专题八-化学反应速率和化学平衡2.doc

专题八-化学反应速率和化学平衡2

专题八 化学反应速率和化学平衡2
一、选择题(每小题3分，共54分)
1．能用能量判据判断下列过程的方向的是(　　)
A．水总是自发地由高处往低处流
B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C．有序排列的火柴散落时成为无序排列
D．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的概率大
解析：A.水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B.吸热反应也可以自发进行，例如，在25 ℃和1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ/mol，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ/mol。不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C.有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D.扑克牌的无序排列也属于熵判据。
答案：A
2．NO2中存在下列平衡：2NO2N2O4(g)(正反应是放热反应)。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是(　　)
A．温度130 ℃，压强3.03×105 Pa
B．温度25 ℃，压强1.01×105 Pa
C．温度130 ℃，压强5.05×104 Pa
D．温度0 ℃，压强5.05×104 Pa
解析：在测定NO2的相对分子质量时，应该尽量减少N2O4的含量，也就是应该尽量减少N2O4的含量，也就是应该尽量使上述反应平衡向左移动，即应尽量采取高温、低压的条件。
答案：C
3．在一定条件下，固定体积的密闭容器中存在反应：2NO2(g)O2(g)＋2NO(g)　ΔH＞0，达到平衡时，当改变其中的一个条件X，Y随X的变化符合图中曲线的是(　　)

A．当X表示温度时，Y表示NO2的物质的量
B．当X表示压强时，Y表示NO2的转化率
C．当X表示反应时间时，Y表示混合气体的密度
D．当X表示NO2的物质的量时，Y表示O2的物质的量
解析：选项C是对题目所给的物质的状态都为气态，反应容器为定容容器未注意，而认为随着反应的进行气体密度在变化；选项D应是直线性关系。正确的解题思路是：正反应是吸热反应，温度升高时，平衡向正向移动；增大压强使平衡将向逆向移动，NO2的转化率减小。
答案：AB
4．在一密闭容器中，反应aA(g) bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则下列说法不正确的是(　　)
A．平衡向正反应方向移动了
B．物质A的转化率增大了
C．物质B的质量分数增加了
D．a＞b
解析：此题应用分段假设法分析，先假设体积增加一倍时若平衡未移动，B的浓度应为原来的50%，现在不是50%而是60%，比假设大，说明平衡向生成B的方向移动，则a＜b，由于平衡向正反应方向移动，A减少，B增多，则B的质量分数必然增加。
答案：D
5．在体积可变的密闭容器中，反应mA(g)＋nB(s) pC(g)达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低，下列说法中，正确的是(　　)
A．(m＋n)必定小于p B．(m＋n)必定大于p
C．m必定小于p D．m必定大于p
解析：压缩容器的体积，A的转化率降低，说明该正反应体积增大，B是固体，故m＜p，而(m＋n)可能小于、等于或大于p，只有C选项符合题意。
答案：C
6．可逆反应：3A(g) 3B(？)＋C(？)(ΔH＞0)，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是(　　)
A．B和C可能都是固体
B．B和C一定都是气体
C．若C为固体，则B一定是气体
D．B和C可能都是气体
解析：该正反应吸热，温度升高，平衡右移，变小，则B、C肯定不会都是固体；若都是气体，符合题意；但若B为气体，C为固体也符合题意。
答案：CD
7．2007年2月，中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是(　　)
A．使用光催化剂不改变反应速率
B．使用光催化剂能增大NO的转化率
C．升高温度能加快反应速率
D．改变压强对反应速率无影响
答案：C
8．在气体反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是(　　)
①增大反应物的浓度　②升高温度　③增大压强　④移去生成物　⑤加入催化剂
A．①③⑤　　　　　　　　B．②③⑤
C．②⑤ D．①③④
解析：增大反应物的浓度和增大压强，只能增大活化分子数，不能增大活化分子百分数，而②和⑤既能增大活化分子数，又能增大活化分子百分数。
答案：C
9．一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：，甲醇生成量与时间的关系如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A．在300 ℃条件下，t1时刻该反应达到化学平衡
B．在500 ℃条件下，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)为nB/(3t1) mol/L
C．在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，则氢气的浓度减小
D．由图像说明该反应的正反应为放热反应
解析：在300 ℃条件下，t2时刻反应达到平衡；在500 ℃条件下，t1时刻反应达到平衡，此时甲醇的物质的量为nB，反应消耗氢气的物质的量为2nB，氢气的平均反应速率为2nB/3t1 mol/(L·min)；体积缩小，反应物和生成物浓度均增大，虽压强增大，平衡右移，但根据勒夏特列原理可知，它只能减弱这种改变而不能抵消这种改变，C错；从图像可知温度高时平衡体系中甲醇含量减少，可以推出的正反应为放热反应。
答案：D
10．对于反应2NO2(g) N2O4(g)，在一定条件下达到平衡，在温度不变时，欲使的比值增大，应采取的措施是(　　)
①体积不变，增加NO2的物质的量　②体积不变，增加N2O4的物质的量　③使体积增大到原来的2倍
④充入N2，保持压强不变
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：体积不变，增加NO2，相当于增大压强，平衡右移，比值变小，①错；②与①类似；体积增大，相当于减压，平衡左移，比值变大；充入N2，保持压强不变，体积增大，相当于减压，比值变大。
答案：D
11．在容积为2 L的密闭容器中，有反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，经过5 min达到平衡，此时各物质的变化为A减少a mol/L，B的平均反应速率v(B)＝ mol/(L·min)，C增加 mol/L，这时若增加系统压强，发现A与C的体积分数不变，则m∶n∶p∶q(　　)
A．3∶1∶2∶2 B．1∶3∶2∶2
C．1∶3∶2∶1 D．1∶1∶1∶1
答案：A
12．将1 mol X、3 mol Y充入一个密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)；ΔH＜0。当改变某个条件并达到新平衡后，下列叙述正确的是(　　)
A．升高温度，X的体积分数减小
B．缩小体积，Y的物质的量浓度不变
C．保持容器体积不变，充入一定量的稀有气体，Z的浓度不变
D．保持容器体积不变，充入一定量的Z，X的体积分数增大
解析：A项，升高温度，平衡逆向移动，X的体积分数增大；B项，缩小体积，各物质的物质的量浓度增大，虽压强增大，平衡正向移动，但这只能减弱物质的量浓度的改变；C项，充入稀有气体，未改变容器的体积，Z的物质的量也没有发生变化，则其浓度不变；D项，相当于在相同条件下的另一容器充入一定量Z形成平衡，该平衡与原平衡等效，再将该容器中的平衡气体压入到原容器中，压强增大，平衡正向移动，X的体积分数减小。
答案：C
13．图中的曲线是表示其他条件一定时，2NO＋O22NO2(正反应为放热反应)反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)＞v(逆)的点是(　　)

