2024年5月18日发(作者:瓮阑)
专题八化学反应速率与化学平衡
考点一化学反应速率
1
.一定条件下,
1-
苯基丙炔
(
Ph-CC-CH
3
)
可与
HCl
发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图
(
已知:反应
I
、Ⅲ为放热反应
)
,下列说法不正确的
...
是
A
.反应焓变:反应
I>
反应Ⅱ
B
.反应活化能:反应
I<
反应Ⅱ
C
.增加
HCl
浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物
I
的比例
D
.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
【答案】
C
【详解】
A
.反应
I
、Ⅲ为放热反应,相同物质的量的反应物,反应
I
放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量,反
应放出的热量越多,其焓变越小,因此反应焓变:反应
I>
反应Ⅱ,故
A
正确;
B
.短时间里反应
I
得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多,说明反应
I
的速率比反应Ⅱ的速率快,速率越快,
其活化能越小,则反应活化能:反应
I<
反应Ⅱ,故
B
正确;
C
.增加
HCl
浓度,平衡正向移动,但平衡时产物Ⅱ和产物
I
的比例可能降低,故
C
错误;
D
.根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ,故
D
正确。
综上所述,答案为
C
。
2
.催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应
R(g)P(g)
。反应历程
(
下图
)
中,
M
为中间产物。其它条
件相同时,下列说法不正确的是
A
.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分
4
步进行
C
.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
【答案】
C
B
.反应达平衡时,升高温度,
R
的浓度增大
D
.使用Ⅰ时,反应过程中
M
所能达到的最高浓度更大
【详解】
A
.由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分
4
步进行,
A
正确;
B
.由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,
R
的浓度增大,
B
正确;
C
.由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,
C
错误;
D
.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较
慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中
M
所能达到的最高浓度更大,
D
正确;
故选
C
。
3
.一定条件下,酸性
KMnO
4
溶液与
H
2
C
2
O
4
发生反应,
Mn
(
Ⅱ
)
起催化作用,过程中不同
价态含
Mn
粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A
.
Mn
(
Ⅲ
)
不能氧化
H
2
C
2
O
4
B
.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C
.该条件下,
Mn
(
Ⅱ
)
和
Mn
(
Ⅶ
)
不能大量共存
2
2
10CO
2
8H
2
O
D
.总反应为:
2MnO
4
5C
2
O
4
16H
2Mn
【答案】
C
【分析】开始一段时间(大约
13min
前)随着时间的推移
Mn(
Ⅶ
)
浓度减小直至为
0
,
Mn(
Ⅲ
)
浓度增大直至
达到最大值,结合图像,此时间段主要生成
Mn(
Ⅲ
)
,同时先生成少量
Mn(
Ⅳ
)
后
Mn(
Ⅳ
)
被消耗;后来(大约
13min
后)随着时间的推移
Mn(
Ⅲ
)
浓度减少,
Mn(
Ⅱ
)
的浓度增大;据此作答。
A
.【详解】由图像可知,随着时间的推移
Mn(
Ⅲ
)
的浓度先增大后减小,说明开始反应生成
Mn(
Ⅲ
)
,后
Mn(
Ⅲ
)
被消耗生成
Mn(
Ⅱ
)
,
Mn(
Ⅲ
)
能氧化
H
2
C
2
O
4
,
A
项错误;
B
.随着反应物浓度的减小,到大约
13min
时开始生成
Mn(
Ⅱ
)
,
Mn(
Ⅱ
)
对反应起催化作用,
13min
后反应速
率会增大,
B
项错误;
C
.由图像可知,
Mn(
Ⅶ
)
的浓度为
0
后才开始生成
Mn(
Ⅱ
)
,该条件下
Mn(
Ⅱ
)
和
Mn(
Ⅶ
)
不能大量共存,
C
项
正确;
D
.
H
2
C
2
O
4
为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为
2
MnO
-
4
+5H
2
C
2
O
4
+6H
+
=2Mn
2+
+10CO
2
↑+8H
2
O
,
D
项错误;
答案选
C
。
4
.
CO
2
捕获和转化可减少
CO
2
排放并实现资源利用,原理如图
1
所示。反应
①
完成之后,
以
N
2
为载气,以恒定组成的
N
2
、
CH
4
混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的
量随反应时间变化如图
2
所示。反应过程中始终未检测到
CO
2
,在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
...
A
.反应
①
为
CaO+CO
2
=CaCO
3
;反应
②
为
CaCO
3
+CH
4
催化剂
CaO+2CO+2H
2
催化剂
B
.
t
1
~t
3
,
n(H
2
)
比
n(CO)
多,且生成
H
2
速率不变,可能有副反应
CH
4
C
.
t
2
时刻,副反应生成
H
2
的速率大于反应
②
生成
H
2
速率
D
.
