化学反应速率与化学平衡.docx

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化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡

（时间：

90分钟　满分：

100分）

相对原子质量：

H－1，C－12，N－14，O－16，Na－23，Mg－24，Al－27，S－32，Fe－56，Cu－64，Zn－65，Ba－137

一、选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分。

每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1．取两支试管A、B，分别加入5mL4%、5mL12%的过氧化氢溶液，再各加入几滴0.2mol·L－1的氯化铁溶液。

下列说法或操作正确的是（　　）

A．加入氯化铁的目的是加深溶液颜色，放大实验现象

B．本实验的目的是研究浓度对双氧水分解速率的影响

C．本实验过程中A、B试管都不明显，可以将那个很不明显的试管放入热水浴中来观察

D．小明刚把A药品准备好，就有事情出去了，第二天继续这个实验来进行比较

解析：

选B　氯化铁作催化剂，A项错误；应将两试管都放入热水浴中观察现象，C项错误；A药品反应较长时间后，再对比观察实验现象，对实验的比较效果影响很大，D项错误。

2．把0.6mol气体X和0.4mol气体Y混合于2.0L的密闭容器中，发生如下反应：

3X（g）＋Y（g）nZ（g）＋2W（g），测得5min末生成0.2molW，又知以Z表示的平均反应速率为0.01mol·L－1·min－1，则n值是（　　）

A．1　　　　　　　　　　　B．2

C．3D．4

解析：

选A　v（W）＝

＝0.02mol·L－1·min－1，又因v（Z）＝0.01mol·L－1·min－1，由v（W）∶v（Z）＝0.02∶0.01＝2∶1，故n＝1。

3．设C＋CO22CO（正反应为吸热反应），反应速率为v1；N2＋3H22NH3（正反应为放热反应），反应速率为v2。

对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为（　　）

A．v1、v2同时增大　　　　　B．v1增大，v2减小

C．v1、v2同时减小D．v1减小，v2增大

解析：

选A　升高温度，无论是放热反应还是吸热反应，化学反应速率都增大。

4．一定条件下的密闭容器中，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（　　）

化学反应速率

A

B

C

D

v正/（mol·L－1·min－1）

v（A）＝2

v（A）＝1

v（A）＝1

v（A）＝2

v逆/（mol·L－1·min－1）

v（B）＝2

v（B）＝1.5

v（C）＝1.5

v（C）＝2

解析：

选C　只有C选项用A或C表示的反应速率相等，v正（C）＝

v正（A）＝1.5mol·L－1·min－1。

5．下列叙述中，可作为amolCO和bmolH2O（g）在一定条件下发生的可逆反应：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）已达到平衡状态的充要条件的是（　　）

A．密闭容器内的总压强不随时间而改变

B．该反应CO和H2O（g）的转化率相等

C．该反应CO的转化率和H2的产率相等

D．CO的转化率和CO2的产率均不能再提高

解析：

选D　当反应物的转化率、生成物的产率不再变化时，各物质的浓度也就不再变化，化学反应处于平衡状态。

6．进行如下实验，在A锥形瓶中放入10g块状CaCO3，在B锥形瓶中放入5g粉末状CaCO3，分别加入50mL2mol·L－1盐酸。

下图中能正确表示实验结果的是（　　）

解析：

选C　块状CaCO3不如粉状CaCO3反应快，由各自的量决定了最后生成CO2一样多，且反应就此停止，C正确。

7．可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。

下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（　　）

A．3v正（N2）＝v正（H2）B．v正（N2）＝v逆（NH3）

C．2v正（H2）＝3v逆（NH3）D．v正（N2）＝3v逆（H2）

解析：

选C　当正反应速率等于逆反应速率时，可逆反应达到平衡状态。

根据化学方程式中NH3和H2的计量关系，可以看出正反应在单位时间内有3molH2发生化合反应，必定同时有2molNH3发生分解反应，所以当2v正（H2）＝3v逆（NH3）时正、逆反应速率相等，说明反应已达到平衡状态，C正确；不能用同一方向的速率证明反应达到平衡，A错误；B、D比值关系错误。

