届高考化学课标版二轮习题专题六 化学反应速率和化学平衡文档格式.docx
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c可能改变的条件是升高温度,此时a、c条件下反应物起始浓度相同,符合图像,故B错误。
N点处于平衡状态,v正（N）=v逆（N）;
相对于N点,M点温度可能低于N点,c（C）小,v逆（M）<
v逆（N）,所以v逆（M）<
v正（N）,故C错误。
该反应为放热反应,N点消耗的B比M点多,放出的热量多,故D正确。
3.（2019湖北鄂东南市级示范高中联考）向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段c（B）未画出]。
乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。
已知t3~t4阶段使用催化剂,下列说法中不正确的是（ ）
A.若t1=15min,则用C的浓度变化表示在t0~t1时间段的平均反应速率为0.004mol·
B.t4~t5阶段改变的条件一定是减小压强
C.B的起始物质的量为0.02mol
D.t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.03mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,该反应的热化学方程式为3A（g）
B（g）+2C（g） ΔH=+100akJ·
mol-1
答案 C 若t1=15min,生成物C在t0~t1时间段的平均反应速率v=
=
=0.004mol·
min-1,A项正确。
t4~t5阶段改变条件,正、逆反应速率都减小且相等,所以改变的条件应为减小压强,B项正确。
反应中A的浓度变化为0.15mol·
L-1-0.06mol·
L-1=0.09mol·
L-1,C的浓度变化为0.11mol·
L-1-0.05mol·
L-1=
0.06mol·
L-1,反应中A与C的化学计量数之比为0.09∶0.06=3∶2,根据t4~t5阶段改变压强平衡不移动可知,该反应的化学方程式为3A（g）
B（g）+2C（g）,由A的起始物质的量为0.3mol和起始浓度为0.15mol·
L-1可知,容器的容积V=
=2L;
由反应的化学方程式可知B的起始浓度为0.05mol·
L-1-（0.11mol·
L-1）/2=0.02mol·
L-1,所以B的起始物质的量为0.02mol·
L-1×
2L=0.04mol,C项错误。
A的物质的量减少0.03mol,此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,则A的物质的量减少3mol,与外界的热交换总量为100akJ,根据图像可知t5~t6阶段改变的条件应为升高温度,A的物质的量减少,说明反应向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,故该反应的热化学方程式为3A（g）
B（g）+2C（g） ΔH=+100akJ·
mol-1,D项正确。
4.在容积一定的密闭容器中,加入一定量的一氧化氮和足量碳发生反应:
C（s）+2NO（g）
CO2（g）+N2（g）,平衡时c（NO）与温度T的关系如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v正<
v逆
B.增大NO的物质的量,可以提高NO的平衡转化率
C.若状态B、C、D时体系压强分别为pB、pC、pD,则pC=pD>
pB
D.当容器内混合气体密度不变时,反应处于平衡状态
答案 D 在T2时,若反应体系处于状态D,此时NO浓度大于其平衡浓度,反应正向进行,v正>
v逆,故A错误;
增大NO的物质的量,相当于加压,平衡不移动,不会改变NO的平衡转化率,故B错误;
题给反应为反应前后气体体积不变的反应,气体的总物质的量相等,B、C点温度不同,根据pV=nRT可得pC>
pB,同理可得pB=pD,故pC>
pB=pD,故C错误;
容积一定的密闭容器,当容器内混合气体密度不变时,气体质量不变,固体碳质量不变,反应处于平衡状态,故D正确。
5.（2019江西红色七校第一次联考）一定条件下,CH4与H2O（g）发生反应:
CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）。
设起始
=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ（CH4）与Z和T（温度）的关系如图所示。
A.该反应的焓变ΔH>
B.图中Z的大小为a>
3>
b
C.图中X点对应的平衡混合物中
=3