t
3
之后,生成
CO
的速率为
0
,是因为反应
②
不再发生
【答案】
C
C+2H
2
【详解】
A
.由题干图
1
所示信息可知,反应
①
为
CaO+CO
2
=CaCO
3
,结合氧化还原反应配平可得反应
②
为
CaCO
3
+CH
4
催化剂
CaO+2CO+2H
2
,
A
正确;
B
.由题干图
2
信息可知,
t
1
~t
3
,
n(H
2
)
比
n(CO)
多,且生成
H
2
速率不变,且反应过程中始终未检测到
CO
2
,
在催化剂上有积碳,故可能有副反应
CH
4
正确;
催化剂
C+2H
2
,反应
②
和副反应中
CH
4
和
H
2
的系数比均为
1:2
,
B
C
.由题干反应
②
方程式可知,
H
2
和
CO
的反应速率相等,而
t
2
时刻信息可知,
H
2
的反应速率未变,仍然为
2mmol/min
,而
CO
变为
1~2mmol/min
之间,故能够说明副反应生成
H
2
的速率小于反应
②
生成
H
2
速率,
C
错误;
D
.由题干图
2
信息可知,
t
3
之后,
CO
的速率为
0
,
CH
4
的速率逐渐增大,最终恢复到
1
,说明生成
CO
的速
率为
0
,是因为反应
②
不再发生,而后副反应逐渐停止反应,
D
正确;
答案选
C
。
5
.恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量
X
,发生反应的方程式为
①
X=Y
;
②
Y=Z
。
反应
①
的速率
v
1
=k
1
c(X)
,反应
②
的速率
v
2
=k
2
c(Y)
,式中
k
1
、k
2
为速率常数。图甲为该体系中
X
、
Y
、
Z
浓
度随时间变化的曲线,图乙为反应
①
和
②
的
lnk~
1
曲线。下列说法错误的是
T
A
.随
c(X)
的减小,反应
①
、
②
的速率均降低
B
.体系中
v(X)=v(Y)+v(Z)
C
.欲提高
Y
的产率,需提高反应温度且控制反应时间
D
.温度低于
T
1
时,总反应速率由反应
②
决定
【答案】
AB
【分析】由图中的信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的代表的是
X
,浓度随时间变化逐渐增大的代表的是
Z
,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是
Y
;由图乙中的信息可知,反应
①
的速率常数随温度升高增大
的幅度小于反应
②
的。
【详解】
A
.由图甲中的信息可知,随
c(X)
的减小,
c(Y)
先增大后减小,
c(Z)
增大,因此,反应
①
的速率随
c(X)
的减小而减小,而反应
②
的速率先增大后减小,
A
说法错误;
B
.根据体系中发生的反应可知,在
Y
的浓度达到最大值之前,单位时间内
X
的减少量等于
Y
和
Z
的增加量,
因此,v
(X)=
v
(Y)+
v
(Z)
,但是,在
Y
的浓度达到最大值之后,单位时间内
Z
的增加量等于
Y
和
X
的减少量,
故v
(X)+
v
(Y)=
v
(Z)
,
B
说法错误;
C
.升高温度可以可以加快反应
①
的速率,但是反应
①
的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应
②
的,
且反应
②
的的速率随着
Y
的浓度的增大而增大,因此,欲提高
Y
的产率,需提高反应温度且控制反应时间,
C
说法正确;
D
.由图乙信息可知,温度低于
T
1
时,k
1
>k
2
,反应
②
为慢反应,因此,总反应速率由反应
②
决定,
D
说法
正确;
综上所述,本题选
AB
。
6
.某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如
图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A
.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B
.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C
.条件
①
,反应速率为
0.012mol
L
1
min
1
D
.条件
②
,降冰片烯起始浓度为
3.0molL
-1
时,半衰期为
62.5min
【答案】
B
【详解】
A
.由题干图中曲线
①②
可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故
反应速率越大,
A
正确;
B
.由题干图中曲线
①③
可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度
①
是
③
的两倍,所用时间
①
也是
③
的两
倍,反应速率相等,故说明反应速率与降冰片烯浓度无关,
B
错误;
Δc3.0 mol•L
-1
-0 mol•L
-1
C
.由题干图中数据可知,条件
①
,反应速率为
=
=
0.012mol
L
1
min
1
,
C
正确;
=
Δt250 min
D
.反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题干图中数据可知,条件
②
,降冰片烯起始浓度为
3.0molL
-1
时,半衰期为
125min÷2=
62.5min
,
D
正确;
故答案为:
B
。
7
.一定温度下:在
N
2
O
5
的四氯化碳溶液
(
100mL
)
中发生分解反应:
2N
2
O
5
4NO
2
+O
2
。
在不同时刻测量放出的
O
2
体积,换算成
N
2
O
5
浓度如下表:
t/s
22202820x
c
N
2
O
5
/
mol
L
1
1.400.960.660.480.350.240.12
下列说法正确的是
A
.
600~1200s
,生成
NO
2
的平均速率为
5.0
10
4
mol
L
1
s
1
B
.反应
2220s
时,放出的
O
2
体积为
11.8L
(
标准状况
)
C
.反应达到平衡时,
v
正
N
2
O
5
=2v
逆
NO
2
D
.推测上表中的
x
为
3930
【答案】
D
【详解】
A
.
600~1200s
,
N
2
O
5
的变化量为
(0.96-0.66)
mol
L
1
==0.3
mol
L
1
,在此时间段内
NO
2
的变化量
1
0.6mol
L
为其
2
倍,即
0.6
mol
L
,因此,生成
NO
2
的平均速率为
1.0
10
3
mol
L
1
s
1
,
A
说法不正确;
600s
1
B
.由表中数据可知,反应
2220s
时,
N
2
O
5
的变化量为
(1.40-0.35)
mol
L
1
==1.05
mol
L
1
,其物质的量的变
化量为
1.05
mol
L
1
0.1L=0.105mol
,
O
2
的变化量是其
2
,即
0.0525mol
,因此,放出的
O
2
在标准状况下的
体积为
0.0525mol
22.4L/mol=
1.176L
,
B
说法不正确;
C
.反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学
计量数之比,
2v
正
N
2
O
5
v
逆
NO
2
,
C
说法不正确;
1
N
2
O
5
D
.分析表中数据可知,该反应经过
1110s
(
600-1710,1710-2820
)后
N
2
O
5
的浓度会变为原来的
2
,因此,
的浓度由
0.24
mol
L
1
变为
0.12
mol
L
1
时,可以推测上表中的
x
为
(2820+1110)=3930
,
D
说法正确。
综上所述,本题选
D
。
8
.反应
X2Z
经历两步:
①
XY
;
②
Y2Z
。反应体系中
X
、
Y
、
Z
的浓度
c
随时
1
间
t
的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A
.
a
为
c
X
随
t
的变化曲线
B
.
t
1
时,
c
X
=c
Y
=c
Z
C
.
t
2
时,
Y
的消耗速率大于生成速率
D
.
t
3
后,
c
Z
=2c
0
-c
Y
【答案】
D
【分析】由题中信息可知,反应
X2Z
经历两步:
①
XY
;
②
Y2Z
。因此,图中呈不断减小趋势的
a线为
X
的浓度
c
随时间
t
的变化曲线,呈不断增加趋势的线为
Z
的浓度
c
随时间
t
的变化曲线,先增加后减
小的线为
Y
的浓度
c
随时间
t
的变化曲线。
【详解】
A
.
X
是唯一的反应物,随着反应的发生,其浓度不断减小,因此,由图可知,
a
为
c
X
随
t
的变
化曲线,
A
正确;
B
.由图可知,分别代表
3
种不同物质的曲线相交于
t
1
时刻,因此,
t
1
时
c
X
c
Y
c
Z
,
B
正确;
C
.由图中信息可知,
t
2
时刻以后,
Y
的浓度仍在不断减小,说明
t
2
时刻反应两步仍在向正反应方向发生,
而且反应
①
生成
Y
的速率小于反应
②
消耗
Y
的速率,即
t
2
时
Y
的消耗速率大于生成速率,
C
正确;
D
.由图可知,
t
3
时刻反应
①
完成,
X
完全转化为
Y
,若无反应
②
发生,则
c
Y
c
0
,由于反应
②
Y2Z
的发生,
t
3
时刻
Y
浓度的变化量为
c
0
c
Y
,变化量之比等于化学计量数之比,所以
Z
的浓度的变化量为
2[c
0
c
Y
]
,这种关系在
t
3
后仍成立,因此,
D
不正确。
综上所述,本题选
D
。
9
.