8．可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为10L的密闭容器中进行，开始时加入2molN2和3molH2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到（　　）

A．0.1mol·L－1　B．0.2mol·L－1

C．0.05mol·L－1D．0.15mol·L－1

解析：

选B　2molN2和3molH2反应，假设反应能够进行到底，则3molH2完全反应，生成2molNH3，此时NH3的浓度为0.2mol·L－1，但由于该反应是可逆反应，所以NH3的浓度达不到0.2mol·L－1。

9．化合物A在一定条件下发生分解反应，反应物浓度随反应时间的变化如图所示。

则化合物A在4～8min间的平均反应速率为（　　）

A．0.20mol·L－1·min－1

B．0.25mol·L－1·min－1

C．0.30mol·L－1·min－1

D．0.50mol·L－1·min－1

解析：

选B　由图表可知4～8min时间内化合物A的浓度由2mol·L－1降到1mol·L－1，故Δc（A）＝2mol·L－1－1mol·L－1＝1mol·L－1，平均反应速率为v（A）＝

＝

＝0.25mol·L－1·min－1。

10．一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率且不影响生成H2的总量，可向盐酸中加入适量的（　　）

A．CaCO3（固）B．Na2SO4溶液

C．NaOH溶液D．CuSO4（固）

解析：

选B　CaCO3与盐酸反应，NaOH溶液与盐酸反应使产生H2的总量减少，CuSO4（固）不影响H＋的浓度，但由于Fe置换出Cu，形成原电池，反应速率反而增大，只有Na2SO4溶液，可稀释HCl且与H＋不反应，故选B。

11．某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。

将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其发生下列反应：

NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。

不能说明该分解反应已经达到平衡的是（　　）

A．2v（NH3）＝v（CO2）

B．密闭容器中总压强不变

C．密闭容器中混合气体的密度不变

D．密闭容器中氨气的质量分数不变

解析：

选A　A项没有指明反应速率的方向，不能作为反应达到平衡的标志；该反应前后气体分子数不相等，因此密闭容器中总压强不变可以作为反应达到平衡的标志；由于反应中有非气体物质，因此混合气体的密度不变可以作为反应达到平衡的标志。

12．在一定温度下，可逆反应A（g）＋3B（g）2C（g）达到平衡的标志是（　　）

A．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmol的B

B．A、B、C的浓度不再变化

C．A、B、C的分子个数比为1∶3∶2

D．v（A）＝v（C）

解析：

选B　化学平衡的宏观标志是各物质的浓度不再变化；微观标志须满足两条件：

①同时含有v正、v逆；②反应速率之比等于相应的化学计量数之比。

13．反应2SO2＋O22SO3在密闭容器中进行。

下列关于该反应的说法错误的是（　　）

A．升高温度能加快反应速率

B．使用恰当的催化剂能加快反应速率

C．增大O2浓度能加快反应速率

D．SO2与O2能100%转化为SO3

解析：

选D　此反应为可逆反应，不能进行到底，故SO2与O2不能100%转化为SO3，故D项错误。

14．在化工生产中，如果要加快反应速率，应该优先考虑的科研方向是（　　）

A．提高设备强度，以便加压

B．选择适宜的催化剂

C．采用高温

D．用块状反应物代替粉末状反应物

解析：

选B　催化剂能显著地加快化学反应速率。

15．一定条件下，反应4NH3（g）＋5O2（g）===4NO（g）＋6H2O（g）在5L密闭容器中进行，10s时，水蒸气的物质的量增加了0.60mol，则前10s的平均反应速率为（　　）

