【金版学案】2014-2015学年高中化学 鲁科版选修4 章末过关检测：第二章 化学反应的方向、限度与速率（含详细解析）
文档属性
| 名称 | 【金版学案】2014-2015学年高中化学 鲁科版选修4 章末过关检测：第二章 化学反应的方向、限度与速率（含详细解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 466.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-30 13:28:54 | ||
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文档简介
化学·选修/化学反应原理(鲁科版)
章末过关检测卷(二)
化学反应的方向、限度与速率
(测试时间：90分钟 评价分值：100分)
一、选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45分)
1．在紫外线的作用下，氧气可生成臭氧：3O2 2O3，一定条件下该反应达到平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成2 mol O3，同时消耗3 mol O2
B．O2的消耗速率0.3 mol·L－1·s－1，O3的消耗速率0.2 mol·L－1·s－1
C．容器内，2种气体O3、O2浓度相等
D．容积中各组分的体积分数随时间变化
解析：温度和催化剂对反应速率的影响，都是通过影响反应速率常数来完成的。由k＝A·e可以看出，活化能越大，温度对化学反应速率的影响程度就越大，并且对于某个特定的化学反应，温度越高，k越大；活化能越高，k越小。
答案：D
2．在恒温、恒容条件下，能使A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)正反应速率增大的措施是( )
A．减小C或D的浓度 B．增大D的浓度
C．减小B的浓度 D．增大A或B的浓度
解析：在恒温、恒容条件下，正反应速率取决于反应物的浓度。增大A或B的浓度都会使正反应速率增大，减小A或B的浓度都会使正反应速率减小；而减小C或D的浓度，增大D的浓度的瞬间，正反应速率不变。
答案：D
3．右图表示反应X(g)??4Y(g)＋Z(g) ΔH＜0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线，下列有关该反应的描述正确的是( )
A．第6 min 后，反应就终止了
B．X的平衡转化率为85%
C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85%
D．若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小
解析：A项，反应进行到第6 min时反应达平衡，平衡状态是动态平衡，反应未停止，故A错；B项，反应进行到第6 min时反应达平衡，X物质的量的变化量为1－0.15＝0.85(mol)，X的转化率为＝85%，故B正确；因为ΔH<0，反应为放热反应，故升高温度，平衡将逆向移动，则X的转化率减小，故C错；D项，若降低温度，正、逆反应速率同时减小，但是降温平衡正向移动，故v正>v逆，即逆反应减小的倍数大，故D错。
答案：B
4．工业上可利用合成气(CO和H2的混合气体)生产甲醇。已知：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g) ΔH＝－92.9 kJ/mol 一定条件下，该反应在一体积固定的密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔS＜0
B．该反应在任何温度下均能自发进行
C．向容器中充入少量He，平衡向正反应方向移动
D．升高温度平衡向正反应方向移动
解析：已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－92.9 kJ/mol，由方程式中气体的计量数可知反应后气体物质的量减小，所以熵减小，即ΔS＜0，故A项正确。化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当ΔG＝ΔH－T·ΔS＜0时，反应能自发进行；已知ΔH＜0，ΔS＜0所以反应的在高温时能自发进行，故B项错误。向容器中充入少量He，容器体积不变，反应物浓度不变，正逆反应速率不变，所以平衡不移动，故C项错误。已知该反应ΔH＜0，所以升高温度平衡逆移，故D项错误。
答案： A
5．下列说法正确的是( )
A．自发反应是指在通常状况下能自动发生的反应
B．熵增大的反应都是自发反应，熵减少的反应都不能进行
C．升高温度，可逆反应的正反应速率和逆反应速率都一定增大
D．使用催化剂可以增加反应物分子的能量，从而增大反应速率
解析：自发进行的反应判断依据是ΔH－TΔS＜0，有些自发反应需要一定条件下才能发生反应，故A项错误。反应自发进行的判断依据是ΔH－TΔS＜0，熵增大的反应ΔS＞0，当ΔH＞0低温下可以是非自发反应，熵减少ΔS＜0，ΔH＜0的反应低温下可以自发进行，故B项错误。依据影响化学反应速率的因素分析，升温增大正逆反应速率，增大程度不同，故C项正确。催化剂降低反应的活化能增大反应速率，不能增加反应物的能量，故D项错误。
答案： C
6．在一定体积的密闭容器中放入3 L气体R和5 L气体Q，在一定条件下发生反应2R(g)＋5Q(g)??4X(g)＋nY(g)，反应完全后，容器温度不变，混合气体的压强是原来的87.5%，则化学方程式中n值是( )
A．2 B．3 C．4 D．5
解析：容器温度不变，混合气体的压强是原来的87.5%，说明反应后气体的总物质的量减小，则反应应向物质的量减小的方向进行，即方程式中反应物的化学计量数之和大于生成物的化学计量数之和，则有：2＋5＞4＋n，n＜3，选项中只有A项符合。
答案：A
7．在一密闭容器中，反应aA(g)??bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度变为原来的60%，则( )
A．平衡向逆反应方向移动了
B．物质A的转化率减小了
C．物质B的质量分数增加了
D．a>b
解析：解本题常用的方法之一是分段假设分析。先假设当体积增加一倍时平衡不移动，B的浓度应为原来的50%，再进行比较，事实上B的浓度为原来的60%，大于50%，得出结论：说明平衡向生成B的正反应方向移动了，即生成B的方向是气体体积增加的方向，故a答案：C
8．可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，在500℃时，将2 mol N2和2 mol H2充入容积为10 L的密闭容器中进行反应，达到平衡时，NH3不可能达到的浓度是( )
A．0.01 mol·L－1 B．0.02 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.15 mol·L－1
解析：假设反应完全进行，由化学方程式知2 mol N2过量，因而2 mol H2完全反应生成 mol NH3，则NH3浓度为 mol·L－1。但由于是可逆反应，NH3的浓度肯定小于 mol·L－1，故答案为D。
答案：D
9．已知反应mX(g)＋nY(g)??qZ (g)的ΔH<0，m＋n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动
B．X的正反应速率是Y的逆反应速率的倍
