(一) 选择题
1、反应E+F=G在温度T1下进行,反应M+N=K在温度T2下进行,已知T1>T2,且E和F的浓度均大于M和N的浓度(其它条件均相同),则两者的反应速率 ( )
A.前者大 B.后者大 C.一样大 D.无法判断
2、 将下列四种X溶液,分别加入四个盛有10mL3 mol/L的稀硫酸的烧
杯中,加水稀释到100mL,此时,X和盐酸缓慢反应,其中反应最快的是 ( )
A.10℃ 20mL 3mol/L的X溶液 B.20℃ 30mL 2mol/L的X溶液
C.20℃ 10mL 4mol/L的X溶液 D.10℃ 10mL 2mol/L的X溶液
3、可逆反应:A+3B
2C+2D在四种不同的情况下,反应速率分别为①VA=0.15mol/(L·S)②VB=0.6mol/(L·S)③VC=0.4mol/(L·S)④VD=0.45mol/(L·S)则以上四种情况下反应速率由小到大排列正确的是
( )
A.②>④>③>① B.②>③=④>①
C.④>②=③>① D.④>③>②>①
4、
对于可逆反应N2 (g) + 3 H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态,下列关系式正确的是
( )
A.v(H2)正=3v(N2)正 B.v(H2)正=3v(N2)逆
C.2v(NH3)逆=v(N2)正 D.2v(H2)正=3v(NH3)逆
5、某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g)
2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是
( )
A.均减半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均减少1 mol
6、NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们缓慢起反应生成氮气和二氧化碳,即:
2NO+2CO
2CO2+N2,对此反应下列叙述正确的是
( )
A.使用催化剂不改变反应速率 B.降低压强,逆反应速率增大
C.升高温度能加快反应速率 D.压强对该反应无影响
|
A.0.5 mol·L-1·min-1 B.2.5 mol·L-1·min-1
C.2 mol·L-1·min-1 D.5 mol·L-1·min-1
8、反应NH4HS(s)
NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况中,平衡不能发生移动的是
( )
A.其他条件不变时,通入SO2气体 B.移走一部分NH4HS固体
C.恒容条件下,充入一定量的氮气D.压强不变时,充入一定量的氮气
9、在体积相等的密闭容器A、B中,保持温度为427 K,同时向A、B中分别加入a mol和b mol的HI气体(a>b),待反应2HI(g)
H2(g)+I2(g)达到平衡后,下列说法中正确的是
( )
A.从反应开始至平衡所需时间tA>tB B.平衡时I2的浓度c(I2)A=c(I2)B
C.平衡时I2蒸气的体积分数A%>B% D.HI的平衡分解率αA=αB
10、在一个6 L的密闭容器中放入3 L
X气体和2 L Y气体,在一定条件下发生下列反应:4X(g)+3Y(g)
2Q(g)+nR(g)当反应达平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增大5%,X的浓度减小
,则该反应式中n的值为
(
)
A.3 B.4 C.5 D.6
11、在某容积一定的密闭容器中,可逆反应A(g)+B(g)
xC(g)+Q符合图(Ⅰ)所示的关系,则由此推断图象(Ⅱ)的正确说法是
( )
![]()
A.p3>p4 y轴表示A的转化率 B.p3<p4 y轴表示B的百分含量
C.p3>p4 y轴表示混合气体的密度 D.p3>p4 y轴表示混合气体的平均摩尔质量
12、已知可逆反应:H2(g)+I2(g)
2HI(g)在一定温度下达到平衡,平衡时各平衡浓度间存在
为一常数,若某温度时,1 L密闭容器中充入H2和I2的物质的量各0.5 mol,平衡时生成的HI为0.8
mol,如果其他条件不变,再充入2 mol H2和2 mol I2蒸气,则达到新平衡时生成HI的物质的量为
( )
A.0.8 mol B.4 mol C.3.2 mol D.2.4 mol
13、(06江苏)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量):
![]()
![]()
根据以上规律判断,下列结论正确的是
A.反应Ⅰ:△H>0,P2>P1
B.反应Ⅱ:△H<0,T1>T2
C.反应Ⅲ:△H>0,T2>T1;或△H<0,T2<T1
D.反应Ⅳ:△H<0,T2>T1
14、(07江苏)一定温度下可逆反应:A(s)+2B(g)
2C(g)+D(g);△H<0。现将1mol A和2molB加入甲容器中,
将4 molC和2 mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达
到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。下列说法正确的是
A.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1molA和2molB,达到新的平衡后,甲中C的浓度
是乙中C的浓度的2倍
B.保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均增人
