届高三化学二轮复习 第六讲 化学反应速率与化学平衡 习题.docx

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届高三化学二轮复习第六讲化学反应速率与化学平衡习题

（时间：

45分钟分值：

100分）

一、选择题（本题包括7小题，每小题6分，共42分）

1.已知：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）ΔH＜0且压强p1＜p2，下列图象中曲线变化错误的是（）

答案C

解析该反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，SO2的平衡转化率降低，A项正确；温度不变时，增大压强，平衡正向移动，SO3的百分含量增大，B项正确；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，由于平衡逆向移动，故升温瞬间v（逆）>v（正），D项正确。

2．一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X（g）＋2Y（g）2Z（g）一定达到化学平衡状态的是（）

①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2②X、Y、Z的浓度不再发生变化③容器中的压强不再发生变化④单位时间内生成nmolZ，同时生成2nmolY

A．①②B．①④

C．②③D．③④

答案C

解析X、Y、Z的物质的量之比等于其化学计量数之比，不能作为平衡的标志，①错；X、Y、Z的浓度保持不变可以作为平衡的标志，②对；该反应为反应前后气体分子数不相等的反应，密闭容器中压强保持不变可以作为平衡的标志，③对；单位时间内生成nmolZ的同时生成nmolY时正、逆反应速率相等，④错。

3．已知：

A（g）＋2B（g）2C（g）ΔH＝－QkJ·mol－1（Q＞0），在恒容的密闭容器中充入1molA和2molB，一定条件下发生反应。

下列有关说法正确的是（）

A．平衡前，随着反应的进行，容器内气体密度逐渐减小

B．平衡时，该反应放出的热量为QkJ

C．平衡后，再向容器中通入1mol氦气，A的转化率增大

D．平衡后，缩小容器体积，A的浓度增大

答案D

解析反应体系中全为气体物质，故气体的总质量不变，而容器恒容，因此气体的密度始终不变，A项错误；该反应为可逆反应，反应不能进行完全，故放出的热量小于QkJ，B项错误；平衡后再通入1mol氦气，虽然压强增大，但各物质的浓度均不变，因此平衡不移动，A的转化率不变，C项错误；平衡后，缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，但A的浓度增大，D项正确。

4．某密闭容器中进行如下反应：

3X（g）＋Y（g）2Z（g），若要使平衡时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等，且用X、Y作反应物，则X、Y的初始物质的量之比的范围应满足（）

A．1＜

＜3B．2＜

＜3

C．1＜

＜5D．1＜

＜2

答案C

解析本题利用极端假设法分析。

设X、Y的初始物质的量分别为xmol、ymol，若Y全部转化，则X转化了3ymol，平衡时X为（x－3y）mol，生成的Z为2ymol，故x－3y＝2y，得

＝5；若X全部转化，则转化的Y为

mol，平衡时Y为

mol，生成的Z为

xmol，故y－

＝

x，得

＝1。

而可逆反应中反应物的转化率不可能为100%，故X、Y的初始物质的量之比的范围为1＜

＜5。

5．一定温度下，在密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法不正确的是（）

物质

X

Y

Z

W

初始浓度/mol·L－1

0.5

0.5

0

0

平衡浓度/mol·L－1

0.1

0.1

0.4

0.4

A.反应达到平衡时，X的体积分数为10%

B．该温度下反应的平衡常数K＝16

C．保持温度不变，增大压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动

D．若X、Y的初始浓度均为0.8mol·L－1，则相同条件下达到平衡，W的浓度为0.64mol·L－1

答案C

解析本题考查了化学平衡知识，意在考查考生的判断能力和计算能力。

根据表中所给数据，可得反应方程式为X（g）＋Y（g）Z（g）＋W（g），反应达到平衡时，X的体积分数为

×100%＝10%，A选项正确；K＝

＝16，B选项正确；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，增大压强正、逆反应速率都增大，但平衡不移动，C选项错误；设达平衡时W的浓度为cmol·L－1（0＜c＜0.8），则16＝

，解得c＝0.64，D选项正确。

6．一定温度下，将1molA和1molB气体充入2L恒容密闭容器，发生反应A（g）＋B（g）xC（g）＋D（s），t1时达到平衡。

在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示。

下列说法中正确的是（）

A．反应方程式中的x＝1

B．t2时刻改变的条件是使用催化剂

C．t3时刻改变的条件是移去少量物质D

D．t1～t3间该反应的平衡常数均为4

答案D

解析t2时刻时C的浓度瞬间增大，且平衡不发生移动，用排除法：

温度、催化剂均不可，只改变C的浓度也不符合，只能采取相当于加压的措施或体积不变的情况下同时加入一定比例的A、B、C，所以此反应为等体积反应，x＝2，A、B选项错误；C选项，D为固体，错误；D选项，t1时刻达到平衡时，依据三部曲法进行计算：

