第二章 化学反应速率和化学平衡测评卷(A卷) (时间：90分钟 满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(每小题3分，共45分)
1．(2011·天津高考)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下使反应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下所示。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
解析：这是一个反应前后体积不变的可逆反应，由于容器恒容，因此压强不影响反应速率，所以在本题中只考虑温度和浓度的影响。由图可以看出随着反应的进行正反应速率逐渐增大，因为只要开始反应，反应物浓度就要降低，反应速率应该降低，但此时正反应却是升高的，这说明此时温度影响是主要的，由于容器是绝热的，因此只能是放热反应，从而导致容器内温度升高反应速率加快，所以选项C不正确；但当到达c点后正反应反而降低，这么说此时反应物浓度的影响是主要的，因此反应物浓度越来越小了。但反应不一定达到平衡状态，所以选项A、B均不正确；正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，因此选项D是正确的。
答案：D
2．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A(g)＋B(g)??2C(g)ΔH＜0.4 s后反应达到平衡状态，此时测得C的浓度为0.6mol/L，下列说法中正确的是( )
A．反应过程中，当A、B、C的物质的量浓度之比为2∶1∶2时，反应即达到平衡状态
B．4 s内用物质B表示的反应速率为0.075 mol/(L·s)
C．达平衡后若增大压强，A的转化率降低
D．达平衡后若升高温度，C的浓度将增大
解析：v(C)＝0.15 mol/(L·s)，＝，B正确。A项，达平衡状态时A、B、C的物质的量不再变化，此时，A、B、C的物质的量浓度之比不是化学计量系数之比。C项，增大压强，平衡正向移动，A的转化率增大。D项，升高温度，平衡逆向移动，C的浓度将变小。
答案：B
3．在相同条件下，做H2O2分解对比实验，其中(1)加入MnO2催化，(2)不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是( )
A． B． C． D.
解析：使用催化剂缩短平衡所需时间，但不影响平衡的移动。
答案：A
4．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质 X Y Z
初始浓度/mol/L 0.1 0.2 0
平衡浓度/mol/L 0.05 0.05 0.1
下列说法错误的是( )
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋3Y===2Z，其平衡常数为1 600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：题中有一明显的错误，就是C选项中平衡常数增大，增大压强不可能使K增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2可推出X＋3Y??2Z.
答案：C
5．已知4NH3＋5O2??4NO＋6H2O(g)，若化学反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[单位：mol/(L·s)]表示，则正确关系是( )
A.v(NH3)＝v(O2) B.v(O2)＝v(H2O)
C.v(NH3)＝v(H2O) D.v(O2)＝v(NO)
解析：v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6。
答案：D
6．升高温度时，化学反应速率加快，主要原因是( )
A．分子运动速率加快，使该反应物分子的碰撞机会增多
B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C．该化学反应的过程是吸热的
D．该化学反应的过程是放热的
解析：升高温度，相当于向反应体系中补充能量，反应物分子能量增加，使部分非活化分子变成活化分子，提高了活化分子百分数，有效碰撞次数增多，加快了反应速率，这是主要原因，故A错误，B正确；温度升高，反应速率加快，与反应的热效应无关，C、D错误。
答案：B
7．某温度下，反应2N2O5??4NO2＋O2开始进行时，c(N2O5)＝0.040 8 mol/L。经1 min后，c(N2O5)＝0.030 mol/L。则该反应的反应速率为( )
A．v(N2O5)＝1.8×10－4 mol/(L·s)
B．v(N2O5)＝1.08×10－2 mol/(L·s)
C．v(NO2)＝1.8×104 mol/(L·s)
D．v(O2)＝1.8×104 mol/(L·s)
解析：v(N2O5)＝＝＝1.08×10－2 mol/(L·min)＝1.8×10－4 mol/(L·s)，由速率之比等于化学计量数之比，可求用其他物质表示的反应速率。
答案：A
8．在恒温时，一固定容积的容器内充入1 mol NO2(g)，发生如下反应：2NO2(g)??N2O4(g)，达平衡时，再向容器内通入1mol NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，容器内的压强( )
A．不变 B．增大不到原来2倍
C．增大到原来2倍 D．无法判断
解析：化学平衡的移动遵循勒夏特列原理。可以假设是两个相同的反应，如果把它压入一个容器中，则平衡向体积减小的方向移动，达到新平衡后压强小于原来的2倍。
答案：B
9．常温常压下，在带有相同质量的活塞且容积相等的甲、乙两容器里，分别充有二氧化氮和空气(如下图)，现分别进行两项实验：(N2O4??2NO2 ΔH＞0)
(a)将两容器置于沸水中加热；
(b)在活塞上都加2 kg的砝码。
在以上两种情况下，甲和乙两容器的体积大小的比较，正确的是( )
A．(a)甲＞乙，(b)甲＞乙
B．(a)甲＞乙，(b)甲＝乙
C．(a)甲＜乙，(b)甲＞乙
D．(a)甲＞乙，(b)甲＜乙
解析：N2O4??2NO2 ΔH＞0正反应是吸热反应，置于沸水中加热时，平衡右移，使气体的物质的量增多，所以(a)甲＞乙；N2O4??2NO2 ΔH＞0也是气体体积增大的反应，加压时平衡左移，使气体的物质的量减少，所以(b)甲＜乙(因为乙气体体积的变化较小可忽略)。
答案：D
10．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )
A．Z为0.3 mol/L B．Y2为0.4 mol/L
C．X2为0.2 mol/L D．Z为0.4 mol/L
解析：本题考查可逆反应的特点与根据化学方程式进行物质换算的能力。可逆反应不可能进行彻底，所以平衡时各物质的物质的量不可能为零，B、C项数据表明，它们增加的物质的量由Z完全反应才能生成，故错误；D项数据表明，它增加的物质的量应由X完全反应才能生成，故错误。
答案：A
11．下列变化不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率
B．H2、I2(g)混合气体加压后颜色变深
C．红棕色的NO2加压后颜色先变深再变浅
D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
解析：H2、I2(g)、HI混合气体加压后平衡不移动，颜色变深是因为碘单质的浓度随压强增大而加深；其他选项都涉及平衡的移动，故都能用勒夏特列原理解释。
答案：B
12．在一密闭容器中有如下反应：aX(g)＋bY(g)??nW(g)，某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据，作出了如下曲线图：
其中，w(W)表示W在反应混合物中的体积分数，t表示反应时间。当其他条件不变时，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p2＞p1，a＋b＜n
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p1＞p2，n＜a＋b
C．图Ⅱ可能是在同温同压下催化剂对反应的影响，且1使用的催化剂效果好
D．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2，ΔH＜0
解析：若图Ⅱ为压强对反应的影响，则反应应为等体积反应；图Ⅲ若为温度对反应的影响，且T1＞T2，升高温度平衡左移，n(W)应减小。
答案：AC
13．在密闭容器中，一定条件下进行如下反应NO(g)＋CO(g) ??N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2 kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是( )
A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时增大压强
解析：本题考查的是外界条件的改变对反应速率以及平衡移动的影响。降低温度会减慢反应速率；上述反应的正反应是气体体积减小的放热反应，增大压强或降低温度均可使平衡向正反应方向移动，提高NO的转化率，所以选B。
答案：B
14．某温度下，C和H2O(g)在密闭容器中发生下列反应：
①C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)
②CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
当反应达到平衡时，测得c(H2)＝1.9mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，则CO2的浓度为( )
A．0.1 mol/L B．0.9 mol/L
C．1.8 mol/L D．1.8 mol/L
解析：设反应①中生成的H2浓度为x，反应②中生成的H2浓度为y，则
C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)
x x x x
CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
y y y y
根据题意，有
解得y＝0.9 mol/L。则CO2的浓度0.9 mol/L。
答案：B
15．已知一定温度下，2X(g)＋Y(g)??mZ(g) ΔH＝－a kJ/mol(a＞0)，现有甲、乙两容积相等且固定不变的密闭容器，在保持该温度下，向密闭容器中通入2 mol X和1 mol Y，达到平衡状态时，放出热量b kJ，向密闭容器乙中通入1 mol X和0.5 mol Y，达到平衡时，放出热量c kJ，且b＞2c，则a、b、m的值或关系正确的是( )
A．m＝4 B．a＝b
C．a＜ D．m≤2
解析：
由于b＞2c，则表明加压向正方向移动，即正方向为气体体积缩小的反应，则m＜3，m为正整数。则D中m≤2正确。
答案：D
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题
16．(6分)如下图所示，在容器A中装有20℃的水50 mL，容器B中装有1 mol/L的盐酸50 mL，试管C、D相连通，且其中装有红棕色NO2和无色N2O4的混合气体，并处于下列平衡：2NO2??N2O4 ΔH＝－57 kJ/mol，
当向A中加入50 gNH4NO3晶体使之溶解；向B中加入2 g苛性钠时：
(1)C中的气体颜色__________；D中的气体颜色__________(填“变浅”或“变深”)。
(2)若25℃时，起始时仅有NO2气体，2NO2??N2O4达到平衡时，c(NO2)＝0.012 5 mol/L，c(N2O4)＝0.032 1 mol/L，则NO2的起始浓度为__________，NO2的转化率为__________。
解析：在A中加入NH4NO3晶体时，温度降低，平衡向正反应方向移动，C中气体颜色变浅；在B中加入苛性钠时，温度升高，平衡向逆反应方向移动，D中气体颜色变深。
答案：(1)变浅 变深
(2)0.076 7 mol/L 83.7%
17．(12分)(2011·全国高考)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)(ΔH＜0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
回答问题：
(1)反应的化学方程式中，a：b：c为__________；
