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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

第一单元化学反应速率

1.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:

4NH3(g)+3O2(g)

2N2(g)+6H2O(g)

现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()

A.v(N2)=0.125mol/(L·min)B.v(H2O)=0.375mol/(L·min)

C.v(O2)=0.225mol/(L·min)D.v(NH3)=0.250mol/(L·min)

答案C

2.(2008·广州模拟)反应N2+3H2

2NH3刚开始时,N2的浓度为3mol/L,H2的浓度为5mol/L,3min后测得NH3浓度为0.6mol/L,则此时间内,下列反应速率表示正确的是()

A.v(NH3)=0.2mol/(L·s)B.v(N2)=1.0mol/(L·min)

C.v(H2)=1.67mol/(L·min)D.v(H2)=0.3mol/(L·min)

答案D

3.(2008·广东理基,36)对于反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g),能增大正反应速率的措施是()

A.通入大量O2B.增大容器容积

C.移去部分SO3D.降低体系温度

答案A

4.(2008·连云港模拟)下列有关化学反应速率的说法中,正确的是()

A.100mL2mol/L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

答案D

5.少量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸反应,反应速率太慢。

为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的()

①加H2O②加NaOH固体③滴入几滴浓盐酸④加CH3COONa固体⑤加NaCl溶液⑥滴入几滴硫酸铜溶液⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)⑧改用10mL0.1mol/L盐酸

A.①⑥⑦B.③⑤⑧C.③⑦⑧D.⑤⑦⑧

答案C

例1

将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应

2A(g)+B(g)

2C(g)

若经2s(秒)后测得C的浓度为0.6mol/L,现有下列几种说法:

①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol/(L·s)

②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol/(L·s)

③2s时物质A的转化率为70%

④2s时物质B的浓度为0.7mol/L

其中正确的是()

A.①③B.①④C.②③D.③④

答案B

备选例题

(2008·北京理综,12)工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:

SiCl4(g)+2H2(g)

Si(s)+4HCl(g);

△H=+QkJ/mol(Q>0)

某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是()

A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率

B.若反应开始时SiCl4为1mol,则达到平衡时,吸收热量为QkJ

C.反应至4min时,若HCl浓度为0.12mol/L,则H2的反应速率为0.03mol/(L·min)

D.当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成的HCl通入100mL1mol/L的NaOH溶液中恰好反应

答案D

1.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-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是()

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N2D.降低温度同时增大压强

答案B

2.一定条件下,在体积为10L的密闭容器中,1molX和1molY进行反应:

2X(g)+Y(g)

Z(g),经60s达到平衡,生成0.3molZ,下列说法正确的是()

A.以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/(L·s)

B.将容器体积变为20L,Z的平衡浓度变为原来的

C.若增大压强,则物质Y的转化率减小

D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的ΔH>0

答案A

例2

对可逆反应X+Y

Z+W,在其他条件不变的情况下,增大压强,反应速率变化图象如图所示,则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态正确的说法为()

A.Z、W均为气体,X、Y中有一种是气体B.Z、W中有一种是气体,X、Y皆非气体

C.X、Y、Z、W皆非气体D.X、Y均为气体,Z、W中有一种为气体

答案A

3.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:

下列描述正确的是()

A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol·(L·s)-1

B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L

C.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%

D.反应的化学方程式为:

X(g)+Y(g)

Z(g)

答案C

4.(2008·上海,21)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到下图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()

组别

c(HCl)(mol/L)

温度(℃)

状态

1

2.0

25

块状

2

2.5

30

块状

3

2.5

50

块状

4

2.5

30

粉末状

A.4-3-2-1B.1-2-3-4C.3-4-2-1D.1-2-4-3

答案A

1.(2008·如皋质检)氨分解反应在容积为2L的密闭容器内进行。

已知起始时氨气的物质的量为4mol,5秒末为2.4mol,则用氨气表示该反应的速率为()

A.0.32mol/(L·s)B.0.16mol/(L·s)

