第7章化学反应速率和化学平衡质量检测.docx
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第7章化学反应速率和化学平衡质量检测
第七章化学反应速率和化学平衡
（时间90分钟，满分100分）
一、选择题（本题包括16个小题，每小题3分，共48分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．NH4HCO3（s）===NH3（g）＋H2O（g）＋CO2（g） ΔH＝＋185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
解析：
ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔG＜0，任何温度下反应都能自发进行，A错误，B正确；用焓变和熵变判断反应的自发性，都有例外，故都不能单独作为反应自发性的判据，而应用复合判据，C错误；使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向，D错误．
答案：
B
2．（2009·青岛质检）反应2SO2＋O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/（L·s），则这段时间为（ ）
A．0.1s B．2.5s
C．5sD．10s
解析：
因为SO3的浓度增加了0.4mol/L，所以O2的浓度减少了0.2mol/L，因为在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/（L·s），所以反应所需时间为5s.
答案：
C
3．（2010·杭州模拟）等物质的量的X（g）与Y（g）在密闭容器中进行可逆反应：
X（g）＋Y（g）2Z（g）＋W（s） ΔH＜0，下列叙述正确的是（ ）
A．平衡常数K值越大，X的转化率越大
B．达到平衡时，反应速率v正（X）＝2v逆（Z）
C．达到平衡后，降低温度，正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数
D．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动
解析：
平衡常数K值越大，反应向正反应进行的程度越大，X的转化率越大，A项正确．达平衡时2v正（X）＝v逆（Z），B项错误．达平衡后降低温度，正逆反应速率均减小，又因平衡向正反应方向移动，所以正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数，C项错误．增大压强平衡不移动，升高温度平衡逆向移动，D项错误．
答案：
A
4．已知：
X（g）＋Y（g）3Z（g），X与Y在有催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图实线所示，在无催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图虚线所示，则相应的图示正确的是（ ）
解析：
催化剂能够增大化学反应速率，可以排除A、C；催化剂不能改变化学平衡，可以排除C、D.
答案：
B
5．（2010·烟台诊断测试）在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4时刻测得各物质的浓度如下表．据此判断下列结论正确的是（ ）
测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c（A）/（mol/L）
6
3
2
2
c（B）/（mol/L）
5
3.5
3
3
c（C）/（mol/L）
1
2.5
3
3
A．在t3时刻反应已经停止
B．A的转化率比B的转化率低
C．在容器中发生的反应为：
2A＋B2C
D．在t2～t3内A的平均反应速率为：
[1/（t3－t2）]mol/（L·s）
解析：
从表中数据可以看出，反应没有进行到底，所以这是一个可逆反应，反应方程式为2A＋BC，t3时刻达到了平衡而不是反应终止，A、C错误；达到平衡时，A转化了2/3而B转化了2/5，B错误．
答案：
D
6．（2009·天津高考）人体血液内的血红蛋白（Hb）易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力．CO吸入肺中发生反应：
CO＋HbO2O2＋HbCO,37℃时，该反应的平衡常数K＝220.HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损．据此，下列结论错误的是（ ）
A．CO与HbO2反应的平衡常数
K＝
B．人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少
C．当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损
D．把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动
解析：
由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K＝
；由平衡移动原理可知吸入CO越多，平衡向右移动，与血红蛋白结合的O2越少，把病人放入高压氧仓中，则平衡向左移动，释放出CO，故可解毒，A、B、D均正确．C项，由平衡常数表达式可知，人智力受损时：
220＝
×0.02，即
＝
，故C项错误．
答案：
C
7．（2010·滨州模拟）将1mol一氧化碳和1mol水蒸气放入一固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），在一定温度下，反应达到平衡后，得到0.6mol二氧化碳，再加入2mol水蒸气并在相同条件下达到新平衡后，下列叙述正确的是（ ）
A．一氧化碳的转化率提高，水蒸气的转化率降低
B．反应物的转化率都提高
C．平衡向正反应方向移动，达到新的平衡时二氧化碳的体积分数增大
D．平衡向正反应方向移动，二氧化碳的物质的量将大于1mol但小于2mol
解析：