①M+N=X+Y
;室温下,某溶液初始时仅溶有
M
和
N
且浓度相等,同时发生以下两个反应:
②M+N=X+Z
,反应
①
的速率可表示为
v
1
=k
1
c
2
(M)
,反应
②
的速率可表示为
v
2
=k
2
c
2
(M)(k
1
、
k
2
为速率常数
)
。
反应体系中组分
M
、
Z
的浓度随时间变化情况如图,下列说法错误的是
A
.
0
~
30min
时间段内,
Y
的平均反应速率为
6.67×10
-8
mol•L
-1
•min
-1
B
.反应开始后,体系中
Y
和
Z
的浓度之比保持不变
C
.如果反应能进行到底,反应结束时
62.5%
的
M
转化为
Z
D
.反应
①
的活化能比反应
②
的活化能大
【答案】
A
【详解】
A
.由图中数据可知,
30min
时,
M
、
Z
的浓度分别为
0.300
mol
L
1
和
0.125
mol
L
1
,则
M
的变化量为
0.5
mol
L
1
-0.300
mol
L
1
=0.200
mol
L
1
,其中转化为
Y
的变化量为
0.200
mol
L
1
-0.125
mol
L
1
=0.075
mol
L
1
。因此,
0~30min
时间段内,
Y
的平均反应速率为
0.075mol
L
-1
0.0025
mol
L
1
min
1
,
A
说法不正确;
30min
B
.由题中信息可知,反应
①
和反应
②
的速率之比为
k
1
,
Y
和
Z
分别为反应
①
和反应
②
的产物,且两者与
k
2
k
1
,由于
k
1
、
k
2
M
的化学计量数相同(化学计量数均为
1
),因此反应开始后,体系中
Y
和
Z
的浓度之比等于
k
2
为速率常数,故该比值保持不变,
B
说法正确;
k
1
0.075mol×L
-1
3
C
.结合
A
、
B
的分析可知反应开始后,在相同的时间内体系中
Y
和
Z
的浓度之比等于
=
=
,
k
2
0.125mol×L
-1
5
因此,如果反应能进行到底,反应结束时有
5
的
M
转化为
Z
,即
62.5%
的
M
转化为
Z
,
C
说法正确;
8
D
.由以上分析可知,在相同的时间内生成
Z
较多、生成
Y
较少,因此,反应
①
的化学反应速率较小,在同
一体系中,活化能较小的化学反应速率较快,故反应
①
的活化能比反应
②
的活化能大,
D
说法正确。
综上所述,相关说法不正确的只有
A
,故本题选
A
。
10
.取
50mL
过氧化氢水溶液,在少量
I
-
存在下分解:
2H
2
O
2
=2H
2
O+O
2
↑
。在一定温度下,
测得
O
2
的放出量,转换成
H
2
O
2
浓度
(c)
如下表:
t/min
c
/(mol·L
-1
)
0
0.80
20
0.40
40
0.20
60
0.10
80
0.050
下列说法不正确的是
A
.反应
20min
时,测得
O
2
体积为
224mL(
标准状况
)
B
.
20~40min
,消耗
H
2
O
2
的平均速率为
0.010mol·L
-1
·min
-1
C
.第
30min
时的瞬时速率小于第
50min
时的瞬时速率
D
.
H
2
O
2
分解酶或
Fe
2
O
3
代替
I
-
也可以催化
H
2
O
2
分解
【答案】
C
【详解】
A
.反应
20min
时,过氧化氢的浓度变为
0.4mol/L
,说明分解的过氧化氢的物质的量
n
(H
2
O
2
)=(0.80-0.40)mol/L×0.05L=0.02mol
,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量
n
(O
2
)=0.01mol
,标况下的体
积V
=
n
·
V
m
=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL
,
A
正确;
B
.
20~40min
,消耗过氧化氢的浓度为
(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L
,则这段时间内的平均速率
v=
Δc
0.20mol/L
==0.010mol/(L·min)
,
B
正确;
t
20min
C
.随着反应的不断进行,过氧化氢的浓度不断减小,某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小,故第
30min
时的瞬时速率大于第
50min
时的瞬时速率,
C
错误;
D
.
I
-
在反应中起到催化的作用,故也可以利用过氧化氢分解酶或
Fe
2
O
3
代替,
D
正确;
故答案选
C
。
考点二化学平衡
1
.下列事实能用平衡移动原理解释的是
A
.
H
2
O
2
溶液中加入少量
MnO
2
固体,促进
H
2
O
2
分解
B
.密闭烧瓶内的
NO
2
和
N
2
O
4
的混合气体,受热后颜色加深
C
.铁钉放入浓
HNO
3
中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D
.锌片与稀
H
2
SO
4
反应过程中,加入少量
CuSO
4
固体,促进
H
2
的产生
【答案】
B
【详解】
A
.
MnO
2
会催化
H
2
O
2
分解,与平衡移动无关,
A
项错误;
B
.
NO
2
转化为
N
2
O
4
的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,
NO
2
浓度增大,混合气体颜色加深,
B
项正
确;
C
.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无
关,
C
项错误;
D
.加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,
D
项错误;
故选
B
。
2
.向一恒容密闭容器中加入
1molCH
4
和一定量的
H
2
O
,发生反应:
n
CH
4
x
CH
4
(g)H
2
O(g)CO(g)3H
2
(g)
。
CH
4
的平衡转化率按不同投料比
x
随温度的变化曲线如
nHO
2
图所示。下列说法错误的是
A
.
