化学反应速率与化学平衡填空题练习.docx

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化学反应速率与化学平衡填空题练习

科技部理科复习班化学反应速率与化学平衡填空题练习2014-1-3

1．某些金属及金属氧化物对H2O2的分解反应具有催化作用，请回答下列问题：

姓名

（1）已知：

2H2O2（aq）=2H2O（l）+O2（g）的

<0,则该反应的逆反应能否自发进行？

（填“能”或“不能”），判断依据是。

（2）某同学选用Ag、Pt、Cu、TiO2作为催化剂，在25℃时，保持其它实验条件相同，测得生成的O2体积（V）。

V与分解时间（t）的关系如图所示（O2的体积已折算成标准状况），则：

在不同催化剂存在下，H2O2分解反应的活化能大小顺序是

Ea（）>Ea（）>Ea（）>Ea（）（括号内填写催化剂的化学式）金属Pt催化

下，H2O2分解的反应速率v（O2）=mol·s-1

（3）为研究温度对H2O2分解速率的影响（不加催化剂），可将一定浓度和体积的H2O2置于密闭容器中，在某温度下，经过一定的时间t，测定生成O2的体积V。

然后保持其它初始条件不变，改变温度T，重复上述实验。

获得V（O2）~T关系曲线。

下列趋势图最可能符合实测V（O2）~T关系曲线的是，原因是。

（A）（B）（C）（D）

（4）以Pt为电极电解H2O2也可产生氧气，写出H2O2水溶液电解过程中的电极反应式（已知：

H2O2的氧化性及还原性均比H2O

强）：

阴极；阳极。

2．氢氧两种元素形成的常见物质有H2O与H2O2，在一定条件下均可分解。

（1）已知：

化学键

断开1mol化学键所需的能量（kJ）

H—H

436

O—H

463

O=O

498

①H2O的电子式是。

②H2O（g）分解的热化学方程式是。

③11.2L（标准状况）的H2完全燃烧，生成气态水，放出kJ的热量。

（2）某同学以H2O2分解为例，探究浓度与溶液酸碱性对反应速率的影响。

常温下，按照如表所示的方案完成实验。

实验编号

反应物

催化剂

a

50mL5%H2O2溶液

1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液

b

50mL5%H2O2溶液

少量浓盐酸

1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液

c

50mL5%H2O2溶液

少量浓NaOH溶液

1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液

d

50mL5%H2O2溶液

MnO2

①测得实验a、b、c中生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。

图1图2

由该图能够得出的实验结论是____。

②测得实验d在标准状况下放出氧气的体积随时间变化的关系如图2所示。

解释反应速率变化的原因：

。

3．以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO2加氢制取乙醇的反应：

2CO2（g）+6H2（g）

CH3CH2OH（g）+3H2O（g）－Q（Q＞0）

在密闭容器中，按H2与CO2的物质的量之比为3:

1进行投料，在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数（y%）如下图所示。

完成下列填空：

（1）表示CH3CH2OH体积分数曲线的是_______（选填序号）

（2）在一定温度下反应达到平衡的标志是_______（选填编号）

a．平衡常数K不再增大b．CO2的转化率不再增大

c．混合气体的平均相对分子质量不再改变　d．反应物不再转化为生成物

（3）其他条件恒定，如果想提高CO2的反应速率，可以采取的反应条件是_______（选填编号）；达到平衡后，能提高H2转化率的操作是_______（选填编号）a．降低温度b．充入更多的H2c．移去乙醇d．增大容器体积

（4）图中曲线II和III的交点a对应的体积分数ya=_______%

4．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），在恒定温度下使其达到分解平衡：

NH2COONH4（s）

2NH3（g）＋CO2（g）△H=akJ/mol

实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃

15．0

20．0

25．0

30．0

35．0

平衡总压强/kPa

5．7

8．3

12．0

17．1

24．0

平衡气体总浓度/mol·L－1

2．4×10－3

3．4×10－3

4．8×10－3

6．8×10－3

9．4×10－3

①取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个100L的密闭真空容器中，在25．0℃达到分解平衡。