A．v（NH3）＝0.008mol·L－1·s－1

B．v（NO）＝0.04mol·L－1·s－1

C．v（O2）＝0.006mol·L－1·s－1

D．v（H2O）＝0.06mol·L－1·s－1

解析：

选A　4NH3（g）＋5O2（g）===4NO（g）＋6H2O（g）

　0.40　　0.50　　0.40　　0.60

则v（NH3）＝

＝0.008mol·L－1·s－1

v（O2）＝

＝0.01mol·L－1·s－1

v（NO）＝

＝0.008mol·L－1·s－1

v（H2O）＝

＝0.012mol·L－1·s－1

故A项正确。

16．汽车尾气净化中的一个反应如下：

NO（g）＋CO（g）

N2（g）＋CO2（g）

ΔH＝－373.4kJ·mol－1

在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是（　　）

解析：

选C　该反应为气体计量数减小的放热反应。

升温，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，同时，CO的转化率减小，故A项、B项都错；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，CO的转化率减小，D项错。

17．将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：

NH4I（s）NH3（g）＋HI（g），2HI（g）H2（g）＋I2（g）。

当反应达到平衡时，c（H2）＝0.5mol·L－1，c（HI）＝4mol·L－1，则NH3的浓度为（　　）

A．3.5mol·L－1B．4.0mol·L－1

C．4.5mol·L－1D．5.0mol·L－1

解析：

选D　由2HI（g）H2（g）＋I2（g）知：

产生c（H2）＝0.5mol·L－1，需分解c（HI）1mol·L－1。

则c（NH3）＝4mol·L－1＋1mol·L－1＝5mol·L－1。

18．在2L密闭容器中进行如下反应：

mX（g）＋nY（g）pZ（g）＋qQ（g），2s时间内用X表示的平均反应速率为

mol·L－1·s－1，则2s时间内，Q物质增加的物质的量为（　　）

A.

molB．

mol

C.

molD．

mol

解析：

选A　根据速率之比等于化学计量数之比，由x的平均反应速率可得2s内Q的平均反应速率为

mol·L－1·s－1，则2s内Q增加的物质的量为

mol·L－1·s－1×2s×2L＝

mol。

19．在一定的温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：

X（g）＋2Y（g）3Z（g），此反应达到平衡状态的标志是（　　）

A．容器内的压强不随时间变化

B．容器内的各物质的浓度不随时间变化

C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶3

D．单位时间内消耗0.1molX的同时生成0.3molZ

解析：

选B　X（g）＋2Y（g）3Z（g），此反应前后气体体积相等，又处于aL密闭容器中，不论反应是否达到平衡状态，容器内的压强都不随时间的变化而变化。

故只有容器内的各物质的浓度不随时间变化或v（正）＝v（逆）时反应才达到平衡状态。

容器内各物质的浓度比与平衡状态无关。

D项都表示正反应速率，不能确定是否平衡。

20．一定条件下N2＋3H22NH3　ΔH＜0达平衡，单独改变下列条件有关叙述错误的是（　　）

A．加催化剂，v（正）和v（逆）都发生变化，且变化的倍数相等

B．加压，v（正）和v（逆）都增大，且v（正）增加倍数大于v（逆）增加倍数

C．降温，v（正）和v（逆）都减少，且v（正）减少倍数大于v（逆）减少倍数

D．增加N2的浓度，v（正）增大，v（逆）不变

解析：

选C　加入催化剂时正、逆反应速率同倍增加，A正确。

B项，加压正、逆反应速率同时增加，化学计量数之和越大，增加幅度越大，B正确。

C项降温，正、逆反应速率都下降，吸热反应降低幅度大于放热反应，使v（正）大于v（逆）平衡右移。

增加N2瞬间，v（正）增大，v（逆）不变。

21．下列有关化学反应速率的说法中正确的是（　　）

A．100mL2mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率不变

B．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率

C．二氧化硫的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢

D．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢

解析：

选D　A项，加入氯化钠溶液，相当于对盐酸稀释，盐酸浓度降低，反应速率减慢；B项，改用铁片和浓硫酸反应时，如常温则发生钝化，如加热则反应生成SO2气体，得不到H2；C项，不论该化学反应是放热反应还是吸热反应，升温，化学反应速率必然加快；D项，对有气体参与的反应，减小压强，气体的浓度降低，反应速率减慢。

