专题讲座(二) 化学平衡图象问题
一、速率－时间图象(v -t图象)
解题策略：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
Ⅰ.v′(正)突变，v′(逆)渐变，且v′(正)>v′(逆)，说明是增大了反应物的浓度，使v′(正)突变，且平衡正向移动。
Ⅱ.v′(正)、v′(逆)都是突然减小的，且v′(正)>v′(逆)，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应。
Ⅲ.v′(正)、v′(逆)都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。
二、百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图象
解题策略——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图象中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中P2>P1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。
三、百分含量(或转化率)－压强－温度图象
解题策略——“定一议二”。
在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强P的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。
[练习]________________________________________
1.如图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断( )
A．正反应是放热反应 B．D可能是气体
C．逆反应是放热反应 D．A、B、C、D均为气体
解析：降温后v′(正)>v′(逆)，平衡向正反应方向移动，证明正反应放热，加压后v ″(正)>v″(逆)，平衡向正反应方向移动，正反应体积减小，D不可能是气体。
答案：A
2．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)
ΔH＜0
B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0
C．CH3CH2OH(g)CH2ＦCH2(g)＋H2O(g)
ΔH＞0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CHＦCH2(g)＋2H2O(g)
ΔH＜0
解析：本题考查化学平衡知识，通过分析图象确定可能对应的反应。观察图象可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A选项中反应符合要求。
答案：A
3．有一化学平衡：
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图是表示A的转化率与压强、温度的关系，分析图可以得出的正确结论是( )
A．正反应是吸热反应，且m＋n>p＋q
B．正反应是吸热反应，且m＋n
C．正反应是放热反应，且m＋n>p＋q
D．正反应是放热反应，且m＋n解析：此题是两个条件同时对化学平衡产生影响的图象。先固定一个条件不变，分析另一个条件变化对平衡的影响，得出一个结论，然后再固定这个条件不变，分析另一条件变化对平衡的影响。温度不变，压强越大，A的转化率越高，得出：m＋n>p＋q；压强不变，温度越高，A的转化率越大，得出：正反应吸热。
答案：A
4．可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s) ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图象，以下叙述正确的是( )
A．m>n，Q>0 B．m>n＋p，Q>0
C．m>n，Q<0 D．m解析：找准平衡点，即两曲线交叉点，然后条件改变后，根据v(正)与v(逆)的关系确定平衡移动的方向，得出结论。
答案：C
5．下列各图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图象为( )
解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大。而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数应该不变。
答案：A
6．可逆反应2M(g)＋N(g)2X(g)，根据表中的数据可判断选项中图象错误的是( )
P1(MPa)
P2(MPa)
400 ℃
99.6%
99.7%
500 ℃
96.9%
97.8%
解析：根据表中数据可知同一压强下温度越高M的转化率越低，则正反应为放热反应；根据反应方程式可知同一温度下压强越大M的转化率越高，则A、B正确；增大压强平衡将向正反应方向移动，有v(正)>v(逆)，C错误；升高温度平衡将向逆反应方向移动，D正确。
答案：C
期中 检测题(一)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．H2与O2发生反应的过程可用模型图表示如下(“—”表示化学键)，下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ是吸热过程
B．过程Ⅲ一定是放热过程
C．该反应过程所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键
D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
答案：D
2．下列有关化学反应速率和化学平衡的叙述中正确的是( )
A．催化剂和温度是决定化学反应速率的主要因素
B．实验室常用加热的方式来加快化学反应的速率
C．家庭利用冰箱使原本容易变质的食物不再变质
D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和氢气的平衡转化率均增大
答案：B
3．25℃、101 kPa时，1 g甲醇完全燃烧生成CO2和液态H2O，同时放出22.68 kJ热量。下列表示该反应的热化学方程式中正确的是( )
A．CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g) ＋2H2O(l)
ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
B．2 CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝＋1 451.6 kJ·mol－1
C．2 CH3OH＋O2===2CO2＋4H2O
ΔH＝－22.68 kJ·mol－1
D．CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
答案：A
4．为减轻温室效应，科学家已致力于研究CO2的捕捉与封存技术，其反应原理之一为：CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＜0，下列措施既能加快反应速率又能提高产率的是( )
A．升高温度 B．分离出CO(NH2)2
C．缩小容器体积 D．使用催化剂
答案：C
5．一定条件下，在密闭恒容的容器中，发生如下反应：3A(g)＋2B(g)＋6C(g) M(s)＋12N(g)，不能表示上述反应达到化学平衡状态的是( )
A．3v逆(B)＝v正(C)
B．容器内压强不再改变
C．混合气体密度保持不变
D．c(B)∶c(C)∶c(N)＝1∶3∶6
答案：D
6．已知热化学方程式(Q1，Q2均为正值)：C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1，C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1，有关上述反应的叙述错误的是( )
A．Q1B．生成物总能量均高于反应物总能量
C．由1 mol C反应生成1 mol CO气体时放出Q1 kJ热量
D．1 mol CO2气体具有的能量大于1 mol干冰具有的能量
答案：B
7．为了探索外界条件对反应aX(g)＋bY(g)cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a∶b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是( )
A．ΔH＞0，a＋b＞c B．ΔH＞0，a＋b＜c
C．ΔH＜0，a＋b＞c D．ΔH＜0，a＋b＜c
答案：C
8．向某恒容密闭容器
中充入一定量CO2和H2，发生反应：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)，测得平衡体系中CO2的百分含量(CO2%)与反应温度变化的关系如图所示，下列物理量中，a点大于b点的是( )
A．正反应速率 B．逆反应速率
C．HCOOH(g)的浓度 D．H2的体积分数
答案：C
9．肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l) ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1
②N2H4(1)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝ －534.2 kJ·mol－1
则反应2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH为( )
A．－524.45 kJ·mol－1
B．－1 048.9 kJ·mol－1
C．＋1 048.9 kJ·mol－1
D．＋524.45 kJ·mol－1
答案：B
10．反应X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH＜0，达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
答案：D
11．在恒容容器中充入一定量的SO2和Cl2，发生反应SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2 (g)，测得体系中产物的百分含量与反应温度的变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．a、b、c三点均为平衡点
B．a、c两点的反应速率相同
C．b点对应温度的平衡常数大于c点对应温度的平衡常数
D．a、c两点体系的压强相同
答案：C
12．用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2 (g)＋2H2O(g)，可实现氯的循环利用。已知4 mol HCl被氧化可放出115.6 kJ的热量。下列说法正确的是( )
A．该反应的热化学方程式是4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2 (g)＋2H2O ΔH＝－115.6 kJ·mol－1
B．将36.5 g HCl(g)和8 g O2(g)充入一密闭容器中发生反应，反应放热28.9 kJ
C．加入催化剂，该化学反应的反应热改变
D．在温度、体积一定的条件下，通入4 mol HCl和1 mol O2反应后放出的热量为Q1 kJ，若通入8 mol HCl和2 mol O2反应后放出的热量为Q2 kJ，则231.2>Q2>2Q1
答案：D
13．在一定条件下，容器内某一反应M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示，下列表述中正确的是( )
A．反应的化学方程式为2MN
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
答案：D
14.反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g) ΔH ＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)过程中的能量变化如图所示，有关叙述正确的是( )
A．1 mol A(g)和2 mol B(g)具有的能量比1 mol C(g)和1 mol D(g)具有的能量低
B．在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1减小，E2不变
C．Q＝E2—E1
D．一定温度下，向密闭容器中充入1 mol A和2 mol B，充分反应后，放出Q kJ的热量
答案：C
15．可逆反应mA(g)＋nB(s)rC(g)＋qD(g)在反应过程中，其他条件不变，D的体积百分含量和温度T或压强P的关系如图所示，下列叙述中正确的是( )
A．化学方程式系数m＋n ＝ r＋q
B．使用催化剂，D的物质的量分数增加
C．温度降低，化学平衡向正反应方向移动
D．物质B的颗粒越小，反应越快，有利于平衡向正反应方向移动
答案：C
二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)
16．(10分)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧时，氧气不足生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。
(1)等量金刚石和石墨完全燃烧________(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式________。
(2)在通常状况下，金刚石和石墨________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式____________。
(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出的热量为________。
解析：(1)从图象上很显然可以看出金刚石的能量比石墨高，所以等量金刚石和石墨完全燃烧金刚石放出的热量更多，根据燃烧热定义，石墨完全燃烧生成二氧化碳，根据图象反应放出的总热量为110.5 kJ＋283.0 kJ＝393.5 kJ，所以表示石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 。
(2)因为金刚石能量比石墨高，根据能量越低越稳定可知在通常状况下石墨更稳定。石墨转化为金刚石要吸收热量，1 mol石墨转化为金刚石吸收热量395.4 kJ－393.5 kJ＝1.9 kJ，热化学方程式为C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1 。
(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，根据碳原子守恒，气体总物质的量为1 mol，所以生成气体的平均摩尔质量为36 g·mol－1，说明产物是CO和CO2的混合气体。可算出混合气体中CO和CO2的物质的量的比为1∶1，所以混合气体中CO和CO2各0.5 mol，该过程放出热量为(110.5 kJ ＋393.5 kJ)/2 ＝252.0 kJ。
答案：(1)金刚石 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 (2)石墨 C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1 (3)252.0 kJ
17．(10分)催化剂在生产和科技领域起到重大作用。为比较Fe3＋、Cu2＋和MnO2对H2O2分解反应的催化效果，某化学小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：
(1)同学X观察甲中两支试管产生气泡的快慢，由此得出Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，其结论________(填“合理”或“不合理”)，理由是____________________________________。
(2)同学Y利用乙装置探究MnO2对H2O2分解的催化效果。将50 mL H2O2一次性加入盛有0.10 mol MnO2粉末的烧瓶中，测得标准状况下由量气管读出气体的体积[V(量气管)/mL]和时间(t/min)的关系如下图所示。
①实验时放出气体的总体积是________mL。
②b________(填“大于”“小于”或“等于”)90 mL。
③同学Y除了探究MnO2对H2O2分解速率的影响情况，还可得出________对H2O2分解速率的影响情况。
解析：(1)甲实验中由于阴离子不同，所以不能说明反应速率的不同就是由阳离子影响的。(2)由量气管读出气体的体积是烧瓶中加入的液体所排空气体积和反应生成氧气的体积之和，所以实验产生的气体体积等于110 mL－50 mL＝60 mL；由于反应物浓度减小，反应速率减小，3～4 min生成10 mL气体，那么2～3 min生成气体的体积应大于10 mL，故b小于90 mL，反应物浓度减小，可以看出放出气体速率减小。
答案：(1)不合理 阴离子种类不同 (2)①60 ②小于 ③反应物浓度
18．(11分)钠是一种非常活泼的金属元素，其单质及化合物在科研、生产中起着重要作用。
(1)利用金属钠和CO2反应可制备金刚石，其相关反应的热化学方程式如下：
4Na(g)＋3CO2(g)===2Na2CO3(l)＋C(s，金刚石) ΔH＝a kJ·mol－1
CO2(g)＋4Na(g)===2Na2O(s)＋C(s，金刚石) ΔH＝b kJ·mol－1
