高考一轮复习第七章 化学反应速率和化学平衡.docx

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第七章 化学反应速率和化学平衡

第一讲 化学反应速率

一、选择题

1．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol·L－

1

。下列反应速率的表示正确的是 ( )。

A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．用B表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1

C．2 min末时的反应速率，用B表示为0.3 mol·L－1·min－1

D．在这2 min内用B表示的反应速率的值是减小的，C表示的反应速率逐渐增大

0.6 mol·L－1

解析 2 min内B的浓度减小0.6 mol·L，则v(B)＝2 min＝0.3 mol·L－

－1

1

·min－1，B项正确；由于A为固体，不可用来表示反应速率，A项错误；化

学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率，C项错误；在同一时间内无论用反应物还是用生成物表示的反应速率其变化趋势是相同的，D项错误。

答案 B

N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其

2．已知反应4CO＋2NO2

中表示反应速率最快的是( ) A．v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 B．v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1

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C．v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1

解析 转化为相同的物质进行比较，B项v(CO)＝1.4 mol·L－1·min－1，C项v(CO)＝1.6 mol·L－1·min－1，D项v(CO)＝1.1 mol·L－1·min－1，C项速率最快。 答案 C

3．反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为

( )。

①v(A)＝0.45 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.6 mol·L1·s1

－

－

③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1

下列有关反应速率的比较中正确的是 A．④>③＝②>① C．①>②>③>④

( )。

B．④<③＝②<① D．④>③>②>①

解析 若将各反应速率均化为以B表示的速率，且以mol·L－1·s－1为单位，①②③④表示的速率分别是0.022 5 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－

1

·s－1、0.675 mol·L－1·s－1，故A正确。

答案 A

4．把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中，使它们发生如下反应：3X(g)＋Y(g)===nZ(g)＋2W(g)，在5 min时已经生成0.2 mol W，若测知以Z的浓度变化表示平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是( ) A．1 C．3

B．2 D．4

0.2 mol

2 L

解析 该时间内v(W)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，v(W)∶v(Z)＝0.02

5 minmol·L－1·min－1∶0.01 mol·L－1·min－1＝2∶n，所以n＝1。 答案 A

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5．一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5Y

X

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 从图像可以看出，t2时刻X、Y两物质的物质的量相等，而不是反应速率相等，故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，故D不正确；反应开始时Y物质为10 mol，X物质为2 mol，t1时刻，X为4 mol，增加2 mol，Y为6 mol，减少4 mol故反应的化学方程式为2Y

X。

答案 B

6．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四个实验，你认为结论不正确的是 ( )。

A．将铜片放入稀硫酸中，无现象。若再向所得溶液中加入银溶液，一

段时间后，由于形成原电池，可看到有氢气生成

B．将除去氧化膜的相同大小、相同质量的镁条和铝条与相同浓度盐酸反

应，前者速率大于后者

C．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二

氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同

D．相同条件下等质量的块状和粉末状大理石与相同浓度盐酸反应时，粉末

状的反应速率快

解析 加入银溶液，铜与其置换出的银形成原电池，铜为负极，失去电子，正极发生还原反应，析出银单质，没有氢气生成，A项错误；由于镁比铝活泼，在相同条件下，镁条与盐酸反应比铝条要快，B项正确；在加热氯酸钾制氧气的实验中，加入二氧化锰作为催化剂，反应速率加快，C项正确；粉末状的大理石与盐酸的接触面积比块状的大理石大，所以反应速率快，D项正确。

答案 A

7．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生

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如下反应：2A(g)＋B(g)现有下列几种说法：

2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，

①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s时物质A的转化率为70% ④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1 其中正确的是( ) A．①③ C．②③ 解析 根据v＝v(C)＝

