減小壓強(qiáng) 答案 1 5 6 2 bd 1 k1 k2 6 3 80 升高溫度或增大容器體積或減小壓強(qiáng) 9 2018 全國卷 三氯氫硅 sihcl3 是制備硅烷 多晶硅的重要原料 回答下列問 題 1 sihcl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體 遇潮氣時發(fā)煙生成 hsio 2o 等 寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 2 sihcl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng) 2sihcl3 g sih2cl2 g sicl4 g h1 48 kj mol 1 3sih2cl2 g sih4 g 2sihcl3 g h2 30 kj mol 1 則反應(yīng) 4sihcl3 g sih4 g 3sicl4 g 的 h為 kj mol 1 3 對于反應(yīng) 2sihcl3 g sih2cl2 g sicl4 g 采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催 化劑 在 323 k 和 343 k 時 sihcl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示 343 k 時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率 平衡常數(shù)k343 k 保留 2 位小 數(shù) 在 343 k 下 要提高 sihcl3轉(zhuǎn)化率 可采取的措施是 要縮短反應(yīng)達(dá)到平 衡的時間 可采取的措施有 比較 a b 處反應(yīng)速率大小 va vb 填 大于 小于 或 等于 反應(yīng) 速率v v正 v逆 k正x2sihcl3 k逆xsih2cl2xsicl4 k正 k逆分別為正 逆向反應(yīng)速率 常數(shù) x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) 計算 a 處的 保留 1 位小數(shù) v正 v逆 解析 1 sihcl3遇潮氣時發(fā)煙生成 hsio 2o 等 結(jié)合原子守恒推知 sihcl3與水蒸氣 反應(yīng)除生成 hsio 2o 外 還生成 hcl 化學(xué)方程式為 2sihcl3 3h2o hsio 2o 6hcl 2 將題給兩個熱化學(xué)方程式依次編號為 根據(jù)蓋斯定律 由 3 可得 4sihcl3 g sih4 g 3sicl4 g 則有 h 3 h1 h2 3 48 kj mol 1 30 kj mol 1 114 kj mol 1 3 溫度越高 反應(yīng)速率越快 達(dá)到平衡的時間越短 曲線 a 達(dá)到平衡的時間短 則曲 線 a 代表 343 k 時 sihcl3的轉(zhuǎn)化率變化 曲線 b 代表 323 k 時 sihcl3的轉(zhuǎn)化率變化 7 由題圖可知 343 k 時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率 22 設(shè)起始時 sihcl3 g 的濃度為 1 mol l 1 則有 2sihcl3 g sih2cl2 g sicl4 g 起始濃度 mol l 1 1 0 0 轉(zhuǎn)化濃度 mol l 1 0 22 0 11 0 11 平衡濃度 mol l 1 0 78 0 11 0 11 則 343 k 時該反應(yīng)的平衡常數(shù)k343 k c sih2cl2 c sicl4 c2 sihcl3 0 02 0 11 mol l 1 2 0 78 mol l 1 2 在 343 k 時 要提高 sihcl3轉(zhuǎn)化率 可采取的措施是及時移去產(chǎn)物 使平衡向右移 動 要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間 需加快化學(xué)反應(yīng)速率 可采取的措施有提高反應(yīng)物壓強(qiáng) 或濃度 改進(jìn)催化劑等 溫度越高 反應(yīng)速率越快 a 點溫度為 343 k b 點溫度為 323 k 故反應(yīng)速率 va vb 反應(yīng)速率v v正 v逆 k正x2sihcl3 k逆xsih2cl2xsicl4 則有v正 k正 x2sihcl3 v逆 k逆xsih2cl2xsicl4 343 k 下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時v正 v逆 即k正 x2sihcl3 k逆xsih2cl2xsicl4 此時 sihcl3的平衡轉(zhuǎn)化率 22 經(jīng)計算可得 sihcl3 sih2cl2 sicl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為 0 78 0 11 0 11 則有k正 0 782 k逆 0 112 0 02 a 處 sihcl3的平衡轉(zhuǎn)化率 20 此時 k正 k逆 0 112 0 782 sihcl3 sih2cl2 sicl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為 0 8 0 1 0 1 則有 v正 v逆 0 02 1 3 k正x2sihcl3 k逆xsih2cl2xsicl4 k正 k逆 x2sihcl3 xsih2cl2xsicl4 0 82 0 12 答案 1 2sihcl3 3h2o hsio 2o 6hcl 2 114 3 22 0 02 及時移去產(chǎn)物 改進(jìn)催化劑 提高反應(yīng)物壓強(qiáng) 濃度 大于 1 3 10 霧霾嚴(yán)重影響人們的生活 汽車尾氣的排放是造成霧霾天氣的重要原因之一 已 知汽車尾氣排放時容易發(fā)生以下反應(yīng) n2 g o2 g 2no g h1 a kj mol 1 co g o2 g co2 g h2 b kj mol 1 1 2 2co g 2no g n2 g 2co2 g h3 請回答下列問題 1 h3 kj mol 1 用含a b的代數(shù)式表示 2 對于有氣體參與的反應(yīng) 表示平衡常數(shù)kp時用氣體組分 b 的平衡壓強(qiáng)p b 代替該 8 氣體物質(zhì)的量濃度c b 則反應(yīng) 的平衡常數(shù)表達(dá)式kp 3 能說明反應(yīng) 已達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 填字母 a 單位時間內(nèi)生成 1 mol co2的同時消耗了 1 mol co b 在恒溫恒容的容器中 混合氣體的密度保持不變 c 在絕熱恒容的容器中 反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化 d 在恒溫恒壓的容器中 no 的體積分?jǐn)?shù)保持不變 4 在一定溫度下 向體積為v l 的恒容密閉容器中充入一定量的 no 和 co 發(fā)生反應(yīng) 在t1時刻達(dá)到平衡 此時n co x mol n no 2x mol n n2 y mol 則 no 的平 衡轉(zhuǎn)化率為 用含x y的代數(shù)式表示 再向容器中充入y mol co2和x mol no 則此時v 正 v 逆 填 或 5 煙氣中也含有氮氧化物 c2h4可用于煙氣脫硝 為研究溫度 催化劑中 cu2 負(fù)載 量對 no 去除率的影響 控制其它條件一定 實驗結(jié)果如圖所示 為達(dá)到最高的 no 去除率 應(yīng)選擇的反應(yīng)溫度約為 cu2 負(fù)載量為 解析 1 n2 g o2 g 2no g h1 a kj mol 1 co g o2 g 1 2 co2 g h2 c kj mol 1 由 2 得 2co g 2no g n2 g 2co2 g 由蓋斯定律 h3 2 h2 h1 2b a kj mol 1 2 對于有氣體參與的反 應(yīng) 表示平衡常數(shù)kp