(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为__________；
(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是______，其值是______；
(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是__________ ____，采取的措施是________________________；
(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低：T2______T3(填“＞”、“＝”、“＜”)，判断的理由是________ __________________________
(6)达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10 min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出A、B、C)。
解析：(1)任意的选Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ进行计算求比例可得1∶3∶2；
(2)vⅠ(A)＝Δc(A)/Δt＝＝
0．05 mol·(L·min)－1；
vⅡ(A)＝Δc(A)/Δt＝≈
0．0253 mol·(L·min)－1
vⅢ(A)＝Δc(A)/Δt＝＝
0．012 mol·(L·min)－1所以易知反应速率的大小；
(3)由图上数据可知，αⅢ(B)最小，经计算得αⅢ(B)＝× 100%≈19.35%；
(4)由图易知平衡向正反应方向移动，因为反应物的浓度在降低，生成物的浓度在增加，采取的措施是将生成物移走，降低了生成物的浓度；
(5)T2＞T3，题干已给出正反应是放热的气体反应且为恒容容器，不可能缩小容积来增大压强，又由于生成物的浓度在增大，所以使平衡向正方向移动的措施只能是降低温度；
(6)容积加倍平衡向逆反应方向移动，具体作图见答案
答案：(1)1∶3∶2
(2)vⅠ(A)＞vⅡ(A)＞vⅢ(A)
(3)αⅢ(B) 19.35%
(4)向正反应方向移动 从反应体系中移出产物C
(5)＞ 此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动
(6)
(注：只要曲线能表示出平衡向逆反应方向移动
及各物质浓度的相对变化比例即可)
18．(12分)现有反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则
(1)该反应的逆反应是__________热反应，且m＋n__________p (填“＞”、“＜”或“＝”)。
(2)减压时，A的质量分数__________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正反应速率__________。
(3)若加入B(体积不变)，则A的转化率__________，B的转化率__________。
(4)若升高温度，则平衡时，B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。
(6)若B是有色物质，A、C均为无色物质，则加入C(体积不变)时混合物的颜色__________，而维持容器内气体的压强不变，充入氖气时，混合物的颜色__________(填“变浅”、“变深”、或“不变”)。
解析：升高温度，B的转化率变大，说明此反应的正反应为吸热反应；减小压强，混合体系中C的质量分数变小，说明减小压强时平衡向逆反应方向移动，则m＋n＞p；催化剂对化学平衡无影响；若B为有色物质，体积不变时加入C，平衡向逆反应方向移动，生成更多的B而使混合物的颜色加深。如维持容器内压强不变，充入氖气可使容器体积增大，虽然平衡向逆反应方向移动，B的物质的量增加，但B的浓度比原平衡时小，因而混合物的颜色变浅。
答案：(1)放 ＞ (2)增大 减小 (3)增大 减小 (4)减小 (5)不变 (6)变深 变浅
19．(6分)两种气态单质X和Y能直接化合生成Z(可逆反应)，如将X和Y按一定比例混合并压入密闭容器中，在不同温度下经过一段时间后，反应混合物中X的含量变化如下图所示，回答下列问题：
(1)上述X与Y化合生成Z的反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)；
(2)温度低于T℃时，反应混合物中X的含量__________，原因是______________________________；温度高于T℃时，反应混合物中X的含量__________，原因是_____________________________。
解析：T℃时的状态恰好为平衡状态。
答案：(1)放热 (2)较高且逐渐减少 温度低，反应慢，生成物少 逐渐升高 升温，平衡向逆反应方向移动
20．(10分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h)：
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/10－6 mol 4.8 5.9 6.0 2.0
相应的热化学方程式如下：
N2(g)＋3H2O(l)===2NH3(g)＋O2(g)
ΔH＝＋765.2 kJ/mol
回答下列问题：
(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：__________。
(2)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中的总的物质的量之比)为。计算(写出计算过程)：
①该条件下N2的平衡转化率；
②该条件下反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的平衡常数。
解析：本题考查化学反应速率和化学平衡原理在合成氨中的应用及化学平衡的简单计算。(1)根据催化剂能降低反应的活化能这一原理即可画出相应能量变化曲线。
(2)根据影响化学反应速率的因素可分析出具体措施。
(3)①设反应过程中消耗x mol N2(g)。
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
起始物质的量/mol 0.60 1.60 0
平衡时物质的量/mol 0.60－x 1.60－3x 2x
平衡时反应体系总物质的量＝[(0.60－x)＋(1.60－3x)＋2x]mol＝(2.20－2x) mol。
NH3(g)的物质的量分数＝2x÷(2.20－2x)＝。
x＝0.40
N2的平衡转化率＝×100%＝66.7%。
②设反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为K。
平衡时：c(NH3)＝2×0.40 mol÷2.0 L＝0.40 mol/L
c(N2)＝(0.60－0.40) mol÷2.0 L＝0.10 mol/L
c(H2)＝(1.60－3×0.40) mol÷2.0 L＝0.20 mol/L
K＝
＝[(0.10 mol/L)×(0.20 mol/L)3]÷(0.40 mol/L)2
＝5.0×10－3 mol2·L－2
答案：(1)升高温度或增大N2的浓度
(2)①66.7%；②0.005
21．(9分)高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：
FeO(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g)(正反应为吸热反应)
其平衡常数可表达为K＝。已知1 100℃时K＝0.263。
(1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值________，平衡常数K＝__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)1 100℃时，测得高炉中c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，在这种情况下，该反应__________(填“已经”或“没有”)处于化学平衡状态，此时化学反应速率是v正__________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆，其原因是________________________ __________________。
解析：第(1)问，温度升高，化学平衡向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，高炉内比值增大，结合平衡常数表达式，自然可以得到K值增大；第(2)问，温度不变，平衡常数自然不变，此时＝＝0.25＜0.263，说明未达到平衡，若要达到平衡，应增加CO2的浓度，减小CO的浓度，平衡向正反应方向移动，v正＞v逆。
答案：(1)增大 增大 (2)没有 大于 ＝0.25＜0.2632-3-1《化学平衡状态》课时练
双基练习
1．(2011·张掖高二检测)在一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，下列说法中可以充分说明这一反应已经达到化学平衡状态的是( )
A．HI、H2、I2的浓度相等
B．HI、H2、I2的浓度不再发生变化
C．HI、H2、I2在密闭容器中共存
D．容器内气体的颜色不再发生变化
解析：2HI(g)H2(g)＋I2(g)是可逆反应。化学反应达到平衡还是未达到平衡HI、H2、I2共存于同一体系，HI、H2、I2的浓度也不一定相等，容器内气体的颜色不发生变化，即I2(g)的浓度不变，也意味着HI、H2、I2的浓度也不再变化，即达到了平衡状态，综上所述，选B、D。
答案：BD
2．下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B．2HIH2＋I2是可逆反应
C．2H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑是可逆反应
D．只有可逆反应才存在化学平衡
解析：可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，C项中的反应不是在相同的条件下也不是同时进行的。
答案：C
3．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生反应：X(g)＋2Y(g)??2Z(g)此反应达到平衡的标志是( )
A．容器内压强不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2
D．单位时间消耗0.1 mol X时则生成0.2 mol Z
解析：判断一个反应达到平衡的标志是从两个方面分析：(1)v正＝v逆；(2)各组分浓度保持不变。对于左右气体分子数不等的反应，体系的总压强、总物质的量不再变化也可以作为判断的依据。
答案：AB
4．14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C??2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有( )
A．14CO2 B．14CO2、14CO
C．14CO2、14CO、14C D．14CO
解析：14CO2与C反应生成14CO(正反应)的同时，逆反应14CO的分解(生成14CO2和14C)也在进行，故平衡混合物中含14C的粒子有：14CO2、14CO、14C。
答案：C
5．将2 mol SO2和1 mol O2充入一容积固定的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，下列物理量不再改变时，并不能说明化学反应已达到平衡状态的是( )
A．混合气体的密度
B．混合气体的压强
C．混合气体的总物质的量
D．混合气体的平均相对分子质量
解析：该反应为气体体积减小的反应，因此在容积不变的情况下，随着反应的进行，气体的物质的量随之减小，因此气体的总压强及平均相对分子质量也随之改变，即B、C、D可说明化学反应已达到平衡状态，反应过程中气体的总质量不变，因此在容积不变的密闭容器中，混合气体的密度不随反应的进行而改变。故选A。
答案：A
6．把HI气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是( )
A．HI的生成速率等于其分解速率
B．HI的生成速率小于其分解速率
C．HI的生成速率大于其分解速率
D．无法判断HI的生成速率和分解速率的相对大小
