1、PAGE PAGE 7第六講化學反應速率與化學平衡1下列條件一定能使反應速率增大的是()增加反應物的物質的量升高溫度縮小反應容器的容積不斷分離出生成物加入催化劑MnO2A全部BC D解析：選C。若增加固體的物質的量，反應速率不變；升高溫度一定能加快反應速率；改變非氣體反應的容積，反應速率不變；分離出固體或純液體生成物，不改變反應速率；催化劑有一定的選擇性，MnO2不能改變所有反應的反應速率。2(2015福建福州高三模擬)在恒溫下的密閉容器中，有可逆反應2NO2 N2O4，下列描述不能說明反應達到平衡狀態的是()AN2O4生成速率與N2O4分解速率相等B混合氣體的平均相對分子質量保持不變CNO2

2、的分子數與N2O4的分子數之比為21D體系顏色不再發生改變解析：選C。N2O4的生成速率和分解速率相等，說明N2O4的濃度不變，即反應達到平衡狀態，A選項正確；混合氣體的平均相對分子質量eq xto(M)(混)eq f(m混,n混)，eq xto(M)(混)不變，說明n(混)不變，即反應達到了平衡狀態，B選項正確；NO2與N2O4的分子數之比為21時反應不一定達到平衡狀態，C選項錯誤；體系顏色不變，說明NO2的濃度不變，即反應達到平衡狀態，D選項正確。3(2015河北唐山第二次聯考)高溫下，某反應達到平衡，平衡常數Keq f(cCOcH2O,cCO2cH2)。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下

3、列說法正確的是()A該反應的焓變為正值B恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小C升高溫度，逆反應速率減小D該反應的化學方程式為COH2Oeq o(,sup7(高溫)CO2H2解析：選A。根據平衡常數的表達式可得出該反應的化學方程式為CO2H2eq o(,sup7(高溫)COH2O(g)；升高溫度，正、逆反應速率均增大；溫度升高，H2濃度減小，平衡正向移動，說明正反應是吸熱的，焓變為正值；在恒溫恒容下，增大壓強的方法有多種，H2濃度變化不確定。4(2015甘肅部分高中第一次聯考)等物質的量的X(g) 與Y(g)在密閉容器中進行反應：X(g)2Y(g) 3Z(g)Q(s)H0，下列敘述正確的是()

4、A當容器中X與Y的物質的量之比滿足12時反應達到平衡B達到平衡時X的轉化率為25%，則平衡常數K為eq f(9,4)C達到平衡后，反應速率2v正(Y)3v逆(Z)D達到平衡后，加入Q，平衡逆向移動解析：選B。反應中X、Y按照物質的量之比12進行反應，而容器中兩者物質的量之比為12時不一定達到平衡，A項錯誤；設X、Y起始的物質的量都為1 mol，容器的體積為V L，達到平衡時X的物質的量是1 mol(125%)0.75 mol，消耗X的物質的量是0.25 mol，而Y的物質的量為1 mol0.25 mol20.5 mol，生成Z的物質的量為0.25 mol30.75 mol，則平衡常數Keq f

5、(f(0.75,V)3,f(0.5,V)2f(0.75,V)eq f(9,4)，B項正確；達到平衡后3v正(Y)2v逆(Z)，C項錯誤；由于Q為固體，加入Q后平衡不移動，D項錯誤。5(2015江蘇徐州高三模擬)已知反應X(g)Y(g) nZ(g)H0，將X和Y以一定比例混合通入密閉容器中進行反應，各物質的濃度隨時間的改變如圖所示。下列說法不正確的是()A反應方程式中n1B10 min時，曲線發生變化的原因是升高溫度C10 min時，曲線發生變化的原因是增大壓強D05 min內，用X表示的反應速率為v(X)0.08 molL1min1解析：選B。由圖像可以看出，05 min，X的濃度減小了0.4

6、 molL1，而Z的濃度增大了0.4 molL1，說明X與Z的化學計量數之比為11，故n1，A項正確；10 min時，X、Y、Z的濃度同時增大一倍，且隨后平衡正向移動，說明改變的條件為增大壓強，B項錯誤，C項正確；05 min內，v(X)eq f(0.4 molL1,5 min)0.08 molL1min1，D項正確。6(2015江西南昌調研)在一恒容的密閉容器中充入0.1 mol/L CO2、0.1 mol/L CH4，在一定條件下發生反應CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g)，測得CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖，下列有關說法不正確的是()A上述反應的Hp3p2p1C壓