Δc， ΔtB．①④ D．③④

0.6 mol/L

＝0.3 mol·L－1·s－1，

2 s

v(A)＝v(C)＝0.3 mol·L－1·s－1， 1

v(B)＝v(C)＝0.15 mol·L－1·s－1。

22 s时消耗A的物质的量为：

1.2 mol

0．3 mol·L－1·s－1×2 L×2 s＝1.2 mol，所以A的转化率为×100%

4 mol＝30%,2 s时，c(B)＝1 mol·L－1－0.15 mol·L－1·s－1×2 s＝0.7 mol·L－1。 答案 B 二、非选择题

8．加入0.1 mol的MnO2粉末于50 mL过氧化氢的溶液中(密度为1.1 g·mL－1)，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示，回答下列问题。

(1)A、B、C、D四点化学反应速率快慢的顺序为_________________________。 (2)解释反应速率变化的原因______________________________________。 (3)计算过氧化氢的初始物质的量浓度________。 (4)求反应进行到2分钟时过氧化氢的质量分数。 解析 (1)曲线斜率越大，反应速率越大。

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(2)随着反应的进行，反应物H2O2的浓度逐渐减小，因此反应速率逐渐减小。 (3)根据图像可以看出H2O2完全反应放出60 mL O2，H2O2的分解反应为MnO2

2H2O2=====2H2O＋O2↑，则

n(H2O2)＝c(H2O2)＝

60 mL

×2≈0.005 36 mol，

22 400 mL·mol－10.005 36 mol－1

≈0.107 mol·L。

0.05 L

(4)反应进行到2分钟时，放出O2 45 mL，则反应生成O2的物质的量为45 mL

≈0.002 01 mol，

22 400 mL·mol－1

质量为0.002 01 mol×32 g·mol－1≈0.0 3 g 反应消耗的H2O2物质的量为 0．002 01 mol×2＝0.004 02 mol，

0．005 36 mol－0.004 02 mol＝0.001 34 mol， 则2分钟时H2O2的质量分数为

0.001 34 mol×34 g·mol－1

×100%≈0.083%。

50 mL×1.1 g·mL－1－0.0 3 g答案 (1)D>C>B>A

(2)随着反应的进行，过氧化氢溶液的浓度越来越小，反应速率越来越小 (3)0.107 mol·L－1 (4)0.083%

＋D(g)，其中a为正整数。反应过程中，当

9．可逆反应A(？)＋a

其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。试回答下列问题：

(1)化学方程式中a＝______，反应物A的状态是

_____。

(2)该反应的焓变值ΔH________(填“＞”或“＜”)0，在不

改变其他条件的情况下增加B的物质的量，平衡________(填“正”或“逆”)向移动，平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 解析：(1)由乙图可以确定p2＞p1，加压时C%减小，平衡逆向移动，故气体反应物的计量数之和小于气体产物的计量数之和，若A为气体，1＋a≥1＋1，故A为非气体，且a＝1。

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(2)由甲图可以确定T1＜T2，温度升高，C%减小，说明正反应是放热反应，ΔH＜0；在不改变其他条件的情况下增加B的物质的量，平衡正向移动，没有改变温度，平衡常数K不变。 答案：(1)1 非气态 (2)＜ 正 不变

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

(1)从反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为________________________。 X的物质的量浓度减少了____________，Y的转化率为

_______________________________________________________________。 (2)该反应的化学方程式为____________________________________。 (3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示：

则下列说法符合该图像的是________。 A．t1时刻，增大了X的浓度 B．t1时刻，升高了体系温度 C．t1时刻，缩小了容器体积 D．t1时刻，使用了催化剂 解析 (1)分析图像知：

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Δc(Z)＝

1.58 mol－0 mol－1

＝0.79 mol·L，

2 L

0.79 mol·L－1－1－1

v(Z)＝＝0.079 mol·L·s，

10 s1.20 mol－0.41 mol－1

Δc(X)＝＝0.395 mol·L。

2 L

Y的转化率φ(Y)＝

1.00 mol－0.21 mol

×100%＝79.0%

1.00 mol

2Z(g)

