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专题13 化学反应速率 化学平衡1. 关于有效碰撞理论，下列说法正确的是A.活化分子间所发生的所有碰撞为有效碰撞B. 增大反应物浓度能够增大活化分子百分数，化学反应速率一定增大C.升高温度，活化分子百分数增加，化学反应速率一定增大D.增大压强，活化分子数一定增加，化学反应速率一定增大【答案】C2. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是A.FeCl3+3KSCNFe（SCN）3+3KCl平衡体系中加入少量KSCN固体，溶液颜色加深B.工业合成氨中，将氨气液化分离C.A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入23滴FeCl3溶液，B中试管中产生气泡快D.对于反应2NO2（g）N2O4（g）H0，升高温度可使体系颜色变深【答案】C【解析】A、Fe（SCN）3溶液中加入固体KSCN后颜色变深，因为加入KSCN后溶液中硫氰根离子浓度增大促进生成硫氰化铁，溶液颜色变深，所以可以用平衡移动原理解释，故A不选；B、工业合成氨中，将氨气液化分离，可以促使化学平衡正向移动，提高产物的产率，可以用平衡移动原理解释，故B不选；C、A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入23滴FeCl3溶液，B中试管中产生气泡快，是因为氯化铁在反应中起到催化剂的作用，催化剂不会引起化学平衡的移动，不能用勒夏特列原理解释，故C选；D、于反应2NO2（g）N2O4（g）H0，升高温度，可以使化学平衡逆向移动，二氧化氮的浓度增加，所以颜色加深，可以用平衡移动原理解释，故D不选。 5. 某温度时，在密闭容器中，X、Y、Z三种气体浓度的变化如图所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，Y的体积分数与时间关系如图所示。则下列结论正确的是（ ）。A该反应的热化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g) H0B若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，X的转化率增大C温度分别为T1和T2时的平衡常数大小关系为K2 K1D达到平衡后，若其他条件不变，减小体积，平衡向逆反应方向移动【答案】C6. 100时，将N2O4、NO2分别充入两个各为1L的密闭容器中，容器0.1mol N2O4，容器0.2molNO2，发生反应：2NO2（g）N2O4（g）H0，下列说法正确的是A平衡时，、中反应物的转化率(N2O4)+ (NO2)=1B平衡后，再向容器内通入一定量的NO2，又达到平衡时，NO2的体积分数增大C若只改变一个条件使容器NO2的平衡转化率增大，则该反应的化学平衡常数一定变大D平衡后，反应放出或吸收热量的数值Q: Q(I)= Q（II），【答案】A7. 一定条件下向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体,图1表示各物质浓度随时间的变化,图2表示速率随时间的变化,t2、t3、t4、t5时刻各改变一种条件,且改变的条件均不同。若t4时刻改变的条件是压强,则下列说法错误的是A.若t1=15 s,则前15 s的平均反应速率v(C)=0.004 molL-1s-1B.该反应的化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)C.t2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度D.B的起始物质的量为0.04 mol【答案】C【解析】由题图1知,前15 s内c(C)=0.11 molL-1-0.05 molL-1=0.06 molL-1,则v(C)=0.06/15=0.004 molL-1s-1,A项正确;由题图1知,A为反应物,C为生成物,根据各物质变化量之比等于系数之比,知A与C的系数之比为(0.15-0.06)(0.11-0.05)=32,由题图2知,t4时刻改变压强,平衡不移动,故该反应在反应前后气体分子数不变,从而推出B为生成物,反应的化学方程式为 3A(g)B(g)+2C(g),B项正确;由题图2知,t2时刻,一个速率瞬时不变,另一个速率瞬时增大,则改变的条件应为增大反应物浓度或增大生成物浓度,t5时刻,正、逆反应速率同时但不同倍数增大,则改变的条件应为升高温度,C项错误;由题图1知,平衡时c(B)=0.05 molL-1,结合反应的化学方程式知,前15 s内,c(B)=0.03 molL-1,故B的起始浓度为0.05 molL-1-0.03 molL-1=0.02 molL-1,结合题图1知,容器的体积为2 L,故B的起始物质的量为 0.02 molL-12 L=0.04 mol,D项正确。8. 已知反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在2L的密闭容器中加入amol CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如表：下列说法正确的是（）。A此时刻正反应速率大于逆反应速率B若起始时加入2amolCH3OH，则达到平衡时CH3OH的转化率增大C若混合气体的平均摩尔质量不再变化，则说明反应已达到平衡状态Da=1.64【答案】A9. 一定温度下，将2 molSO2和1molO2充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)H=-196 kJmol-1。5 min时达到平衡，测得反应放热166.6kJ。下列说法错误的是A.05min内，用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017 molL-1min-1B.n(O2)/n(SO3)的值不变时，该反应达到平衡状态C.若增大O2的浓度，SO2的转化率增大D.条件不变，若起始时充入4 molSO2和2 molO2，平衡时放出的热量小于333.2 kJ【答案】D【解析】A.根据反应2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)H=-196 kJmol-1可知，当反应放热166.6kJ时，有1.7molSO2和0.85molO2参加反应，生成1.7molSO3。A. 05min内，用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.85/10/5=0.017 molL-1min-1，故A正确；B.n(O2)/n(SO3)的值不变时，说明O2和SO3的浓度保持不变，反应达到平衡状态，故B正确；C.增大O2的浓度，平衡正向移动，SO2的转化率增大，故C正确；D.条件不变，若起始时充入4 molSO2和2 molO2，因反应物浓度增大相同的倍数，相当于增大压强，平衡正向移动，达到平衡时放出的热量大于166.6kJ的2倍，即大于333.2 kJ，故D错误。 13. 在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C（s）+2NO（g）CO2（g）+N2（g），平衡时c（NO）与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是A.该反应的H0B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C.在T2时，若反应体系处于状态D，则此时v正v逆D.若状态B、C、D的压强分别为PB、PC、PD，则PC=PDPB【答案】C14. 