微专题2 化学反应速率与化学平衡
1. (2025·深圳市龙华中学)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。下列关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用的叙述错误的是( )
A. 降低了反应的活化能
B. 增大了反应的速率
C. 增大了反应的平衡常数
D. 增大了单位体积内活化分子百分数
2. (2025·深圳市盐田高级中学)在一定温度下,将1 mol A和2 mol B放入容积为2 L的某密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g) ?2C(g)+D(s),2 min后达到平衡,测得容器内C的浓度为0.25 mol/L。则下列叙述不正确的是( )
A. 平衡时D的物质的量为0.25 mol
B. 平衡时A的转化率为25%
C. 平衡时B的体积分数约为50%
D. 初始时的压强与平衡时的压强之比为12∶11
3. 四个不同的密闭容器中,采用不同条件进行反应:2X(g)+3Y(g) 4Z(g)。根据下列在相同时间内测定的结果判断,反应速率最快的是( )
A. v(X)=0.2 mol/(L·min)
B. v(Y)=0.4 mol/(L·min)
C. v(Z)=0.06 mol/(L·s)
D. v(Z)=0.6 mol/(L·min)
4. 已知反应:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[单位:mol/(L·min)]表示,则正确的关系式是( )
A. v(NH3)=v(O2)
B. v(O2)=v(H2O)
C. v(NH3)=v(H2O)
D. v(O2)=v(NO)
5. 在一定条件下,向1 L密闭容器中进行一定量C(s)和H2O(g)的反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),反应时间与残留固体质量的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B. 10 min末时,v(CO)=0.010 mol/(L·min)
C. 增加C的质量时,正反应速率将增大
D. 随着反应的进行,前10分钟,混合气体的压强一直增大
6. 实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素。下列说法不正确的是( )
实验编号 温度 酸性K2Cr2O7溶液 乙醇溶液 水
1 15 ℃ 0.05 mol/L、2 mL 0.1 mol、3 mL 5 mL
2 25 ℃ 0.05 mol/L、2 mL 0.1 mol、3 mL 5 mL
3 T ℃ 0.05 mol/L、2 mL 0.1 mol、3 mL 0 mL
4 25 ℃ 0.05 mol/L、2 mL 0.1 mol、3 mL x mL
A. 实验1、2可以探究温度对化学反应速率的影响
B. 若实验2、3可以探究反应物浓度对化学反应速率的影响,则T=25
C. 若x=3,则实验2、4可以探究单一反应物浓度对化学反应速率的影响
D. 该实验需控制每一次实验K2Cr2O7溶液的pH相同
7. 一定条件下的密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g) ?zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L。保持温度不变,将容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30 mol/L。下列说法正确的是( )
A. x+yC. B的浓度增大 D. C的体积分数减小
8. 中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是( )
A. 3~9 min内,v(H2)=0.125 mol/(L·min)
B. 若混合气体密度不变时,该反应达到平衡状态
C. 平衡时,向容器中充入Ne,反应速率不变
D. 9 min时,反应处于平衡状态
9. 某化学反应的反应速率随反应时间的变化如图所示。在t1时刻升高温度或增大压强都符合图示变化的反应是( )
A. 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH<0
B. CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) ΔH<0
C. C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0
D. 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
10. (2023·汕尾期末)830 ℃时,向恒容密闭容器中充入0.3 mol CO和0.3 mol H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0。已知:830 ℃时反应的平衡常数是1.0。下列说法正确的是( )
A. CO的平衡状态转化率为50%
B. 容器内的压强不变时,反应达到平衡状态
C. 达到平衡状态后移走CO2,平衡正向移动,化学反应速率加快
D. 其他条件不变,升高温度至1 000 ℃,若某时刻各气体的浓度均为0.15 mol/L,则此时反应正向进行
11. 300 ℃时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)?? 2C(g)+2D(g) ΔH=Q。2 min末达到平衡,生成0.8 mol D。
(1) 300 ℃时,该反应的平衡常数表达式K=__________________。已知K300 ℃”或“<”)0。