答案 (1)0.079 mol·L－1·s－1 0.395 mol·L－1 79.0% (2)X(g)＋Y(g)(3)CD

11．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲

线如下图所示：

(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为________，X的物质的量浓度减少了________，Y的转化率为________。 (2)

该

反

应

的

化

学

方

程

式

为

__________________________________________________。

(3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如下图所示：

则下列说法符合该图像的是________。 A．t1时刻，增大了X的浓度 B．t1时刻，升高了体系温度 C．t1时刻，缩小了容器体积 D．t1时刻，使用了催化剂 解析 (1)分析图像知：

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Δc(Z)＝

1.58 mol－0 mol－1

＝0.79 mol·L，

2 L

0.79 mol·L－1

v(Z)＝＝0.079 mol·L－1·s－1，

10 sΔc(X)＝

1.20 mol－0.41 mol

＝0.395 mol·L－1。

2 L

Y的转化率α(Y) ＝

1.00 mol－0.21 mol

×100%＝79.0%。

1.00 mol

(2)由各物质转化的量：X为0.79 mol，Y为0.79 mol，Z为1.58 mol可知方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2，则化学方程式X(g)＋Y(g)

2Z(g)。

(3)由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度、升高体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B错误。由(1)中的解析可知，该反应为反应前后气体体积不变的反应，缩小容器体积或增大压强，均可同等程度地增大正、逆反应速率，C正确。D使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。 答案 (1)0.079 mol·L－1·s－1 0.395 mol·L－1 79.0% (2)X(g)＋Y(g)

2Z(g) (3)CD

第二讲

化学反应进行的方向和化学平衡状态

一、选择题

1．在已经处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明化学平衡移动的是( ) A．反应混合物的浓度 C．正、逆反应的速率

B．反应体系的压强 D．反应物的转化率

解析 对于“等体反应”，缩小反应容器，压强增大，平衡不移动，但反应

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混合物的浓度增大，正逆反应速率增大，可知A、B、C错误。 答案 D

2．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是 ( )。 A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)

ΔH＝＋163 kJ·mol－1 1

B．Ag(s)＋2Cl2(g)===AgCl(s)

ΔH＝－127 kJ·mol－1

1

C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝＋91 kJ·mol－1

21

D．H2O2(l)===2O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1

解析 反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。

对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不能过高；对于C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。 答案 D

2．某温度下，对于反应N2(g)＋3H2

3(g)

ΔH＝－92.4

kJ/mol。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )

A．将1 mol氮气、3 mol氢气，置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ

B．平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)＜K(B) C．上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大

D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小

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解析 因为该反应为可逆反应，加入1 mol N2、3 mol H2，两者不可能完全反应生成NH3，所以放出的热量小于92.4 kJ，A错；从状态A到状态B的过程中，改变的是压强，温度没有改变，所以平衡常数不变，B错；因为该反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2的转化率增大，C对；升高温度，正、逆反应速率都增大，D错。 答案 C

4．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)

2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度

分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L

－1

、0.3 mol·L1、0.08 mol·L1，则下列判断正确的是 ( )。

－

－

A．c1∶c2＝3∶1

B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．X、Y的转化率不相等

D．c1的取值范围为0 mol·L－1cCO2·cH25．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该

cCO·cH2O反应的平衡常数如下表：

t ℃ K 700 1.67 800 1.11 830 1.00 1 000 0.60 1 200 0.38 下列有关叙述不正确的是 ( )。 A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)B．上述反应的正反应是放热反应

C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃，

此时测得CO2为0.4 mol，该反应达到平衡状态

cCO2cH2O

D．若平衡浓度符合关系式＝，则此时的温度为1 000 ℃

3cCO5cH2解析 依平衡常数的表达式可知A正确；升高温度K减小，平衡左移，正反应为放热反应，B正确；5 min后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6 mol·L

－1

CO2(g)＋H2(g)