A．a点　　　B．b点　　　C．c点　　　D．d点
解析：在曲线上，当温度一定时，NO的转化率也一定，故曲线上任意一点都表示达到平衡状态，而曲线外的任意一点都表示未达平衡状态。在曲线下方的任意一点，如c点，要想达到同温度下的平衡状态，即由c点向上引垂直线到曲线上的一点，这样NO的转化率要增大，平衡向右移动，此时v(正)＞v(逆)；同理，在曲线上方的任意一点，v(正)＜v(逆)。
答案：C
14．对可逆反应2A(s)＋3B(g) C(g)＋2D(g)　ΔH＜0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是(　　)
①增加A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小
③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度，v(正)＞v(逆)
⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．④
C．③ D．④⑤
解析：A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)＞v(逆)；升温v(正)、v(逆)均应增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；压强增大平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。
答案：B
15．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市空气主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气循环的无毒气体，其反应原理是：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＜0。下列说法中错误的是(　　)
A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
解析：此反应是放热反应，所以A正确；常温下，若ΔH－TΔS＜0，反应可以自发进行，高温和催化剂只是加快反应速率，所以B不正确，C正确；NO、CO都可和血红蛋白结合而使人中毒，D正确。
答案：B
16．对于3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为(　　)
A．K＝
B．K＝
C．K＝
D．K＝
解析：反应中Fe(s)和Fe3O4(s)的浓度是常数，平衡常数应为生成物的浓度化学计量数次幂与反应物的浓度化学计量数次幂之比，故应选D。
答案：D
17．在恒温恒压下，将3 mol A和1 mol B放入一密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，达到化学平衡Ⅰ。在同样条件下，3 mol A和2 mol B发生同样的反应，达到化学平衡Ⅱ。现将平衡Ⅱ的混合气体全部压入平衡Ⅰ的容器中，在同样条件下达到化学平衡Ⅲ。下列关于平衡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的说法错误的是(　　)
A．平衡Ⅲ中A的转化率等于B的转化率
B．平衡Ⅰ中A的转化率小于B的转化率
C．n(C)/n(A)的值，平衡Ⅲ的比平衡Ⅰ的小
D．n(A)/n(B)的值，平衡Ⅲ的比平衡Ⅱ的大
解析：平衡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的起始状态可以认为是：
2 A＋B2C
Ⅰ　3　　1　　0
Ⅱ　3　　2　　0
Ⅲ　6　　3　　0
在平衡Ⅲ中，n(A)∶n(B)＝2∶1，与化学计量数之比相等，所以α(A)＝α(B)；而平衡Ⅰ中n(A)∶n(B)＝3∶1，所以α(A)＜α(B)；由于保持恒温恒压，Ⅲ相当于在Ⅰ的基础上又单独加入了B，会使n(C)/n(A)变大；Ⅲ也相当于在Ⅱ的基础上，单独减少了B，会使n(A)/n(B)变大。故C项符合题意。
答案：C
18．参照反应Br＋H2→HBr＋H的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的是(　　)