(2) 在2 min末时,B的平衡浓度为________,D的平均反应速率为________。
(3) 若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是_________________________________________________________________________________________。
(4) 如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向开始,开始时加入C、D各1 mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B________mol。
12. 工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的平衡常数(K1、K2、K3)如表所示:
化学反应 焓变 平衡常数 温度/℃
500 700 800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH1 K1 2.5 0.34 0.15
②H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2 K2 1.0 1.70 2.52
③3H2(g)+CO2(g) ?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3 K3
(1) 反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2) 根据反应①②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示)。则反应③的ΔH3________(填“>”“<”或“=”)0。
(3) 500 ℃时,测得反应③在某时刻CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度都为0.2 mol/L。判断此时v正________(填“>”“<”或“=”)v逆,说明理由:____________________________________________。
(4) 某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在不同条件下随时间的变化曲线。开始时升温,t1时建立平衡状态,t2时减压,t3时增加CO浓度,t4时又达到平衡状态。请在图中画出t2至t4的曲线。
微专题2 化学反应速率与化学平衡
1. C 【解析】催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,因而增大单位体积内活化分子百分数,使化学反应速率加快,A正确、D正确;催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,分子之间有效碰撞次数增加,反应的速率加快,B正确;催化剂对正、逆反应速率影响相同,因此使用催化剂后使化学平衡不发生移动,故化学平衡常数不变,C错误。
2. C 【解析】经2 min后达到平衡,测得容器内C的浓度为0.25 mol/L,则C的物质的量为0.5 mol,根据三段式:
A(g)+2B(g) 2C(g)+D(s)
起始/mol 1 2 0 0
变化/mol 0.25 0.5 0.5 0.25
平衡/mol 0.75 1.5 0.5 0.25
平衡时D的物质的量为0.25 mol,A正确;平衡时A的转化率为×100%=25%,B正确;平衡时混合气体中B的体积分数为×100%≈54.5%,C错误;反应前后气体分子数不相等,压强之比等于气体总物质的量之比,则初始压强和平衡时压强比为3∶2.75=12∶11,D正确。
3. C 【解析】=0.1 mol/(L·min);=0.133 mol/(L·min);v(Z)=0.06 mol/(L·s)=3.6 mol/(L·min),=0.9 mol/(L·min);=0.15 mol/(L·min)。故选C。
4. D 【解析】v(NH3)=v(O2),A错误;v(O2)=v(H2O),B错误;v(NH3)=v(H2O),C错误。
5. D 【解析】升高温度,正、逆反应速率均增大,A错误;10 min末为瞬时速率,无法计算瞬时速率,B错误;C是固体,增加C的质量,反应速率不变,C错误;该反应是气体分子数增大的反应,前10分钟,随着反应的进行,1 L密闭容器中的压强不断增大,D正确。
6. C 【解析】实验1、2只有温度不同,则可以探究温度对化学反应速率的影响,A正确;实验2中加入的水是5 mL,实验3中没有加入水,则这两个实验应该是要探究浓度对化学反应速率的影响,因此该实验的反应温度应该也是25 ℃,故T=25,B正确;若x=3,则实验4中K2Cr2O7溶液、乙醇溶液的浓度与实验2的溶液浓度都不相同,故实验2、4不是探究单一反应物浓度对化学反应速率的影响,C错误;由于K2Cr2O7溶液的氧化性与溶液的pH有关,因此要探究浓度或温度对化学反应速率的影响,为便于采用控制变量方法进行分析判断,实验需控制每一次实验K2Cr2O7溶液的pH都应相同,D正确。
7. D 【解析】将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,A的浓度应为0.25 mol/L,现A的浓度从0.25 mol/L增加到0.30 mol/L,说明平衡逆向移动。减压平衡逆向移动,则x+y>z,A、B错误;将容器的容积扩大,则B的浓度减小,虽然此时平衡逆向移动使B的浓度增大的影响,但前者影响因素大于后者,故总的结果是B的浓度减小,C错误;减压平衡逆向移动,则C的体积分数减小,D正确。