L－12cCO2·cH20.4 mol·、0.6 mol·L、0.4 mol·L、0.4 mol·L，＝<1，

cCO·cH2O0.6 mol·L－12－1

－1

－1

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平衡向右移动，C错误；答案 C

cCO2·cH23

＝，D正确。

cCO·cH2O5

6．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反

应：3A(g)＋2B(g)

4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成

1.6 mol C，则下列说法正确的是( )

c4(C)c2(D)

A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝3 c(A)c2(B)B．此时，B的平衡转化率是40%

C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大 D．增加B，B的平衡转化率增大

解析化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时减少的B的物质的量是1.6 mol×0.5＝0.8 mol，所以B的转化率为40%，B正确；增大压强时平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，C错误；增加B后平衡右移，A的转化率增大，而B的转化率减小，D错误。 答案：B

7．已知：CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。一定条

件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化曲线如下图所示。下列叙述中正确的是( )

A．欲增大平衡状态时c(CH3OH)/c(CO2)的比值，可采用升高温度的方法 B．3 min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者浓度相同 C．欲提高H2的平衡转化率只能加压减小反应容器的体积

D．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝0.075 mol·L－1·min－1 解析 该反应正反应为放热反应，升温平衡逆移，c(CH3OH)/c(CO2)减小，A错；欲提高H2转化率，还可用降温等其他方法，C错；达平衡时v(H2)＝3v(CO2)

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＝3×0.075 mol/L·min＝0.225 mol/L·min，D错。 答案 B 二、非选择题

8．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用引起了各界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应的能量

变化如图所示：

(1)上述反应平衡常数K的表达式为

_______________________________________________________________， 温度降低，平衡常数K________(填“增大”、“不变”或“减小”)。 (2)在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5 min末，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)＝________。

t/min n(CO2)/mol 0 1 2 0.75 5 0.5 10 0.25 15 0.25 (3)在相同温度容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是________(填写序号字母)。

a．n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1 b．容器内压强保持不变

c．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 d．容器内的密度保持不变

解析 (1)该反应生成物比反应物能量低，是放热反应；温度降低，平衡正向移动，K值增大。

1 mol－0.5 mol(2)v(H2)＝3v(CO2)＝×3＝0.15 mol·L－1·min－1。

2 L×5 min

(3)反应过程中n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)之比不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据。该反应是一个反应前后气体物质的量不相等的反应，当容器内压强不变时，说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到平衡。

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当氢气的消耗速率与甲醇的消耗速率之比为3∶1时，说明氢气的消耗速率和生成速率相等，反应达到平衡。无论反应是否达到平衡，容器内气体的密度都不变。 答案 (1)K＝

cH2O·cCH3OH

增大

cCO2·c3H2

(2)0.15 mol·L－1·min－1 (3)bc

9．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作

用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题： (1)利用水煤气合成二甲醚的总反应为： 3H2(g)＋3CO(g)

CH3OCH3(g)＋CO2(g)；

ΔH＝－246.4 kJ·mol－1

它可以分为两步，反应分别如下：

①4H2(g)＋2CO(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)， ΔH1＝－205.1 kJ·mol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)；ΔH2＝________。

(2)在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO转化率的是________(填字母代号)。 a．降低温度 c．缩小容器体积 e．增加CO的浓度

(3)在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，在一定温度和压强下发生反应：3H2(g)＋3CO(g)

CH3OCH3(g)＋

B．加入催化剂 D．增加H2的浓度

CO2(g)，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。

问：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v(正)______(填“＞”、“＜”或“＝”)v(逆)。

②平衡时n(CH3OCH3)＝________，平衡时CO的转化率＝________。 解析 (1)由盖斯定律①＋②＝总反应，故ΔH＝ΔH1＋ΔH2，ΔH2＝ΔH－ΔH1＝－246.4 kJ·mol－1＋205.1 kJ·mol－1＝－41.3 kJ·mol－1。

(2)降温反应速率会减小，加入催化剂不改变转化率，增加CO的浓度会减小CO的转化率，c和d符合题意。

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(3)3H2(g)＋ 3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)

