?化學反應速率與化學平衡
一、選擇題（本大題共12小題）
1．（2022·山東濟南·二模）均相芬頓反應原理是高級氧化技術的經(jīng)典工藝之一，如圖所示(和為速率常數(shù))。下列說法錯誤的是

A．相同條件下，基元反應Ⅰ比Ⅱ的活化能低
B．基元反應Ⅰ中氧元素的化合價沒有發(fā)生變化
C．基元反應Ⅱ的化學方程式為
D．芬頓反應進行的過程中，整個體系的幾乎不變(忽略體積變化)
2．（2022·江蘇揚州·一模）氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的基礎，反應時會發(fā)生如下兩個競爭反應I、II。
????????I
???????II
為分析催化劑對該反應的選擇性，在密閉容器中充入和，測得有關產(chǎn)物的物質的量與溫度的關系如圖。

下列有關說法正確的是
A．硝酸工業(yè)中，氨催化氧化時應選擇低溫
B．A點時，反應I的平衡常數(shù)
C．840K后增大的原因是反應II向正方向移動
D．520K時，A點時O2的物質的量分數(shù)約為
3．（2022·遼寧大連·一模）向恒容的密閉容器中充入a mol CO和b mol，發(fā)生反應：，的平衡轉化率如圖所示，下列說法正確的是

A．150℃時，若該反應的平衡常數(shù)，則
B．該反應為吸熱反應
C．若一段時間后，保持不變，則該反應達到平衡狀態(tài)
D．平衡后，向容器中再通入a mol CO，逐漸增大
4．（2022·遼寧·二模）含氮化合物在生活、生產(chǎn)、研究領域至關重要。我國學者在容積不變的剛性容器中按投料比=1發(fā)生反應2H2(g)+2NO(g)?N2(g)+2H2O(g) △H2=-664.1kJ/mol，不同催化劑條件下，反應相同時間測得NO轉化率與溫度的關系如圖所示。且研究表明該反應v=kcm(H2)c2(NO)，其中k為速率常數(shù)。下列說法錯誤的是

A．當使用催化劑乙時，溫度高于350℃NO轉換率下降是由于反應放熱，達到平衡后，升高溫度使平衡逆向移動
B．使用催化劑甲比使用催化劑乙正反應的活化能更低
C．對于反應2H2(g)+2NO(g)?N2(g)+2H2O(g)，其他條件不變，加壓使平衡正向移動
D．T1℃的初始速率為V0，當H2轉化率為60%時，反應速率為0.064V0，由此可知m=1
5．（2022·上海徐匯·二模）一定溫度下，在的恒容密閉容器中發(fā)生反應，反應過程中的部分數(shù)據(jù)如下表所示。下列說法正確的是
n/mol
t/min
n(A)
n(B)
n(C)
0
2.0
2.4
0
5


0.9
10
1.6


15

1.6

A．物質B的平衡轉化率為
B．該反應在后才達到平衡
C．平衡狀態(tài)時，
D．用A表示的平均反應速率為
6．（2022·遼寧大連·一模）某溫度下，改變0.1mol/L溶液的pH時，各種含鉻元素粒子及濃度變化如圖所示(已知a是二元酸)，下列有關說法正確的是

A．該溫度下的
B．溶液中存在平衡，且該溫度下此反應的平衡常數(shù)
C．E點溶液中存在：
D．向溶液中，加入一定量NaOH固體，溶液橙色加深
7．（2022·江蘇·模擬預測）氮及其化合物在生產(chǎn)生活中具有廣泛用途。是一種重要的化工原料，主要用于化肥工業(yè)，也廣泛用于生產(chǎn)硝酸。 △H=-/mol；氮的氧化物對空氣有污染，已知能被溶液吸收生成配合物。對于反應 △H=-/mol，下列說法正確的是
A．該反應只有在高溫條件下能自發(fā)進行
B．升高溫度，該反應的平衡常數(shù)減小
C．和充分反應放出的熱量為
D．斷裂鍵的同時生成鍵，說明反應達到平衡狀態(tài)
8．（2022·上海·二模）某溫度下，改變0.1mol/LK2Cr2O7溶液的pH時，各種含鉻元素微粒及OH-濃度變化如圖所示(已知H2CrO4是二元酸)，下列有關說法中正確的是