再加入水蒸气后，水蒸气反应的量增大了，但转化率却降低了，B错误．加入水蒸气前，φ（CO2）＝
＝0.3，加入水蒸气后φ（CO2）＜
＝0.25＜0.3，C错误；若CO完全转化，即最高生成CO21mol，D错误．
答案：
A
质
物质
8．在相同温度和压强下，对反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表
实验
的
物
CO2
H2
CO
H2O
甲
amol
amol
0mol
0mol
乙
2amol
amol
0mol
0mol
丙
0mol
0mol
amol
amol
丁
amol
0mol
amol
amol
上述四种情况达到平衡后，n（CO）的大小顺序是（ ）
A．乙＝丁＞丙＝甲B．乙＞丁＞甲＞丙
C．丁＞乙＞丙＝甲D．丁＞丙＞乙＞甲
解析：
根据可逆反应的特征，甲和丙，乙和丁分别为相同的平衡状态，达到平衡后n（CO）相同；甲和乙相比较，乙中增加了CO2的物质的量，平衡正向移动，n（CO）增加，所以乙＝丁＞丙＝甲．
答案：
A
9．（2009·重庆高考）各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是（ ）
解析：
A项，加入CH3COONa，使CH3COOH的电离平衡逆向移动，c（H＋）减小，pH增大；B项，加入KCl，对平衡没有影响，c（Fe3＋）不变；C项，加入Ar气，在恒温、恒压下，体积增大，平衡左移，H2转化率减小，D项，所给反应是吸热反应，升高温度，平衡右移，反应物转化率增大，正确．
答案：
D
10．（2009·北京高考）已知：
H2（g）＋I2（g）2HI（g） ΔH<0.有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，相同温度下分别达到平衡．欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是
（ ）
A．甲、乙提高相同温度
B．甲中加入0.1molHe，乙不变
C．甲降低温度，乙不变
D．甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2
解析：
0.2molHI相当于H2、I2各0.1mol，所以甲、乙两容器中在题述情况下达到的平衡是等效的．A项，甲、乙提高相同温度，仍等效；B项，甲中加入0.1molHe对反应无影响；C项，甲降低温度，平衡右移，HI的浓度增大；D项，甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2，平衡都向右移动，HI的浓度都增大，具体结果不能确定．
答案：
C
11．（2009·山东高考）2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g）是制备硫酸的重要反应．下列叙述正确的是（ ）
A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在t1、t2时刻，SO3（g）的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3（g）生成的平均速率为v＝
解析：
A项，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，A项错误；B项，在恒容的条件下，通入惰性气体，压强增大，但各物质的浓度不变，则反应速率不变，故B项错误；C项，降低温度，反应速率也降低，反应达到平衡的时间就长，故C项错误．
答案：
D
12．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：
X＋2Y
2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于（ ）
A．33%B．40%
C．50%D．65%
解析：
由题意可取X和Y各1mol，设X的转化量为amol
X ＋ 2Y
2Z
起始：
1mol1mol0
转化：
amol2amol2amol
平衡：
（1－a）mol（1－2a）mol2amol
到达平衡后，反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，即[（1－a）mol＋（1－2a）mol]∶2amol＝3∶2，解得a＝1/3.则Y的转化率＝2amol/1mol＝2/3，最接近65%.
答案：
D
13．某温度下，反应H2（g）＋I2（g）
2HI（g）的正反应为放热反应，在带有活塞的密闭容器中达到平衡．下列说法中正确的是（ ）
A．体积不变，升温，正反应速率减小
B．温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率增大
C．温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深
D．体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率将增大
解析：
升高温度，正反应、逆反应速率都增大；该反应属于反应前后气体体积不变的反应，压缩体积，平衡不移动，但其中物质的浓度增大，因为I2（g）的存在，颜色加深；温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率不变．
答案：
C
14．（2010·徐州模拟）在容积为2L的密闭容器中，有反应：
mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋qD（g），经过5min达到平衡，此时，各物质的变化为A减少了amol/L，B的平均反应速率vB＝a/15mol/（L·min），C增加了2a/3mol/L，这时，若增加系统压强，发现A与C的百分含量不变，则m∶n∶p∶q为（ ）
A．3∶1∶2∶2 B．1∶3∶2∶2
C．1∶3∶2∶1D．1∶1∶1∶1
解析：
因为5min内vB＝a/15mol/（L·min），C增加了2a/3mol/L，所以vC＝2a/15mol/（L·min），即n∶p＝1∶2，符合这一关系的只有A.