x
1
x
2
B
.反应速率:
v
b
正
v
c
正
C
.点
a
、
b
、
c
对应的平衡常数:
K
a
b =K c D .反应温度为 T 1 ,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态 【答案】 B 【详解】 A .一定条件下,增大水的浓度,能提高 CH 4 的转化率,即 x 值越小, CH 4 的转化率越大,则 x 1 x 2 , 故 A 正确; B . b 点和 c 点温度相同, CH 4 的起始物质的量都为 1mol , b 点 x 值小于 c 点,则 b 点加水多,反应物浓度大, 则反应速率: v b 正 >v c 正 ,故 B 错误; C .由图像可知, x 一定时,温度升高 CH 4 的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向 移动, K 增大;温度相同, K 不变,则点 a 、 b 、 c 对应的平衡常数: K a b =K c ,故 C 正确; D .该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时, 反应达到平衡状态,故 D 正确; 答案选 B 。 3 .在含 HgI 2 (g) 的溶液中,一定 c(I - ) 范围内,存在平衡关系: HgI 2 s HgI 2 aq ; 2 HgI 2 aq Hg 2 2I ; HgI 2 aq HgI I ; HgI 2 aq I HgI 3 ; HgI 2 aq 2I HgI 4 ,平衡常 2 2 数依次为 K 0 、K 1 、K 2 、K 3 、K 4 。已知 lgc Hg 、 lgc HgI , lgc HgI 3 、 lgc HgI 4 随 lgc I 的变化关系 如图所示,下列说法错误的是 A .线 L 表示 lgc HgI 4 的变化情况 2 B .随 c I C . a lg 增大, c HgI aq 先增大后减小 2 K 1 K 2 D .溶液中 I 元素与 Hg 元素的物质的量之比始终为 2:1 【答案】 B 【分析】由题干反应方程式 HgI 2 aq Hg+2I 可知, K 1 = 2+- c(Hg 2+ )c 2 (I - ) c(HgI 2 ) ,则有 c(Hg 2+ )= - K 1 c( HgI 2 ) ,则有 c 2 ( I ) lgc(Hg 2+ )=lgK 1 +lgc(HgI 2 )-2lgc(I - ) ,同理可得: lgc(HgI + )=lgK 2 +lgc(HgI 2 )-lgc(I - ) , lgc HgI 3 =lgK 3 +lgc(HgI 2 )+lgc(I - ) , lgcHgI 2- ==lgK 4 +lgc(HgI 2 )+2lgc(I - ) ,且由 HgI 2 s HgI 2 aq 可知 K 0 = c 4 HgI 2 aq 为一定值,故可知图示中 曲线 1 、 2 、 3 、 4 即 L 分别代表 lgc HgI 、 lgc Hg 、 lgc HgI 、 2 3 lgc HgI 2 4 ,据此分析解题。 【详解】 A .由分析可知,线 L 表示 lgc HgI 4 的变化情况, A 正确; 2 B .已知 HgI 2 s HgI 2 aq 的化学平衡常数 K 0 = c HgI 2 aq ,温度不变平衡常数不变,故随 c I c HgI 2 aq 始终保持不变, B 错误; 增大, C .由分析可知,曲线 1 方程为: lgc(Hg 2+ )=lgK 1 +lgc(HgI 2 )-2lgc(I - ) ,曲线 2 方程为: lgc(HgI + )=lgK 2 +lgc(HgI 2 )-lgc(I - ) 即有 ①b=lgK 1 +lgc(HgI 2 )-2a , ②b=lgK 2 +lgc(HgI 2 )-a ,联合 ①② 可知得: a=lgK 1 -lgK 2 =lg K 1 K 2 , C 正确; D .溶液中的初始溶质为 HgI 2 ,根据原子守恒可知,该溶液中 I 元素与 Hg 元素的物质的量之比始终为 2:1 , D 正确; 故答案为: B 。 4 .向恒温恒容密闭容器中通入 2mol SO 2 和 1mol O 2 ,反应 2SO 2 g +O 2 g 2SO 3 g 达 到平衡后,再通入一定量 O 2 ,达到新平衡时,下列有关判断错误的是 .. A . SO 3 的平衡浓度增大 C .正向反应速率增大 【答案】 B 【详解】 A .平衡后,再通入一定量 O 2 ,平衡正向移动, SO 3 的平衡浓度增大, A 正确; B .平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变, B 错误; C .通入一定量 O 2 ,反应物浓度增大,正向反应速率增大, C 正确; D .通入一定量 O 2 ,促进二氧化硫的转化, SO 2 的转化总量增大, D 正确; 故选 B 。 5 . 反应 1 : NH 4 HCO 3 (s) 反应 2 : 2NaHCO 3 (s) 两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为 p 1 和 p 2 。 NH 3 (g)+H 2 O(g)+CO 2 (g)p 1 =3.6×10 4 Pa p 2 =4×10 3 Pa B .反应平衡常数增大 D . SO 2 的转化总量增大 Na 2 CO 3 (s)+H 2 O(g)+CO 2 (g) 该温度下,刚性密闭容器中放入 NH 4 HCO 3 和 Na 2 CO 3 固体,平衡后以上 3 种固体均大量存在。下列说法错误的是 A .反应 2 的平衡常数为 4×10 6 Pa 2 C .平衡后总压强为 4.36×10 5 Pa 【答案】 B 11 62 【详解】 A .反应 2 的平衡常数为 K p =p(CO 2 )p(H 2 O) p 2 p 2 4 10Pa , A 正确; 22 B .通入 NH 3 ,再次平衡后,总压强增大 D .缩小体积,再次平衡后总压强不变 B .刚性密闭容器,温度不变平衡常数不变,再次达平衡后,容器内各气体分压不变,总压强不变, B 错误; 11 C . K p2 =p(CO 2 )p(H 2 O) p 2 p 2 4 10 6 Pa 2 , p(CO 2 )=p(H 2 O)210 3 , 22 43 (1.2 10) K p1 c(NH 3 )c(CO 2 )p(H 2 O)(1.210)Pa , p(NH 3 ) 4.32 10 5 ,所以总压强为: 6 4 10 433 p(NH 3 )+p(CO 2 )+p(H 2 O)4.3210 5 , C 正确; D .达平衡后,缩小体积,平衡逆向移动,温度不变,平衡常数不变,再次平衡后总压强不变, D 正确; 故选 B 。 6 .向恒温恒容密闭容器中通入 2mol SO 2 和 1mol O 2 ,反应: 2SO 2 g O 2 g 2SO 3 g 达到平衡后,再通入一定量 SO 2 ,达到新的平衡时,下列有关判断不正确 的是 ... A . SO 2 的平衡转化率增大 C .反应平衡常数不变 【答案】 A 【详解】 A .平衡后,再通入一定量 SO 2 ,平衡正向移动,但是 SO 2 的平衡转化率减小, A 错误; B .平衡后,再通入一定量 SO 2 ,平衡正向移动, SO 3 的平衡浓度增大, B 正确; C .平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变, C 正确; D .再通入一定量 SO 2 ,反应物浓度增大,正向反应速率增大, D 正确; 故选 A 。 7 .乙醇 - 水催化重整可获得 H 2 。其主要反应为 B . SO 3 的平衡浓度增大 D .正向反应速率增大 C 2 H 5 OH(g)+3H 2 O(g)=2CO 2 (g)+6H 2 (g) ΔH=173.3kJmol -1 , CO 2 (g)+H 2 (g)=CO(g)+H 2 O(g) ΔH=41.2kJmol -1 ,在 1.010 5 Pa 、 n 始 C 2 H 5 OH :n 始 H 2 O =1:3 时,若仅考虑 上述反应,平衡时 CO 2 和 CO 的选择性及 H 2 的产率随温度的变化如图所示。
2024年5月18日发(作者:瓮阑)
专题八化学反应速率与化学平衡
考点一化学反应速率
1
.一定条件下,
1-
苯基丙炔
(
Ph-CC-CH
3
)
可与
HCl
发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图
(
已知:反应
I
、Ⅲ为放热反应
)
,下列说法不正确的
...