始 3 3 1 1 转 3x 3x x x 平 3－3x 3－3x 1＋x 1＋x

由密度之比等于体积反比，即物质的量的反比，得： 81.6

＝ 解得x＝0.75 8－4x1CO的转化率为

3×0.75

×100%＝75%。 3

答案：(1)－41.3 kJ·mol－1 (2)cd (3)①＞ ②1.75 mol 75%

10．在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应： CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝________。

(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H2O(g)H2(g)

11

CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应2CO2(g)＋211CO(g)＋22H2O(g)的平衡常数K3＝________。

(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K4为1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号) A．容器中压强不变 B．c(CO2)＝c(CO)

C．生成a mol CO2的同时消耗a mol H2 D．混合气体的平均相对分子质量不变

(5)在1 000 ℃下，某时刻CO2的物质的量为2.0 mol，则此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。该温度下反应达到平衡时，CO2的转化率为________。 11

解析 (2)K2＝K，K3＝K12 1

(3)升高温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动即正反应是一个吸

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热反应。

(4)因为该反应为反应前后气体体积不变的反应，所以压强不变，平均相对分子质量不变，均不能说明达到平衡状态，A、D错；选项B中CO2和CO的浓度相等，不能说明其浓度不再变化，故B错；生成CO2代表逆反应，消耗H2代表正反应，且比值等于反应化学方程式中的化学计量数之比，选项C正确。

(5)CO2的物质的量为2.0 mol时，H2为1.0 mol，CO为1.0 mol，H2O(g)为1.0 mol，其浓度分别为1.0 mol·L－1、0.5 mol·L－1、0.5 mol·L－1、0.5 mol·L－1，则0.5 mol·L1×0.5 mol·L11Qc＝＝<1，该反应向正反应方向进行，v正>v逆。

0.5 mol·L－1×1 mol·L－12

－

－

3 mol

起始时，c(CO2)＝2 L＝1.5 mol·L－1 2 mol

c(H2)＝2 L＝1 mol·L－1 设达到平衡时，CO的浓度为x

CO2(g)＋H2(g)

起始浓度 转化浓度平衡浓度K＝

CO(g)＋H2O(g)

mol·L－1 1.5 1 0 0 mol·L－1 x x x x mol·L－1 1.5－x 1－x x x

cCO·cH2Ox·x

＝＝1，

cCO2·cH21.5－x1－x

解得：x＝0.6 mol·L－1

0.6 mol·L－1所以，α(CO2)＝×100%＝40%。

1.5 mol·L－1答案 (1)

cCO·cH2O

(2)1.67 0.77 (3)吸热 (4)C (5)> 40%

cCO2·cH2

11．汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所

致：N2(g)＋O2(g)×10－4。 请回答：

(1)某温度下，向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol，5分钟后O2的物质的量为0.5 mol，则N2的反应速率________。

鼎尚图文

2NO(g)ΔH＞0，已知该反应在2 404℃，平衡常数K＝

(2)假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志________。 A．消耗1 mol N2同时生成1 mol O2 B．混合气体密度不变

C．混合气体平均相对分子质量不变 D．2v正(N2)＝v逆(NO)

(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是________(填字母序号)。

(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数________。(填“变大”、“变小”或“不变”) (5)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1 mol/L、4.0×10－2 mol/L和3.0×10－3 mol/L，此时反应________________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是__________________________________________________。

鼎尚图文

第三讲 化学平衡移动

一、选择题

1．一定温度下，1 mol X和n mol Y在体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g)

2Z(g)＋M(s),5 min后达到平衡，此时生成2a mol Z。下列说

法正确的是( )。

A．用X表示此反应的反应速率是(0.1－2a) mol·L－1·min－1 B．当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态 C．向平衡后的体系中加入1 mol M，平衡向逆反应方向移动