A（g）＋B（g）2C（g）＋D（s）

始态/（mol·L－1）0.50.500

反应/（mol·L－1）0.250.250.5

平衡/（mol·L－1）0.250.250.5

K＝4，t1～t3间温度相同，正确。

7．在一密闭容器中发生反应：

2X（g）＋Y（g）aZ（g）ΔH＝QkJ·mol－1，开始按体积比2∶1将X、Y充入反应器中，一定条件下发生反应。

图甲和图乙是根据反应绘制的图象，下列有关说法正确的是（）

A．图甲，p1＞p2，a＜3

B．图甲，T1＜T2，Q＞0

C．图乙，t1时表示恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体

D．图乙，如果a＝3，t2时表示向体系中加入了催化剂

答案C

解析A项，图甲，在同一温度下（T1），p1压强下先达到平衡，说明p1>p2，由图可知压强大时Z的体积分数反而小，说明增大压强平衡逆向移动，则a>3；B项，图甲，在同一压强下（p2），T2温度下先达到平衡，说明T2>T1，由图可知温度高时Z的体积分数反而小，说明升高温度平衡逆向移动，则Q<0；C项，恒温、恒压充入Z气体，c（Z）增大，c（X）、c（Y）减小，v（逆）增大，v（正）减小且平衡与原平衡等效，建立新平衡与原平衡相同；D项，图乙，t2时正、逆反应速率同等倍数增大，则可能是使用了催化剂或a＝3时增大压强。

二、非选择题（本题包括4小题，共58分）

8．（14分）工业上用净化后的水煤气在催化剂作用下，与水蒸气发生反应制取氢气，化学方程式为CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）。

一定条件下，将4molCO与2molH2O（g）充入体积为2L的密闭容器中，体系中各物质的浓度随时间的变化如图所示：

（1）在0～4min时段，反应速率v（H2O）为_______mol·L－1·min－1，该条件下反应的平衡常数K为________（保留两位有效数字）。

（2）该反应到4min时，CO的转化率为________。

（3）若6min时改变的外部条件为升温，则该反应的ΔH________0（填“＞”“＝”或“＜”），此时反应的平衡常数________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（4）判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

a．混合气体的密度不变

b．混合气体中c（CO）不变

c．v（H2O）正＝v（H2）逆

d．断裂2molHO键的同时生成1molHH键

（5）若保持与4min时相同的温度，向一容积可变的密闭容器中同时充入0.5molCO、1.5molH2O（g）、0.5molCO2和amolH2，则当a＝2.5时，上述反应向________（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。

若要使上述反应开始时向逆反应方向进行，则a的取值范围为________。

答案

（1）0.22.7

（2）40%（3）＜减小（4）bc（5）正反应a＞4.05

解析

（1）v（H2O）＝（1.0mol·L－1－0.2mol·L－1）÷4min＝0.2mol·L－1·min－1；由反应的化学方程式及图象可知，4min达到平衡时c（CO）＝1.2mol·L－1，c（H2O）＝0.2mol·L－1，c（CO2）＝c（H2）＝0.8mol·L－1，故平衡常数K＝

＝

＝

≈2.7。

（2）CO的转化率为

×100%＝40%。

（3）6min时升温，反应物CO和H2O的浓度增大，即平衡逆向移动，故正反应为放热反应，即ΔH＜0；升温平衡逆向移动，故平衡常数减小。

（4）该反应中反应物和生成物均为气体，故气体质量始终不变，又反应容器体积不变，故反应过程中混合气体的密度始终不变，即密度不变不能作为反应达到平衡的标志，a项错误；反应过程中某种反应物或生成物的浓度不变，表明反应达到平衡，b项正确；该反应方程式中H2O和H2的系数相等，故v（H2O）正＝v（H2）正＝v（H2）逆时表明反应达到平衡，c项正确；断裂HO键与生成HH键都是指正反应，故该项不能作为反应达到平衡的标志，d项错误。