是
A
.反应焓变:反应
I>
反应Ⅱ
B
.反应活化能:反应
I<
反应Ⅱ
C
.增加
HCl
浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物
I
的比例
D
.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
【答案】
C
【详解】
A
.反应
I
、Ⅲ为放热反应,相同物质的量的反应物,反应
I
放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量,反
应放出的热量越多,其焓变越小,因此反应焓变:反应
I>
反应Ⅱ,故
A
正确;
B
.短时间里反应
I
得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多,说明反应
I
的速率比反应Ⅱ的速率快,速率越快,
其活化能越小,则反应活化能:反应
I<
反应Ⅱ,故
B
正确;
C
.增加
HCl
浓度,平衡正向移动,但平衡时产物Ⅱ和产物
I
的比例可能降低,故
C
错误;
D
.根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ,故
D
正确。
综上所述,答案为
C
。
2
.催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应
R(g)P(g)
。反应历程
(
下图
)
中,
M
为中间产物。其它条
件相同时,下列说法不正确的是
A
.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分
4
步进行
C
.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
【答案】
C
B
.反应达平衡时,升高温度,
R
的浓度增大
D
.使用Ⅰ时,反应过程中
M
所能达到的最高浓度更大
【详解】
A
.由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分
4
步进行,
A
正确;
B
.由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,
R
的浓度增大,
B
正确;
C
.由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,
C
错误;
D
.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较
慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中
M
所能达到的最高浓度更大,
D
正确;
故选
C
。
3
.一定条件下,酸性
KMnO
4
溶液与
H
2
C
2
O
4
发生反应,
Mn
(
Ⅱ
)
起催化作用,过程中不同
价态含
Mn
粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A
.
Mn
(
Ⅲ
)
不能氧化
H
2
C
2
O
4
B
.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C
.该条件下,
Mn
(
Ⅱ
)
和
Mn
(
Ⅶ
)
不能大量共存
2
2
10CO
2
8H
2
O
D
.总反应为:
2MnO
4
5C
2
O
4
16H
2Mn
【答案】
C
【分析】开始一段时间(大约
13min
前)随着时间的推移
Mn(
Ⅶ
)
浓度减小直至为
0
,
Mn(
Ⅲ
)
浓度增大直至
达到最大值,结合图像,此时间段主要生成
Mn(
Ⅲ
)
,同时先生成少量
Mn(
Ⅳ
)
后
Mn(
Ⅳ
)
被消耗;后来(大约
13min
后)随着时间的推移
Mn(
Ⅲ
)
浓度减少,
Mn(
Ⅱ
)
的浓度增大;据此作答。
A
.【详解】由图像可知,随着时间的推移
Mn(
Ⅲ
)
的浓度先增大后减小,说明开始反应生成
Mn(
Ⅲ
)
,后
Mn(
Ⅲ
)
被消耗生成
Mn(
Ⅱ
)
,
Mn(
Ⅲ
)
能氧化
H
2
C
2
O
4
,
A
项错误;
B
.随着反应物浓度的减小,到大约
13min
时开始生成
Mn(
Ⅱ
)
,
Mn(
Ⅱ
)
对反应起催化作用,
13min
后反应速
率会增大,
B
项错误;
C
.由图像可知,
Mn(
Ⅶ
)
的浓度为
0
后才开始生成
Mn(
Ⅱ
)
,该条件下
Mn(
Ⅱ
)
和
Mn(
Ⅶ
)
不能大量共存,
C
项
正确;
D
.
H
2
C
2
O
4
为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为
2
MnO
-
4
+5H
2
C
2
O
4
+6H
+
=2Mn
2+
+10CO
2
↑+8H
2
O
,
D
项错误;
答案选
C
。
4
.
CO
2
捕获和转化可减少
CO
2
排放并实现资源利用,原理如图
1
所示。反应
①
完成之后,
以
N
2
为载气,以恒定组成的
N
2
、
CH
4
混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的
量随反应时间变化如图
2
所示。反应过程中始终未检测到
CO
2
,在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
...
A
.反应
①
为
CaO+CO
2
=CaCO
3
;反应
②
为
CaCO
3
+CH
4
催化剂
CaO+2CO+2H
2
催化剂
B
.
t
1
~t
3
,
n(H
2
)
比
n(CO)
多,且生成
H
2
速率不变,可能有副反应
CH
4
C
.
t
2
时刻,副反应生成
H
2
的速率大于反应
②
生成
H
2
速率
D
.