解析：HI充入密闭容器中，反应开始瞬间，浓度最大，正反应速率最大，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，对于逆反应开始的瞬间，逆反应速率为零，随着反应的进行，逐渐增大，最后两者相等，建立平衡，趋向于平衡的过程中，正反应速率小于逆反应速率，即HI的生成速率小于其分解速率。
答案：B
7．一定条件下的密闭容器中，可逆反应2A(g)??B(g)＋3C(g)在下列四种状态中处于平衡状态的是( )
速率 A B C D
v正/mol/(L·min) v(A)＝2 v(A)＝1 v(A)＝1 v(A)＝2
v逆/mol/(L·min) v(B)＝2 v(B)＝1.5 v(C)＝1.5 v(A)＝2
解析：对于C项：v(A)正∶v(C)逆＝2∶3，与化学计量数之比相等，说明v(正)＝v(逆)；对于D项：v(A)正＝v(A)逆(用同一物质表示)，必然v(正)＝v(逆)。
答案：CD
8．下列反应中可判断为可逆反应的是( )
A．氢气和氯气受热生成氯化氢，氯化氢受热分解为氢气和氯气
B．氮气和氢气在高温、高压、催化下可以生成氨气，同时氨气又分解为氮气和氢气
C．单质溴可以置换出碘，氯气又可以置换出溴
D．氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸光照条件下可分解为盐酸和氧气
解析：A项中两个“受热”的温度不同，不属于同一条件下；C、D中都不是同一个反应，谈不上可逆的问题。
答案：B
9．(2011·泉州高二检测)689K时，在1 L密闭容器中进行的反应：H2＋I2??2HI达到平衡，图甲表示当起始物为1 mol/L H2和1 mol/L I2时，容器内各物质的浓度c的变化与时间t的关系的示意图。
(1)请在图乙中画出当起始物为2 mol/L HI时，容器中各物质的浓度变化与时间关系的示意图。
(2)由图中的事实说明化学平衡具有的特征是_______________ _________________。
答案：(1)如下图所示。
(2)①动态平衡；②v正＝v逆≠0；③平衡时各组分浓度保持不变；④一定条件下平衡的建立与途径无关
能力提升
10．下列说法中能说明2HI(g)??H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是__________。
(1)单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI；
(2)一个H－H键断裂的同时有两个H－I键断裂；
(3)c(HI)＝c(I2)；
(4)反应速率：v(H2)＝v(I2)＝v(HI)；
(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)＝2∶1∶1；
(6)温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；
(7)温度和体积一定时，容器内压强不再变化；
(8)条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；
(9)温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化；
(10)温度和压强一定时，混合气体的密度不再发生变化。
解析：(1)生成n mol H2的同时生成n mol HI说明正反应速率大于逆反应速率。
(2)一个H－H键断裂(逆反应方向)两个H－I键断裂(正反应方向)v正＝v逆。
(3)平衡状态时c(HI)、c(I2)浓度不变，但不一定相等。
(4)无论是否达到平衡状态都有这样的关系，未表示出正、逆反应速率。
(5)平衡状态时不一定有这样的浓度关系。
(6)生成物浓度不变，达到平衡状态。
(7)无论是否达到平衡容器内的压强都不变。
(8)气体的总质量不变，气体的物质的量也不变，故无论是否达到平衡状态其平均相对分子质量都不变化。
(9)反应体系中颜色不变即说明c(I2)不变化，达到平衡。
(10)都是气体且体积不变，密度始终不发生变化。
答案：(2)(6)(9)
11．X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b molY充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y??2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率是多少？
解析：设Y转化的量为2Q mol。
X ＋ 2Y ?? 2Z
反应开始时 a mol b mol 0
转化量： Q mol 2Q mol 2Q mol
平衡时： a－Q b－2Q 2Q
由题意知：a－Q＋b－2Q＝2Q
得Q＝
则Y的转化率为×100%＝×100%
＝×100%
答案：×100%
12．将N2和H2按一定比例混合，其密度是相同状况下H2的3.6倍，取出0.5 mol该混合气体充入密闭容器里，使之发生反应并在一定条件下达到平衡，已知反应达平衡后容器内压强是相同条件下反应前的0.76倍，试求：
(1)反应前混合气体中N2和H2的体积比。
(2)达平衡时混合气体中氨的物质的量。
(3)平衡时N2的转化率。
解析：(1)N2和H2的混合气体平均相对分子质量为＝3.6×2＝7.2。
所以＝＝＝。
(2)设平衡时消耗N2为x mol。
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
起始物质的量(mol) 0.5× 0.5× 0
转化物质的量(mol) x 3x 2x
平衡物质的量(mol) 0.1－x 0.4－3x 2x
n起＝0.5 mol
n平＝(0.5－2x) mol
T、V一定时，＝，＝，x＝0.06，
n(NH3)＝0.06 mol×2＝0.12 mol。
(3)平衡时N2的转化率为×100%＝60%。
答案：(1)1∶4 (2)0.12 mol (3)60%2-1《化学反应速率》课时练
双基练习
1．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol/L，对此反应速率的表示不正确的是( )
A．用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min内的反应速率，用B表示是0.3 mol/(L·min)
D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的
解析：选项A，A为固体，不能用固体或纯液体表示化学反应速率，错误。选项B，用B、C、D表示反应速率之比等于化学方程式中B、C、D的系数之比，正确。选项C，v(B)＝＝0.3 mol/(L·min)，正确。选项D，在这2 min内，无论用B还是用C表示，二者的变化量都是逐渐减小的，则反应速率的值也都是逐渐减小的，正确。
答案：A
2．某温度下，浓度都是1 mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的浓度分别为：c(X2)＝0.4 mol/L，c(Y2)＝0.8 mol/L，c(Z)＝0.4 mol/L。则该反应的反应式可表示为( )
A．X2＋2Y2??2XY2
B．2X2＋Y2??X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y
D．X2＋3Y2??2XY2
解析：本题考查了化学反应速率之比等于系数之比。首先求出三种物质的物质的量浓度变化值，分别为0.6 mol/L、0.2 mol/L、0.4 mol/L。根据物质的量浓度变化之比等于反应速率之比等于系数之比，即可得系数之比为3∶1∶2。
答案：C
3．下列说法正确的是( )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
解析：化学反应速率通常用单位时内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示，化学反应速率是取单位时间内浓度变化的绝对值，所以都为正值。
答案：B
4．在某一化学反应中，反应物A的浓度在15 s内从3.0 mol/L变成1.5 mol/L，在这15 s内A的化学反应速率为( )
A．1.5 mol/(L·s) B．1.5 mol/L
C．0.1 mol/(L·s) D．0.1 mol/L
解析：直接根据速率公式计算；
＝0.1 mol/(L·s)。
答案：C
5．(2011·青岛高二检测)可逆反应2A(g)＋3B(g)??2C(g)＋D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为：
①v(A)＝0.5 mol/(L·min)
②v(B)＝0.6 mol/(L·min)
③v(C)＝0.35 mol/(L·min)
④v(D)＝0.4 mol/(L·min)
则该反应在不同条件下反应速率最快的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
解析：在同一反应中，化学反应速率用不同物质的浓度变化表示，无法判断其反应速率的状态，需要根据反应速率之比等于物质的化学计量数之比换算成用同一物质表示的反应速率的数值才能比较其快慢程度。现将上述反应速率都用A的变化表示：
①v(A)＝0.5 mol/(L·min)
②v(A)＝v(B)＝0.4 mol/(L·min)
③v(A)＝v(C)＝0.35 mol/(L·min)
④v(A)＝2v(D)＝0.8 mol/(L·min)
0．8＞0.5＞0.4＞0.35，故④情况下反应速率最快。
答案：D
6．(2011·平顶山期末)在一定条件下，对于A2(g)＋3B2(g)??2AB3(g)反应来说，下列所表示的化学反应速率中最大的是( )
A．v(A2)＝0.8 mol/(L·s)
B．v(A2)＝60 mol/(L·min)
C．v(AB3)＝1.0 mol/(L·s)
D．v(B2)＝1.2 mol/(L·s)
解析：比较化学反应速率的大小时要统一单位、统一物质。
答案：B
7．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑判断正确的是( )
A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不用CaCO3的浓度的变化来表示反应速率，但可用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少来表示其反应速率
解析：因为CaCO3是固体，H2O是溶剂，不能用其表示化学反应速率。CaCl2的浓度在反应过程中会增加。
答案：A
8．在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)??pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为物质系数。在2 s内，用X表示平均速率为0.3m/p mol/(L·s)，则在2 s内，Q物质增加的物质的量为( )
A．1.2q/p mol B．1.2m/p mol
C．0.6q/p mol D．0.3q/p mol
解析：由题意知，2 s内v(X)＝ mol/(L·s)，则2 s内X的物质的量减少 mol/(L·s)×2 s×2 L＝ mol，那么Q的物质的量增加× mol即 mol。
答案：A
9．(2011·泉州高二检测)在2 L容器中发生3A＋B===2C的反应，最初加入的A、B都是4 mol，A的反应速率为0.12 mol/(L·s)，10 s后容器内的总物质的量为( )
A．1.6 mol B．2.8 mol
C．6.4 mol D．3.6 mol
解析：v(A)＝＝＝0.12 mol/(L·s)，Δc(A)＝1.2 mol/L，Δn＝Δc(A)·V＝2.4 mol，因v(A)∶v(B)∶v(C)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝3∶1∶2，从而求得Δn(B)＝0.8 mol，Δn(C)＝1.6 mol，此时容器内n(A)＝4 mol－2.4 mol＝1.6 mol，n(B)＝(4－0.8) mol＝3.2 mol，故容器内的物质的量为1.6 mol＋3.2 mol＋1.6 mol＝6.4 mol。
答案：C
能力提升
10．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol/(L·s)
B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%
D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)??Z(g)