反应6Na2O(s)＋2C(s，金刚石)===8Na(g)＋2Na2CO3(l)的ΔH＝________kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。
(2)T ℃时，体积为2 L的恒容容器中加入一定量的Na2SO4固体和氢气，发生如下反应：
Na2SO4(s)＋4H2(g)??Na2S(s)＋4H2O(g)。
①若降低温度，K值减小，则反应的ΔH________0(填“>或“<”)。
②下列说法错误的是________。
A．增加Na2SO4(s)的量可加快反应速率
B．当混合气体的密度一定时，该反应达到平衡状态
C．保持温度不变，向平衡体系中再通入一定量的H2，平衡右移，但ΔH不变
D．其他条件不变，升高温度，则v(正)增大，v(逆)减小，平衡右移
③若2 min内反应达到平衡，此时气体质量增加了8 g，则用H2表示的反应速率为________；已知反应过程中H2的体积分数与时间的关系如右图所示，则T ℃下该反应的平衡常数为________。
④若反应达平衡后，加入一定量的H2，再次平衡后H2O的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)根据盖斯定律叠加方程式：前者—后者×3即得所求热化学方程式，据此计算反应热即可。(2)①降低温度，K值减小，说明平衡逆向移动，逆反应放热，正反应吸热，故ΔH>0。②固体量的增减不影响化学反应速率，A不正确；容器容积不变的情况下，反应正向进行，气体的质量增加，故密度增大；反应逆向进行，气体的质量减小，故密度减小，平衡时气体的质量不变，密度不变，B正确；向平衡体系中再通入一定量的H2，c(H2)增大，平衡右移，化学反应方程式确定，ΔH不因平衡移动而变化，C正确；升高温度，则v(正)、v(逆)均增大，D不正确。③气体质量每增加16 g，H2反应1 mol，故气体质量增加8 g时，H2反应0.5 mol，v(H2)＝ 0.125 mol·L－1·min－1，该反应的平衡常数K＝c4(H2O)/c4(H2)，由图象可知c(H2O)∶ c(H2)＝1∶1，故K＝1。④该反应温度未变，平衡常数不变，c(H2O)∶ c(H2)不变，故平衡后加一定量H2，再次平衡后H2O的体积分数不变。
答案：(1) a－3b (2)①> ②AD
③ 0.125 mol·L－1·min－1 1 ④不变
19．(12分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，据此回答以下问题：
(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越________。
(2)某温度下，若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为20%，则该温度下反应的K＝________(可用分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a．容器内的密度保持不变
b．容器内压强保持不变
c．v正(N2)＝2v逆(NH3)
d．混合气体中c(NH3)不变
(3)对于合成氨反应而言，下列有关图象一定正确的是________(填序号)。
解析：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，是一个气体体积减小的放热反应。
(1)①由方程式知K＝。
②升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，c(NH3)减小，c(N2)、c(H2)增大，故减小，K值减小。
(2)设N2转化x mol·L－1，则
则×100%＝20%，x＝；K＝＝＝。
判断平衡状态的标志是①v(正)＝v(逆)，②各成分的浓度保持不变。ρ＝始终不变，a不能说明是否达平衡状态；＝，c不能说明反应达平衡状态。
(3)温度越高，反应越快，达平衡所用时间越短。T1答案：(1)① ②小 (2) bd (3)ac
20．(12分)现有可逆反应：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g) ΔH<0。在相同温度下，将1 mol A和2 mol B加入到容积固定不变的甲容器中，将2 mol C和2 mol D加入到容积可变的乙容器中，t1＝5 min时两容器内均达到平衡状态，甲中c(C)＝1.5 mol·L－1。请回答下列问题：
(1)5 min内，用B物质表示甲容器中的平均反应速率v(B)＝________。
(2)若使甲容器化学平衡向正反应方向移动，则可以改变的条件是________(填字母)；改变条件的瞬间，体系的正反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
A．减小A的物质的量 B．降低体系的温度
C．增大D的浓度 D．加入催化剂
(3)保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙容器中C的物质的量浓度c(C)______3 mol·L－1(填“>”“<”或“＝”)。
(4)保持温度不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，下图中能表示甲中反应速率变化情况的是________，能表示乙中反应速率变化情况的是________。
解析：(1)甲中达平衡时，c(C)＝1.5 mol·L－1，则B的消耗浓度为3 mol·L－1，v(B)＝3 mol·L－1/(5 min)＝0.6 mol·L－1·min－1。(2)根据可逆反应：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g) ΔH <0。选项A，减小A的物质的量，降低了反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动。选项B，降低体系温度，平衡向放热方向(正反应方向)移动。选项C，增大D的浓度，平衡向逆反应方向移动。选项D，加入催化剂平衡不移动。降低体系温度的一瞬间，正反应速率和逆反应速率都要减小。(3)保持温度不变，缩小乙容器的体积相当于加压，平衡向气体物质的量减小的方向(生成C的方向)移动，使C的物质的量增大，达新平衡时c(C)>3 mol·L－1。(4)在恒温恒容下加入He气体平衡不移动，图象A符合甲。在恒温恒压下加入He气体，平衡向气体物质的量增加的方向移动，由于浓度降低，正、逆反应速率比原平衡的小，选项C的图象符合。
答案：(1)0.6 mol·L－1·min－1 (2)B 减小 (3)>
(4)A C
期中检测题(二)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2===H2O＋O2 ΔH<0
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
答案：D
2．下列有关化学反应与能量变化的叙述正确的是( )
A．铝与氧化铁反应既是氧化还原反应，又是吸热反应
B．化学反应中的能量变化只体现为热量的形式
C．CaO＋H2O===Ca(OH)2反应过程中，旧键断裂吸收的能量小于新键形成释放的能量
D．外界条件相同时，放热反应的速率一定大于吸热反应的速率
答案：C
3．对处于化学平衡的体系，关于化学平衡与化学反应速率的关系正确的是( )
A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动
B．只有在催化剂存在下，才会发生反应速率变化而平衡不移动的情况
C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大
D．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化
答案：D
4．下列叙述中，不能用平衡移动原理解释的是( )
A．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
B．高压比常压有利于合成SO3的反应
C．加入催化剂有利于氨的合成
D．工业制取金属钾Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)选取适宜的温度，使K成蒸气从反应混合物中分离出来
答案：C
5．有一处于平衡状态的反应：X(s)＋3Y(g)2Z(g)
ΔH＜0。为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是( )
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加正催化剂 ⑥分离出Z
A．①③⑤ B．②③⑥
C．②③⑤ D．②④⑥
答案：B
6.已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1 452 kJ·mol－1
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol－1
B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多
C．1/2H2SO4(aq)＋1/2Ba(OH)2(aq)===1/2BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
D．3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝＋135.9 kJ·mol－1
答案：B
7．有可逆反应A(g) ＋ 3B(g)2C(g) ΔH<0 。该反应的速率与时间的关系如下图所示：
可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是( )
A．降低温度、增大压强、减小反应物浓度、使用了催化剂
B．使用了催化剂、增大压强、增大反应物浓度、升高温度
C．增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度
D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂
答案：D
8．NH3(g)燃烧的产物是NO2(g)和H2O(g)。已知反应有：
(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
(2)N2(g)＋O2(g)===NO2(g)
ΔH＝＋33.9 kJ·mol－1
(3)NH3(g)===N2(g)＋H2(g)
ΔH＝＋46.0 kJ·mol－1
下列关于NH3(g)燃烧的热化学方程式的书写正确的是( )
A．NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)
ΔH＝－282.8 kJ·mol－1
B．NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)
ΔH＝－161.9 kJ·mol－1
C．NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)
ΔH＝－161.9 kJ·mol－1
D．NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)
ΔH＝－282.8 kJ·mol－1
答案：A
9．容积固定为3 L的某密闭容器中加入1 mol A、2 mol B，一定温度下发生如下反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，经反应5 min后，测得C的浓度为0.3 mol·L－1。则下列说法中正确的是( )
A．5 min内D的平均反应速率为0.02 mol·L－1·min－1
B．5 min内A的平均反应速率为0.06 mol·L－1·min－1
C．经5 min后，向容器内再加入C，正反应速率变小
D．平衡状态时，生成0.5 mol D时同时生成0.5 mol A
答案：D
10．已知氟化氢气体中有平衡关系：①2H3F3(g)===3H2F2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
②H2F2(g)===2HF(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
已知a、b均大于0，则可推测反应：H3F3(g)===3HF(g)的ΔH3等于( )
A．(a＋b) kJ·mol－1
B．(a－b) kJ·mol－1
C．(a＋3b) kJ·mol－1
D．(0.5a＋1.5b) kJ·mol－1
答案：D
11．两个体积相同带活塞的容器，分别盛装一定量的NO2和Br2(g)，都为一样的红棕色，迅速将两容器同时压缩到原来的一半(如图)，假设气体不液化，则下列说法正确的是( )
A．a→a′过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的浅
B．a′、b′的颜色一样深
C．a′的压强比a的压强的2倍要小，b′的压强为b的压强的2倍
D．a′中的c(NO2)一定比b′中的c(Br2)小
答案：C
12．N4的分子结构类似白磷分子，它的结构如图所示，已知断裂1 mol N—N键需要吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键需放出942 kJ热量。根据以上信息和数据，下列说法中正确的是( )
A．1 mol N4气体转变为N2将放出775 kJ热量
B．1 mol N4气体转变为N2将放出882 kJ热量
C．1 mol N4气体转变为N2将吸收775 kJ热量
D．1 mol N4气体转变为N2将吸收882 kJ热量
答案：B
13．在密闭容器中进行反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，有关下列图象的说法正确的是( )
A．依据图a可判断正反应为吸热反应
B．在图b中，虚线可表示压强增大
C．若正反应的ΔH＜0，图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D．由图d中气体平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH＞0
答案：C
14．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)＋3/2O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)＋3/2O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A．ΔH1＜0，ΔH3＞0 B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
答案：B
15．等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行反应：X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋Q(s) ΔH >0，下列叙述正确的是( )
A．当容器中X与Y的物质的量之比满足1∶2时反应达到平衡
B．达到平衡时X的转化率为25%，则平衡常数K值为9/4
C．达到平衡后，反应速率2v正(Y)＝3v逆(Z)
D．达到平衡后，加入Q，平衡逆向移动
答案：B
二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)
16．(10分)丙烷燃烧可以通过以下两种途径：
途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1
途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋b kJ·mol－1
2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－c kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－d kJ·mol－1 (a、b、c、d均为正值)
请回答下列问题：
(1)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应中，反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物，因此其反应条件是________________。
(2)按途径Ⅱ反应，1 mol C3H8完全燃烧时放出的热量为________ kJ(用含b、c、d的代数式表示)，等量的丙烷通过两种途径完全燃烧时，途径Ⅰ放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)途径Ⅱ放出的热量。
(3)a与b、c、d的数学关系式是_____________________________。
解析：(1)放热反应，生成物总能量小于反应物总能量，吸热反应则相反，对于C3H8(g)―→C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋b kJ·mol－1判断该反应吸热，故反应物总能量小于生成物总能量。
(2)将途径Ⅱ中的三个反应经叠加处理，得到的ΔH＝＋b＋＋＝－kJ·mol－1，则放出的热量为 kJ。 (3)a＝。
答案：(1)小于 吸收 加热 (2) 等于
(3)a＝
17．(10分)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
(1) 肼(H2NNH2)是一种高能燃料，与氧气反应的能量变化如下图所示：
