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第二章 化学反应速率与化学平衡1下列各组两个反应互为可逆反应的是（）H2+Cl22HCl与2HCl H2+Cl2H2SO4(浓)+2HBr=2H2O+Br2+SO2与Br2+ SO2+2H2O=2HBr +H2SO42NO2=N2O4与N2O4=2NO22SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2A B C D【答案】D2已知碳酸钙的分解CaCO3（s）CaO(s）CO2（g） H 1 仅在高温下自发进行；氯酸钾的分解 2KClO3 （s）2KCl（s）3O2（g） H 2 , 在任何温度下都自发进行，下面有几组焓变数据，其中可能正确的是AH 1 178.32 KJ.mol 1 H 2 78.3 kJmol 1BH 1 178.32 kJ.mol 1 H 2 78.3 kJmol 1CH 1 178.32 kJ.mol 1 H 2 78.3 kJmol 1DH 1 178.32 kJ.mol 1 H 2 78.3 kJmol 1【答案】A【解析】根据碳酸钙分解CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H1仅在高温下自发进行，又固体分解得到气体，混乱度增加，S0，根据G=H-TS0自发，所以H1必定大于0；而氯酸钾的分解2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)H2在任何温度下都自发进行，固体分解得到气体，混乱度增加，S0，根据G=H-TS0自发，所以H2必定小于0；故选A。点睛：本题考查化学反应进行的方向，能够根据化学方程式准确判断出熵变，然后根据G=H-TS0自发，结合温度判断焓变即可。3密闭容器中盛有1 mol PCl5，加热到200时发生了反应：PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)，反应达到平衡时PCl5的分解率为M%，若在同一温度和同样容器中最初投入的是2 mol PCl5，反应达到平衡时PCl5的分解率为N%。M与N的关系是()AMN BMN CMN D无法确定【答案】A【解析】【分析】开始加入2 mol PCl5所到达的平衡,可以等效为先将体积增大1倍到达的平衡状态,该状态与开始加入1 mol PCl5是完全相同的平衡状态,然后在将体积压缩恢复到原来的体积,增大压强平衡向体积减小的方向移动,据此判断。4将0.2molL-1的KI溶液和0.05 molL-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3+2I2Fe2+I2”的是 实验编号实验操作实验现象滴入KSCN溶液溶液变红色滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成滴入K3Fe(CN)6溶液有蓝色沉淀生成滴入淀粉溶液溶液变蓝色已知：离子方程式：3Fe2+2Fe（CN）63-Fe3Fe（CN）62（蓝色沉淀）A和 B和 C和 D【答案】D【解析】将0.2molL-1的KI溶液和0.05 molL-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，根据方程式可知碘离子过量，因此只需要证明溶液中含Fe3+即能证明此反应为可逆反应，能建立化学平衡。向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中有Fe3+，即能说明反应存在平衡，正确；由于碘离子过量，所以向溶液中滴入AgNO3溶液一定有黄色沉淀生成，不能说明反应存在平衡，错误；无论反应存不存在平衡，溶液中均存在Fe2+，滴入K3Fe(CN)6溶液均有蓝色沉淀生成，错误；无论反应存不存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故不能证明存在平衡，错误；答案选D。5下列有关化学反应速率的认识正确的是( )AH+和OH的反应活化能接近于零，反应几乎在瞬间完成B对于任何化学反应来说，化学反应速率越大，反应现象就越明显C化学反应速率的快慢主要是由温度、浓度、压强等外因决定的D选用适当的催化剂，分子运动加快，增加了碰撞频率，故化学反应速率增大【答案】A6在2A+B3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是Av(A)=0.5mol/(Ls)Bv(B)=0.3mol/(Ls)Cv(C)=l8mol/(Lmin)Dv(D)=1mol/(Ls)【答案】B【解析】，对应反应：2A+B3C+4D，A=0.25mol/(Ls)；B=0.3mol/(Ls)；Cv(C)=18mol/(Lmin)=0.3mol/(Ls)， =0.1mol/(Ls)；D=0.25mol/(Ls)，所以B表示的反应速率最快，故答案选B。点睛：不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大，表示的速率越快，反之速率越慢。7下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是（ ）A新制的氯水在光照下颜色变浅BH2O2中加入MnO2, 产生O2的速度加快C3H2 (g)N2 (g) 2NH3 (g)，H0B恒温恒容条件下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应的化学方程式为COH2OCO2H2【答案】A【解析】A、根据平衡常数表达式可得出该反应的化学方程式为CO2H2COH2O；升高温度，H2浓度减小，平衡正向移动，说明正反应是吸热反应，H0，A正确；B、在恒温恒容下，增大压强的方法有多种，H2浓度变化不确定，B错误；C、升高温度，v正、v逆均增大，C错误；D、根据以上分析可知该反应的化学方程式为CO2H2COH2O，D错误，答案选A。13在密闭容器中，将一定量A、B气体混合后发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)+mD(s)。平衡时得A的浓度为0.5mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为0.3mol/L。则下列有关判断正确的是（ ）Ax+yz+m BB的转化率一定减小 C平衡向正反应方向移动 D混合气体的密度一定减小【答案】B14在一定温度下，向一容积固定的密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2反应发生，下列说法正确的是A当混合气体的密度不再改变时，即达到化学平衡。