解析：本题主要考查化学反应速率的计算及含义。
从图像上看，当反应进行到10 s时，反应达平衡状态，其中Z的反应速率为：v(Z)＝＝0.079 mol/(L·s)；
X的物质的量浓度减少为：
＝0.395 mol/(L·s)；
Y的转化率为：
×100%＝79.0%；
反应的方程式为：X(g)＋Y(g)??2Z(g)。
答案：C
11．根据反应4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，试回答下列问题。
(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率__________；
(2)当生成SO2的速率为0.64 mol/(L·s)时，则氧气减少的速率为__________；
(3)如测得4 s后O2的浓度为2.8 mol/L，此时间内SO2的速率为0.4 mol/(L·s)，则开始时氧气的浓度为__________。
答案：(1)SO2或O2 (2)0.88 mol/(L·s) (3)5 mol/L
12．丙酮(CH3COCH3)和碘在酸性溶液中发生下列反应：CH3COCH3＋I2―→CH3COCH2I＋H＋＋I－。
25℃时，该反应的速率由下列经验式决定：
v＝2.73×10－5c(CH3COCH3)·c(H＋)mol/(L·s)，25℃时，如果c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H＋)的起始浓度依次是0.01 mol/L、0.1 mol/L、0.01 mol/L。求：
(1)反应开始时的速率；
(2)当溶液中的I2消耗一半时，反应速率比开始时慢还是快？
解析：(1)反应开始时
c(CH3COCH3)＝0.1 mol/L，
c(H＋)＝0.01 mol/L，
所以v0＝2.73×10－5×0.1×0.01 mol/(L·s)＝
2．73×10－8 mol/(L·s)。
(2)I2消耗的浓度为0.005 mol/L，消耗的CH3COCH3浓度为0.005 mol/L，生成H＋浓度为0.005 mol/L，此时
c(CH3COCH3)＝0.1 mol/L－0.005 mol/L＝0.095 mol/L，
c(H＋)＝0.01 mol/L＋0.005 mol/L＝0.015 mol/L，
vt＝2.73×10－5×0.095×0.015 mol/(L·s)
＝3.89×10－8 mol/(L·s)，
因为vt＞v0＝2.73×10－8 mol/(L·s)
所以25℃时当溶液中的I2反应掉一半时，反应速率比开始时快。
答案：(1)2.73×10－8 mol/(L·s)
(2)3.89×10－8 mol/(L·s)＞2.73×10－8 mol/(L·s)，反应速率比开始时快。
13．有人研究了340 K时N2O5的分解反应：2N2O5===4NO2＋O2，所得实验数据(各种物质在不同时刻的浓度)见下表。
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/mol/L 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/mol/L 0 0.023 0.040 0.052 0.060
(1)图像能够非常直观地描述物理量的变化趋势。请你作出c(N2O5)－t图及c(O2)－t图，描述反应物、生成物的浓度与反应时间的关系。
(2)数据处理是化学实验过程中非常重要的一个环节。请按下式计算化学反应速率，并将计算结果填入表中。
v(B)＝
Δt t1－t0 t2－t1 t3－t2 t4－t3
v(N2O5)(mol/L·min－1)
v(O2)(mol/L·min－1)
(3)根据计算结果寻找用各物质表示的化学反应速率之间的关系。
解析：(1)依据题给数据在坐标系内描点作图即可。
(2)将相关数据代入计算式分别求算。
(3)对照求出的数据在数值上进行其量的对比关系可知速率之比为化学计量数之比。
答案：(1)
(2)
Δt t1－t0 t2－t1 t3－t2 t4－t3
v(N2O5)(mol/L·min－1) 0.046 0.034 0.024 0.016
v(O2)(mol/L·min－1) 0.023 0.017 0.012 0.008
(3)用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
14．在2 L密闭容器中加入4 mol A和6 mol B，发生下列反应：4A(g)＋6B(g)??4C(g)＋5D(g)，若经5 s后，剩下的A为2.5 mol，则B的反应速率是多少？
解析：计算转化的A为4 mol－2.5 mol＝1.5 mol。
v(A)＝＝0.15 mol/(L·s)，
再转化成v(B)＝v(A)＝×0.15 mol/(L·s)＝0.225 mol/(L·s)。
答案：0.225 mol/(L·s)第二章 化学反应速率和化学平衡测评卷(B卷) (时间：90分钟 满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(每小题3分，共45分)
1．对于A2＋3B2??2AB3反应来说，以下反应速率表示反应最快的是( )
A．v(AB3)＝0.5 mol/(L·min)
B．v(B2)＝0.6 mol/(L·min)
C．v(A2)＝0.4 mol/(L·min)
D．无法判断
解析：A项由v(AB3)＝0.5mol/(L·min)可推出v(A2)＝0.25 mol/(L·min)；B项由v(B2)＝0.6mol/(L·min)，可得v(A2)＝0.2 mol/(L·min)，由此可知表示反应最快的是C项。
答案：C
2．(2009·杭州高二检测)在一定温度下的刚性密闭容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明下述反应：A(s)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达到平衡状态( )
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．各气体物质的物质的量浓度
D．气体的总物质的量
解析：解题时明确平衡状态的判断标志是变量不再发生变化。特别注意A的状态为固体。由于A为固体，反应前后气体的物质的量相等，在刚性容器中整个反应过程中压强不变，故A、D错；由于A为固体，气体的质量在反应中会发生变化，直到达平衡状态，ρ＝，由于V不变，故混合气体的密度平衡前后会发生变化，不变时即达到平衡，B对；任何物质的物质的量浓度不变均可表明达到平衡状态，C对。
答案：BC
3．下列是4位同学在学习“化学反应速率与化学平衡”一章后，联系工业生产实际所发表的观点，你认为不正确的是( )
A．化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
B．化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
C．化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
D．化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
解析：化学反应速率是研究化学反应快慢的问题，化学平衡是研究化学反应进行的程度问题。
答案：C
4．常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积的空气，注射器与U形管连通，如图所示，打开两个止水夹，同时向外拉两注射器的活塞，且拉动的距离相等，将会看到U形管中液面(不考虑此条件下NO2与水的反应)( )
A．a端上升，b端下降 B．a端下降，b端上升
C．U形管中液面无变化 D．无法判断
解析：对于可逆反应2NO2??N2O4，减压后平衡向生成NO2方向移动，分子数增多，体积增大，a端下降，b端上升。
答案：B
5．可逆反应A(s)＋B??C达到平衡后，B的转化率与压强、温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．B是固体，C是固体，正反应是吸热反应
B．B是气体，C是固体，正反应是吸热反应
C．B是气体，C是固体，正反应是放热反应
D．B、C都是气体，正反应是放热反应
解析：从图像推理可知，压强p增大，B的转化率增大，表明增大压强，平衡向正反应方向移动，即向气体体积缩小的方向移动，所以B为气体，C则为固体；在三条温度曲线上做一条等压线，则可看出，温度越高，B的转化率越大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应。
答案：B
6．可逆反应aX(g)＋bY(g)??cZ(g)在一定温度下的密闭容器内达到平衡后，t0时改变某一外界条件，化学反应速率(v)－时间(t)图像如图。下列说法正确的是( )
A．若a＋b＝c，则t0时只能是增大反应体系的压强
B．若a＋b＝c，则t0时只能是加入催化剂
C．若a＋b≠c，则t0时只能是加入催化剂
D．若a＋b≠c，则t0时只能是增大体系的压强
解析：由v－t图像可以看出t0时条件改变后，v正、v逆以同等倍数增加，但平衡没有移动。
答案：C
7．化学平衡常数(K)是化学反应限度的一个重要参数，该常数表示的意义是可逆反应进行的程度，K值越大，表示的意义错误的是( )
A．温度越高 B．反应物浓度越小
C．反应进行的越完全 D．生成物浓度越大
解析：应用化学平衡常数的前提是一定温度下(故A是错误的)。化学平衡常数的大小表示的意义就是反应限度，即可逆反应可能进行的程度，所以化学平衡常数数值越大，可逆反应进行得就越完全，反应物浓度越小，生成物的浓度越大。故B、C、D三项的意义都是正确的。
答案：A
8．可逆反应A(g)＋B??C(g)＋D达到平衡时，下列说法不正确的是( )
A．若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，D不一定是具有颜色的气体
B．增大压强，平衡不移动，说明B、D必是气体
C．升高温度，C的百分含量减小，说明正反应是放热反应
D．若B是气体，增大A的浓度会使B的转化率增大
解析：增大压强平衡不移动，B、C可以是气体，也可以不是气体。
答案：B
9．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是( )
A．反应达到平衡时，若两种反应物的转化率相等，则起始投入的n(NH3)∶n(O2)＝4∶5
B．反应达到平衡后，对体系一直进行加压，平衡总是向逆向移动
C．反应达到平衡时，若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体，平衡不移动
D．当v正(NH3)∶v正(NO)＝1∶1时，说明该化学反应已经达到平衡
解析：平衡时，反应物的转化率相等，则起始投入量之比应该等于化学计量数之比，故A正确；当加压到一定压强时，气态水变为非气态水，平衡向正向移动，故B错；充入稀有气体而压强不变，相当于增大容积，平衡向体积增大的方向移动，C错；无论是否平衡，NH3、NO的正反应速率之比都等于化学计量数之比，故D错。
答案：A
10．(2010·天津市塘沽区期末)可逆反应mA(固)＋nB(气)??Pc (气)＋qD(气)反应过程中其他条件不变时C的百分含量C%与温度(T)和压强(p)的关系如图所示，下列叙述中正确的是( )
A．达到平衡后，使用催化剂，C%将增大
B．达到平衡后，若升高温度，化学平衡向逆反应方向移动
C．方程式中n＞p＋q
D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动
解析：使用催化剂，平衡不移动，A错误；由图1知T1＞T2(T1时，达到平衡所需时间短)，T2→T1(升温)，C%减小，平衡向逆反应方向移动，B正确；由图2知p2＞p1(p2时，达到平衡所需时间短)，p1→p2(加压)C%减小，平衡向逆反应方向移动，则n＜p＋q，C错误。A是固体，其量的改变对化学平衡没有影响，D错误。
答案：B
11．一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)??Z(g)，经60s达到平衡，生成0.3mol Z，下列说法正确的是( )
A．若增大压强，则物质Y的转化率减小
B．将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的
C．以X浓度变化表示的反应速率为0.001 mol/(L·s)
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH＞0