C.保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体积分数
是甲中C的体积分数的2倍
D.保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中反应速
率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)
15、
(07福建理综)下图是在恒温密闭容器中进行的某化学反应的反应速率随时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相不符的是
A、反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B、该反应达到平衡态I后,增大反应物的浓度,平衡发生移动,达到平衡态II
C、该反应达到平衡态I以后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态II
D、同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等。
例1、100 mL 6 mol·L-1的硫酸与过量的锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应速率,但又不影响生成气体的总量,可向反应物中加入适量的 ( )
A.硫酸钠(固体) B.水 C.硫酸钾溶液 D.硫酸铵(固体)
答案:BC
[解析]A选项中Na2CO3固体虽然能减小c(H+),但使H+的物质的量减少,进而影响了氢气的总量。D选项,硫酸铵固体不但不会减小c(H+),反而能使H+的量增大,影响氢气的量。B、C两个选项,实质都是用水把盐酸稀释了,但没有影响氢气的总量,因而正确选项为B、C。
[答案]B、C
[点评]本题主要考查浓度对化学反应速率的影响,主要分两个层次:一是减缓反应速率,二是又不影响产生气体的总量,从反应的离子方程式:Zn+2H+=Zn2++H2↑的实质上看,可采取的措施只能是减少c(H+)。
例2、反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在两升密闭容器中进行1分钟后,NH3减少了0.12 mol,则平均每秒钟浓度变化正确的是 ( )
A.NO:0.001 mol·L-1 B.H2O:0.002 mol·L-1
C.NH3:0.002 mol·L-1 D.O2:0.00125 mol·L-1
[解析]v(NH3)=
=
=0.001 mol·L-1·s-1
又因:υ(NH3)∶υ(O2)∶υ(NO)∶υ(H2O)=4∶5∶4∶6不难得出:
v(O2)=
v(NH3)=0.00125 mol·L-1·s-1
v(NO)=v(NH3)=0.001 mol·L-1·s-1
v(H2O)=
v(NH3)=0.0015 mol·L-1·s-1
[答案]AD
[点评]本题是考查学生对化学反应速率概念的理解情况。本题让求每秒钟浓度变化,其实质就是求反应速率。
例3、 某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。
![]()
(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、5minZ的平均反应速率为 、 ;
(3)5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率 (大、小、相等)。
[解析] 回答第一个问题,首先要根据X、Y的物质的量的减少,Z的物质的量增加,分析出X、Y是反应物,Z是生成物,再根据2分钟内或5分钟内物质的量的变化之比等于化学计量数之比,确定X、Y、Z的化学计量数。
第二个问题则先分别求出2min内和5min内Z的浓度变化,然后根据公式求出反应速率。
第三个问题要注意到从5min开始,反应达到平衡,反应速率不变。
(1)由X、Y的物质的量的减少,Z的物质的量增加,说明X、Y是反应物,Z是生成物, 5分钟内X、Y、Z物质的量的变化之比=化学计量数之比=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2,所以,该反应的化学方程式为:
3X+Y
2Z
(2)反应开始至2min,△n(Z)=0.2mol,
△c(Z)=0.2mol/2L=0.1 mol·L-1,
v(Z)=0.1 mol·L-1/2min=0.05 mol/(L·min)
5min 时,△n(Z)=0.4mol,
△c(Z)=0.4mol/2L=0.2 mol/L
v(Z)=0.2 mol·L-1/5min=0.04 mol/(L·min)
(3)5min时,反应达到了平衡,各物质的反应速率不再改变,故5min后Z的生成速率与5min末Z的生成速率相等。
[答案](1)3X+Y
2Z (2)0.05 mol/(L·min),0.04 mol/(L·min) (3)相等
[点评]解图象题时要注意挖掘隐藏在图象中的条件。
例4、二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45 s时,达到平衡(此时NO2的浓度约为0.0125 mol·L-1)。下图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25 s内的反应进程。
![]()
(1)请计算前20 s内氧气的平均生成速率;
(2)若反应延续到70 s,请在图中用实线画出25 s至70 s的反应进程曲线。