C．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小
D．增加X的物质的量，Y的转化率降低
解析：因为该反应是在恒容的密闭容器中进行，通入稀有气体后，容器内气体压强增大，但各反应物、生成物的浓度未发生改变，平衡不移动，A项错；X的反应速率与Y的反应速率之比等于方程式的系数之比，B项正确；由于正反应是放热反应，降低温度，平衡向放热反应方向移动(正向)，又由于m＋n>q，＝，m不变，但n减小，增大，C项错误；增加X的物质的量，X的转化率降低，Y的转化率升高，D项错误。
答案：B
10．在一定条件下，向某一密闭容器中，加入一定量的HI或加入一定量的PCl5，反应达到平衡后，在t时刻改变条件，其反应速率与时间的变化关系均可用右图表示。那么对于不同反应在t时刻改变条件的叙述正确的是( )
A．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的HI
B．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的HI
C．对于PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的PCl5
D．对于PCl5 (g) ??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的PCl3
解析：依据速率－时间图象可知，在t时刻，原平衡被破坏，且正反应速率增大，逆反应速率减小，对于反应2HI(g) H2(g)＋I2(g)，保持温度和压强不变，加入HI，容器的体积增大，H2和I2的浓度减小，逆反应速率减小，而HI的浓度增大，正反应速率增大，故B正确。
答案：B
11．在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)?? 2C(g) ΔH＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：
下列判断一定错误的是( )
A．图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高
B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高
C．图Ⅲ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高
D．图Ⅳ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高
解析：图Ⅰ研究的不可能是催化剂对反应的影响，因为使用催化剂，化学平衡不移动，甲、乙的平衡浓度应当相同，故A项错，同理可知D项正确；若图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高，因为乙先达到化学平衡状态，并且乙中B的转化率较高(增大压强平衡向正反应方向移动)，故B项正确；若图Ⅲ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高，因为甲先达到化学平衡状态，并且甲中B的转化率较小(升高温度平衡向逆反应方向移动)，故C项正确。
答案：A
12．在一定温度下，有A、B两个容器，A是恒容密闭容器，B是恒压密闭容器。两容器起始状态完全相同，其中都充有NO2气体，如果只考虑发生下列可逆反应：2NO2??N2O4，分别经过一段时间后，A、B都达平衡，下列有关叙述正确的是( )
A．平均反应速率A＞B
B．平衡时NO2的物质的量B＞A
C．平衡时NO2的转化率A>B
D．平衡时N2O4的物质的量B＞A
解析：合理假设中间状态，找到A、B两容器内所发生反应的内在联系是解题的关键。根据题意，A、B两容器的起始状态完全相同，即具有相同的容积(V)、温度(T)、压强(p)和NO2的物质的量，所不同的是反应过程中，A保持容积不变，B保持压强不变，要比较的是A、B状态中与平衡和速率有关的量。为方便比较，可假设B是通过两步达到平衡的：首先B保持容积不变到平衡状态B′，显然B′与A平衡完全相同；其次B′通过压缩体积(增大压强)达到B平衡，而B′→B的变化就是A平衡和B平衡的差别。示意图如图：
显然由B′(平衡)→B(平衡)的过程是压强增大，平衡向正向移动的过程，会使平衡时N2O4的物质的量B>A，NO2的转化率B>A，NO2的物质的量B＜A。
答案：D
13．已知反应2CO(g)－2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法中正确的是( )
A．低温下能自发变化
B．高温下能自发变化
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
解析：已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，所以ΔH－TΔS＞0，反应在任何温度下都是不能自发进行，故A、B、C三项错误，而D正确。
答案： D
14．(双选题)反应3Fe(s)＋4H2O(g) ===Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A．增加Fe的量
B．保持体积不变，充入N2使压强增大
C．将容器的体积缩小一半
D．压强不变，充入N2使容器的体积增大
解析：Fe为固体反应物，因此增加其用量对反应速率几乎无影响；保持体积不变，充入N2使体系总压强增大，但是N2不参加反应，容器中H2O(g)和H2(g)的浓度并未发生变化，因此正、逆反应速率均基本不变；容器的体积缩小一半，则压强增大，正、逆反应速率均提高；充入N2使体积增大，虽然总压强不变，但是体系内H2O(g)和H2(g)的浓度均减小，正、逆反应速率均减小。
答案：AB
15．(双选题)可逆反应：3A(g)??3B(？)＋C(？) ΔH>0，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是( )
A．B和C可能都是固体
B．B和C一定都是气体
C．若C为固体，则B一定是气体
D．B和C可能都是气体
解析：本题考查同学们对外界条件对平衡移动方向的影响的应用。升温时，平衡向吸热的正反应方向移动，气体的相对分子质量减小有两种可能，即(1)气体的质量不变，气体的物质的量增加，此时B、C均为气体。(2)气体的质量(m)减小，即有一生成物不再是气态物质，气体的物质的量不变，此时B为气体，而C为液体或固体，故题C、D两选项均正确。
答案：CD
二、非选择题(共55分)
16．(6分)已知氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s)??Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害气体SO2，并变废为宝，常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。
(1)写出上述两个反应的化学方程式：
SO2和CaCO3悬浊液反应：______________________。SO2和Ca(OH)2悬浊液反应：
________________________________________________________________________。
(2)试说明用熟石灰的悬浊液，而不用澄清石灰水洗涤废气的理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表SO2浓度。在20世纪的60—70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱，地表SO2浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取