D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ（CH4）减小
答案 A A项,根据图像可知,Z相同时,温度升高,φ（CH4）减小,说明平衡右移,则正反应是吸热反应,该反应的焓变ΔH>
0,故正确;
B项,温度一定时,Z增大,平衡右移,φ（CH4）减小,则a<
3<
b,故错误;
C项,X点对应的起始混合物中
=3,由于反应时消耗n（H2O）∶n（CH4）=
1∶1,则平衡时
>
3,故错误;
D项,加压后X点对应的平衡左移,φ（CH4）增大,故错误。
6.（2019河北邢台高三期末）有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个体积均为0.5L的恒容密闭容器,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比（Z）充入HCl和O2（如下表）,加入催化剂发生反应:
4HCl（g）+O2（g）
2Cl2（g）+2H2O（g） ΔH。
HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
容器
起始时
T/℃
n（HCl）/mol
Z
Ⅰ
300
0.25
a
Ⅱ
Ⅲ
4
A.ΔH<
B.a<
4<
C.若容器Ⅲ反应某时刻处于R点,则R点的反应速率:
v正>
D.300℃时,该反应平衡常数的值为320
答案 D 由题图可知,HCl平衡转化率随温度升高而减小,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,则ΔH<
0,故A正确;
增大氧气的物质的量,可促进HCl的转化,即投料比越小,HCl的平衡转化率越大,即a<
b,故B正确;
R点温度与Q点相同,但R点转化率小于平衡时转化率,可知反应正向进行,则R点的反应速率:
v逆,故C正确;
300℃时,Z=4,n（HCl）=
0.25mol,n（O2）=0.0625mol,即c（HCl）=0.5mol/L,c（O2）=0.125mol/L,HCl的平衡转化率为80%,则
4HCl（g）+O2（g）
2Cl2（g）+2H2O（g）
起始（mol/L）0.50.12500
转化（mol/L）0.40.10.20.2
平衡（mol/L）0.10.0250.20.2
K=
=640,故D错误。
7.（2019河北唐山第一中学下学期冲刺）恒容条件下,1molSiHCl3发生如下反应:
2SiHCl3（g）
SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）。
已知:
v正=v消耗（SiHCl3）=k正x2（SiHCl3）,v逆=2v消耗（SiH2Cl2）=k逆•
x（SiH2Cl2）·
x（SiCl4）,k正、k逆分别为正、逆反应速率常数（仅与温度有关）,x为物质的量分数。
如图是不同温度下x（SiHCl3）随时间的变化曲线。
A.该反应为放热反应,v正,a<
v逆,b
B.反应达平衡状态时,2v消耗（SiHCl3）=v消耗（SiCl4）
C.当反应进行到a处时,v正/v逆=16/9
D.T2时平衡体系中再充入1molSiHCl3,平衡正向移动,x（SiH2Cl2）增大
答案 C 两曲线对应的状态只是温度不同,由图像知T2时反应达到平衡所需时间小于T1,温度越高反应速率越快,所以温度:
T2>
T1。
T2温度下反应达到平衡时SiHCl3的物质的量分数比T1时小,说明升温平衡向正反应方向移动,由此推知该反应为吸热反应,选项A错误;
反应达平衡状态时,v消耗（SiHCl3）=2v消耗（SiCl4）,选项B错误;
SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）反应前后分子数不变,即反应开始至达平衡的过程中混合气体总物质的量始终为1mol,由图像知T2温度下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数为0.75,则此时SiH2Cl2和SiCl4的物质的量分数均为0.125,因为平衡时v正=v逆,v正=k正x2（SiHCl3）=0.752k正,v逆=k逆x（SiH2Cl2）·
x（SiCl4）=0.1252k逆,则0.752k正=0.1252k逆,
因k正和k逆只与温度有关,反应进行到a点处时v正=k正x2（SiHCl3）=0.82k正,v逆=k逆x（SiH2Cl2）·
x（SiCl4）=0.12k逆,
×
选项C正确;
恒容条件下再充入1molSiHCl3,相当于增大压强,而2SiHCl3（g）
SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）反应前后气体分子数不变,所以平衡不移动,x（SiH2Cl2）不变,选项D错误。
