2019届二轮复习 化学反应速率和化学平衡 作业（江苏专用） 练习

化学反应速率和化学平衡

1.一定条件下,在容积为1 L的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),1 min后测得生成0.06 mol NH3,则该段时间内N2的化学反应速率(mol·L-1·min-1)为(　　)
A.0.01 B.0.02 C.0.03 D.0.06
答案　C　v(N2)=v(NH3)=×=0.03 mol·L-1·min-1。
7.(2014浙江1月学考,20,2分)一定条件下,在容积为5 L的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),半分钟后测得生成0.04 mol SO3。在这段时间内O2的化学反应速率(mol·L-1·min-1)为(　　)
A.0.004 B.0.008 C.0.016 D.0.032
答案　B　v(SO3)==0.016 mol·L-1·min-1,=,故v(O2)=×v(SO3)=0.008 mol·L-1·min-1。
2.化合物A在一定条件下发生分解反应,反应物浓度随反应时间的变化如图所示,则化合物A在4~8 min 间的平均反应速率是(　　)

A.0.20 mol·L-1·min-1 B.0.25 mol·L-1·min-1
C.0.30 mol·L-1·min-1 D.0.50 mol·L-1·min-1
答案　B　v(A)==0.25 mol·L-1·min-1。
3.一定条件下,H2O2在水溶液中发生分解反应:
2H2O2 2H2O+O2↑
反应过程中,测得不同时间H2O2的物质的量浓度如下表:
t/min
0
20
40
60
80
c(H2O2)/mol·L-1
0.80
0.40
0.20
0.10
0.05
(1)H2O2的分解反应　　　　氧化还原反应(填“是”或“不是”)。 
(2)该分解反应0~20 min的平均反应速率v(H2O2)为　　　　mol·L-1·min-1。 
(3)如果反应所用的H2O2溶液为100 mL,则0~80 min共产生O2　　　　g。 
　A.0.08 B.0.16 C.1.2 D.2.4
答案　(1)是　(2)0.02　(3)C
解析　(1)H2O2的分解反应中氧元素化合价部分升高,部分降低,该反应是氧化还原反应。(2)v(H2O2)=(0.80 mol·L-1-0.40 mol·L-1)÷20 min=0.02 mol·L-1·min-1。(3)反应消耗H2O2的物质的量为n(H2O2)=(0.80 mol·L-1-0.05 mol·L-1)×0.1 L=0.075 mol,故生成O2的质量为m(O2)=0.075 mol÷2×32 g·mol-1=1.2 g,C正确。
4.在一定温度下,体积不变的密闭容器中,可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)达到平衡的标志是(　　)
A.气体的总质量保持不变
B.X、Y、Z的浓度都相等
C.X、Y、Z的浓度不再发生变化
D.X、Y、Z的分子数之比为1∶3∶2
答案　C　根据质量守恒定律,气体总质量自始至终保持不变,A错误;X、Y、Z的浓度相等及分子数之比为1∶3∶2时反应不一定达平衡状态,B、D错误。
5.煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是　　　　。 
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B),则反应 Ⅱ 的Kp=　　　　(用表达式表示)。 
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是　 。 


(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是 　 。 
(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有　　　　。 
A.向该反应体系中投入石灰石
B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.提高CO的初始体积百分数
D.提高反应体系的温度

(6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>v2,请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。
答案　(1)高温　(2)　(3)C
(4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化,则表明两个反应同时发生　(5)A、B、C
(6)

解析　(1)反应Ⅰ的ΔH>0,ΔS>0,高温时反应能自发进行。(2)依题给信息,可得反应Ⅱ的Kp=。(3)反应Ⅰ速率较快,说明该反应活化能较低,结合反应Ⅰ吸热,反应Ⅱ放热,可判断C图正确。(4)反应Ⅰ生成SO2、CO2两种气态产物,反应Ⅱ只生成CO2一种气态产物,若c(SO2)/c(CO2)不变,只发生反应Ⅰ;若c(SO2)=0,c(CO2)或c(CO)发生变化,只发生反应Ⅱ;若c(SO2)/c(CO2)发生变化,则反应Ⅰ、Ⅱ同时发生。(5)向反应体系中投入石灰石,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),c(CO2)增大,反应Ⅰ的平衡逆向移动,SO2的量减少,A正确;在合适温度区间内降低反应温度,反应Ⅰ逆向进行,SO2的量减小,B正确,D错误;CO初始体积分数增大,由图1知CaS质量分数增大,c(CO2)增大,反应Ⅰ逆向进行,SO2的量减少,C正确。(6)因反应Ⅰ速率快,c(SO2)先增大快,随着反应Ⅱ的进行,使c(CO2)增大,反应Ⅰ逆向进行,c(SO2)减小,当反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡时,c(SO2)不再变化,由此可画出c(SO2)随时间变化的曲线图。
6.下列说法不正确的是(　　)
A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
B.饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同
C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液
答案　C　A项,2Na(s)+2H2O(l) 2NaOH(aq)+H2(g)　ΔH0、ΔHT2,温度越高,反应速率越大,M点的正反应速率>W点的正反应速率,而W点的正反应速率=W点的逆反应速率>N点的逆反应速率,C项正确;D项,恒容时充入X,压强增大,平衡正向移动,X的转化率增大,D项错误。
8.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是　(　　)
A
B