________________________________________________________________________。
解析：此题与元素化合物知识相联系，应用平衡移动原理解决实际问题。氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙浓度小，不利于吸收大量的SO2，用悬浊液吸收，由于溶解平衡的移动，可以吸收大量SO2。因为SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球环境的危害。因此，建造高烟囱这种方法不可取。
答案：(1)2SO2＋O2＋2CaCO3＋4H2O===2(CaSO4·2H2O)＋2CO2
2SO2＋O2＋2Ca(OH)2＋2H2O===2(CaSO4·2H2O)
(2)氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙的浓度小，不利于吸收大量的SO2
(3)不可取，因为SO2的总排放量没有减少，进一步形成的酸雨仍会造成对全球环境的危害
17．(6分)已知在恒容条件下，气体压强与气体温度(热力学温度T)、气体的物质的量成正比，即p∝nT。反应CaCO3?? CaO＋CO2，在恒容和不同温度下CO2的平衡压强如下表所示：
温度/℃
550
650
750
850
897
压强/Pa
5.32×10
9.17×102
8.37×103
4.34×104
1.01×105
根据表中数据，填写下列空白：
(1)若升高原CaCO3分解平衡体系的温度，同时给反应容器加压，则原平衡________。
A．向逆反应方向移动
B．向正反应方向移动
C．不移动
D．无法确定平衡移动方向
(2)在一个不与外界进行热交换的密闭容器中，足量的CaCO3在850 ℃时建立分解平衡。若将该容器的容积扩大为原来的2倍，则重新达到平衡时，容器内的温度将________，CaCO3的分解率将________，CO2的平衡压强将________4.34×104 Pa(选填“＞”、“＜”或“＝”)，其理由是
________________________________________________________________________。
解析：本题主要考查条件的改变(温度和压强)对化学平衡的影响。解本题的关键是根据题给数据推断出CaCO3的分解过程是吸热反应；另外就是理解影响化学平衡的条件之一压强，实质上是通过容器体积的变化(即改变平衡体系中物质的浓度)引起的。
答案：(1)D
(2)降低 增大 ＜ 体积增大使c(CO2 )减小，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，故体系温度降低，重新达到平衡时，CO2气体压强小于850 ℃的平衡压强
18．(6分)Fe3＋和I－在水溶液中的反应如下：
2I－＋2Fe3＋??2Fe2＋＋I2(aq)
(1)该反应的平衡常数K的表达式为K＝________。当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，上述平衡________移动(选填“向右”“向左”或“不”)。
解析：K＝
答案： 向右
(2)上述反应的正反应速率和I－、Fe3＋的浓度关系为：v＝kcm(I－)cn(Fe3＋)(k为常数)。
c(I－)/mol·L－1
c(Fe3＋)/mol·L－1
v/mol·L－1·s－1
①
0.20
0.80
0. 032 k
②
0.60
0.40
0.144 k
③
0.80
0.20
0.128 k
通过上表所给的数据计算，得知v＝kcm(I－)cn(Fe3＋)中m、n的值为( )
A．m＝1，n＝1 B．m＝1，n＝2
C．m＝2，n＝1 D．m＝2，n＝2
I－浓度对反应速率的影响________(选填“大于”“小于”或“等于”)Fe3＋浓度对反应速率的影响。
解析：加入CCl4萃取I2，使I2的浓度减小，平衡向右移动。
将①③数据分别代入
v＝kcm(I－)cn(Fe3＋)
得0.032 k＝k×0.20m×0.80n①
0．128 k＝k×0.80m×0.20n②
得：＝m×4n，化简得：4n－m＝，即m＝n＋1。将各选项数据代入，m＝2、n＝1符合，因m＝n＋1，故c(I－)的m次方大于c(Fe3＋)的n次方，所以I－浓度对反应速率影响大。
答案：C 大于
19．(6分)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总的物质的量之比)为。计算：
(1)该条件下N2的平衡转化率；
解析：设反应过程消耗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)＝
解得x＝0.40
则N2的平衡转化率＝×100%＝66.7%。
答案：66.7%
(2)该条件下反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的平衡常数。
解析：设反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为K。
平衡时，[NH3]＝2×0.40 mol÷2.0 L＝0.40 mol·L－1
[N2]＝(0.60－0.40)mol÷2.0 L＝0.10 mol·L－1
[H2]＝(1.60－3×0.40)mol÷2.0 L＝0.20 mol·L－1
K＝＝[(0.10 mol·L－1)×(0.20 mol·L－1)3]÷(0.40 mol·L－1)2＝5.0×10－3 mol2·L－2。
答案：5.0×10－3 mol2·L－2
20.(6分)某校课外活动小组利用NO2与N2O4的反应来探究温度对化学平衡的影响。
已知：
2NO2(g)??N2O4(g) ΔH(298 K)＝－52.7 kJ·mol－1
(1)该化学反应的浓度平衡常数的表达式为________。
解析：根据平衡常数的表达式有：K＝[N2O4]/[NO2]2。
答案：K＝[N2O4]/[NO2]2
(2)该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个烧杯中(如右图所示)，然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH4NO3固体。
请回答：
①A中的现象为____________________，B中的现象为______________________。
②由上述实验现象可知，降低温度，该反应化学平衡向________(选填“正”或“逆”)反应方向移动。
③升高温度，该反应的化学平衡常数将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。原因是________________________________________________。
解析：①A中的烧杯内加浓H2SO4，使体系的温度升高，化学平衡逆向移动，NO2的浓度增大，气体的颜色加深。B中的烧杯内加入NH4NO3，使体系的温度降低，化学平衡正向移动，气体的颜色变浅。②降低温度，化学平衡正向移动。③升高温度，化学平衡常数减小，因为升高温度，化学平衡逆向移动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，故化学平衡常数减小。