B达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为l：3：2。C达到化学平衡时，容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化。D达到化学平衡时，N2和H2的速率关系为：V(N2)=3V(H2)。【答案】C【解析】A密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此当混合气体的密度不再改变时不能说明达到化学平衡，A错误；B达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度之比不一定为l：3：2，与反应物的转化率有关系，B错误；C混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以达到化学平衡时，容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化，C正确；D达到化学平衡时，N2和H2的速率关系应该为：3V(N2)=V(H2)，D错误，答案选C。点睛：平衡状态判断是解答的难点，注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：正反应速率和逆反应速率相等。反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。15温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PC15，反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20下列说法不正确的是A反应在前 50 s 的平均速率v(PCl3)=0.0016 mol L-1 s-1B保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)=0.11 mol L-1，则反应的H0C相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PC15、0.20 mol PC13和0.20 molCl2，反应达到平衡前v(正)v(逆)D相同温度下，起始时向容器中充入2.0mol PC13和2.0mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%【答案】D所以平衡常数k=0.025，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2，起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L，浓度商Qc=0.02K=0.25，说明平衡向正反应方向移动，反应达平衡前v(正)v(逆)，故C正确；D等效为起始加入2.0molPCl5，与原平衡相比，压强增大，平衡向逆反应方向移动，平衡时的PCl5转化率较原平衡低，故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol，即相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的物质的量小于0.4mol，参加反应的PCl3的物质的量大于1.6mol，故达到平衡时，PCl3的转化率高于=80%，故D错误；故选D。点睛：本题考查化学平衡计算、平衡常数应用、平衡移动、等效平衡等。注意D中使用等效平衡思想分析，使问题简单化，如果根据平衡常数计算，则比较麻烦。16某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应3A(g)+bB(g) cC(g)。12 s时达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程如图所示。下列说法正确的是A前12 s内，A的平均反应速率为0025 mol L-1 s-1B12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率C化学计量数之比b:c=1:2D反应开始到12 s，A的转化率为70%【答案】C17将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合后，充入一容积为V的密闭容器，此时容器内压强为p。然后在一定条件下发生如下反应：aA(?)+bB(?)cC(g)+dD(?)。当反应进行一段时间后，测得A减少了n mol，B减少了0.5n mol，C增加了n mol，D增加了1.5n mol，此时达到化学平衡。（1）该化学方程式中，各物质的化学计量数分别为a=_；b=_；c=_；d=_。（2）若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，则在上述平衡混合物中再加入B物质，上述平衡_。A向正反应方向移动 B向逆反应方向移动C不移动 D条件不够，无法判断（3）若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又重新相等，则正反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。【答案】 2 1 2 3 C 放热18已知化学反应：Fe(s)CO2(g) FeO(s)CO(g)，其平衡常数为K1；化学反应：Fe(s)H2O(g) FeO(s)H2(g)，其平衡常数为K2，在温度973 K和1 173 K情况下，K1、K2的值分别如下：温度K1K2973 K1.472.381 173 K2.151.67请填空：（1）通过表格中的数值可以推断：反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。（2）现有反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式：K3_。（3）根据反应与可推导出K1、K2与K3之间的关系式_，据此关系式及上表数据，也能推断出反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。（4）要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有_(填写字母序号)。A缩小反应容器的容积 B扩大反应容器的容积C升高温度 D使用合适的催化剂 E设法减小平衡体系中的CO的浓度（5）图甲、乙分别表示反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：图甲t2时刻改变的条件是_。图乙t2时刻改变的条件是_。【答案】吸热 K3K1/K2 吸热 CE 增大压强或使用催化剂 降低温度或设法分离出H2 反应是体积不变的、吸热的可逆反应，所以要使平衡向正反应方向移动，则可以升高温度，或降低生成物的浓度等，但压强和催化剂不能改变平衡状态，答案选CE。