解析：这是一个体积缩小的可逆反应，增大压强，物质Y的转化率提高，故A错；容积增大1倍，平衡发生移动，因此Z的平衡浓度不会变成原来的，故B错；v(Z)＝0.5×10－3 mol/(L·s)，故v(X)＝1×10－3 mol/(L·s)；X的体积分数增大，则表明平衡左移，升高温度，则正反应一定是放热反应，故D错。
答案：C
12．如图表示可逆反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)达到化学平衡状态时外界条件影响导致平衡移动的曲线，根据判断影响平衡移动的因素是( )
A．升高温度，同时加压
B．减小压强，同时降温
C．增大反应物的浓度，使用催化剂
D．增大反应物的浓度，同时减小生成物的浓度
解析：题中图像信息显示：改变条件后，正反应速率先突然增大，然后慢慢减小；逆反应的速率先突然减小，后慢慢增加，因此平衡向正反应方向移动。
答案：D
13．现有3个体积相同的密闭容器，都进行下列反应：CO2＋H2??H2O(气)＋CO，反应所处的温度相同，但起始的物质的量不同，其中甲：n(CO2)＝n(H2)＝a mol，乙：n(CO2)＝a mol，n(H2)＝2a mol。丙：n(CO2)＝n(H2)＝n(H2O)(气)＝a mol。达到平衡时，CO的物质的量由大到小的顺序是( )
A．甲＞乙＞丙 B．甲＞丙＞乙
C．乙＞丙＞甲 D．乙＞甲＞丙
解析：CO2的转化率是乙＞甲＞丙。
答案：D
14．(2011·福建南安一中期末)相同温度下，体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.6 kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
容器编号 起始时各物质物质的量/mol 达平衡时体系能量的变化
N2 H2 NH3
① 1 3 0 放出热量：23.15 kJ
② 0.9 2.7 0.2 放出热量：Q
下列叙述错误的是( )
A．容器①、②中反应的平衡常数相等
B．平衡时，两个容器中NH3的体积分数相等
C．容器②中达平衡时放出的热量Q＝23.15 kJ
D．若容器①体积为0.5 L，则平衡时放出的热量＜23.15 kJ
解析：化学平衡常数只与温度有关，A正确；两个容器为恒温恒容下的等效平衡，B正确；两容器参加反应的起始物的量不同，反应热不同，C错误；若容器①体积为0.5 L，相当于对平衡后的②体积增加一倍，则平衡左移，放出的热量＜23.15 kJ，D正确．
答案：C
15．将1 mol一氧化碳和1 mol水蒸气放入一固定容积的密闭容器中，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，得到0.6 mol二氧化碳，再加入2 mol水蒸气并在相同条件下达到新平衡后，下列叙述正确的是( )
A．一氧化碳的转化率提高，水蒸气的转化率降低
B．反应物的转化率都提高
C．平衡向正反应方向移动，达到新的平衡时二氧化碳的体积分数增大
D．平衡向正反应方向移动，二氧化碳的物质的量将大于1 mol但小于2 mol
解析：假设CO的转化率为100%，则CO2也只能是1 mol，故CD错误；再加入水蒸气后，水蒸气反应的量增大了，但转化率却降低了，故B错误。
答案：A
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题
16．(6分)一定条件下，在容积为1 L的密闭容器中发生可逆反应：Fe(s)＋H2O(g)===FeO(s)＋H2(g) ΔH＞0。在1 000℃时，H2O(g)的平衡转化率(α)与体系总压强(p)关系如图所示。
(1)写出该反应的平衡常数表达式K＝__________。当反应达到平衡后，再向容器中加入铁粉和水蒸气，则K__________，(填“增大”、“减小”或“不变”)；升高温度，则K＝__________。
(2)在1 000℃时，若向上述容器中加入0.80 mol铁粉和1.00 mol水蒸气，达到平衡时，容器中c(H2)＝______。
答案：(1) 不变 增大
(2)0.6 mol/L
17．(10分)(2010·黄埔模拟)某化学反应2A??B＋D在4种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表：
实验序号 时间浓度温度 0 10 20 30 40 50 60
1 800℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据，完成下列填空：
(1)在实验1，反应在10至20分钟时间内，A的平均反应速率为__________mol·(L/min)。
(2)在实验2，A的初始浓度c2＝__________mol/L，反应经20分钟达到平衡，可推测实验2还隐含的条件是__________。
(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3____ _____v1(填“＞”“＝”“＜”)，且c3__________1.0 mol/L(填“＞”“＝”“＜”)。
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应的是__________反应(选填“吸热”“放热”)，理由是________________________________。
解析：(1)v(A)＝
＝0.013 mol/(L·min)。
(2)在相同条件下，实验2达平衡后A的浓度与实验1相同，但达平衡所需的时间短，所以A的初始浓度实验2与实验1相同，实验2中，A的反应速率较快，则反应过程中加了催化剂。
(3)相同温度下，达平衡时实验3中A的浓度比实验1中大，则实验3中A的初始浓度比实验1中大。所以v3＞v1，c3＞1.0 mol/L。
(4)由实验4的数据可知，升温A的浓度降低，显然升温有利于反应向右进行，该反应为吸热反应。
答案：(1)0.013 (2)1.0 加了催化剂 (3)＞ ＞
(4)吸热 温度升高平衡向正反应方向移动
18．(6分)某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢，设计了如下图1所示的装置。
(1)检查图1所示装置气密性的方法是____________。
(2)若要比较产生气体的快慢，可以测量相同时间段内产生气体的体积，也可以测量__________________。
(3)实验测得铝丝产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示，则t1～t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是__________。
答案：(1)用手捂住锥形瓶，观察乙中长导管内液面是否上升 (2)产生相同体积的气体所需时间 (3)反应放热，溶液温度升高
19．(10分)在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)?? 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝__________。已知：K300 ℃＞K350 ℃，则该反应是__________热反应。
(2)下图中表示NO2的变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝__________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__________。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂
解析：(1)由于K300 ℃＞K350 ℃，所以，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应。
(2)由于NO2的变化量与NO的变化量相等，是O2变化量的2倍，但曲线的变化方向相反，由此可确定b是NO2的变化曲线。
v(O2)＝v(NO)＝×＝1.5×10－3 mol/(L·s)。
(3)化学平衡状态是各成分的含量保持不变的状态，本质是正逆反应的速率相等。
a．v(NO2)不能说明是NO2生成的速率还是消耗的速率，同理v(O2)也是如此，因此不能判断。
b．容器压强不变说明容器内各气体物质的总分子数不变，由于该反应是反应前后气体分子数不等的反应，就说明了达到平衡状态。
c．由于v逆(NO)＝2v逆(O2)，所以该式能反映出正逆反应速率相等，能够说明达到平衡状态。
d．这是一个密闭的容器，质量一定不变，与是否进行反应无关，所以该项不能说明是否达到平衡。
(4)a是减少物质，所以不能增大反应速率，错误。b升高温度平衡向逆反应方向移动，错误。c正确。d催化剂只能改变反应速率，不会影响平衡，错误。
答案：(1)K＝ 放
(2)b 1.5×10－3 mol/(L·s)
(3)bc (4)c
20．(5分)
(1)反应aA(g)??bB(g)＋cC(g)在一容积不变的容器内进行，反应达到平衡(以下填“增大”、“减小”或“不变”)。
①若a＝b＋c，增大A的浓度，A的转化率________。
②若a＞b＋c，增大A的浓度，A的转化率________。
(2)若反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)，容器体积固定不变，且起始时A与B的物质的量之比为a∶b。
①平衡时A与B的转化率之比是__________。
②若增大A的浓度，则A的转化率__________。
③若同时同等倍数地增大A、B的浓度，则a＋b与c＋d满足什么关系时，A与B的转化率同时增大？
a＋b__________c＋d(填“＞”“＝”或“＜”)。
答案：(1)①不变 ②增大 (2)①1∶1 ②减小 ③＞
21．(10分)在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K＝_________________。
(2)降低温度，该反应K值__________，二氧化硫转化率______ ____，化学反应速率__________(以上均“增大”“减小”或“不变”)。
(3)600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是__________。
(4)据上图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是______________________________(用文字表达)；10 min到15 min的曲线变化的原因可能是__________(填写编号)。
A．加了催化剂
B．缩小容器体积
C．降低温度
D．增加SO3的物质的量
解析：题给图像中曲线看起来比较杂乱，不要被表面现象所迷惑，只要仔细分析可发现图中所包含的化学含义。15～20min、25～30 min两个时间段时三条曲线都与横坐标平行，即三种物质的物质的量不发生变化，处于平衡状态。在20 min这一瞬间，O2的物质的量突然增大，说明此时向反应容器中加入了O2。
10min前后反应都处于不平衡状态，而且O2、SO2的物质的量都是逐渐减小，SO3的物质的量都是逐渐增大；只是10min前变化较缓，10min后变化较快。这是改变了某条件使反应速率加快所造成的。所以，可能是加了催化剂或缩小容器体积。
答案：(1) (2)增大 增大 减小
(3)15～20 min和25～30 min (4)增加了O2的量 AB
22．(8分)在密闭容器中进行如下反应：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
SO2的起始浓度是0.4 mol/L，O2的起始浓度是1 mol/L。当SO2的转化率为80%时，反应达到平衡状态。
(1)求该反应的平衡常数。
(2)若将平衡时反应混合物的压强增大1倍，平衡将如何移动？
(3)若将平衡时反应混合物的压强减小1倍，平衡将如何移动？
(4)平衡时保持体积不变，向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，使体系总压变为原来的3倍，平衡又将如何移动？
解析： 2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
起始浓度(mol/L) 0.4 1 0
转化浓度(mol/L) 0.32 0.16 0.32
平衡浓度(mol/L) 0.08 0.84 0.32
(1)平衡常数K＝＝19。
(2)压强增大1倍，各组分的浓度增大1倍，Qc＝＝9.5＜19。即Qc＜K，所以平衡向正反应方向移动。
(3)压强减小1倍，各组分的浓度减小1倍，Qc＝＝38＞19。即Qc＞K，所以平衡向逆反应方向移动。
(4)保持体积不变，向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，尽管总压强改变，但反应混合物各组分的浓度保持不变。
