專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡綜合評(píng)價(jià)（2） 一、選擇題：每題只有一個(gè)正確選項(xiàng)。 1．研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诜磻?yīng)設(shè)計(jì)等具有重要意義，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．ΔH＜0、ΔS＞0的反應(yīng)在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行 B．在其他外界條件不變的情況下，汽車排氣管中使用催化劑，可以改變產(chǎn)生尾氣的反應(yīng)方向 C．反應(yīng)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)的ΔH＜0 D．一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0 2．化學(xué)反應(yīng)速率在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有重要作用，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．將肉類食品進(jìn)行低溫冷藏，能使其永遠(yuǎn)不會(huì)腐敗變質(zhì) B．在化學(xué)工業(yè)中，選用催化劑一定能提高經(jīng)濟(jì)效益 C．夏天面粉的發(fā)酵速率與冬天面粉的發(fā)酵速率相差不大 D．茶葉等包裝中加入還原性鐵粉，能顯著延長(zhǎng)茶葉的儲(chǔ)存時(shí)間 3．低溫脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＜0。在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．其他條件不變，使用高效催化劑，會(huì)縮短反應(yīng)時(shí)間且廢氣中氮?dú)庋趸锏霓D(zhuǎn)化率增大 B．其他條件不變，加入足量的NH3，再次平衡后氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大，氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)減小 C．其他條件不變，升高溫度會(huì)提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率且使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 D．其他條件不變，縮小容器的體積會(huì)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，再次平衡后氨的濃度變小 4．將5.6g鐵粉投入盛有100mL2mol·L－1稀硫酸的燒杯中，2min時(shí)鐵粉剛好溶解完全；若反應(yīng)前后溶液的體積不變，則0～2min內(nèi)，該反應(yīng)的平均速率可表示為(　　) A．v(Fe)＝0.5mol·L－1·min－1 B．v(H2SO4)＝1mol·L－1·min－1 C．v(H2)＝1mol·L－1·min－1 D．v(FeSO4)＝0.5mol·L－1·min－1 5．向體積均為2L的A、B、C三個(gè)密閉容器中分別充入1molX氣體和3molY氣體，發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋3Y(g)2Z(g)。2min后反應(yīng)達(dá)到最大限度，測(cè)得A中剩余0.4molX，B中Y的濃度為0.5mol·L－1，C中用Z表示的反應(yīng)速率為v(Z)＝0.3mol·L－1·min－1。則0～2min內(nèi)三個(gè)容器中反應(yīng)速率的大小關(guān)系為(　　) A．B＞A＞CB．A＞B＝CC．B＞A＝CD．A＞B＞C 6．已知A、B、C、D四種物質(zhì)都是氣體，現(xiàn)在5L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：4A＋5B4C＋6D，30s后C的物質(zhì)的量增加了0.30mol。則下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．反應(yīng)開始至30s，v(A)＝0.010mol·L－1·s－1 B．30s時(shí)容器中D的物質(zhì)的量至少為0.45mol C．30s時(shí)容器中A、B、C、D的物質(zhì)的量之比一定是4∶5∶4∶6 D．反應(yīng)開始至30s，容器中A的物質(zhì)的量增加了0.30mol 7．一定溫度下，10mL0.40mol·L－1H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時(shí)刻測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表： 下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計(jì))(　　) A．0～6min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1 B．6～10min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)＜3.3×10－2mol·L－1·min－1 C．反應(yīng)至6min時(shí)，c(H2O2)＝0.30mol·L－1 D．反應(yīng)至6min時(shí)，H2O2分解了50% 8．用純凈的CaCO3與100mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)，下列分析正確的是(　　) A．OE段表示的平均反應(yīng)速率最快 B．EF段，用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4mol·L－1·min－1 C．OE、EF、FG三段中，該反應(yīng)用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7 D．F點(diǎn)收集到的CO2最多 9．在一個(gè)絕熱的、容積固定的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(m、n、p、q為任意正整數(shù))。下列能說(shuō)明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) ①混合氣體的密度不再發(fā)生變化　②體系的溫度不再發(fā)生變化?、跘的轉(zhuǎn)化率不再改變　④各組分的百分含量不再改變?、莘磻?yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q A．②③④B．①③⑤　C．②④⑤D．①②③④⑤ 10．一定條件下，在體積為10L的密閉容器中充入1molX和1molY進(jìn)行反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)Z(g)，60s后反應(yīng)達(dá)到平衡，生成Z的物質(zhì)的量為0.3mol。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．X的平衡轉(zhuǎn)化率為40% B．若將容器體積變?yōu)?0L，則Z的平衡濃度小于原來(lái)的eq \f(1,2) C．若增大壓強(qiáng)，則Y的平衡轉(zhuǎn)化率減小 D．若升高溫度，X的體積分?jǐn)?shù)增大，則該反應(yīng)的ΔH＞0 11．700℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO(g)和H2O(g)，發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t2＞t1)： 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．反應(yīng)在0～t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)＝eq \f(0.4,t1)mol·L－1·min－1 B．若800℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.64，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C．保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH2O(g)和0.40molH2(g)，則v正＞v逆 D．保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入0.60molCO(g)和1.20molH2O(g)，達(dá)到平衡時(shí)n(CO2)＝0.40mol 12．對(duì)于可逆反應(yīng)mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)[φ(C)]在不同溫度(T)和不同壓強(qiáng)(p)下隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．達(dá)到平衡后，若使用催化劑，C的體積分?jǐn)?shù)將增大 B．該反應(yīng)的ΔH＜0 C．化學(xué)方程式中，n＞e＋f D．