8. B 【解析】由图可知,3~9 min,v(H2)=3v(CO2)=3×=0.125 mol/(L·min),A正确;容器容积不变,混合气体总质量不变,则混合气体密度一直保持不变,不能判断反应达到平衡状态,B错误;平衡时,向1 L的密闭容器中充入Ne,反应物和生成物的浓度均不变,反应速率不变,C正确;由图可知,9 min后,CO2、CH3OH的浓度均不再改变,故9 min时,反应处于平衡状态,D正确。
9. D 【解析】升高温度,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,故正反应为放热反应,ΔH<0,增大压强平衡逆向移动,说明正反应为气体分子数增大的反应,故选D。
10. A 【解析】设平衡时CO转化了x mol,列三段式:
H2(g)+CO(g) H2(g)+CO2(g)
起始/mol 0.3 0.3 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.3-x 0.3-x x x
K===1(设容器体积为V),得x=0.15 mol,则CO平衡转化率为50%,A正确;气体分子总数是不变的反应,容器容积不变,压强始终不改变,不能说明反应达到平衡状态,B错误;平衡后移走CO2,各物质的浓度减小,化学反应速率减慢,C错误;该反应是放热反应,升高温度,反应的平衡常数减小,即K<1,此时Qc==1>K,则平衡逆向移动,D错误。
11. (1) K= > (2) 0.8 mol/L 0.2 mol/(L·min) (3) 不变 反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响 (4) 1.5
【解析】(1) K300 ℃0。(2) 由已知可得三段式:
3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)
起始/mol 2 2 0 0
转化/mol 1.2 0.4 0.8 0.8
平衡/mol 0.8 1.6 0.8 0.8
平衡时B的物质的量为1.6 mol,所以B的平衡浓度为c(B)==0.8 mol/L;平衡时D的物质的量为0.8 mol,故用D表示的平均反应速率v(D)==0.2 mol/(L·min)。(3) 该反应的气体分子数不变的反应,则压强对平衡无影响,缩小容器容积,则A的转化率不变。(4) 将C、D的量折算成A、B的量,则相当于加入1.5 mol A和0.5 mol B,容器容积固定,若浓度相同,则说明起始时物质的量相等,故B还应加入2 mol-0.5 mol=1.5 mol。
12. (1) 吸热 (2) K1·K2 <
(3) < Qc==25>2.5,说明此时该反应平衡向左移动
(4)
【解析】(1) 反应②的平衡常数随着温度的升高而增大,为吸热反应。(2) 由盖斯定律知,③=①+②,则K3=K1·K2。反应③的平衡常数随着温度的升高而减小,为放热反应。(4) 反应②是气体分子数不变的吸热反应,减小压强,逆反应速率减小,但平衡不移动,增大CO浓度,逆反应速率增大,随着反应进行,逆反应速率减小。(共23张PPT)
第二章
化学反应速率与化学平衡
微专题2 化学反应速率与化学平衡
1. (2025·深圳市龙华中学)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。下列关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用的叙述错误的是( )
A. 降低了反应的活化能
B. 增大了反应的速率
C. 增大了反应的平衡常数
D. 增大了单位体积内活化分子百分数
【解析】 催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,因而增大单位体积内活化分子百分数,使化学反应速率加快,A正确、D正确;催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,分子之间有效碰撞次数增加,反应的速率加快,B正确;催化剂对正、逆反应速率影响相同,因此使用催化剂后使化学平衡不发生移动,故化学平衡常数不变,C错误。
C
A. 平衡时D的物质的量为0.25 mol
B. 平衡时A的转化率为25%
C. 平衡时B的体积分数约为50%
D. 初始时的压强与平衡时的压强之比为12∶11
C
【解析】 经2 min后达到平衡,测得容器内C的浓度为0.25 mol/L,则C的物质的量为0.5 mol,根据三段式:
A. v(X)=0.2 mol/(L·min)
B. v(Y)=0.4 mol/(L·min)
C. v(Z)=0.06 mol/(L·s)
D. v(Z)=0.6 mol/(L·min)
C
4. 已知反应:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[单位:mol/(L·min)]表示,则正确的关系式是( )
D
A. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B. 10 min末时,v(CO)=0.010 mol/(L·min)
C. 增加C的质量时,正反应速率将增大
D. 随着反应的进行,前10分钟,混合气体的压强一直增大
D
【解析】 升高温度,正、逆反应速率均增大,A错误;10 min末为瞬时速率,无法计算瞬时速率,B错误;C是固体,增加C的质量,反应速率不变,C错误;该反应是气体分子数增大的反应,前10分钟,随着反应的进行,1 L密闭容器中的压强不断增大,D正确。
6. 实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素。下列说法不正确的是( )
A. 实验1、2可以探究温度对化学反应速率的影响
B. 若实验2、3可以探究反应物浓度对化学反应速率的影响,则T=25
C. 若x=3,则实验2、4可以探究单一反应物浓度对化学反应速率的影响
D. 该实验需控制每一次实验K2Cr2O7溶液的pH相同
C