已知断裂1 mol化学键所需的能量：N≡N为942 kJ、O===O为500 kJ、N—N为154 kJ，则断裂1 mol N—H键所需的能量是________。根据上图，肼与氧气反应的热化学方程式为____________。
(2)氮的氧化物是大气的主要污染物，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH ＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH ＝－1 160 kJ·mol－1
若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为________(阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为________kJ。
解析：(1)利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2 752 kJ－534 kJ＝2 218 kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N，4个N—H，1个O===O键，所以1×154＋4×(N—H键能)＋1×500＝2 218，解得为391。
答案：(1)391 kJ N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝ －534 kJ·mol－1 (2)1.60NA(或1.6NA) 173.4
18．(11分)汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH＞0 ，该反应在2 404 ℃时，平衡常数K＝6.4×10－3。
(1)该反应的平衡常数表达式为________。
(2)该温度下，向 2 L 密闭容器中充入N2和O2各 1 mol，平衡时，N2 的转化率是________%(保留整数)。
(3)该温度下，某时刻测得容器内 N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1mol·L－1、4.0×10－2mol·L－1和3.0×10－3mol·L－1，此时反应________(填“处于化学平衡状态”“向正方向进行”或“向逆方向进行”)，理由是____________________________
______________________________________________________。
(4)将N2、O2 的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是________。
(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的 N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：(1)
(2)K＝x2/[(1－x)/2]2＝6.4×10－3，x≈0.04 mol，转化率是4%
(3)Qc＝(3.0×10－3)2÷[(2.5×10－1)×(4.0×10－2)]＝9.0×10－4<64×10－4，所以反应向正反应方向进行。
(4)由于该反应的正反应是吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，化学平衡常数增大，A项正确。加入催化剂，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，但催化剂不能使平衡发生移动，即NO的平衡浓度不变， B项错误。由于升高温度，平衡正向移动，氮气的转化率提高，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，C正确。(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，则建立的平衡与原平衡等效，此时平衡混合气中NO的体积分数不变。
答案：(1)K＝ (2)4 (3)向正方向进行 ＜K (4)AC (5)不变
19．(12分)某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：A(g)＋xB(g)2C(g)达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如下图所示。
请回答下列问题：
(1)0～20 min，A的平均反应速率为________；8 min时，v(正)________v(逆)(填“>”“＝” 或“<”)。
(2)反应方程式中的x＝________，30 min时改变的反应条件是________。
(3)20～30 min时反应的平衡常数________30～40 min时反应的平衡常数(填“>”“＝” 或“<”)。
(4)该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(5)反应过程中B的转化率最大的时间段是________min。
解析：(1)0～20 min A从2.0 mol·L－1减小到1.0 mol·L－1，故其反应速率为1.0 mol·L－1/20 min＝0.05 mol/(L·min)。8 min时未达到平衡，反应向正反应方向进行，v(正)>v(逆)。(2)30 min时条件改变的瞬间，浓度同等倍数的减小，正、逆反应速率减小且相等，平衡不移动，则改变的条件是扩大体积，减小压强，该反应前后气体的体积不变，故x＝1。(3)20～30 min和30～40 min两时间段内温度没变，平衡常数不变。(4)40 min是改变条件后，C的浓度减小，A的浓度增大，说明平衡向逆反应方向进行。由图可知，
条件改变后正、逆反应速率都增大，增大生成物的浓度，增大压强，加催化剂都不符合题意，则改变的条件只有升高温度。升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。(5)20～30 min，30～40 min两阶段虽然条件不同，但平衡并未发生移动，40～54 min阶段平衡向逆反应方向移动，B的转化率减小，故20～30 min，30～40 min两阶段B的转化率最大。
答案：(1)0.05 mol·L－1·min－1 > (2)1 扩大容器体积(或减小压强) (3)＝ (4)放热 (5)20～40
20．(12分)人类研究氢能源从未间断过，而热化学循环分解水制 H2是在水反应体系中加入一种中间物，经历不同的反应阶段，最终将水分解为H2 和 O2，这是一种节约能源、节省反应物料的技术，如图是热化学循环制氢气的流程：
(1)实验测得，1 g H2燃烧生成液态水放出142.9 kJ 的热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为______________________________
______________________________________________。
(2)整个流程参与循环的物质是________和________(填化学式)，最难进行的反应是________(填序号)。
(3)汞虽然有毒，但用途广泛。用汞和溴化钙作催化剂，可以在较低温度下经过下列反应使水分解制氢气和氧气：
①CaBr2＋2H2O===Ca(OH)2＋2HBr↑； ②…；
③HgBr2＋Ca(OH)2===CaBr2＋HgO＋H2O；
④2HgO===2Hg＋O2↑。
反应②的化学方程式为__________________________________。
(4)合成氨用的H2可用甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示，则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________________________________________________。
解析：(1)1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量，则2 g氢气即1 mol氢气燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。
(2)反应①为：二氧化硫和碘单质和水反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，反应②为：硫酸分解生成二氧化硫、水、氧气：2H2SO4===2SO2↑＋O2↑＋2H2O，反应③为：碘化氢分解2HI??H2＋I2，整个流程参与循环的物质是SO2、I2，最难进行的反应是②。
(3)根据反应③知反应②有HgBr2生成，根据HgBr2知反应①的产物HBr参与反应②，所以反应②为：Hg＋2HBr===HgBr2＋H2↑。
(4)由三个图可写出相应的热化学方程式：
CO(g)＋1/2O2 (g)===CO2(g) ΔH＝－282 kJ·mol－1 ①
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 ②
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－846.3 kJ·mol－1 ③
由盖斯定律：用“③－(①＋②×3)”得所求反应的ΔH＝＋161.1 kJ·mol－1，则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋161.1 kJ·mol－1。
答案：(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 (2)SO2 I2 ② (3)Hg＋2HBr===HgBr2＋H2↑； (4)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋161.1 kJ·mol－1
第二章 检测题
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列说法不正确的是( )
A．决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质
B．在其他条件不变时，升高温度一定会加快化学反应的反应速率
C．使用合理的催化剂，可以改变化学反应速率从而能改变化学平衡状态
D．增大反应物浓度，可使单位体积内活化分子数增加，反应速率加快
答案：C
2．能用能量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．多次洗牌后，扑克牌无序排列的几率增大
答案：A
3．下列能用勒夏特列原理解释的是( )
A．高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快
B．红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
C．SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂
D．H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深
答案：B
4．在密闭容器中进行可逆反应，A跟B反应生成C，反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在以下关系：v(B)＝3v(A)，v(C)＝2v(A)，3v(C)＝2v(B)，则该反应可以表示为( )
A．A＋BC B．2A＋2B3C
C．3A＋B2C D．A＋3B2C
答案：D
5．有一处于平衡状态的反应X(g) ＋3Y(g)2Z(g) ( 正反应是放热反应)。为了使平衡向生成Z的方向移动， 应选择的条件是( )
①升高温度 ②降低温度 ③增大压强 ④降低压强 ⑤加入正催化剂 ⑥分离出Z
A．①③⑤ B．②③⑤ C．②③⑥ D．②④⑥
答案：C
6．下列反应中符合下列图象的是( )
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH>0
C．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0
D．H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g) ΔH>0
答案：B
7．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列正确的是( )
A．ΔH>0，ΔH－TΔS<0
B．ΔH<0，ΔH－TΔS>0
C．ΔH>0，ΔH－TΔS>0
D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0
答案：A
8．在容积为2 L的密闭容器中，一定条件下发生化学反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.4 kJ·mol－1。起始反应时NO和CO各为4 mol，10秒钟后达到化学平衡，测得N2为1 mol。下列有关反应速率的说法中，正确的是( )
A．反应前5秒钟内，用NO表示的平均反应速率为0.1 mol·L－1·s－1
B．达到平衡后，升高温度，正反应速率将减小，逆反应速率将增大
C．达到平衡后，反应速率的关系有：v正(CO)＝2v逆(N2)
D．保持容器体积不变，往容器中充入1 mol O2，正、逆反应速率都不改变
答案：C
9.在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol的A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生如下反应：A2(g)＋B2(g)2AB(g) ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是( )
A．图中a点的值为0.15
B．该反应的平衡常数K＝0.03
C．温度升高，平衡常数K值减小
D．平衡时A2的转化率为62.5%
答案：B
10．500 ℃条件下，在恒容密闭容器中，充入1 mol NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)。平衡后，向容器内再充入1 mol NO2，下列说法正确的是( )
A．平衡向正反应方向移动
B．平衡常数K增大
C．NO2的转化率变小
D．容器内气体颜色先变深后变浅，最后比原来还要浅
答案：A
11．下列变化过程中，ΔS<0的是( )
A．氯化钠溶于水
B．NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)
C．干冰(CO2)的升华
D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)
答案：B
12．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是( )
A．化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)
B．若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态
C．化学平衡后使用催化剂，则正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)
答案：A
13．(2015·重庆卷)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：
CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) K＝0.1
反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是( )
A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应
B．通入CO后，正反应速率逐渐增大
C．反应前H2S物质的量为7 mol
D．CO的平衡转化率为80%
答案：C
14．工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)＋2H2(g)??Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋Q kJ·mol－1(Q＞0)。某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应，下列叙述正确的是( )
A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率
B．若反应开始时SiCl4为1 mol，则在平衡时，吸收热量为Q kJ
C．将反应的温度由T1升高至T2，则反应的平衡常数K1＞K2
D．当反应吸收热量为0.25Q kJ时，生成的HCl恰好与1 mol NaOH反应
答案：D
15．(2015·安徽卷)汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0
答案：A
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(10分)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，根据题意完成下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________，升高温度，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在500 ℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。