Qc＝＝19＝K，所以平衡不发生移动。
答案：(1)该反应的平衡常数为19。 (2)平衡向正反应方向移动。 (3)平衡向逆反应方向移动。 (4)平衡不发生移动。?2-4《化学反应进行的方向》课时练
双基练习
1．在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
甲
乙
A．此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程从有序到无序，混乱度增大
D．此过程是自发可逆的
解析：一个过程是自发的，则它的逆过程必然是非自发的。
答案：D
2．能用焓判据判断下列过程的方向的是( )
A．水总是自发地由高处往低处流
B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C．有序排列的火柴散落时成为无序排列
D．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
解析：水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。有些吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和1.01× 105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7kJ/mol，(NH4)2CO3===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ/mol，不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增加的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。扑克牌的无序排列也属于熵判据。
答案：A
3．在298 K时，NaCl在水中的溶解度为26 g。如将1 mol NaCl溶解在1 L水中，此溶解过程中体系的ΔH－TΔS和熵如何变化( )
A．ΔH－TΔS＞0，ΔS＜0
B．ΔH－TΔS＜0，ΔS＞0
C．ΔH－TΔS＞0，ΔS＞0
D．ΔH－TΔS＜0，ΔS＜0
解析：NaCl(s)溶解于水中是自发进行的过程，故ΔH－TΔS＜0；NaCl(s)===NaCl(aq)，体系的混乱度增大，ΔS＞0。
答案：B
4．(2011·潮州高二检测)水的三态的熵值的大小关系正确的是(Sm表示1 mol物质的熵值)( )
A．Sm(s)＞Sm(l)＞Sm(g) B．Sm(l)＞Sm(s)＞Sm(g)
C．Sm(g)＞Sm(l)＞Sm(s) D．Sm(s)＝Sm(l)＝Sm(g)
解析：同一种物质处于气态时熵值最大，液态次之，固态时熵值最小。
答案：C
5．下列说法正确的是( )
A．熵增大的反应一定是自发反应
B．焓增大的反应一定是自发反应
C．熵、焓都为正值的反应是自发反应
D．ΔH－TΔS＜0的反应一定是自发反应
解析：熵、焓判据单独判断反应的自发性都有一定的局限性，只有ΔH－TΔS＜0的反应才一定是自发进行的反应。
答案：D
6．下列过程属于熵增加的是( )
A．一定条件下水由气态变为液态
B．H2燃烧生成水
C．散落的火柴的无序排列
D．溶解少量食盐于水中
解析：水由气态变为液态，熵值减小，H2燃烧是熵值减小的放热反应。C、D两选项都会使体系的混乱度增大，熵值增加。
答案：CD
7．以下自发过程可用焓判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7 kJ/mol
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9 kJ/mol
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
解析：A、B、C都是吸热反应，D是放热反应，焓判据解释过程的方向是体系趋于从高能状态转变为低能状态的，故选D。
答案：D
8．25℃、1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ/mol自发进行的原因是该反应( )
A．是吸热反应 B．是放热反应
C．是熵减反应 D．熵增效应大于能量效应
解析：该反应是吸热反应，从焓判据角度分析，不能自发进行，但该反应是一个熵增的反应，该反应可自发进行，所以应是熵增效应大于能量效应。
答案：D
9．有关化学反应的说法中，正确的是( )
A．自发反应都是放热反应
B．自发反应都是熵增加反应
C．自发反应一定能实现
D．非自发反应在一定条件下能实现
解析：自发反应有些是放热反应，有些是吸热反应；自发反应有些是熵增加的反应，有些是基本不变或熵减小的反应。对非自发反应的体系输入能量可能使反应发生。故选D。
答案：D
10．下列反应：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)
(2)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
(3)NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)
(4)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
按ΔS由大到小的排列顺序为__________。
解析：根据凡是气体分子数增多的反应一定是熵增反应进行比较。(1)反应前后气体计量数不变；(2)反应前后气体计量数减少1；(3)反应前后气体计量数增加2；(4)反应前后气体计量数增加1。则ΔS由大到小为(3)(4)(1)(2)。
答案：(3)(4)(1)(2)
11．估计下列各变化过程是熵增加还是熵减小。
(1)NH4NO3爆炸：2NH4NO3(s)===2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)( )
(2)水煤气转化：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)( )
(3)臭氧的生成：3O2(g)===2O3(g)( )
A．熵增大 B．熵减小
C．不变 D．熵变很小
解析：对于有气体参与的化学反应(有气体参与反应时，气体既可以是反应物也可以是产物)，气体的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，即是熵增大的反应；反之，气体的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，即是熵减小的反应。若反应物中气体的物质的量与产物中气体的物质的量相等，其熵变通常都是很小的值，正负由具体的化学反应体系来决定。(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应：(2＋4＋1)－(0)＞0，因此该过程是熵增加的过程。(2)水煤气转化反应，气态物质的物质的量反应前后未发生变化；(1＋1)－(1＋1)＝0，估计该过程的熵变很小。(3)生成臭氧后，气态物质的物质的量减小：2－3＜0，因此该过程是熵减小的过程。
答案：(1)A (2)D (3)B
能力提升
12．某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。反查资料信息如下：
①酸性：H2SO4＞H2SeO4＞H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合
③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示：
请完成下列问题：
(1)H2与硫化合的反应__________热量(填“放出”或“吸收”)。
(2)已知H2Te分解反应的ΔS＞0，请解释为什么Te和H2不能直接化合。________________________________________________。
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是__________(填序号)。
答案：(1)放出 (2)因为化合时ΔH＞0，ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0，故反应不能自发进行 (3)①②③
13．已知2CO(g)??CO2(g)＋C(s)，T＝980K时，ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS的正负符号为________ __；当体系温度高于980K时，ΔH－TΔS的正负符号为__________。在冶金工业中，以C作为还原剂，温度高于980 K时的氧化产物是以__________为主，低于980 K时以__________为主。
解析：由2CO(g)??CO2(g)＋C(s)可知ΔS＜0，T＝980 K时，ΔH－TΔS＝0，故ΔH＜0；当T＜980 K时，ΔH－TΔS＜0。以C作还原剂，T＞980 K时，2CO(g)??CO2(g)＋C(s)逆反应自发进行，氧化产物以CO为主；T＜980 K时，2CO(g)??CO2(g)＋C(s)正反应自发进行，氧化产物以CO2为主。
答案：负 正 CO CO2
14．由焓判据(以焓变为基础)(ΔH)和熵判据(ΔS)组合而成的复合判据，适合于所有过程的自发性判断。公式为ΔH－TΔS。若ΔH－TΔS＜0，反应自发进行(T指热力学温度)。电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是：
SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)
ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ/mol
ΔS(298.15 K)＝－75.8 J/mol·K－1
设ΔH和ΔS不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。
解析：要使反应能够自发进行，则ΔH－TΔS＜0，
即－94.0 kJ/mol－T×(－75.8×10－3 kJ/mol·K－1)＜0
T＜＝1.24×103 K
答案：T＜1.24×103 K
15．对于一个化学反应能否自发进行，可用ΔH－TΔS来判断，若ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行；若ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行。汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料燃烧不完全所产生的一氧化碳，它们是现代化城市的重要大气污染物。为了减轻大气污染，人们提出用以下反应来治理汽车尾气：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，你能否判断这一方案是否可行？理论根据是什么？(已知在298K、101kPa下，该反应的ΔH＝－113.0 kJ/mol，ΔS＝－145.3 J/mol·K－1)
解析：代入ΔH－TΔS＝－69 700.6kJ/mol＜0，故这一方案可行。
答案：可行。将ΔH、ΔS、T的数据代入式子ΔH－TΔS，得ΔH－TΔS＜0，故反应能自发进行。2-2《影响化学反应速率的因素》课时练
双基练习
1．当增大压强时，下列化学反应速率不会变大的是( )
A．碘蒸气和氢气化合生成碘化氢
B．稀硫酸和氢氧化钡溶液反应
C．二氧化碳通入澄清石灰水
D．氨的催化氧化反应
解析：改变压强只能影响有气体参与的化学反应速率；而B项中没有气体参与反应，故增加压强，化学反应速率不会变大。
答案：B
2．(2011·如东高二检测)下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的曲线表示的是( )
选项 反应 纵坐标 甲 乙
A 外形、大小相近的金属和水反应 反应速率 K Na
B 4 mL 0.01 mol/L的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反应 0.1 mol/L的H2C2O4溶液 0.2 mol/L的H2C2O4溶液
C 5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液反应 热水 冷水
D 5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2 无MnO2粉末 加MnO2粉末
A． B． C． D.