答案：①A中气体的颜色加深 B中气体的颜色变浅 ②正 ③减小 升高温度，化学平衡逆向移动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，故化学平衡常数减小
21．(10分)氨氧化法制硝酸的主要反应是：4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)
(1)①该反应的熵变ΔS __________0(选填“＞”、“＜”或“＝”)；
②升高温度，反应的平衡常数K值减小，则该反应的焓变ΔH ___________0(选填“＞”、“＜”或“＝”)。
解析：①已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，反应后气体物质的量增大，所以熵增大，即ΔS＞0；②升高温度，反应的平衡常数K值减小，说明平衡逆移，升高温度平衡逆移，则正反应为放热反应，即ΔH＜0。
答案：①＞ ②＜
(2)若其他条件不变，下列关系图错误的是 ____________(选填序号)。
解析：已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＜0，即该反应为体积增大的放热反应。升高温度平衡逆移，所以温度越高NH3的含量越多，与图象相符，故A项正确。增大压强平衡逆移，所以压强越大NO越小，与图象相符，故B项正确。升高温度平衡逆移，所以温度越高H2O的含量越小，与图象不相符，故C项错误。加催化剂不改变平衡，所以O2的含量不变，反应速率增大，到达平衡的时间变小，与图象相符，故D项正确。
答案：C
(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度如下表：
时间/浓度/(mol·L－1)
c(NH3)
c(O2)
c(NO)
c(H2O)
起始
4.0
5.5
0
0
第2 min
3.2
______________
0.8
1.2
第4 min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6 min
2.0
3.0
2.0
3.0
①反应在第2 min到第4 min时，反应速率v(O2)＝ __________；
②反应在第2 min时改变了条件，改变的条件可能是
________________________________________________________________________，
该条件下，反应的平衡常数K＝____________(只写计算结果，不标单位)。
解析：①第2 min 到第4 min 时Δc (NH3)＝3.2－2.0＝1.2 mol·L－1，所以Δc (O2)＝5/4×1.2 mol·L－1＝1.5 mol·L－1，则v(O2)＝1.5 mol②由表中数据可知从0到2 min时消耗了NH3为0.8 mol·L－1；第2 min到第4 min时消耗NH3为1.2 mol·L－1，说明第2 min以后反应速率加快，所以改变的条件为升高温度(或使用催化剂)；平衡时c(NH3)＝2.0 mol·L－1，c(O2)＝3.0 mol·L－1，c(NO)＝2.0 mol·L－1，c(H2O)＝3.0 mol·L－1，则K＝＝＝3。
答案：①0.75 mol·L－1·min－1 ②升高温度(或使用催化剂) 3
22．(9分)高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g)不能自发进行，已知正反应吸热。
(1)根据化学反应方向的判据ΔH－T·ΔS＞0，反应 __________(选填“能自发”、“不能自发”)进行。
解析：反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) ΔH＞0，ΔS＝0；ΔH－T·ΔS＞0，反应不能自发进行。
答案：不能自发
(2)该反应中平衡常数的表达式 K＝__________。
温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值 __________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析：可逆反应FeO(s)＋CO (g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数表达式k＝c(CO2)/c(CO)；该反应正反应是吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，CO2的物质的量增大、CO的物质的量减小，故到达新平衡是CO2与CO的体积之比增大。
答案：c(CO2)/c(CO) 增大
(3)1 100 ℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，已知1 100 ℃时平衡常数K＝0.263.在这种情况下该反应是否处于平衡状态 ____________(选填“是”或“否”)，此时化学反应速率是v正______v逆(选填“＝”、“＞”或“＜”)。
解析：此时浓度商Qc＝0.025/0.1＝0.25，小于平衡常数2.63，故反应不是平衡状态，反应向正反应进行，v正＞v逆。
答案：否 ＞
(4)反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，则CO的转化率将 ____________(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
解析：若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，相当于增大压强，化学平衡不移动，CO的转化率不变。
答案：不变
23．(6分)在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol和CO和2 mol的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：
CO(g)＋H2O(g)?? CO2(g)＋H2(g) ΔH>0
反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示：
(1)根据右图数据，反应开始至达到平衡时，CO的平均反应速率为____________；反应达到平衡时，[H2]＝______________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是
________________________________________________________________________(填序号)。
①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等。
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
④正、逆反应速率都为零
(3)如果一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol 的H2O、0.1 mol的CO2和0.1 mol 的H2，在相同的条件下，反应达到平衡时，[H2O]＝________。