C.1.6mol/(L·s)D.0.8mol/(L·s)

答案B

2.(2008·聊城模拟)反应A(g)+3B(g)

2C(g);ΔH<0,达到平衡后,将气体混合物的温度降低,下列叙述中正确的是()

A.正反应速率加大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动

B.正反应速率变小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动

C.正反应速率和逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动

D.正反应速率和逆反应速率减小,平衡向逆反应方向移动

答案C

3.(2008·保定模拟)可逆反应mA(g)+nB(l)

pC(g),改变温度(其他条件不变)、压强(其他条件不变)、对上述反应正逆反应速率的影响分别如下图所示,以下叙述正确的是()

A.m>p,正反应为放热反应B.m

C.m+n>p,正反应为放热反应D.m+n>p,正反应为吸热反应

答案A

4.在温度不变的条件下,恒定的容器中进行下列反应:

N2O4

2NO2,若N2O4的浓度由0.1mol/L降到0.07mol/L要用10s,那么N2O4的浓度从0.07mol/L降到0.04mol/L时,所用时间()

A.等于5sB.等于10sC.大于10sD.小于10s

答案C

5.取amolA和bmolB置于VL容器中,发生可逆反应:

aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),1min后,测得容器内A的浓度为xmol/L,这时B的浓度为,C的浓度为。

在这段时间内反应速率若以物质A的浓度变化来表示,应为。

答案

mol/L

-

mol/L(

-x)mol/(L·min)

6.在25℃时,向100mL含氯化氢14.6g的盐酸溶液里放入5.6g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化),反应开始至2min末收集到氢气1.12L(标况),在此之后,又经过4min铁粉全部溶解。

则:

(1)在前2min内用FeCl2表示的平均反应速率是多少?

(2)在后4min内用HCl表示的平均反应速率是多少?

(3)前2min与后4min相比,反应速率哪个较快?

为什么?

试解释原因。

答案

(1)0.25mol/(L·min)

(2)0.25mol/(L·min)

(3)前2min的反应速率快随反应的进行,溶液中c(H+)减小,速率减小

系列实验8从实验数据的加工处理中获取结论

(1)

实验设计

某化学反应2A

B+D在四种不同条件下进行。

B、D起始浓度为0。

反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:

实验序号

温度

0min

10min

20min

30min

40min

50min

60min

1

820℃

1.0

0.80

0.67

0.57

0.50

0.50

0.50

2

820℃

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

4

800℃

1.0

0.20

0.20

0.20

0.20

0.20

0.20

根据上述数据,完成下列填空:

(1)在实验1中,反应在10至20min时间内平均速率为mol·(L·min)-1。

(2)在实验2中,A的初始浓度c2=mol/L,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是。

(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3v1(填“>”“=”或“<”),且c31.0mol/L(填“<”“=”或“>”)。

(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是反应(填“吸热”或“放热”),理由是。

答案

(1)0.013

(2)1.0催化剂(3)>>(4)放热温度升高时,平衡向左移动

实验拓展

“碘钟”实验中,3I-+S2O

I

+2SO

的反应速率可以用I

与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。

某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:

实验编号

c(I-)/mol/L

0.040

0.080

0.080

0.160

0.120

c(S2O

)/mol/L

0.040

0.040

0.080

0.020

0.040

t/s

88.0

44.0

22.0

44.0

t1

回答下列问题:

(1)该实验的目的是。

(2)显色时间t1=。

(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为(填字母)。

A.<22.0sB.22.0~44.0sC.>44.0sD.数据不足,无法判断

(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是

答案

(1)研究反应物I-与S2O

的浓度对反应速率的影响

(2)29.3s(3)A

(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)

1.已知反应A(g)+3B(g)

2C(g)+D(g)在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/(L·min),则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为()

A.0.5mol/(L·min)B.1mol/(L·min)

C.2mol/(L·min)D.3mol/(L·min)

答案C

2.(2009·武汉模拟)在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)

B(g)+C(g)。

若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需20s,那么反应物浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L所需反应时间为()