则反应热（填“吸”或“放”）kJ/mol（用含a字母表示）。

若将温度降到15．0℃，再次达平衡后氨基甲酸铵固体改变g

②根据表中数据，列式计算25．0℃时的分解平衡常数：

．

5．在1.0L密闭容器中放入0.10molA（g），在一定温度进行如下反应应：

A（g）

B（g）+C（g）△H=+85.1kJ·mol-1

反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表：

时间t/h

0

1

2

4

8

16

20

25

30

总压强p/100kPa

4.91

5.58

6.32

7.31

8.54

9.50

9.52

9.53

9.53

回答下列问题:

（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为。

（2）由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α（A）的表达式为。

平衡时A的转化率为，列式并计算反应的平衡常数K。

（3）①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A），

n总=mol，n（A）=mol。

②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a=

反应时间t/h

0

4

8

16

c（A）/（mol·L-1）

0.10

a

0.026

0.0065

分析该反应中反应反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（△t）的规律，得出的结论是，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c（A）为mol·L-1

6．Ⅰ．恒温，容积为1L恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示（已知：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）ΔH＝－196.6kJ·mol－1），请回答下列问题：

（1）写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：

______________________。

（2）ΔH2＝__________kJ·mol－1。

Ⅱ.工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：

CH3COOH（l）＋C2H5OH（l）

CH3COOC2H5（l）＋H2O（l）ΔH＝－8.62kJ·mol－1

已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78℃和77℃。

在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。

（1）该研究小组的实验目的是___________________________________。

（2）60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率________后者（填“小于”、“等于”或“大于”）。

（3）如图所示，反应时间为40min、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是_________________________________（写出两条）。

Ⅲ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。

已知：

CO（g）＋H2O（g）

H2（g）＋CO2（g）平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

试回答下列问题：

（1）在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有________（选填“A、B、C、D、E”）。

n（CO）

n（H2O）

n（H2）

n（CO2）

A

1

5

2

3

B

2

2

1

1

C

3

3

0

0

D

0.5

2

1

1

E

3

1

2

1

（2）已知在一定温度下，C（s）＋CO2（g）

2CO（g）平衡常数为K；

①C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）平衡常数为K1；

②CO（g）＋H2O（g）

H2（g）＋CO2（g）平衡常数为K2；

则K、K1、K2之间的关系是______________________________________。

7．

（1）已知：

2NO2（g）

N2O4（g）；△H＜0。

在恒温恒容条件下，将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。

①a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是。

②前10min内用NＯ2表示的化学反应速率v（NＯ2）＝mol·L-1·min-1。

反应在第一个平衡点的平衡常数K

（1）＝（可用分数表示）。

反应在第二个平衡点的平衡常数K

（2）与第一个平衡点的平衡常数K

（1）的关系：

K

（2）K

（1）（填“＞”、“＝”或“＜”）。

③请在右图坐标中画出1molN2O4通入2L的密闭容器中反应发生过程中的能量变化示意图，并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式。

（2）右图中a、b、c、d分别代表氧族元素（ⅥA族）：

Te（碲）、Se（硒）、S、Ｏ氢化物的反应热的数据示意图。

试回答下列问题：

①请你归纳：

非金属元素氢化物的稳定性与形成氢化物的反应热△H的关系。

②写出硒化氢发生分解反应的热化学反应方程式：

。

8．在一固定容积为2L的密闭容器内加入0．2mol的N2和0．6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）＋Q（Q＞0）,

（1）该反应所用的催化剂是（填写名称）

该反应450℃的平衡常数500℃时的平衡常数（填“>”、“<”或“=”）。

（2）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是

A．3V正（H2）＝2V逆（NH3）B．容器中气体的平均分子量不随时间而变化

C．容器中气体的密度不随时间而变化D．容器中气体的分子总数不随时间而变化

（3）如上述反应若第5分钟时达到平衡，测得NH3的物质的量为0．2mol计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v（N2）为______________mol/（L▪min）。

（4）下列研究目的和示意图相符的是。

A

B

C

D

研究目的

压强对反应的影响（P1>P2）

温度对反应的影响

平衡体系增加N2对反应的影响

催化剂对反应的影响

图示

9．CO2的固定和利用在降低温室气体排放中具有重要作用，从CO2加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力，还是其综合利用的一条新途径。