现有下列四个图像：下列反应中全部符合上述图像的反应是(Q为正值)A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-Q kJmol-1B.2SO3(g) 2SO2+O2(g) H=+Q kJmol-1C.4NH3(g)+O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H=-808.7 kJmol-1D.C(s)+CO2（g）2CO(g) H=+171.4kJmol-1【答案】BD【解析】由图知，温度升高，生成物浓度增大，则平衡正向移动，所以该反应是吸热反应；压强增大，生成物浓度减小，则平衡逆向移动，说明该反应是气体体积增大的反应，故B、D项正确。综上所述，本题正确答案为BD。 15. N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g）H0，T1温度下的部分实验数据为t/s050010001500c（N2O5）molL-15.003.522.502.50下列说法不正确的是（）A.其他条件不变，T2温度下反应到1000s时N2O5（g）浓度为2.98molL-1，则T1T2B.T1温度下的平衡常数值为K1=125，1000s时转化率为50%C.500s内N2O5分解速率为2.9610-3molL-1s-1D.该反应S0，虽然是吸热反应，在常温下也能自发进行【答案】A 16一定条件下，CH4与H2O发生反应：CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g)。设起始n(H2O)/n(CH4)=Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是。A该反应的焓变H0B 图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中n(H2O)/n(CH4)=3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后甲烷的体积分数减小【答案】A 17. 二甲醚又称甲醚,熔点：-141.5,沸点：-24.9,与石油液化气相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”.制备原理如下:I.由天然气催化制备二甲醚: 2CH4(g)+O2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) H1=-283.6 kJmol-1II.由合成气制备二甲醚:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H2=-90.7 kJmol-12 CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H3(1)反应中的相关的化学键键能数据如表:化学键C-OH-O (水)H-O (醇)C-HE(kJmol-1)343465453413则H3= kJmol-1(2)下列能表明反应达到化学平衡状态的是a.混合气体的密度不变b.反应容器中二甲醚的百分含量不变c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比d.混合气体的压强不变(3)原理I中,在恒温、恒容的密闭容器中,将气体按n(CH4):n(O2)=2:1混合,能正确反映反应中CH4的体积分数随温度变化的曲线是 (4)有人模拟原理II,500K时,在2L的密闭容器中充入2molCO和6molH2,平衡时CO的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3mol/L,可逆反应的平衡常数K3= ；在500K时,若容器中n(CH3OCH3)=n(CH3OH),某同学通过计算,得浓度商Qc的值小于K3,则此时反应中v(正) v(逆)(填“大于”或“小于”).(5)原理II中,为提高二甲醚的产率,可以采取的一种措施是 【答案】(1) -24；bd；b；2.25，大于；增大压强(或降低温度等)c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比始终等于化学计量数之比,故c错误; d. 2CH4(g)+O2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) H1=-283.6 kJmol-1,反应前后气体体积不等,在恒温、恒容的密闭容器中,混合气体的压强不变,表明达到平衡,故d正确.因此，本题正确答案是:bd;(3)升温,反应2CH4(g)+O2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) H1=-283.6 kJmol-1,向逆反应方向移动,能正确反映反应中CH4的体积分数随温度变化的曲线是b,因此，本题正确答案是:b;(4) 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H3起始量 0.8 0 0转化量 0.6 0.3 0.3平衡量0.2 0.3 0.3K=c(CH3OCH3) c(H2O)/ C2(CH3OH)=0.32/0.22=2.25若在500K时,若容器中n(CH3OCH3)=n(CH3OH)时,设C(CH3OH)=xmol/L,则2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)18. 丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈（CH3CN）等。回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) H1=-515 kJmol-1,C3H6(g)+O2(g)= C3H4O(g)+H2O(g) H1=-353kJmol-1,两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460。低于460时，丙烯腈的产率（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡转化率，判断理由是；高于460时，丙烯腈产率降低的可能原因是（双选，填标号）。A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多D.反应活化能增大（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/ n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/ n(丙烯)约为，理由是。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为。【答案】（1）两个反应均为放热量大的反应（1分）；降低温度、降低压强；催化剂（1分）（2）不是（1分）；该反应为放热反应，平衡转化率应随温度升高而降低；AC（3）1.0（1分）；该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；1:7.5:1。（3）最佳n(氨)/ n(丙烯)应为1.0，此时的丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低，原料利用率最高。将氨与丙烯均看作1单位体积，则同时参与反应的氧气为1.5单位体积，则对应空气为7.5单位体积，因此氨、空气、丙烯理论体积比约为1:7.5:1。 （2）催化剂的活性与温度有关，当温度在250-300范围时，乙酸的生成速率减慢的主要原因是催化剂活性较低，温度越高，反应速率越快，当温度在300-400范围时，影响乙酸生成速率的主要因素是温度。欲使乙酸的平衡产率提高，应该使平衡正向移动。A项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，乙酸的平衡产率提高，故选A项；C项，增大压强，平衡正向移动，乙酸的平衡产率提高，故选C项；B项，正反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，乙酸的平衡产率降低，故不选B项；D项，降低压强，平衡逆向移动，乙酸的平衡产率降低，故不选D项。综上所述，本题正确答案为AC。
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