解析：反应速率与物质本身的性质有关。由于K比Na活泼，故相同大小的K和Na，K的反应速率快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随反应进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，故A正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲中快，B错误；由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率高于乙的。随反应进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，故C正确；MnO2在H2O2分解过程中起催化作用，故乙中反应速率就大于甲中，D错误。
答案：AC
3．20℃时装0.10 mol/L Na2S2O3溶液10 mL和0.10 mol/L的H2SO4 10 mL混合2 min后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2倍，那么50℃时，同样的反应要明显出现浑浊所需的时间是( )
A．40 s B．15 s C．48 s D．20 s
解析：设原来的反应速率为v，温度从20℃升高到50℃，共升高了3个10℃，所以50℃时的反应速率为23v。因此反应速率越大，反应出现浑浊的时间越短。所以50℃时，此反应出现浑浊所需的时间为：2 min×＝0.25 min＝15 s。
答案：B
4．下列关于催化剂的说法，正确的是( )
A．催化剂能使不起反应的物质发生反应
B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C．催化剂能改变化学反应速率
D．电解水时，往水中加入少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂
解析：催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应途径，在化学反应过程中，催化剂参与反应，经过一系列变化之后，催化剂又恢复原来的状态，其化学性质和质量都不变；在电解水中加入少量NaOH可增大水中离子浓度，加快了离子移动速率，NaOH并没有改变反应机理，故不是催化剂。
答案：BC
5．下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是( )
A．Cu能与浓硝酸反应，而不与浓盐酸反应
B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应
D．Cu与浓H2SO4能反应，而不与稀H2SO4反应
解析：要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素，则该实验事实应区别在反应物本身而不是外界因素如浓度、压强、温度、催化剂等。
A项说明浓硝酸与浓盐酸性质不同，正确。
B项说明浓度增大，反应速率增大。
C项说明放电条件下加快反应速率。
D项说明浓H2SO4与稀H2SO4性质不同，正确。
答案：AD
6．下列判断正确的是( )
A．0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L醋酸分别与0.2 mol/L NaOH溶液反应的速率相同
B．0.1 mol/L HCl和0.1 mol/L HNO3分别与大小相同的大理石反应的速率相同
C．Al和Fe分别与0.1 mol/L H2SO4反应的速率相同
D．大理石块与大理石粉分别与0.1 mol/L HCl反应的速率不同
解析：影响化学反应速率有内因与外因之分，内因指的是反应物本身的结构性质。在完全相同的外界条件下。Al、Fe由于自身金属活泼性的不同，反应速率v(Al)＞v(Fe)。外因主要指的是温度、浓度、压强、催化剂、反应物颗粒的大小、紫外线辐射等因素。A中0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L醋酸中自由移动的c(H＋)不同。D中大理石粉与盐酸的接触面积大，其反应速率大。
答案：BD
7．反应C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A．增加C的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2
D．保持压强不变，充入N2
解析：C为固态反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响；容器体积缩小相当于压强增大一倍，浓度增大，正、逆反应速率均增大；体积不变，充入N2，体系总压强增大，但反应混合物浓度并未改变，反应速率基本不变；充入N2，使容器体积增大，总压强不变，但反应混合物浓度同等程度变小，正、逆反应速率均变慢。
答案：AC
8．(2011·淮安高二检测)Fe与稀H2SO4反应制取氢气，下列措施能使生成氢气的速率一定加快的是( )
A．增加铁的量 B．增大硫酸的浓度
C．加热 D．增大压强
解析：错选A的误区是混淆了外界条件对反应速率影响的关系，浓度增大，反应速率加快，铁为固体，增加铁的量，其浓度并没有改变；错选B的误区是把反应物的性质发生改变与反应发生改变混淆了，当H2SO4浓度增大时，可能转变为浓H2SO4，浓硫酸与铁常温下会发生钝化，无氢气生成；错选D的误区是把增大反应浓度与增大物质的浓度的关系混淆了，增大压强，只改变了氢气的浓度，而氢气是生成物，并没有改变反应物的浓度。
答案：C
9．一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生反应：2HI===H2＋I2，若c(HI)由0.1 mol/L降到0.07 mol/L需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol/L降到0.05 mol/L所需的反应时间为( )
A．等于5 s B．大于10 s
C．等于10 s D．小于10 s
解析：v＝＝0.002 mol/(L·s)，若反应仍以该速率进行，则t＝＝10 s，但随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，所用时间大于10 s。
答案：B
?
能力提升
10．影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/L)。设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表：
实验步骤 现象 结论
①分别取等体积的2 mol/L的硫酸于试管中②__________ 反应速率Mg＞Fe，Cu不反应 金属的性质越活泼，反应速率越快
(1)甲同学表中实验步骤②为____________________________。
(2)甲同学的实验目的是______________________________ ____________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是__________。
乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响，利用下图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是__________________ ________________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是__________________ ____________________；该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是______________________________________________。
解析：本题通过实验，对化学反应速率的因素进行了探究，主要考查了学生设计实验方案的能力以及对比分析的能力。
答案：(1)分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg
(2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系 温度相同
(3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)
(4)Mg(或Fe)和0.5 mol/L硫酸和2 mol/L硫酸
常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2；Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化
11．把除去氧化膜的镁条投入盛有稀盐酸的试管中，发现产生氢气的速率变化情况如图1所示。
(1)t1～t2速率变化的主要原因是__________。
(2)t2～t3速率变化的主要原因是__________。
(3)在图中画出生成H2的体积随时间变化的示意图。
解析：对一确定的化学反应来说，其反应速率的大小，受浓度、温度、压强、催化剂等外界条件的影响。Mg与稀盐酸反应的整个过程中盐酸的浓度在不断降低。在t1～t2时间段，速率呈增大趋势是由温度升高引起的，在t2～t1时间段，速率呈减趋势说明盐酸浓度降低到一定程度后，浓度对反应速率的影响成为主要因素。
答案：(1)镁条与盐酸反应放热，温度升高使反应速率加快
(2)盐酸浓度减小，反应速率减慢
(3)如图所示。
12．“用双氧水和MnO2制备O2”的反应方程为____________ __________________________________________________________。
某同学做该实验后，展开下列思考与探究：
(1)催化剂MnO2的用量对反应速率有没有影响呢？他做了这样一组实验：每次均用30 mL 10%的H2O2溶液，以不同量MnO2粉末为催化剂(其他实验条件均相同)，测定各次收集到500 mL氧气时所用的时间，结果如下：
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
MnO2粉末用量(克) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
所用时间(秒) 17 8 7 5 4 3 2 2 2 2
请分析表中数据回答：MnO2的用时对反应速率有没有影响呢？如果有，是怎样影响的呢？答：_______________________________。
(2)H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢？他又做了一组实数：每次均取5 mL 30%的H2O2溶液，然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验。记录数据如下：(实验均在20℃室温下进行，其他实验条件均相同)
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
H2O2溶液溶质质量分数 1% 3% 5% 10% 15% 20% 25% 30%
MnO2粉末用量(克) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
收集到540 mL气体时所用时间(秒) 660 220 205 80 25 9 4 3
反应后液体温度(℃) 24 34 39 56 65 67 69 70
请分析表中数据回答：H2O2溶液溶质质量分数对反应速率有没有影响呢？如果有，是怎样影响的呢？
答：__________________________________________________。
由表中数据还可看出，该反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。
解析：通过第一个表格中的数据，很容易就能得出随着MnO2粉末用量的增多，所用时间由17秒降至2秒，但再增加MnO2粉刺末的量，时间不变化，说明在一定范围内，MnO2的用量越大，反应速率越大。通过第二个表格中的数据，可得出MnO2粉末用量不变，H2O2溶液溶质质量分数越大，收集到540 mL气体时所用时间越短，反应后液体温度越高。通过反应后液体升温说明该反应为放热反应。
答案：2H2O22H2O＋O2↑ (1)有影响，在一定范围内，MnO2的用时越大，反应速率越大 (2)有影响，H2O2溶液溶质质量分数越大，反应速率越大 放热2-3-2《影响化学平衡的因素 化学平衡常数》课时练
双基练习
1．将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器中，恒温下发生反应H2(g)＋Br2(g)??2HBr(g) ΔH＜0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是( )
A．a＞b B．a＝b
C．a＜b D．无法确定
解析：H2与Br2的反应属于放热反应，绝热条件下进行该反应，体系的温度必然升高，导致平衡向逆反应方向移动，Br2(g)的转化率降低。
答案：A
2．碘钨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应：W(s)＋I2(g)WI2(g) ΔH＜0(温度T1＜T2)。下列说法正确的是( )