(3)若反应开始时加入催化剂(其他条件不变),请在图上用虚线画出加入催化剂后的反应进程曲线。
[解析](1)v(O2)=
v(NO2)=
×
=5.5×10-4mol·L-1·s-1
(2)因为45 s时达平衡,此时NO2的浓度为0.0125 mol·L-1,在图中45 s处画出纵坐标0.0125 mol·L-1,因平衡后各自的浓度将不再变化,在70 s处,再画出纵坐标为0.0125 mol·L-1的点,把纵坐标为0.016 mol·L-1(20 s时)、0.0125 mol·L-1(45 s时)及0.0125 mol·L-1(70 s时)三个点相连即得如上图所示的曲线。
(3)催化剂能同等程度地改变正逆反应速率缩短了化学反应达平衡的时间,但不会改变化学平衡状态,平衡时间前移,但NO2的平衡浓度仍保持0.0125 mol·L-1,从而得出如上图虚线部分的曲线示意图。
[答案](1)5.5×10-4mol·L-1·s-1
( 2)如下图
(3)如下图虚线部分
二氧化碳的浓度与时间的关系
![]()
[点评]本题考查了学生对化学反应速率的掌握以及平衡时速率特点和催化剂对反应速率的影响,同时也考查了学生识图、绘图的能力。
例5、一定温度下,下列叙述不能作为可逆反应A(g)+3B(g) 2C (g) 达到平衡状态标志的是
( )
(1)C生成速率与C分解速率相等
(2)单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
(3)A、B、C的浓度不再变化
(4)A、B、C的压强不再变化
(5)混合气体的总压不再变化
(6)混合气体的物质的量不再变化
(7)单位时间内消耗amoA,同时生成3amolB
(8)A、B、C的分子数之比为1:3:2。
A. (2) (8) B. (1) (6) C.(2) (4) D. (3) (8)
[解析]一个可逆反应达到化学平衡状态的标志是:①v(正)=v(逆),但必须是同一物质;②反应混合物中各组分的百分含量保持不变,另外,还可以再演变出其它一些判断依据,由于该反应前后气体的物质的量发生了变化,所以,只有平衡状态时,气体的总物质的量、总体积、总压强、密度等不发生变化,这些方面也可以作为平衡状态的标志。因此,(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)达到平衡,(2)、(8)不能确定,答案为A
[答案]A
[点评] 一个可逆反应达到化学平衡状态时,v(正)=v(逆)是对同一物质或者是化学计量数相同的物质而言的,对化学计量数不同的物质就要换算成同一物质进行比较,看是否相等;对于反应前后气体体积不等的反应,还可以根据气体的总物质的量、总体积、总压强、密度不变来判断,但对于反应前后气体体积相等的反应则不行。
例6、 可逆反应mA(固)+nB(气)
eC(气)+fD(气)反应过程中,当其他条件不变时,C的体积分数j(C)在不同温度(T)和不同压强(P)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
( )
A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大
B.当平衡后,若温度升高,化学平衡向逆反应方向移动
C.化学方程式中,n>e+f
D.达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反 应方向移动
[解析] 从(1)图中应先判断出T1与T2温度的大小关系。在其他条件不变时,温度升高,反应速率变大,达到平衡时间越短。由此可知,T2>T1。从图(1)分析可知温度较高时j(C)变小,说明升高温度时,平衡向逆反应方向移动,所以该正反应是放热反应。B选项是正确的。从(2)图中,应先判断出P1与P2大小关系。在其他条件不变情况下,压强越大,达到平衡的时间就越短,由此可知P2>P1。从图中可知,压强增大时j(C)变小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是气体体积减小方向,即n<e+f,C项错误。由于使用催化剂,并不影响化学平衡的移动,A项错误。在化学平衡中,增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动。因此D项错误。
[答案] B
[点评]本题是一道图象题,考查了温度、压强、催化剂对平衡的影响。
例7、某温度时,在一个定容器中放入3L的A和1L的B,充分反应后,建立如下平衡:3A(g)+B(g)
xC(g)+yD(g) 平衡时测得混合气体中D的质量分数为n%。如果现在把0.6L的A、0.2L的B、0.8L的C和wL(w≤1.6)的D气体,在相同温度下放入相同的容器中,当反应达平衡时,测得混合气体中D的质量分数也是n%。
(1)请将x、y、w可能的组合数值填入下表(有几组就填几组)
|
组号 |
x |
y |
w |
|
① |
|
|
|
|
② |
|
|
|
|
③ |
|
|
|
|
④ |
|
|
|
|
⑤ |
|
|
|
|
⑥ |
|
|
|
(2) 若对(1)中某一平衡体系,在温度不变的情况下,设法使容器体积逐渐减小(增大压强),结果发现,平衡先向正反应方向移动,后又向逆反应方向移动。则
x= y= ;后来平衡向逆反应方向移动的原因是 。
[解析]本题是涉及到阿佛加德罗定律、等效平衡的综合性较强的化学平衡题。属较难题。
题(1):根据阿佛加德罗定律,同温同压下两种气体的体积比等于它们的物质的量比,题目中原起始加入的3LA和1LB的体积比为3∶1,其物质的量比也应为3∶1。因此,为了讨论方便,我们就可以将题中的所有体积单位L用mol来代替。