(3)在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的，下列有关该体系的说法正确的是________。
A．氢气的浓度减少
B．正反应速率加快，逆反应速率也加快
C．甲醇的物质的量增加
D．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是______________(用化学方程式表示)。
解析：(1)根据反应方程式和平衡常数的定义，该反应平衡常数表达式K＝。从题给图象可以看出平衡后500 ℃时甲醇的物质的量小于300 ℃时的物质的量，说明正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值将减小。(2)500 ℃时反应达到平衡，生成甲醇的物质的量为n(B)，则消耗H2的物质的量为2n(B)，因此v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1。(3)在其他条件不变的情况下，处于E点的体系体积压缩到原来的，根据反应特点推知增大压强，正、逆反应速率都增加，且平衡正向移动，甲醇的物质的量将增加，即选B、C。
(4)因Cu2O被CO还原为Cu，因此通入CO2可以抑制此反应的发生，反应方程式为Cu2O＋CO2Cu＋CO2。
答案：(1)K＝ 减小
(2) mol·L－1·min－1 (3)BC (4)Cu2O＋CO2Cu＋CO2
17．(8分)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO＋2CO2CO2＋N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/(10－4mol·L－1)
10
4.5
2.5
1.5
1.0
1.0
c(CO)/(10－3mol·L－1)
36.0
30.5
28.5
27.5
27.0
27.0
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
(1) 已知该反应ΔS<0，在上述条件下反应能够自发进行，则反应的ΔH________0(填写“>”“<”或“＝”)。
(2)前2 s内的平均反应速率v(N2)＝________。
(3)在该温度下，反应的平衡常数表达式K＝________。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是________。
A．选用更有效的催化剂
B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度
D．缩小容器的体积
解析：(1)反应自发进行，说明ΔH－TΔS<0，该反应的ΔS<0，故ΔH<0；(2)2 s时，Δc(NO)＝7.5×10－4 mol·L－1，v(NO)＝3.75 ×10－4 mol·L－1·s－1，反应速率比等于方程式化学计量数之比，v(N2)＝1.875×10－4 mol·L－1·s－1，小数点后保留一位有效数字，应为1.9×10－4 mol·L－1·s－1；(3)由反应方程式可知 K＝；(4)提高NO转化率，即平衡右移，A项使用催化剂不影响平衡；正反应放热，升高温度，平衡左移，降低温度，平衡右移，B错，C对；缩小容器体积，相当于加压，平衡右移，D项也对。
答案：(1)< (2) 1.9×10－4 mol·L－1·s－1; (3)K＝ (4)CD
18．(12分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2 < 0 (Ⅱ)
(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，则平衡后n(Cl2)＝________mol，NO的转化率α1＝________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是_______。
解析：(1)将题干中已知的两个方程式做如下处理：(Ⅰ)×2－(Ⅱ)可得4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，其平衡常数K＝。
(2)根据“三段式”：
v(ClNO)＝＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，得α1＝75%，平衡时n(Cl2)＝(0.05－0.05α1)mol·L－1×2 L＝0.025 mol。该反应为气体分子数减小的反应，恒压条件下相对于恒容条件下，压强增大，平衡右移，NO的转化率增大，即α2>α1；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数K2不变；该反应为放热反应，升高温度可使平衡常数K2减小。
答案：(1) (2)2.5×10－2 75% ＞ 不变 升高温度
19．(10分)已知化学反应①：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，其平衡常数为K1；化学反应②：Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)，其平衡常数为K2，在温度973 K和1 173 K情况下，K1、K2的值分别如下：
温度
K1
K2
973 K
1.47
2.38
1 173 K
2.15
1.67
请填空：
(1)通过表格中的数值可以推断：反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式：K3＝________。
(3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式________，据此关系式及上表数据，也能推断出反应③是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有________(填写字母序号)。
A．缩小反应容器的容积
B．扩大反应容器的容积
C．升高温度
D．使用合适的催化剂
E．设法减小平衡体系中的CO的浓度
(5)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：
①图甲t2时刻改变的条件是________。②图乙t2时刻改变的条件是________。
解析：(1)由表中数据知，升高温度，K1增大，K2减小，说明反应①为吸热反应，反应②为放热反应。(2)(3)由反应①知，K1＝，由反应②知，K2＝；①－②得反应③，且K3＝＝，可知反应③为吸热反应。(4)反应③为气体体积不变的吸热反应，因此升高温度，减小生成物CO的浓度均可使平衡向正反应方向移动。(5)图甲中，t2时刻化学平衡没有移动，反应速率加快，因此t2时刻增大压强或使用催化剂；图乙中，发生的反应为：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0，t2→t3时间段，化学平衡向正反应方向移动，因此，对比0→t1和t2→t3图像变化可知，t2时刻降低温度或设法分离出H2。
答案：(1)吸热 (2) (3)K3＝
吸热 (4)CE (5)①增大压强或使用催化剂 ②降低温度或设法分离出H2
20．(15分)A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K2，将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时，A、B的体积相同(已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0)。
(1)一段时间后，反应达到平衡，此时A、B中生成的N2O4的速率是v(A)________v(B)(填“＞”“＜”或“＝”)；若打开活塞K2，气球B将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)关闭活塞K2，若在A、B中再充入与初始量相等的NO2，则达到平衡时，NO2的转化率α(A)将________(填“增大”“减小”或“不变”)；若分别通入等量的氖气，
则达到平衡时，A中NO2的转化率将________，B中NO2的转化率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)室温下，若A、B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，________中的颜色较深。
(4)若在容器A中充入4.6 g的NO2，达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5，则平衡时N2O4的物质的量为________。
解析：题给反应是气体体积减小的放热反应。(1)由于A为恒容体系，B为恒压体系，在平衡时PA＜PB，故v(A)＜v(B)，若打开K2，A、B形成一个新的恒压体系，气球体积将变小。(2)若再通入NO2，对于A相当于加压，原平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大。若再通入Ne，对于A，末改变体系中各物质的浓度，平衡不移动，转化率不变；对于B，其体积增大，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率减小。(3)此时A为绝热体系，随反应的进行，体系温度升高，即TA＞TB，A相对于B是升高温度，平衡向逆反应方向移动，A中颜色加深。(4)M——＝即n总＝＝0.08 mol，投入NO2的物质的量为＝0.1 mol，设转化的NO2的物质的量为x。
则 2NO2N2O4
起始： 0.1 mol 0
转化： x
平衡： 0.1 mol－x
即：0.1 mol－x＋＝0.08 mol
x＝0.04 mol。
答案：(1)＜ 变小 (2)增大 不变 变小 (3)A
(4)0.04 mol
第二章章末系统总结
一、重点知识梳理
二、实验专项探究——“变量控制”实验探究外界条件对反应速率的影响
在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用变量控制思想解决该类问题。
(1)常见考查形式。
①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响。
②给出影响化学反应的几种因素，让考生设计实验分析各因素对反应的影响。
(2)解题策略。
①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。
②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。
即时训练
硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实验
反应温
度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
解析：结合选项知混合液的体积都为20 mL，但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊(有硫单质生成)。
答案：D
(2015·福建卷)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是( )
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
4.80
1.44
1.08
A.a＝6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b＜318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
解析：分析328.2 K的瞬时速率与浓度的关系成正比，则0.600/0.400＝9.00/a，a＝6.00，A项正确；从题给数据看，浓度越大、温度越高，反应速率越快，当增大浓度同时降低温度时，瞬时反应速率可能会不变，B项正确；浓度不变时，b K下反应速率低于318.2 K下的反应速率，故b<318.2，C项正确；题给数据是瞬时速率而不是平均速率，故不能作为判断所用时间的依据，D项错误。
答案：D
第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
1．反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在5 L的密闭容器中进行，30 s后，n(NO)增加了0.3 mol。下列反应速率正确的是( )
A．v(O2)＝0.01 mol·L－1·s－1
B．v(NO)＝0.008 mol·L－1·s－1
C．v(H2O)＝0.003 mol·L－1·s－1
D．v(NH3)＝0.004 mol·L－1·s－1
解析：Δc(NO)＝0.3 mol÷5 L＝0.06 mol·L－1，Δt＝30 s，则v(NO)＝＝0.002 mol·L－1·s－1。
v(O2)＝×v(NO)＝×0.002 mol·L－1·s－1＝
0．002 5 mol·L－1·s－1。
v(H2O)＝×v(NO)＝×0.002 mol·L－1·s－1＝
0．003 mol·L－1·s－1。
v(NH3)＝v(NO)＝0.002 mol·L－1·s－1。
答案：C
2．在四种不同条件下测得反应2SO2＋O22SO3的反应速率如表所示：
序号
①
②
③
④
v(SO2)
v(O2)
v(SO2)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是( )
A．① B．② C．③ D．④
解析：
①
②
③
④
v(SO2)
v(O2)
v(SO2)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
0.2
0.25
0.25
0.3
反应速率与化学计量数的比值中，数值大的反应速率快。
答案：D
3．反应4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经2 min B的浓度减少了0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是( )
A．用A表示的反应速率是0.8 mol·L－1·s－1
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末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol·
L－1·min－1
D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
解析：反应物A是固体，浓度为常数，通常不用其表示反应速率；v(B)＝0.6 (mol·L－1)/2 min＝0.3 mol·L－1·min－1，是两分钟内的平均反应速率，而不是2 min末时的反应速率；反应方程式中B和C的化学计量数不同，B和C表示的反应速率的值也不同。
答案：B
4．将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)＋aQ(g)，2 min末达到平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol·L－1，下列叙述错误的是( )
A．a的值为2
B．平衡时X的浓度为0.2 mol·L－1
C．Y的转化率为60%
D．反应速率v(Y)＝0.3 mol·L－1·min－1
解析：
A项，2∶a＝0.4∶0.4，a＝2；B项，c(X)＝0.8 mol·L－1；C项，a(Y)＝×100%＝60%；D项，v(Y)＝＝0.3 mol·L－1·min－1。
答案：B
5.根据如图所示图象填空：
(1)反应物是________，生成物是________。
(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为________、________、________。
(3)该反应的化学方程式是________________________。
解析：已知在反应过程中反应物的量减少，生成物的量增多，故A、B为反应物，C为生成物，由速率的定义不难得出：
v(A)＝[(8－2)÷2] mol·L－1·min－1＝3 mol·L－1·min－1，
v(B)＝[(8－4)÷2] mol·L－1·min－1＝2 mol·L－1·min－1，
v(C)＝(6÷2) mol·L－1·min－1＝3 mol·L－1·min－1，
故三者的化学计量数之比为3∶2∶3，又因最终各物质浓度不变且均不为零，故为可逆反应，其方程式为3A＋2B3C。
答案：(1)A、B C (2)3 mol·L－1·min－1
2 mol·L－1·min－1 3 mol·L－1·min－1 (3)3A＋2B3C
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)
1．对于化学反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列说法中正确的是( )
A．用HCl和CaCl2在单位时间内浓度的变化表示的反应速率数据不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度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．可用CaCl2浓度的减少表示其反应速率
解析：同一反应中，用不同的物质浓度变化来表示反应速率时，其数值不一定相同，故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应进行的快慢。在同一反应中，各物质表示的反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，所以A正确；因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，所以B、C、D错误。