（5）图甲中t2时刻正逆反应速率都增大，但平衡不移动，所以改变的条件是增大压强或使用催化剂。图乙中t2时刻CO2的浓度增大，而CO的浓度降低，即平衡向逆反应方向进行，所以改变的条件是降低温度或从体系中分离出H2。19为了有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物含量、使用清洁能源显得尤为重要。（1）已知：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H = -905.48 kJmol-1N2(g)O2(g)2NO(g) H = +180.50 kJmol-1则4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(g)的H = 。（2）某化学小组查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：第一步：2NO(g)N2O2(g) （快） H10 v1正=k1正c2(NO) ；v1逆=k1逆c(N2O2)第二步：N2O2(g)O2(g)2NO2(g) （慢） H2 0v2正=k2正c(N2O2)c(O2)；v2逆=k2逆c2(NO2) 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应速率主要是由_（填“第一步”或“第二步”）反应决定。 一定温度下，反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K= ；升高温度，K值 （填“增大”、“减 小”或“不变”）（3）利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为：xC(s)2NOx(g)N2(g)xCO2(g) H 0；理论上，适当增加汽车排气管（内壁为活性炭涂层）长度_（填“能”或“不能”）使NOx更加有效地转化为无毒尾气而排放，其原因是 。（4）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图所示，则800时，反应达平衡时CO2的转化率为_（保留一位小数）。 （5）氢气是一种重要的清洁能源，Mg2Cu是一种储氢合金。350时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为 。【答案】（1）-1807.98kJmol-1；（2）第二步；，减小；（3）能，增加排气管长度，增大了NOx与活性炭涂层的接触面积，能加快化学反应速率，使反应更充分；（4）86.9%；（5）2Mg2Cu3H2MgCu23MgH2。（4）C(s)CO2(g)2CO(g)起始： a 0变化： x 2x平衡： ax 2x，因此有2x/(ax2x)100%=93%，解得a/x=0.93/1.07，即CO2的转化率为86.9%；（5）Mg比铜活泼，因此得到氢化物是氢和镁，根据物质的量之比：(10.077)/24：0.077/11：2，化学式为MgH2，反应方程式为：2Mg2Cu3H2MgCu23MgH2 。考点：考查热化学反应方程式的计算、化学平衡常数的计算、化学平衡计算、化学式计算等知识。20经研究知Cu2对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：（1）如图甲可通过观察_，比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_。写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式：_。（2）有同学认为H2O2常温下也可能分解。为了使定性实验的结果更具说服力，你提出的建议是_。（3）如图乙所示，实验时均以生成 40 mL 气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是_。【答案】 反应产生气泡的快慢 控制阴离子相同，排除阴离子的干扰 2H2O22H2OO2 取一试管，加入2 mL 5 H2O2溶液，不加入任何试剂，作空白对照 收集40 mL气体所需要的时间（3）该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v= 判知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，故答案为：收集40mL气体所需要的时间。21金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨，其总反应为：WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g) 请回答下列问题：（1）上述反应的化学平衡常数表达式为_。（2）某温度下反应达平衡时，H2与水蒸气的体积比为2:3，则H2的平衡转化率为_；随温度的升高，H2与水蒸气的体积比减小，则该反应为反应_（填“吸热”或“放热”）。（3）上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：温度25 550 600 700主要成份WO3 W2O5 WO2 W第一阶段反应的化学方程式为_；580时，固体物质的主要成分为_；假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2物质的量之比为_。（4）已知：温度过高时，WO2 (s)转变为WO2 (g)；WO2 (s) + 2H2 (g) W (s) + 2H2O (g)；H +66.0 kJmol1 WO2 (g) + 2H2(g) W (s) + 2H2O (g)；H 137.9 kJmol1 则WO2 (s) WO2 (g) 的H _。【答案】 60% 吸热 2WO3+H2=W2O5+H2O W2O5和WO2 1:1:4 +203.9kJmol1（3）由表中数据可知，第一阶段固体为WO3和W2O5，所以反应的化学方程式为；2WO3+H2W2O5+H2O；由表中第二阶段主要成分与温度关系可知，580时，固体物质的主要成分为W2O5和WO2；假设有2molWO3，根据W原子守恒，由2WO3+H2=W2O5+H2O、W2O5+H2=2WO2+H2O、WO2+2H2=W+2H2O可知，三个阶段消耗的氢气的物质的量之比为1mol：1mol：2mol2=1：1：4。（4）给已知中两个反应分别编号为和，根据盖斯定律，-得：WO2(s)WO2(g) H+66.0kJmol-1-(-137.9kJmol-1)= +203.9kJmol-1。
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