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
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
①
②
③
④
⑤
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
Ⅰ
0.24g
HCl0.2mol/L100mL
v1
n1
Ⅱ
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