答案：A
2．在2 L密闭容器中发生3A(g)＋B(g)===2C(g)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－1·s－1，10 s后容器内的B物质的量为( )
A．1.6 mol B．2.8 mol C．3.2 mol D．3.6 mol
解析：由v(A)∶v(B)＝3∶1，可知v(B)＝v(A)＝×0.12 mol·L－1·s－1＝0.04 mol·L－1·s－1，则Δc(B)＝0.04 mol·L－1·s－1×10 s＝0.4 mol·L－1，
Δn(B)＝2 L×0.4 mol·L－1＝0.8 mol，故容器内B的物质的量为4 mol－0.8 mol＝3.2 mol。
答案：C
3．已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，若化学反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位：mol·L－1·s－1)表示，则正确关系是( )
A.v(NH3)＝v(O2) B.v(O2)＝v(H2O)
Cv(NH3)＝v(H2O) D.v(O2)＝v(NO)
解析：该反应中v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，根据上述关系分析选项，推知D项正确。
答案：D
4．把X气体和Y气体混合于2 L容器中使它们发生如下反应，3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5 min末已生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化来表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则上述反应中Z气体的反应方程式系数n的值是( )
A．1 B．2 C．3 D．4
解析：根据公式v＝Δn/(VΔt)计算，5 min内W的平均化学反应速率v(W)＝0.02 mol·L－1·min－1，利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，用Z物质浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则v(Z)∶v(W)＝0.01 mol·L－1·min－1∶0.02 mol·L－1·min－1＝n∶2，所以n＝1。
答案：A
5．5.6 g铁粉投入到盛有100 mL 2 mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示这个反应的速率正确的是( )
A．v(Fe)＝0.5 mol·L－1·min－1
B．v(H2SO4)＝1 mol·L－1·min－1
C．v(H2SO4)＝0.5 mol·L－1·min－1
D．v(FeSO4)＝1 mol·L－1·min－1
解析：铁粉为固体，其物质的量浓度可视为常数，不能用来表示化学反应速率，A错；反应的铁粉是0.1 mol，参加反应的H2SO4为0.1 mol，所以v(H2SO4)＝0.5 mol·L－1·min－1，v(FeSO4)＝0.5 mol·L－1·min－1，B、D错，C正确。
答案：C
6．在一定条件下，将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中，发生反应：xA2(g)＋yB2(g)2C(g)。2 s内的反应速率：v(A2)＝0.5 mol·L－1·s－1，v(B 2)＝1.5 mol·L－1·s－1，v(C)＝1 mol·L－1·s－1。则x和y的值分别为( )
A．2和3 B．3和2 C．3和1 D．1和3
解析：同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，由于v(A2)∶v(B2)∶v(C)＝1∶3∶2，故x∶y∶2＝1∶3∶2，则x＝1，y＝3。
答案：D
7．T ℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是( )
A．10 s时反应生成了0.2 mol C
B．该反应进行到10 s时，消耗了0.15 mol A
C．该反应的化学方程式为3A＋B2C
D．10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L－1·s－1
解析：10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 mol·L－1×0.5 L＝0.2 mol，消耗A的物质的量为(0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1)×0.5 L＝0.1 mol，故A项正确，B项不正确；Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.2 mol·L－1∶0.6 mol·L－1∶0.4 mol· L－1＝1∶3∶2，故化学方程式应为A＋3B2C，C项不正确；10 s内用B表示的反应速率为＝0.06 mol·L－1·s－1，D项不正确。
答案：A
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)在25 ℃时，2 L密闭容器中A、B、C三种气体的初始浓度和2 min末的浓度如下表(该反应为可逆反应)：
物质
A
B
C
初始浓度/(mol·L－1)
1.0
2.0
0
2 min时浓度/(mol·L－1)
0.4
0.2
1.2
请填写下列空白：
(1)该反应方程式可表示为________________________。反应2 min后，A的转化率为________。
(2)从反应开始到达2 min末，A的平均反应速率为________。
解析：(1)由题意可知，A、B为反应物，C为产物。同一时间内，反应速率之比等于物质的量浓度变化量之比，Δc(A)＝0.6 mol·L－1，Δc(B)＝1.8 mol·L－1，Δc(C)＝1.2 mol·L－1，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶3∶2，根据化学反应速率之比等于化学反应计量数之比，则得反应方程式为：A＋3B2C。A的转化率为×100%＝60%，A的平均反应速率为v(A)＝＝0.3 mol·L－1·min－1。
答案：(1)A＋3B2C (2)60% (3)0.3 mol·L－1·min－1
9．(22分)某温度时，在2 L密闭容器中，某一化学反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得：
(1)在4 min末时，A、B的物质的量浓度c(A)________c(B)，0～4 min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)________Δc(B)(均填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)从反应开始至4 min时，A的平均反应速率为________。
(3)该反应的化学方程式为______________________。
解析：(1)由题图可以看出，在4 min末，n(A)＝n(B)＝0.4 mol，又因体积相等，所以c(A)＝c(B)，从0到4 min内Δc(A)＝0.2 mol·L－1，Δc(B)＝0.1 mol·L－1。
(2)v(A)＝0.2 mol·L－1÷4 min＝0.05 mol·L－1·min－1。(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)＝0.4 mol∶0.2 mol＝2∶1，故该反应的化学方程式为2AB。
答案：(1)＝ ＞ (2)0.05 mol·L－1·min－1
(3)2AB
课件44张PPT。第二章 化学反应速率和化学平衡快慢 反应物浓度的减少量 生成物浓度的增加量 正 mol·L－1·min－1 mol·L－1·s－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1·s－1 化学反应进行快慢 浓度的减小 浓度的增加 mol·L－1·min－1 mol·L－1·s－1 2 mol·L－1 1.2 mol·L－1·min－1 0.4 mol·L－1·min－1 0.8 mol·L－1·min－1 1:3:2 平均 固体 纯液体 颜色深浅 显色物质浓度 时间长短 第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
(对应学生用书P27)
1．对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B．M、N全部变成了Q
C．反应混合物各成分的百分组成不再变化
D．反应已经停止
解析：可逆反应达到平衡时，平衡体系中各组成成分的百分比保持不变。
答案：C
2．下列反应不属于可逆反应的是( )
A．SO2溶于水生成H2SO3和H2SO3分解
B．H2跟I2化合成HI和HI分解
C．SO2跟O2化合成SO3和SO3分解
D．电解水生成H2与O2和H2与O2转化成水
解析：A项SO2溶于水生成H2SO3，SO2＋H2OH2SO3，B项，H2＋I22HI，C项2SO2＋O22SO3，上述三个反应，正、逆反应的反应条件相同，故都属于可逆反应。电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同，故不属于可逆反应。
答案：D
3．可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到( )
A．0.1 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.15 mol·L－1
解析：2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则3 mol H2完全反应，生成2 mol NH3，此时NH3浓度为0.2 mol·L－1，但由于反应是可逆反应，不能完全反应，所以NH3浓度达不到0.2 mol·L－1。
答案：B
4．一定条件下，反应：2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)在容积不变的密闭容器中进行，达到化学平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成n mol B，同时消耗3n mol C
B．容器内压强不随时间变化
C．混合气体的密度不随时间变化
D．单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D
解析：此反应是反应前后气体的体积不变的反应，只要反应一开始，其气体的总压强、总物质的量、密度均不随时间变化，故气体的总压强、气体的密度不变(m、V均不变)，不能说明达到平衡状态；单位时间内生成2n mol A，则消耗n mol D，同时生成n mol D，则正、逆反应速率相等，说明反应已达到平衡状态。
答案：D
5．一定条件下，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( )
选项
正反应速率
逆反应速率
A
v(A)＝2 mol·L－1·min－1
v(B)＝2 mol·L－1·min－1
B
v(A)＝2 mol·L－1·min－1
v(C)＝2 mol·L－1·min－1
C
v(A)＝1 mol·L－1·min－1
v(B)＝2 mol·L－1·min－1
D
v(A)＝1 mol·L－1·min－1
v(C)＝1.5 mol·L－1·min－1
解析：根据平衡状态的判断依据v(正)＝v(逆)知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶1∶3，即D中的反应达到平衡。
答案：D
6．在200 ℃，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)；
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v(正)________，而v(逆)________；
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及各组分的分压都将________。
解析：由题意可知，反应刚开始时，c(H2)和c(I2)最大，分别为 mol·L－1、 mol·L－1，而c(HI)为0，故v(正)最大，v(逆)＝0；随着反应的进行，H2和I2不断消耗，其浓度逐渐减小，故v(正)减小，而HI的浓度逐渐增大，v(逆)增大，当v(正)＝v(逆)时即达平衡状态，外界条件不变，则平衡不移动，题中各种量都将保持不变。
答案：(1) mol·L－1 mol·L－1 0 v(正) v(逆)
(2)减小 减小 增大 减小 增大 (3)相等 保持不变
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列说法正确的是( )
A．可逆反应的特征是正反应速率总是与逆反应速率相等
B．在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态
C．任何化学反应都有一定的可逆性，但不能都称为可逆反应
D．可逆反应在开始时，总是正反应速率大于逆反应速率
解析：本题主要考查可逆反应的概念。可逆反应在达到平衡时，正反应速率和逆反应速率才能相等；针对气体参加的反应，若反应前后气体总体积相等，改变压强不会影响平衡的移动；可逆反应可以从两个方向或任意一种状态开始进行，并非一定从指定方向开始。
答案：C
2．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的( )
A．多余的氧气中
B．生成的三氧化硫中
C．氧气和二氧化硫中
D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中
解析：18O2的加入定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。
答案：D
3．N2＋3H22NH3在密闭容器中反应一段时间后，达到平衡状态。则下列说法中正确的是( )
A．N2、H2不再化合
B．N2、H2、NH3浓度不再变化
C．N2、H2、NH3的质量相等
D．改变条件，N2、H2、NH3的浓度也不再变化
解析：达到平衡状态时，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应的速率相等，A项不正确；达到平衡状态时，各组分的浓度不再发生变化，但它们的质量或浓度不一定相等，故B项正确，C项不正确；化学平衡是动态平衡，若条件变化时平衡发生移动，N2、H2、NH3的浓度会随之改变，D项不正确。
答案：B
4．在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A．N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1
B．N2为0.15 mol·L－1
C．N2、H2均为0.18 mol·L－1
D．NH3为0.4 mol·L－1
解析：反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于100%，所以A、D错误；从题给量的关系知无论反应进行到什么程度，c(N2)∶c(H2)＝1∶3，因此两者不可能同时均为0.18 mol·L－1。
答案：B
5．一定条件下反应2AB(g)A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成n mol A2，同时消耗2n mol AB
B．容器内，3种气体AB、A2、B2共存
C．混合气体的总压强不再变化
D．容器中各组分的物质的量分数不随时间变化
解析：A中反应方向一致，不能判断。B此反应为可逆反应，任何时候容器内，3种气体AB、A2、B2都共存，不能判断。C此反应是气体反应物化学计量数之和与气体生成物化学计量数之和相等的反应，混合气体的总压强是不变量，不能判断。D可直接判断反应达平衡。
答案：D
6．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
解析：由于该反应为前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡，A错误；SO3与NO的体积比始终保持1∶1，C错误；消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应，D错误。
答案：B
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)将2 mol SO2和1 mol O2充入体积为2 L的密闭容器中，在一定条件下发生反应O2(g)＋2SO2(g)2SO3(g)。经过10 s达到平衡状态，此时c(SO3)＝0.4 mol·L－1。
(1)在达到平衡的过程中v(SO2)＝________。
(2)有同学认为平衡是在一定条件下成立的，改变条件时平衡会发生变化，所以可以通过改变条件使SO3的平衡浓度变为1 mol·L－1，你认为这种说法正确吗？________(填“正确”或“不正确”)。
解析：(1)平衡时c(SO3)＝0.4 mol·L－1，则转化的c(SO2)＝0.4 mol·L－1，v(SO2)＝＝0.04 mol·L－1·s－1。(2)2SO2＋O22SO3是可逆反应，改变任何条件都不可能使之进行到底，所以该说法不正确。