A．該溫度下的Kw=10-13
B．溶液中存在平衡+H2O?2+2H+，該溫度下此反應的K=10-13.2
C．向0.1mol/LK2Cr2O7溶液中加入一定量NaOH固體，溶液橙色加深
D．E點溶液中存在：c(K+)???? >???? 增加???? 正向
(3)???? 9???? 3.4
【解析】
(1)
由圖可知，作催化劑時，CO2的轉化率大、CH4的選擇性高，所以工業(yè)上應選擇的催化劑是，320℃時CO2的轉化率最大，CH4的選擇性高，即的催化效率最高，所以合適溫度是320℃；
(2)
①根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ，則，，由圖可知，當溫度為時，，則。
②由圖可知，橫坐標為，則橫坐標越大，溫度越低，反應Ⅱ和Ⅲ的隨著溫度的降低而增大，反應Ⅲ的增大的幅度小于反應Ⅱ，降低溫度，減小，則反應Ⅰ為吸熱反應，因此正反應的活化能>逆反應的話化能；AB兩點都是平衡點，溫度越高反應速率越大，A點溫度高于B點，因此對于反應Ⅱ>；
③將容器的體積壓縮為原來的一半，壓強增大，反應Ⅱ平衡均正向移動，則的物質的量增加；CO2濃度增大、CO濃度減小，所以平衡Ⅰ將正向移動；
(3)
條件下，向某真空容器中充入和的混合氣體(體積之比為1∶4)，容器中初始壓強為，反應初始、，在催化劑作用下反應經(jīng)達到平衡，測得容器中、，反應Ⅱ生成的，反應Ⅰ消耗的，所以反應Ⅰ生成的9；反應Ⅰ消耗的、反應Ⅱ消耗的 ， 3.4。
20．(1)-1222.9kJ/mol
(2)小于
(3)???? a???? ???? 2
(4)???? 4SO2+2V2O5+O2=4VOSO4???? 4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3???? 氧氣濃度過高，SO2、NO分子不能很好地被吸附
【解析】
(1)
由①NO2(g)+CO(g)?CO2(g)+NO(g)△H1=-233kJ·mol-1，②N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H2=+179kJ·mol-1，
③2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H3=-111.9kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律，反應2NO2(g)+4CO(g)?4CO2(g)+N2(g)可由①×4-②+③得到，因此△H=△H1×4-△H2+△H3=-233kJ·mol-1×4-179kJ·mol-1+(-111.9kJ·mol-1)=-1222.9kJ/mol。
(2)
活化能越大反應速率越慢，第一步反應為快反應，反應的活化能小，則Ea(第一步)小于Ea(第二步)。
(3)
由反應iii．可知，升高溫度，反應iii的化學平衡逆向移動，平衡時NO2的物質的量分數(shù)隨溫度升高而增大，N2O4的物質的量分數(shù)隨溫度升高而減小，則曲線表示NO2的物質的量分數(shù)與溫度的變化關系，若時，混合氣體的物質的量為，溫度升高至，反應進行至時，恰好達到平衡，該過程以表示的平均化學反應速率為，根據(jù)三段式分析可得：，則條件下，由圖可知，(a+2V0Vt)=Z-a-V0Vt，解得：a=，平衡時的的物質的量Z-a-V0Vt=mol，此時摩爾分數(shù)平衡常數(shù)==2，故答案為：NO2；mol；2；
(4)
①V2O5/炭基材料脫硫時，通過紅外光譜發(fā)現(xiàn)，脫硫開始后催化劑表面出現(xiàn)了VOSO4的吸收峰，再通入O2后VOSO4吸收峰消失，說明VOSO4是中間體，反應過程中生成了VOSO4、又消耗了VOSO4，因此該脫硫反應過程可描述為：SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結構的中間體；VOSO4中間體與氣相的O2反應生成SO3和，或者用化學方程式表示為：4SO2+2V2O5+O2=4VOSO4，4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3。
②若氧氣濃度過高，O2、SO2和NO分子會產(chǎn)生競爭吸附的局勢，當O2分子占據(jù)催化劑過多的活性位時，剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附，從而導致脫硫脫硝率下降。
21．(1)-a-3b-