答案：
A
15．（2010·蚌埠模拟）一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如右图．下列叙述中正确的是（ ）
A．反应的化学方程式为5YX
B．t1时，Y的浓度是X浓度的1.5倍
C．t2时，正、逆反应速率相等
D．t3时，逆反应速率大于正反应速率
解析：
反应开始时Y为10mol，X为2mol，达到平衡时Y减少了7mol，X增多了3mol，因此反应方程式是7Y
3X，A不正确；t1时，Y为6mol、X为4mol，其物质的量比为3∶2，即Y的浓度是X浓度的1.5倍，B正确．从图象可以看出，t2时刻X、Y两物质的物质的量相等，而不是反应速率相等，C不正确；t3时，反应达到平衡状态，所以正反应速率等于逆反应速率，D不正确．
答案：
B
16．（2009·靖江模拟）常温常压下，在带有相同质量活塞的容积相等的甲、乙两容器里，分别充有二氧化氮和空气，现分别进行下列两实验：
（N2O4
2NO2 ΔH＞0）
（a）将两容器置于沸水中加热
（b）在活塞上都加2kg的砝码
在以上两情况下，甲和乙容器的体积大小的比较，正确的是（ ）
A．（a）甲＞乙，（b）甲＞乙 B．（a）甲＞乙，（b）甲＝乙
C．（a）甲＜乙，（b）甲＞乙D．（a）甲＞乙，（b）甲＜乙
解析：
将两容器置于沸水中加热时，甲容器中平衡正向移动，使容器中气体的物质的量增大，所以容器的体积甲＞乙；在活塞上都加2kg的砝码时，甲容器中平衡逆向移动，使容器中气体的物质的量减小，所以容器的体积甲＜乙．
答案：
D
二、非选择题（本题包括6个小题，共52分）
17．（8分）在锌与盐酸反应的实验中，一个学生得到的结果如下表所示：
锌的质量/g
锌的形状
温度/℃
完全溶于水的时间/s
A
2
薄片
5
400
B
2
薄片
15
200
C
2
薄片
25
100
D
2
薄片
35
t1
E
2
细小颗粒
15
t2
F
2
粉末
15
t3
G
2
薄片（含少量杂质Cu）
35
t4
（1）t1＝________s，画出以时间对温度的曲线图（纵轴表示时间，横轴表示温度）．
（2）利用所画的曲线图，总结并得出的关于温度影响反应速率的结论是_____________________________________________________．
（3）t1________t4（填“＞”或“＜”），原因是________________________________
________________________.
t2________t3（填“＞”或“＜”），原因是_______________________________
__________________________.
（4）单位时间内消耗锌的质量mB、mE、mF从大到小的顺序为___________．
解析：
解答该题要认真分析表中数据．由A、B、C总结规律，推出t1＝50s，根据A、B、C、D四组实验的数据可画出温度—时间图．通过对图象的分析总结温度对反应速率的影响，找出规律．D、G组实验相比较，G中可形成铜—锌原电池，加快反应速率；E、F组实验相比较，F中锌的表面积大，速率快；B、E、F组相比较，粉末状的Zn反应速率最快，薄片状的Zn反应速率最慢，故单位时间内消耗锌的质量为mF＞mE＞mB.
答案：
（1）50
如图所示：
（2）温度每升高10℃，反应速率加快到原来的2倍
（3）＞ G组中可形成Cu—Zn原电池，反应速率加快
＞ F组中锌为粉末状，表面积较大，反应速率加快
（4）mF＞mE＞mB
18．（9分）在100℃时，将0.100mol的四氧化二氮气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据：
时间（s）
0
20
40
60
80
c（N2O4）/mol/L
0.100
c1
0.050
c3
c4
c（NO2）/mol/L
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
（1）该反应的平衡常数表达式为______________________；从表中数据分析：
c1________c2；c3________c4（填“＞”、“＜”或“＝”）．
（2）在下图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线．
（3）在上述条件下，从反应开始至达到化学平衡时，四氧化二氮的平均反应速率为________mol/（L·s）．
（4）达平衡后下列条件的改变可使NO2气体浓度增大的是________．
A．增大容器的容积B．再充入一定量的N2O4
C．分离出一定量的NO2D．再充入一定量的He
（5）若起始时充入NO2气体0.080mol，则达到平衡时NO2气体的转化率为________．
解析：
（1）该反应的化学方程式为N2O4（g）
2NO2（g），其平衡常数表达式为K＝
；由表中数据可求得c1＝0.070mol/L，c2＝0.100mol/L，c1＜c2，反应至60s时已达到化学平衡状态，因此c3＝c4.
（3）由表中信息得从反应开始至达到化学平衡时NO2的反应速率为
＝0.002mol/（L·s），v（N2O4）＝v（NO2）/2＝0.001mol/（L·s）．
（4）增大容器的容积不管平衡如何移动，反应物和生成物的浓度均减小，A错误．平衡后再充入一定量的N2O4，平衡正向移动，NO2的浓度增大，B正确．分离出一定量的NO2，虽然平衡正向移动，但NO2气体的浓度减小，C错误．在容器容积不变的情况下再充入稀有气体He，反应物和生成物的浓度均不变，化学平衡不移动，NO2气体的浓度不变，D错误．
（5）在题设条件下反应N2O4（g）2NO2（g）的平衡常数K＝
＝
＝0.36，现充入NO2气体0.080mol，相当于0.040molN2O4，设达平衡时转化了xmol/L的N2O4，则有K＝
＝
＝0.36，解得x＝0.030，即达到平衡时混合气体中有0.060molNO2和0.010molN2O4，即NO2的转化率为25%.
