第7章 化学反应速率和化学平衡 第2讲练习题.docx

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第7章化学反应速率和化学平衡第2讲练习题

课时规范训练

[单独成册]

1．对于以下反应：

A（s）＋3B（g）

2C（g）＋D（g），在一定温度、压强下，在一体积可变的容器中，当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是（　　）

A．容器的体积不再发生变化

B．B的生成速率和D的反应速率之比为3∶1

C．混合气体的密度不随时间变化

D．B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1

解析：

选C。

方程式两边气体物质的化学计量数之和相等，所以无论反应是否平衡，容器的体积均不改变，A项中的说法不能说明反应达到平衡状态；B项中的D的反应速率没有明确是生成速率还是消耗速率，因此，也不能说明反应一定达到平衡状态；平衡时B、C、D的分子个数之比不一定等于3∶2∶1，D项中的说法也不能说明反应达到平衡状态。

2．在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A（s）＋2B（g）

C（g）＋D（g），当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是（　　）

A．混合气体的压强

B．混合气体的平均相对分子质量

C．A的物质的量浓度

D．气体的总物质的量

解析：

选B。

因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否达平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变，A、D错误；A为固态，其物质的量浓度为常数，C错误；若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时能够说明反应达到平衡状态，B正确。

3．用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。

工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g）

Si3N4（s）＋12HCl（g）＋Q（Q＞0）。

一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是（　　）

A．3v（N2）＝v（H2）

B．v正（HCl）＝4v正（SiCl4）

C．混合气体密度保持不变

D．c（N2）∶c（H2）∶c（HCl）＝1∶3∶6

解析：

选C。

A项没有指明正逆反应速率；B项均表示正反应，无论反应是否处于平衡状态，都成立；混合气体密度不变说明容器中气体质量不变，若平衡移动则气体质量改变，所以C项表示达到平衡状态；D项表示的浓度关系与是否平衡无关。

4．在恒容的密闭容器中，可逆反应X（s）＋3Y（g）

2Z（g）　ΔH＞0，达到平衡时，下列说法正确的是（　　）

A．充入少量He使容器内压强增大，平衡向正反应方向移动

B．升高温度，平衡向正反应方向移动，容器内压强减小

C．继续加入少量X，X的转化率减小，Y的转化率增大

D．继续加入少量Y，再次平衡时，Y的体积分数比上次平衡小

解析：

选D。

充入少量He使容器内压强增大，但各气体浓度不变，平衡不移动，A错误；升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量减小，但是温度升高，所以压强不一定减小，B错误；继续加入少量X，X是固体，平衡不移动，Y的转化率不变，C错误；继续加入少量Y，平衡向正反应方向移动，再次平衡时，Y的体积分数比上次平衡小，D正确。

5．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＝－373.2kJ/mol，达到平衡后，为提高NO的转化率和该反应的速率，可采取的措施是（　　）

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：

选B。

催化剂能加快反应速率，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，NO的转化率降低，A错误；催化剂能加快反应速率，正反应为体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，B正确；正反应放热，升高温度同时充入N2，平衡向逆反应方向移动，NO的转化率降低，C错误；降低温度同时增大压强，平衡向正反应方向移动，但反应速率不一定增大，D错误。

6．将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2（g）

N2O4（g）达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是（　　）

A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应

B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅

C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍

D．恒温恒容时，充入少量惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅

解析：

选C。

升高温度，平衡向吸热反应方向移动，如果气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，所以此反应为放热反应，故A错误；压缩气体体积，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，但平衡时混合气体颜色比原来深，故B错误；慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，因为存在化学平衡，所以虽然压强增大，但小于原来的两倍，故C正确；恒温恒容时，充入少量惰性气体，压强增大，但反应物浓度不变，所以平衡不移动，混合气体颜色不变，故D错误。

7．某恒温、恒容的容器中，建立如下平衡：

2NO2（g）

N2O4（g），在相同条件下，若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体，重新达到平衡后，容器内N2O4的体积分数比原平衡时（　　）

A．都增大

B．都减小

C．前者增大、后者减小

D．前者减小、后者增大

解析：

选A。

向某恒温、恒容的容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体，压强增大，平衡向右移动，容器内N2O4的体积分数比原平衡时都增大，A正确。