A．灯管工作时，扩散到灯丝附近高温区的WI2(g)会分解出W，W重新沉积到灯丝上
B．灯丝附近温度越高，WI2(g)的转化率越低
C．该反应的平衡常数表达式是K＝
D．利用该反应原理可以提纯钨
解析：本题考查了化学平衡中的平衡移动、转化率及化学平衡常数。高温时，平衡左移，WI2分解，温度越高，分解越充分，故A正确，B错；选项C给出的是逆反应的平衡常数表达式，C错。
答案：AD
3．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K＝。恒容时，温度升高，H2的浓度减小。下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变为正值
B．恒温、恒容下，增大压强，H2的浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2
解析：由平衡常数表达式写出可逆反应为CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，D项错误；由于升高温度，H2的浓度减小，说明升温平衡向正反应方向进行，因此正反应是吸热的，焓变为正值，A项正确；由于反应前后气体体积相等，增大压强平衡不移动，但若通入H2，其浓度会增大，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都会增大，C项错误。
答案：A
4．鸡没有汗腺，在夏天只能依赖喘息调节体温。鸡过度呼出CO2，会使下列平衡向左移动，导致蛋壳变薄，使农场主和超市蒙受经济损失。
CO2(g)??CO2(l)
CO2(g)＋H2O(l)??H2CO3(aq)
H2CO3(aq)??H＋(aq)＋HCO(aq)
HCO(aq)??H＋(aq)＋CO(aq)
Ca2＋(aq)＋CO(aq)??CaCO3(s)
澳大利亚学者经研究发现，夏季给鸡喂下列饮料会使蛋壳变厚。该饮料是( )
A．淡盐水 B．碳酸水
C．蔗糖水 D．澄清石灰水
解析：鸡过度呼出CO2，会使平衡向左移动，导致蛋壳变薄，那么要使蛋壳变厚，应该使平衡右移，应补充CO2，故用溶有CO2的碳酸水。
答案：B
5．反应2A(g)＋B(g)??2C(g) ΔH＞0，下列反应条件有利于生成C的是( )
A．低温、低压 B．低温、高压
C．高温、高压 D．高温、低压
解析：正反应为气体体积缩小的反应，且为吸热反应，升高温度、增大压强均会使平衡向正方向移动，有利于生成C。
答案：C
6．已知反应A2(g)＋2B2(g)??2AB2(g) ΔH＜0，下列说法正确的是( )
A．升高温度，正向反应速率增大，逆向反应速率减小
B．升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间
C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
解析：升高温度正、逆反应速率都增大，A错。升高温度平衡逆向移动，C项错。减小压强有利于平衡逆向移动，D项错。
答案：B
7．如右图所示中的曲线是表示其他条件一定时，2NO＋O2??2NO2(正反应放热)反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正＞v逆的点是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析：此坐标的纵轴表示的是NO的转化率，横轴表示温度，曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的转化率，从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点，这表示若想达到c点对应温度的平衡状态，需要转化更多的NO，表示c点未到平衡状态，即v正＞v逆。
答案：C
8．在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＜0，某研究小组研究了其他条件下不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙的高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
解析：若增大氧气的浓度正反应速率突然变大，逆反应速率逐渐变大，A选项不正确；加入催化剂正、逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B选项正确；观察图Ⅲ，达到平衡时时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，C选项不正确；增大压强反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D选项不正确。
答案：B
9．NO2蒸气易形成N2O4：2NO2(g)??N2O4(g)(正反应为放热反应)，现欲较准确测定NO2的相对分子质量，应采用的反应条件是( )
A．高温、低压 B．低温、高压
C．低温、低压 D．高温、高压
解析：题目要求准确测定NO2的相对分子质量，而NO2(g)易形成N2O4(g)，不利于NO2的相对分子质量的测定。要准确测定NO2的相对分子质量，就必须使上述平衡向生成NO2的方向移动，由于上述正反应是一个体积缩小的放热反应，要使平衡向逆反应方向移动，则应采取高温、低压的措施才行。
答案：A
10．1 mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋aY(g)??bZ(g)反应达到平衡后，测得X的转化率为50%。而且，在同温、同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，则a和b的数值可能是( )
A．a＝1，b＝1 B．a＝2，b＝1
C．a＝2，b＝2 D．a＝3，b＝2
解析：据题意可有如下“平衡模式”
X(g) ＋ aY(g)??bZ(g)
起始/mol 1 a 0
变化/mol 1×50% 0.5a 0.5b
平衡/mol 0.5 0.5a 0.5b
因为密度与气体体积成反比，而体积比又等于物质的量之比，因此据题意有平衡混合气的物质的量总和与起始时混合气体物质的量总和之比为，即＝，可得1＋a＝2b。最后将所给四组数据代入关系式便知A、D两组数据均符合题意。
答案：AD
11．在密闭容器中进行下列反应：CO2(g)＋C(s)??2CO(g) ΔH＞0，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化？
(1)增加C，平衡__________，c(CO)__________。
(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡__________，c(CO2)__________。
(3)通入N2，保持密闭容器体积不变，温度不变，则平衡__________，c(CO2)__________。
(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡__________，c(CO)__________。
解析：(1)C为固体，增加C，其浓度并不变，平衡不发生移动；(2)减小容器体积，相当于增大压强，向气体体积减小的方向移动；(3)通入的N2不参加反应，并且密闭容器体积和温度不变时，各物质的浓度并不变，平衡不发生移动；(4)其他条件相同，升高温度，平衡向吸热方向移动。
答案：(1)不移动 不变 (2)向逆反应方向移动 增大 (3)不移动 不变 (4)向正反应方向移动 增大
12．如下图所示，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体，中间止水夹K夹紧，烧杯甲中盛放100 mL 6 mol/L的HCl的溶液中放入25 gNaOH固体，同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体，搅拌使之溶解。
(1)A瓶中气体颜色__________，理由是_____________________。
(2)B瓶中气体颜色__________，理由是_____________________。
解析：NaOH与盐酸发生中和反应为放热反应，使溶液及A中气体温度升高，故使平衡2NO2??N2O4(正反应为放热反应)向左移动，气体颜色变深；NH4NO3溶于水要吸热，溶液温度降低，使上述平衡向右移动，气体颜色变浅。
答案：(1)变深 甲中NaOH溶解放热，中和HCl也放热，使溶液及A中气体温度升高，2NO2??N2O4(正反应为放热反应)平衡向左移动，NO2浓度增大，颜色加深
(2)变浅 乙中NH4NO3溶解吸热，使溶液及B中气体温度降低，使反应2NO2??N2O4(正反应为放热反应)向右移动，NO2浓度减小，颜色变浅
能力提升
13．(2011·福建高考)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．往平衡体系中加入少量金属铅后，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
解析：金属活泼性Sn＞Pb，向平衡体系中加入铅后，c(Pb2＋)不变，A错误；加入少量Sn(NO3)2固体，c(Sn2＋)增大，平衡逆向移动，c(Pb2＋)增大，B错误；升温c(Pb2＋)增大，说明平衡逆向移动，正反应放热，C错误；由方程式和图示数据得平衡常数K＝＝＝2.2，D正确。
答案：D
14．反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应是__________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是________________________。
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？________，原因是______________________________________。
(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1__________，E2__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：由图可知反应物的能量比生成物的能量高，所以该反应是一个放热反应。根据勒夏特列原理，当温度升高时，平衡应向着能够削弱这种改变的方向移动，即逆向移动，所以A、B的转化率都要减小。加入了催化剂是降低了活化能，增加了活化分子，所以反应速率加快了，但反应物和生成物之间的能量差是没有变化的，降低活化能使E1、E2都减小。
答案：(1)放热
(2)减小 根据勒夏特列原理，升高温度有利于平衡向吸热反应方向移动，因而该反应中A的转化率减小
(3)没有 催化剂只能改变化学反应的速率和途径，不能改变化学反应的始态和终态的能量，因此对反应热没有影响 (4)减小 减小
15．(2011·新课标全国高考)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ/mol、－283.0 kJ/mol和－726.5 kJ/mol。请回答下列问题：
(1)在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)；
下列说法正确的是______(填序号)
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为：v(CH3OH)＝mol/(L·min)
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 ③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系的温度从T1变到T2，达到平衡时增大
(2)在T1温度时，将1 molCO2和3 molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为__________；
解析：(1)CO2和H2合成甲醇的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)。由图像可知B曲线先得到平衡，因此温度T2＞T1，温度高平衡时甲醇的物质的量反而低，说明正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，不利于甲醇的生成，平衡常数减小，即②错③正确；温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的物质的量为nAmol，此时甲醇的浓度为mol/L，所以生成甲醇的平均速率为：v(CH3OH)＝mol/(L·min)，因此①不正确；因为温度T2＞T1，所以A点的反应体系从T1变到T2时，平衡会向逆反应方向移动，即降低生成物浓度而增大反应物浓度，所以④正确。
(2) CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)
1 3 0 0
α 3α α α
(1－α) (3－3α) α α
所以平衡时容器内的压强与起始压强之比为＝
答案：(1)③④ (2)1－α/2
