《化學反應的方向、限度與速率》習題3

《化學反應的方向、限度與速率》習題一、單項選擇題1.對于反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，能增大正反應速率的措施是()。A.通入大量O2 B.增大容器容積C.移去部分SO3 D.降低體系溫度解析:增大反應物O2的濃度，正反應速率加快。增大容器容積、移去部分SO3、降低體系溫度都會使正反應速率降低。答案:A2.在一定溫度不同壓強(p1<p2)下，可逆反應2X(g)2Y(g)+Z(g)中，生成物Z在反應混合物中的體積分數(φ)與反應時間(t)的關系有以下圖示，正確的是()。解析:本題考查化學平衡圖像問題，由于正反應是氣體分子數增大的反應，所以增大壓強，平衡將逆向移動，從而導致生成物的體積分數減??；增大壓強，對于有氣體參與的化學反應其速率增大，所以壓強越大，達到平衡時，所需要的時間越短。答案:B3.高溫下，某反應達到平衡，平衡常數K=QUOTE。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是()。A.該反應的焓變?yōu)檎礏.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.該反應化學方程式為CO+H2OCO2+H2解析:A中溫度升高，反應物氫氣濃度減小，平衡正向移動，說明正反應吸熱，其焓變?yōu)檎?，正確；B中由于反應前后氣體體積不發(fā)生變化，因此，壓強改變，平衡不發(fā)生移動，錯誤；C中溫度升高，正、逆反應的速率都增大，錯誤；D中根據平衡常數表達式可以確定反應式應為CO2+H2CO+H2O，錯誤。答案:A4.一定條件下，合成氨氣反應達到平衡時，測得混合氣體中氨氣的體積分數為20.0%，與反應前的體積相比，反應后體積縮小的百分率是()。A.16.7% B.20.0%C.80.0% D.83.3%解析:設達到平衡后混合氣體的體積為1L，則其中生成的氨氣的體積為1L×20.0%=0.2L。則根據反應的方程式:N2+3H22NH3ΔV 13.2 20.2L 0.2L所以平衡前混合氣體的體積為1L+0.2L=1.2L，因此反應后氣體體積縮小率為QUOTE×100%≈16.7%。答案:A二、雙項選擇題5.對于可逆反應H2(g)+I2(g)2HI(g)，在溫度一定下由H2(g)和I2(g)開始反應，下列說法正確的是()。A.H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2∶1B.反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差C.正、逆反應速率的比值是恒定的D.達到平衡時，正、逆反應速率相等解析:在可逆反應中，化學反應速率之比等于各物質的系數之比，所以H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率比為1∶2，A項錯誤；反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差，B項正確；正、逆反應速率隨反應進行不斷變化，平衡時相等，故C項錯誤；達到平衡時，正、逆反應速率相等，D項正確.答案:BD6.工業(yè)上制備純硅反應的熱化學方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)ΔH=+QkJ·mol-1(Q>0)。某溫度、壓強下，將一定量的反應物通入密閉容器進行以上的反應(此條件下為可逆反應)，下列敘述正確的是()。A.反應過程中，若減小壓強能提高SiCl4的轉化率B.若反應開始時SiCl4為1mol，則達到平衡時，吸收熱量為QkJC.反應至4min時，若HCl的濃度為0.12mol·L-1，則H2的反應速率為0.03mol·L-1·min-1D.當反應吸收熱量為0.025QkJ時，生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH恰好反應解析:該反應為氣體體積增大的反應，減小壓強平衡右移，SiCl4轉化率增大，A正確；該反應為可逆反應，不能實現完全轉化，放出的熱量一定小于QkJ，B錯；反應至4min時，HCl的濃度為0.12mol·L-1，表示的反應速率為v(HCl)=0.03mol·L-1·min-1，換算為v(H2)=0.015mol·L-1·min-1，C錯；當放熱0.025QkJ時，說明反應的SiCl4為0.025mol，生成HCl0.1mol，與100mL1mol·L-1的NaOH溶液恰好反應，D正確。答案:AD7.一定條件下，體積為10L的密閉容器中，1molX和1molY進行反應:2X(g)+Y(g)Z(g)，經60s達到平衡，生成0.3molZ。下列說法正確的是()。A.以X濃度變化表示的反應速率為0.001mol·L-1·s-1B.將容器體積變?yōu)?0L，Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼腝UOTEC.若增大壓強，則物質Y的轉化率增大D.若升高溫度，X的體積分數增大，則該反應的ΔH>0解析:根據題目的含義可以列出:2X(g)+Y(g)Z(g)起始/(mol·L-1)0.10.10轉化/(mol·L-1)0.060.03 0.03平衡/(mol·L-1)0.040.07 0.03所以v(X)=QUOTE=0.001mol·L-1·s-1，故A選項正確；若將容器的體積變?yōu)?0L，各物質的濃度均減半，根據平衡移動原理，此平衡應向逆反應方向移動，所以Z的平衡濃度比原來的QUOTE要小，故B選項錯誤；由于此反應的正反應是氣體體積減小的反應，因此增大壓強，此平衡向右移動，反應物X和Y的轉化率均增大，故C選項正確；X的體積分數增大，說明平衡向逆反應方向移動，而升高溫度平衡應向吸熱反應方向移動，因此此反應的正反應應為放熱反應，即ΔH<0，所以D選項錯誤。答案:AC三、非選擇題8.已知可逆反應:N(g)+M(g)P(g)+Q(g)ΔH>0，請回答下列問題:(1)若要增大M的轉化率，在其他條件不變的情況下可以采取的措施為(填字母)。