答案：(1)0.04 mol·L－1·s－1 (2)不正确
8．(18分)在2 L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)上图表示NO2的浓度变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平衡速率v＝________。
(2)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
解析：该反应达平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。在(2)中，A表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而D中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
答案：(1)b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 (2) BC
9．(18分)在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O，在催化剂存在的条件下加热至高温，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：
(1)根据上图数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应达到平衡时，c(H2)＝________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是________。
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。
解析：(1)由图可知10 min时达到平衡，v(CO)＝v(CO2)＝0.03 mol·L－1÷10 min＝0.003 mol·L－1·min－1。由化学方程式得c(H2)＝c(CO2)＝0.03 mol·L－1。(2)达到平衡的标志是各物质的百分组成不变，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO减少的化学反应速率是正反应速率，CO2减少的化学反应速率是逆反应速率。所以①③可作为判断反应达到平衡的依据。
答案：(1)0.003 mol·L－1·min－1 0.03 mol·L－1 (2)①③
课件32张PPT。第二章 化学反应速率和化学平衡SO2＋H2O H2SO3 相等 不再改变 是 正反应 逆反应 正反应 逆反应 小于 共存 浓度或质量 第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第2课时 影响化学平衡的条件
1．下列因素不可能影响化学平衡移动的是( )
A．温度 B．催化剂
C．反应物的浓度 D．压强
解析：催化剂只能改变化学反应速率，不会影响化学平衡的移动。
答案：B
2．在一定条件下的溶液中，反应FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl达到平衡后，在其他条件不变的情况下，改变下列条件，能使平衡正向移动的是( )
A．加水稀释 B．加入少量FeCl3固体
C．加入少量KCl溶液 D．加入少量氢氧化钠固体
解析：加水稀释、加入少量KCl溶液，Fe3＋、 SCN－、Fe(SCN)3的浓度都减小，平衡逆向移动，A、C不正确；加入少量FeCl3固体，Fe3＋的浓度增大，平衡正向移动，B正确；加入少量NaOH固体，Fe3＋的浓度减小，平衡逆向移动，D不正确。
答案：B
3．反应A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH<0，达平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是( )
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动
D．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
解析：降低温度，v(正)、v(逆)均减小，平衡向放热反应方向移动，即平衡正向移动。
答案：C
4．已知化学反应2A(？)＋B(g)2C(？)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则下列情况可能的是( )
A．A是气体，C是固体 B．A、C均为气体
C．A、C均为固体 D．A是固体，C是气体
解析：增大压强、平衡逆向移动说明逆反应是气体物质的量减小的反应，故C为气体，A为非气态(如固体)。
答案：D
5．在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s) 2CO(g) ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C，平衡________，c(CO2)________。
(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡________，c(CO2)________。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡________，c(CO2)________。
(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡________，c(CO)________。
解析：(1)C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。(2)缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，c(CO2)增大。(3)通入N2，但容积和温度不变，平衡不会发生移动，c(CO2)不变。(4)容积不变，温度升高，平衡向吸热方向移动，c(CO)增大。
答案：(1)不移动 不变 (2)向左移动 增大 (3)不移动 不变 (4)向右移动 增大
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．可确认发生化学平衡移动的是( )
A．化学反应速率发生了改变
B．有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强
C．可逆反应达到平衡，使用了催化剂
D．由于某一条件的改变，使正、逆反应速率不再相等
解析：化学平衡移动的实质是正、逆反应速率不相等。速率发生了改变，但可能正、逆反应速率同等程度的改变，使两者速率再次相等；对于气体体积相等的反应，压强的改变为正、逆反应速率的影响相同；催化剂同等程度的改变了正、逆反应速率。
答案：D
2．在恒温、恒容的条件下，2A(g)＋B(g)2C(g)的反应速率随反应时间的变化示意图如下，下列叙述与示意图不相符合的是( )
A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等
B．平衡态Ⅰ后，可能是增大A的浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
C．平衡态Ⅰ后，可能是减小C的浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
D．B在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
解析：由题给图象可以看出，平衡态Ⅰ改变的瞬间，逆反应速率未改变，正反应速率突然增大，可知为增大反应物的浓度，B项正确，C项不正确；由于平衡发生移动，可知两平衡态时同一种反应物的浓度不相等，D项正确；反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率一定相等，A项正确。
答案：C
3．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)1/2N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2 kJ·mol－1，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：降低温度虽然能提高NO的转化率，但也降低了反应速率，D选项同时采取了降温和增压措施，对提高NO的转化率是一致的，但对加快反应速率是矛盾的，故D项不能保证满足题中条件。
答案：B
4．下图中曲线a表示放热反应X(g)＋Y(g)Z(g)＋N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系，若只改变一个起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是( )
A．升高温度 B．加大X的投入量
C．使用催化剂 D．缩小体积
解析：升高温度，X的转化率降低，A不可取；加大X的投入量，则X的转化率降低，B不可取；使用催化剂可以提高反应速率，但平衡不移动，X的转化率不变，C可取；缩小体积，平衡向正反应方向移动，X的转化率提高，D不可取。
答案：C
5．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅
B．对2H2O22H2O＋O2的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率
C．反应CO＋NO2CO2＋NO ΔH<0，升高温度使平衡向逆反应方向移动
D．合成氨反应：N2＋3H22NH3 ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施
解析：催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。
答案：B
6．在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的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的质量分数增大了
D．a>b
解析：平衡后将容器体积增大一倍，即压强减小到原来的一半，A、B的浓度都变为原来的50%，达到新平衡后，B的浓度是原来的60%，说明减小压强使平衡向正反应方向移动，则正反应是气体体积增大的反应，即b>a，B的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数及A的转化率都增大了。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加Fe的量，其正反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡________移动(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，下同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率________，平衡________移动。
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率________，平衡________移动。
(4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率________，平衡________移动。
解析：增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动；将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动；保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动；保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。
答案：(1)不变 不 (2)增大 不 (3)不变 不 (4)增大 向正反应方向
8．(20分)在一密闭容器中发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，如图所示是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系。
回答下列问题：
(1)处于平衡状态的时间段是________。
(2)t1、t3、t4时刻，体系中分别改变的是什么条件？
t1________；t3________；t4________。
(3)下列时间段中，氨的体积分数最高的是________。
A．t2～t3 B．t3～t4 C．t4～t5 D．t5～t6
解析：根据速率—时间图象中速率变化的特点进行分析：
(1)由v(正)＝v(逆)的速率关系，可知达到化学平衡的时间段。所以在t0～t1，t2～t3，t3～t4，t5～t6时间段，体系处于平衡状态。
(2)反应起始时，v(正)＝v(逆)说明反应体系已达到平衡状态。在t1、t3、t4时刻，速率突变，说明外界条件改变了，引起速率突变。
在t1时刻，正反应速率增大，而逆反应速率瞬间不变，可推测是增加了反应物的浓度。
在t3时刻，条件改变后，正、逆反应速率增大倍数相同，而合成氨反应前后体积是变化的，故只能是使用了催化剂。
在t4时刻，正、逆反应速率均减小，减小的倍数不同，且速率是突变，由于减小后的反应速率是正反应速率大于逆反应速率，故不可能是减小压强，只能是降低温度。
(3)在t1～t6时间段内，增大反应物浓度平衡向正反应方向移动，使用催化剂平衡不移动，降低温度平衡也向正反应方向移动，故氨的质量分数最大的应是改变条件最后的时间段。
答案：(1)t0～t1，t2～t3，t3～t4，t5～t6 (2)增大反应物浓度 使用催化剂 降低反应温度 (3)D
9．(16分)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合后，充入一容积为V的密闭容器，此时容器内压强为p。然后在一定条件下发生如下反应：aA(？)＋bB(？)cC(g)＋dD(？)。当反应进行一段时间后，测得A减少了n mol，B减少了0.5n mol，C增加了n mol，D增加了1.5n mol，此时达到化学平衡。
(1)该化学方程式中，各物质的化学计量数分别为a________；b________；c________；d________。
(2)若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，则在上述平衡混合物中再加入B物质，上述平衡________。
A．向正反应方向移动 B．向逆反应方向移动
C．不移动 D．条件不够，无法判断
(3)若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又重新相等，则正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
解析：(1)根据化学反应中化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比可知，a∶b∶c∶d＝2∶1∶2∶3。(2)只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，说明该反应是体积不变的可逆反应，则此反应的聚集状态为：A是气态，B是固态或液态，D是固态或液态。由于固态、液态纯净物的浓度是常数，改变B的量平衡不发生移动。(3)其他条件不变，只升高温度，四种物质的物质的量相等，说明升温平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应。
答案：(1)2 1 2 3 (2)C (3)放热
课件42张PPT。第二章 化学反应速率和化学平衡浓度 温度 压强 催化剂 不变 减小 不变 浓度 温度 压强 橙色黄色逆反应正反应变深变深增大正反应Fe3＋逆反应浅浅正反应 逆反应 加深变浅增大逆反应减小正反应吸热反应 放热反应 气体体积减小 气体体积增大 不发生 无影响 减弱 第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第3课时 代学平衡常数
1．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中能使K发生变化的是( )
A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系压强
C．升高体系温度 D．使用合适的催化剂
解析：平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强、是否使用催化剂无关。
答案：C
2．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是
①H2＋F22HF K＝1047；②H2＋Cl22HCl K＝1017；③H2＋Br22HBr K＝109；④H2＋I22HI K＝1。比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
解析：化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。
答案：A
3．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是( )
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1×K2 D.