t
3
之后,生成
CO
的速率为
0
,是因为反应
②
不再发生
【答案】
C
C+2H
2
【详解】
A
.由题干图
1
所示信息可知,反应
①
为
CaO+CO
2
=CaCO
3
,结合氧化还原反应配平可得反应
②
为
CaCO
3
+CH
4
催化剂
CaO+2CO+2H
2
,
A
正确;
B
.由题干图
2
信息可知,
t
1
~t
3
,
n(H
2
)
比
n(CO)
多,且生成
H
2
速率不变,且反应过程中始终未检测到
CO
2
,
在催化剂上有积碳,故可能有副反应
CH
4
正确;
催化剂
C+2H
2
,反应
②
和副反应中
CH
4
和
H
2
的系数比均为
1:2
,
B
C
.由题干反应
②
方程式可知,
H
2
和
CO
的反应速率相等,而
t
2
时刻信息可知,
H
2
的反应速率未变,仍然为
2mmol/min
,而
CO
变为
1~2mmol/min
之间,故能够说明副反应生成
H
2
的速率小于反应
②
生成
H
2
速率,
C
错误;
D
.由题干图
2
信息可知,
t
3
之后,
CO
的速率为
0
,
CH
4
的速率逐渐增大,最终恢复到
1
,说明生成
CO
的速
率为
0
,是因为反应
②
不再发生,而后副反应逐渐停止反应,
D
正确;
答案选
C
。
5
.恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量
X
,发生反应的方程式为
①
X=Y
;
②
Y=Z
。
反应
①
的速率
v
1
=k
1
c(X)
,反应
②
的速率
v
2
=k
2
c(Y)
,式中
k
1
、k
2
为速率常数。图甲为该体系中
X
、
Y
、
Z
浓
度随时间变化的曲线,图乙为反应
①
和
②
的
lnk~
1
曲线。下列说法错误的是
T
A
.随
c(X)
的减小,反应
①
、
②
的速率均降低
B
.体系中
v(X)=v(Y)+v(Z)
C
.欲提高
Y
的产率,需提高反应温度且控制反应时间
D
.温度低于
T
1
时,总反应速率由反应
②
决定
【答案】
AB
【分析】由图中的信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的代表的是
X
,浓度随时间变化逐渐增大的代表的是
Z
,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是
Y
;由图乙中的信息可知,反应
①
的速率常数随温度升高增大
的幅度小于反应
②
的。
【详解】
A
.由图甲中的信息可知,随
c(X)
的减小,
c(Y)
先增大后减小,
c(Z)
增大,因此,反应
①
的速率随
c(X)
的减小而减小,而反应
②
的速率先增大后减小,
A
说法错误;
B
.根据体系中发生的反应可知,在
Y
的浓度达到最大值之前,单位时间内
X
的减少量等于
Y
和
Z
的增加量,
因此,v
(X)=
v
(Y)+
v
(Z)
,但是,在
Y
的浓度达到最大值之后,单位时间内
Z
的增加量等于
Y
和
X
的减少量,
故v
(X)+
v
(Y)=
v
(Z)
,
B
说法错误;
C
.升高温度可以可以加快反应
①
的速率,但是反应
①
的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应
②
的,
且反应
②
的的速率随着
Y
的浓度的增大而增大,因此,欲提高
Y
的产率,需提高反应温度且控制反应时间,
C
说法正确;
D
.由图乙信息可知,温度低于
T
1
时,k
1
>k
2
,反应
②
为慢反应,因此,总反应速率由反应
②
决定,
D
说法
正确;
综上所述,本题选
AB
。
6
.某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如
图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A
.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B
.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C
.条件
①
,反应速率为
0.012mol
L
1
min
1
D
.条件
②
,降冰片烯起始浓度为
3.0molL
-1
时,半衰期为
62.5min
【答案】
B
【详解】
A
.由题干图中曲线
①②
可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故
反应速率越大,
A
正确;
B
.由题干图中曲线
①③
可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度
①
是
③
的两倍,所用时间
①
也是
③
的两
倍,反应速率相等,故说明反应速率与降冰片烯浓度无关,
B
错误;
Δc3.0 mol•L
-1
-0 mol•L
-1
C
.由题干图中数据可知,条件
①
,反应速率为
=
=
0.012mol
L
1
min
1
,
C
正确;
=
Δt250 min
D
.反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题干图中数据可知,条件
②
,降冰片烯起始浓度为
3.0molL
-1
时,半衰期为
125min÷2=
62.5min
,
D
正确;
故答案为:
B
。
7
.一定温度下:在
N
2
O
5
的四氯化碳溶液
(
100mL
)
中发生分解反应:
2N
2
O
5
4NO
2
+O
2
。
在不同时刻测量放出的
O
2
体积,换算成
N
2
O
5
浓度如下表:
t/s
22202820x
c
N
2
O
5
/
mol
L
1
1.400.960.660.480.350.240.12
下列说法正确的是
A
.
600~1200s
,生成
NO
2
的平均速率为
5.0
10
4
mol
L
1
s
1
B
.反应
2220s
时,放出的
O
2
体积为
11.8L
(
标准状况
)
C
.反应达到平衡时,
v
正
N
2
O
5
=2v
逆
NO
2
D
.推测上表中的
x
为
3930
【答案】
D
【详解】
A
.
600~1200s
,
N
2
O
5
的变化量为
(0.96-0.66)
mol
L
1
==0.3
mol
L
1
,在此时间段内
NO
2
的变化量
1
0.6mol
L
为其
2
倍,即
0.6
mol
L
,因此,生成
NO
2
的平均速率为
1.0
10
3
mol
L
1
s
1
,
A
说法不正确;
600s
1
B
.由表中数据可知,反应
2220s
时,
N
2
O
5
的变化量为
(1.40-0.35)
mol
L
1
==1.05
mol
L
1
,其物质的量的变
化量为
1.05
mol
L
1
0.1L=0.105mol
,
O
2
的变化量是其
2
,即
0.0525mol
,因此,放出的
O
2
在标准状况下的
体积为
0.0525mol
22.4L/mol=
1.176L
,
B
说法不正确;
C
.反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学
计量数之比,
2v
正
N
2
O
5
v
逆
NO
2
,
C
说法不正确;
1
N
2
O
5
D
.分析表中数据可知,该反应经过
1110s
(
600-1710,1710-2820
)后
N
2
O
5
的浓度会变为原来的
2
,因此,
的浓度由
0.24
mol
L
1
变为
0.12
mol
L
1
时,可以推测上表中的
x
为
(2820+1110)=3930
,
D
说法正确。
综上所述,本题选
D
。
8
.反应
X2Z
经历两步:
①
XY
;
②
Y2Z
。反应体系中
X
、
Y
、
Z
的浓度
c
随时
1
间
t
的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A
.
a
为
c
X
随
t
的变化曲线
B
.
t
1
时,
c
X
=c
Y
=c
Z
C
.
t
2
时,
Y
的消耗速率大于生成速率
D
.
t
3
后,
c
Z
=2c
0
-c
Y
【答案】
D
【分析】由题中信息可知,反应
X2Z
经历两步:
①
XY
;
②
Y2Z
。因此,图中呈不断减小趋势的
a线为
X
的浓度
c
随时间
t
的变化曲线,呈不断增加趋势的线为
Z
的浓度
c
随时间
t
的变化曲线,先增加后减
小的线为
Y
的浓度
c
随时间
t
的变化曲线。
【详解】
A
.
X
是唯一的反应物,随着反应的发生,其浓度不断减小,因此,由图可知,
a
为
c
X
随
t
的变
化曲线,
A
正确;
B
.由图可知,分别代表
3
种不同物质的曲线相交于
t
1
时刻,因此,
t
1
时
c
X
c
Y
c
Z
,
B
正确;
C
.由图中信息可知,
t
2
时刻以后,
Y
的浓度仍在不断减小,说明
t
2
时刻反应两步仍在向正反应方向发生,
而且反应
①
生成
Y
的速率小于反应
②
消耗
Y
的速率,即
t
2
时
Y
的消耗速率大于生成速率,
C
正确;
D
.由图可知,
t
3
时刻反应
①
完成,
X
完全转化为
Y
,若无反应
②
发生,则
c
Y
c
0
,由于反应
②
Y2Z
的发生,
t
3
时刻
Y
浓度的变化量为
c
0
c
Y
,变化量之比等于化学计量数之比,所以
Z
的浓度的变化量为
2[c
0
c
Y
]
,这种关系在
t
3
后仍成立,因此,
D
不正确。
综上所述,本题选
D
。
9
.