D．向上述平衡体系中再充入1 mol X，v正增大，v逆减小，平衡正向移动 解析 由题给反应的化学方程式可知生成2a mol Z消耗a mol X，利用化学反应速率的定义可知v(X)＝

a mol

＝0.1a mol·L－1·min－1；因M为固

(2 L×5 min)

态，故平衡向右移动，气体质量变小；若平衡向左移动，气体质量增加，故当混合气体质量不再发生变化时，可说明反应达到平衡状态；增大M的量，平衡不发生移动；向平衡体系中再充入X，反应物浓度增大，平衡正向移动，v正、v逆都增大。 答案 B

2．已知图一表示的是可逆反应CO(g)＋H2(g)

C(s)＋H2O(g) ΔH>0的化学反

N2O4(g)

应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g)ΔH<0的浓度(c)随时间t的变化情况。下列说法中正确的是

鼎尚图文

A．图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强 B．若图一t2时改变的条件是增大压强，则反应的ΔH增大 C．图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强

D．若图二t1时改变的条件是增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小

解析 由图一可知，t2时正、逆反应速率均加快且发生突变，化学平衡正向移动，可能是升高了温度也可能是增大了压强，根据ΔH所表示的意义，不管平衡如何移动，ΔH不变，所以A正确，B错；由图二可知，t1时改变平衡条件的瞬间，NO2和N2O4的浓度均增大，然后c(NO2)减小，c(N2O4)增大，平衡向正反应方向移动，改变的条件可能是给体系增大压强，但不可能是由温度改变引起的，选项C错；若增大压强，平衡正向移动，N2O4的体积分数增加，因此混合气体的平均相对分子质量增大，D错。 答案 A

3．在水溶液中存在反应：Ag＋＋Fe2＋

Ag(s)＋Fe3＋ ΔH＜0，达到平衡后，为

使平衡体系中析出更多的银，可采取的措施是( ) A．升高温度 C．增大Fe2＋的浓度

B．加水稀释 D．常温下加压

解析 正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，A错误。加水稀释，平衡向离子数目增多的方向移动，平衡向逆反应方向移动，B错误。常温下加压对水溶液中的平衡移动几乎无影响，D错误。 答案 C

4．已知可逆反应aA＋bB

cC中，物质的含量R%(A%和C%)随温度的变化

( )。

曲线如图所示，下列说法正确的是

鼎尚图文

A．该反应在T1、T3温度时达到过化学平衡 B．该反应在T2温度时达到过化学平衡 C．该反应的逆反应是放热反应

D．升高温度，平衡会向正反应方向移动

解析 图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。解题时要注意各物质曲线的折点(达平衡时刻)，所以反应在T2温度时第一次达到平衡，故A错，B正确；随着温度升高，反应物A的含量增大，生成物C的含量减少，说明平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应，C、D错误。 答案 B

5．在100 ℃时，将0.40 mol二氧化氮气体充入2 L密闭容器中，每隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间(s) n(NO2)/mol n(N2O4)/mol 0 0.40 0.00 20 n1 0.05 40 0.26 n2 60 n3 0.08 80 n4 0.08 下列说法中正确的是( ) A．反应开始20 s内以二氧化氮表示的平均反应速率为0.001 25 mol·L－1·s－1 B．80 s时混合气体的颜色与60 s时相同，比40 s时的颜色深

C．80 s时向容器中加入0.32 mol氦气，同时将容器扩大为4 L，则平衡将不移动

D．若起始投料为0.20 mol N2O4，相同条件下达平衡，则各组分含量与原平衡体系对应相等

0.05 mol

2 L

前20 s内v(N2O4)＝20 s＝0.001 25 2O4(g)，

解析：发生反应2NO2

鼎尚图文

mol·L－1·

s－1，v(NO2)＝0.002 5 mol·L－1·s－1，A错误。60 s、80 s时n(NO2)＝0.24 mol，比40 s时的浓度小，颜色浅，B错误。容器体积增大，压强减小，平衡向逆反应方向移动，C错误。 答案：D

6．下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是( )。

A．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH<0 B．②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像