解析：本题是一个简单的平衡计算题，只要能看懂图象就能得到结论。拐点为平衡点，由此就可得到平均反应速率。根据CO2的平衡浓度可计算出H2的平衡浓度。在等效平衡中对于反应前后气体物质的量不变的反应，转化在同一边后各物质的量只要成比例就能形成等效平衡。
答案：(1)0.003 mol·(L·min－1) 0.03 mol·L－1
(2)①③
(3)0.01 mol·L－1
章末过关检测卷(二)
化学反应的方向、限度与速率
(测试时间：90分钟 评价分值：100分)
一、选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45分)
1．在紫外线的作用下，氧气可生成臭氧：3O2 2O3，一定条件下该反应达到平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成2 mol O3，同时消耗3 mol O2
B．O2的消耗速率0.3 mol·L－1·s－1，O3的消耗速率0.2 mol·L－1·s－1
C．容器内，2种气体O3、O2浓度相等
D．容积中各组分的体积分数随时间变化
解析：温度和催化剂对反应速率的影响，都是通过影响反应速率常数来完成的。由k＝A·e可以看出，活化能越大，温度对化学反应速率的影响程度就越大，并且对于某个特定的化学反应，温度越高，k越大；活化能越高，k越小。
答案：D
2．在恒温、恒容条件下，能使A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)正反应速率增大的措施是( )
A．减小C或D的浓度 B．增大D的浓度
C．减小B的浓度 D．增大A或B的浓度
解析：在恒温、恒容条件下，正反应速率取决于反应物的浓度。增大A或B的浓度都会使正反应速率增大，减小A或B的浓度都会使正反应速率减小；而减小C或D的浓度，增大D的浓度的瞬间，正反应速率不变。
答案：D
3．右图表示反应X(g)??4Y(g)＋Z(g) ΔH＜0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线，下列有关该反应的描述正确的是( )
A．第6 min 后，反应就终止了
B．X的平衡转化率为85%
C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85%
D．若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小
解析：A项，反应进行到第6 min时反应达平衡，平衡状态是动态平衡，反应未停止，故A错；B项，反应进行到第6 min时反应达平衡，X物质的量的变化量为1－0.15＝0.85(mol)，X的转化率为＝85%，故B正确；因为ΔH<0，反应为放热反应，故升高温度，平衡将逆向移动，则X的转化率减小，故C错；D项，若降低温度，正、逆反应速率同时减小，但是降温平衡正向移动，故v正>v逆，即逆反应减小的倍数大，故D错。
答案：B
4．工业上可利用合成气(CO和H2的混合气体)生产甲醇。已知：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g) ΔH＝－92.9 kJ/mol 一定条件下，该反应在一体积固定的密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔS＜0
B．该反应在任何温度下均能自发进行
C．向容器中充入少量He，平衡向正反应方向移动
D．升高温度平衡向正反应方向移动
解析：已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－92.9 kJ/mol，由方程式中气体的计量数可知反应后气体物质的量减小，所以熵减小，即ΔS＜0，故A项正确。化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当ΔG＝ΔH－T·ΔS＜0时，反应能自发进行；已知ΔH＜0，ΔS＜0所以反应的在高温时能自发进行，故B项错误。向容器中充入少量He，容器体积不变，反应物浓度不变，正逆反应速率不变，所以平衡不移动，故C项错误。已知该反应ΔH＜0，所以升高温度平衡逆移，故D项错误。
答案： A
5．下列说法正确的是( )
A．自发反应是指在通常状况下能自动发生的反应
B．熵增大的反应都是自发反应，熵减少的反应都不能进行
C．升高温度，可逆反应的正反应速率和逆反应速率都一定增大
D．使用催化剂可以增加反应物分子的能量，从而增大反应速率
解析：自发进行的反应判断依据是ΔH－TΔS＜0，有些自发反应需要一定条件下才能发生反应，故A项错误。反应自发进行的判断依据是ΔH－TΔS＜0，熵增大的反应ΔS＞0，当ΔH＞0低温下可以是非自发反应，熵减少ΔS＜0，ΔH＜0的反应低温下可以自发进行，故B项错误。依据影响化学反应速率的因素分析，升温增大正逆反应速率，增大程度不同，故C项正确。催化剂降低反应的活化能增大反应速率，不能增加反应物的能量，故D项错误。
答案： C
6．在一定体积的密闭容器中放入3 L气体R和5 L气体Q，在一定条件下发生反应2R(g)＋5Q(g)??4X(g)＋nY(g)，反应完全后，容器温度不变，混合气体的压强是原来的87.5%，则化学方程式中n值是( )
A．2 B．3 C．4 D．5
解析：容器温度不变，混合气体的压强是原来的87.5%，说明反应后气体的总物质的量减小，则反应应向物质的量减小的方向进行，即方程式中反应物的化学计量数之和大于生成物的化学计量数之和，则有：2＋5＞4＋n，n＜3，选项中只有A项符合。
答案：A
7．在一密闭容器中，反应aA(g)??bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度变为原来的60%，则( )
A．平衡向逆反应方向移动了
B．物质A的转化率减小了
C．物质B的质量分数增加了
D．a>b
解析：解本题常用的方法之一是分段假设分析。先假设当体积增加一倍时平衡不移动，B的浓度应为原来的50%，再进行比较，事实上B的浓度为原来的60%，大于50%，得出结论：说明平衡向生成B的正反应方向移动了，即生成B的方向是气体体积增加的方向，故a
8．可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，在500℃时，将2 mol N2和2 mol H2充入容积为10 L的密闭容器中进行反应，达到平衡时，NH3不可能达到的浓度是( )
A．0.01 mol·L－1 B．0.02 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.15 mol·L－1
解析：假设反应完全进行，由化学方程式知2 mol N2过量，因而2 mol H2完全反应生成 mol NH3，则NH3浓度为 mol·L－1。但由于是可逆反应，NH3的浓度肯定小于 mol·L－1，故答案为D。
答案：D
9．已知反应mX(g)＋nY(g)??qZ (g)的ΔH<0，m＋n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动
B．X的正反应速率是Y的逆反应速率的倍
C．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小
D．增加X的物质的量，Y的转化率降低
解析：因为该反应是在恒容的密闭容器中进行，通入稀有气体后，容器内气体压强增大，但各反应物、生成物的浓度未发生改变，平衡不移动，A项错；X的反应速率与Y的反应速率之比等于方程式的系数之比，B项正确；由于正反应是放热反应，降低温度，平衡向放热反应方向移动(正向)，又由于m＋n>q，＝，m不变，但n减小，增大，C项错误；增加X的物质的量，X的转化率降低，Y的转化率升高，D项错误。