①M+N=X+Y
;室温下,某溶液初始时仅溶有
M
和
N
且浓度相等,同时发生以下两个反应:
②M+N=X+Z
,反应
①
的速率可表示为
v
1
=k
1
c
2
(M)
,反应
②
的速率可表示为
v
2
=k
2
c
2
(M)(k
1
、
k
2
为速率常数
)
。
反应体系中组分
M
、
Z
的浓度随时间变化情况如图,下列说法错误的是
A
.
0
~
30min
时间段内,
Y
的平均反应速率为
6.67×10
-8
mol•L
-1
•min
-1
B
.反应开始后,体系中
Y
和
Z
的浓度之比保持不变
C
.如果反应能进行到底,反应结束时
62.5%
的
M
转化为
Z
D
.反应
①
的活化能比反应
②
的活化能大
【答案】
A
【详解】
A
.由图中数据可知,
30min
时,
M
、
Z
的浓度分别为
0.300
mol
L
1
和
0.125
mol
L
1
,则
M
的变化量为
0.5
mol
L
1
-0.300
mol
L
1
=0.200
mol
L
1
,其中转化为
Y
的变化量为
0.200
mol
L
1
-0.125
mol
L
1
=0.075
mol
L
1
。因此,
0~30min
时间段内,
Y
的平均反应速率为
0.075mol
L
-1
0.0025
mol
L
1
min
1
,
A
说法不正确;
30min
B
.由题中信息可知,反应
①
和反应
②
的速率之比为
k
1
,
Y
和
Z
分别为反应
①
和反应
②
的产物,且两者与
k
2
k
1
,由于
k
1
、
k
2
M
的化学计量数相同(化学计量数均为
1
),因此反应开始后,体系中
Y
和
Z
的浓度之比等于
k
2
为速率常数,故该比值保持不变,
B
说法正确;
k
1
0.075mol×L
-1
3
C
.结合
A
、
B
的分析可知反应开始后,在相同的时间内体系中
Y
和
Z
的浓度之比等于
=
=
,
k
2
0.125mol×L
-1
5
因此,如果反应能进行到底,反应结束时有
5
的
M
转化为
Z
,即
62.5%
的
M
转化为
Z
,
C
说法正确;
8
D
.由以上分析可知,在相同的时间内生成
Z
较多、生成
Y
较少,因此,反应
①
的化学反应速率较小,在同
一体系中,活化能较小的化学反应速率较快,故反应
①
的活化能比反应
②
的活化能大,
D
说法正确。
综上所述,相关说法不正确的只有
A
,故本题选
A
。
10
.取
50mL
过氧化氢水溶液,在少量
I
-
存在下分解:
2H
2
O
2
=2H
2
O+O
2
↑
。在一定温度下,
测得
O
2
的放出量,转换成
H
2
O
2
浓度
(c)
如下表:
t/min
c
/(mol·L
-1
)
0
0.80
20
0.40
40
0.20
60
0.10
80
0.050
下列说法不正确的是
A
.反应
20min
时,测得
O
2
体积为
224mL(
标准状况
)
B
.
20~40min
,消耗
H
2
O
2
的平均速率为
0.010mol·L
-1
·min
-1
C
.第
30min
时的瞬时速率小于第
50min
时的瞬时速率
D
.
H
2
O
2
分解酶或
Fe
2
O
3
代替
I
-
也可以催化
H
2
O
2
分解
【答案】
C
【详解】
A
.反应
20min
时,过氧化氢的浓度变为
0.4mol/L
,说明分解的过氧化氢的物质的量
n
(H
2
O
2
)=(0.80-0.40)mol/L×0.05L=0.02mol
,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量
n
(O
2
)=0.01mol
,标况下的体
积V
=
n
·
V
m
=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL
,
A
正确;
B
.
20~40min
,消耗过氧化氢的浓度为
(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L
,则这段时间内的平均速率
v=
Δc
0.20mol/L
==0.010mol/(L·min)
,
B
正确;
t
20min
C
.随着反应的不断进行,过氧化氢的浓度不断减小,某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小,故第
30min
时的瞬时速率大于第
50min
时的瞬时速率,
C
错误;
D
.
I
-
在反应中起到催化的作用,故也可以利用过氧化氢分解酶或
Fe
2
O
3
代替,
D
正确;
故答案选
C
。
考点二化学平衡
1
.下列事实能用平衡移动原理解释的是
A
.
H
2
O
2
溶液中加入少量
MnO
2
固体,促进
H
2
O
2
分解
B
.密闭烧瓶内的
NO
2
和
N
2
O
4
的混合气体,受热后颜色加深
C
.铁钉放入浓
HNO
3
中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D
.锌片与稀
H
2
SO
4
反应过程中,加入少量
CuSO
4
固体,促进
H
2
的产生
【答案】
B
【详解】
A
.
MnO
2
会催化
H
2
O
2
分解,与平衡移动无关,
A
项错误;
B
.
NO
2
转化为
N
2
O
4
的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,
NO
2
浓度增大,混合气体颜色加深,
B
项正
确;
C
.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无
关,
C
项错误;
D
.加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,
D
项错误;
故选
B
。
2
.向一恒容密闭容器中加入
1molCH
4
和一定量的
H
2
O
,发生反应:
n
CH
4
x
CH
4
(g)H
2
O(g)CO(g)3H
2
(g)
。
CH
4
的平衡转化率按不同投料比
x
随温度的变化曲线如
nHO
2
图所示。下列说法错误的是
A
.