7、強為p4，溫度為1 100 時該反應平衡常數為1.64D壓強為p4時，在y點：v正v逆解析：選A。 由圖像可知，壓強一定時，溫度越高，CH4的平衡轉化率越大，故正反應為吸熱反應，H0，A項錯誤；該反應為氣體分子數增加的反應，壓強越大，CH4的平衡轉化率越小，故壓強p4p3p2p1，B項正確；p4、1 100 時，CH4的平衡轉化率為80.00%，故平衡時各物質的濃度分別為c(CH4)0.02 mol/L，c(CO2)0.02 mol/L，c(CO)0.16 mol/L，c(H2)0.16 mol/L，即平衡常數Keq f(0.1620.162,0.020.02)1.64，C項正確；壓強為p4時

8、，y點未達到平衡狀態，此時y點CH4的平衡轉化率小于80.00%，故v正v逆，D項正確。7向一體積不變的密閉容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三種氣體，在一定條件下發生反應，各物質濃度隨時間變化的情況如圖甲所示。圖乙為t2時刻后改變反應條件，該平衡體系中反應速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種不同的條件。已知t3t4階段使用了催化劑；圖甲中t0t1階段c(B)的變化情況未畫出。下列說法不正確的是()A該反應為吸熱反應BB在t0t1階段的轉化率為60%Ct4t5階段改變的條件為減小壓強Dt1時該反應的化學平衡常數Keq f(27,32)解析：選B。在圖乙中t3t4階

9、段使用了催化劑；t4t5階段正、逆反應速率均減小，但平衡不移動，這說明此階段是降低壓強，平衡不移動，說明反應前后氣體體積不變，C項正確。根據圖甲可知A一定是反應物，平衡時A消耗了0.2 molL1，C是生成物，平衡時C增加了0.3 molL1，因此B是反應物，即該反應的化學方程式可表示為2AB 3C。t5t6階段正、逆反應速率均增大，平衡向正反應方向進行，因此改變的條件是升高溫度，故該反應是吸熱反應，A項正確。B的平衡濃度是0.4 molL1，消耗了0.1 molL1，因此B在t0t1階段的轉化率為20%，B項錯誤；t1時，達平衡時A、B、C的濃度分別是0.8 molL1、0.4 molL1、

10、0.6 molL1，故平衡常數Keq f(0.63,0.40.82)eq f(27,32)，D項正確。8根據下表所示化學反應與數據關系，回答下列問題：化學反應平衡常數溫度973 K1 173 KFe(s)CO2(g) FeO(s)CO(g)K11.472.15Fe(s)H2O(g) FeO(s)H2(g)K22.381.67CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)K3？(1)反應是_(填“吸熱”或“放熱”)反應。(2)寫出反應的平衡常數K3的表達式：_。(3)根據反應可推導出K1、K2與K3之間的關系，則K3_(用K1、K2表示)。(4)要使反應在一定條件下建立的平衡向逆反應方向移動，可

11、采取措施有_(填寫字母序號)。A縮小反應容器的容積B擴大反應容器的容積C升高溫度D使用合適的催化劑E設法減小平衡體系中的CO濃度(5)若反應的逆反應速率與時間的關系如圖所示：可見反應在t1、t3、t7時都達到了平衡，而t2、t8時都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時_；t8時_。若t4時降壓，t6時增大反應物的濃度，請在圖中畫出t4t6時逆反應速率與時間的關系曲線。解析：(1)由表可知，溫度升高，反應的K1增大，故該反應為吸熱反應。(2)反應 的平衡常數K3eq f(cCO2cH2,cCOcH2O)。(3)K3eq f(cCO2cH2,cCOcH2O)，K1eq f(cCO,cCO

12、2)，K2eq f(cH2,cH2O)，故K3eq f(K2,K1)。(4)反應為吸熱反應，其逆反應為放熱反應，反應是放熱反應，而反應是反應的逆反應與反應的和，故反應是放熱反應，且反應前后氣體的體積不變，故只有C、E可使平衡向逆反應方向移動。(5)由圖可知，t2時改變的條件使反應速率增大，且平衡逆向移動，故改變的條件是升高溫度或增大CO2的濃度或增大H2的濃度；t8時改變的條件使反應速率加快且平衡不移動，故改變的條件是使用催化劑或加壓或減小容器的容積。若t4時降壓，則反應速率減小，曲線在原來平衡曲線的下方，平衡不移動，故該曲線為水平直線，且縱坐標為t6時的v逆。答案：(1)吸熱(2)K3eq