实验编号 温度 酸性K2Cr2O7溶液 乙醇溶液 水
1 15 ℃ 0.05 mol/L、2 mL 0.1 mol、3 mL 5 mL
2 25 ℃ 0.05 mol/L、2 mL 0.1 mol、3 mL 5 mL
3 T ℃ 0.05 mol/L、2 mL 0.1 mol、3 mL 0 mL
4 25 ℃ 0.05 mol/L、2 mL 0.1 mol、3 mL x mL
【解析】 实验1、2只有温度不同,则可以探究温度对化学反应速率的影响,A正确;实验2中加入的水是5 mL,实验3中没有加入水,则这两个实验应该是要探究浓度对化学反应速率的影响,因此该实验的反应温度应该也是25 ℃,故T=25,B正确;若x=3,则实验4中K2Cr2O7溶液、乙醇溶液的浓度与实验2的溶液浓度都不相同,故实验2、4不是探究单一反应物浓度对化学反应速率的影响,C错误;由于K2Cr2O7溶液的氧化性与溶液的pH有关,因此要探究浓度或温度对化学反应速率的影响,为便于采用控制变量方法进行分析判断,实验需控制每一次实验K2Cr2O7溶液的pH都应相同,D正确。
A. x+yC. B的浓度增大 D. C的体积分数减小
【解析】 将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,A的浓度应为0.25 mol/L,现A的浓度从0.25 mol/L增加到0.30 mol/L,说明平衡逆向移动。减压平衡逆向移动,则x+y>z,A、B错误;将容器的容积扩大,则B的浓度减小,虽然此时平衡逆向移动使B的浓度增大的影响,但前者影响因素大于后者,故总的结果是B的浓度减小,C错误;减压平衡逆向移动,则C的体积分数减小,D正确。
D
A. 3~9 min内,v(H2)=0.125 mol/(L·min)
B. 若混合气体密度不变时,该反应达到平衡状态
C. 平衡时,向容器中充入Ne,反应速率不变
D. 9 min时,反应处于平衡状态
B
9. 某化学反应的反应速率随反应时间的变化如图所示。在t1时刻升高温度或增大压强都符合图示变化的反应是( )
【解析】 升高温度,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,故正反应为放热反应,ΔH<0,增大压强平衡逆向移动,说明正反应为气体分子数增大的反应,故选D。
D
A. CO的平衡状态转化率为50%
B. 容器内的压强不变时,反应达到平衡状态
C. 达到平衡状态后移走CO2,平衡正向移动,化学反应速率加快
D. 其他条件不变,升高温度至1 000 ℃,若某时刻各气体的浓度均为0.15 mol/L,则此时反应正向进行
A
(1) 300 ℃时,该反应的平衡常数表达式K=___________。已知K300 ℃”或“<”)0。
(2) 在2 min末时,B的平衡浓度为____________________,D的平均反应速率为__________________。
(3) 若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率______(填“增大”“减小”或“不变”),原因是______________________________________________。
(4) 如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向开始,开始时加入C、D各1 mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B_________ mol。
0.8 mol/L
0.2 mol/(L·min)
不变
反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响
1.5
>
【解析】 (1) K300 ℃0。(2) 由已知可得三段式:
(3) 该反应的气体分子数不变的反应,则压强对平衡无影响,缩小容器容积,则A的转化率不变。
(4) 将C、D的量折算成A、B的量,则相当于加入1.5 mol A和0.5 mol B,容器容积固定,若浓度相同,则说明起始时物质的量相等,故B还应加入2 mol-0.5 mol=1.5 mol。
12. 工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的平衡常数(K1、K2、K3)如表所示:
(1)反应②是______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_________(用K1、K2表示)。则反应③的ΔH3___(填“>”“<”或“=”)0。
(3)500 ℃时,测得反应③在某时刻CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度都
为0.2 mol/L。判断此时v正___(填“>”“<”或“=”)v逆,说明理由:____________ _______________________________________。
吸热
K1·K2
<
<
=25>2.5,说明此时该反应平衡向左移动
(4) 某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在不同条件下随时间的变化曲线。开始时升温,t1时建立平衡状态,t2时减压,t3时增加CO浓度,t4时又达到平衡状态。请在图中画出t2至t4的曲线。
答案:
【解析】 (1) 反应②的平衡常数随着温度的升高而增大,为吸热反应。(2) 由盖斯定律知,③=①+②,则K3=K1·K2。反应③的平衡常数随着温度的升高而减小,为放热反应。(4) 反应②是气体分子数不变的吸热反应,减小压强,逆反应速率减小,但平衡不移动,增大CO浓度,逆反应速率增大,随着反应进行,逆反应速率减小。
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