答案：
（1）K＝
＜ ＝
（2）
（3）0.001 （4）B （5）25%
19．（9分）在一个温度恒定的密闭容器中，SO2和O2发生反应．已知1molSO2和足量O2完全反应，放出的热量为Q.请按要求回答下列问题．
[恒压条件下]
（1）若开始时放入1molSO2和0.5molO2，达平衡后，生成0.9molSO3，这时SO2的转化率为________．
（2）若开始时放入4molSO2和2molO2，达平衡后，生成SO3的物质的量为________，反应放出的热量为________．
[恒容条件下]
（3）若开始时放入1molSO2和0.5molO2，达平衡后，生成amolSO3，则a________0.9（填“＞”、“＜”或“＝”）．
（4）若令x、y和z分别代表初始加入SO2、O2和SO3的物质的量，要使达平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量分别与（3）中平衡时完全相同，则x、y、z必须满足的一般条件是______________________________．（用两个代数式表式，其中一个只含x、y，另一个含x、z）．
解析：
（1） 2SO2 ＋ O2
2SO3
起始（mol）10.50
转化（mol）0.90.450.9
平衡（mol）0.10.050.9
SO2转化率为90%.
（2）恒温恒压下，只要转化为相同物质后的起始投入量成比例，两者就成等效平衡，SO2转化率相同，生成SO3为4mol×90%＝3.6mol，放出热量为3.6Q.
（3）恒容条件下，由于该反应是气体体积减小的反应，所以相对于恒压条件，相当于气体体积增大，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，SO2转化率降低，则生成SO3小于0.9mol.
（4） 2SO2 ＋ O2
2SO3
10.50
起始xyz
变化z0.5zz
平衡x＋zy＋0.5z0
则x＋z＝1，y＋0.5z＝0.5，即x＝2y，x＋z＝1.
答案：
（1）90%
（2）3.6mol 3.6Q （3）＜
（4）x＝2y，x＋z＝1
20．（9分）（2009·烟台模拟）向一体积不变的密闭容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体．一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图一所示．图二为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件．已知t3～t4阶段使用了催化剂；图一中t0～t1阶段c（B）未画出．
（1）若t1＝15min，则t0～t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v（C）＝________.
（2）t4～t5阶段改变的条件为________，B的起始物质的量为________．各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：
t1～t2
t2～t3
t3～t4
t4～t5
t5～t6
K1
K2
K3
K4
K5
则K1＝________（保留两位小数），K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为________（用“＞”、“＜”或“＝”连接）．
（3）t5～t6阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，写出此温度下该反应的热化学方程式：
__________________________.
（4）在相同条件下，若起始时容器中加入amolA、bmolB和cmolC，要达到t1时刻同样的平衡，a、b、c要满足的条件为______________．
解析：
（1）利用公式求解，
v（C）＝
＝0.02mol/（L·min）．
（2）t2～t3过程是增加了一种反应物的浓度；t3～t4是加入了催化剂；t4～t5平衡没有移动，只能是减小了压强，由此推断反应前后气体的体积不变，根据速率之比等于化学方程式中各物质的计算数之比得反应方程式2A＋B3C，又可推知，Δc（B）＝0.1mol/L，B的起始浓度c（B）＝0.5mol/L，则n（B）＝c（B）·V＝0.5mol/L·2L＝1mol，K1＝
＝
＝0.84；t5～t6过程中升高温度时，正反应速率和逆反应速率都增大．所以，K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为K1＝K2＝K3＝K4＜K5，前四个过程温度不变平衡常数也不变，升温平衡右移，故而平衡常数变大．
（3）书写热化学方程式时要注意化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，ΔH也要加倍．
（4）此时的平衡和t1时刻的平衡是同一个平衡，t1时刻若是全转化为反应物，则A、B、C的物质的量分别是2.4mol、1.2mol、0mol现作同样转化
2A ＋ B
3C
开始（mol）abc
相当于（mol）a＋
cb＋
0
则a＋
c＝2.4，b＋
＝1.2.
答案：
（1）0.02mol/（L·min）
（2）减小压强 1.0mol
0．84 K1＝K2＝K3＝K4＜K5
（3）2A（g）＋B（g）
3C（g） ΔH＝＋200akJ/mol
（4）a＋2c/3＝2.4，b＋c/3＝1.2
21．（8分）（2009·全国卷Ⅱ）某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示．
（1）根据下表中数据，在下图中画出X、Y、Z的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线：
t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.20
3
0.75
0.50
0.50
5
0.65
0.30
0.70
9
0.55
0.10
0.90
10
0.55
0.10
0.90
14
0.55
0.10
0.90
（2）体系中发生反应的化学方程式是_______
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