答案：B
10．在一定条件下，向某一密闭容器中，加入一定量的HI或加入一定量的PCl5，反应达到平衡后，在t时刻改变条件，其反应速率与时间的变化关系均可用右图表示。那么对于不同反应在t时刻改变条件的叙述正确的是( )
A．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的HI
B．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的HI
C．对于PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的PCl5
D．对于PCl5 (g) ??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的PCl3
解析：依据速率－时间图象可知，在t时刻，原平衡被破坏，且正反应速率增大，逆反应速率减小，对于反应2HI(g) H2(g)＋I2(g)，保持温度和压强不变，加入HI，容器的体积增大，H2和I2的浓度减小，逆反应速率减小，而HI的浓度增大，正反应速率增大，故B正确。
答案：B
11．在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)?? 2C(g) ΔH＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：
下列判断一定错误的是( )
A．图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高
B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高
C．图Ⅲ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高
D．图Ⅳ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高
解析：图Ⅰ研究的不可能是催化剂对反应的影响，因为使用催化剂，化学平衡不移动，甲、乙的平衡浓度应当相同，故A项错，同理可知D项正确；若图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高，因为乙先达到化学平衡状态，并且乙中B的转化率较高(增大压强平衡向正反应方向移动)，故B项正确；若图Ⅲ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高，因为甲先达到化学平衡状态，并且甲中B的转化率较小(升高温度平衡向逆反应方向移动)，故C项正确。
答案：A
12．在一定温度下，有A、B两个容器，A是恒容密闭容器，B是恒压密闭容器。两容器起始状态完全相同，其中都充有NO2气体，如果只考虑发生下列可逆反应：2NO2??N2O4，分别经过一段时间后，A、B都达平衡，下列有关叙述正确的是( )
A．平均反应速率A＞B
B．平衡时NO2的物质的量B＞A
C．平衡时NO2的转化率A>B
D．平衡时N2O4的物质的量B＞A
解析：合理假设中间状态，找到A、B两容器内所发生反应的内在联系是解题的关键。根据题意，A、B两容器的起始状态完全相同，即具有相同的容积(V)、温度(T)、压强(p)和NO2的物质的量，所不同的是反应过程中，A保持容积不变，B保持压强不变，要比较的是A、B状态中与平衡和速率有关的量。为方便比较，可假设B是通过两步达到平衡的：首先B保持容积不变到平衡状态B′，显然B′与A平衡完全相同；其次B′通过压缩体积(增大压强)达到B平衡，而B′→B的变化就是A平衡和B平衡的差别。示意图如图：
显然由B′(平衡)→B(平衡)的过程是压强增大，平衡向正向移动的过程，会使平衡时N2O4的物质的量B>A，NO2的转化率B>A，NO2的物质的量B＜A。
答案：D
13．已知反应2CO(g)－2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法中正确的是( )
A．低温下能自发变化
B．高温下能自发变化
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
解析：已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，所以ΔH－TΔS＞0，反应在任何温度下都是不能自发进行，故A、B、C三项错误，而D正确。
答案： D
14．(双选题)反应3Fe(s)＋4H2O(g) ===Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A．增加Fe的量
B．保持体积不变，充入N2使压强增大
C．将容器的体积缩小一半
D．压强不变，充入N2使容器的体积增大
解析：Fe为固体反应物，因此增加其用量对反应速率几乎无影响；保持体积不变，充入N2使体系总压强增大，但是N2不参加反应，容器中H2O(g)和H2(g)的浓度并未发生变化，因此正、逆反应速率均基本不变；容器的体积缩小一半，则压强增大，正、逆反应速率均提高；充入N2使体积增大，虽然总压强不变，但是体系内H2O(g)和H2(g)的浓度均减小，正、逆反应速率均减小。
答案：AB
15．(双选题)可逆反应：3A(g)??3B(？)＋C(？) ΔH>0，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是( )
A．B和C可能都是固体
B．B和C一定都是气体
C．若C为固体，则B一定是气体
D．B和C可能都是气体
解析：本题考查同学们对外界条件对平衡移动方向的影响的应用。升温时，平衡向吸热的正反应方向移动，气体的相对分子质量减小有两种可能，即(1)气体的质量不变，气体的物质的量增加，此时B、C均为气体。(2)气体的质量(m)减小，即有一生成物不再是气态物质，气体的物质的量不变，此时B为气体，而C为液体或固体，故题C、D两选项均正确。
答案：CD
二、非选择题(共55分)
16．(6分)已知氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s)??Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害气体SO2，并变废为宝，常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。
(1)写出上述两个反应的化学方程式：
SO2和CaCO3悬浊液反应：______________________。SO2和Ca(OH)2悬浊液反应：
________________________________________________________________________。
(2)试说明用熟石灰的悬浊液，而不用澄清石灰水洗涤废气的理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表SO2浓度。在20世纪的60—70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱，地表SO2浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取