CO2和H2在催化剂作用下能发生反应CO2＋3H2

CH3OH＋H2O，测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。

请回答下列问题：

（1）提高甲醇产率的措施是。

（2）分析图中数据可知，在220℃、5MPa时，CO2的转化率为，再将温度降低至

140℃，压强减小至2MPa，化学反应速率将（填“增大、减小或不变“下同），CO2的转化率将。

（3）200℃时，将0.100molCO2和0.275molH2充入1L密闭容器中，在催化剂作用下反应达到平衡。

若CO2的转化率为25%，则此温度下该反应的平衡常数K＝。

（要求写出算式和计算结果）

（4）已知已知：

CO的燃烧热△H＝－283.0KJ/mol、2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝－483.6KJ/mol、

CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g）△H＝－90.1KJ/mol，写出CO2与H2合成甲醇的热化学方程式。

10．氨在国民经济中占有重要地位。

（1）合成氨工业中，合成塔中每产生2molNH3，放出92.2kJ热量。

①工业合成氨的热化学方程式是。

②若起始时向容器内放入2molN2和6molH2，达平衡后放出的热量为Q，则Q（填“>”、“<”或“=”）_______184.4kJ。

③已知：

1molN-H键断裂吸收的能量约等于kJ。

（2）工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]，反应的化学方程式为2NH3（g）+CO2（g）

CO（NH2）2（l）+H2O（l），该反应的平衡常数和温度关系如下：

T/℃

165

175

185

195

K

111.9

74.1

50.6

34.8

①焓变ΔH（填“>”、“<”或“=”）_______0。

（3）已知：

①N2（g）＋O2（g）=2NO（g）ΔH1＝＋180kJ·mol－1

②N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）ΔH2＝－92.4kJ·mol－1

③2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）ΔH3＝－483.6kJ·mol－1

氨的催化氧化反应的热化学方程式为

11．已知A（g）+B（g）

2C（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/℃

700

800

830

1000

1200

平衡常数

1．70

1．10

1．00

0．60

0．40

回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式K=______，△H_____0（填“＜”“＞”“=”）；

（2）容积固定，判断该反应是否达到平衡的依据为（填正确选项前的字母）：

a．气体的密度不随时间改变b．c（A）不随时间改变

c．混合气体平均相对分子质量不随时间改变d．压强不随时间改变

（3）1200℃时反应2C（g）

A（g）+B（g）的平衡常数的值为。

（4）830℃时，向一个10．00L的密闭容器中充入0．40mol的A和1．60mol的B，如果反应初始2s内生成C的物质的量为0．40mol，则2s内A的平均反应速率v（A）=____mol·L-1·s-1；2s时c（B）=____mol·L-1；2s时A的转化率为____；2s时C的体积分数为____。

12．在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：

A（g）B（g）+C（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：

toC

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

回答下列问题：

（1）该反应化学平衡常数的表达式：

K=。

（2）在下图中用实线画出该反应的能量变化曲线，同时在此基础上用虚线画出加入催化剂后的能量变化曲线。

（3）一定温度和体积下，下列说法中能说明该反应达平衡状态的是。

①容器内压强不变②混合气体中c（C）不变③混合气体的密度不变④v（A）=v（B）

⑤化学平衡常数K不变⑥混合气体平均式量不变

（4）反应时间（t）与容器内气体A的浓度数据见下表

时间t/min

0

1

2

4

8

16

20

C（A）/（mol·L－1）

10.4

8.6

7.5

6.6

5.9

5.5

5.5

回答下列问题：

①2～4min内，B的平均速率为。

②反应达平衡时，A的转化率为。

③欲提高A韵平衡转化率，可以采取的措施有。

13．

（1）请完成该反应的离子方程式：

C+MnO4-+H+—CO2↑+Mn2++H2O

（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中。

进行反应CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）得到如下两组数据：

实验编号

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

①实验1从开始到达到化学平衡时，以v（CO2）表示的反应速率为。

（精确到0.01）

②该反应为（填“吸”或“放”）热反应，实验2中达平衡时CO的转化率为。

（3）在容积可变的密闭容器中发生反应：

mA（g）+nB（g）

pC（g）,在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表

压强p/Pa

2×105

5×105

1×106

c（A）/mol·L-1

0.08

0.20

0.44

①当压强从2×105Pa增加到5×105Pa时，平衡移动（填：

向左，向右，不）

②当压强从5×105Pa增加到1×106Pa时，该反应平衡常数表达式为K=。

⑷在25℃下，向浓度为0.1mol·L-1的FeCl3溶液中逐滴加入氨水，调节溶液pH为5时，溶液中c（Fe3+）为mol/L。

（已知25℃时Ksp[Fe（OH）3]=4×10-38）

14．为实现“节能减排”和“低碳经济”的一项课题是如何将CO2转化为可利用资源。

（1）25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇（CH3OH）完全燃烧，当恢复到原状态时，放出热量363.3kJ，该反应的热化学方程式为。