（5）该容器容积可变，设容器容积为VL，则Qc＝

≈1.7＜2.7，故反应向正反应方向进行；若反应开始时向逆反应方向进行，则Qc＝

＞2.7，故a＞4.05。

9．（13分）2014年全国各地都遭遇了“十面霾伏”。

二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容。

（1）汽车尾气中的NO（g）和CO（g）在一定温度和催化剂的条件下可净化。

①已知部分化学键的键能如下（键能指气态原子形成1mol化学键释放的最小能量）。

化学键

N≡O

C≡O

CO

N≡N

键能（kJ/mol）

632

1072

750

946

汽车尾气净化中NO（g）和CO（g）发生反应的热化学方程式为_________________________________________________________。

②若上述反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，并在t1时刻达到平衡状态，则下列示意图不符合题意的是________（填选项序号）。

（下图中w、M、v正分别表示质量分数、混合气体平均相对分子质量、正反应速率）

（2）尾气中的SO2可先催化氧化生成SO3，再合成硫酸。

已知：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）ΔH＝－196.0kJ·mol－1。

①在一定温度的密闭容器中，SO2的转化率随时间的变化关系如图所示，则A点的逆反应速率v逆（SO2）________B点的正反应速率v正（SO2）（填“大于”“小于”或“等于”）。

②在某温度时，向10L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，反应达到平衡，改变下列条件，再次达到平衡时，能使O2的新平衡浓度和原来平衡浓度相同的是________（填选项序号）。

A．在其他条件不变时，减小容器的容积

B．保持温度和容器内压强不变，再充入2.0molSO2和5.0molO2

C．保持温度和容器体积不变，再充入SO2和SO3，使之浓度扩大为原来的两倍

答案

（1）①2NO（g）＋2CO（g）===2CO2（g）＋N2（g）ΔH＝－538kJ·mol－1②BC

（2）①小于②BC

解析

（1）①首先写出反应的化学方程式：

2NO（g）＋2CO（g）===2CO2（g）＋N2（g），然后根据键能计算ΔH＝2×632kJ·mol－1＋2×1072kJ·mol－1－（4×750kJ·mol－1＋946kJ·mol－1）＝－538kJ·mol－1。

②NO作为反应物之一，反应过程中不断被消耗，其质量分数逐渐减小，直至达到平衡时不再变化；该反应为气体分子数减小的反应，而反应体系中所有物质均为气态，反应过程中气体总质量不变，由M＝

可知反应过程中M逐渐增大，直至达到平衡时不再变化；正反应速率等于逆反应速率时达到平衡状态，此时反应速率不再变化。

本题选B、C。

（2）①反应开始后，正反应速率不断减小，而逆反应速率不断增大直至达到平衡，故A点（未达到平衡）的v逆（SO2）小于B点（达到平衡）的v逆（SO2），而B点（达到平衡）时v正（SO2）＝v逆（SO2），故A点的v逆（SO2）小于B点的v正（SO2）。

②该反应为气体分子数减小的反应，减小容器的容积，相当于增大压强，反应体系中各物质浓度均增大，平衡向右移动，但平衡移动的结果不能抵消条件的改变所造成的影响，O2的新平衡浓度不可能等于原平衡浓度，A项不符合题意。

保持温度和压强不变，再充入2.0molSO2和5.0molO2，新平衡与原平衡是等温等压下的等效平衡，达到新平衡时，体系中各物质的浓度均与原平衡一致，B项符合题意；温度不变，平衡常数不变，根据该反应的平衡常数的表达式K＝

，等倍数增大c（SO3）和c（SO2），而c（O2）保持不变，平衡常数不变，C项符合题意。

10．（16分）硫酰氯（SO2Cl2）是重要的化学试剂，可由如下反应制取：

SO2（g）＋Cl2（g）SO2Cl2（g）ΔH

针对该反应回答下列问题：

（1）已知：

①SO2（g）＋Cl2（g）＋SCl2（g）2SOCl2（g）

ΔH1＝－akJ·mol－1

②SO2Cl2（g）＋SCl2（g）2SOCl2（g）

ΔH2＝－bkJ·mol－1

③a>b>0

则ΔH＝________kJ·mol－1（用含a、b的代数式表示）。

（2）为了提高该反应中Cl2的平衡转化率，下列措施合理的是________（填字母序号）。

A．缩小容器体积B．使用催化剂

C．增加SO2浓度D．升高温度

（3）若在绝热、恒容的密闭体系中，投入一定量SO2和Cl2，发生该反应，下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是________（填字母序号）。

（图中v正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量）。

（4）若在催化剂作用下，将nmolSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中，并始终保持温度为T，压强为p。

起始时气体总体积为10L，tmin时反应达到平衡状态，此时气体总体积为8L。

①在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。

则v（SO2）＝________。

②此温度下，该反应的K＝________。

③相同条件下，若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器，达到平衡状态时，混合物中SO2Cl2的物质的量是________。