C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，a是使用催化剂时的曲线 D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强p1>p2

解析 根据图像①，升高温度，平衡正向移动，正反应ΔH>0，A错；②反应实质是Fe3＋＋3SCN－

Fe(SCN)3，K＋和Cl－不参加化学反应，KCl浓度

增大不影响化学平衡，B错；③使用催化剂，反应速率加快，先达到平衡，C正确；④此反应为反应前后气体物质的量不变的化学反应，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，且由于不断加入B，A的转化率增大，

鼎尚图文

D错。 答案 C

7．在恒温、恒压下，a mol A和b mol B在一个容积可变的容器中发生反应：

A(g)＋2B(g)

2C(g)，一段时间后达到平衡，生成n mol C。则下列说法

中正确的是( )

A．物质A、B的转化率之比为1∶2

B．起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为(a＋b)∶(a＋b－0.5n) C．当2v正(A)＝v逆(B)时，反应一定达到平衡状态 D．充入惰性气体(如Ar)，平衡向正反应方向移动 解析：根据三段式计算： A(g) ＋ 2B(g)

2C(g)

起始 a b 0 转化 n n

2平衡 (a－) (b－n) n

2

nnn2n则A、B转化率之比为∶＝b∶2a，A项错误；起始量与平衡量的物质的量

abn之比为(a＋b)∶(a＋b－)，但容器容积可变，即恒压，压强比为1∶1，B

2项错误；充入惰性气体，恒压容器中的平衡应向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，D项错误。 答案：C 二、非选择题

8．向甲乙两个容积均为1 L的恒容容器中，分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同条件下(温度T ℃)，发生下列反应：A(g)＋B(g)ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示：

xC(g)

鼎尚图文

回答下列问题：

(1)乙容器中，平衡后物质B的转化率为________。 (2)x＝________。

(3)T ℃时该反应的平衡常数为________。 (4)下列说法正确的是( )。

A．向平衡后的乙容器中充入氦气可使c(A)增大

B．将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内相同 C．若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，则平衡时甲容器中0.78 mol·L－

1

解析 (1)乙容器反应达到平衡时c(A)＝0.5 mol·L－1，转化率为50%。B的转化率也为50%。(2)甲容器反应达到平衡时，c(A)＝0.78 mol·L－1，转化率为61%，即压强越大，A的转化率越高，所以正反应为气体体积减小的反应，x＝1。(3)反应达到平衡时，乙容器中c(A)＝c(B)＝c(C)＝0.5 mol·L－1，T ℃时，该反应的平衡常数为2。(4)A项，向平衡后的乙容器中充入“惰性气体”氦气，气体浓度不变，平衡不发生移动，c(A)不变；B项，将乙容器单独升温，平衡逆向移动，A的体积分数增大，更大于甲容器中A的体积分数；C项，若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，相当于压强变为原来的2倍，达到平衡时A的转化率比不加前增大，所以平衡时甲容器中0.78 mol·L－

1

答案 (1)50% (2)1 (3)2 (4)C

9．298 K时，某容积固定为1 L的密闭容器中发生如下可逆反应：A(g)ΔH＝a kJ·mol－1。其中B的物质的量浓度随时间变化如图所示。

2B(g)

鼎尚图文

试回答下列问题：

(1)已知298 K时60 s达到平衡，则前60 s内A的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。

(2)该反应的平衡常数表达式为________。

(3)若298 K时B的平衡浓度为A的3倍，323 K时(其他条件不变)，B的平1

衡浓度为A的2倍。且达到平衡所需时间为298 K时的6。该反应中ΔH________0(填“>”或“<”)。

(4)若反应在298 K进行，在1 L密闭容器中加入1 mol B、0.2 mol Ne，达到平衡时B的转化率为________(填序号)。 A．等于60% C．小于40%

B．等于40%

D．介于40%～60%之间

(5)已知曲线上任意两点之间连线的斜率表示该时间段内B的平均反应速率(例如直线EF的斜率表示20 s～60 s内B的平均反应速率)，则曲线上任意一点的切线斜率的意义是______________________________________________ __________________________。