13、f(cCO2cH2,cCOcH2O)(3)eq f(K2,K1)(4)CE(5)升高溫度(或增大CO2的濃度或增大H2的濃度)使用催化劑(或加壓或減小容器的容積)9(2015北京朝陽期末)甲醇汽油是一種新能源清潔燃料，可以作為汽油的替代物。工業上可用CO和H2制取甲醇，化學方程式為CO(g)2H2(g) CH3OH(g)Ha kJ/mol。為研究平衡時CO的轉化率與反應物投料比eq f(cCO起始,cH2起始)及溫度的關系，研究小組在10 L的密閉容器中進行模擬反應，并繪出下圖：回答下列問題。(1)反應熱a_0(填“”或“”或“”、“”或“”)。(3)為提高CO的轉化率可采取的措施是_(至少答

14、出兩條)。解析：(1)從曲線走向看，隨溫度的升高，CO的轉化率降低，說明平衡左移，正反應為放熱反應，H0，即a0。(2)由A到B，CO的轉化率提高，c(CO)不變時，增大c(H2)可提高CO的轉化率，所以A到B，eq f(cCO起始,cH2起始)減小，故。因為n(CO)起始10 mol，反應物投料比為0.5，所以n(H2)起始20 mol，CO的轉化率為50%，可列出三段式：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)起始濃度 1 mol/L 2 mol/L 0變化濃度 0.5 mol/L 1 mol/L 0.5 mol/L平衡濃度 0.5 mol/L 1 mol/L 0.5 mol/LKeq f

15、(cCH3OH,cCOc2H2)1；由于A、B點的溫度相同，故KBKA。(3)提高CO的轉化率，可減小反應物投料比、降溫、加壓、分離出CH3OH等。答案：(1)升高溫度，CO的轉化率降低，平衡左移，正反應為放熱反應(2)”、“”或“”)。實際生產條件控制在250 、1.3104 kPa左右，選擇此壓強的理由是_。解析：(1)該反應的濃度商表達式為Qeq f(cCH3OCH3cH2O,c2CH3OH)，將所給濃度代入濃度商表達式：Qeq f(0.60.6,0.442)1.86400，故反應向正反應方向進行，正反應速率大于逆反應速率。(2)根據題中給出的某時刻各組分濃度，可知起始時加入的CH3OH

16、的濃度為0.44 molL11.2 molL11.64 molL1。列化學平衡三段式，設轉化的CH3OH的濃度為2x molL1，2CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)eq o(sup7(起始濃度/),sdo5(molL1)1.6400eq o(sup7(轉化濃度/),sdo5(molL1) 2x x xeq o(sup7(平衡濃度/),sdo5(molL1) 1.642x x xKeq f(x2,1.642x2)400，解得x0.8，故平衡時c(CH3OH)1.64 molL10.8 molL120.04 molL1，v(CH3OH)eq f(1.6 molL1,10 min)

17、0.16 molL1min1，(CH3OH)eq f(0.8 molL12,1.64 molL1)100%97.6%。(3)由圖可知，溫度升高，CO的轉化率降低，平衡向逆反應方向移動，故逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，H(2)0.04 molL10.16 molL1min197.6%(3)在250 、1.3104 kPa下，CO的轉化率已較高，再增大壓強，CO的轉化率提高不大，同時生產成本增加11(2015高考北京卷)氫能是一種極具發展潛力的清潔能源。以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示：(1)反應的化學方程式是_。(2)反應得到的產物用I

18、2進行分離。該產物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層。根據上述事實，下列說法正確的是_(選填序號)。a兩層溶液的密度存在差異b加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶cI2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶辨別兩層溶液的方法是_。經檢測，H2SO4層中c(H)c(SOeq oal(2,4)2.061，其比值大于2的原因是_。(3)反應：2H2SO4(l)=2SO2(g)O2(g)2H2O(g)H550 kJmol1它由兩步反應組成：.H2SO4(l)=SO3(g)H2O(g)H177 kJmol1；.SO3(g)分解。L(L1，L2)、X可分別代表壓強或溫度。如圖表示L一定時，中SO3(g)的平衡轉化率隨X的變化關系。X代表的物理量是_。判斷L1、L2的大小關系，并簡述理由：_。解析：(1)由圖知反應中的反應物為