（2）目前，工业上常用CO2来生产燃料甲醇。

现进行如下实验：

在体积为lL的密闭恒容容器中，充入lmolCO2和3molH2，一定条件下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＝－49.0kJ/mol。

测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

①该反应的平衡常数表达式K＝；

②从反应开始到平衡时，CH3OH的平均反应速率v（CH3OH）＝（注明单位）；H2的转化率＝；

③下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是

A．每消耗1molCO2的同时生成1molCH3OHB．CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比为1∶3∶1∶1

C．容器中气体的压强不再改变D．容器中气体的密度不再改变

④下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是

A．升高温度B．将CH3OH（g）从体系中分离

C．使用高效催化剂D．恒温恒容再充入1molCO2和3molH2

15．已知2A2（g）+B2（g）

2C（g）；△H=-akJ/mol（a＞0），在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2，在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为wmol/L，放出热量bkJ。

请回答下列问题：

（1）比较a______b（填＞、＝、＜）

（2）此反应的平衡常数表达式为______________________；若将反应温度升高到700℃，反应的平衡常数将_____________（增大、减小或不变）。

（3）若在原来的容器中，只加入2molC，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量ckJ，a、b、c之间满足何种关系__________________（用代数式表示）。

（4）能说明该反应已经达到平衡状态的是（填序号，有一个或多个选项符合题意，下同）。

a、v（C）=2v（B2）b、容器内气体压强保持不变

c、v逆（A2）＝2v正（B2）d、容器内的气体密度保持不变

（5）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_____________。

a、及时分离出C气体b、适当升高温度

c、增大B2的浓度d、选择高效的催化剂

（6）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2molA2和1molB2，500℃时充分反应达平衡后，放出热量dkJ，则d_________b（填＞、＝、＜）。

16．在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）△H＜0。

反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：

根据图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v（NH3）=。

⑵下列描述中能说明上述反应已达平衡的是。

A．3v正（H2）＝2v逆（NH3）B．容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化

C．容器中气体的密度不随时间而变化D．容器中气体的分子总数不随时间而变化

⑶第5分钟末，保持恒温恒压，若继续通入0.2mol的N2和0.6mol的H2，平衡移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）。

17．汽车尾气已成为重要的空气污染物。

（1）汽车内燃机工作时引起反应：

N2（g）+O2（g）

2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

T℃时，向5L密闭容器中充入8molN2和9molO2，5min后达平衡时NO物质的量为6mol，计算该条件下的平衡常数（写出计算过程）。

（2）H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的：

①已知：

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol

则H2（g）与NO（g）反应生成N2（g）和H2O（l）的热化学方程式为。

②当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。

右图是反应：

2NO（g）+2CO（g）

2CO2（g）+N2（g）中NO的浓度随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线，据此判断该反应的△H0（填“＞”、“＜”或“无法确定”）。

若催化剂的表面积S1＞S2，在图中画出NO的浓度在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线，并注明条件。

18．研究NOx（氮的氧化物）SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。

（1）下图是

反应过程中能量示意图。

该反应的焓变

（2）一定条件下，通过

可以实现燃煤烟气中硫的回收。

某研究小组向2L某密闭的真空容器（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）中通入CO和SO2，10分钟后测得容器CO2的物质的量为0.9mol。

①求以v（CO2）表示的反应速率为。

②该反应的平衡常数的表达式为：

K=。

③若想加快正反应速率的同时提高SO2的转化率，可以采用的方法是。

（3）工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO2的混合物为例）。

已知：

NO不能与Na2CO3溶液反应。

若用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO2的体积比为。

19．SO2和NOx在化学工业上有重要用途，也是大气污染的主要来源，开发和利用并重，预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。

（1）在接触法制硫酸的过程中，发生2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）△H＜0反应，某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如下图所示，根据图示回答下列问题：

①平衡状