解析：K1＝，K2＝，第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。
答案：D
4．对于反应2X(g)＋Y(g)2Z(g)，下列说法中正确的是( )
A．由于K＝，随着反应的进行，Z的浓度不断增大，X、Y的浓度不断减小，平衡常数不断增大
B．当温度不变时，增大反应物的浓度，使K变小
C．可逆反应达到平衡时，逆反应便立即停止了
D．温度发生变化，上述反应的K值也发生变化
解析：平衡常数K只与温度有关，D项正确。
答案：D
5．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)为0.5 mol，下列说法不正确的是( )
A．在该温度下平衡常数K＝1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的转化率为50%
D．其他条件不变改变压强平衡不移动
解析：
由方程式及以上数据判断可得，A、C、D项均正确。平衡常数与反应温度有关，B项错。
答案：B
6. 在一定温度下，将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。
(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝________。
(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应 CO2(g)＋ H2(g) CO(g)＋ H2O(g)的平衡常数K3＝________。
(3)已知在830 ℃时，该反应的平衡常数K4＝1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)在830 ℃下，某时刻CO2的物质的量为2 mol，则此时v(正)________v(逆)(填“>”“＝”或“<”)。
解析：(1)根据化学平衡常数的概念K＝。(2)K2＝＝＝≈1.67，K3＝＝＝≈0.77。(3)由于升高温度，该反应的平衡常数增大，故该反应为吸热反应。
所以c(CO)＝0.5 mol·L－1，c(H2O)＝0.5 mol·L－1，c(CO2)＝1 mol·L－1，c(H2)＝0.5 mol·L－1故＝v(逆)。
答案：(1) (2)1.67 0.77 (3)吸热 (4)>
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于平衡常数的说法中，正确的是( )
A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，生成物浓度用平衡浓度表示
B．化学平衡常数较大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大
C．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度
D．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
解析：平衡常数中的浓度都是平衡浓度，它仅受温度的影响，A、D错误；化学平衡常数大小可以描述反应的限度，C正确；转化率不但受平衡常数的影响，而且还受自身起始浓度及其他物质浓度的影响，B错误。
答案：C
2．只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是( )
A．K值不变，平衡可能移动
B．K值变化，平衡一定移动
C．平衡移动，K值可能不变
D．平衡移动，K值一定变化
解析：平衡常数只与温度有关系，温度不变平衡也可能发生移动，则K值不变，平衡可能移动，A正确；K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，B正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D错误。
答案：D
3．放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K1。其他条件不变，升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则( )
A．若增大CO浓度，K2和K1都增大
B．K2＞K1
C．c2(CO)＝c2(H2O)
D．c1(CO)＞c2(CO)
解析：升高温度，该平衡左移，c2(CO)>c1(CO)，K1>K2，因为K只与温度有关，与浓度无关，则增大CO浓度不会影响K1、K2。
答案：C
4．在20 ℃，5.05×105 Pa条件下，密闭容器中进行反应2A(g)＋xB(g)4C(g)，达平衡时c(A)＝1.00 mol·L－1，现将压强减小到1.01×105 Pa，建立平衡后，c(A)＝0.18 mol·L－1，则下列说法正确的是( )
A. x＞2
B．若增大该体系的压强，平衡向左移动，化学平衡常数变小
C．若增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数不变
D．反应的平衡常数表达式为K＝
解析：由题意假设平衡不移动，则c(A)＝0.20 mol·L－1，故减小压强，平衡向正反应方向移动，正反应为气体总体积增大的反应，x＝1，A错误；增大该体系的压强，平衡向左移动，C错误；压强对化学平衡常数不影响，化学平衡常数不变，B错误；反应的化学平衡常数表达式是K＝，D正确。
答案：D
5．在高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K＝。恒容时，温度升高，H2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浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2
解析：因为该可逆反应的化学平衡常数K＝，可得出该反应的化学方程式为CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，D项错误；由于恒容时，温度升高，氢气浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即焓变为正值，A项正确；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容下，如充入惰性气体使压强增大，H2浓度不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C项错误。
答案：A
6．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－1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(mol·L－1)
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＋3Y2Z，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：温度为25 ℃，增大压强，平衡常数不变，C项错误。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(15分)已知Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1，平衡常数为K。测得在不同温度下，K值如下表：
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
(1)若500 ℃时进行上述反应，CO2起始浓度为2 mol·L－1，CO的平衡浓度为________。
(2)方程式中的a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)700 ℃时上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有( )
A．缩小反应器体积 B．通入CO2
C．升高温度到900 ℃ D．使用合适的催化剂
解析：(1)设500 ℃时CO的平衡浓度为x mol·L－1，则
则K＝＝＝1，解得x＝1。故CO的平衡浓度为1 mol·L－1。(2)由表格中数据可知，温度越高K值越大，推知温度升高平衡向正方向移动，故此反应的正反应为吸热反应，即a大于0。(3)A项，缩小反应器体积，平衡不移动，错误；B项，通入CO2，平衡向右移动，正确；C项，升高温度时，平衡向右移动，正确；D项，使用催化剂不会使平衡发生移动，错误。
答案：(1)1 mol·L－1 (2)大于 (3)BC
8．(20分)煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知反应CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
试回答下列问题：
(1)在800 ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的是________(选填A、B、C、D、E)。
选项
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
3
3
0
0
D
0.5
2
1
1
E
3
1
2
1
(2)在1 L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气，在500 ℃下经过30 s达到平衡，则30 s内CO的平均反应速率为________。
(3)已知在一定温度下，C(s)＋CO2(g)2CO(g) 平衡常数K，K的表达式为________。
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) 平衡常数K1，
CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 平衡常数K2，
则K、K1、K2之间的关系是________。
解析：(1)反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，800 ℃时反应平衡常数为1。A项，K＝＝＝1.2，大于1，反应向逆反应进行，错误；B项，K＝＝＝0.25，小于1，反应向正反应进行，正确；C项，开始只有CO、H2，反应向正反应进行，正确；D项，K＝＝＝1，处于平衡状态，错误；E项，K＝＝＝，小于1，反应向正反应进行，正确。
(2)在1 L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气，在500 ℃下经过30 s达到平衡，设CO的浓度变化量为c，用三段式法表示出平衡时各组分的浓度：
代入500 ℃时反应平衡常数，有K＝＝＝9，解得c＝7.5 mol·L－1，则30 s内CO的平均反应速率＝＝0.25 mol·L－1·s－1。
(3)已知在一定温度下，C(s)＋CO2(g)2CO(g)，K的表达式为K＝；反应 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数K1＝；反应CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数K2＝；K＝＝。
答案：(1)BCE (2)0.25 mol·L－1·s－1 (3)K＝ K＝
9．(17分)乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇：
①2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)(298 K时，K1＝2.95×1011)。
②2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(g)＋H2O(g)(298 K时，K2＝1.71×1022)。
(1)写出反应①的平衡常数表达式K＝________。
(2)条件相同时，反应①与反应②相比，转化程度更大的是________。
(3)在一定压强下，测得反应①的实验数据如下表：
500
600
700
800
1.5
45
33
20
12
2
60
43
28
15
3
83
62
37
22
根据表中数据分析：
a．温度升高，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
b．提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)]，对生成乙醇________(填“有利”或“不利”)。
解析：(1)根据平衡常数的定义知反应①的K＝。(2)因K2＝1.71×1022>K1＝2.95×1011，由平衡常数的意义知反应②进行得更彻底，转化率更高。(3)分析表格中数据发现，在n(H2)/n(CO2)相同时，随着温度的升高，CO2的转化率降低，所以K值减小。分析表格中数据发现，在温度相同时，随n(H2)/n(CO2)值的增大，CO2的转化率升高，有利于生成乙醇。
答案：(1) (2)反应② (3)减小 有利
课件37张PPT。第二章 化学反应速率和化学平衡①③④⑥ ①②④ ③⑤ ②④ 化学平衡 生成物浓度幂之积 反应物浓度幂之积 K 温度 浓度变化 越大 越大 > —第二章 化学反应速率和化学平衡
第二节 影响化学反应速率的因素
1．500 mL 1 mol·L－1的稀盐酸与锌粒反应，不会使反应速率加快的是( )
A．升高温度
B．将500 mL 1 mol·L－1的盐酸改为1 000 mL 1 mol·L－1的盐酸
C．用1 mol·L－1的硫酸代替1 mol·L－1的盐酸
D．用锌粉代替锌粒
解析：升温、增大反应物浓度均可使反应速率加快；锌粉比锌粒的表面积大，也可加快反应速率，而将等浓度的盐酸由500 mL变为1 000 mL，只是改变了反应物的用量并不改变其浓度，所以反应速率不变。
答案：B
2．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是( )
甲：在500 ℃时，SO2和O2各10 mol反应
乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应
丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
解析：催化剂、温度对化学反应速率影响程度较大，其中催化剂为最大，浓度、压强影响程度相对较小，同温时乙中速率最快，同时无催化剂时，甲中浓度大于丁中浓度，故甲＞丁，丙温度最低，速率最慢，故C正确。
答案：C
3．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实验
反应温
度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
解析：温度越高溶液的浓度越大，化学反应速率越快，即出现浑浊所需时间越短。综合分析4种情况下的温度和浓度，D中温度最高，溶液浓度最大。
答案：D
4．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间(t)产生氢气体积(V)的数据，根据数据绘制图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是( )
组别
c(HCl)/(mol·L－1)
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
粉末状
4
2.5
30
粉末状
A．4—3—2—1 B．1—2—3—4
C．3—4—2—1 D．1—2—4—3
解析：影响反应速率的因素主要有温度、浓度、接触面积、催化剂，本题中只有温度、浓度和接触面积，三者兼顾分析才能得到正确答案。图象中曲线a对应的实验反应最快，故其浓度较大、温度较高，应为粉末状。
答案：C
5.把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1稀硫酸的烧杯中，该铝片与稀硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，回答下列问题：
(1)曲线由O→a段不产生氢气的原因是________，有关的化学反应方程式为______________________________________________。
(2)曲线由a→c段，产生氢气的速率增加的主要原因是________________________________________________。
(3)曲线从c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是__________________________________________________________。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，稀硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)a→c段，虽然稀硫酸的浓度减小，但是该反应是放热反应，使温度升高，温度升高起主导作用，故化学反应速率加快。(3)曲线从c以后，稀硫酸的浓度减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。
答案：(1)久置的铝片表面有氧化铝薄膜 Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O (2)该反应是放热反应，温度升高，化学反应速率加快 (3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐下降
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列说法正确的是( )
①参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素 ②光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
③决定化学反应速率的主要因素是浓度 ④不管什么反应，增大浓度或加热或加压或使用催化剂，都可以加快反应速率