首先分析在什么情况下平衡时D的质量分数不变。
①当C和D的物质的量比恰好等于x∶y,且C和D恰好完全转化为 A和B,此时若A的总物质的量为3mol,B的总物质的量为1mol,则与原起始加入的3molA和1molB等效。反应达平衡时D的质量分数都应为n%.即等效平衡。
②当可逆反应3A(g)+B(g)
xC(g)+yD(g) 两边气态物质前计量数之和相等时,也就是
3 + 1 = x + y 。对原起始加入3molA和1molB的平衡体系,设法增大容器体积或减小容器体积(改变压强),显然平衡是不移动的。D的质量分数仍为为n%.若起始加入6molA和2molB当反应达平衡时D的质量分数为多少?同样道理,平衡时D的质量分数还是n%。这就是说,若起始只加入A、B且物质的量之比等于3∶1,达平衡时D的质量分数定是n%。
因此,只要起始加入A、B的物质的量之比等于3∶1,C、D的物质的量之比等于x∶y,反应达平衡时D的质量分数定为n%。
解答本题现在可归结为二种情况:
① 当x + y ≠ 4 时(由等效平衡讨论)
3A(g) + B(g)
xC(g) + yD(g)
3 1 x y
3-0.6 1-0.2 0.8 w
3/2.4= x/0.8 x=1 1/0.8= y/w w=0.8 y
由w=0.8 y讨论:
当 x=1 y=1 时 w=0.8
当 x=1 y=2 时 w=1.6
当 x=1 y≥3 时 w≥2.4>1.6(不合题意)
② 当x + y = 4 时
3A(g) + B(g)
xC(g) + yD(g)
x y
0.8 w
x/0.8= y/w w=0.8 y/ x
讨论:
当 x=1 y=3 时 w≥2.4>1.6(不合题意)
当 x=2 y=2 时 w=0.8
当 x=3 y=1 时 w=0.27
综上所述,题(1)的答案应为四组:
|
组号 |
x |
y |
w |
|
① |
1 |
1 |
0.8 |
|
② |
1 |
2 |
1.6 |
|
③ |
2 |
2 |
0.8 |
|
④ |
3 |
1 |
0.27 |
|
⑤ |
|
|
|
|
⑥ |
|
|
|
题(2):增大压强平衡先向正反应方向移动,说明只有题(1)答案中的组号①②符合题意。即 x=1 y=1和2。后来平衡向逆反应方向移动的原因是:由于压强的不断增大A或A和B液化(可以有如下五种情况:①A液化而B、C、D没有液化 ②A、C液化而B、D没有液化 ③A、B液化而C、D没有液化 ④A、B、D液化而C没有液化 ⑤A、B、C液化而D没有液化)。
[答案](1)
|
组号 |
x |
y |
w |
|
① |
1 |
1 |
0.8 |
|
② |
1 |
2 |
1.6 |
|
③ |
2 |
2 |
0.8 |
|
④ |
3 |
1 |
0.27 |
|
⑤ |
|
|
|
|
⑥ |
|
|
|
(2)x=1 y=1和2 由于压强的不断增大A或A和B液化
[点评]通过以上一道平衡题的解析,我们应该认识到,要使平衡混合气体中某物质的质量分数保持不变,除了要考虑到等效平衡外,还要注意到平衡不发生移动的等效因素。另外,还要能用辩证的观点去分析事物的变化,不可犯教条主义的错误。
例8、在一个容积固定的反应器中,有一个可左右移动的密闭隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应。
各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4.0 mol,D为6.5 mol,F为2.0 mol,设E为x mol,当x在一定范围内变化时,均可通过调节反应器温度,使两侧反应都达平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请填写下列空白:
![]()
(1)x=4.5,则右侧反应在起始时向 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。欲使起始反应维持向该方向进行,则x的最大取值应小于 。
(2)若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下,当反应达平衡时,A的物质的量是否相等? (填“相等”“不相等”或“不能确定”),其理由是 。
[解析]由题意可知,隔板处于中间,它反映了左右两室有一个等量关系,即物质的量相等,而左室中的反应是一个反应前后气体的物质的量不变的反应,其物质的量之和总保持12 mol不变。这就要求右室达到化学平衡时,其物质的量总和也必为12 mol,才能保证隔板处于中间位置,再根据反应的可逆特点确定x的取值范围。
(1)当x=4.5时,右室中总的物质的量为:4.5+6.5+2=13>12,要想使隔板处于中间,平衡需向正反应方向进行。
设x的最大值为a mol,D的转化量为y mol,则有:
D+ 2E
2F
平衡时 6.5-y?a-2y? ? 2+2y
依题意有:
?(6.5-y)+(a-2y)+(2+2y)=12 ①(根据隔板处于中间,左右两室物质的量相等)
?a-2y>0 ②(根据化学平衡特点,不可极限转化)
联立①②解得:a<7.0,即x的最大值应小于7.0。
[答案]1)正反应 7.0 (2)不相等 因为这两种情况是在两个不同的温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以物质的量也不同
[点评]此题难度较大,解此类题常用方法为极端假设法和不为0原则。