達(dá)到平衡后，增加A的質(zhì)量有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 二、填空題 13．在一固定體積的密閉容器中，充入2molCO2和1molH2發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)與溫度(T)的關(guān)系如下表： 回答下列問(wèn)題： (1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________________________。 (2)若反應(yīng)在830℃下達(dá)到平衡，則CO2氣體的轉(zhuǎn)化率為________。 (3)若絕熱時(shí)(容器內(nèi)外沒(méi)有熱量交換)，平衡發(fā)生移動(dòng)的結(jié)果是使容器內(nèi)CO的濃度增大，則容器內(nèi)氣體溫度______(填“升高”、“降低”或“不能確定”)。 (4)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是______。 A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變 B．混合氣體中c(CO)不變 C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO) E．c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O) 14．某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測(cè)定。 (1)將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g) 實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表： ①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是________(填字母序號(hào))。 A．2v(NH3)＝v(CO2) B．密閉容器中總壓強(qiáng)不變 C．密閉容器中混合氣體的密度不變 D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變 ②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算25.0℃時(shí)的分解平衡常數(shù)：____________。 ③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在25.0℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量將________(填“增加”、“減少”或“不變”)。 ④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變?chǔ)____0(填“>”、“＝”或“”、“＝”或“”、“＝”或“”、“＝”或“　> (2)①0.05mol·L－1·min－1 ②25℃時(shí)反應(yīng)物的起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率(曲線的斜率)仍比15.0℃時(shí)的大 解析：(1)①根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷標(biāo)志是v正＝v逆，各組分濃度不再發(fā)生變化，由NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)可見該反應(yīng)為不等體積變化(即反應(yīng)物和生成物氣體分子數(shù)不相同)，可以得恒容狀態(tài)下壓強(qiáng)不變或混合氣體密度不變時(shí)，反應(yīng)即達(dá)到平衡狀態(tài)，但上述反應(yīng)中反應(yīng)物無(wú)氣體參加，因此生成物中各組分氣體體積分?jǐn)?shù)恒定不變。 ②根據(jù)K＝c2(NH3)·c(CO2)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(4.8×10－3,3)))2·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4.8×10－3,3)))≈1.6×10－8。 ③由NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)正反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 ④由表中數(shù)據(jù)可以得出隨著溫度的升高，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以ΔH>0；根據(jù)NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，正反應(yīng)是生成物氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，所以ΔS>0。 (2)①根據(jù)v＝eq \f(Δc,Δt)得到v＝eq \f(2.2 mol·L－1－1.9 mol·L－1,6 min)＝0.05mol·L－1·min－1。 ②由圖像數(shù)據(jù)可以得出，用不同初始濃度，不同溫度下的平均反應(yīng)速率的大小來(lái)說(shuō)明：如25℃時(shí)反應(yīng)物的起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率(曲線的斜率)仍比15.0℃時(shí)的大。 15．利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí)，在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如下圖所示。 (1)在0～30小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ、vⅢ從大到小的順序?yàn)開_______________；反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi)，在第______種催化劑作用下，收集的CH4最多。 (2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽(yáng)能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。該反應(yīng)ΔH＝206kJ·mol－1。 ①在下列坐標(biāo)圖中，畫出反應(yīng)過(guò)程中體系能量變化圖(進(jìn)行必要標(biāo)注)。 ②將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉反應(yīng)器，某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡，平衡常數(shù)K＝27，此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10mol，則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為________(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (3)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802kJ·mol－1 寫出由CO2生成CO的熱化學(xué)方程式：______________________________________。 答案：(1)vⅢ>vⅡ>vⅠ?、?(2)①　②91%(或0.91) (3)CO2(g)＋3H2O(g)CO(g)＋2O2(g)＋3H2(g)　ΔH＝1008kJ·mol－1 解析：(1)由圖知在30小時(shí)內(nèi)CH4的產(chǎn)量Ⅲ最多、Ⅰ最少，故平均生成速率vⅢ>vⅡ>vⅠ，反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi)在第Ⅱ種催化劑作用下收集的CH4最多。 (2)②設(shè)CH4、H2O的物質(zhì)的量濃度均為a，轉(zhuǎn)化率為x。 　　　 CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) 初始濃度 a a 0 0 轉(zhuǎn)化濃度 ax ax ax 3ax 平衡濃度 a－ax a－ax ax 3ax 則K＝eq \f(ax·?3ax?3,?a－ax??a－ax?)＝27　又有ax＝0.1mol·L－1 得a＝0.11mol·L－1，x≈91%(或0.91)。 (3)由蓋斯定律得 CO2(g)＋3H2O(g)CO(g)＋2O2(g)＋3H2(g)ΔH＝1008kJ·mol－1。 t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9反應(yīng)時(shí)間/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6溫度/℃15.020.025.030.035.0平衡總壓強(qiáng)/kPa5.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度/mol·L－12.4×10－33.4×10－34.8×10－36.8×10－39.4×10－3

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