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
解析：决定化学反应速率快慢的主要因素是反应物本身的性质；光可以影响某些化学反应的速率；压强只对气体反应的速率有影响。
答案：A
2．在气体反应中，改变条件：①增大反应物的浓度，②升高温度，③增大压强，④移去生成物，⑤加入催化剂。能使反应物中活化分子数和活化分子的百分数同时增大的方法是( )
A．①⑤ B．①③ C．②⑤ D．③⑤
解析：升高温度，分子的能量升高，使更多的分子转化为活化分子，增大了活化分子的百分数；使用催化剂可降低反应的活化能，使更多的分子在自身能量不变的前提下也成为活化分子，增大了活化分子的百分数。活化分子的百分数增大，活化分子数也增多。
答案：C
3．在反应2A＋B3C＋5D中，下列措施一定能加快反应速率的是( )
A．增加A的量 B．增大压强
C．升高温度 D．减少C的量
解析：改变固体或纯液体的量，不能改变反应速率，题中未指明各物质的状态，故A、D两项不一定能加快反应速率；压强只对气体反应的反应速率有影响，题中反应未指明各物质的状态，B项不一定能加快反应速率；任何情况下，温度升高，反应速率都加快，C项一定能加快反应速率。
答案：C
4．为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是( )
A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同
B．盛有相同浓度双氧水的两支试管：一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快
D．升高温度，H2O2 的分解速率加快，原因是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
解析：影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，镁、铝的活泼性不同，故两者与同浓度的盐酸反应快慢不同。
答案：A
5．把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是( )
A．20 mL 3 mol·L－1 B．20 mL 2 mol·L－1
C．10 mL 4 mol·L－1 D．10 mL 2 mol·L－1
解析：本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。
答案：A
6．化学反应N2＋O22NO在密闭容器中进行，一定温度下采取下列措施，能使反应速率减小的是( )
A．缩小容器容积使反应体系压强增大
B．充入N2使反应体系压强增大
C．充入He使反应体系压强增大
D．保持反应体系压强不变，充入He
解析：该反应中的N2和O2都是气体，一定温度下改变反应体系的压强，只要使一种或两种反应物的浓度减小，反应速率就减小。
A．N2和O2的浓度都增大，反应速率增大。
B．N2的浓度增大，反应速率增大。
C．N2和O2的浓度都不变，反应速率不变。
D．N2和O2的浓度都减小，反应速率减小。
答案：D
实验
所用盐酸
X
25 mL 0.2 mol·L－1
Y
50 mL 0.1 mol·L－1
7．用如图所示的实验装置进行实验X、Y时，每隔半分钟分别测定放出气体的体积，下列选项中能正确表示实验X、Y的结果的是( )
解析：由镁和盐酸反应的化学方程式可知，实验X、Y中镁均过量，因此两者产生的H2的最终体积相等，故C项和D项不正确。反应物的浓度越大，化学反应速率越快，故实验X产生H2的速率大，故A项符合题意。
答案：A
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)在一个容积可变的密闭容器中发生反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)。
回答下列问题：
(1)增加Fe的量，正反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)。
(2)将容器容积缩小一半，正反应速率________，逆反应速率________。
(3)保持容器体积不变，充入N2使体系压强增大，正反应速率________，逆反应速率________。
(4)保持压强不变，充入N2使容器容积增大，正反应速率________，逆反应速率________。
解析：(1)Fe为固体，因此增加Fe的量，反应速率不变。(2)将容器容积缩小一半，体系中各气态物质的浓度均增大，正反应速率和逆反应速率都增大。(3)保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大，体系中各物质的浓度不变，正反应速率和逆反应速率均不变。(4)保持压强不变，充入N2使容器容积增大，体系中各气态物质的浓度均减小，正反应速率和逆反应速率均减小。
答案：(1)不变 (2)增大 增大 (3)不变 不变
(4)减小 减小
9．(22分)某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10 mL 2% H2O2 溶液
无
②
10 mL 5% H2O2 溶液
无
③
10 mL 5% H2O2 溶液
1 mL 0.1 mol·L－1
FeCl3溶液
④
10 mL 5% H2O2 溶液
＋少量HCl溶液
1 mL 0.1 mol·L－1
FeCl3溶液
⑤
10 mL 5% H2O2 溶液
＋少量NaOH溶液
1 mL 0.1 mol·L－1
FeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是____________。
(2)实验①和②的目的是__________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2较稳定，不易分解，为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是____________________________________________。
(3)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图：
分析上图能够得出什么实验结论？__________________。
解析：(1)加入催化剂能使化学反应速率加快，其原因是加入催化剂降低了反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，增大了活化分子的百分数，使活化分子的有效碰撞几率增多，从而加快反应速率。(2)实验①和②的区别是①中H2O2的浓度小，②中H2O2的浓度大，所以实验①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响。为了能够通过实验①和②探究浓度对反应速率的影响，对原实验方案进行改进，可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中观察实验现象。(3)由图象知实验⑤反应速率最快，实验④反应速率最慢，说明碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。
答案：(1)降低了反应的活化能 (2)探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中) (3)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率
课件42张PPT。第二章 化学反应速率和化学平衡镁 镁的金属活动性比铝强 后者 夏天比冬天温度高，温度越高，食物腐败的速 率越快，贮存的时间越短 作催化剂，加快H2O2的分解速率 有效碰撞 增大 减小 增大 减小 增大 减小 增大 接触面积 第二章 化学反应速率和化学平衡
第四节 化学反应进行的方向
1．下列说法正确的是( )
A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的
B．自发反应熵一定增大，非自发反应熵一定减小或不变
C．自发反应在适当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
解析：放热反应大多是能够自发进行的过程，而吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变；过程的自发性只能用于判断过程的方向，反应是否能实现还要看具体的条件。
答案：C
2．下列关于化学反应焓变的叙述中，正确的是( )
A．化学反应的焓变与反应的方向性无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．焓变为正的反应都是吸热反应
D．焓变为正的反应都能自发进行
解析：反应能否自发进行(方向性)是由ΔH－TΔS决定的，与ΔH、ΔS和T都有关。焓变只表达化学反应是释放能量还是吸收能量，不能用来独立判断反应的自发性。
答案：C
3．下列对熵的理解不正确的是( )
A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大
C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小
D．25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应
解析：熵指的是混乱程度，越混乱其熵值越大，故B正确；对于同一物质，由固→液→气三态熵值逐渐增大，故A正确；自发过程是熵增的过程，故C错误；对于D选项中的反应，由于反应后分子数增多，故熵值逐渐增大。
答案：C
4．某化学反应其ΔH＝－122 kJ· mol－1，ΔS＝－431 J·mol－1·K－1，则以下关于此反应的自发性描述中正确的是( )
A．在任何温度下都能自发进行
B．仅在低温下自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．在任何温度下都不能自发进行
解析：因ΔH<0，ΔS<0，由ΔG＝ΔH－TΔS<0判断，只有低温时反应才能自发进行。
答案：B
5．指出下列反应或过程的ΔS的正、负号，并判断常温时，反应能否自发进行。
(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)，ΔS________0，________自发进行。
(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，ΔS________0，________自发进行。
(3)－10 ℃的水结冰，ΔS________0，________自发进行。
解析：(1)反应为ΔS>0的反应，能自发进行；(2)反应的ΔS>0，但常温下不能自发进行，高温时能自发进行；(3)过程ΔS<0，但却能自发进行。
答案：(1)> 能 (2)> 不能 (3)< 能
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．以下自发反应可用焓判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发溶于水
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
解析：焓判据能够说明放热反应为自发反应，而A、B、C三个自发过程均为吸热过程，显然不能单用焓判据来解释。只有D项可以用焓判据解释。
答案：D
2．下列对熵变的判断中不正确的是( )
A．少量的食盐溶解于水中：ΔS>0
B．炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0
C．气态水变成液态水：ΔS>0
D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0
解析：食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，气体的物质的量增大，为熵增加的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反应。
答案：C
3．下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是( )
A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
解析：A是熵减的放热反应；C是熵减的放热反应；D是放热反应。
答案：B
4．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法中正确的是( )
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
解析：该反应ΔH>0，ΔS>0，高温下能自发进行；ΔS>0的反应不一定能自发进行；反应放热有利于反应自发进行，但能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。
答案：A
5．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：
关于该反应的下列说法中，正确的是( )
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0
解析：根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS<0。
答案：C
6．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是( )
A．该反应是熵增大的反应
B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂
C．该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率
D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应
解析：只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行。因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小。因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(13分)在化学反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)
ΔH＝Q kJ·mol－1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)Q________0 (填“>”“<”或“＝”)。
(2)熵变ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。
(4)升高温度平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡向________方向移动。
解析：据图象可知，该反应是放热反应，故Q<0。据反应特点可知，该反应是熵增大的反应；据此可知该反应能自发进行；升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。
答案：(1)< (2)> (3)能 (4)减小 逆反应
8．(24分)根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及方向性，填表。
变化
ΔH
ΔS
方向性
H2O(l)→H2O(g)
CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)
2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
解析：先判断ΔH的“＋”“－”，再由S(g)＞S(l)＞S(s)判断ΔS的“＋”“－”，最后根据常温(298 K)判断ΔH－TΔS的“＋”“－”。
答案：
变化
ΔH
ΔS
方向性
H2O(l)→H2O(g)
ΔH＞0
ΔS＞0
不能自发
CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)
ΔH＜0
ΔS＜0
自发
2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)
ΔH＜0
ΔS＞0
自发
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
ΔH＞0
ΔS＞0
不能自发
9.(15分)已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.3 kJ·mol－1 ΔS＝160.4 J·mol－1·K－1，则：
(1)该反应________(填“能”或“不能”)自发进行；
(2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素；
(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________。
解析：(1)ΔH－TΔS＝178.3 kJ·mol－1－298.15 K×160.4×10－3 kJ·mol－1·K－1＝130.5 kJ·mol－1>0，所以该反应不能自发进行。(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，可能小于0。(3)根据ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1 111.6 K。
答案：(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
课件30张PPT。第二章 化学反应速率和化学平衡不一定 不一定 吸热 高 放热 低 正反应 逆反应 自动进行 低能 有序 无序 自发进行 降低 向最低能量状态 焓变 混乱程度 S ＞ ＞ 增大 ΔS 大于 熵增 熵变 方向 是否一定会发生 发生的速率 焓判据 熵判据