________________________________________________________________________。
解析：此题与元素化合物知识相联系，应用平衡移动原理解决实际问题。氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙浓度小，不利于吸收大量的SO2，用悬浊液吸收，由于溶解平衡的移动，可以吸收大量SO2。因为SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球环境的危害。因此，建造高烟囱这种方法不可取。
答案：(1)2SO2＋O2＋2CaCO3＋4H2O===2(CaSO4·2H2O)＋2CO2
2SO2＋O2＋2Ca(OH)2＋2H2O===2(CaSO4·2H2O)
(2)氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙的浓度小，不利于吸收大量的SO2
(3)不可取，因为SO2的总排放量没有减少，进一步形成的酸雨仍会造成对全球环境的危害
17．(6分)已知在恒容条件下，气体压强与气体温度(热力学温度T)、气体的物质的量成正比，即p∝nT。反应CaCO3?? CaO＋CO2，在恒容和不同温度下CO2的平衡压强如下表所示：
温度/℃
550
650
750
850
897
压强/Pa
5.32×10
9.17×102
8.37×103
4.34×104
1.01×105
根据表中数据，填写下列空白：
(1)若升高原CaCO3分解平衡体系的温度，同时给反应容器加压，则原平衡________。
A．向逆反应方向移动
B．向正反应方向移动
C．不移动
D．无法确定平衡移动方向
(2)在一个不与外界进行热交换的密闭容器中，足量的CaCO3在850 ℃时建立分解平衡。若将该容器的容积扩大为原来的2倍，则重新达到平衡时，容器内的温度将________，CaCO3的分解率将________，CO2的平衡压强将________4.34×104 Pa(选填“＞”、“＜”或“＝”)，其理由是
________________________________________________________________________。
解析：本题主要考查条件的改变(温度和压强)对化学平衡的影响。解本题的关键是根据题给数据推断出CaCO3的分解过程是吸热反应；另外就是理解影响化学平衡的条件之一压强，实质上是通过容器体积的变化(即改变平衡体系中物质的浓度)引起的。
答案：(1)D
(2)降低 增大 ＜ 体积增大使c(CO2 )减小，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，故体系温度降低，重新达到平衡时，CO2气体压强小于850 ℃的平衡压强
18．(6分)Fe3＋和I－在水溶液中的反应如下：
2I－＋2Fe3＋??2Fe2＋＋I2(aq)
(1)该反应的平衡常数K的表达式为K＝________。当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，上述平衡________移动(选填“向右”“向左”或“不”)。
解析：K＝
答案： 向右
(2)上述反应的正反应速率和I－、Fe3＋的浓度关系为：v＝kcm(I－)cn(Fe3＋)(k为常数)。
c(I－)/mol·L－1
c(Fe3＋)/mol·L－1
v/mol·L－1·s－1
①
0.20
0.80
0. 032 k
②
0.60
0.40
0.144 k
③
0.80
0.20
0.128 k
通过上表所给的数据计算，得知v＝kcm(I－)cn(Fe3＋)中m、n的值为( )
A．m＝1，n＝1 B．m＝1，n＝2
C．m＝2，n＝1 D．m＝2，n＝2
I－浓度对反应速率的影响________(选填“大于”“小于”或“等于”)Fe3＋浓度对反应速率的影响。
解析：加入CCl4萃取I2，使I2的浓度减小，平衡向右移动。
将①③数据分别代入
v＝kcm(I－)cn(Fe3＋)
得0.032 k＝k×0.20m×0.80n①
0．128 k＝k×0.80m×0.20n②
得：＝m×4n，化简得：4n－m＝，即m＝n＋1。将各选项数据代入，m＝2、n＝1符合，因m＝n＋1，故c(I－)的m次方大于c(Fe3＋)的n次方，所以I－浓度对反应速率影响大。
答案：C 大于
19．(6分)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总的物质的量之比)为。计算：
(1)该条件下N2的平衡转化率；
解析：设反应过程消耗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)＝
解得x＝0.40
则N2的平衡转化率＝×100%＝66.7%。
答案：66.7%
(2)该条件下反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的平衡常数。
解析：设反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为K。
平衡时，[NH3]＝2×0.40 mol÷2.0 L＝0.40 mol·L－1
[N2]＝(0.60－0.40)mol÷2.0 L＝0.10 mol·L－1
[H2]＝(1.60－3×0.40)mol÷2.0 L＝0.20 mol·L－1
K＝＝[(0.10 mol·L－1)×(0.20 mol·L－1)3]÷(0.40 mol·L－1)2＝5.0×10－3 mol2·L－2。
答案：5.0×10－3 mol2·L－2
20.(6分)某校课外活动小组利用NO2与N2O4的反应来探究温度对化学平衡的影响。
已知：
2NO2(g)??N2O4(g) ΔH(298 K)＝－52.7 kJ·mol－1
(1)该化学反应的浓度平衡常数的表达式为________。
解析：根据平衡常数的表达式有：K＝[N2O4]/[NO2]2。
答案：K＝[N2O4]/[NO2]2
(2)该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个烧杯中(如右图所示)，然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH4NO3固体。
请回答：
①A中的现象为____________________，B中的现象为______________________。
②由上述实验现象可知，降低温度，该反应化学平衡向________(选填“正”或“逆”)反应方向移动。
③升高温度，该反应的化学平衡常数将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。原因是________________________________________________。
解析：①A中的烧杯内加浓H2SO4，使体系的温度升高，化学平衡逆向移动，NO2的浓度增大，气体的颜色加深。B中的烧杯内加入NH4NO3，使体系的温度降低，化学平衡正向移动，气体的颜色变浅。②降低温度，化学平衡正向移动。③升高温度，化学平衡常数减小，因为升高温度，化学平衡逆向移动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，故化学平衡常数减小。
答案：①A中气体的颜色加深 B中气体的颜色变浅 ②正 ③减小 升高温度，化学平衡逆向移动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，故化学平衡常数减小