A.10sB.大于10sC.小于10sD.无法判断

答案B

3.向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按正反应速率由大到小顺序排列正确的是()

甲.在500℃时,SO2和O2各10mol反应

乙.在500℃时,用V2O5作催化剂,10molSO2和5molO2反应

丙.在450℃时,8molSO2和5molO2反应

丁.在500℃时,8molSO2和5molO2反应

A.甲、乙、丙、丁B.乙、甲、丙、丁

C.乙、甲、丁、丙D.丁、丙、乙、甲

答案C

4.可逆反应A(g)+2B(g)

2C(g)ΔH>0速率图线如图所示。

导致t′时刻的速率图线变化的原因可能是()

A.增大了A的浓度

B.使用了催化剂

C.增大了压强

D.升高了温度

答案B

5.(2009·武汉模拟)CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示,下列结论不正确的是()

A.反应开始2min内平均反应速率最大

B.反应速率先增大后减小

C.反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大

D.反应在第2min到第4min内生成CO2的平均反应速率为前2min的2倍

答案A

6.在容积为2L的密闭容器中,发生如下可逆反应:

mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),经过5min达到平衡,此时A减少amol/L,B的平均反应速率为

mol/(L·min),C增加

mol/L,这时若增加系统压强,发现A与C的体积分数不变,则m∶n∶p∶q为()

A.3∶1∶2∶2B.1∶3∶2∶2

C.1∶3∶2∶1D.1∶1∶1∶1

答案A

7.如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。

在t1时刻升高温度或增大压强,速率的变化都符合示意图的反应是()

A.2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)ΔH<0

B.4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0

C.H2(g)+I2(g)

2HI(g)ΔH>0

D.2A(g)+B(g)

2C(g)ΔH>0

答案B

8.反应①1000KA

B+C②500KD

E+F它们的反应速率关系是()

A.①>②B.①<②C.①=②D.无法确定

答案D

9.反应A(g)+3B(g)

2C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率如下,其中反应速率最快的是()

A.v(D)=0.4mol·(L·s)-1B.v(C)=0.5mol·(L·s)-1

C.v(B)=0.6mol·(L·s)-1D.v(A)=0.15mol·(L·s)-1

答案B

10.(2009·江苏秋实学苑)通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行,使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。

下列各图所示的措施中,能加快化学反应速率的是()

答案C

11.(2009·赣马中学期中)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对A2(g)+3B2(g)

2AB3(g)化学平衡状态的影响,得到如图所示的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),根据如图可得出的判断结论正确的是()

A.正反应一定是放热反应B.达到平衡时A2的转化率大小为:

b>a>c

C.若T2>T1,则正反应一定是吸热反应D.b点时,平衡体系中A、B原子数之比接近1∶3

答案CD

12.在某一容积为2L的密闭容器中,A、B、C、D四种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如下图所示:

完成下列问题:

(1)该反应的化学方程式为。

(2)前2min用A的浓度变化表示的化学反应速率为。

在2min时,图像发生改变的原因是(用字母表示)。

A.增大压强B.降低温度C.加入催化剂D.增加A的物质的量

答案

(1)4A+5B

6C+4D

(2)0.1mol·L-1·min-1AC

13.在下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率?

(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸;

(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒;

(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色HgI2;

(4)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2很快产生气体;

(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体有快有慢;

(6)同样大小的石灰石分别在0.1mol/L的盐酸和1mol/L的盐酸中反应速率不同;

(7)夏天的食品易变霉,冬天就不易发生该现象。

答案

(1)光

(2)反应物的接触面积(3)在溶液中,水作溶剂,增大了接触面积(4)催化剂(5)反应物本身的性质(6)反应物的浓度(7)反应温度

14.加入0.1molMnO2粉末于50mL过氧化氢溶液(ρ=1.1g·mL-1)中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。