x
1
x
2
B
.反应速率:
v
b
正
v
c
正
C
.点
a
、
b
、
c
对应的平衡常数:
K
a
b =K c D .反应温度为 T 1 ,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态 【答案】 B 【详解】 A .一定条件下,增大水的浓度,能提高 CH 4 的转化率,即 x 值越小, CH 4 的转化率越大,则 x 1 x 2 , 故 A 正确; B . b 点和 c 点温度相同, CH 4 的起始物质的量都为 1mol , b 点 x 值小于 c 点,则 b 点加水多,反应物浓度大, 则反应速率: v b 正 >v c 正 ,故 B 错误; C .由图像可知, x 一定时,温度升高 CH 4 的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向 移动, K 增大;温度相同, K 不变,则点 a 、 b 、 c 对应的平衡常数: K a b =K c ,故 C 正确; D .该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时, 反应达到平衡状态,故 D 正确; 答案选 B 。 3 .在含 HgI 2 (g) 的溶液中,一定 c(I - ) 范围内,存在平衡关系: HgI 2 s HgI 2 aq ; 2 HgI 2 aq Hg 2 2I ; HgI 2 aq HgI I ; HgI 2 aq I HgI 3 ; HgI 2 aq 2I HgI 4 ,平衡常 2 2 数依次为 K 0 、K 1 、K 2 、K 3 、K 4 。已知 lgc Hg 、 lgc HgI , lgc HgI 3 、 lgc HgI 4 随 lgc I 的变化关系 如图所示,下列说法错误的是 A .线 L 表示 lgc HgI 4 的变化情况 2 B .随 c I C . a lg 增大, c HgI aq 先增大后减小 2 K 1 K 2 D .溶液中 I 元素与 Hg 元素的物质的量之比始终为 2:1 【答案】 B 【分析】由题干反应方程式 HgI 2 aq Hg+2I 可知, K 1 = 2+- c(Hg 2+ )c 2 (I - ) c(HgI 2 ) ,则有 c(Hg 2+ )= - K 1 c( HgI 2 ) ,则有 c 2 ( I ) lgc(Hg 2+ )=lgK 1 +lgc(HgI 2 )-2lgc(I - ) ,同理可得: lgc(HgI + )=lgK 2 +lgc(HgI 2 )-lgc(I - ) , lgc HgI 3 =lgK 3 +lgc(HgI 2 )+lgc(I - ) , lgcHgI 2- ==lgK 4 +lgc(HgI 2 )+2lgc(I - ) ,且由 HgI 2 s HgI 2 aq 可知 K 0 = c 4 HgI 2 aq 为一定值,故可知图示中 曲线 1 、 2 、 3 、 4 即 L 分别代表 lgc HgI 、 lgc Hg 、 lgc HgI 、 2 3 lgc HgI 2 4 ,据此分析解题。 【详解】 A .由分析可知,线 L 表示 lgc HgI 4 的变化情况, A 正确; 2 B .已知 HgI 2 s HgI 2 aq 的化学平衡常数 K 0 = c HgI 2 aq ,温度不变平衡常数不变,故随 c I c HgI 2 aq 始终保持不变, B 错误; 增大, C .由分析可知,曲线 1 方程为: lgc(Hg 2+ )=lgK 1 +lgc(HgI 2 )-2lgc(I - ) ,曲线 2 方程为: lgc(HgI + )=lgK 2 +lgc(HgI 2 )-lgc(I - ) 即有 ①b=lgK 1 +lgc(HgI 2 )-2a , ②b=lgK 2 +lgc(HgI 2 )-a ,联合 ①② 可知得: a=lgK 1 -lgK 2 =lg K 1 K 2 , C 正确; D .溶液中的初始溶质为 HgI 2 ,根据原子守恒可知,该溶液中 I 元素与 Hg 元素的物质的量之比始终为 2:1 , D 正确; 故答案为: B 。 4 .向恒温恒容密闭容器中通入 2mol SO 2 和 1mol O 2 ,反应 2SO 2 g +O 2 g 2SO 3 g 达 到平衡后,再通入一定量 O 2 ,达到新平衡时,下列有关判断错误的是 .. A . SO 3 的平衡浓度增大 C .正向反应速率增大 【答案】 B 【详解】 A .平衡后,再通入一定量 O 2 ,平衡正向移动, SO 3 的平衡浓度增大, A 正确; B .平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变, B 错误; C .通入一定量 O 2 ,反应物浓度增大,正向反应速率增大, C 正确; D .通入一定量 O 2 ,促进二氧化硫的转化, SO 2 的转化总量增大, D 正确; 故选 B 。 5 . 反应 1 : NH 4 HCO 3 (s) 反应 2 : 2NaHCO 3 (s) 两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为 p 1 和 p 2 。 NH 3 (g)+H 2 O(g)+CO 2 (g)p 1 =3.6×10 4 Pa p 2 =4×10 3 Pa B .反应平衡常数增大 D . SO 2 的转化总量增大 Na 2 CO 3 (s)+H 2 O(g)+CO 2 (g) 该温度下,刚性密闭容器中放入 NH 4 HCO 3 和 Na 2 CO 3 固体,平衡后以上 3 种固体均大量存在。下列说法错误的是 A .反应 2 的平衡常数为 4×10 6 Pa 2 C .平衡后总压强为 4.36×10 5 Pa 【答案】 B 11 62 【详解】 A .反应 2 的平衡常数为 K p =p(CO 2 )p(H 2 O) p 2 p 2 4 10Pa , A 正确; 22 B .通入 NH 3 ,再次平衡后,总压强增大 D .缩小体积,再次平衡后总压强不变 B .刚性密闭容器,温度不变平衡常数不变,再次达平衡后,容器内各气体分压不变,总压强不变, B 错误; 11 C . K p2 =p(CO 2 )p(H 2 O) p 2 p 2 4 10 6 Pa 2 , p(CO 2 )=p(H 2 O)210 3 , 22 43 (1.2 10) K p1 c(NH 3 )c(CO 2 )p(H 2 O)(1.210)Pa , p(NH 3 ) 4.32 10 5 ,所以总压强为: 6 4 10 433 p(NH 3 )+p(CO 2 )+p(H 2 O)4.3210 5 , C 正确; D .达平衡后,缩小体积,平衡逆向移动,温度不变,平衡常数不变,再次平衡后总压强不变, D 正确; 故选 B 。 6 .向恒温恒容密闭容器中通入 2mol SO 2 和 1mol O 2 ,反应: 2SO 2 g O 2 g 2SO 3 g 达到平衡后,再通入一定量 SO 2 ,达到新的平衡时,下列有关判断不正确 的是 ... A . SO 2 的平衡转化率增大 C .反应平衡常数不变 【答案】 A 【详解】 A .平衡后,再通入一定量 SO 2 ,平衡正向移动,但是 SO 2 的平衡转化率减小, A 错误; B .平衡后,再通入一定量 SO 2 ,平衡正向移动, SO 3 的平衡浓度增大, B 正确; C .平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变, C 正确; D .再通入一定量 SO 2 ,反应物浓度增大,正向反应速率增大, D 正确; 故选 A 。 7 .乙醇 - 水催化重整可获得 H 2 。其主要反应为 B . SO 3 的平衡浓度增大 D .正向反应速率增大 C 2 H 5 OH(g)+3H 2 O(g)=2CO 2 (g)+6H 2 (g) ΔH=173.3kJmol -1 , CO 2 (g)+H 2 (g)=CO(g)+H 2 O(g) ΔH=41.2kJmol -1 ,在 1.010 5 Pa 、 n 始 C 2 H 5 OH :n 始 H 2 O =1:3 时,若仅考虑 上述反应,平衡时 CO 2 和 CO 的选择性及 H 2 的产率随温度的变化如图所示。