A.加入一定量MB.加入一定量NC.將生成的氣體P液化分離D.縮小反應容器的體積(2)不同溫度下該反應的平衡常數如下:溫度/℃600700平衡常數K1K2則K1(填“>”或“<”)K2。

(3)某溫度下，反應物的起始濃度c(M)=1.0mol·L-1，c(N)=2.4mol·L-1，達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的轉化率為，該反應的平衡常數Kc=。

解析:(1)A項M的轉化率減小，B項平衡正移M的轉化率增大，C項平衡正移M的轉化率增大，D項平衡不移動M的轉化率不變。(2)由于ΔH>0，升高溫度，K增大，K2>K1。(3)N(g)+M(g)P(g)+Q(g)起始濃度/(mol·L-1)2.41.000變化濃度/(mol·L-1)0.60.60.60.6平衡濃度/(mol·L-1)1.80.40.60.6N的轉化率=QUOTE×100%=25%Kc=QUOTE=0.5。答案:(1)BC(2)<(3)25%0.59.恒溫恒容下，將2molA氣體和2molB氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)，2min時反應達到平衡狀態(tài)，此時剩余1.2molB，并測得C的濃度為1.2mol·L-1。(1)從開始反應至達到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應速率為。

(2)x=。

(3)A的轉化率與B的轉化率之比為。

(4)下列各項可作為該反應達到平衡狀態(tài)的標志的是。

A.壓強不再變化B.氣體密度不再變化C.氣體的平均相對分子質量不再變化D.A的消耗速率與B的消耗速率之比為2∶1(5)保持溫度和容積不變，向平衡體系中再充入2molA和2molB，達到新平衡時B的物質的量為。

解析:本題著重考查化學反應速率和化學平衡的概念及相關的簡單計算。(1)較為簡單，依據公式即可得出結果。在(2)中，列出反應的化學方程式，求解:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)起始量/mol:220轉化量/mol:1.60.82.4平衡量/mol:0.41.22.4由于轉化量之比等于系數之比，即0.8∶2.4=1∶x，解得x=3。在(4)中，由于反應前后氣體體積相同，故A項不可作為反應達到平衡狀態(tài)的標志；又無論反應是否達到平衡，恒有A的消耗速率與B的消耗速率之比為2∶1，故D項也不可作為標志。在(5)中，由于恒溫恒容、反應前后氣體體積不變，再充入2mol氣體A和2mol氣體B時，新的平衡與原平衡等效，此時B的物質的量為1.2mol×2=2.4mol。答案:(1)0.6mol·L-1·min-1(2)3(3)2∶1(4)BC(5)2.4mol10.(2013天津高考)某市對大氣進行監(jiān)測，發(fā)現該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5μm的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題:(1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表:離子K+Na+NQUOTESQUOTENQUOTECl-4×10-66×10-62×10-54×10-53×10-52×10-5根據表中數據判斷PM2.5的酸堿性為，試樣的pH=。

(2)為減少SO2的排放，常采取的措施有:①將煤轉化為清潔氣體燃料。已知:H2(g)+QUOTEO2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1C(s)+QUOTEO2(g)CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-1寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式:。

②洗滌含SO2的煙氣。以下物質可作洗滌劑的是。

a.Ca(OH)2b.Na2CO3c.CaCl2d.NaHSO3(3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉化①已知汽缸中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH>0若1mol空氣含0.8molN2和0.2molO2，1300℃時在密閉容器內反應達到平衡，測得NO為8×10-4mol。計算該溫度下的平衡常數K=。

汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內NO排放量越大，原因是。

②汽車燃油不完全燃燒時產生CO，有人設想按下列反應除去CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)已知該反應的ΔH>0，簡述該設想能否實現的依據:。

③目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉化器可減少CO和NO的污染，其化學反應方程式為。

解析:(1)待測試樣中含有NQUOTE，NQUOTE水解使其顯酸性；依據電荷守恒:c(K+)+c(Na+)+c(NQUOTE)+c(H+)=2c(SQUOTE)+c(NQUOTE)+c(Cl-)+c(OH-)c(OH-)可忽略不計，則c(H+)=10-4mol·L-1，pH=4。(2)①由蓋斯定律得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1。②Ca(OH)2、Na2CO3溶液均為堿性，均可作SO2的洗滌劑。(3)①平衡時N2、O2的物質的量分別約為0.8mol、0.2mol，設容器的體積為VL，則K=QUOTE