二、非选择题
8.（2019江西南昌一模）乙酸制氢具有重要意义:
热裂解反应:
CH3COOH（g）
2CO（g）+2H2（g）
ΔH=+213.7kJ·
脱羧基反应:
CH4（g）+CO2（g）
ΔH=-33.5kJ·
（1）请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式:
。
（2）在密闭容器中,利用乙酸制氢,选择的压强为 （填“较大”或“常压”）。
其中温度与气体产率的关系如图:
①约650℃之前,脱羧基反应活化能低,速率快,故氢气产率低于甲烷;
650℃之后氢气产率高于甲烷,理由是随着温度升高,热裂解反应速率加快,同时
。
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请用化学方程式表示:
。
（3）若利用合适的催化剂控制其他副反应,温度为TK时达到平衡,总压强为pkPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱羧基反应消耗乙酸60%,乙酸的体积分数为 （计算结果保留1位小数）;
脱羧基反应的平衡常数Kp为 kPa（Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数）。
答案
（1）2CO（g）+2H2（g）
CH4（g）+CO2（g） ΔH=-247.2kJ·
（2）常压 ①热裂解反应正向移动,而脱羧基反应逆向移动
②CO（g）+H2O（g）
H2（g）+CO2（g）
（3）9.1% 0.8p
解析
（1）将已知热化学方程式依次编号为①②,②-①得2CO（g）+2H2（g）
CH4（g）+CO2（g） ΔH=-247.2kJ·
mol-1。
（2）CH3COOH（g）
2CO（g）+2H2（g）为气体体积增大的反应,选择的压强为常压。
（3）CH3COOH（g）
0.20.40.4
0.60.60.6
乙酸的体积分数为
100%≈9.1%
脱羧基反应的平衡常数Kp=
≈0.8p。
9.（2019湖南常德一模）含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。
请按要求回答下列问题:
（1）利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2,反应机理如图所示。
A包含的物质为H2O和 （填化学式）。
（2）已知:
4NH3（g）+6NO（g）
5N2（g）+6H2O（g） ΔH1=-akJ/mol
4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g） ΔH2=-bkJ/mol
H2O（l）
H2O（g） ΔH3=+ckJ/mol
则反应4NH3（g）+3O2（g）
2N2（g）+6H2O（l）的ΔH= kJ/mol。
（3）工业上利用氨气生产氢氰酸（HCN）的反应为CH4（g）+NH3（g）
HCN（g）+3H2（g） ΔH>
①其他条件一定,达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图甲所示,则X可以是
（填字母序号）。
图甲
a.温度 b.压强 c.催化剂 d.
②在一定温度下,向2L密闭容器中加入nmolCH4和2molNH3,平衡时NH3的体积分数随n（CH4）变化的关系如图乙所示。
图乙
a点时,CH4的转化率为 %;
平衡常数:
K（a） K（b）（填“>
”“=”或“<
”）。
（4）肌肉中的肌红蛋白（Mb）与O2结合生成MbO2,其反应原理可表示为Mb（aq）+O2（g）
MbO2（aq）,该反应的平衡常数可表示为K=
。
在37℃条件下达到平衡时,测得肌红蛋白的结合度（α）与p（O2）的关系如图丙所示[α=
100%]。
研究表明正反应速率v正=k正·
c（Mb）·
p（O2）,逆反应速率v逆=k逆·
c（MbO2）（其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数）。
图丙
①试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式:
K= （用含有k正、k逆的式子表示）。
②试求出图丙中c点时,上述反应的平衡常数K= kPa-1。
已知k逆=60s-1,则速率常数k正= s-1·
kPa-1。
答案
（1）N2
（2）-
（2a+3b+30c）
（3）①bd ②25 =
（4）①
②2 120
解析
（1）根据流程图可知NH3与废气中的NO、NO2反应,最终生成无毒无害的氮气和水。