22．可用下面示意图像表示的是（　　）

选项

反应

纵坐标

甲

乙

A

等质量钾、钠分别与水反应

H2质量

钠

钾

B

相同质量氨，在同一容器中2NH3N2＋3H2

氨气的

转化率

500℃

400℃

C

体积比1∶3的N2、H2，在体积可变的恒压容器中，N2＋3H22NH3

氨气的

浓度

活性高的

催化剂

活性一

般的催

化剂　

D

2molSO2与1molO2，在相同温度下：

2SO2＋O22SO3

SO3物

质的量

10atm

2atm

解析：

选A　等质量的钠和钾，它们的物质的量为Na＞K，所以提供的电子数为Na＞K，但K比Na活泼，所以反应的时间是Na＞K，则符合题目所给的图像。

在B中，NH3的分解是吸热的，则温度越高，氨的转化率就越高，反应所需时间就越短，所以不符合；在C中，催化剂不影响平衡时氨气的物质的量，不符合；在D中压强越大，反应的时间就越短，平衡时SO3的物质的量就越多，不符合。

23．在一定条件下，可逆反应2A（g）＋B（g）nC（s）＋D（g）已达到平衡。

若维持温度不变，增大压强，测得混合气体的平均相对分子质量不发生改变，则下列说法正确的是（　　）

A．其他条件不变，增大压强，平衡不发生移动

B．其他条件不变，增大压强，混合气体的总质量不变

C．该反应式中n值一定为2

D．原混合气体中A与B的物质的量之比为2∶1，且2M（A）＋M（B）＝3M（D）（其中M表示物质的摩尔质量）

解析：

选D　该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，A错误；增大压强平衡向正反应方向移动，C的质量增大，C为固体，根据质量守恒定律可知，混合气体的质量减小，B错误；C为固体，压强改变不影响C的浓度，不能确定n的值，C错误；增大压强，测得混合气体的平均相对分子质量不变，说明混合气体的平均相对分子质量为定值，原混合气中A与B的物质的量之比为2∶1，按2∶1反应，混合气体中二者始终为2∶1，二者的平均相对分子质量与D的相对分子质量相等，则混合气体的平均相对分子质量为定值，即

＝M（D），D正确。

24.（2017·温州模拟）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。

下列说法正确的是（　　）

A．该反应的焓变ΔH＞0

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

解析：

选A　A项，根据图示知温度越高，CH4的体积分数越小，说明平衡向右移动，所以该反应的焓变ΔΗ＞0，正确；B项，相同条件下Z越大，平衡时CH4的体积分数越小，所以图中Z的大小为b＞3＞a，错误；C项，起始时

＝3，反应过程中H2O和CH4等量减小，所以平衡时

＞3，错误；D项，温度不变时，加压平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，错误。

25．某温度时，在体积为1L的密闭容器中，A、B、C三种气体浓度的变化如图Ⅰ所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，B的体积百分含量与时间关系如图Ⅱ所示。

则下列结论正确的是（　　）

A．该反应的热化学方程式为A（g）＋3B（g）2C（g）；ΔH＞0

B．达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动

C．达到平衡后，若其他条件不变，减小体积，平衡向逆反应方向移动

D．若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，A的转化率减小

解析：

选D　A项，根据图ⅠA浓度减小了（0.5－0.3）mol·L－1＝0.2mol·L－1，B浓度减小了（0.7－0.1）mol·L－1＝0.6mol·L－1，所以A、B为反应物，C的浓度增加了0.4mol·L－1，所以C为生成物，它们的变化量之比为0.2∶0.6∶0.4＝1∶3∶2，反应中各物质计量数之比等于物质的浓度的变化量之比，写出化学方程式为A（g）＋3B（g）2C（g），根据图Ⅱ可知，T1＞T2，高温时B的体积分数大，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应ΔH＜0，错误；B项，恒容条件下通入稀有气体，反应中的各物质的浓度不变，所以平衡不移动，错误；C项，减小体积平衡向体积减小的方向移动，根据反应A（g）＋3B（g）2C（g）可知，平衡向正反应方向移动，错误；D项，升高温度正、逆反应速率均增大，该反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，正确。