21．(10分)氨氧化法制硝酸的主要反应是：4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)
(1)①该反应的熵变ΔS __________0(选填“＞”、“＜”或“＝”)；
②升高温度，反应的平衡常数K值减小，则该反应的焓变ΔH ___________0(选填“＞”、“＜”或“＝”)。
解析：①已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，反应后气体物质的量增大，所以熵增大，即ΔS＞0；②升高温度，反应的平衡常数K值减小，说明平衡逆移，升高温度平衡逆移，则正反应为放热反应，即ΔH＜0。
答案：①＞ ②＜
(2)若其他条件不变，下列关系图错误的是 ____________(选填序号)。
解析：已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＜0，即该反应为体积增大的放热反应。升高温度平衡逆移，所以温度越高NH3的含量越多，与图象相符，故A项正确。增大压强平衡逆移，所以压强越大NO越小，与图象相符，故B项正确。升高温度平衡逆移，所以温度越高H2O的含量越小，与图象不相符，故C项错误。加催化剂不改变平衡，所以O2的含量不变，反应速率增大，到达平衡的时间变小，与图象相符，故D项正确。
答案：C
(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度如下表：
时间/浓度/(mol·L－1)
c(NH3)
c(O2)
c(NO)
c(H2O)
起始
4.0
5.5
0
0
第2 min
3.2
______________
0.8
1.2
第4 min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6 min
2.0
3.0
2.0
3.0
①反应在第2 min到第4 min时，反应速率v(O2)＝ __________；
②反应在第2 min时改变了条件，改变的条件可能是
________________________________________________________________________，
该条件下，反应的平衡常数K＝____________(只写计算结果，不标单位)。
解析：①第2 min 到第4 min 时Δc (NH3)＝3.2－2.0＝1.2 mol·L－1，所以Δc (O2)＝5/4×1.2 mol·L－1＝1.5 mol·L－1，则v(O2)＝1.5 mol②由表中数据可知从0到2 min时消耗了NH3为0.8 mol·L－1；第2 min到第4 min时消耗NH3为1.2 mol·L－1，说明第2 min以后反应速率加快，所以改变的条件为升高温度(或使用催化剂)；平衡时c(NH3)＝2.0 mol·L－1，c(O2)＝3.0 mol·L－1，c(NO)＝2.0 mol·L－1，c(H2O)＝3.0 mol·L－1，则K＝＝＝3。
答案：①0.75 mol·L－1·min－1 ②升高温度(或使用催化剂) 3
22．(9分)高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g)不能自发进行，已知正反应吸热。
(1)根据化学反应方向的判据ΔH－T·ΔS＞0，反应 __________(选填“能自发”、“不能自发”)进行。
解析：反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) ΔH＞0，ΔS＝0；ΔH－T·ΔS＞0，反应不能自发进行。
答案：不能自发
(2)该反应中平衡常数的表达式 K＝__________。
温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值 __________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析：可逆反应FeO(s)＋CO (g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数表达式k＝c(CO2)/c(CO)；该反应正反应是吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，CO2的物质的量增大、CO的物质的量减小，故到达新平衡是CO2与CO的体积之比增大。
答案：c(CO2)/c(CO) 增大
(3)1 100 ℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，已知1 100 ℃时平衡常数K＝0.263.在这种情况下该反应是否处于平衡状态 ____________(选填“是”或“否”)，此时化学反应速率是v正______v逆(选填“＝”、“＞”或“＜”)。
解析：此时浓度商Qc＝0.025/0.1＝0.25，小于平衡常数2.63，故反应不是平衡状态，反应向正反应进行，v正＞v逆。
答案：否 ＞
(4)反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，则CO的转化率将 ____________(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
解析：若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，相当于增大压强，化学平衡不移动，CO的转化率不变。
答案：不变
23．(6分)在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol和CO和2 mol的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：
CO(g)＋H2O(g)?? CO2(g)＋H2(g) ΔH>0
反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示：
(1)根据右图数据，反应开始至达到平衡时，CO的平均反应速率为____________；反应达到平衡时，[H2]＝______________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是
________________________________________________________________________(填序号)。
①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等。
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
④正、逆反应速率都为零
(3)如果一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol 的H2O、0.1 mol的CO2和0.1 mol 的H2，在相同的条件下，反应达到平衡时，[H2O]＝________。
解析：本题是一个简单的平衡计算题，只要能看懂图象就能得到结论。拐点为平衡点，由此就可得到平均反应速率。根据CO2的平衡浓度可计算出H2的平衡浓度。在等效平衡中对于反应前后气体物质的量不变的反应，转化在同一边后各物质的量只要成比例就能形成等效平衡。
答案：(1)0.003 mol·(L·min－1) 0.03 mol·L－1
(2)①③
(3)0.01 mol·L－1