升高温度,平衡常数减小
0~3 s内,反应速率为:v(NO2)=0.2 mol·L-1
C
D


t1时仅加入催化剂,平衡正向移动
达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)　

答案　A　A项,由图像可知,该可逆反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,正确;v(NO2)===0.2 mol·L-1·s-1,B项错误;使用催化剂可加快反应速率,但不能使平衡发生移动,C项错误;D项,若x为c(O2),则O2浓度增大,NO2的转化率减小,与图像不符,D项错误。
考点二　化学反应的方向与化学平衡
以下为教师用书专用(8—21)
9.K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2(橙色)+H2O 2Cr(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:

结合实验,下列说法不正确的是(　　)
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70% H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
答案　D　④中存在C2H5OH,溶液变为酸性后,K2Cr2O7的氧化性增强,会将C2H5OH氧化,溶液变成绿色。
10.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:
CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)　K=0.1
反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　)
A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前H2S物质的量为7 mol
D.CO的平衡转化率为80%
答案　C　由题中信息可列三段式:
　　　CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)
起始: 10 mol　　 x mol　　　 0　　　 0
转化: 2 mol　　　 2 mol　　　　 2 mol　　　 2 mol
平衡: 8 mol　　 (x-2)mol　　 2 mol　　 2 mol
设容器体积为V L,由K=0.1可得K===0.1,解得x=7,C项正确。
11.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:

已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是(　　)
A.550 ℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动
B.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T ℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总
答案　B　A项,反应容器为恒压密闭容器,充入惰性气体,相当于减小压强,v正、v逆均减小,平衡应向右移动,错误;B项,设起始时CO2的物质的量为1 mol,达到平衡时转化了x mol,利用三段式:
　　　　　C(s)+CO2(g) 2CO(g)
n始/mol 1 0
n转化/mol x 2x
n平/mol 1-x 2x
则有×100%=40.0%,解得x=0.25,CO2的转化率为×100%=25.0%,正确;C项,因为是恒压体系,T ℃达平衡时,CO2、CO的体积分数均为50%,故充入等体积的CO2和CO,平衡不移动,错误;D项,Kp===23.04p总,错误。
12.在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得实验数据如下表:
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
下列说法正确的是(　　)
A.实验①中,若5 min时测得n(M)=0.050 mol,则0至5 min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol/(L·min)
B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0
C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%
D.实验④中,达到平衡时,b>0.060
答案　C　A项,0至5 min内,v(M)==1×10-3 mol/(L·min),v(N)=v(M)=1×10-3 mol/(L·min),A项错误;B项,根据“三段式”:
　　　　　　X(g)　+　Y(g) M(g)　+　N(g)
初始(mol/L) 0.010　　　0.040　　　0　　　　 0
转化(mol/L) 0.008　　　0.008　　 0.008　　 0.008
平衡(mol/L) 0.002　　　0.032　　 0.008 　　0.008
K==1,B项错误;
实验③,根据“三段式”得:
　　　　　　 X(g)　+　Y(g) M(g)+N(g)
初始(mol/L) 0.020 0.030 0 0
转化(mol/L) x x x x
平衡(mol/L) 0.020-x 0.030-x x x
根据温度不变,K不变可得
=1,x=0.012,
X的转化率为×100%=60%,C项正确;
由实验①、②中数据可知该反应为放热反应,900 ℃时的平衡常数应小于800 ℃时的平衡常数,假设实验④中K=1,则=1,b=0.06,综上所述,900 ℃达到平衡时b