答案

（1）－（a－b）

（2）AC（3）BD（4）①

mol·min－1②

L·mol－1③0.2nmol

解析

（1）根据盖斯定律，由①式－②式，得SO2（g）＋Cl2（g）SO2Cl2（g）ΔH＝－（a－b）kJ·mol－1。

（2）缩小容器体积相当于增大压强，可使该平衡正向移动，A项合理；催化剂不能使化学平衡发生移动，B项不合理；增加SO2的浓度，平衡正向移动，Cl2的平衡转化率提高，SO2的平衡转化率降低，C项合理；因a>b>0，所以该反应的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，D项不合理。

（3）A项，v正先增大后减小，是因为该反应的ΔH<0，在绝热恒容的密闭容器中进行时，体系温度逐渐升高，当反应进行到一定程度时受温度影响，平衡逆向移动，故t1时刻v正最大，但不能说明t1时刻反应达到平衡状态，A项不合题意；B项，平衡建立过程中体系温度逐渐升高，而随温度升高K一直减小，t1时刻后，K一直不变，说明反应物及生成物的量不再变化，可以说明t1时刻反应达到平衡状态，B项符合题意；C项，t1时刻后，n（SO2Cl2）和n（SO2）还在变化，直至不变，说明t1时刻反应没有达到平衡状态，C项不合题意；D项，t1时刻后，m（SO2）一直不变，说明反应物及生成物的量不再变化，说明t1时刻反应达到平衡状态，D项符合题意。

（4）①根据阿伏加德罗定律的推论可知，同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比，设反应的SO2为xmol，根据“三段式”得

SO2＋Cl2SO2Cl2

开始（mol）nn0

反应（mol）xxx

tmin时（mol）n－xn－xx

则有

＝

，解得x＝0.4n，则v（SO2）＝

＝

mol·min－1。

②K＝

＝

L·mol－1。

③该平衡与①中的平衡是等温等压条件下的等效平衡，③中起始时各物质的物质的量是①中的

，则平衡后混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2nmol。

11．（15分）甲醇是一种重要的可再生能源。

（1）已知2CH4（g）＋O2（g）===2CO（g）＋4H2（g）

ΔH＝akJ/mol

CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）ΔH＝bkJ/mol

试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式：

_____________。

（2）还可以通过下列反应制备甲醇：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。

甲图是反应时CO和CH3OH（g）的浓度随时间的变化情况。

从反应开始至达到平衡，用H2表示平均反应速率v（H2）＝________。

（3）在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2，CO的平衡转化率随温度（T）、压强（p）的变化如乙图所示。

①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是________。

（填字母）

A．H2的消耗速率等于CH3OH生成速率的2倍

B．H2的体积分数不再改变

C．体系中H2的转化率和CO的转化率相等

D．体系中气体的平均摩尔质量不再改变

②比较A、B两点压强的大小pA________pB（填“>”“<”或“＝”）。

③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L。

如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）＝________L。

答案

（1）2CH4（g）＋O2（g）===2CH3OH（g）ΔH＝（a＋2b）kJ/mol

（2）0.15mol/（L·min）

（3）①BD②＜③4

解析

（1）根据盖斯定律，由第一个热化学方程式＋第二个热化学方程式×2可得：

2CH4（g）＋O2（g）===2CH3OH（g）ΔH＝（a＋2b）kJ/mol。

（2）v（H2）＝2v（CO）＝2×

＝0.15mol/（L·min）。

（3）①H2的消耗速率和CH3OH的生成速率均表示正反应方向，A项不能说明反应达到化学平衡状态；B项，H2的体积分数不再改变时，说明反应达到化学平衡状态；C项，H2的转化率和CO的转化率不变时可以说明反应达到化学平衡状态，但两者相等时不能说明反应达到化学平衡状态；D项，该反应在反应前后气体分子总数不相等，因此气体的平均摩尔质量不变可以说明反应达到化学平衡状态。

②由图示可知，T1时，由pA→pB，CO的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，而温度不变时，增大压强可使平衡正向移动，故pA

③达到化学平衡状态A时，CO的转化率为0.5，此时CO为5mol，H2为10mol，CH3OH为5mol。

达到化学平衡状态B时，CO的转化率为0.8，此时CO为2mol，H2为4mol，CH3OH为8mol。

A、B点对应的温度相同，则A、B点对应的化学平衡常数相等。

设V（B）为VL，则

＝

，解得V＝4。