二、非选择题（本大题共7小题，共50分）

26．（4分）某温度时，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质物质的量随时间的变化关系曲线如下图所示。

（1）由图中的数据分析，该反应的化学方程式为__________________________________

______________________。

（2）反应开始至2min、5min时Z的平均反应速率为______________、______________。

解析：

（1）由图可知，X、Y的物质的量随时间的增加而减小、Z的物质的量随时间的增加而增大，所以X、Y为反应物，Z为生成物。

Δn（X）∶Δn（Y）∶Δn（Z）＝（1.0mol－0.7mol）∶（1.0mol－0.9mol）∶（0.3mol－0.1mol）＝3∶1∶2，X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2。

又因为5min后各物质的物质的量不随时间改变，反应物与生成物同时存在，反应为可逆反应，该反应的化学方程式为3X＋Y2Z。

（2）2min内

（Z）＝

＝0.05mol·L－1·min－1

5min内

（Z）＝

＝0.04mol·L－1·min－1。

答案：

（1）3X＋Y2Z

（2）0.05mol·L－1·min－1

0．04mol·L－1·min－1

27．（6分）某化学反应2AB＋C在三种不同条件下进行，B、C的起始浓度为0，反应物A的浓度（mol·L－1）随反应时间（min）的变化情况如下表。

实验

序号

　　　　　时间

浓度　　　（min）

（mol·L－1）　

温度（℃）　　

0

10

20

30

40

50

60

1

800

1.0

0.80

0.67

0.57

0.50

0.50

0.50

2

800

c2

0.60

0.50

0.50

0.50

0.50

0.50

3

800

c3

0.92

0.75

0.63

0.60

0.60

0.60

根据上述数据，回答下列问题：

（1）在实验1中，反应在10～20min内，A的平均反应速率为________mol·L－1·min－1。

（2）在实验2中，c2＝________________，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中隐含的条件是__________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3________（填“＞”“＝”或“＜”）v1，且c3________（填“＞”“＝”或“＜”）1.0。

解析：

（1）vA＝

＝0.013mol·L－1·min－1。

（2）对比实验1与实验2可知，反应温度相同，达到平衡时A的浓度相同，说明两个实验的反应达到同一化学平衡状态，反应物起始浓度相等，即c2＝1.0，又因实验2达到平衡所需时间短，说明实验2中使用了催化剂。

（3）对比实验3与实验1可知，从10min到20min，实验1中A的浓度变化值为0.13mol·L－1，而实验3中A的浓度变化值为0.17mol·L－1，说明v3＞v1，又知从反应开始到10min内A的浓度变化值应大于0.17mol·L－1，即c3＞0.92＋0.17＝1.09＞1.0。

答案：

（1）0.013

（2）1.0　使用了催化剂

（3）＞　＞

28.（6分）影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。

他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸（0.5mol·L－1、2mol·L－1、18.4mol·L－1），设计实验方案来研究影响反应速率的因素。

甲同学研究的实验报告如下表：

实验步骤

现　象

结　论

①分别取等体积的2mol·L－1硫酸于试管中

②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg

反应快慢：

Mg>Fe>Cu　

反应物的性质越活泼，反应速率越快

（1）该同学的实验目的是________________________________________________；

要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是________________________________

_________________________________________________________________________。

（2）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用下图装置进行定量实验。

完成该实验可选用的实验药品是_____________________________________________；

应该测定的实验数据是____________________________________________________。

解析：

（1）比较金属性强弱可以用金属与酸反应的剧烈程度及置换出氢气的难易程度来比较，该同学的实验目的是探究不同金属与稀硫酸反应的活动性；影响反应速率的外界因素很多，在比较金属和酸的剧烈程度及置换氢气的难易程度时，需要控制外界条件相同，因为硫酸的浓度是相同的，所以还应让溶液的温度相同。

（2）在常温下铁和浓硫酸发生钝化，不能选择浓硫酸。

粗铁中含有杂质，在溶液中可以构成原电池加快反应速率，完成该实验可选用的实验药品是Zn（或Fe）、硫酸（0.5m