A．正反应为吸热反应
B．加入催化剂，该化学反应的反应热减少
C．正反应为放热反应
D．加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率
解析：由图像知产物能量比反应物高，正反应为吸热反应；催化剂不改变反应热及平衡状态。
答案：A

第Ⅱ卷(非选择题，共46分)

二、非选择题(46分)
19．某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢，设计了如下图1所示的装置。

(1)检查图1所示装置气密性的方法是____________________。
(2)若要比较产生气体的快慢，可以测量相同时间段内产生气体的体积，也可以测量__________________________。
(3)实验测得铝丝产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示，则t1～t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是__________________________________。
答案： (1)用手捂住锥形瓶，观察乙中长导管内液面是否上升　(2)产生相同体积的气体所需时间　(3)反应放热，溶液温度升高
20．硝酸铵在工农业生产和国防中占有极为重要的位置，下面的流程图是硝酸铵的工业生产工艺过程。

Error! Reference source not found.4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0。
该反应的化学平衡常数表达式K＝__________，当温度升高时，K值__________(填“增大”“减小”或“无影响”)。
答案：(1)①在1.01×105 kPa和298 K条件下，1 mol氮气和3 mol氢气完全反应生成2 mol氨气，放出92.4 kJ热量，该反应为可逆反应，不可能进行完全，且反应温度为500 ℃，所以放出的热量小于92.4 kJ　②CDE
(2)K＝　减小
21．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图，然后回答问题。

(1)图中所示的反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应__________(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的ΔH＝________(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)已知热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ/mol
该反应的活化能为167.2 kJ/mol，则其逆反应的活化能为__________。
(3)对于同一反应，图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是______________________________________________。
解析：(1)据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为：ΔH＝－(E1－E2) kJ/mol；由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热。
(2)由图可知，在反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ/mol中，活化分子的最低能量比反应物分子的能量高167.2 kJ/mol；该反应是放热反应，反应物分子的能量又比生成物分子的能量高214.8 kJ/mol，因此活化分子的最低能量比生成物分子的能量高(241.8＋167.2) kJ/mol＝409 kJ/mol；逆过程是吸热反应，逆反应的活化能高于原反应的活化能，应等于原反应中活化分子的最低能量与生成物分子的能量差，即409 kJ/mol。
(3)催化剂在化学反应中起催化作用的原理是：加入催化剂，改变了反应历程，降低了反应的活化能，因此，降低反应活化能的唯一途径是使用催化剂。
答案：(1)放热　需要　－(E1－E2) kJ/mol
(2)409 kJ/mol
(3)使用了催化剂
22．某研究性学习小组成员，利用稀硫酸与某金属的反应来探究影响化学反应速率的因素，下表是研究过程中记录的实验数据(表中某些数据记录已模糊不清，个别数据已丢失)。

若实验操作、数据记录均是正确的，试分析上述数据回答下列问题：
(1)该实验主要是探究______________________________________对反应速率的影响。
(2)经仔细辨认，模糊的数据疑为25、50、125、250，试将这些疑似数据填入表中，使实验数据较为合理。
(3)试猜测实验9反应前溶液的温度约为______℃。推测的依据是_______________________________。
解析：根据实验的条件找出相同的、不同的物理量，出现不同的物理量则是要探究的条件。金属的质量相同但状态不同，则探究其接触面积与反应速率的关系；硫酸的体积相同但浓度不同，所以考查了其浓度对反应速率的影响；溶液温度不同，所以探究温度对反应速率的影响。将三者影响因素综合考虑，可得出如下结论，金属表面积越大，反应速率越快；硫酸浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。
答案：(1)金属表面积、硫酸溶液浓度、反应温度
(2)

(3)30　等量的金属和酸反应放出的热量基本相同，使等量的溶液温度升高约15 ℃

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