（2）将已知热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,（①×
2+②×
3-③×
30）×
得4NH3（g）+3O2（g）
2N2（g）+6H2O（l） ΔH=-
（2a+3b+30c）kJ/mol。
（3）①升高温度,平衡正向移动,氨气的转化率增大,a错误;
增大压强,平衡逆向移动,氨气的转化率减小,b正确;
催化剂只能改变反应速率,但不能使化学平衡发生移动,因此对氨气的转化率无影响,c错误;
增大
相对来说氨气增加得多,平衡正向移动,但氨气的转化率减小,d正确。
②设反应消耗CH4的物质的量为x。
CH4（g）+NH3（g）
HCN（g）+3H2（g）
开始（mol）2200
转化（mol）xxx3x
平衡（mol）2-x2-xx3x
根据图像可知,平衡时氨气的体积分数是30%,则有
100%=30%,解得x=0.5,则a点时,CH4的转化率为
100%=25%;
由于温度不变,平衡常数不变,因此K（a）=K（b）。
（4）①可逆反应达到平衡状态时,v正=v逆,即k正·
c（Mb）·
p（O2）=k逆·
c（MbO2）,
反应Mb（aq）+O2（g）
MbO2（aq）的平衡常数K=
;
②K=
kPa-1=2kPa-1;
k正=K·
k逆=2kPa-1×
60s-1=120s-1·
10.在有氯气参与的工业生产中,大量消耗氯气的同时,通常会产生大量的副产物氯化氢,如果能将难以处理的氯化氢直接转化成氯气加以利用,既可提高效益,又能减少污染,符合行业可持续发展的总体要求。
氯化氢催化氧化法制取氯气是目前最容易实现工业化的方法,其热化学方程式为4HCl（g）+O2（g）
2Cl2（g）+2H2O（g） ΔH。
该反应为可逆反应,分为低温氯化反应和高温氧化反应,通过合适的催化剂和条件,分两步多次循环进行,HCl转化率可以达到99%。
基本原理如下:
200℃氯化反应:
CuO（s）+2HCl（g）
CuCl2（s）+H2O（g） ΔH1=-120.4kJ·
400℃氧化反应:
2CuCl2（s）+O2（g）
2CuO（s）+2Cl2（g） ΔH2=+126.3kJ·
（1）ΔH= 。
（2）从化学反应速率和化学平衡角度解释氯化反应选择200℃的理由:
。
（3）对于可逆反应4HCl（g）+O2（g）
2Cl2（g）+2H2O（g）。
①恒温恒容条件下,反应达到平衡状态的标志是 。
a.断开4molH—Cl键同时形成2molCl—Cl键
b.容器内的压强不再变化
c.混合气体的密度不再变化
d.容器内气体颜色不再变化
②实验测得不同时间、不同进料比条件下,氯气在产物中的含量如图,则进料气HCl与O2最佳体积比为 。
③实验测得在不同压强、进料比最佳情况下,总反应的HCl平衡转化率（αHCl）随温度变化的曲线如图所示。
ⅰ.平衡常数:
K（A） K（B）（填“>
”“<
”或“=”,下同）,压强:
p1 p2。
ⅱ.平衡时A点处氯气的体积分数为 （计算结果保留三位有效数字）。
答案
（1）-114.5kJ·
mol-1
（2）该反应是放热反应,温度较低有利于提高反应物的转化率,同时为了使催化剂活性提高,增大反应速率,温度不能太高
（3）①bd ②2∶1 ③ⅰ.>
>
ⅱ.34.4%
解析
（1）根据盖斯定律,ΔH=2ΔH1+ΔH2=2×
（-120.4kJ·
mol-1）+126.3kJ·
mol-1=-114.5kJ·
（2）对于题中氯化反应的反应条件的选择,既要考虑反应速率的增大（温度不能太低）、催化剂的活性温度（温度不能太低或太高）,同时因该反应为放热反应,还要考虑反应物的转化率（温度不能太高）。
（3）①a项,表示的均为正反应速率,不能说明达到平衡状态;
b项,由于反应前后气体总物质的量不相等,若总物质的量不再变化,则压强不再变化,说明达到平衡状态;
c项,混合气体的密度始终不变;
d项,气体颜色不变,说明氯气浓度不变,即达到平衡状态。
②由图可知,在HCl与O2的进料体积比为2∶1时,产物中的氯气含量最高。
③ⅰ.该反应为放热反应,所以升高温度,平衡逆向移动,K值减小,即K（A）>
K（B）;
该反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,HCl的平衡转化率增大,所以p1>
p2。
ⅱ.设HCl的起始量为2amol,则O2为amol,列三段式:
4HCl（g）+O2（g）
起始量（mol）2aa00
转化量（mol）0.88×
2a0.44a0.88a0.88a
平衡量（mol）0.24a0.56a0.88a0.88a
平衡时Cl2的体积分数为
100%≈34.4%。
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