(1)实验时放出气体的总体积是。

(2)放出一半气体所需的时间为。

(3)反应放出

气体所需时间为。

(4)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为。

(5)解释反应速率变化的原因。

(6)计算H2O2的初始物质的量的浓度。

(7)求反应到2min时,H2O2的质量分数。

答案

(1)60mL

(2)1min(3)2min(4)D>C>B>A(5)随着反应的进行,c(H2O2)逐渐降低,反应速率逐渐变慢(6)0.107mol/L(7)0.086%

15.(2008·连云港模拟)某温度时,在3L密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。

由图中数据分析:

(1)该反应的化学方程式:

(2)反应开始至2min末,X的反应速率为;

(3)该反应是由开始反应的。

(填“正反应”、“逆反应”或“正、逆反应同时”)

答案

(1)2Z+Y

3X

(2)0.067mol/(L·min)(3)正、逆反应同时

16.在相同条件下进行Mg与HCl、CH3COOH反应的对照实验,相关数据如下:

Mg的质量

酸量

开始时反应速率

产生H2总量

0.24g

HCl0.2mol/L100mL

v1

n1

0.24g

CH3COOH0.2mol/L100mL

v2

n2

(1)试比较有关量的大小:

v1v2,n1n2(填“>”、“=”或“<”)

(2)现欲改变条件,使实验Ⅰ中v1降低,但不改变n1的值,试写出两种可行的方法。

方法Ⅰ。

方法Ⅱ。

答案

(1)>=

(2)加少量水降温或加少量CH3COONa固体

17.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:

3A(g)+B(g)

xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1mol/(L·min)。

求:

(1)此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B的物质的量;

(2)B的平均反应速率;

(3)x值是多少?

答案

(1)0.75mol/Ln(A)=n(B)=3mol

(2)0.05mol/(L·min)(3)2

第二单元化学反应的方向和限度

1.对于化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关,也与温度(T)、熵变(ΔS)有关,实验证明,化学反应的方向应由ΔH-TΔS确定,若ΔH-TΔS<0则自发进行,否则不能自发进行。

下列说法中,正确的是()

A.在温度、压力一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向

B.温度、压力一定时,放热的熵增加反应一定能自发进行

C.反应焓变是决定反应能否自发进行的惟一因素

D.固体的溶解过程只与焓变有关

答案AB

2.有A、B、C、D4个反应:

反应

A

B

C

D

ΔH/kJ·mol-1

10.5

1.80

-126

-11.7

ΔS/J·mol-1·K-1

30.0

-113.0

84.0

-105.0

则在任何温度都能自发进行的反应是;任何温度都不能自发进行的反应是;另两个反应中,在温度高于时可自发进行的反应是,在温度低于时可自发进行的反应是。

答案CB77℃A-161.6℃D

3.(2008·黄冈质检)在一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)+2B(g)

C(g)+D(g)已达到平衡状态的是()

①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体总质量⑧混合气体总体积

A.①②③④⑤⑥⑦⑧B.①③④⑤C.①②③④⑤⑦D.①③④⑤⑧

答案B

4.在一定温度、一定体积的密闭容器中,对于N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)的反应,达到平衡的标志是。

A.生成氨的速率与NH3的分解速率相等B.断开一个N≡N键的同时有6个N—H键生成

C.N2、H2、NH3百分含量不再变化D.总压强不变

E.N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2的状态F.N2、H2、NH3的浓度相等

G.N2、H2不再起反应H.v(N2)=

v(H2)

I.混合气体的密度不变J.混合气体的平均式量不变

答案ACDJ

5.一定温度下,在一个容积为1L的密闭容器中,充入1molH2(g)和1molI2(g),发生反应H2(g)+I2(g)

2HI(g),经充分反应达到平衡后,生成的HI(g)占气体体积的50%,在该温度下,在另一个容积为2L的密闭容器中充入1molHI(g)发生反应HI(g)

H2(g)+

I2(g),则下列判断正确的是()

A.后一反应的平衡常数为1B.后一反应的平衡常数为0.5

C.后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为0.25mol·L-1D.后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为0.5mol·L-1

答案B

6.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:

CO2(g)+H2

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