解析 (1)由图像可知，60 s时，B的物质的量浓度为0.6 mol·L－1，则A减少0.3 mol·L－1－1－10.3 mol·L，则v(A)＝＝0.005 mol·L·s；(2)该反应的平衡常数

60 s

－1

c2(B)

表达式为K＝c(A)；(3)从298 K→323 K，为升温，结果B的浓度减小，即表明平衡向逆反应方向移动，则推出正反应为放热反应，ΔH<0；(4)由于在恒温恒容条件下，通入稀有气体Ne，不影响化学平衡，故平衡时B的物质的量浓度仍为0.6 mol·L－1，即转化0.4 mol·L－1，则B的转化率为40%；(5)曲线上任意一点的切线斜率代表的是某一时刻的反应速率。

鼎尚图文

c2(B)

答案 (1)0.005 (2)K＝c(A) (3)< (4)B (5)某一时刻的反应速率(或即时速率、瞬时速率)

10．一定条件下，体积为1 L的密闭容器中发生如下反应：SiF4(g)＋

2H2O(g)

SiO2(s)＋4HF(g) ΔH＝＋148.9 kJ·mol－1。

(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填字母序号)。 a．v消耗(SiF4)＝4v生成(HF) b．容器内气体压强不再变化 c．容器内气体的总质量不再变化 d．HF的体积分数不再变化

(2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2＞t1)所示。

反应时间/min 0 t1 t2 n(SiF4)/mol 1.20 0.80 b n(H2O)/mol 2.40 a 1.60 通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：________。

(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________(填序号)。

a．一定向正反应方向移动 b．一定向逆反应方向移动 c．一定是减小压强造成的 d．一定是升高温度造成的 e．SiF4的平衡转化率一定增大

解析 (2)0～t1 min，反应消耗的SiF4为0.40 mol，根据已知反应可确定消耗的H2O为0.80 mol，故a＝1.60 mol，t2 min时，H2O仍为1.60 mol，故b＝0.80 mol。由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态。 答案 (1)bcd

(2)a＝1.60(或b＝0.80)，说明在一定条件下，t1～t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生改变，则t1时反应已经达到化学平衡状态

鼎尚图文

(3)ade

11．如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。

(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。

①从反应开始到3 min时，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。 ②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是________。 A．在原容器中再充入1 mol CO2 B．在原容器中再充入1 mol H2 C．在原容器中充入1 mol He D．使用更有效的催化剂 E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离出

(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为2CO2(g)＋6H2(g)

－1

CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) ΔH＝a kJ·mol

，在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答

下列问题。

温度(K) CO 2转化率/ (%) n(H2)/n(CO2) 1.5 鼎尚图文

500 600 700 800 45 33 20 12 2 3 60 83 43 62 28 37 15 22 ①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。 ②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则反应产生的热量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

n(H2)

③增大n(CO)的值，则生成乙醇的物质的量________(填“增大”、“减小”、

2

“不变”或“不能确定”)。

解析 (1)①从反应开始到3 min时，v(CO2)＝(1.00 mol－0.5 mol)÷(2 L×3 min)0.25

＝3 mol·L－1·s－1，根据反应的化学方程式：CO2＋3H2

CH3OH＋H2O，

化学计量数之比等于化学反应速率之比，则v(H2)＝0.25 mol·L－1·min－1。②在原容器中再充入1 mol H2，平衡右移；缩小容器的容积，压强增大，平衡右移；将水蒸气从体系中分离出，减小了水蒸气的浓度，平衡右移。(2)①上述反应中，升高温度，CO2的转化率降低，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，a<0。②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，反应产生的热量不变，催化剂不能使平衡移动，不改变ΔH的大小。

答案 (1)①0.25 mol·L－1·min－1 ②BEF (2)①小于 ②不变 ③不能确定

鼎尚图文