8．在盛有足量A的体积可变的密闭容器中，保持压强一定，加入B，发生反应：

A（s）＋2B（g）

4C（g）＋D（g）　ΔH＜0，在一定温度、压强下达到平衡。

平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图。

下列说法正确的是（　　）

A．当温度升高后，则图中θ＞45°

B．若再加入B，则正、逆反应速率均逐渐增大

C．平衡时B的转化率为50%

D．再加入B，则平衡后反应体系气体密度减小

解析：

选C。

由于该反应的正反应是放热反应，所以保持压强一定，当温度升高后，根据平衡移动原理，平衡逆向移动，所以n（C）减小，所以θ＜45°，A错误；因容器体积可变，压强一定，则B的浓度不变，则正反应速率不变，但C、D浓度瞬间减小，则逆反应速率减小，B错误；根据图像可知θ＝45°，结合B与C的化学计量数关系，加入的B物质总有一半转化为生成物，所以平衡时B的转化率为50%，C正确；保持压强一定，再加入B，新平衡与原平衡为等温等压条件下的等效平衡，平衡后反应体系气体密度保持不变，D错误。

9．在一密闭容器中，反应aA（g）＋bB（s）

cC（g）＋dD（g）达平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是（　　）

A．平衡向逆反应方向移动B．a＜c＋d

C．物质A的转化率增大D．物质D的浓度减小

解析：

选C。

体积变为原来的

，当平衡不移动时，各气体的浓度均变为原来的2倍，现在A的浓度是原来的1.6倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大，说明正反应方向是气体体积减小的方向，即a＞c＋d，物质D的浓度增大。

10．体积一定的绝热密闭容器中加入等物质的量的X、Y，进行如下可逆反应：

X（g）＋Y（g）

Z（g）＋W（s）　ΔH＞0，下列叙述正确的是（　　）

A．平衡后若继续充入X，平衡正向移动，Y的转化率增大

B．平衡后若继续充入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数减小

C．平衡后若移走部分W，平衡正向移动

D．平衡后若移走X，上述反应的ΔH减小

解析：

选A。

继续充入X，增大X的浓度，平衡正向移动，Y的转化率增大，A项正确；继续充入Z，平衡逆向移动，但Z的体积分数增大，B项错误；因为W是固体，增加或减少固体的量，对平衡无影响。

C项错误；无论平衡如何移动，反应的ΔH不变，D项错误。

11．

（1）有反应aA（g）

bB（g）＋cC（g）在一容积固定不变的容器内进行，反应达到平衡后：

（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）若将反应改为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（填“增大”、“减小”或“不变”）。

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（填“＞”、“＝”或“＜”）c＋d。

解析：

（1）因为反应物只有一种，增大A的浓度，相当于增大压强。

（2）若反应物是两种，起始时A与B的物质的量之比为a∶b，转化的A与B的物质的量之比为a∶b，则A和B的转化率相等；平衡时，若只增大A的浓度，则B的转化率增大，但A的转化率减小；若同时同等倍数地增大A和B的浓度，则相当于增大压强，若要使A与B的转化率都增大，则平衡正向移动，正反应的化学计量数减小。

答案：

（1）①不变　②增大　

（2）①1∶1　②减小　③＞

12．

（1）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：

2NO（g）＋Cl2（g）

2ClNO（g）　ΔH＜0

为研究不同条件对反应的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应达到平衡。

测得10min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，反应在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2（填“＞”、“＜”或“＝”）α1。

（2）①合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1。

上图表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。

根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：

。

②制氢气的原理如下：

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）

若1molCO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为。

解析：

（1）平衡时容器中Δn（ClNO）＝7.5×10－3mol·L－1·min－1×10min×2L＝0.15mol，

2NO（g）＋Cl2（g）

2ClNO（g）

起始：

0.2mol0.1mol0

转化：

0.15mol0.075mol0.15mol

平衡：

0.05mol0.025mol0.15mol

则平衡后n（Cl2）＝0.025mol；NO的转化率＝

×100%＝75%；恒压下达到平衡态相当于将原平衡加压，平衡正向移动，NO的转化率增大。

（2）①由图中看出a点时，N2与H2物质的量之比为1∶3，NH3的平衡体积分数为42%。

设起始时N2的物质的量为1mol，H2的物质的量为3mol，平衡时转化的N2的物质的量为xmol，由三段式：

　　　　　N2　＋　3H2

2NH3

起始/mol:

130

转化/mol:

x3x2x

平衡/mol:

1－x3－3x2x

×100%＝42%，则x＝0.59

则平衡时N2的体积分数为

×100%＝14.5%。

②CO与H2的混合气体与水蒸气的反应中，反应体系中的气体的物质的量不变，而1molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18mol混合气体，说明有0.18mol水蒸气参加反应，则根据化学方程式可知参加反应的CO也为0.18mol，则其转化率为

×100%＝90%。

答案：

（1）2.5×10－2　75%　＞　

（2）①14.5%　②90%

13．用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益、减少污染。

新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。

（1）实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如上图，则总反应的ΔH（填“＞”、“＝”或“＜”）0；A、B两点的反应速率中较大的是。

（2）在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应的αHCl～T曲线示意图，并简要说明理由：

。

（3）下列措施有利于提高αHCl的有（填字母）。

A．增大n（HCl）B．增大n（O2）

C．使用更好的催化剂D．移去H2O

解析：

（1）由图可知，温度越高，平衡时HCl的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即ΔH＜0；温度越高，反应速率越快，所以B点反应速率比A点快。

（2）反应的化学方程式为4HCl（g）＋O2

2Cl2（g）＋2H2O（g），正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大。

（3）增大n（HCl），HCl浓度增大，平衡右移，但HCl的转化率降低，故A错误；增大n（O2），氧气浓度增大，平衡右移，HCl的转化率提高，故B正确；使用更好的催化剂，加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不影响平衡移动，HCl的转化率不变，故C错误；移去生成物H2O，有利于平衡右移，HCl的转化率增大，故D正确。

答案：

（1）＜　B

（2）

增大压强，平衡向正反应方向移动，αHCl增大，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大

（3）BD

14．

（1）在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：

CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）　ΔH＜0。

①平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是（填字母）。

A．c（H2）减小

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．反应物转化率增大

D．重新平衡

减小

②若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是

（填字母）。

A．升高温度

B．将CH3OH从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大

（2）新型O3氧化技术对尾气中的氮氧化物脱除效果显著，尾气中的NOx多数以NO形式存在，可发生反应NO（g）＋O3（g）

NO2（g）＋O2（g）。

在一定条件下，将NO和O3通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。

由图可得出的正确说法是（填字母）。

a．反应在c点达到平衡状态

b．反应物浓度：

b点小于c点

c．反应物的总能量低于生成物的总能量

d．Δt1＝Δt2时，NO的转化量：

a～b段小于b～c段

（3）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚，反应的化学方程式为2CO2＋6H2

CH3OCH3＋3H2O。

一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是（填字母）。

a．逆反应速率先增大后减小

b．H2的转化率增大

c．反应物的体积分数减小

d．容器中的

值变小

解析：

（1）①平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，压强增大，平衡向正反应方向移动，尽管n（H2）减小，但体积减小，浓度还是增大，故A项错误；压强增大，正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大得更多，故B项错误；压强增大，平衡向正反应方向移动，反应物转化率增大，氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大，故C、D项正确。

②要增大甲醇的产率，应使平衡正向移动，由于该反应的正反应为放热反应，则升高温度平衡逆向移动，A错误；从体系中分离出甲醇，降低了生成物的浓度，平衡正向移动，B正确；充入He，平衡不移动，C错误。

（2）达到平衡时，反应速率应不变，但由曲线可看出，速率始终在变，故c点并没有达到平衡状态，a错误；随着反应进行，反应物浓度减小，故b点反应物浓度大于c点，b错误；随着时间的推移，正反应速率逐渐加快，说明温度逐渐升高，故正反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，c错误；由于正反应速率逐渐增加，故在相同的时间间隔内，b～c段要比a～b段消耗的NO多，故NO的转化量b～c段多，d正确。

（3）a.增大生成物的浓度，逆反应速率先增大后减小，平衡逆向移动，错误；b.H2的转化率增大，平衡一定向正反应方向移动，正确；c.减小反应物的浓度，反应物的体积分数减小，平衡逆向移动，错误；d.减小二氧化碳的浓度，平衡逆向移动，容器中的

值变小，错误。

答案：

（1）①CD　②B　

（2）d　（3）b