(2)???? 3???? 30%???? 0.57???? 增大CO的物質的量
(3)???? C???? 反應Ⅰ的活化能小于反應Ⅱ的活化能，反應Ⅰ的反應速率快于反應Ⅱ，相同時間內獲得的產(chǎn)物的濃度自然反應Ⅰ比反應Ⅱ多???? 溫度590K，R=2.5
【解析】
(1)
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　ΔH=a kJ·mol-1
②NaCl(aq)+H2O(l)=NaClO(aq)+H2(g)　ΔH=b kJ·mol-1
③4Na2FeO4(aq)+10H2O(l)=4Fe(OH)3(s)+3O2(g)+8NaOH(aq)　ΔH=c kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律，-③-②×3-①×得2Fe(OH)3(s)+3NaClO(aq)+4NaOH(aq)=2Na2FeO4(aq)+3NaCl(aq)+5H2O(l)的ΔH=-a-3b-c kJ·mol-1。
(2)
①0~15 s時CO的變化物質的量為2.5mol-1.75mol=0.75mol，則Cl2的變化物質的量也為0.75mol，Cl2的平均反應速率為=0.05mol/(L·s)=3mol·L-1·min-1；
②反應進行到15s時達到第一次平衡，CO的平街轉化率為=30%；此時平衡體系內CO為1.75mol/L、Cl2為0.75mol/L、COCl2為0.75mol/L，該反應的平衡常數(shù)K==0.57；
③在第20 s時，CO的物質的量瞬間迅速增大，然后平衡正向進行，說明此時改變的條件是增大CO的物質的量；
(3)
①A．反應前后氣體分子總數(shù)不變，總物質的量不變，利用相同條件下，壓強之比等于氣體物質的量之比，即氣體壓強始終保持不變，壓強不變不能說明該反應達到平衡，故A不符合題意；
B．平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變平衡常數(shù)始終不變，因此平衡常數(shù)不變不能說明反應達到平衡，故B不符合題意；
C．正(H2S)表示正反應速率，逆(HCl)表示逆反應速率，化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，因此正(H2S)=逆(HCl)說明反應達到平衡，故C符合題意；
D．組分都是氣體，則氣體總質量始終不變，容器為恒容狀態(tài)，氣體總體積保持不變，根據(jù)密度的定義，氣體密度始終不變，氣體密度不變，不能說明反應達到平衡，故D不符合題意；
故答案為C；
②C6H5-Cl由反應Ⅰ生成，C6H6由反應Ⅱ生成，圖2顯示溫度較低時C6H5-Cl濃度的增加程度大于C6H6，說明反應Ⅰ的活化能小于反應Ⅱ的活化能，反應Ⅰ的反應速率快于反應Ⅱ，相同時間內獲得的產(chǎn)物的濃度自然反應Ⅰ比反應Ⅱ多；根據(jù)圖2和圖3的數(shù)據(jù)信息，該模擬工業(yè)生產(chǎn)制備C6H5-Cl的適宜條件為溫度590K，R=2.5。
22．(1)???? ???? 對實驗無影響???? 滴加NaOH溶液至
(2)???? 和????
(3)???? Mg和溶液反應使溶液中的被消耗，反應體系的堿性增強，不利于釋放???? 當容器中反應物量大時，產(chǎn)生的熱量會加速溶液分解
【解析】
(1)
碳酸氫鈉溶液呈堿性，原因是碳酸氫根水解，離子方程式為：；實驗組1中用的是溶液，實驗現(xiàn)象與對照組一樣，則說明對實驗無影響；為了控制變量與對照組一致，實驗組2應在1mo/L 溶液中滴加NaOH溶液至；故答案為：；對實驗無影響；滴加NaOH溶液至；
(2)
同學向反應容器中滴加幾滴洗潔精，形成大量泡沫時點燃氣泡，聽到有爆鳴聲，說明該氣體可燃，應該含有氫氣，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，應該含有二氧化碳，由此推測氣體成分為和；
溶液可以通過自耦電離產(chǎn)生，該反應的平衡常數(shù)為：，故答案為：和；；
(3)
由圖像可知，加入Mg條后，釋放受到抑制，原因是Mg和溶液反應使溶液中的被消耗，反應體系的堿性增強，不利于釋放；實驗時取少量溶液、少量鎂條的原因是當容器中反應物量大時，產(chǎn)生的熱量會加速溶液分解；故答案為：Mg和溶液反應使溶液中的被消耗，反應體系的堿性增強，不利于釋放；當容器中反應物量大時，產(chǎn)生的熱量會加速溶液分解。

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